DE69737305T2

DE69737305T2 - Steuerungsverfahren für einen semi-aktiven dämpfer

Info

Publication number: DE69737305T2
Application number: DE69737305T
Authority: DE
Inventors: M. David Edinboro CATANZARITE
Original assignee: Lord Corp
Current assignee: Lord Corp
Priority date: 1996-04-26
Filing date: 1997-02-26
Publication date: 2007-06-21
Anticipated expiration: 2017-02-27
Also published as: EP0895492B1; US5712783A; DE69737305D1; WO1997040993A1; EP0895492A4; EP0895492A1

Description

Hintergrund und Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der steuerbaren Dämpfungsaufhängungen. Insbesondere ist die Erfindung auf ein verbessertes Verfahren zur dynamischen Steuerung eines semiaktiven Dämpfersystems mit einer skyhook-artigen Steuerung gerichtet. Die Erfindung bezieht sich auf die Erfindung, die in der US-Patentanmeldung Nr. 08/534 078, veröffentlicht als US-Patent Nr. 5 652 704 beschrieben und beansprucht wird, und zwar mit der Bezeichnung "Controllable Seat Damper System and Control Method Therefor". Obgleich das Steuerungsverfahren der vorliegenden Erfindung hier in Verbindung mit einem Sitzdämpfer beschrieben wird, versteht es sich, daß das vorliegende Verfahren gleichermaßen effektiv sein kann, wenn es zur Steuerung von Aufhängungsdämpfungssystemen, Motorlagerungen, usw. benutzt wird.
Verschiedene Dämpfungssysteme sind zur Benutzung in Klasse 8, also für Lastwagen, Landstraßenausrüstungen, Bootssitze, Automobil- und Luftfahrtanwendungen vorgeschlagen worden. Die meisten dieser Systeme, die bis heute eingesetzt werden, sind passiv, d. h. sie haben eine Schrauben- oder Luftfeder mit festen Betriebskennlinien. Bei derartigen Systemen muß ein Kompromiß zwischen Schaffung der gewünschten Steuerung für Schwingungen mit großer Amplitude und der gewünschten Isolierung gegen hochfrequente Störungen geschlossen werden. Derartige abgestimmte passive Systeme können dazu führen, daß die Fahrbedingungen zu wünschen übrig lassen, so daß für den Fahrer Unbehagen entsteht und er in gewissen Fällen die Kontrolle über das Fahrzeug verlieren kann.
Ein im Stande der Technik bekannter steuerbarer Sitzdämpfer ist im US-Patent 5 358 305 von Kaneko et al. beschrieben und beansprucht. Kaneko et al. verwendet einen hydraulischen Sitzdämpfer mit einem steuerbaren Ventil, das zwischen einer geschlossenen und einer offenen Stellung geschaltet werden kann, um dadurch die Einstellung auf eine einzelne harte und eine einzelne weiche Position zu begrenzen.
Die Verwendung der Skyhook-Steuerung ist in anderen Zusammenhängen bekannt geworden, wie beispielsweise bei der Steuerung von Fahrzeugaufhängungssystemen. Karnopp et al. ( US 3 807 678 ) offenbart die ursprüngliche Benutzung der Skyhook-Steuerung für einen semiaktiven Dämpfer. Karnopp ( US 5 346 242 ) lehrt die Verwendung der Skyhook-Dämpfung zur Steuerung einer Fahrzeuglast-Nivellierungs-Aufhängung. Ein Beschleunigungsmesser erzeugt eine absolute Beschleunigungsanzeige, die integriert wird, um einen absoluten Geschwindigkeitswert zu erhalten. Die absolute Geschwindigkeit und ein relativer Positionswert, der von einem zweiten Sensor auf der ungefederten Masse abgegriffen wird, werden dem Steuerer zugeführt, um ein Steuersignal für den variablen Dämpfer in diesem voll aktiven System zu erzeugen.
Die üblicherweise übertragenen Wolfe-Patente ( US 5 390 121, 5 276 623 und 4 953 089 ) beschreiben entsprechend die Verwendung von manuell einstellbaren Einstellungen für unterschiedliches Fahrgefühl, die Verwendung von Nullbereichen für die Dämpfersteuerung und den Einsatz eines digitalen Filters zur Entfernung einer Gleichstromkomponenten eines Geschwindigkeitssignals. Miller et al. beschreibt die Verwendung einer Endstoppsteuerung in Dämpfersystemen.
Schramm et al. ( US 5 313 390 ) offenbart die Benutzung eines Skyhook-Dämpfers, der mit einem Absolutbeschleunigungssignal für das Fahrzeug und einem Relativlagensignal des Kolbens arbeitet. Das Relativlagensignal wird differenziert, um ein Relativgeschwindigkeitssignal zu erzeugen, das der Karnopp-Schaltung mit dem Absolutgeschwindigkeitssignal zugeführt wird, um für den Dämpfer ein Kraftsteuerbezugssignal zu erzeugen.
Huang ( US 5 199 737 ) lehrt die Verwendung eines Dämpfers, der gemäß dem Skyhook-Algorithmus oder Huangs eigenem Algorithmus gesteuert wird. Das System erzeugt eine gefilterte Absolutbeschleunigung und eine Relativgeschwindigkeit, die zur Schaffung des Steuersignalausgangs dienen.
Sashasi et al. ( US 5 322 320 ) offenbart eine Federsteuerung, die einen Sprungmassenbeschleunigungssensor und einen Relativverschiebungssensor benutzt. Die Anzeige des Beschleunigungssensors wird integriert, so daß für die Sprungmasse eine Absolutgeschwindigkeit erhalten wird, während der Relativverschiebungswert zur Erzeugung einer Relativgeschwindigkeit differenziert wird. Diese beiden Werte werden in dem Steuerer verglichen, um das Ausgangssteuersignal zu erzeugen. Sahashi et al. lehren die Benutzung von Bandpaßfiltern zur Bestimmung von Hoch- und Niedrigfrequenzkomponenten des Störschwingungssignals.
Das vorliegende Steuerungsverfahren ist ein modifiziertes Skyhook-Steuerungsverfahren. Normalerweise beschreibt Skyhook die optimal gewünschte Steuerung bei der augenblicklichen Leistung eines semiaktiven Systems, das etwas weniger als optimal arbeitet. Darüber hinaus kann der Einsatz Skyhook-Steuerung in einem semiaktiven System teure Komponenten erfordern, einschließlich komplizierter Regler, Filter, Sensoren und diesbezügliche Hardware. Das vorliegende Steuerungsverfahren ermöglicht die Verwendung einfacher, preiswerter Hardware und beseitigt tatsächlich die theoretische Skyhook-Steuerung, ein Faktum, das bei einem semiaktiven System bisher nicht bekannt war. Zur Vergrößerung der Dämpfungskraft, wenn der Dämpfer nach unten (oder oben) aus dem Ruder läuft, lassen sich Endstoppgrenzen verwenden, wodurch die gefühlte Härte eines Endstoppanschlags vermieden wird.
Das vorliegende Verfahren ist insbesondere im Anspruch 1 festgehalten.
Die genaue Größe der Phasenverschiebung zur Optimierung der Leistung des Steuerverfahrens hängt von den Eigenschaften des Sitzsystems ab und wird durch Versuch ermittelt.
Verschiedene andere Merkmale, Vorteile und Eigenschaften der Einrichtung sowie des Steuerverfahrens der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Dieser Abschnitt beschreibt die Zeichnungen.
1 ist eine schematische Darstellung eines Sitzdämpfersystems, in dem das vorliegende Verfahren eingesetzt werden kann;
2 ist ein Fließbild, das die Schritte des vorliegenden Verfahrens zeigt;
3a ist eine Grafik, die die Arbeitsweise des vorliegenden Dämpfers mit der idealen Skyhook-Steuerung vergleicht, wie sie bei einem bestimmten Sitzsystem Verwendung findet;
3b ist eine Grafik, die die Arbeitsweise des vorliegenden Dämpfers mehreren passiven Dämpfern gegenüberstellt;
4a ist eine schematische Zeichnung einer typischen Relativverdrängungskurve mit ihrer zugehörigen Geschwindigkeitskurve, die sich durch Integration der Verdrängung ergibt (Basis-Skyhook);
4b ist eine schematische Zeichnung einer typischen Verdrängungskurve und einer Relativgröße, die durch eine 50°-Phasenverschiebung bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung erhalten wird;
4c ist eine schematische Zeichnung einer typischen Verdrängungskurve und einer Relativgröße, die bei einer 70°-Phasenverschiebung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erreicht wird;
5a ist eine Darstellung der Kurve der Absolutgeschwindigkeit;
5b ist eine Darstellung der Kurve für die Relativgröße; und
5c ist eine Darstellung der Leistungsabgabekurve.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Ein steuerbares Dämpfungssystem derart, bei der das Steuerungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, ist in 1 ganz allgemein bei 20 gezeigt. Dieses System weist enge Parallelen zu dem System auf, das in der anhängigen US-Anmeldung Nr. 08/534 078 beschrieben und beansprucht ist. Das System 20 ist mit einem steuerbaren Fluiddämpfer 22 versehen, vorzugsweise einem magnetorheologischen Fluiddämpfer, der zwischen dem Boden einer Fahrzeugkabine 13 und dem Boden eines Sitzes 11 angeordnet ist. Das Sitzaufhängesystem weist eine Luftfeder 17 auf, die in ähnlicher Weise zwischen Sitz und Boden angebracht ist. Die Steifigkeit der Luftfeder 17 wird dadurch eingestellt, daß sie über ein pneumatisches 3-Wege-Ventil 18 mit der Luftzufuhr 19 und der Entlüftung 23 verbunden ist. Die Fahrzeugbatterie 21 kann Strom liefern, um die Stellung des Ventils 18 einzurichten sowie Strom für den Stromregler 25, der die Stärke des Magnetfeldes im Dämpfer 22 einstellt.
Zwei Sensoren liefern wesentliche Informationen an den Mikroprozessorregler 42, nämlich der Beschleunigungsmesser 40, der an der unteren Oberfläche des Sitzes angebracht ist, und der Verdrängungssensor 44, der an irgendeiner von einer beliebigen Anzahl Stellen in Bezug auf die Tragkonstruktion befestigt ist. Wenn die Tragkonstruktion ein Scherenlager ist, wird der Sensor 44 gewöhnlich an der quer verlaufenden Verbindung angebracht. Wenn ein Parallelgestängelager benutzt wird, dann kann der Sensor 44 am Boden befestigt werden, und ein Finger, der sich von den parallelen Gestängearmen weg erstreckt, kann den Sensor mit einem relativen Positionssignal versorgen. Der Sensor 44 ist nicht davon abhängig, von wo er sein Verdrängungseingangssignal erhält, solange er ein Signal bekommt, das proportional der relativen Verdrängung oder Verschiebung quer zur Aufhängung ist. Dadurch wird eine erhebliche Flexibilität für das System erreicht, die es dem Sitzdämpfersystem ermöglicht, für im wesentlichen jede Sitzkonfiguration benutzt zu werden und, wie oben zum Ausdruck gebracht, die Benutzung preiswerter Hardware erlaubt. Der Beschleunigungsmesser 40 ist ein herkömmliches Gerät, das nicht auf dem Armaturenbrett angeordnet werden muß und geringe Kosten verursacht und ein Signal liefert, das proportional der Beschleunigung der abgefederten Masse ist. An einem Ausgang 41 des Reglers 42 können Diagnosewerte des Systems erhalten werden.
Dazu kommt, daß auch optionale Signale erzeugt werden können, so beispielsweise von einem einstellbaren Fahrtartschalter 46, einem Sitznivellierungsschalter 48, der den Sitz in einer fixen Höhe hält, kommende Signale, sowie Eingaben von einem Bremssensor 50, einem Kupplungssensor 52, einem Sitzbesetzungssensor 54, einem Steuerwinkelsensor 56, Getriebspositionssensor 58 und/oder Geschwindigkeitssensor 60, wie in der oben genannten, anhängigen Anmeldung beschrieben. Für den Betrieb des offenbarten Steuerungsverfahrens sind jedoch nur die Eingaben von dem Beschleuniger 40 und dem Verschiebungssensor 44 wesentlich.
Die Schritte des vorliegenden Verfahrens, auch als "modifizierte Geschwindigkeitssteuerung" und "modifizierte Skyhook-Steuerung" bekannt, sind in 2 dar gestellt. Nach dem Anfahren des Systems, das im allgemeinen mit der Zündung erfolgt, liest der Sensor 44 (1) die Relativverschiebung, wie im Block 62 gezeigt, und führt dieses Signal dem Regler 52 zu. Gleichzeitig liest der Beschleuniger 40 die absolute Beschleunigung des Sitzes 11, wie im Block 64 gezeigt, und führt den Wert dem Regler 42 zu. Der Regler 42 filtert die Relativverschiebung mit einem niedrigfrequenten Hochpaßfilter, um im Block 66 eine Relativgröße zu erzeugen. Der Filter bewirkt tatsächlich Phasenverschiebungen des relativen Verschiebungssignals um einen Betrag, der größer als 0° und kleiner als 90° ist. Die Ergebnisse sind in den Kurven der 3a dargestellt. Sie wurden durch Verwendung eines Einzelpolfilters erreicht. Es versteht sich, daß ein Mehrpolfilter weiter verbesserte Ergebnisse erzielen kann. Die Differenzierung der relativen Verschiebung zur Erzeugung einer Relativgeschwindigkeit ergibt eine 90°-Phasenverschiebung. Dies ist der Wert, der normalerweise bei einer herkömmlichen Skyhook-Steuerung benutzt wird. Die Einstellung der Phasenverschiebung um einen veränderlichen Betrag gemäß der vorliegenden Erfindung ergibt jedoch ein unerwartet effizientes Dämpfungsverfahren, das das herkömmliche Skyhook-Verfahren absolut übertrifft.
Der Regler 42 integriert auch die absolute Beschleunigung, um im Block 68 die absolute Geschwindigkeit zu erhalten und filtert dann mit Hochpaß die absolute Geschwindigkeit, um im Block 70 die Gleichstromdurchschnittskomponente der Geschwindigkeit zu erhalten. Die Gleichstromkomponente kann sich auch beispielsweise aus Temperaturänderungen oder Toleranzteilen ergeben. In den Blöcken 72 und 74 werden die Durchschnittskomponenten der Relativgröße bzw. Absolutgeschwindigkeit von ihren Signalen subtrahiert. Dadurch wird Tendenz zur Überkorrektur des Strom beseitigt, der an der magnetischen Schaltung anliegt, und dennoch die Verwendung von preiswerten Systemkomponenten ermöglicht (beispielsweise wird für die Durchführung der Einstellfunktion keine komplizierte Ausrüstung benötigt).
Die eingestellte Relativgröße und Absolutgeschwindigkeit werden dann im Block 76 zur Bestimmung, ob die Anzeichen dieselben sind, verglichen (d. h., sind die Werte der Sinuskurven für die Absolutgeschwindigkeit und der phasenverschobene Relativwert beide positiv/negativ?). Wenn die Antwort ja ist, wie im Logikblock 78 gezeigt, dann wird das Ausgangssignal zum Dämpfer im Block 80 auf einen Minimumwert gesetzt. Dies ist der Punkt, an dem ein aktives System seine externe Energiequelle zur zusätzlichen Eingangssteuerung anzapfen würde. Da ein semiaktives System nicht in der Lage ist, positive Kraft zuzusetzen (beispielsweise kann es nur dämpfen oder "negative" Kraft einführen), wird der Dämpfer einfach auf seine niedrigste Einstellung gedreht oder ausgeschaltet. Wenn die Anzeichen unterschiedlich sind, dann wird das Ausgangssignal des steuerbaren Dämpfers 22 über den Logikblock 78 zum Block 82 geleitet, wo das Ausgangssignal so eingestellt wird, daß es das Produkt des absoluten Wertes der absoluten Geschwindigkeit multipliziert mit einer eingestellten Verstärkung ist. Die absolute Geschwindigkeit in Ausfahrrichtung wird als negativ betrachtet, so daß der Regler ihr positives Äquivalent berechnet, um die Höhe der Steuerkraft zu bestimmen, während die absolute Geschwindigkeit in Richtung der Kompression, also entgegengesetzt zur Ausfahrrichtung, bereits positiv ist, so daß keine Umwandlung notwendig ist. Die Polarität von positiv und negativ für die Relativgeschwindigkeit wird umgekehrt, wenn das Ausfahren als positiv betrachtet wird. Es versteht sich, daß die Benutzung des absoluten Wertes die Notwendigkeit dafür beseitigt, einen Antrieb in doppelter Richtung zu benutzen. In gewissen Anwendungsfällen, bei denen der steuerbare Fluiddämpfer 22 der hier beschriebenen Art Verwendung findet, kann es sich als nützlich erweisen, das ungeänderte Signal zu benutzen, um das Ausgangssignal zu erzeugen; so würde beispielsweise bei Benutzung des ungeänderten Signals die Polarität des magnetischen Feldes umgekehrt werden, wodurch das restliche Magnetfeld verringert wird.
Die Verstärkung kann durch den Block 84 eingegeben werden und wird dann gewöhnlich einen speziellen Wert für ein spezielles Sitzsystem voreinstellen. Der Frequenzeingang 86 für das Geschwindigkeitsfilter kann zwischen einem Wert größer als 0° und kleiner als 90°, der als Eingang für den Block 66 dient, ständig variiert werden. Dieser Wert wird gewöhnlich auch vorher eingestellt, bevor das System installiert wird. Der Wert kann jedoch auch verändert werden, um, falls erforderlich, die Leistungsfähigkeit des Systems zu verbessern. Dasselbe gilt für den Verstärkungseingang durch den Block 84 und den den Durchschnitt bildenden Filtereingang 87 für den Absolutgeschwindigkeitseingang zum Block 70.
3a ist eine Grafik der Systemarbeit, die die modifizierte Geschwindigkeitssteuerung des vorliegenden Verfahrens im Vergleich zu der klassischen Skyhook-Steuerung für eine spezielle Sitzkonfiguration zeigt. Bei dem Steuerungsverfahren der vorliegenden Erfindung wurde die Relativverschiebung um Beträge von 50° für die Kurve B und 70° für die Kurve C phasenverschoben, um eine Relativgeschwindigkeit zu erhalten, während die Skyhook-Steuerung in der Kurve A gezeigt ist. Die Phasenverschiebung, die zu dem modifizierten Geschwindigkeitssteuerungsverfahren gehört, schiebt auch die scheinbare Eigenfrequenz des Systems zu einer niedrigeren Frequenz, die den wirksamen Bereich der Dämpfung vergrößert. Betrachtet man die vorgeschlagenen Kurven, so ist festzustellen, daß 50° hinter dem Optimum liegt, da die Spitze der Kurve B bei einer Frequenz zwischen denen der Kurven A und C auftritt, obgleich ein Betrag vorliegt, der größer ist als die Skyhook-Spitze, während diejenige der Kurve C viel kleiner ist als die der Kurve A. Andere Sitzkonfigurationen und Anwendungen ohne Sitz können unterschiedliche Phasenschiebungen erfordern, um zu optimalen Ergebnissen zu gelangen (beispielsweise können gewisse Systeme eine Phasenschiebung von beispielsweise 20° oder 80° erfordern). In der Tat können bei dem gegebenen großen Bereich möglicher Verwendungen gewisse Systeme eine Phasenschiebung von nur etwa 1° oder mehr als 89° erfordern, um eine optimale Isolierung zu schaffen. 3b vergleicht die optimierte 70°-phasengeschobene Geschwindigkeit (Kurve d) bei abgeschaltetem Dämpfer 22 (Kurve a), einem weichen passiven Dämpfer (Kurve b) und einem harten passiven Dämpfer (Kurve c). Wichtig ist, festzustellen, wie sehr sich die Leistung des Dämpfers 22 verbessert, wenn die Benutzung mit dem vorliegenden Steuerverfahren erfolgt (vergleiche Kurven a und d).
Die 4a–c zeigen die relative Phasenverschiebung für jede der Kurven A, B bzw. C in 3a. Wie in 4a dargestellt, führt die Differenzierung der relativen Verdrängung zum Erhalt der Relativgeschwindigkeit zu einer 90°-Phasenverschiebung (führend) der Kurve. Die Kurve C, die eine optimale Isolierung und Dämpfung für das jeweilige Sitzsystem, mit dem das Steuerungsverfahren getestet wurde, zu schaffen scheint, ergibt sich aus einer führenden Phasenverschiebung von 90° (4c), während eine Phasenverschiebung von 50° (4b) ein mittleres Ergebnis (Kurve B) liefert.
5a zeigt ein repräsentatives Beispiel einer Absolutgeschwindigkeitskurve bei einer Frequenz von etwa 1 Hz. Sie ist in Bezug auf die 4a umgekehrt, und zwar aufgrund der Umkehrung der Polarität, wie oben erläutert. 5b zeigt eine beispielsweise Relativgeschwindigkeitskurve und 5c die Ausgangsleistung mit dem Ein-Aus-Zyklus und der Größe der Ausgangsleistung für den Dämpfer. Das modifizierte Geschwindigkeitssteuerverfahren (2) vergleicht die Zeichen der beiden Kurven (Block 76), und wenn die Zeichen dieselben sind, setzt das Verfahren den Ausgang auf Null (wie gezeigt von 90–110° und 270–290°). Der Aus gang ist, wenn die Zeichen entgegengesetzt sind, proportional dem absoluten Wert der Absolutgeschwindigkeit (gleich, wenn die Verstärkung bei 1 liegt).
Im obigen wurde das grundlegende modifizierte Geschwindigkeitssteuerungsverfahren beschrieben. Falls das Sitzdämpfersystem 20 mit Endstoppsteuerung oder Nullbändern ausgestattet werden soll, dann können die Endstoppsteuerung und/oder die Nullbänder, wie sie in der anhängigen US-Anmeldung 08/534 078 beschrieben sind, hinzugefügt werden. Wie in 2 gezeigt, kann eine Entscheidung darüber, ob sich der Sitzdämpfer innerhalb der Endstoppgrenzen befindet, im Entscheidungsblock 85 getroffen werden. Wenn ja, wird das Signal nur zum Block 76 geleitet, und das Verfahren läuft wie vorher beschrieben weiter. Wenn nicht, wird ein höherer Endstoppausgang im Block 88 als Produkt des absoluten Wertes der Endstoppgeschwindigkeit und der Endstoppverstärkung erzeugt. Der Endstoppverstärkungseingang 90 wird, wie auch bei den anderen Eingängen, gewöhnlich vorher eingestellt. Dazu kommt, daß der Endstoppfilterfrequenzeingang 92 vorher im Block 66 eingestellt werden kann. Der Ausgang, ob nun vom Block 80, 82 oder 88, wird zum Block 94 geleitet, wo das Signal in einen Strom verwandelt wird, der zur Steuerung der Magnetspule des steuerbaren magnetorheologischen Fluiddämpfers 22 dient. Eine Vergrößerung des Stroms führt zu einer Vergrößerung der Stärke des magnetischen Feldes, die wiederum den Bewegungswiderstand des Fluids vergrößert, wodurch die effektive Dämpfung der Sitzbewegung erhöht wird. In derselben Weise läßt sich ein Nullband-Entscheidungsbaum, wie in der früheren Anmeldung beschrieben, hinzufügen.
Verschiedene Änderungen, Alternativen und Modifikationen sind für den auf diesem Gebiet tätigen Fachmann ohne weiteres erkennbar, wenn er die obige Beschreibung liest. Zum Beispiel läßt sich das Steuerungsverfahren, obgleich das erfindungsgemäße Steuerungsverfahren in Anwendung auf steuerbare Fluiddämpfer beschrieben worden ist, gleichermaßen effektiv für herkömmliche elektromechanische Dämpfer einsetzen. Darüber hinaus liegt es im Schutzbereich der Erfindung, die Größe der Phasenverschiebung während des Betriebs zu variieren, obgleich in der obigen Beschreibung die Phasenverschiebung auf einen fixen Wert voreingestellt worden ist. Beispielsweise könnte der Filter so eingestellt werden, daß eine erste Phasenverschiebung bewirkt wird, um der besten niederfrequenten Relativgeschwindigkeit in 3a (Kurve C) zu folgen, um dann auf eine bessere hochfrequente Relativgeschwindigkeit (Kurve B) von etwa 2 Hz umzusteigen (beachte, jedes Quadrat stellt 0,8 Hz dar). Obgleich dies bei dieser speziellen Sitzan wendung nicht zu einer wesentlichen Verbesserung zu führen scheint, können andere Systemen erhebliche Vorteile zwischen den beiden (oder sogar einer noch höheren Zahl) bieten. Alle diese Änderungen, Alternativen und Modifikationen sollen in den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche fallen und somit Teil der vorliegenden Erfindung sein.

Claims

Steuerungsverfahren für eine skyhook-artige Steuerung in einem steuerbaren Dämpfungssystem (20), mit einer abgefederten Masse (11) und einem steuerbaren Dämpfer (22), wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: a) Bestimmung einer relativen Verschiebung des Dämpfungssystems (20); b) Zuführung der relativen Verschiebung zu einem Regler (42); c) Bestimmung einer absoluten Geschwindigkeit der abgefederten Masse (11) des Dämpfersystems (20); d) Zuführung der absoluten Geschwindigkeit zu dem Regler (42), gekennzeichnet durch die weiteren Verfahrensschritte e) Verarbeitung der relativen Verschiebung in einem Filter im Regler (42), um die in Bezug auf die Verschiebungsgröße des Dämpfungssystems eingestellte Phasenverschiebung zu bestimmen, wobei zu der Verarbeitung die Phasenverschiebung der relativen Verschiebung über einen Winkel von 1° bis 89° gehört; f) Subtraktion einer stationären Zustandskomponente sowohl von der eingestellten relativen Verschiebungsgröße als auch der absoluten Geschwindigkeit; g) Vergleichen eines Zeichens der eingestellten relativen Geschwindigkeitsgröße mit einem Zeichen der absoluten Geschwindigkeit; h) Ableiten eines Ausgangssignals, das gleich einem Minimalwert ist, wenn die verglichenen Zeichen gleich sind, und das einem Wert gleich der absoluten Geschwindigkeit, multipliziert mit einem gewünschten Überschuß ist, wenn die verglichenen Zeichen entgegengesetzt sind; i) Abgabe des genannten Ausgangssignals an den steuerbaren Dämpfer (22), um seine Kraftausgangseinstellung auf einen gewünschten Wert einzustellen.
Steuerungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Bestimmung der absoluten Geschwindigkeit der abgefederten Masse (11) des Dämpfungssystems (20) die Messung eines Wertes für die absolute Beschleunigung der abgefederten Masse (11) des Dämpfungssystems (20) und die Integrierung dieses Wertes enthält.
Steuerungsverfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch j) Feststellen, wenn die Relativverschiebung des Dämpfers (22) innerhalb der Endanschlaggrenzen liegt; k) Vervielfältigen eines alternativen Ausgangssignals durch einen eingestellten Endanschlaggewinn, um ein alternatives Ausgangssignal zu erzeugen.
Steuerungsverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung des vorher eingestellten Endanschlaggewinns auf ein gewünschtes Niveau erfolgt, um bei der Ausführung die gewünschte Dämpfung zu erzeugen.
Steuerungsverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Vervielfältigen darin besteht, daß das alternative Ausgangssignal, das als Verschiebungsgröße ermittelt wird, mit dem Endanschlaggewinn multipliziert wird.
Steuerungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitung der relativen Verschiebung zum Erhalt der Phasenverschiebung dadurch erreicht wird, daß eine Durchschnittszeitkonstante eingestellt wird, um dadurch den Regler (42) auf einen bestimmten Phasenwinkel und/oder ein gewünschtes Fahrempfinden abzustimmen.
Steuerungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Zuführung des Ausgangssignals die Einstellung einer relativen Stärke eines induzierten Feldes gehört, um dadurch die rheologischen Fluideigenschaften eines steuerbaren Fluids in dem steuerbaren Dämpfer zu variieren, um den Kraftausgang einzustellen.
Steuerungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmung der absoluten Geschwindigkeit der abgefederten Masse des Dämpfungssystems (20) die Bestimmung einer absoluten Beschleunigung der abgefederten Masse (11) und die Integration der absoluten Beschleunigung umfaßt.
Steuerungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das steuerbare Dämpfungssystem ein Fahrzeugsitzaufhängungssystem (20) mit einem steuerbaren Dämpfer ist, der einen magnetorheologischen Fluiddämpfer und den Phasenverschiebungswinkel von 20° bis 80° aufweist.
Steuerungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Größe mit einem vorher eingestellten Nullbereich verglichen wird, um festzustellen, ob die Größe in den besagten Nullbereich fällt, daß ein Ausgangssignal auf einen Minimalwert eingestellt wird, wenn die relative Größe innerhalb des Nullbereiches liegt, und zu der normalen Verfahrensführung zurückgegangen wird, wenn dies nicht der Fall ist.
Steuerungsverfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die absolute Geschwindigkeit mit einem vorher eingestellten Nullbereich verglichen wird, um festzustellen, wenn die absolute Geschwindigkeit in den Nullbereich fällt, wobei ein Ausgangssignal auf einen Minimalwert eingestellt wird, wenn die absolute Geschwindigkeit in den Nullbereich fällt und zu der normalen Signalbehandlung zurückgekehrt wird, falls dies nicht der Fall ist.
Steuerungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt ferner die Hybridbildung der relativen Größe aus einer Vielzahl unterschiedlicher Größen beinhaltet, die um unterschiedliche Beträge phasenverschoben sind.
Steuerungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das steuerbare Dämpfungssystem (20) eine Fahrzeugsitzaufhängungseinheit ist, bei der ein Sitz (11) an dem Dämpfungssystem angebracht ist und ein Beschleunigungsmesser (40), der an dem Sitz angebracht ist, die absolute Geschwindigkeit bestimmt.