DE10016896A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Schätzen einer kinetischen Zustandsgröße für Kraftfahrzeuge - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zum Schätzen einer kinetischen Zustandsgröße für KraftfahrzeugeInfo
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Abstract
Eine Geschwindigkeit (Zw'-Zb') und ein Betrag (Zw-Zb) der Verschiebung eines Rades relativ zu einem Fahrzeugaufbau werden mit Hilfe eines Beobachters (20, S110-S120) auf der Grundlage einer durch einen Sensor (21) erfaßten Vertikalbeschleunigung Zb'' des Fahrzeugaufbaus geschätzt. Bei diesem Beobachter wird eine nichtlineare Komponente fnl(Zw'-Zb', P) einer Dämpfungskraft eines Dämpfers (14) aus einer geschätzten Relativgeschwindigkeit ylob und einer Öffnungsposition P des Dämpfers (14) abgeleitet, und die Komponente fnl(Zw'-Zb', P) wird als Regeleingang verwendet. Die nichtlineare Komponente fnl(Zw'-Zb', P) wird kompensiert mittels einer Federkraft fs eines Stabilisators, die durch Wankbewegungen des Fahrzeugaufbaus infolge einer unebenen Fahrbahnoberfläche erzeugt wird, einer Veränderung DELTAMr der Straßenauflagelast, die auf der Grundlage einer Querbeschleunigung Gy berechnet und durch Wankbewegungen des Fahrzeugaufbaus bei einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs erzeugt wird, und einer Veränderung DELTAMp der Straßenauflagelast, die auf der Grundlage einer Längsbeschleunigung Gx berechnet und durch Nickbewegungen des Fahrzeugaufbaus beim Beschleunigen oder Abbremsen des Fahrzeugs erzeugt wird.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum
Schätzen einer kinetischen Zustandsgröße und ein Verfahren
zum Schätzen einer kinetischen Zustandsgröße für die Anwen
dung auf ein Fahrzeug mit einem Dämpfer, der eine einem
Öffnungsgrad einer Blende entsprechende Dämpfungskraft er
zeugt und dazu entworfen ist, eine vertikale kinetische Zu
standsgröße eines gefederten Elements relativ zu einem un
gefederten Element mit Hilfe eines Beobachters zu schätzen.
Relevante Vorrichtungen dieser Art sind beispielsweise
in den japanischen Patentoffenlegungsschriften HEI 10-913
und HEI 9-309316 offenbart. In diesen Vorrichtungen wird
eine Vertikalbeschleunigung eines gefederten Elements als
eine vertikale kinetische Zustandsgröße davon relativ zum
absoluten Raum erfaßt. Ein Beobachter schätzt die Relativ
geschwindigkeit eines gefederten Elements als Eingangsva
riable, und eine mittels des Öffnungsgrads einer Blende be
stimmte nichtlineare Komponente einer Dämpfungskraft eines
Dämpfers als einen Regeleingang. Die geschätzte Relativge
schwindigkeit gibt eine vertikale kinetische Zustandsgröße
des gefederten Elements relativ zu einem ungefederten Ele
ment an.
Die erwähnten Vorrichtungen im Stand der Technik zum
Schätzen einer kinetischen Zustandsgröße ermöglichen eine
genaue Schätzung einer kinetischen Zustandsgröße des gefe
derten Elements relativ zu dem ungefederten Element bei
Hin-und-Her- bzw. Auf-und-Abbewegungen des Fahrzeugs. Eine
Federkraft eines Stabilisators, der Bewegungen des gefeder
ten Elements beeinflußt, und Veränderungen in der Straßen
auflagelast, die aus Wank- und Nickbewegungen des gefeder
ten Elements resultieren, werden jedoch bei den Vorrichtun
gen des betreffenden Standes der Technik nicht berücksich
tigt. Daher kann diese relative kinetische Zustandsgröße
nicht mit hoher Genauigkeit geschätzt werden, wenn das ge
federte Element Wankbewegungen aufgrund von Störungen aus
führt, die von einer Fahrbahnoberfläche ausgehen, oder wenn
das gefederte Element bei einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs
Wankbewegungen ausführt, oder wenn das gefederte Element
beim Beschleunigen oder Abbremsen des Fahrzeugs Nickbewe
gungen ausführt.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick darauf ge
macht, die obenstehend genannten Probleme zu lösen. Es ist
eine Aufabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Schätzen
einer kinetischen Zustandsgröße bei Fahrzeugen sowie ein
Verfahren zum Schätzen einer kinetischen Zustandsgröße bei
Fahrzeugen zur Verfügung zu stellen, die es ermöglichen,
eine kinetische Zustandsgröße eines gefederten Elements re
lativ zu einem ungefederten Element selbst dann genau zu
schätzen, wenn das gefederte Element Wankbewegungen auf
grund von Störungen ausführt, die von einer Fahrbahnober
fläche ausgehen, oder wenn das gefederte Element bei einer
Kurvenfahrt des Fahrzeugs Wankbewegungen ausführt, oder
wenn das gefederte Element beim Beschleunigen oder Abbrem
sen des Fahrzeugs Nickbewegungen ausführt.
Im Hinblick auf das obenstehend genannte Problem weist
eine Vorrichtung zum Schätzen einer kinetischen Zustands
größe gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung
eine Einrichtung zum Erfassen einer absoluten kinetischen
Zustandsgröße, einen Beobachter und eine erste Kompensier
einrichtung auf. Die Einrichtung zum Erfassen einer absolu
ten kinetischen Zustandsgröße erfaßt eine vertikale kineti
sche Zustandsgröße des gefederten Elements relativ zum ab
soluten Raum. Der Beobachter schätzt die vertikale kineti
sche Zustandsgröße des gefederten Elements relativ zu dem
ungefederten Element auf der Grundlage der von der Einrich
tung zum Erfassen einer absoluten kinetischen Zustandsgröße
erfaßten vertikalen kinetischen Zustandsgröße und einer
durch den Öffnungsgrad der Blende bestimmten nichtlinearen
Komponente der Dämpfungskraft des Dämpfers als Regelein
gang. Die erste Kompensiereinrichtung kompensiert den Re
geleinang des Beobachters auf der Grundlage einer Feder
kraft eines Stabilisators. Die Federkraft des Stabilisators
wird auf der Grundlage eines Verschiebungsbetrags des gefe
derten Elements relativ zu dem ungefederten Element be
stimmt. Die bestimmte Federkraft wird zum Kompensieren des
Regeleingangs des Beobachters verwendet. Somit schätzt der
Beobachter die vertikale kinetische Zustandsgröße des gefe
derten Elements relativ zu dem ungefederten Element auf der
Grundlage des kompensierten Regeleingangs.
Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung kom
pensiert die erste Kompensiereinrichtung den Regeleingang
des Beobachters auf der Grundlage der Federkraft des Stabi
lisators selbst dann, wenn das gefederte Element aufgrund
von Störungen, die von einer Fahrbahnoberfläche ausgehen,
Wankbewegungen ausführt o. dgl., und die Federkraft des
Stabilisators die Bewegungen des gefederten Elements beein
trächtigt. Daher kann eine kinetische Zustandsgröße des ge
federten Elements relativ zu, dem ungefederten Element mit
hoher Genauigkeit geschätzt werden.
Die erste Kompensiereinrichtung kann die Federkraft des
Stabilisators auf einen vorgegebenen Bereich beschränken.
Da bei dieser Konstruktion die Federkraft des Stabilisators
daran gehindert wird, aufgrund eines Fehlers unangemessen
groß zu werden, oszilliert der vom Beobachter geschätzte
Wert nicht. Somit wird eine kinetische Zustandsgröße des
gefederten Elements relativ zu dem ungefederten Element mit
hoher Stabilität geschätzt.
Des weiteren kann der erste Aspekt der vorliegenden Er
findung eine Querbeschleunigungs-Erfassungseinrichtung zum
Erfassen einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs und eine
zweite Kompensiereinrichtung aufweisen. Die zweite Kompen
siereinrichtung bestimmt eine durch Wankbewegungen des ge
federten Elements erzeugte Änderung der Straßenauflagelast
auf der Grundlage der von der Querbeschleunigungs-Erfas
sungseinrichtung erfaßten Querbeschleunigung und kompen
siert den Regeleingang des Beobachters auf der Grundlage
der bestimmten Änderung der Straßenauflagelast. Bei dieser
Konstruktion kompensiert die zweite Kompensiereinrichtung
selbst dann den Regeleingang des Beobachters auf der Grund
lage der Änderung der Straßenauflagelast, die aus den Wank
bewegungen resultiert, wenn das gefederte Element bei einer
Kurvenfahrt des Fahrzeugs Wankbewegungen ausführt und die
Straßenauflagelast des gefederten Elements sich ändert. Da
her kann eine kinetische Zustandsgröße des gefederten Ele
ments relativ zu dem ungefederten Element mit hoher Genau
igkeit geschätzt werden.
Des weiteren kann der erste Aspekt der vorliegenden Er
findung auch eine Längsbeschleunigungs-Erfassungseinrich
tung aufweisen, die eine Beschleunigung des Fahrzeugs in
Längsrichtung erfaßt, und eine dritte Kompensiereinrich
tung. Die dritte Kompensiereinrichtung bestimmt eine durch
Nickbewegungen des gefederten Elements erzeugte Veränderung
der Straßenauflagelast auf der Grundlage der von der Längs
beschleunigungs-Erfassungseinrichtung erfaßten Längsbe
schleunigung und kompensiert den Regeleingang des Beobach
ters auf der Grundlage der bestimmten Änderung der Straßen
auflagelast. Bei dieser Konstruktion kompensiert die dritte
Kompensiereinrichtung selbst dann den Regeleingang des Be
obachters auf der Grundlage der Änderung der Straßenaufla
gelast, die aus den Nickbewegungen resultiert, wenn das ge
federte Element beim Beschleunigen oder Abbremsen des Fahr
zeugs Nickbewegungen ausführt. Daher kann eine kinetische
Zustandsgröße des gefederten Elements relativ zu dem unge
federten Element mit hoher Genauigkeit geschätzt werden.
Ein Verfahren zum Schätzen einer kinetischen Zustands
größe gemäß der vorliegenden Erfindung erfaßt eine kineti
sche Zustandsgröße des gefederten Elements relativ zum ab
soluten Raum und gibt die von der Vorrichtung zum Erfassen
einer absoluten kinetischen Zustandsgröße erfaßte vertikale
kinetische Zustandsgröße an einen Beobachter ein, der die
vertikale kinetische Zustandsgröße des gefederten Elements
relativ zu dem ungefederten Element unter Verwendung der
eingegebenen erfaßten vertikalen kinetischen Zustandsgröße
und einer durch den Öffnungsgrad der Blende bestimmten
nichtlineare Komponente der Dämpfungskraft des Dämpfers als
Regeleingang schätzt. Das Verfahren verwendet des weiteren
einen Betrag der Verschiebung des gefederten Elements rela
tiv zu dem ungefederten Element, um eine Federkraft eines
Stabilisators zu bestimmen und kompensiert den Regelein
gang des Beobachters auf der Grundlage der bestimmten Fe
derkraft. Bei dieser Ausführungsweise wird der Regeleingang
des Beobachters auf der Grundlage der Federkraft eines Sta
bilisators selbst dann kompensiert, wenn das gefederte Ele
ment aufgrund von Störungen, die von einer Fahrbahnoberflä
che ausgehen, Wankbewegungen ausführt o. dgl. Daher kann
eine kinetische Zustandsgröße des gefederten Elements rela
tiv zu dem ungefederten Element mit hoher Genauigkeit ge
schätzt werden.
Des weiteren kann eine durch Wank- oder Nickbewegungen
des gefederten Elements hervorgerufene Änderung einer Stra
ßenauflagelast auf der Grundlage einer Quer- oder Längsbe
schleunigung bestimmt werden, und den Regeleingang des Be
obachters wird auf der Grundlage der bestimmten Änderung
der Straßenauflagelast kompensiert. Bei dieser Ausführungs
weise wird der Regeleingang des Beobachters selbst dann auf
der Grundlage der Änderung der Straßenauflagelast infolge
von Wank- oder Nickbewegungen kompensiert, wenn das gefe
derte Element bei einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs Wank-
oder Nickbewegungen ausführt und sich die Straßenauflage
last des gefederten Elements ändert. Daher kann eine kine
tische Zustandsgröße des gefederten Elements relativ zu dem
ungefederten Element mit hoher Genauigkeit geschätzt wer
den.
Es ist anzumerken, daß sich die absolute vertikale ki
netische Zustandsgröße des gefederten Elements in der vor
liegenden Beschreibung auf eine Vertikalbeschleunigung, ei
ne Vertikalgeschwindigkeit, einen Betrag einer Vertikalver
schiebung o. dgl. des gefederten Elements relativ zum abso
luten Raum bezieht, und daß sich die vertikale kinetische
Zustandsgröße des gefederten Elements relativ zu dem unge
federten Element auf eine Vertikalbeschleunigung, eine Ver
tikalgeschwindigkeit, einen Betrag einer Vertikalverschie
bung o. dgl. des gefederten Elements relativ zu dem ungefe
derten Element bezieht.
Die obenstehenden und weitere Aufgaben, Merkmale und
Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungs
form unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung.
Es zeigt:
Fig. 1A eine Modellansicht mit einem Freiheitsgrad, in
der ein einzelnes Rad gezeigt ist;
Fig. 1B eine Modellansicht mit einem Freiheitsgrad, in
der das Modell eines in Fig. 1A gezeigten Dämp
fers mit seinen linearen und nichtlinearen Kom
ponenten veranschaulicht ist;
Fig. 2 eine verallgemeinerte grafische Darstellung ei
ner Dämpfungskraftcharakteristik eines Dämp
fers;
Fig. 3 eine grafische Darstellung von Dämpfungs
kraftcharakteristiken eines weichen Dämpfers,
eines mittelharten Dämpfers und eines harten
Dämpfers;
Fig. 4 ein Blockdiagramm eines Beobachters gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 ein Blockdiagramm einer Federungsregelvorrich
tung gemäß einer Ausführungsform der vorliegen
den Erfindung;
Fig. 6 ein Flußdiagramm eines Programms, das von einem
in Fig. 5 gezeigten Mikrocomputer ausgeführt
wird;
Fig. 7 eine grafische Darstellung von Dämpfungs
kraftcharakteristiken eines Dämpfers in einer
ersten, in dem in Fig. 5 gezeigten Mikrocompu
ter gespeicherten Speicherabbildung;
Fig. 8 eine grafische Darstellung von Dämpfungs
kraftcharakteristiken eines Dämpfers in einer
zweiten, in dem in Fig. 5 gezeigten Mikrocompu
ter gespeicherten Speicherabbildung;
Fig. 9 eine grafische Darstellung einer Einschrän
kungscharakteristik der Federkraft eines in dem
Beobachter verwendeten Stabilisators.
Es folgt eine Beschreibung einer Ausführungsform einer
Fahrzeugfederungs-Regelvorrichtung, auf die eine Vorrich
tung zum Schätzen einer kinetischen Zustandsgröße gemäß der
vorliegenden Erfindung angewendet wird. Der Beschreibung
einer bevorzugten Ausführungsform geht die Erläuterung ei
ner grundlegenden Theorie der Vorrichtung zum Schätzen ei
ner kinetischen Zustandsgröße voraus.
Fig. 1A zeigt ein Modell eines einzelnen Rades mit ei
nem Freiheitsgrad. In Fig. 1A steht Zb für einen Vertikal
verschiebungsbetrag bezüglich einer Bezugsposition eines
gefederten Elements (eines Fahrzeugaufbaus 11) im absoluten
Raum, und Zw steht für einen Vertikalverschiebungsbetrag
bezüglich einer Bezugsposition eines ungefederten Elements
(eines Rades 12) im absoluten Raum. Die Verschiebungsbeträ
ge Zb und Zw nehmen positive Werte an, wenn das gefederte
und das ungefederte Element aufwärts verschoben werden. K
steht für eine Federkonstante einer Feder 13, die in ein
Fahrzeugfederungssystem eingegliedert und zwischen dem
Fahrzeugaufbau 11 und dem Rad 12 angeordnet ist. fd(Zw'-
Zb', P) steht für eine Dämpfungskraft eines Dämpfers 14,
der in das Fahrzeugfederungssystem eingegliedert und zwi
schen dem Fahrzeugaufbau 11 und dem Rad 12 angeordnet ist.
Diese Dämpfungskraft fd(Zw'-Zb', P) ist eine Funktion, die
durch eine Vertikalgeschwindigkeit (Zw'-Zb') des Rades 12
relativ zum Fahrzeugaufbau 11 und eine Öffnungsposition P
des Dämpfers 14 bestimmt ist, die einem Blendenöffnungsgrad
mit einer Mehrzahl von Stufen (bei der vorliegenden Ausfüh
rungsform sechzehn Stufen) entspricht. Die in der vorlie
genden Beschreibung verwendeten Bezugszeichen Zb' und Zb"
stehen für eine Vertikalgeschwindigkeit bzw. eine Vertikal
beschleunigung des Fahrzeugaufbaus 11 und nehmen positive
Werte an, wenn sich der Fahrzeugaufbau 11 im absoluten Raum
aufwärts bewegt. Zw' und Zw" stehen für eine Vertikalge
schwindigkeit bzw. eine Vertikalbeschleunigung des Rades 12
und nehmen positive Werte an, wenn sich das Rad 12 im abso
luten Raum aufwärts bewegt.
Eine Kraft fsrp ist eine resultierende Kraft (fs+ΔMr+ΔMp),
gebildet aus einer Federkraft fs des Stabilisators,
die aufgrund von Wankbewegungen des Fahrzeugaufbaus 11 in
folge von Störungen, die von der Fahrbahnoberfläche ausge
hen, vertikal auf den Fahrzeugaufbau 11 einwirkt, einer
Veränderung ΔMr der Straßenauflagelast, die aufgrund von
Wankbewegungen des Fahrzeugaufbaus 11 bei einer Kurvenfahrt
des Fahrzeugs vertikal auf den Fahrzeugaufbau 11 einwirkt,
und einer Veränderung ΔMp der Straßenauflagelast, die auf
grund von Nickbewegungen des Fahrzeugaufbaus 11 beim Be
schleunigen oder Abbremsen des Fahrzeugs vertikal auf den
Fahrzeugaufbau 11 einwirkt. Die Federkraft fs des Stabili
sators, die Veränderung ΔMr der Straßenauflagelast und die
Veränderung ΔMp der Straßenauflagelast sind jeweils durch
die im nachfolgenden gezeigten Gleichungen (1) bis (3) aus
gedrückt.
fs = Ks×(Zw-Zb) (1)
ΔMr = 2×Mb×Gy×H/T (2)
ΔMp = 2×Mb×Gx×H/W (3)
Ks steht für eine Federkonstante des Stabilisators, Mb
für eine Masse des Fahrzeugaufbaus 11, Gy für eine Querbe
schleunigung des Fahrzeugs, H für eine Höhe des Schwerpunk
tes des Fahrzeugaufbaus 11, T für eine Spurweite des Fahr
zeugs, Gx für eine Längsbeschleunigung des Fahrzeugs, und W
für einen Radstand des Fahrzeugs. Die Vertikalbewegung des
Fahrzeugaufbaus 11 ist durch die nachfolgend gezeigte Glei
chung (4) ausgedrückt.
M.Zb" = K×(Zw-Zb)+fd(Zw'-Zb', P)+fsrp
= K×(Zw-Zb)+fd(Zw'-Zb', P)+(fs+ΔMr+ΔMp) (4)
Auch wenn die Relativgeschwindigkeit (Zw'-Zb') und die
Öffnungsposition P als Regeleingang bilinear sind und die
Öffnungsposition P festgelegt ist, da die Dämpfungskraft
fd(Zw'-Zb', P) in der obenstehend genannten Gleichung (4)
so entworfen ist, daß sie eine nichtlineare Charakteristik
gemäß der Darstellung in Fig. 2 aufweist, kann die Dämp
fungskraft fd(Zw'-Zb', P) dennoch nicht direkt auf ein (als
Beobachter fungierendes) lineares Kalman-Filter angewendet
werden. Somit wird die Dämpfungskraft fd(Zw'-Zb', P) erfin
dungsgemäß in eine lineare Komponente Co.(Zw'-Zb') und eine
nichtlineare Komponente fnl(Zw'-Zb', P) aufgeteilt, wie in
der untenstehend gezeigten Gleichung (5) angegeben ist, so
daß die nichtlineare Komponente einen begrenzten Einfluß
besitzt (Fig. 1B und 3). Co ist ein genau bestimmter Dämp
fungskoeffizient.
fd(Zw'-Zb', P) = Co×(Zw'-Zb')+fnl(Zw'-Zb', P) (5)
Hier sind die Zustandsvariablen x1 und x2 auf (Zw'-Zb')
bzw. (Zw-Zb) eingestellt, und eine durch die nachstehend
gezeigte Gleichung (6) ausgedrückte Zustandsgleichung ist
von den obenstehend genannten Gleichungen (4) und (5) abge
leitet.
X' = AX+Gw+Bfnl(Zw'-Zb', P)
= AX+Gw+Bx{fd(Zw'-Zb', P)-Co×(Zw'-Zb')+fs+ΔMr+ΔMp} (6)
In dieser Gleichung (6) steht X' für einen Differenti
alwert von X, und X, A, G und B sind jeweils durch die
nachstehend gezeigten Gleichungen (7) bis (10) ausgedrückt.
Der Wert w ist als Störung des Systems definiert und ist
gleich der Vertikalbeschleunigung Zw" des Rades 12.
Die zu bestimmenden Relativgeschwindigkeit (Zw'-Zb')
und Relativverschiebungsbetrag (Zw-Zb) wiederum sind als y1
bzw. y2 definiert, und die Vertikalbeschleunigung Zb" des
Fahrzeugaufbaus 11 relativ zum absoluten Raum, bei der es
sich um eine Beobachtungsgröße handelt, ist als y3 defi
niert. Daraufhin wird eine Ausgangsgleichung (11) wie un
tenstehend gezeigt erstellt.
In dieser Gleichung (11) sind C1, C2, U, D1, D2 und F
jeweils durch die untenstehend gezeigten Gleichungen (12)
bis (17) ausgedrückt, und v steht für beobachtetes Rauschen
der Vertikalbeschleunigung.
C1 = [c11 c12] = [1 0] (12)
C2 = [c21 c22] = [0 1] (13)
U = (u1 u2] = [C0/Mb K/Mb] (14)
D1 = 0 (15)
D2 = 0 (16)
F = 1/Mb (17)
Die nichtlineare Komponente fnl(Zw'-Zb', P) wird als
Eingangsvariable u eines Beobachters betrachtet, und eine
Kalmanfilter-Theorie wird auf einen Zustandsraumausdruck
einer Regelstrecke angewendet, der durch die obenstehend
genannte Zustandsgleichung (6) und die obenstehend genannte
Ausgangsgleichung (11) ausgedrückt ist, so daß er einen Be
obachter zum Schätzen der Relativgeschwindigkeit y1 ( = Zw'-
Zb') und des Relativverschiebungsbetrags y2 ( = Zw-Zb) dar
stellt. Der Beobachter ist durch die untenstehend gezeigten
Gleichungen (18) bis (21) ausgedrückt. In diesen Gleichun
gen stehen uob, Zwob' und Zbob' für Schätzwerte der Ein
gangsvariablen u, der Vertikalbeschleunigung Zw' des Rades
12 bzw. der Vertikalgeschwindigkeit Zb' des Fahrzeugaufbaus
11.
uob = fnl(Zwob'-Zbob', P)
= fd(Zw'-Zb', P)-Co.(Zw'-Zb')+fs+ΔMr+ΔMp (18)
Xob' = AXob+Buob+H[Zb"-(UXob+Duob)] (19)
y1 = C1Xob (20)
y2 = C2Xob (21)
In der obenstehend genannten Gleichung (19) steht H für
eine konstante Kalman-Verstärkung, die als eine durch die
untenstehend gezeigte Gleichung (23) ausgedrückte Größe aus
einer positiven definierten Lösung der durch die untenstehend
gezeigte Gleichung (22) ausgedrückten Riccati-Gleichung er
halten wird, für ein Gewicht Q bezüglich einer Kovarianz
der Störung w ( = Zw") des Systems und für ein Gewicht R be
züglich einer Kovarianz des beobachteten Rauschens v in der
Gleichung (11).
AP+PAT-PUTR-1UP+Q = 0 (22)
H = PUTR-1 (23)
In diesen Gleichungen (22) und (23) steht T für eine
transponierte Matrix.
Es folgt nun eine Beschreibung der konstanten Kalman-
Verstärkung H(h1, h2). Aus einem Vergleich der Zustands
gleichungen (6) und (19) geht hervor, daß dieser Beobachter
(Kalman-Filter) eine Schätzeinrichtung vom Rückführungstyp
ist, welche die Vorhersage eines Zustands (des ersten und
zweiten Terms in der obenstehenden Gleichung (19)) auf der
Grundlage des Modells eines zu regelnden Objekts mit einer
Korrekturaktion (des dritten Terms in der obenstehenden
Gleichung (19)) unter Verwendung einer Differenz zwischen
einem von einem Sensor beobachteten Ausgang und eines auf
der Grundlage des Modells geschätzten Ausgangs kombiniert.
Die Schätzgenauigkeit des Beobachters kann auf der Grund
lage einer untenstehend gezeigten Fehlergleichung (24) de
monstriert werden, in der eine Differenz zwischen einem
wahren Wert X der Zustandsvariablen und einem Schätzwert
Xob der Zustandsvariablen as E = X-Xob definiert ist. E',
X' und Xob' sind Differentialwerte von E, X bzw. Xob.
E' = X'-Xob'
= (A-HU)(X-Xob)+(B-HF)(u-uob)+(Gw-Hv)
= (A-HU)E+(B-HF)(u-uob)+(Gw-Hv) (24)
In dem Fall, in dem ein gewöhnlicher Beobachter
(Kalman-Filter) für eine Zufallsstörung (w, v) mit einem
bekannten Spektrum verwendet wird, ist gewährleistet, daß
der Fehler E = X-Xob eine erwartungstreue, minimale Varianz
annimmt. Da der Störungsterm im Fall der vorliegenden
Schätzeinrichtung jedoch (u-uob) beinhaltet, verschlechtert
sich die Schätzgenauigkeit in Abhängigkeit von einer Zu
nahme von (u-uob). Weil (u-uob) einen Schätzfehler der
nichtlinearen Komponente der Dämpfungskraft darstellt, ist
es wichtig, den Dämpfungskoeffizienten Co der linearen Kom
ponente in Gleichung (5) so zu bestimmen, daß fnl(Zw'-Zb',
P) in fd(Zw'-Zb', P), das durch die obenstehend angegebene
Gleichung (5) definiert ist, einen kleinstmöglichen Wert
annimmt.
Der Dämpfer 14 gemäß der vorliegenden Erfindung ist je
doch so entworfen, daß er aus Gründen der Regelung eine va
riable Breite aufweist, und ein Versuch einer Annäherung
der Charakteristiken aller Öffnungspositionen P mit dem
einzigen Dämpfungskoeffizienten Co tendiert dazu, eine Zu
nahme der nichtlinearen Komponente hervorzurufen. Im Hin
blick darauf werden gemäß der vorliegenden Erfindung linear
angenäherte optimale Dämpfungskoeffizienten Coh und Cos für
zwei jeweilige Öffnungspositionen (hart und weich) einge
stellt. In diesem Fall werden zwei Kalman-Verstärkungen
Hh(hh1, hh2) und Hs (hs1, hs2) so bestimmt, daß der Schätz
fehler minimiert wird. Bezüglich der dazwischenliegenden
Positionen wird die Bestimmung mittels linearer Interpola
tion zwischen den obenstehend angegebenen Dämpfungskoeffi
zienten Coh und Cos durchgeführt. Wenn die Öffnungsposition
P des Dämpfers 14 auf eine der Stufen 1 bis 16 ("1" ≈
"weich" und "16" ≈ "hart") eingestellt ist, ist die Kalman-
Verstärkung H durch eine untenstehend gezeigte Gleichung
(25), ausgedrückt.
Fig. 4 ist ein Blockdiagramm des solcherart aufgebauten
Beobachters. Ein Nichtlinearfunktionen-Generator 14A gibt
die geschätzte Eingangsvariable uob aus, die der nichtli
nearen Komponente fnl(Zwob'-Zbob', P) einer Dämpfungskraft
des Dämpfers 14 entspricht. Ein weiteres Merkmal der vor
liegenden Erfindung besteht darin, daß der Beobachter so
stabilisiert ist (Pole sind auf eine stabile Zone be
schränkt), daß er die Berechnung einer geschätzten Relativ
geschwindigkeit y1ob und einen geschätzten Betrag y2ob der
Relativverschiebung sicher konvergiert. Somit wird bei der
Ableitung der nichtlinearen Komponente fnl(Zw'-Zb', P)
(obenstehend genannte Gleichung (5)) eine Korrektur derart
durchgeführt, daß der für die Ableitung verwendete Gradient
einer Veränderungscharakteristik der Dämpfungskraft fd(Zw'-
Zb', P) des Dämpfers 14 gleich oder kleiner als ein im vor
aus bestimmter Wert wird.
Es folgt eine Beschreibung einer konkreten Ausführungs
form einer Regelvorrichtung, bei der der obenstehend ge
nannte Beobachter verwendet wird, um eine Relativgeschwin
digkeit (Zwob'-Zbob') ( = y1ob) und ein Verschiebungsbetrag
(Zwob-Zbob) ( = y2ob) des Rades 12 relativ zum Fahrzeugauf
bau 11 zu schätzen, und bei der ein Schätzwert y1ob zur Re
gelung einer Dämpfungskraft des Dämpfers 14 in einem Fahr
zeugfederungssystem verwendet wird.
Fig. 5 ist ein Blockdiagramm der Regelvorrichtung, die
mit einem Vertikalbeschleunigungs-Sensor 21, einem Querbe
schleunigungs-Sensor 22 und einem Längsbeschleunigungs-Sen
sor 23 versehen ist. Der Vertikalbeschleunigungs-Sensor 21
erfaßt eine Beschleunigung des Fahrzeugaufbaus 11 in der
Vertikalrichtung relativ zum absoluten Raum als Vertikalbe
schleunigung Zb" und gibt ein Erfassungssignal aus, das die
Beschleunigung Zb" angibt. Der Querbeschleunigungs-Sensor
22 erfaßt eine Beschleunigung des Fahrzeugaufbaus 11 in der
Querrichtung relativ zum absoluten Raum als Querbeschleuni
gung Gy und gibt ein Erfassungssignal aus, das die Be
schleunigung Gy angibt. Der Längsbeschleunigungs-Sensor 23
erfaßt eine Beschleunigung des Fahrzeugaufbaus 11 in der
Längsrichtung relativ zum absoluten Raum als Längsbeschleu
nigung Gx und gibt ein Erfassungssignal aus, das die Längs
beschleunigung Gx angibt. Diese Beschleunigungssensoren 21
bis 23 sind mit einem Mikrocomputer 20 verbunden.
Der Mikrocomputer 20 führt ein in Fig. 6 gezeigtes Pro
gramm wiederholt mittels eines eingebauten Timers in Inter
vallen von beispielsweise 10 ms durch und regelt dadurch
eine Dämpfungskraft des Dämpfers 14. Des weiteren sind eine
erste und zweite Speicherdarstellung (erste und zweite Ta
belle) in den Mikrocomputer 20 eingebaut. Gemäß der Dar
stellpng von Fig. 7 und 8 stellen diese Speicherdarstellun
gen Dämpfungskraftcharakteristiken des Dämpfers 14 dar und
speichern Werte der Dämpfungskräfte fd und fs, die der Re
lativgeschwindigkeit y1ob für jede der Öffnungspositionen P
(= 1 bis 16) der Dämpferblende entsprechen. Unter Bezug
nahme auf die erste Speicherdarstellung in Fig. 7, wie
durch durchgezogene Linien angezeigt ist, ist die Korrektur
hierbei dadurch gekennzeichnet, daß der Gradient einer spe
zifischen Kennlinie des Dämpfers 14 auf einen Wert begrenzt
ist, der gleich oder kleiner als ein vorgegebener Wert ist.
D. h., in einer Zone, in der die Relativgeschwindigkeit y1ob
negativ ist (auf der Ausfahrseite des Dämpfers 14) und die
Öffnungsposition P einem großen Öffnungsquerschnitt ent
spricht (auf der harten Seite des Dämpfers 14), werden die
Veränderungskurven, die naturgemäß mit gestrichelten Linien
zusammenfallen, so modifiziert, wie es durch die durchgezo
genen Linien angezeigt ist.
Eine Ansteuerschaltung 24, die mit dem Mikrocomputer 20
verbunden ist, steuert eine Drehzahl eines Schrittmotors 25
in Abhängigkeit von einem Steuersignal vom Mikrocomputer
20, das eine einem Öffnungsgrad einer Blende 14a des Dämp
fers 14 entsprechende Position P angibt. Der Schrittmotor
25 ist in den Dämpfer 14 eingegliedert und steuert einen
Öffnungsgrad der Blende 14a infolge der erwähnten Drehzahl
regelung.
Es folgt nun eine Beschreibung des Betriebs dieser kon
kreten Ausführungsform. Bei Betätigung eines Fahrzeugzünd
schalters (nicht gezeigt) führt der Mikrocomputer 20 eine
Programmverarbeitung (nicht gezeigt) durch, um dadurch die
Öffnungsposition P auf "1" zu stellen, den Schrittmotor 25
über die Ansteuerschaltung 24 anzusteuern, und den Öff
nungsgrad der Blende 14a des Dämpfers 14 auf ihren (dem
"weichen" Dämpfer entsprechenden 14) Maximalwert zu stel
len. Nach dem Einstellen einer geschätzten Relativgeschwin
digkeit y1ob, eines Schätzbetrags y2ob der Relativverschie
bung, der Zustandsvariablen Xob1 bzw. Xob2 und der Zwi-
schenparameter X1obt bzw. X2obt auf vorgegebene Initial
werte führt der Mikrocomputer 20 das in Fig. 6 gezeigte
Programm wiederholt in Intervallen von beispielsweise 10 ms
durch. Es ist anzumerken, daß die Öffnungsposition P, die
geschätzte Relativgeschwindigkeit y1ob, der Schätzbetrag
y2ob der Relativverschiebung, die Zustandsvariablen Xob1
bzw. Xob2 und die Zwischenparameter X1obt und X2obt sowie
verschiedene, in einem späterhin beschriebenen Programm
verwendete Größen den jeweils für die Beschreibung der
grundlegenden Theorie verwendeten Werten entsprechen. Da
der Beobachter jedoch aus einem diskreten System aufgebaut
ist, das konkrete Berechnungen anwendet, beziehen sich die
gezeigten Größen auf den Fall, in dem die obenstehend er
wähnte Zustandsgleichung und Ausgangsgleichung mittels
bilinearer Transformation in ein diskretes System konver
tiert werden.
Das obenstehend erwähnte Programm wird im Schritt S100
gestartet. Im Schritt 102 empfängt der Mikrocomputer 20 Er
fassungssignale, die eine Vertikalbeschleunigung Zb", eine
Querbeschleunigung Gy und eine Längsbeschleunigung Gx an
zeigen, von dem Vertikalbeschleunigungs-Sensor 21, dem
Querbeschleunigungs-Sensor 22 bzw. dem Längsbeschleuni
gungs-Sensor 23. Als nächstes wird im Schritt S104 eine
Dämpfungskraft fd(y1ob, P), die der geschätzten Relativge
schwindigkeit y1ob und der Öffnungsposition P entspricht,
unter Bezugnahme auf die erste Speicherdarstellung bestimmt
(Fig. 7). Auch wenn in diesem Fall die anfänglich gemäß der
obenstehenden Beschreibung eingestellte geschätzte Relativ
geschwindigkeit y1ob und Öffnungsposition P in der ersten
Iteration angewendet werden, werden in darauffolgenden Ite
rationen des Programms von Fig. 6 Werte verwendet, die von
den letzten Iterationen der Schritte S120, S128 und S130
abgeleitet wurden. Die Dämpfungskraft fd(y1ob, P) kann auf
geeignete Weise durch lineare Interpolation berechnet wer
den, die aus der ersten Speicherdarstellung ausgelesene
Werte verwendet.
Als nächstes werden im Schritt S106 durch Anstellen von
Berechnungen gemäß den Gleichungen (26) bis (28), die je
weils den obenstehend erwähnten Gleichungen (1) bis (3)
entsprechen, jeweils eine durch Wankbewegungen des Fahr
zeugaufbaus 11 infolge einer unebenen Fahrbahnoberfläche
erzeugte Federkraft fs des Stabilisators, eine durch Wank
bewegungen des Fahrzeugaufbaus 11 bei einer Kurvenfahrt des
Fahrzeugs erzeugte Veränderung ΔMr der Straßenauflagelast,
und eine durch Nickbewegungen des Fahrzeugaufbaus 11 beim
Beschleunigen oder Abbremsen des Fahrzeugs erzeugte Verän
derung ΔMp der Straßenauflagelast berechnet.
fs = Ks×y2ob (26)
ΔMr = 2×Mb×Gy×H/T (27)
ΔMp = 2×Mb×Gx×H/W (28)
Bei der obenstehenden Gleichung (26) steht Ks für eine
vorläufig als Konstante vorgegebene Federkonstante des Sta
bilisators. Diese Federkonstante Ks kann jedoch zum Zweck
der Berechnung der geschätzten Relativgeschwindigkeit y1ob
und des Schätzbetrags y2ob der Relativverschiebung mit ho
her Genauigkeit und hoher Stabilität eingestellt werden.
Obgleich y2ob ein geschätzter Verschiebungsbetrag ist, der
anfänglich gemäß der obenstehenden Beschreibung in der an
fänglichen Iteration eingestellt wurde, wird in den darauf
folgenden Iterationen der im Schritt S120 berechnete Wert
verwendet. In den obenstehenden Gleichungen (27) und (28)
steht Mb für eine Masse des Fahrzeugaufbaus 11, H für eine
Höhe des Schwerpunkts des Fahrzeugaufbaus 11, T für eine
Spurweite des Fahrzeugs, und W für einen Radstand des Fahr
zeugs. Diese Größen Mb, H, T und W sind vorläufig als Kon
stanten vorgegeben. Gy und Gx stehen jeweils für die Quer-
und Längsbeschleunigung des Fahrzeugs, die in der obenste
hend erwähnten Iteration von Schritt S102 eingegeben wur
den.
Als nächstes wird im Schritt S108 die obenstehend be
rechnete Federkraft fs des Stabilisators so eingeschränkt,
daß ein Absolutwert |fs| davon gleich oder kleiner als ein
Schwellenwert fsth wird (s. Fig. 9). D. h., die obenstehend
berechnete Federkraft fs wird mit den Schwellenwerten fsth
und -fsth verglichen. Falls fs<-fsth, wird fs zu -fsth ge
ändert. Falls -fsth≦fs≦fsth, bleibt fs gleich dem obenste
hend berechneten Wert. Falls fs<fsth, wird fs zu fsth geän
dert.
Nach der obenstehend erwähnten Verarbeitung von Schritt
S108 durch Anstellen einer Berechnung gemäß Gleichung (29),
die der obenstehend erwähnten Gleichung (18) entspricht,
wird im Schritt S110 eine geschätzte Eingangsvariable uob
(= die nichtlineare Komponente fnl(Zw'-Zb', P)) des Dämp
fers 14 unter Verwendung der obenstehend berechneten Dämp
fungskraft fd(y1ob, P), der Federkraft fs und der Verände
rungen ΔMr und ΔMp der Straßenauflagelast berechnet. Auch
ist in diesem Fall Co ein Dämpfungskoeffizient des Dämpfers
14, der gemäß der obenstehenden Beschreibung (Fig. 3) prä
zise bestimmt wurde, und die geschätzte Relativgeschwindig
keit y1ob ist der im obenstehend erwähnten Schritt S104
verwendete Wert.
uob = fd(y1ob, P)-Co×y1ob+fs+ΔMr+ΔMp (29)
Als nächstes wird im Schritt S112 eine geschätzte Ver
tikalbeschleunigung Zbob" des Fahrzeugaufbaus 11 durch An
stellen einer Berechnung gemäß der untenstehend gezeigten
Gleichung (30) unter Verwendung der in den obenstehend er
wähnten Gleichungen (14) und (17) vorgeschriebenen Koeffi
zienten u1, u2 und F und der im obenstehend genannten
Schritt S110 berechneten Eingangsvariable uob berechnet.
Des weiteren werden als die Zwischenparameter X1obt und
X2obt in der Gleichung (30), obwohl in der anfänglichen
Iteration die gemäß der obenstehenden Beschreibung anfäng
lich eingestellten Werte verwendet werden, in den darauf
folgenden Iterationen die aus der letzten Iteration von
Schritt S116 abgeleiteten Werte verwendet.
Zbob" = u1×X1obt+u2×X2obt+F×uob (30)
Als nächstes werden im Schritt S114 durch Anstellen von
Berechnungen gemäß den Gleichungen (31) und (32); die der
obenstehend genannten Gleichung (25) entsprechen, die Ver
stärkungen h1 und h2 berechnet. Auch wird in diesem Fall
der im obenstehend genannten Schritt S104 verwendete Wert
als die Öffnungsposition P verwendet.
h1 = hs1+(hh1-hs1)×(P-1)/15 (31)
h2 = hs2+(hh2-hs2)×(P-1)/15 (32)
Als nächstes werden im Schritt S116 die Zwischenparame
ter X1obt und X2obt durch Anstellen von Berechnungen gemäß
den Gleichungen (33) und (34) unter Verwendung der durch
die obenstehend erwähnte Iteration von Schritt S102 einge
gebenen Vertikalbeschleunigung Zb", der durch die obenste
hend erwähnte Iteration von Schritt S112 berechneten ge
schätzten Vertikalbeschleunigung Zbob" und der durch die
obenstehend erwähnte Iteration von Schritt S114 berechneten
Verstärkungen h1 und h2 berechnet. Auch wird in diesem Fall
wie bei den Zustandsvariablen X1ob und X2ob, obgleich in
der anfänglichen Iteration die gemäß der obenstehenden Be
schreibung eingestellten Werte verwendet werden, in den
darauffolgenden Iterationen die aus der letzten Iteration
von Schritt S118 abgeleiteten Werte verwendet.
X1obt = X1obt+h1×(Zb"-Zbob") (33)
X2obt = X2obt+h2×(Zb"-Zbob") (34)
Als nächstes werden im Schritt S118 die Zustandsvaria
blen X1ob und X2ob durch Anstellen von Berechnungen gemäß
den Gleichungen (35) und (36) unter Verwendung der Zwi
schenparameter X1obt und X2obt und der mittels der obenste
hend erwähnten Iterationen der Schritte S116 und S110 be
rechneten geschätzten Eingangsvariablen uob und der in den
obenstehend erwähnten Gleichungen (8) und (10) vorgeschrie
benen Koeffizienten a11, a12; a21, a22, b1 und b2 berech
net.
X1ob = a11×X1obt+a12×X2obt+b1×uob (35)
X2ob = a21×X1obt+a22×X2obt+b2×uob (36)
Als nächstes werden im Schritt S120 eine geschätzte Re
lativgeschwindigkeit y1ob und ein Schätzbetrag y2ob der Re
lativverschiebung durch Anstellen von Berechnungen gemäß
der Gleichungen (37) bzw. (38) unter Verwendung der Zwi
schenparameter X1obt und X2obt, der mittels der obenstehend
erwähnten Iterationen der Schritte S116 und S110 berechne
ten Eingangsvariable uob und der in den obenstehend erwähn
ten Gleichungen (12), (13), (15) und (16) vorgeschriebenen
Koeffizienten c11, c12, c21, c22, D1 und D2 berechnet. Da
durch werden eine Geschwindigkeit (Zw'-Zb') des Rades 12
relativ zum Fahrzeugaufbau 11 und ein Betrag (Zw-Zb) der
Verschiebung des Rades 12 relativ zum Fahrzeugaufbau 11 ge
schätzt.
y1ob = c11×X1obt+c12×X2obt+D1×uob (37)
y2ob = c21×X1obt+c22×X2obt+D2×uob (38)
Es folgt nun eine Beschreibung davon, wie eine Dämp
fungskraft des Dämpfers 14 gemäß der Skyhook-Theorie auf
der Grundlage der somit geschätzten Relativgeschwindigkeit
y1ob und der erfaßten Vertikalbeschleunigung Zb" zu regeln
ist. Zunächst wird im Schritt S122 die gemäß der obenste
henden Beschreibung eingegebene Vertikalbeschleunigung Zb"
gemäß Gleichung (39) zeitintegriert, wodurch eine Vertikal
geschwindigkeit Zb' des Fahrzeugaufbaus 11 berechnet wird.
Im Schritt S124 wird durch Anstellen einer Berechnung gemäß
Gleichung (40) eine Skyhook-Dämpfungskraft fs des Dämpfers
14 unter Verwendung eines Skyhook-Dämpfungskoeffizienten
Csh berechnet. Der Skyhook-Dämpfungskoeffizient Csh wird
vorläufig als Konstante angegeben.
Zb' = ∫Zb"dt (39)
fs = Csh×Zb' (40)
Daraufhin wird im Schritt S126 bestimmt, ob die ge
schätzte Relativgeschwindigkeit y1ob und die Vertikalge
schwindigkeit Zb' unterschiedliche Vorzeichen haben, d. h.
ob sich ein Schwingungszustand des Fahrzeugaufbaus 11 in
einer Anregungs- oder Dämpfungszone befindet. Falls sich
der Schwingungszustand des Fahrzeugaufbaus 11 in der Dämp
fungszone befindet und die geschätzte Relativgeschwindig
keit y1ob und die Vertikalgeschwindigkeit Zb' unterschied
liche Vorzeichen haben, wird das Ergebnis im Schritt S126
als "JA" bewertet. Es wird dann im Schritt S128 auf die
zweite Speicherdarstellung (Fig. 8) Bezug genommen, wodurch
eine der obenstehend berechneten Skyhook-Dämpfungskraft fs
und der geschätzten Relativgeschwindigkeit y1ob entspre
chende Öffnungsposition P bestimmt wird. Bei der Durchfüh
rung dieser Bestimmung wird in der grafischen Darstellung
in Fig. 8 eine Kurve erhalten, die einem durch die Skyhook-
Dämpfungskraft fs und die geschätzte Relativgeschwindigkeit
y1ob bestimmten Punkt am nächsten liegt, und die der erhal
tenen Kurve entsprechende Öffnungsposition P gewählt. Falls
sich Schwingungszustand des Fahrzeugaufbaus 11 hingegen in
der Anregungszone befindet und die geschätzte Relativge
schwindigkeit y1ob und die Vertikalgeschwindigkeit Zb'
gleiche Vorzeichen haben, wird das Ergebnis im Schritt S126
als "NEIN" bewertet. Es wird dann im Schritt S130 eine Öff
nungsposition P auf "1" gestellt, was den weichsten Zustand
des Dämpfers 14 angibt.
Nach den obenstehend erwähnten Iterationen der Schritte
S128 und S130 wird ein Regelsignal, das die Öffnungspositi
on P angibt, im Schritt S132 an die Ansteuerschaltung 24
ausgegeben. Die Ansteuerschaltung 24 steuert die Drehung
des Schrittmotors 25 auf der Grundlage des Regelsignals und
stellt einen Öffnungsgrad der Blende 14a des Dämpfers 14
auf einen Wert ein, der der obenstehend erwähnten Öffnungs
position P entspricht. Als Ergebnis wird die Dämpfungskraft
des Dämpfers 14 auf der Grundlage der Skyhook-Theorie gere
gelt, was zu einer Verbesserung des Fahrkomforts des Fahr
zeugs führt. Das Programm endet im Schritt S134.
Bei der gemäß der obenstehenden Beschreibung aufgebau
ten Ausführungsform stellen die Iterationen der Schritte
S102 bis S120 des vom Mikrocomputer 20 durchgeführten Pro
gramm einen Beobachter (Schätzeinrichtung) dar. Gemäß die
sem Beobachter werden jeweils eine Vertikalgeschwindigkeit
(Zw'-Zb') und ein Betrag (Zw-Zb) der Verschiebung des Fahr
zeugaufbaus 11 relativ zum Rad 12 (eine Vertikalgeschwin
digkeit Zb'-Zw') und ein Betrag (Zb-Zw) der Verschiebung
des Rades 12 relativ zum Fahrzeugaufbau 11) unter Verwen
dung eines Beobachtungswerts einer Vertikalbeschleunigung
Zb" des Fahrzeugaufbaus 11 relativ zum absoluten Raum ge
schätzt, die durch den Vertikalbeschleunigungs-Sensor 21
erfaßt Wurde. Somit kann die Anzahl von Sensoren reduziert
werden. Insbesondere werden durch die Iterationen in den
Schritten S106 und S110 eine durch Wankbewegungen des Fahr
zeugaufbaus 11 infolge einer unebenen Fahrbahnoberfläche
erzeugte Federkraft fs des Stabilisators, eine durch Wank
bewegungen des Fahrzeugaufbaus 11 bei einer Kurvenfahrt des
Fahrzeugs erzeugte Veränderung ΔMr der Straßenauflageläst,
und eine durch Nickbewegungen des Fahrzeugaufbaus 11 beim
Beschleunigen oder Abbremsen des Fahrzeugs erzeugte Verän
derung ΔMp der Straßenauflagelast berechnet. Die nichtli
neare Komponente des Dämpfers 14, dessen Regeleingänge die
Federkraft fs und die Veränderungen ΔMr und ΔMp der Stra
ßenauflagelast sind, wird kompensiert. Somit werden die Re
lativgeschwindigkeit (Zw'-Zb') und der Betrag (Zw-Zb) der
Relativverschiebung selbst dann genau bestimmt, wenn das
Fahrzeug aufgrund von Störungen ausgehend von einer Fahr
bahnoberfläche Wankbewegungen des Fahrzeugaufbaus 11 aus
führt, oder wenn der Fahrzeugaufbau 11 bei einer Kurven
fahrt Wankbewegungen ausführt, oder wenn der Fahrzeugaufbau
11 beim Beschleunigen oder Abbremsen Nickbewegungen aus
führt.
Durch die Verarbeitung im Schritt S108 wird die oben
stehend berechnete Federkraft fs auf einen vorgegebenen Be
reich beschränkt. Daher wird verhindert, daß die Federkraft
fs infolge eines Fehlers unangemessen groß wird, und der
vom Beobachter geschätzte Wert oszilliert nicht. Somit wird
eine kinetische Zustandsgröße des Fahrzeugaufbaus 11 rela
tiv zum Rad 12 mit hoher Stabilität geschätzt.
Bei der obenstehend erwähnten Ausführungsform wird die
Vertikalbeschleunigung Zb", die als absolute vertikale ki
netische Zustandsgröße des Fahrzeugaufbaus 11 dient, als
Beobachtungswert angenommen. Die Vertikalgeschwindigkeit
Zb' und der Betrag Zb der Verschiebung des Fahrzeugaufbaus
11 relativ zum absoluten Raum können jedoch durch Integra
tion der obenstehend erwähnten Vertikalbeschleunigung Zb"
berechnet werden. Die Vertikalbeschleunigung Zb" kann eben
falls durch Differenzieren der Geschwindigkeit Zb' und des
Verschiebungsbetrags Zb berechnet werden. Anders ausge
drückt, die Vertikalbeschleunigung Zb", die Geschwindigkeit
Zb' und der Verschiebungsbetrag Zb sind äquivalente kineti
sche Zustandsgrößen. Demzufolge können die Vertikalge
schwindigkeit und der Betrag der Vertikalverschiebung des
Fahrzeugaufbaus 11 relativ zum absoluten Raum als absolute
vertikale kinetische Zustandsgröße des Fahrzeugaufbaus 11
genommen werden. Des weiteren werden gemäß der obenstehend
erwähnten Ausführungsform die Vertikalgeschwindigkeit (Zb'-
Zw') des Fahrzeugaufbaus 11 relativ zum Rad 12 und der Be
trag (Zb-Zw) der Vertikalverschiebung des Fahrzeugaufbaus
11 relativ zum Rad 12 als kinetische Zustandsgrößen des
Fahrzeugaufbaus 11 relativ zum Rad 12 geschätzt. Die Verti
kalbeschleunigung (Zb"-Zw") des Fahrzeugaufbaus 11 relativ
zum Rad 12 kann jedoch auch durch Differenzieren der oben
stehend erwähnten Relativgeschwindigkeit (Zb'-Zw') berech
net werden, und die obenstehend erwähnte Relativgeschwin
digkeit (Zb'-Zw') kann auch durch Integration der Relativ
beschleunigung (Zb"-Zw") berechnet werden. Anders ausge
drückt, die Relativbeschleunigung (Zb"-Zw"), die Relativge
schwindigkeit (Zb'-Zw') und der Relativverschiebungsbetrag
(Zb-Zw) sind ebenfalls äquivalente kinetische Zustandsgrö
ßen. Demzufolge kann die Vertikalbeschleunigung (Zb"-Zw")
des Fahrzeugaufbaus 11 relativ zum Rad 12 auch als verti
kale kinetische Zustandsgröße des Fahrzeugaufbaus 11 rela
tiv zum Rad 12 genommen werden.
Bei der obenstehend erwähnten Ausführungsform werden
eine durch Wankbewegungen des Fahrzeugaufbaus 11 infolge
einer unebenen Fahrbahnoberfläche erzeugte Federkraft fs,
eine durch Wankbewegungen des Fahrzeugaufbaus 11 bei einer
Kurvenfahrt des Fahrzeugs erzeugte Veränderung ΔMr der
Straßenauflagelast, und eine durch Nickbewegungen des Fahr
zeugaufbaus 11 beim Beschleunigen oder Abbremsen des Fahr
zeugs erzeugte Veränderung ΔMp der Straßenauflagelast zum
Kompensieren eines Regeleingangs des Beobachters (der
nichtlinearen Komponente des Dämpfers 14) verwendet. Aus
Gründen einer Auswirkung des Beobachters auf den Schätz
wert, die Geschwindigkeitsberechnung u. dgl. können jedoch
eine oder mehrere von Federkraft fs und Veränderungen ΔMr
und ΔMp bei der Berechnung für die Kompensation unberück
sichtig bleiben.
Bei der obenstehend erwähnten Ausführungsform wird die
in Fig. 7 gezeigte Speicherdarstellung verwendet, um die
Dämpfungskraft fd des Dämpfers 14 im Schritt S104 von Fig.
6 abzuleiten. Es ist jedoch in diesem Fall erforderlich,
die Dämpfungskraft fd des Dämpfers 14 von der geschätzten
Relativgeschwindigkeit y1ob und der Öffnungsposition P ab
zuleiten. Anstelle einer Verwendung der ersten Speicherdar
stellung kann die genannte Dämpfungskraft fd daher durch
Berechnungen unter Verwendung der geschätzten Relativge
schwindigkeit y1ob, der Öffnungsposition P und vorgegebener
Parameter abgeleitet werden. In anderen Worten, um die
Dämpfungskraft fd des Dämpfers 14 abzuleiten, können ver
schiedene nichtlineare Funktionserzeugungseinrichtungen
einschließlich der ersten Speicherdarstellung, Berechnung
und dergleichen eingesetzt werden. Jedoch ist auch in die
sem Fall der Gradient der Kurve, welche eine Veränderung
der Dämpfungskraft fd bezüglich der geschätzten Relativge
schwindigket y1ob anzeigt, auf einen Wert von gleich oder
kleiner als ein vorgegebener Wert beschränkt.
Bei der obenstehend erwähnten Ausführungsform wird die
zweite Speicherdarstellung (Fig. 8) dazu verwendet, die
Öffnungsposition P im Schritt S128 von Fig. 6 zu bestimmen.
Die zweite Speicherdarstellung unterscheidet sich von der
ersten Speicherdarstellung nur in einer Zone, in der die
geschätzte Relativgeschwindigket y1ob einen negativen Wert
annimmt und die Öffnungsposition P einer großen Öffnungs
fläche entspricht. Somit ist es unter Zulassung eines ge
ringfügigen Fehlers möglich, die erste Speicherdarstellung
(Fig. 7) für die Bestimmung der Öffnungsposition P im
Schritt 128 zu verwenden, anstatt die zweite Speicherdar
stellung zu verwenden.
Der Beobachter und die Kompensiereinrichtung können als
programmierter Universalrechner (d. h. der Mikrocomputer 20)
ausgeführt sein. Es ist für den Fachmann ersichtlich, daß
der Beobachter und die Kompensiereinrichtung unter Verwen
dung einer einzigen spezialisierten integrierten Schaltung
(z. B. ASIC) mit einem Haupt- oder Zentralprozessorabschnitt
für eine Gesamtsteuerung auf Systemniveau und separaten de
dizierten Abschnitten für die Durchführung verschiedener
spezifischer Berechnungen, Funktionen und anderer Prozesse
unter Steuerung durch den Zentralprozessorabschnitt ausge
führt sein kann. Der Beobachter und die Kompensiereinrich
tung können auch eine Mehrzahl von separaten dedizierten
oder programmierbaren, integrierten oder anderen elektroni
schen Schaltungen oder Vorrichtungen sein (z. B. festver
drahtete elektronische oder logische Schaltkreise wie
Schaltungen aus diskreten Bausteinen oder programmierbaren
Logikbausteinen wie PLDs, PLAs, PALs o. dgl.). Der Beobach
ter und die Kompensiereinrichtung können unter Verwendung
eines geeigneten programmierten Universalrechners, z. B. ei
nes Mikroprozessors, Mikrokontrollers oder einer anderen
Prozessorvorrichtung (CPU oder MPU) entweder für sich oder
in Verbindung mit einer oder mehreren peripheren (z. B. IC-)
Daten- und Signalverarbeitungsvorrichtungen ausgeführt
sein. Im wesentlichen kann jegliche Vorrichtung oder Anord
nung von Vorrichtungen bzw. Bausteinen auf einer Finite-
State-Maschine, die zur Durchführung der hier beschriebenen
und/oder in Fig. 6 gezeigten Prozesse in der Lage ist, als
der Beobachter und die Kompensiereinrichtung verwendet wer
den. Eine verteilte Verarbeitungsarchitektur kann für maxi
male Leistungsfähigkeit und Geschwindigkeit der Daten-
/Signalverarbeitung verwendet werden.
Während die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf
eine bevorzugte Ausführungsform davon beschrieben wurde,
ist zu beachten, daß die vorliegende Erfindung nicht auf
die offengelegte Ausführungsform oder den offengelegten
Aufbau beschränkt ist. Die vorliegende Erfindung soll im
Gegenteil verschiedene Modifikationen und äquivalente An
ordnungen abdecken. Während die verschiedenen Elemente der
offengelegten Erfindung in verschiedenen beispielhaften
Kombinationen und Konfigurationen gezeigt sind, liegen an
dere Kombinationen und Konfigurationen, die mehr, weniger
oder nur ein einziges Element beinhalten, ebenfalls inner
halb des Grundgedankens und Rahmens der vorliegenden Erfin
dung.
Claims (16)
1. Vorrichtung zum Schätzen einer kinetischen Zustandsgrö
ße zur Verwendung mit einem Fahrzeug mit einem Dämpfer
(14), der eine Dämpfungskraft entsprechend einem Blen
denöffnungsgrad einer Dämpferblende erzeugt, wobei die
Vorrichtung zum Schätzen einer kinetischen Zustands
größe eine vertikale kinetische Zustandsgröße eines ge
federten Elements (11) relativ zu einem ungefederten
Element (12) schätzt unter Verwendung:
einer Einrichtung (S102) zum Erfassen einer absoluten kinetischen Zustandsgröße, welche eine vertikale kine tische Zustandsgröße des gefederten Elements (11) rela tiv zum absoluten Raum erfaßt;
eines Beobachters (S110-S120), der die vertikale kine tische Zustandsgröße des gefederten Elements (11) rela tiv zu dem ungefederten Element (12) auf der Grundlage der durch die Einrichtung (S102) zum Erfassen einer ab soluten kinetischen Zustandsgröße erfaßten vertikalen kinetischen Zustandsgröße und einer nichtlinearen Kom ponente der durch den Blendenöffnungsgrad bestimmten Dämpfungskraft des Dämpfers als Regeleingang schätzt, wobei die Vorrichtung zum Schätzen einer kinetischen Zustandsgröße dadurch gekennzeichnet ist, daß sie auf weist:
eine erste Kompensiereinrichtung (S106) zum Bestimmen einer Federkraft eines Stabilisators auf der Grundlage eines Betrags einer Relativverschiebung des gefederten Elements (11) relativ zu dem ungefederten Element (12), und Kompensieren des Regeleingangs des Beobachters auf der Grundlage der bestimmten Federkraft.
einer Einrichtung (S102) zum Erfassen einer absoluten kinetischen Zustandsgröße, welche eine vertikale kine tische Zustandsgröße des gefederten Elements (11) rela tiv zum absoluten Raum erfaßt;
eines Beobachters (S110-S120), der die vertikale kine tische Zustandsgröße des gefederten Elements (11) rela tiv zu dem ungefederten Element (12) auf der Grundlage der durch die Einrichtung (S102) zum Erfassen einer ab soluten kinetischen Zustandsgröße erfaßten vertikalen kinetischen Zustandsgröße und einer nichtlinearen Kom ponente der durch den Blendenöffnungsgrad bestimmten Dämpfungskraft des Dämpfers als Regeleingang schätzt, wobei die Vorrichtung zum Schätzen einer kinetischen Zustandsgröße dadurch gekennzeichnet ist, daß sie auf weist:
eine erste Kompensiereinrichtung (S106) zum Bestimmen einer Federkraft eines Stabilisators auf der Grundlage eines Betrags einer Relativverschiebung des gefederten Elements (11) relativ zu dem ungefederten Element (12), und Kompensieren des Regeleingangs des Beobachters auf der Grundlage der bestimmten Federkraft.
2. Vorrichtung zum Schätzen einer kinetischen Zustands
größe gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet:
daß die erste Kompensiereinrichtung (S110-S120) die Fe derkraft des Stabilisators auf innerhalb eines vorgege benen Bereichs beschränkt.
daß die erste Kompensiereinrichtung (S110-S120) die Fe derkraft des Stabilisators auf innerhalb eines vorgege benen Bereichs beschränkt.
3. Vorrichtung zum Schätzen einer kinetischen Zustands
größe gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie
des weiteren aufweist:
eine Querbeschleunigungs-Erfassungseinrichtung (S102) zum Erfassen einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs; und
eine zweite Kompensiereinrichtung (S106) zum Bestimmen einer durch Wankbewegungen des gefederten Elements (11) erzeugten Veränderung der Straßenauflagelast auf der Grundlage der durch die Querbeschleunigungs-Erfassungs einrichtung (S102) erfaßten Querbeschleunigung, welche den Regeleingang des Beobachters (S110-S120) auf der Grundlage der bestimmten Veränderung der Straßenaufla gelast kompensiert.
eine Querbeschleunigungs-Erfassungseinrichtung (S102) zum Erfassen einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs; und
eine zweite Kompensiereinrichtung (S106) zum Bestimmen einer durch Wankbewegungen des gefederten Elements (11) erzeugten Veränderung der Straßenauflagelast auf der Grundlage der durch die Querbeschleunigungs-Erfassungs einrichtung (S102) erfaßten Querbeschleunigung, welche den Regeleingang des Beobachters (S110-S120) auf der Grundlage der bestimmten Veränderung der Straßenaufla gelast kompensiert.
4. Vorrichtung zum Schätzen einer kinetischen Zustands
größe gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie
des weiteren aufweist:
eine Längsbeschleunigungs-Erfassungseinrichtung (S102) zum Erfassen einer Längsbeschleunigung des Fahrzeugs; und
eine zweite Kompensiereinrichtung (S106) zum Bestimmen einer durch Nickbewegungen des gefederten Elements (11) erzeugten Veränderung der Straßenauflagelast auf der Grundlage der durch die Längsbeschleunigungs-Erfas sungseinrichtung (SiO2) erfaßten Längsbeschleunigung, welche den Regeleingang des Beobachters (S110-S120) auf der Grundlage der bestimmten Veränderung der Straßen auflagelast kompensiert.
eine Längsbeschleunigungs-Erfassungseinrichtung (S102) zum Erfassen einer Längsbeschleunigung des Fahrzeugs; und
eine zweite Kompensiereinrichtung (S106) zum Bestimmen einer durch Nickbewegungen des gefederten Elements (11) erzeugten Veränderung der Straßenauflagelast auf der Grundlage der durch die Längsbeschleunigungs-Erfas sungseinrichtung (SiO2) erfaßten Längsbeschleunigung, welche den Regeleingang des Beobachters (S110-S120) auf der Grundlage der bestimmten Veränderung der Straßen auflagelast kompensiert.
5. Vorrichtung zum Schätzen einer kinetischen Zustands
größe gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie
des weiteren aufweist:
eine Querbeschleunigungs-Erfassungseinrichtung (S102) zum Erfassen einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs; und
eine zweite Kompensiereinrichtung (S106) zum Bestimmen einer durch Wankbewegungen des gefederten Elements (11) erzeugten Veränderung der Straßenauflagelast auf der Grundlage der durch die Querbeschleunigungs-Erfassungs einrichtung (S102) erfaßten Querbeschleunigung, welche den Regeleingang des Beobachters auf der Grundlage der bestimmten Veränderung der Straßenauflagelast kompen siert.
eine Querbeschleunigungs-Erfassungseinrichtung (S102) zum Erfassen einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs; und
eine zweite Kompensiereinrichtung (S106) zum Bestimmen einer durch Wankbewegungen des gefederten Elements (11) erzeugten Veränderung der Straßenauflagelast auf der Grundlage der durch die Querbeschleunigungs-Erfassungs einrichtung (S102) erfaßten Querbeschleunigung, welche den Regeleingang des Beobachters auf der Grundlage der bestimmten Veränderung der Straßenauflagelast kompen siert.
6. Vorrichtung zum Schätzen einer kinetischen Zustands
größe gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie
des weiteren aufweist:
eine Längsbeschleunigungs-Erfassungseinrichtung (S102) zum Erfassen einer Längsbeschleunigung des Fahrzeugs; und
eine zweite Kompensiereinrichtung (S106) zum Bestimmen einer durch Nickbewegungen des gefederten Elements (11) erzeugten Veränderung der Straßenauflagelast auf der Grundlage der durch die Längsbeschleunigungs-Erfas sungseinrichtung (S102) erfaßten Längsbeschleunigung, welche den Regeleingang des Beobachters (S110-S120) auf der Grundlage der bestimmten Veränderung der Straßen auflagelast kompensiert.
eine Längsbeschleunigungs-Erfassungseinrichtung (S102) zum Erfassen einer Längsbeschleunigung des Fahrzeugs; und
eine zweite Kompensiereinrichtung (S106) zum Bestimmen einer durch Nickbewegungen des gefederten Elements (11) erzeugten Veränderung der Straßenauflagelast auf der Grundlage der durch die Längsbeschleunigungs-Erfas sungseinrichtung (S102) erfaßten Längsbeschleunigung, welche den Regeleingang des Beobachters (S110-S120) auf der Grundlage der bestimmten Veränderung der Straßen auflagelast kompensiert.
7. Vorrichtung zum Schätzen einer kinetischen Zustands
größe zur Verwendung mit einem Fahrzeug mit einem Dämp
fer (14), der eine Dämpfungskraft entsprechend einem
Blendenöffnungsgrad einer Dämpferblende erzeugt, wobei
die Vorrichtung zum Schätzen einer kinetischen Zu
standsgröße eine vertikale kinetische Zustandsgröße ei
nes gefederten Elements (11) relativ zu einem ungefe
derten Element (12) schätzt unter Verwendung:
einer Einrichtung (S102) zum Erfassen einer absoluten kinetischen Zustandsgröße, welche eine vertikale kine tische Zustandsgröße des gefederten Elements (11) rela tiv zum absoluten Raum erfaßt;
eines Beobachters (S110-S120), der die vertikale kine tische Zustandsgröße des gefederten Elements (11) rela tiv zu dem ungefederten Element (12) auf der Grundlage der durch die Einrichtung (S102) zum Erfassen einer ab soluten kinetischen Zustandsgröße erfaßten vertikalen kinetischen Zustandsgröße und einer nichtlinearen Kom ponente der durch den Blendenöffnungsgrad bestimmten Dämpfungskraft des Dämpfers als Regeleingang schätzt;
einer Querbeschleunigungs-Erfassungseinrichtung (S102) zum Erfassen einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs;
wobei die Vorrichtung zum Schätzen einer kinetischen Zustandsgröße dadurch gekennzeichnet ist, daß sie auf weist:
eine Kompensiereinrichtung (S106) zum Bestimmen einer durch Wankbewegungen des gefederten Elements (11) er zeugten Veränderung der Straßenauflagelast auf der Grundlage der durch die Querbeschleunigungs-Erfassungs einrichtung (SiO2) erfaßten Querbeschleunigung, welche den Regeleingang des Beobachters auf der Grundlage der bestimmten Veränderung der Straßenauflagelast kompen siert.
einer Einrichtung (S102) zum Erfassen einer absoluten kinetischen Zustandsgröße, welche eine vertikale kine tische Zustandsgröße des gefederten Elements (11) rela tiv zum absoluten Raum erfaßt;
eines Beobachters (S110-S120), der die vertikale kine tische Zustandsgröße des gefederten Elements (11) rela tiv zu dem ungefederten Element (12) auf der Grundlage der durch die Einrichtung (S102) zum Erfassen einer ab soluten kinetischen Zustandsgröße erfaßten vertikalen kinetischen Zustandsgröße und einer nichtlinearen Kom ponente der durch den Blendenöffnungsgrad bestimmten Dämpfungskraft des Dämpfers als Regeleingang schätzt;
einer Querbeschleunigungs-Erfassungseinrichtung (S102) zum Erfassen einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs;
wobei die Vorrichtung zum Schätzen einer kinetischen Zustandsgröße dadurch gekennzeichnet ist, daß sie auf weist:
eine Kompensiereinrichtung (S106) zum Bestimmen einer durch Wankbewegungen des gefederten Elements (11) er zeugten Veränderung der Straßenauflagelast auf der Grundlage der durch die Querbeschleunigungs-Erfassungs einrichtung (SiO2) erfaßten Querbeschleunigung, welche den Regeleingang des Beobachters auf der Grundlage der bestimmten Veränderung der Straßenauflagelast kompen siert.
8. Vorrichtung zum Schätzen einer kinetischen Zustands
größe zur Verwendung mit einem Fahrzeug mit einem Dämp
fer (14), der eine Dämpfungskraft entsprechend einem
Blendenöffnungsgrad einer Dämpferblende erzeugt, wobei
die Vorrichtung zum Schätzen einer kinetischen Zu
standsgröße eine vertikale kinetische Zustandsgröße ei
nes gefederten Elements (11) relativ zu einem ungefe
derten Element (12) schätzt unter Verwendung:
einer Einrichtung (S102) zum Erfassen einer absoluten kinetischen Zustandsgröße, welche eine vertikale kine tische Zustandsgröße eines gefederten Elements (11) re lativ zum absoluten Raum erfaßt;
eines Beobachters (S110-S120), der die vertikale kine tische Zustandsgröße des gefederten Elements (11) rela tiv zu dem ungefederten Element (12) auf der Grundlage der durch die Einrichtung (S102) zum Erfassen einer ab soluten kinetischen Zustandsgröße erfaßten vertikalen kinetischen Zustandsgröße und einer nichtlinearen Kom ponente der durch den Blendenöffnungsgrad bestimmten Dämpfungskraft des Dämpfers als Regeleingang schätzt;
einer Längsbeschleunigungs-Erfassungseinrichtung (S102) zum Erfassen einer Längsbeschleunigung des Fahrzeugs;
wobei die Vorrichtung zum Schätzen einer kinetischen Zustandsgröße dadurch gekennzeichnet ist, daß sie auf weist:
eine Kompensiereinrichtung (S106) zum Bestimmen einer durch Nickbewegungen des gefederten Elements (11) er zeugten Veränderung der Straßenauflagelast auf der, Grundlage der durch die Längsbeschleunigungs-Erfas sungseinrichtung (S102) erfaßten Längsbeschleunigung, welche den Regeleingang des Beobachters auf der Grund lage der bestimmten Veränderung der Straßenauflagelast kompensiert.
einer Einrichtung (S102) zum Erfassen einer absoluten kinetischen Zustandsgröße, welche eine vertikale kine tische Zustandsgröße eines gefederten Elements (11) re lativ zum absoluten Raum erfaßt;
eines Beobachters (S110-S120), der die vertikale kine tische Zustandsgröße des gefederten Elements (11) rela tiv zu dem ungefederten Element (12) auf der Grundlage der durch die Einrichtung (S102) zum Erfassen einer ab soluten kinetischen Zustandsgröße erfaßten vertikalen kinetischen Zustandsgröße und einer nichtlinearen Kom ponente der durch den Blendenöffnungsgrad bestimmten Dämpfungskraft des Dämpfers als Regeleingang schätzt;
einer Längsbeschleunigungs-Erfassungseinrichtung (S102) zum Erfassen einer Längsbeschleunigung des Fahrzeugs;
wobei die Vorrichtung zum Schätzen einer kinetischen Zustandsgröße dadurch gekennzeichnet ist, daß sie auf weist:
eine Kompensiereinrichtung (S106) zum Bestimmen einer durch Nickbewegungen des gefederten Elements (11) er zeugten Veränderung der Straßenauflagelast auf der, Grundlage der durch die Längsbeschleunigungs-Erfas sungseinrichtung (S102) erfaßten Längsbeschleunigung, welche den Regeleingang des Beobachters auf der Grund lage der bestimmten Veränderung der Straßenauflagelast kompensiert.
9. Verfahren zum Schätzen einer kinetischen Zustandsgröße
zur Verwendung mit einem Fahrzeug mit einem Dämpfer
(14), der eine Dämpfungskraft entsprechend einem Blen
denöffnungsgrad einer Dämpferblende erzeugt, wobei das
Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß es aufweist:
Erfassen (S102) einer vertikalen kinetischen Zustands größe des gefederten Elements relativ zum absoluten Raum;
Schätzen (S110-S120) einer vertikalen kinetischen Zu standsgröße des gefederten Elements (11) relativ zu dem ungefederten Element (12) auf der Grundlage der erfaß ten vertikalen kinetischen Zustandsgröße des gefederten Elements relativ zum absoluten Raum und einer nichtli nearen Komponente der durch den Blendenöffnungsgrad be stimmten Dämpfungskraft des Dämpfers als Regeleingang; und
Bestimmen (S106) einer Federkraft eines Stabilisators auf der Grundlage eines Betrags einer Verschiebung des gefederten Elements relativ zu dem ungefederten Ele ment, und Kompensieren des Regeleingangs auf der Grund lage der bestimmten Federkraft.
Erfassen (S102) einer vertikalen kinetischen Zustands größe des gefederten Elements relativ zum absoluten Raum;
Schätzen (S110-S120) einer vertikalen kinetischen Zu standsgröße des gefederten Elements (11) relativ zu dem ungefederten Element (12) auf der Grundlage der erfaß ten vertikalen kinetischen Zustandsgröße des gefederten Elements relativ zum absoluten Raum und einer nichtli nearen Komponente der durch den Blendenöffnungsgrad be stimmten Dämpfungskraft des Dämpfers als Regeleingang; und
Bestimmen (S106) einer Federkraft eines Stabilisators auf der Grundlage eines Betrags einer Verschiebung des gefederten Elements relativ zu dem ungefederten Ele ment, und Kompensieren des Regeleingangs auf der Grund lage der bestimmten Federkraft.
10. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet:
daß die Federkraft des Stabilisators auf innerhalb ei nes vorgegebenen Bereichs beschränkt ist.
daß die Federkraft des Stabilisators auf innerhalb ei nes vorgegebenen Bereichs beschränkt ist.
11. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß es des weiteren aufweist:
Erfassen (S102) einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs; und
Bestimmen (S106) einer durch Wankbewegungen des gefe derten Elements erzeugten Veränderung der Straßenaufla gelast auf der Grundlage der erfaßten Querbeschleuni gung, und Kompensieren des Regeleingangs auf der Grund lage der bestimmten Veränderung der Straßenauflagelast.
Erfassen (S102) einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs; und
Bestimmen (S106) einer durch Wankbewegungen des gefe derten Elements erzeugten Veränderung der Straßenaufla gelast auf der Grundlage der erfaßten Querbeschleuni gung, und Kompensieren des Regeleingangs auf der Grund lage der bestimmten Veränderung der Straßenauflagelast.
12. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß es des weiteren aufweist:
Erfassen (S102) einer Längsbeschleunigung des Fahr zeugs; und
Bestimmen (S106) einer durch Nickbewegungen des gefe derten Elements (11) erzeugten Veränderung der Straßen auflagelast auf der Grundlage der erfaßten Längsbe schleunigung, und Kompensieren des Regeleingangs auf der Grundlage der bestimmten Veränderung der Straßen auflagelast.
Erfassen (S102) einer Längsbeschleunigung des Fahr zeugs; und
Bestimmen (S106) einer durch Nickbewegungen des gefe derten Elements (11) erzeugten Veränderung der Straßen auflagelast auf der Grundlage der erfaßten Längsbe schleunigung, und Kompensieren des Regeleingangs auf der Grundlage der bestimmten Veränderung der Straßen auflagelast.
13. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
es des weiteren aufweist:
Erfassen (S102) einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs; und
Bestimmen (S106) einer durch Wankbewegungen des gefe derten Elements (11) erzeugten Veränderung der Straßen auflagelast auf der Grundlage der erfaßten Querbe schleunigung, und Kompensieren des Regeleingangs auf der Grundlage der bestimmten Veränderung der Straßen auflagelast.
Erfassen (S102) einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs; und
Bestimmen (S106) einer durch Wankbewegungen des gefe derten Elements (11) erzeugten Veränderung der Straßen auflagelast auf der Grundlage der erfaßten Querbe schleunigung, und Kompensieren des Regeleingangs auf der Grundlage der bestimmten Veränderung der Straßen auflagelast.
14. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
es des weiteren aufweist:
Erfassen (S102) einer Längsbeschleunigung des Fahr zeugs; und
Bestimmen (S106) einer durch Nickbewegungen des gefe derten Elements (11) erzeugten Veränderung der Straßen auflagelast auf der Grundlage der erfaßten Längsbe schleunigung, und Kompensieren des Regeleingangs auf der Grundlage der bestimmten Veränderung der Straßen auflagelast.
Erfassen (S102) einer Längsbeschleunigung des Fahr zeugs; und
Bestimmen (S106) einer durch Nickbewegungen des gefe derten Elements (11) erzeugten Veränderung der Straßen auflagelast auf der Grundlage der erfaßten Längsbe schleunigung, und Kompensieren des Regeleingangs auf der Grundlage der bestimmten Veränderung der Straßen auflagelast.
15. Verfahren zum Schätzen einer kinetischen Zustandsgröße
zur Verwendung mit einem Fahrzeug mit einem Dämpfer,
der eine Dämpfungskraft entsprechend einem Blendenöff
nungsgrad einer Dämpferblende erzeugt, wobei das Ver
fahren dadurch gekennzeichnet ist, daß es aufweist:
Erfassen (S102) einer vertikalen kinetischen Zustands größe des gefederten Elements relativ zum absoluten Raum;
Schätzen (S110-S120) einer vertikalen kinetischen Zu standsgröße des gefederten Elements (11) relativ zu dem ungefederten Element (12) auf der Grundlage der erfaß ten vertikalen kinetischen Zustandsgröße relativ zum absoluten Raum und einer nichtlinearen Komponente der durch den Blendenöffnungsgrad bestimmten Dämpfungskraft des Dämpfers als Regeleingang;
Erfassen (S102) einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs; und
Bestimmen (S106) einer durch Wankbewegungen des gefe derten Elements erzeugten Veränderung der Straßenaufla gelast auf der Grundlage der erfaßten Querbeschleuni gung, und Kompensieren des Regeleingangs auf der Grund lage der bestimmten Veränderung der Straßenauflagelast.
Erfassen (S102) einer vertikalen kinetischen Zustands größe des gefederten Elements relativ zum absoluten Raum;
Schätzen (S110-S120) einer vertikalen kinetischen Zu standsgröße des gefederten Elements (11) relativ zu dem ungefederten Element (12) auf der Grundlage der erfaß ten vertikalen kinetischen Zustandsgröße relativ zum absoluten Raum und einer nichtlinearen Komponente der durch den Blendenöffnungsgrad bestimmten Dämpfungskraft des Dämpfers als Regeleingang;
Erfassen (S102) einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs; und
Bestimmen (S106) einer durch Wankbewegungen des gefe derten Elements erzeugten Veränderung der Straßenaufla gelast auf der Grundlage der erfaßten Querbeschleuni gung, und Kompensieren des Regeleingangs auf der Grund lage der bestimmten Veränderung der Straßenauflagelast.
16. Verfahren zum Schätzen einer kinetischen Zustandsgröße
zur Verwendung mit einem Fahrzeug mit einem Dämpfer
(14), der eine Dämpfungskraft entsprechend einem Blen
denöffnungsgrad einer Dämpferblende erzeugt, wobei das
Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß es aufweist:
Erfassen (S102) einer vertikalen kinetischen Zustands größe des gefederten Elements relativ zum absoluten Raum;
Schätzen (S110-S120) einer vertikalen kinetischen Zu standsgröße des gefederten Elements (11) relativ zu dem ungefederten Element (12) auf der Grundlage der erfaß ten vertikalen kinetischen Zustandsgröße des gefederten Elements relativ zum absoluten Raum und einer nichtli nearen Komponente der durch den Blendenöffnungsgrad be stimmten Dämpfungskraft des Dämpfers als Regeleingang;
Erfassen (S102) einer Längsbeschleunigung des Fahr zeugs; und
Bestimmen (S106) einer durch Nickbewegungen des gefe derten Elements (11) erzeugten Veränderung der Straßen auflagelast auf der Grundlage der erfaßten Längsbe schleunigung, und Kompensieren des Regeleingangs auf der Grundlage der bestimmten Veränderung der Straßen auflagelast.
Erfassen (S102) einer vertikalen kinetischen Zustands größe des gefederten Elements relativ zum absoluten Raum;
Schätzen (S110-S120) einer vertikalen kinetischen Zu standsgröße des gefederten Elements (11) relativ zu dem ungefederten Element (12) auf der Grundlage der erfaß ten vertikalen kinetischen Zustandsgröße des gefederten Elements relativ zum absoluten Raum und einer nichtli nearen Komponente der durch den Blendenöffnungsgrad be stimmten Dämpfungskraft des Dämpfers als Regeleingang;
Erfassen (S102) einer Längsbeschleunigung des Fahr zeugs; und
Bestimmen (S106) einer durch Nickbewegungen des gefe derten Elements (11) erzeugten Veränderung der Straßen auflagelast auf der Grundlage der erfaßten Längsbe schleunigung, und Kompensieren des Regeleingangs auf der Grundlage der bestimmten Veränderung der Straßen auflagelast.
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