Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung eines Aktuators eines aktiven Dämpfersystems, beispielsweise für ein Fahrwerk eines Fahrzeugs. Weiter wird ein System zur aktiven Dämpfung, beispielsweise eines Fahrwerks eines Fahrzeugs, vorgeschlagen, welches auch als aktives Dämpfungssystem bezeichnet wird.

Derzeitige aktive Dämpfungssysteme beziehen sich hauptsächlich auf Regelungsziele beim Reglerentwurf, Stabilitäts- und Robustheitsaspekte, die Realisierbarkeit und eine transparente Parametrierung für eine spätere Applikation. Dabei kommen vor allem Entwurfsverfahren wie Linear-Parameter variierende Regelungen (LPV)-Methoden der optimalen Steuerung, modellprädikative Verfahren, sowie referenzmodellbasierte Regelungen zum Einsatz. Diese werden anschließend experimentell in Fahrversuchen appliziert und verifiziert.

DE 738 284 A1 nennt eine Vorrichtung zur aktiven Fahrwerksregelung, mit einem Niveauregulierungssystem, welches ein erstes in Abhängigkeit zum relativen Einfederweg beaufschlagtes aktives Stellglied umfasst. Zur Gewinnung der rückgeführten Vertikalgeschwindigkeit bzw. einer dieser Geschwindigkeit proportionalen Größe dienen Beschleunigungssensoren oder Drehbeschleunigungssensoren. DE 103 53 692 A1 offenbart eine Fahrzeugvibrationssteuervorrichtung zur Steuerung eines Motors und einer Bremse in Antwort auf einen Eingang, der wenigstens einen der Fahrerbetätigungsvorgänge anzeigt. Die Vibrationsberechnungsvorrichtung dient zur Berechnung einer Reifenvibration aufgrund einer Rückstellkraft seitens der Fahrbahnoberfläche.

DE 195 16 402 A1 zeigt eine Schaltungsanordnung, die eine Regelstrecke mit einem Ausgangssignal und einem kontinuierlichen oder diskreten, linearen oder nicht-linearen Regler mit nachgiebiger Rückführung der Stellgröße umfasst. Es wird im Allgemeinen als erstes Regelstrecken-Zustandsmodell ein Modell höherer als erster Ordnung verwendet. Hierbei entsteht ein Instabilitätsproblem des inneren Regelkreises, der daher nicht als PI, sondern als PID-Typ ausgeführt werden muss. Anhand einer Polvorgabe der Übertragungsfunktion der Matrix M (s) soll eine Beschleunigung des Regelprozesses beim Eintritt einer Regelgrößen-Störung erzielt werden.

DE 10 2004 024 951 A1 offenbart ein Verfahren zur Ermittlung der Bewegung eines Aufbaus eines Fahrzeugs, bei welchem die Signale eines Höhenstandssensors über ein Differentiationsfilter und die Signale von Vertikalbeschleunigungs-Sensoren der Räder über ein Integrationsfilter geführt und anschließend addiert werden.

US 5,235,629 offenbart ein System zur Steuerung eines Fahrwerkes, bei welchem Signale an der Karosserie angeordneter Vertikalbeschleunigungssensoren integriert und über einen Hochpass gefiltert werden.

Beim Einsatz verschiedener Regelungskonzepte für mechanische Systeme, wie z.B. beim Poleplacement, oder auch bei anderen Methoden der optimalen Steuerung, wird bisher nur auf die Zustandsgrößen„Weg" und„Geschwindigkeit" geregelt. Berechnungen aufgrund einer Ableitung wie beispielsweise der Beschleunigung, die sensorisch an sich gut erfasst werden kann, werden nicht direkt, ohne vorher auf die Geschwindigkeit oder den Weg integriert zu werden, verwendet. Ebenfalls wird der Einfluss von Masse oder Masseträgheit, sowie der sich daraus ergebenden Polen bzw. Eigenfrequenzen der einzelnen Elemente rein durch zusätzlich aktiv gestellte Dämpfung und gezielte Steifigkeiten kompensiert. Das führt oft zu unlösbaren Zielkonflikten oder zu, aus Gründen der Leistungsbegrenzung nicht realisierbaren aktiven Eingriffen. Überdies ergibt sich bei aktiven Dämpfersystemen die Problematik, dass die zur aktiven Fluidverschiebung vorgesehenen Aktuatoren eine zusätzliche, beim Einfedern zu bewegende Masse darstellen, welche die Federung bei höheren Frequenzen der Anregung zusätzlich steifer gestalten.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die zuvor identifizierten Nachteile des Standes der Technik auszuräumen bzw. zu lindern.

Die vorstehend identifizierte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Ansteuerung eines Aktuators eines aktiven Dämpfersystems, ein System zur aktiven Dämpfung sowie ein entsprechend ausgerüstetes Fahrzeug gelöst.

Das Verfahren kann beispielsweise in einem aktiven hydraulischen Dämpfersystem eines Fahrwerks eines Fahrzeugs eingesetzt werden. In einem ersten Schritt wird ein eine erste Beschleunigung repräsentierendes erstes elektrisches Signal gefiltert. Dieses kann beispielsweise mittels eines Beschleunigungssensors aufgenommen und elektrisch gewandelt werden. Die anschließende Filterung entfernt einen . Gleichanteil und kann daher z.B. als Hochpassfilter oder Bandpassfilter ausgestaltet sein. Das Beschleunigungssignal kann einen Aufbau des Fahrzeugs bzw. einer gefederten Masse und/oder einem radseitigen Bauteil bzw. einer ungefederten Masse des Fahrzeugs zugeordnet sein. Beispielsweise können hierzu Beschleunigungsaufnehmer verwendet werden, welche auch zu anderen Zwecken häufig bereits in Serienfahrzeugen verbaut sind. Um aus dem derart gewonnenen elektrischen Signal ein zur Ansteuerung des Aktuators geeignetes Signal zu machen, wird das gefilterte Signal in seiner Amplitude angepasst. Seiner Natur nach ist dieses erste elektrische Signal bevorzugt noch immer ein Beschleunigungssignal, ist also entgegen dem Stand der Technik nicht integriert oder anderweitig als vorbeschrieben verarbeitet worden. Das so verarbeitete erste elektrische Signal wird anschließend als Eingangsgröße des Aktuators verwendet, mittels dessen die bewegten Teile des Aktuators derart angetrieben werden, dass sie in Richtung des sich aufgrund der Anregung einstellenden hydraulischen Flusses angetrieben werden. Mit anderen Worten weicht der Aktuator dem aufgrund der Anregung erzeugten hydraulischen Fluss aktiv oder proaktiv aus, um die inneren Eigenschaften wie Dämpfung und die Massenträgheit eines aktiven Dämpfers in einem vordefinierten Frequenzbereich zu verringern und den Aufbau bzw. die gefederte Masse des Fahrzeugs von der Anregung zu entkoppeln bzw. die Übertragung der Anregung zu vermindern. Während im Stand der Technik aktive Dämpfersysteme derart ausgestaltet sind, dass eine vorteilhafte Einflussnahme auf Anregungsfrequenzen oberhalb von 2,5 Hz aufgrund der Signalverarbeitungslatenz nur sehr beschränkt möglich ist, bietet die im Wesentlichen direkte Verwendung eines Beschleunigungssignals, insbesondere in Verbindung mit der Hochpassfilterung, eine derart geringe Verarbeitungszeit, dass eine vorteilhafte Ansteuerung des Aktuators bis in deutlich höhere Frequenzbereiche als üblich möglich ist. Dies ist umso wertvoller für die Auslegung moderner Fahrwerke, als Anregungssignale oberhalb von 4 Hz für Fahrzeuginsassen mit deutlich stärkeren Komforteinbußen verbunden sind, als Anregungssignale unterhalb von 4 Hz. Damit mehrere Beschleunigungsgrößen des erfindungsgemäß zu dämpfenden Systems vorliegen bzw. geschätzt werden können, wird eine zweite Beschleunigungsgröße in ein drittes elektrisches Signal gewandelt, gefiltert, hinsichtlich ihrer Amplitude angepasst und gegenüber dem ersten elektrischen Signal gewichtet. Die Verarbeitung des dritten elektrischen Signals kann bevorzugt in entsprechender Weise wie die Verarbeitung des ersten elektrischen Signals erfolgen. Hierbei können jedoch von der Signalverarbeitung des ersten elektrischen Signals verschiedene Werte für die Parameter (insbesondere Verstärkung/Dämpfung) der Signalverarbeitung gewählt werden. Beispielsweise in Abhängigkeit eines Fahrzustandes und/oder einer Frequenz des Anregungssignals kann ein jeweiliger vordefinierter Faktor für die elektrischen Signale verwendet werden, um den Aktuator mit einer bestmöglich geeigneten Kombination (z.B. Summe) der gefilterten und verstärkten Signale anzusteuern. Auf diese Weise kann das erfindungsgemäße Verfahren auf eine Vielzahl vorliegender Schwingungsgrößen zugreifen, um eine bestmögliche aktive Anpassung des Schwingungszustands zu realisieren.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung. Sofern ein Beschleunigungssensor zur Erzeugung des Beschleunigungssignals nicht verwendet werden soll oder nicht zur Verfügung steht, kann alternativ oder zusätzlich eine Schätzung des ersten und/oder zweiten Beschleunigungssignals auf Basis einer alternativen Kenngröße durchgeführt werden. Beispielsweise kann eine elektrische Klemmengröße des Aktuators verwendet werden, auf Basis welcher ein Schätzwert für das erste Beschleunigungssignal ermittelt wird. Auf diese Weise können auch für bewegte Massen eines Fahrzeugs, an welchem keine Beschleunigungsaufnehmer vorhanden sind oder anbringbar sind, Beschleunigungssignale ermittelt und der erfindungsgemäßen Verarbeitung zugrunde gelegt werden.

Zur Verbesserung der Verarbeitung, insbesondere der Anpassung der Amplitude des ersten und/oder zweiten Beschleunigungssignals, kann das Verfahren weiter eine Überprüfung des erfindungsgemäß erzielten Erfolges vornehmen, indem das erste und/oder zweite Beschleunigungssignal (z.B. zu einem späteren Zeitpunkt) erneut oder fortwährend aufgenommen wird und die Amplitude des jeweiligen elektrischen Signals vor dem Ansteuern des Aktuators im Ansprechen auf das Ergebnis der Auswertung (beispielsweise ein Vergleich mit einer vordefinierten Referenz, einem Tabellenwert, o.ä.) erneut (alternativ) angepasst wird. Dies kann als geschlossene Regelschleife aufgefasst werden, durch welche ein iteratives/rückgekoppeltes Verfahren zur schwingungstechnischen Entkoppelung des Aufbaues bzw. einer gefederten Masse des Fahrzeugs vorgeschlagen wird.

Zusätzlich zur Verwendung des ersten und zweiten Beschleunigungssignals kann selbstverständlich auch ein weiteres Beschleunigungssignal bzw. können weitere Beschleunigungssignale gemessen oder basierend auf den elektrischen Klemmengrößen oder den Bewegungsgrößen eines anderen Bauteils des Fahrzeugs geschätzt werden.

Um für Frequenzen des Anregungssignais unterhalb einer Grenze von ca. 2,5 Hz eine hohe Dämpfung durch den Aktuator bzw. den aktiven Dämpfer realisieren zu können, bietet es sich an, parallel zur vorbeschriebenen Hochpassfilterung und Amplitudenanpassung eine Integration des ersten und/oder zweiten Beschleunigungssignals (oder eines weiteren Beschleunigungssignals) durchzuführen, das jeweilige resultierende Geschwindigkeitssignal einer Hochpassfilterung zu unterziehen und ebenfalls hinsichtlich seiner Amplitude anzupassen. Anschließend kann das Ergebnis (ein jeweiliges zweites elektrisches Signal) zum erfindungsgemäß erstellten ersten bzw. dritten elektrischen Signal addiert und die jeweilige Summe beider Signale zur Ansteuerung des Aktuators verwendet werden. Auf diese Weise kann eine nach dem Stand der Technik bekannte Regelung des aktiven Dämpfersystems zur Darstellung einer hohen Dämpfung in niedrigen Frequenzbereichen mit einer erfindungsgemäß vorgeschlagenen Regelung des aktiven Dämpfersystems für höhere Frequenzbereiche zur Entkoppelung des Aufbaues von der Anregung miteinander kombiniert werden. Dies verbessert das Gesamtverhalten des aktiven Dämpfersystems bei der Verwendung in einem Fahrzeug.

Allgemein kann die Anpassung der Amplitude der elektrischen Signale in Abhängigkeit beispielsweise der Anregungsamplitude linear (z.B. durch Verwendung eines konstanten Faktors) oder nicht-linear (z.B. durch Verwendung einer Kennlinie oder eines Kennfeldes) erfolgen. Auf diese Weise können die Signale der Beschleunigungssensoren zum Entfernen vorbestimmter Eigenfrequenzen eines schwingenden Gesamtsystems (bestehend z.B. aus der ungefederten Masse, einer gefederten Masse und weiterer Massen, deren Eigenfrequenz zu entfernen ist (z.B. bewegter Teile des Aktuators/Gerotors)) gezielt verarbeitet werden.

Die grundlegenden, vorstehend beschriebenen Ansätze des erfindungsgemäßen Verfahrens versetzen den Fachmann für Schwingungs- und Regelungstechnik von Fahrzeugen in die Lage, in der Literatur bereits bekannte theoretische Ansätze der Polvorgabe bzw. des Polplacements oder der optimalen Regelung zu verwenden, um eine technische Realisierung der vorliegenden Erfindung herzustellen. Beim Reglerentwurf werden dem geschlossenen Regelkreis Wunscheigenwerte bzw. Wunschpolstellen vorgegeben und damit das Ein- /Ausgangsverhalten sowie die Eigenbewegungen des geschlossenen Systems gezielt beeinflusst. Damit lässt sich auch ein Pol entsprechend glätten bzw. kompensieren. Eine eingehende Anregung beispielsweise stammend von der Fahrbahn, über welche ein betrachtetes, erfindungsgemäß ausgestaltetes Fahrzeug fährt, wird durch eine entsprechende Regelung im Frequenzgang entfernt. Hauptaugenmerk ist dabei, auf eine mögliche Kompensation der Einflüsse der ungefederten auf die gefederte Masse zu legen, da das Schwingungsverhalten der gefederten Masse über den Komfort für den Anwender entscheidet.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein System zur aktiven Dämpfung vorgeschlagen, welches auch als „aktiver hydraulischer Dämpfer" ausgeführt sein kann. Insbesondere können solche Systeme für Fahrwerke von Fahrzeugen verwendet werden, um den Fahrkomfort bzw. die Fahrsicherheit des Fahrzeugs positiv zu beeinflussen. Das erfindungsgemäße System umfasst einen Aktuator, der beispielsweise aus einer hydraulischen Pumpe und einem Elektromotor zu deren Antrieb bestehen kann. Über den Aktuator kann Fluid (Hydraulikfluid), welches zur Dämpfung zwischen einem ersten und einem zweiten Volumen eines Dämpfers hin- und her fließen kann, angetrieben oder sogar zur Energiegewinnung verwendet werden. Sowohl rotatorische als auch translatorische Aktuatoren sind im Stand der Technik als für aktive Dämpfungssysteme geeignet bekannt. Weiter sind ein erster Sensor und ein zweiter Sensor vorgesehen, welcher beispielsweise zur Aufnahme einer ersten Beschleunigung bzw. einer zweiten Beschleunigung oder eines alternativen Signals, auf Basis dessen die erste Beschleunigung ermittelt (z.B. geschätzt) werden kann, eingerichtet ist. Ein Filter, der beispielsweise in einem elektronischen Steuergerät angeordnet . sein kann, kann als Hochpass- oder Bandpassfilter ausgestaltet sein, so dass Gleichanteile des ersten bzw. dritten elektrischen Signals entfernt und ein elektrisches Vorauseilen seines Ausgangssignals gegenüber dem ersten bzw. zweiten Beschleunigungssignal herbeigeführt wird. Dies ermöglicht eine Anwendung des erfindungsgemäßen Systems auf solche Frequenzen, welche durch bekannte Systeme nicht in geeigneter Weise beeinflusst werden ^■ können. Zudem ist ein steuerbarer Verstärker (beispielsweise ebenfalls innerhalb des elektronischen Steuergeräts) vorgesehen, welcher eingerichtet ist, eine Amplitude des ersten und/oder dritten elektrischen Signals (z.B. des jeweiligen Filterausgangssignals) anzupassen. Der Aktuator ist weiter eingerichtet, mit dem gefilterten und hinsichtlich seiner Amplitude angepassten elektrischen Signal, welches eine Kombination des ersten elektrischen Signals und des dritten elektrischen Signals umfassen kann, angesteuert zu werden. Auf diese Weise verwirklicht das erfindungsgemäße System die Merkmale, Merkmalskombinationen und die sich aus diesen ergebenden Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf eine erneute Diskussion verzichtet werden kann. Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug mit einem aktiven Fahrwerksdämpfer vorgeschlagen, welcher eingerichtet ist, durch ein System gemäß dem zweitgenannten Erfindungsaspekt angesteuert zu werden. Auf diese Weise verbessert sich der Schwingungskomfort für Insassen des erfindungsgemäßen Fahrzeugs erheblich. Das Fahrzeug kann beispielsweise als PKW, als Transporter oder als LKW ausgestaltet sein. Es ergeben sich die in Verbindung mit dem erst- und zweitgenannten Erfindungsaspekt ausgeführten Merkmale, Merkmalskombinationen und Vorteile entsprechend.

Gemäß einem vierten Erfindungsaspekt wird ein Computerprogrammprodukt (z.B. ein Datenspeicher) vorgeschlagen, auf welchem Instruktionen gespeichert sind, die einen programmierbaren Prozessor in die Lage versetzen, die Schritte eines Verfahrens gemäß dem erstgenannten Erfindungsaspekt durchzuführen. Das Computerprogrammprodukt kann als CD, DVD, Blueray Disc, Flash- Speicher, Festplatte, RAM/ROM, Cache, etc., ausgestaltet sein. Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäß ausgestalteten Fortbewegungsmittels;

Figur 2 eine schematische Skizze zu Aufbau und Wirkprinzip eines erfindungsgemäß ausgestalteten aktiven Fahrwerksdämpfers; Figur 3 ein Flussdiagramm veranschaulichend die Signalverarbeitung innerhalb eines erfindungsgemäß ausgestalteten ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;

Figur 4 ein Flussdiagramm veranschaulichend die Signalverarbeitung innerhalb eines erfindungsgemäß ausgestalteten zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;

Figur 5 ein mechanisches Ersatzschaltbild des aktiven Dämpfers entsprechend Figur 2;

Figur 6 ein mechanisches Ersatzschaltbild eines Teils eines erfindungsgemäß ausgestalteten Fahrzeugs (sog. „ViertelfahrzeugmodeH", englisch:„Quarter Car Model");

Figur 7 ein Diagramm veranschaulichend Amplitudengänge von

Übertragungsfunktionen unterschiedlicher Dämpfungssysteme; und

Figur 8 ein Flussdiagramm veranschaulichend Schritte eines

Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

Figur 1 zeigt die Seitenansicht eines PKW 10 als erfindungsgemäß ausgestaltetes Fahrzeug. Die Räder des PKWs 10 sind über aktive Dämpfer 2 gemäß der vorliegenden Erfindung mit dem Fahrzeugaufbau gekoppelt.

Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten aktiven Dämpfersystems 2, innerhalb dessen hydraulisches Fluid 4 zwischen einem ersten Volumen Vi und einem zweiten Volumen V ₂ ausgetauscht werden kann. Im passiven Betrieb geschieht dies allein aufgrund einer externen Anregung der Anbindungspunkte 12b des Zylinders 13 bzw. 12a des Kolbens 1 1 . Über ein Schaufelrad 14 kann ein aktiver Hydraulikfluidaustausch angeregt werden, in dem das Schaufelrad 14 über einen bürstenlosen Gleichstrommotor 15 angetrieben wird, mit welchem es über eine Welle gekoppelt ist. In umgekehrter Wirkrichtung kann der bürstenlose Gleichstrommotor 15 als Generator zur Gewinnung elektrischer Energie aus der Fluidbewegung verwendet werden. Die elektrischen Klemmgrößen des bürstenlosen Gleichstrommotors 5 sind der Strom I und die elektrische Spannung U. Zudem ist die Wirkrichtung der Dämpferkraft Fd anhand eines Pfeils veranschaulicht. Mit x _r ist die Entfernung zwischen den Anbindungspunkten 12a und 12b bezeichnet.

Figur 3 zeigt die Signalverarbeitung eines Beschleunigungssignals fe, welches die Beschleunigung eines Fahrzeugaufbaues darstellt. Ein solches Beschleunigungssignal X2 kann beispielsweise mittels eines Beschleunigungssensors (Bezugszeichen 3a, 3b in Fig. 6) in ein erstes elektrisches Signal gewandelt werden. Im oberen Zweig erfolgt eine direkte Filterung des Beschleunigungssignals x in einem Hochpassfilter 6a, welcher beispielsweise eine Grenzfrequenz von 20 Hz aufweisen kann. In Versuchen haben sich Butterworth-Filter erster Ordnung bewährt. Das derart gefilterte Beschleunigungssignal wird in einem steuerbaren Verstärker 7a mit einer Masse von 800 kg multipliziert, um ein geeignetes Kraftsignal auf einen Summierer 9 auszugeben. In einem unteren Zweig zur Erzeugung geeigneter Ansteuersignale für den Aktuator des erfindungsgemäßen Dämpfersystems 2 wird das Beschleunigungssignal X2 zunächst in einem Integrator 5b über der Zeit integriert, um ein korrespondierendes Geschwindigkeitssignal *2 auf einen Hochpassfilter 6b mit einer Grenzfrequenz von 0,2 Hz zu geben. Auch dieser Hochpassfilter 6b ist als Butterworthfilter erster Ordnung ausgestaltet. Das Ausgangssignal des Filters wird einem steuerbaren Verstärker 7b zugeführt, in welchem es mit einer Dämpfung von 3000 Ns/m multipliziert wird, um ein entsprechend einem idealen ortsfesten Fahrzeugaufbau angepasstes Ausgangssignal auf dem Summierer 9 zu geben, welcher ein entsprechendes Spannungssignal u _a für die Ansteuerung des Aktuators bereitstellt. Figur 4 zeigt eine alternative Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Reglers, welcher drei Beschleunigungssignale X21 , X22, Xi verwendet. Die beiden Beschleunigungssignale X21 , X22 werden durch zwei am Fahrzeugaufbau angeordnete Beschleunigungssensoren bereitgestellt. Das

Beschleunigungssignal X21 repräsentiert ein anspruchsgemäßes erstes Beschleunigungssignal. Das Beschleunigungssignal X22 repräsentiert ein anspruchsgemäßes zweites Beschleunigungssignal. Das Beschleunigungssignal xi wird durch einen Beschleunigungssensor an einer ungefederten Masse mi des Fahrzeugs bereitgestellt. Das Beschleunigungssignal Xi repräsentiert ein alternatives anspruchsgemäßes zweites Beschleunigungssignal. Die drei oberen erfindungsgemäß die Beschleunigungssignale X21 , X22, xi direkt verarbeitenden Signalzweige sind entsprechend dem oberen Signalzweig der Fig. 3 ausgestaltet. Durch eine Gewichtungseinheit 8a werden die Signalausgänge der Verstärker 7a, 7b, 7c in vordefinierter Weise zueinander gewichtet, bevor sie dem Summierer 9 zugeführt werden. Die beiden unten in Figur 4 exemplarisch dargestellten Signalzweige führen eine Integration der Beschleunigungssignale X21 , xi in jeweiligen Integriergliedern 5d, 5e durch, bevor ebenfalls entsprechend dem unteren Zweig in Figur 3 zwei Hochpassfilter 6d, 6e und zwei steuerbare Verstärker 7d, 7e zum Einsatz gelangen. Auch die Ausgangssignale der steuerbaren Verstärker 7d, 7e werden durch ein weiteres Gewichtungsglied 8b relativ zueinander gewichtet, bevor dessen Ausgangssignale dem Summierer 9 zugeführt werden. Dessen Ausgangssignal u _a wird wie vorstehend beschrieben als Eingangssignal des erfindungsgemäß ausgestalteten Aktuators verwendet.

Figur 5 zeigt ein mechanisches Ersatzschaltbild (Netzwerkdarstellung) eines aktiven Dämpfersystems 2 (siehe Fig. 2), wie er erfindungsgemäß zum Einsatz gelangen kann. Die eigentliche Fluiddämpfung wird durch das Dämpfungsglied di abgebildet. Oberhalb dieses Dämpfungsgliedes ist die endliche Fluidsteifigkeit mit Cf modelliert. Unterhalb des Dämpfungsgliedes di modelliert eine Parallelschaltung aus einem die . Aktuatordämpfung modellierenden Dämpfungsglied d _a , einer im Wesentlichen die rotatorischen Massenträgheiten der Pumpe 14 sowie des Motors 15 sowie oberflächlich angekoppelten hydraulischen Fluides 4 abbildende Aktuatormasse m _a sowie ein die elektromagnetisch eingebrachte Kraft u _a abbildendes Element die motorischen Einflüsse des Aktuators ab. Xi stellt die Bewegung der ungefederten Masse umfassend das Rad und andere radseitige Teile dar. x _a stellt die ausgangsseitige Bewegung des Aktuators dar. x _m stellt den Weg des zwischen dem Dämpfungsglied di und der Fluidsteifigkeit Cf liegenden (virtuellen) Koppelpunktes des Dämpfermodells (ohne Hysterese) dar. X stellt den Weg des aufbauseitigen Anbindungspunktes 12a des Dämpferkolbens 11 und F die von ihm weitergereichte hydraulische Dämpfungskraft F dar. Das vorstehend beschriebene Ersatzschaltbild kann in das mit F bezeichnete Element der nachfolgend beschriebenen Figur 6 eingesetzt werden, um ein vereinfachtes Ersatzschaltbild für ein Viertelfahrzeug zu bilden.

Figur 6 zeigt ein vereinfachtes Ersatzschaltbild für ein Viertelfahrzeug, um die Anregung w einer Fahrbahnoberfläche über einen Reifen (abgebildet durch eine Federsteifigkeit ki und einen Dämpfer di) in die ungefederte Masse mi abzubilden. Der Weg Xi ist der ungefederten Masse mi zugeordnet, deren Beschleunigung xi als anspruchsgemäße zweite Beschleunigung messtechnisch durch einen Beschleunigungssensors 3b ermittelt wird. Die eigentliche Fahrwerksfeder k2 trägt im Zusammenwirken mit einem erfindungsgemäß ausgestalteten aktiven Fahrwerksdämpfer 1 , welchem sie parallel geschaltet ist, die Masse ιτΐ2 des Fahrzeugaufbaues. Die Masse des Aufbaues bildet auch ein Beispiel für einen Anbringungsort eines Beschleunigungssensors 3a. Die gefederte Masse nri2 führt einen Weg X2 aus, dessen zweite Ableitung x ₂ als anspruchsgemäße erste Beschleunigung den vorstehend beschriebenen Beispielen als Eingangsgröße der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Signalverarbeitung dient.

Figur 7 zeigt den Quotienten zwischen der Anregungsgeschwindigkeit w und der Fahrzeugaufbaubeschleunigung x ₂ als Übertragungsfunktion unterschiedlicher aktiver Dämpfersysteme über der Frequenz. Die durchgezogene Linie, welche im Bereich von 2 Hz einen besonders starken und mit 002 bezeichneten Peak aufweist, ist einem ungeregelten aktiven Fahrwerksdämpfer zugeordnet. Ihr Verlauf ist über dem gesamten Frequenzbereich am höchsten. Im Vergleich hierzu stellt der gestrichelte Signalverlauf, welcher einer Übertragungsfunktion mit geschlossener Schleife und konventionellem ideal ortsfesten Aufbau („Skyhook") entspricht, eine erkennbare Verbesserung hinsichtlich der Höhe der Ausschläge ωι, u)2 dar. Auch die Zwischenräume zwischen den vorgenannten Ausschlägen ω-ι, u)2 der Übertragungsfunktion sind erkennbar abgesenkt. Eine erfindungsgemäße Regelung eines aktiven Dämpfers mit einer geschlossenen Regelschleife ermöglicht entsprechend der gepunktet dargestellten Übertragungsfunktion eine weitere Verbesserung, indem einerseits die Eigenfrequenz ooi erkennbar angehoben und die Übertragungsfunktion hinsichtlich ihrer Amplitude in diesem Bereich deutlich abgesenkt wird. Insbesondere in Bereichen zwischen 15 und 35 Hz wird eine ganz erhebliche Absenkung der Amplitude der Übertragungsfunktion erzielt. Da gerade im Bereich zwischen ωι und 003 Schwingungsanregungen eine starke Beeinträchtigung des Fahrkomforts bewirken, stellt die erfindungsgemäß vorgeschlagene Regelung eine ganz erhebliche Verbesserung aktiver Dämpfungssysteme bereit. Eine ähnliche Verbesserung kann auch durch Verwendung der Radbeschleunigung xi oder einer geeigneten Gewichtung mehrerer Signale (z.B. der Radbeschleunigung χ-ι) erreicht werden. Figur 8 zeigt Schritte eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ansteuerung eines Aktuators eines aktiven Dämpfersystems. In Schritt 100 werden ein erstes Beschleunigungssignal und ein zweites Beschleunigungssignal (ein Beschleunigungssignal repräsentierend eine andere Beschleunigung im System) mittels eines jeweiligen Beschleunigungssensors aufgenommen und in ein erstes bzw. drittes elektrisches Signal gewandelt. Zur Dämpfung besonders niedriger Frequenzen wird im optionalen Schritt 150 das die erste Beschleunigung repräsentierende erste elektrische Signal zur Erzeugung eines eine Geschwindigkeit repräsentierenden zweiten elektrischen Signals integriert. Dies geschieht gemäß den im Stand der Technik bekannten Verfahren und wird in technischen Realisierungen durch einen parallelen Signalverarbeitungszweig durchgeführt. In Schritt 200 werden das die erste Beschleunigung repräsentierende erste elektrische Signal und das die zweite Beschleunigung repräsentierende dritte elektrische Signal mittels eines jeweiligen Hochpassfilters verarbeitet, deren Ausgangssignale in Schritt 300 durch eine Verstärkung hinsichtlich ihrer Amplitude angepasst werden. Da in den vorgenannten Schritten 100 bis 300 parallel mehrere Beschleunigungssignale aufgenommen und entsprechend wie beschrieben verarbeitet wurden, wird in Schritt 400 eine Gewichtung des ersten elektrischen Signals und des dritten elektrischen Signals durchgeführt. Eine solche Gewichtung kann beispielsweise in Abhängigkeit einer Anregungsamplitude und/oder -einer Anregungsfrequenz oder -grundfrequenz erfolgen, um in Anbetracht der Anregung besonders geeigneter Beschleunigungssignale bei der späteren Verwendung bevorzugt zu berücksichtigen. Anschließend wird in Schritt 500 der Aktuator mit einer gewichteten Summe aus dem jeweils gefilterten und hinsichtlich seiner Amplitude angepassten elektrischen ersten und dritten Signal angesteuert. Erfindungsgemäß verringert sich die effektive Masse des Aktuators, welche schwingungstechnisch sozusagen von der gefederten Masse des Systems („Fahrzeug") entkoppelt wird.

Bezugszeichenliste: 1 Aktuator

2 Dämpfersystem

3a, b Beschleunigungssensor

4 Hydraulikfluid

5b-5e Integrierglied

6a-6e Hochpassfilter

7a-7e steuerbarer Verstärker

8a, 8b Gewichtungsglied

9 Summierer

10 PKW

1 1 Kolben

12a, 12b Anbindungspunkte

13 Zylinder

14 Pumpenrad

15 Elektromotor

100-600 Verfahrensschritt

Fd Dämpferkraft

Vi, V ₂ Volumina

I elektrischer Strom

U elektrische Spannung

x Weg/Entfernung

x Geschwindigkeit

x Beschleunigung

u _a elektrisches Eingangssignal des Aktuators

F Kraft

Cf Federsteifigkeit

d Dämpfung k Steifigkeit

w Anregungsgeschwindigkeit

(JÜI Eigenfrequenz

ω2 Eigenfrequenz

0J3 Eigenfrequenz

f Frequenz