DE102007051216A1

DE102007051216A1 - Signals generating method for influencing movement of structure of e.g. passenger car, involves pre-processing sensor signal depending on desired movement characteristic of structure of vehicle and delivering signal to damping controller

Info

Publication number: DE102007051216A1
Application number: DE200710051216
Authority: DE
Inventors: Andrea Dr. Arenz
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2007-10-26
Filing date: 2007-10-26
Publication date: 2009-04-30

Abstract

The method involves determining movement of a structure of a vehicle by sensors. Control signal is provided by a controller (92) e.g. damping controller, for controlling an actuator (96) e.g. semi active or active actuators, such that the movement of the structure of the vehicle is controlled. Sensor signal is pre-processed depending on desired movement characteristic of the structure of the vehicle by a preprocessing element (100), and the pre-processed sensor signal is delivered to the damping controller such that non regulating relevant signal information and/or signal process is filtered. An independent claim is also included for a system for influencing a movement of a structure of a motor vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung, ein Verfahren und eine Regelungssystemkomponente zur Ermittlung der Geschwindigkeit aus einer Beschleunigung, insbesondere für die vertikale Bewegungsrichtung des Aufbaus eines FahrzeugThe The invention relates to a device, a method and a control system component for Determining the speed from an acceleration, in particular for the vertical direction of movement of the construction of a vehicle

Für den Einsatz von Regelungen werden meist Signale z. B. in der Form von Weg-, Beschleunigungs- und auch Geschwindigkeitsgrößen benötigt. Die Regelung von elektronischen Stoßdämpfern basiert häufig auf der Verwendung von Geschwindigkeiten des Aufbaus und des Rads oder der Relativgeschwindigkeit zwischen den Körpern.For use of regulations are usually signals z. In the form of way, Acceleration and speed variables needed. The regulation of electronic Shock absorbers based often on the use of speeds of construction and the wheel or the relative velocity between the bodies.

Bei der Geschwindigkeitsmessung wird mit Hilfe einer technischen Einrichtung bestimmt, welchen Weg ein Objekt innerhalb einer festgelegten Zeit zurückgelegt hat bzw. welche Zeit ein Objekt für die Zurücklegung des Weges benötigt hat.at The speed measurement is done with the help of a technical device Determines what path an object takes within a specified time traveled has or what time an object has needed to travel the distance.

Geschwindigkeiten können grundsätzlich mit den folgenden Wirkprinzipien gemessen werden: berechnende Verfahren beruhen auf der Zeitmessung einer Wegstrecke (Beispiel Lichtschranke), der Wegmessung in festen Zeitabständen (Beispiele GPS, Laserpistole) oder der Integration der Beschleunigung über Beschleunigungssensoren. Weiterhin werden physikalische Effekte verwendet wie die elektromagnetische Induktion (Beispiel Tachogenerator), der Doppler-Effekt (Beispiel Ultraschalldurchflusssensor), die Staudruckmessung (Beispiel Prandtsonde) oder der Wärmeabgabe (Beispiel Hitzedrahtanemometer). Bei anderen Verfahren wird oft die geradlinige Bewegung in eine Drehzahl gewandelt oder die Strömungsgeschwindigkeit ausgewertet.speeds can in principle be measured with the following principles of action: calculating methods are based on the time measurement of a route (example photoelectric barrier), the distance measurement at fixed time intervals (examples: GPS, laser pistol) or integration of acceleration via acceleration sensors. Furthermore, physical effects are used as the electromagnetic Induction (example tachogenerator), the Doppler effect (example Ultrasonic flow sensor), the dynamic pressure measurement (example prand probe) or the heat release (Example hot wire anemometer). In other procedures is often the rectilinear motion is converted into a speed or the flow velocity evaluated.

Die Lage und die Bewegung eines allgemeinen Körpers im Raum wird allgemein über drei Achsen eines (räumlichen kartesischen) Koordinatensystems beschrieben: Längsachse (auch Rollachse, Kürzel x), Querachse (Nickachse, Kürzel y) und Hochachse (Gierachse, Kürzel z), s. a. 1. Unter einer vertikalen Bewegung soll die Bewegung in Richtung der z-Achse verstanden werden.The position and movement of a general body in space is generally described by three axes of a (spatial Cartesian) coordinate system: longitudinal axis (also roll axis, symbol x), transverse axis (pitch axis, symbol y) and vertical axis (yaw axis, symbol z), sa 1 , A vertical movement is understood to mean the movement in the direction of the z-axis.

Bei Fahrzeugen werden zur Bestimmung der Vertikalbewegungen meist Beschleunigungssensoren zur Detektion sowohl der Aufbau- als auch der Radbewegung eingesetzt und Wegsenso ren/Drehwinkelsensoren zur Bestimmung der Relativbewegung zwischen Aufbau und Rad. Aus den Sensorgrößen können dann in nachfolgenden Berechnungsverfahren die Geschwindigkeitsgrößen über Integratoren bestimmt werden oder aber auch berechnet werden über mathematische Verfahren der Integral- oder der Differentialrechnung.at Vehicles are usually used to determine the vertical movements acceleration sensors used for the detection of both the body and the wheel movement and Wegsenso ren / rotation angle sensors for determining the relative movement between body and wheel. From the sensor sizes can then in subsequent Calculation method speed variables are determined by integrators or else be calculated over mathematical methods of integral or differential calculus.

Filter dienen zur Veränderung der Amplituden von elektrischen Signalen abhängig von ihrer Frequenz. Beispielsweise können Signalanteile, die die weitere Verarbeitung stören, abgeschwächt werden. Filter im klassischen Sinne, wie Tief- oder Hochpass, verändern den Frequenzgang. Schaltungen und Verfahren, die komplexere Eigenschaften wie Phasenlage, Impedanz und Rauschanteile verändern, werden auch unter dem Begriff Filter zusammengefasst.filter serve for change the amplitudes of electrical signals depending on their frequency. For example can Signal components that interfere with further processing are attenuated. Filters in the classical sense, such as low or high pass, change the Frequency response. Circuits and processes, the more complex properties Like phasing, impedance and noise change, are also under the Term filter summarized.

Filter lassen sich nach einer ganzen Reihe von Kriterien klassifizieren. So zum Beispiel nach ihrer Komplexität, ihrem spezifischen Frequenzgang, den verwendeten Bauelementen, der Schaltungsstruktur, der verwendeten Berechnungsmethode oder den Selektionsverhalten. Einige dieser Kriterien werden im Folgenden als Kenngrößen beschrieben.filter can be classified according to a whole series of criteria. For example, according to their complexity, their specific frequency response, the used components, the circuit structure, the used Calculation method or the selection behavior. Some of these criteria will be described below as parameters.

Unabhängig von der konkreten Realisierung des Filters lässt sich die Funktionsweise eines Filters durch seine Übertragungsfunktion beschreiben. Diese bestimmt, wie das Eingangssignal in der Amplitude und in der Phase verändert wird.Independent of the concrete realization of the filter allows the operation a filter by its transfer function describe. This determines how the input signal in amplitude and changed in phase becomes.

Die Filter sollten beim Entwurf anhand der gewünschten Übertragungsfunktion konzipiert werden. Bei der Wahl der Übertragungsfunktion mehrpoliger Filter haben sich je nach gewünschter Filtercharakteristik verschiedene optimierte Frequenzgänge bewährt, nach denen das Filter typisiert wird: Potenz- bzw. Butterworthfilter für einen glatten Amplitudengang; Tschebyschefffilter für eine scharfe Grenzfrequenz, aber welligen Amplitudengang; Sessel- bzw. Thomsonfilter für einen linearen Phasengang (konstante Gruppenlaufzeit) im Durchlassbereich;
Die theoretischen Standardfälle des Selektionsverhaltens eines Filters sind: Ein Tiefpassfilter schwächt die hohen Frequenzen bis zu einer Grenzfrequenz und lässt alle tieferen Frequenzen praktisch ohne Abschwächung (Verstärkung = 1) passieren.The filters should be designed according to the desired transfer function. Depending on the desired filter characteristic, various optimized frequency responses have proven useful in selecting the transfer function of multipole filters, according to which the filter is typified: power or butterworth filters for a smooth amplitude response; Chebyshev filter for a sharp cut-off frequency, but wavy amplitude response; Chair or Thomson filter for a linear phase response (constant group delay) in the passband;
The theoretical standard cases of the selection behavior of a filter are: A low-pass filter weakens the high frequencies up to a cut-off frequency and allows all lower frequencies to pass practically without attenuation (amplification = 1).

Anwendung findet dieser "Tiefpass" z. B. zur Rauschunterdrückung. Ein Hochpassfilter schwächt die tiefen Frequenzen bis zu einer Grenzfrequenz, während alle höheren Frequenzen (mit der Verstärkung 1) durchgelassen werden. Mit diesem "Hochpass" lässt sich langsames Driften im Signal unterdrücken. Ein Bandpassfilter schwächt alle Frequenzen außerhalb eines Frequenzintervalls ab, das durch zwei Grenzfrequenzen festgelegt ist. Amplituden- oder frequenzmodulierte Signale tragen den Hauptanteil ihrer Information in einem begrenzten Frequenzband. Ein Bandpass lässt diesen Anteil aus Frequenzgemischen passieren und sperrt die Anteile unterhalb und oberhalb der Grenzfrequenzen. Ein Bandstoppfilter stellt die Umkehrung des Bandfilters dar. Ein Allpassfilter lässt alle Frequenzen bei gleicher Verstärkung zum Ausgang durch. Der Idealfall einer rechteckigen bzw. stufenförmigen Übertragungsfunktion lässt sich in der Praxis allerdings nicht erreichen.Application finds this "low pass" z. B. for noise reduction. A high-pass filter weakens the low frequencies to a cut-off frequency while allowing all higher frequencies (with gain 1) to pass. This "high pass" suppresses slow drifting in the signal. A bandpass filter attenuates all frequencies outside of a frequency interval defined by two cutoff frequencies. Amplitude or frequency modulated signals carry the majority of their information in a limited frequency band. A bandpass allows this portion of frequency mixtures to pass and blocks the components below and above the cutoff frequencies. A band stop filter is the inverse of the band filter. An allpass filter passes all frequencies at the same gain to the output. However, the ideal case of a rectangular or stepped transfer function can not be achieved in practice to reach.

Bei einem linearen Filter sind die Eigenschaften der Filterung unabhängig vom Signalpegel. Das Signal wird nicht verzerrt. Wenn man das Eingangssignal für eine bestimmte Frequenz um einen Faktor a vergrößert, so ist auch das Ausgangssignal für diese Frequenz entsprechend vergrößert. Die Form des Signals wird dabei nicht grundlegend verändert. Tiefpass, Hochpass, Bandpass, Bandsperre und Allpass werden als lineare Filter bezeichnet. Es gibt aber auch wesentlich komplexere lineare Filter.at For a linear filter, the filtering properties are independent of Signal level. The signal is not distorted. If you have the input signal for one certain frequency is increased by a factor a, so is the output signal for this Frequency increased accordingly. The Form of the signal is not fundamentally changed. Lowpass, Highpass, bandpass, bandstop and allpass are called linear filters designated. But there are also much more complex linear filters.

In dem Gegenstand der Erfindung finden Elemente eines Regelkreises Verwendung. Ein Regelkreis ist ein rückgekoppeltes System bestehend mindestens aus einer Strecke, einem Regler und einer Rückführung. Regelkreise werden verwendet, wenn das Verhalten der Regelstrecke nicht den Anforderungen genügt, wobei der Regler so zu entwerfen ist, dass der Regelkreis das gewünschte Verhalten annimmt.In the subject of the invention find elements of a control loop Use. A control loop is a feedback system consisting of at least from a route, a regulator and a return. Control loops are used when the behavior of the controlled system does not meet the requirements, wherein The controller is designed so that the control loop has the desired behavior accepts.

Im vorliegenden Fall ist z. B. Die Dämpfkraft kann z. B. entsprechend der Systemzustände so gewählt werden, dass sich entsprechend Komfort und/oder Sportlichkeit ergibt. Im Komfortzustand ist beispielsweise die Sollgröße der Aufbaugeschwindigkeit null.in the present case is z. B. The damping force can z. B. accordingly the system states so chosen be that corresponding comfort and / or sportiness results. In the comfort state, for example, the target size of the body speed zero.

Der einfache Standardregelkreis in 10 besteht aus einer Strecke, einem Regler und einer negativen Rückkopplung der des Regelgröße, d. h. des Istwerts, auf den Regler. Die Regeldifferenz, wird aus der Differenz zwischen Sollwert (Führungsgröße) und Regelgröße berechnet. Die Stellgröße wirkt auf die Strecke und damit auf die Regelgröße. Die Störgröße bewirkt eine (ungewünschte) Veränderung der Regelgröße, die kompensiert werden muss.The simple standard loop in 10 consists of a distance, a controller and a negative feedback of the controlled variable, ie the actual value, to the controller. The control difference is calculated from the difference between the setpoint (reference variable) and controlled variable. The manipulated variable affects the distance and thus the controlled variable. The disturbance variable causes an (undesired) change in the controlled variable, which must be compensated.

In 11 ist ein erweiterter Regelkreis beschrieben mit den zusätzlichen Elementen Stellglied und Messglied. Im Beispiel der Dämpferregelung setzt sich die Stelleinrichtung bzw. das Stellglied zusammen aus einer elektronischen Komponente, dem Stromregler auf dem Steuergerät mit einer unterlagerten (Zweipunkt-)Stromregelung, und einer elektro-hydraulischen Komponente, dem elektrisch ansteuerbaren Ventil des Stoßdämpfers. In den nachfolgenden Ausführungen sollen diese jedoch nicht weiter betracht werden. Sie werden als ideal angenommen bzw. ihr Einfluss wird vernachlässigt. Somit stimmt idealisiert der Reglerausgang, der auch Steuergröße bezeichnet wird, mit der Stellgröße überein oder ist zu dieser zumindest proportional.In 11 is an extended loop described with the additional elements actuator and measuring element. In the example of the damper control, the adjusting device or the actuator is composed of an electronic component, the current controller on the control unit with a subordinate (two-point) current control, and an electro-hydraulic component, the electrically controllable valve of the shock absorber. However, these are not to be considered further in the following remarks. They are considered ideal or their influence is neglected. Thus idealized the controller output, which is also called control variable, coincides with the manipulated variable or is at least proportional to this.

Der Dämpfer als Aktorelement der Strecke hat als Eingangsgröße die Relativgeschwindigkeit, als Ausgangsgröße die Dämpferkraft und als Stellgröße den Strom. Wenn davon gesprochen wird, dass die Reglerausgangsgröße mit der Stellgröße übereinstimmen soll, ist gemeint, dass die Stromgrößen übereinstimmen sollen. Die für die Ansteuerung verwendete Umsetzung der Stromgröße z. B. in ein PWM-Signal wird hierbei nicht betrachtet.Of the damper as an actuator element of the route has as input the relative velocity, as Output variable the damper force and as a manipulated variable the current. When it is said that the controller output with the Match the control variable is meant that the current quantities should match. The one used for the control Implementation of the current size z. B. in a PWM signal is not considered here.

Bei der Entwicklung eines Konzeptes für ein Regelungssystem werden bestimmte Ziele und Strategien festgelegt, um diese Ziele zu erreichen. Um zum Beispiel die Bewegung des Aufbaus eines Fahrzeugs zu dämpfen, kann man das Ziel festlegen, dass die auf den Aufbau wirkende Kraft durch entsprechende Gegenkräfte aufgehoben oder minimiert werden soll. Da die von einem Dämpfer oder semi-aktiven Dämpfer ausgeübten Kräfte von der Relativgeschwindigkeit des Kolbens im Dämpfer abhängen, hängt in diesem Fall das Eingangssignal des Regelungssystems von der Relativgeschwindigkeit des Dämpfers ab. Hat man dagegen das Ziel, dass das Regelungssystem die (vertikale) Geschwindigkeit des Aufbaus herunter regeln soll, so hängt das Eingangssignal des Regelungssystems von der vertikalen Geschwindigkeit des Aufbaus ab. Verfolgt man das Ziel, die von der Bewegung des Rades auf den Aufbau zu übertragenden Kräfte möglichst gering zuhalten, so wird man den steuerbaren Dämpfer beim Auftreten dieser Kräfte möglichst weich einstellen, um diese Kräfte möglichst nicht über den Dämpfer auf den Aufbau zu übertragen. Entsprechendes gilt beim plötzlichen Auftreten von Hindernissen auf der Straße. Auch in diesem Fall soll der Dämpfer welch eingestellt bleiben, um diese Kräfte möglichst vom Aufbau fern zu halten.at developing a concept for a regulatory system set specific goals and strategies to achieve these goals. For example, to dampen the movement of building a vehicle can To set the goal that the force acting on the structure through corresponding counterforces canceled or minimized. Because of a damper or semi-active damper exerted personnel depend on the relative velocity of the piston in the damper, depends in this case, the input signal of the control system of the relative speed of the damper. If, on the other hand, you have the objective that the control system (vertical) Speed of the structure down, so depends the input signal of the control system of vertical speed of construction from. If one pursues the goal, that of the movement of the wheel on the Construction to be transferred personnel preferably keep low, so you will the controllable damper on the occurrence of this personnel preferably Soft adjust to these forces preferably no over the damper to transfer to the structure. The same applies to the sudden Occurrence of obstacles on the road. Also in this case should the damper which stay tuned to these forces as possible from Keeping structure away.

Üblicherweise wird man versuchen, den Regler des Systems derart aufzubauen, dass mit seiner Hilfe die ins Auge gefassten Ziele möglichst gut erreicht werden. Nachteilig dabei ist allerdings, dass der Aufbau des Reglers hierdurch sehr aufwändig und kompliziert wird und die Handhabung seiner Einstellungen wenig transparent ist, da die einzelnen Einstellungen gegenseitig Auswirkungen aufeinander haben.Usually will you try to build the controller of the system such that With his help, the objectives are met as well as possible. The disadvantage here is that the structure of the controller thereby very elaborate and gets complicated and the handling of his settings is little transparent is because the individual settings mutually impact each other to have.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Einrichtung, Verfahren oder Regelungssystemkomponente anzugeben, die bestehende Systemeigenschaften (wie Zeitverhalten, Übertragungsverhalten) im Filterdesign berücksichtigt und je nach Einstellung kompensiert (so weit dies möglich ist). Auf diese Weise können erwünschte Regelungsziele in übersichtlicher Weise eingestellt werden können, wobei der Aufbau des eigentlichen Reglers möglichst einfach und unverändert beibehalten werden kann.task The invention is therefore an apparatus, method or control system component specify the existing system properties (such as time behavior, transmission behavior) in the Filter design considered and compensated according to the setting (as far as possible). That way you can desirable Regulatory goals in a clearer Can be adjusted wherein the structure of the actual controller as simple and unchanged as possible can be.

Die Aufgabe wird durch die sich aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches ergebenden Merkmale gelöst. Die Erfindung besteht im Prinzip also darin, Komponenten zur Beeinflussung des Gesamtsystemverhaltens im Filterdesign zu integrieren. Diesbezüglich ist es auch möglich zumindest einen Teil der Signalverarbeitung aus dem Regler herauszunehmen und in eine Vorverarbeitung der Signale zu verlagern, um den Regler nicht mit Aufgaben der Signalverarbeitung zu überfrachten. Durch diese Entkopplung der Signalverarbeitung erhält der Regler einen vergleichsweise einfachen Aufbau und das Regelungssystem wird erheblich übersichtlicher und lässt sich einfacher an unterschiedliche Umgebungen anpassen.The object is achieved by the resulting from the characterizing part of the main claim features. In principle, the invention consists in integrating components for influencing the overall system behavior in the filter design integrate. In this regard, it is also possible to remove at least part of the signal processing from the controller and to shift it into a preprocessing of the signals in order not to overload the controller with tasks of signal processing. This decoupling of the signal processing gives the controller a comparatively simple structure and the control system becomes much clearer and easier to adapt to different environments.

Bei der Lösung der Aufgabe macht sich die Erfindung die Tatsache zu Nutze, dass die Bewegungen der einzelnen Baugruppen, die miteinander wirken und deren Bewegungen durch das Regelungssystem unterschiedlich behandelt werden sollen, in der Regel sich durch unterschiedliche Frequenzen, Amplituden und Phasen voneinander unterscheiden. Die vorliegende Erfindung nutzt daher auf diese Parameter reagierende Filter, um die Eingangssignale entsprechend den Regelungszielen zu bearbeiten, bevor sie zu dem Eingang des Reglers gelangen. Durch diese Maßnahmen sind die Eingangssignale schon weitgehend an die Regelungsziele angepasst und lassen daher eine sehr viel empfindlichere Einstellung und Wirkung des Reglers zu, in der er nicht durch Signale belastet wird, in die das System praktisch nicht verwirklichen kann oder verwirklichen soll.at the solution The object of the invention makes use of the fact that the movements of the individual assemblies that interact with each other and their movements are treated differently by the control system usually by different frequencies, amplitudes and phases differ from each other. The present invention therefore uses filters responsive to these parameters to match the input signals to process the regulatory objectives before going to the entrance of the Get controller. By these measures, the input signals are already largely adapted to the regulatory objectives and therefore leave a much more sensitive attitude and effect of the regulator too, in which he is not burdened by signals in which the system is practical can not realize or realize.

Der Gegenstand des Hauptanspruches ist daraufhin zugeschnitten, dass das Eingangssignal gleichzeitig integriert werden soll. Eine Integration ist beispielsweise erforderlich, wenn der Sensor ein Signal ausgibt, welches erst durch Integration dem gewünschten Eingangssignal entspricht. So sind beispielsweise Sensoren für die Messung von Beschleunigungen im Handel preiswert erhältlich. Will man dagegen als Eingangssignal die Geschwindigkeit eines Körpers angeben, so muss das Ausgangssignal dieses Sensors erst integriert werden. Bei dieser Fallgestaltung ist daher günstig, wenn ein Integrator gleichzeitig mit in die Vorverarbeitung aufgenommen wird. Für die Erfindung zwingend ist dies nicht. So kann beispielsweise es auch notwendig sein, das Eingangssignal zu differenzieren oder das Eingangssignal kann indirekt bearbeitet werden, ohne dass es vorher integriert oder differenziert werden muss. In diesem Falle kann der in dem Hauptanspruch aufgeführte Integrator entfallen ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Of the The subject of the main claim is tailored to that the input signal should be integrated at the same time. An integration is required, for example, when the sensor outputs a signal, which only by integration corresponds to the desired input signal. For example, sensors for the measurement of accelerations commercially available inexpensively. If, on the other hand, you want to specify the speed of a body as an input signal, so the output signal of this sensor must first be integrated. In this case, therefore, is favorable if an integrator is included simultaneously in the preprocessing. For the invention this is not mandatory. For example, it may be necessary to to differentiate the input signal or the input signal can be processed indirectly, without it being previously integrated or must be differentiated. In this case, in the main claim listed Integrator omitted without departing from the scope of the invention.

Zu den im Hauptanspruch angegebenen Baugruppen ist folgendes zu sagen: Das Integral ist eine lineare Abbildung, die einer Funktion auf einem gegebenen Integrationsbereich einen Zahlwert zuordnet. Dieser Vorgang heißt Integration. Integratoren und Differenzierer können nicht nur in Form von Hardware, z. B. über frequenzabhängige Bauteile wie Operationsverstärker (s. 2) wirksam sein sondern auch in Form von Software über mathematischen Funktionen abgebildet werden.The following is to say about the assemblies specified in the main claim: The integral is a linear mapping which assigns a number value to a function on a given integration range. This process is called integration. Integrators and differentiators can not only be implemented in the form of hardware, eg. B. via frequency-dependent components such as operational amplifier (s. 2 ) but also be mapped in the form of software via mathematical functions.

Schaltungen und Verfahren, die komplexere Eigenschaften wie Frequenzgang (Amplituden- und Phasenlage), Impedanz und Rauschanteile verändern, werden unter dem Begriff Filter zusammengefasst. Ein Beispiel für eine hardwaremäßige Ausführung ist in 3A und 3B angegeben. Der eigentliche Integrator wird als Stand der Technik vorausgesetzt.Circuits and methods that change more complex properties such as frequency response (amplitude and phase), impedance and noise components are summarized under the term filter. An example of a hardware implementation is in 3A and 3B specified. The actual integrator is assumed to be state of the art.

Vorgeschlagen wird nun, die Verfahren zur Signalaufbereitung in Form von Filterstrukturen zu realisieren. Für eine Ermittlung eines Geschwindigkeitssignals aus einem Beschleunigungssignal bestehen nun verschiedene Möglichkeiten, Filter und Integrator miteinander zu koppeln, soweit ein Integrator überhaupt benötigt wird. Zum einen kann ein Kombinations-Integrations-Filter verwendet werden, zum anderen kann der Integrator durch vorgeschaltete und/oder nachgeschaltete Filterstrukturen ergänzt werden. Ebenfalls ist es möglich, Umrechnungen, wie beispielsweise Koordinatentransformationen, in diese Gesamtstruktur einzubinden.proposed Now, the methods for signal processing in the form of filter structures to realize. For a determination of a speed signal from an acceleration signal There are now different possibilities Coupling filter and integrator with each other, as far as an integrator at all needed becomes. On the one hand, a combination integration filter can be used On the other hand, the integrator can be preceded by and / or downstream filter structures are added. It is the same possible, Conversions, such as coordinate transformations, into these Integrate forest.

Die in dem Hauptanspruch aufgeführten Baugruppen können das Eingangssignal in vielfältiger Weise beeinflussen. So kann beispielsweise ein bestimmtes Frequenzband des Eingangssignals heraus gefiltert oder die betreffenden Amplituden geschwächt werden, wodurch sich das Übertragungsverhalten ändert. Es kann aber auch die Phasenlage des Signals oder eines abgeleiteten Signals verändert und damit der Beginn des Signals vorverlegt oder auf einen späteren Zeitpunkt verschoben werden.The in the main claim listed assemblies can the input signal in more diverse Influence way. For example, a specific frequency band filtered out of the input signal or the respective amplitudes weakened which changes the transmission behavior. It but also the phase of the signal or a derived Signals changed and thus the beginning of the signal brought forward or at a later date be moved.

Gemäß der Merkmalskombination nach Anspruch 2 ist die vorliegende Erfindung hervorragend geeignet, um das Regelungssystem und damit den nachgeschalteten Regler in einfacher Weise an Kundenwünsche anzupassen. Soll zum Beispiel bei einer geregelten Dämpfung das System an eine sportliche Fahrweise angepasst werden, so wird man den einstellbaren Dämpfer schon bei niedrigeren Amplituden härter einstellen. Auf diese Weise wird zwar die Bewegung des Aufbaus stärker gedämpft, gleichzeitig sind aber auch die von der Straße auf den Aufbau ausgeübten Kräfte stärker spürbar. Umgekehrt soll bei einem an eine komfortable Fahrweise angepassten System der Dämpfer erst bei größeren Amplituden härter, und damit stärker dämpfend, eingestellt werden. Dies kann man mittels der Erfindung in einfacher Weise dadurch erreichen, dass man in den betreffenden Frequenzbereichen die Höhe der Amplituden abschwächt.According to the feature combination according to claim 2, the present invention is outstandingly suitable to the control system and thus the downstream controller in easy way to customer requirements adapt. Should, for example, with a controlled damping the System adapted to a sporty driving style, so you will the adjustable damper even harder at lower amplitudes. To this Although the movement of the body is more attenuated, at the same time it is also from the street exercised on the construction personnel stronger noticeable. Conversely, if adapted to a comfortable driving style System of dampers only at larger amplitudes harder, and stronger absorbing, be set. This can be done by means of the invention in a simple Achieve way in that one in the relevant frequency ranges the height attenuates the amplitudes.

Entsprechend der Merkmalskombination nach Anspruch 3 können spezifische Eigenschaften und Regleranforderungen in den vorverarbeitenden Filter-Block verlegt werden. So ist es beispielsweise eine Anforderung an den Regler, sehr hohe Frequenzen stark abzuschwächen, da diese von dem nachgeschalteten Dämpfer als Aktor ohnedies nicht gestellt werden können. Eine spezifische, weiter unten auch im Zusammenhang mit Anspruch 6 behandelte Eigenschaft des mittels eines Beschleunigungssignals angesteuerten Reglers ist es, dass bei einem konstanten Beschleunigungssignal, etwa wegen eines Offsets des Signals am Sensorausgang oder wegen der Bergfahrt eines Fahrzeugs, das durch Integration erhaltenen Geschwindigkeitssignal ständig ansteigt und damit den Dämpfer immer härter stellt, obwohl in diesen Fällen der Dämpfer welch eingestellt bleiben soll. Analog kann eine kurzfristige Beschleunigung durch die Integration zu einem konstanten Geschwindigkeitssignal führen, obwohl in diesem Fall der Regler ebenfalls kein Steuersignal liefern soll. Diese beispielhaften Fallgestaltungen können somit zu unerwünschten Einstellungen des Dämpfers führen und sind durch entsprechende Ausgestaltungen der Filter schon im Vorfeld zu eliminieren, ohne dass sie eine Wirkung auf den Regler ausüben und diesen gegenüber gewünschtem Regelungsverhalten unempfindlicher machen.According to the feature combination according to claim 3, specific properties and controller requirements in the preprocessing Filter block are laid. For example, it is a requirement of the controller to greatly attenuate very high frequencies, since these can not be provided by the downstream damper as an actuator anyway. A specific property of the controller controlled by an acceleration signal, which is also discussed below in connection with claim 6, is that the speed signal obtained by integration constantly increases in the case of a constant acceleration signal, for example due to an offset of the signal at the sensor output or due to the uphill travel of a vehicle and thus the damper harder, although in these cases, the damper which should remain set. Analogously, a short-term acceleration due to the integration can lead to a constant speed signal, although in this case the controller should likewise not supply a control signal. These exemplary embodiments can thus lead to undesirable settings of the damper and are already eliminated by appropriate embodiments of the filter in advance, without exerting an effect on the controller and make this insensitive to the desired control behavior.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung beschreibt Anspruch 4 Parameter, mit deren Hilfe Teile des Eingangssignals eliminiert werden können, welche durch den Aktor beziehungsweise Dämpfer des nachgeschalteten Regelungssystems ohnedies nicht bedient werden können und die den Regler nur belasten. Dabei kann es sich zum Beispiel um hohe Frequenzen handeln, für die der Dämpfer zu träge reagiert. Weiterhin können stationäre oder quasi-stationäre Signale eliminiert werden, da ein nicht aktiver oder semi-aktive Dämpfer nur dann Kräfte aufbringen kann, wenn der Dämpfer eine Relativgeschwindigkeit hat. Weiterhin sind Signale zu vermeiden, welche den Dämpfer an die Grenze seiner Belastbarkeit bringen und somit beschädigen können.In Advantageous development of the invention is described in claim 4 Parameters used to eliminate parts of the input signal which can be by the actuator or damper of the downstream Control system can not be operated anyway and only burden the controller. These may be, for example, high frequencies for which the damper too slow responding. Furthermore you can stationary or quasi-stationary Signals are eliminated as a non-active or semi-active damper only then forces can apply if the damper has a relative speed. Furthermore, signals should be avoided which the damper bring to the limit of its capacity and thus can damage.

Sehr hilfreich ist die Verwendung der Merkmale nach Anspruch 5. Der Vorteil besteht darin, dass die in einem erwünschten Frequenzbereich liegenden Signale in ihrer Phase derart verschoben werden können, dass der Zeitpunkt des Beginns und/oder des Endes der Wirkung dieses Signals im Regler eingestellt werden kann.Very helpful is the use of the features of claim 5. The advantage is that lying in a desired frequency range Signals in their phase can be shifted so that the time of the beginning and / or the end of the effect of this Signal can be adjusted in the controller.

Will man bei einer Dämpfungsregelung des Aufbaus eines Fahrzeugs die Bewegung des Aufbaus dämpfen, so empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 7 anzuwenden. Dabei wird vorausgesetzt, dass in den anderen Frequenzbereichen relevante Bewegungen anderer Baugruppen nicht oder weniger gedämpft werden sollen. Der Grundgedanke dabei ist, dass zwar die in den Aufbau eingebrachte und zu Eigenschwingungen des Aufbaus führende Energie durch eine härtere Einstellung des Dämpfers gedämpft werden soll, dass aber der Aufbau von Bewegungen des Rades abgekoppelt werden soll, damit diese Bewegungen im Aufbau wenig spürbar sind und nur geringfügig Energie in den Aufbau einbringen.Want one at a damping control of construction of a vehicle to dampen the movement of construction, so recommended in a further development of the invention, the combination of features apply according to claim 7. It is assumed that in the other frequency ranges relevant movements of other modules not steamed or less should be. The basic idea is that although the in the Structure introduced by leading to natural oscillations of the structure energy a harder one Adjustment of the damper muted but that is supposed to decouple the construction of movements of the wheel should be, so that these movements in the structure are less noticeable and only slightly Bring energy into the structure.

Gemäß der Merkmalskombination nach Anspruch 8 empfiehlt es sich, beispielsweise durch Differenzieren, die Phase der Aufbau-Eigenfrequenzen derart zu verschieben, dass das Eingangssignal, insbesondere das Geschwindigkeitssignal früher einsetzt, wodurch die Regelung dieses Signals eher beginnen kann. Auf diese Weise lassen sich zum Beispiel die Trägheit des Dämpfers oder andere Zeitverzüge näherungsweise berücksichtigen und ihre Auswirkungen können minimiert werden.According to the feature combination according to claim 8, it is recommended, for example, by differentiating, to shift the phase of the natural building frequencies such that the input signal, in particular the speed signal sets in earlier, whereby the regulation of this signal can begin sooner. To this For example, the inertia of the damper or other time delays can be approximated consider and their effects can be minimized.

Ein für die Weiterbildung der Erfindung sehr wichtiges Merkmal besteht entsprechend Anspruch 9 darin, bestimmte Frequenzbereiche zu eliminieren oder zumindest doch hinsichtlich der Höhe ihrer Amplituden stark zu mindern. Der Grundgedanke dabei ist, dass diese Bewegungen von dem Aufbau weit gehend entkoppelt werden sollen und wenig Energie in den Aufbau einbringen sollen. Das kann im beispielsweise, entsprechend Anspruch 11, für Eigenfrequenzen des Motors gelten, ist aber ganz besonders wichtig, entsprechend der Merkmalskombination nach Anspruch 10, hinsichtlich der Eigenfrequenzen der Räder.One for the Development of the invention very important feature exists accordingly Claim 9 is to eliminate certain frequency ranges or at least in terms of the magnitude of their amplitudes too strong reduce. The basic idea is that these movements of the Construction should be largely decoupled and little energy in the To bring structure. This can be done, for example, accordingly Claim 11, for Natural frequencies of the engine apply, but is especially important according to the combination of features according to claim 10, with regard to the natural frequencies of the wheels.

Vielfach ist es schwierig bestimmte Frequenzbänder stark zu dämpfen ohne gleichzeitig die Phasenlage der hinsichtlich der Frequenzen benachbarten Bereiche erheblich zu ändern. In diesem Fall empfiehlt sich der Einsatz der Merkmale nach Anspruch 12, was gemäß Anspruch 13 insbesondere für den Frequenzbereich der Radfrequenzen gilt.frequently it is difficult to strongly dampen certain frequency bands without at the same time the phase position of the neighboring with respect to the frequencies To change areas significantly. In this case, the use of the features according to claim is recommended 12, what according to claim 13 in particular for the Frequency range of the wheel frequencies applies.

Zusätzliche vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.additional Advantageous developments of the invention will become apparent from the Dependent claims.

Die Erfindung lässt sich wie nachfolgend beschrieben zusammenfassen. Meist ist die direkte Ermittlung der vertikalen Geschwindigkeiten insbesondere der Aufbaugeschwindigkeit über die Integration der Beschleunigungssignale aus wirtschaftlichen und technischen Gründen sinnvoll, jedoch hat das integrierte Beschleunigungssignal als Eingangsgröße für eine Regelung eine Reihe von Nachteilen. Es wird daher vorgeschlagen, ein Verfahren zur Signalaufbereitung zu integrieren, um so Anforderungen an den Regler bereits in das Eingangssignal zu integrieren.The Invention leaves to summarize as described below. Mostly the direct one Determining the vertical speeds, in particular the body speed over the Integration of acceleration signals from economic and technical establish makes sense, however, has the integrated acceleration signal as an input to a scheme a number of disadvantages. It is therefore proposed a procedure to integrate signal conditioning, so requirements to the controller already integrate into the input signal.

Dies kann wie folgt aussehen: Im Regler sollte der Stellbereich des Aktors berücksichtigt werden. Verwendet man beispielsweise elektronisch geregelte Stoßdämpfer, so können diese nur dynamisch und nicht stationär oder quasistationär arbeiten, d. h. es können keine Stützkräfte aufgenommen oder bereitgestellt werden, wie dies z. B. bei Federelementen der Fall ist. Würde man nun als Eingangsgröße ein Signal verwenden, das stationäre Anteile beinhaltet, so würde der Regler mit einer (Strom-)Anforderung darauf reagieren. Entsprechend würde über den Stoßdämpfer z. B. eine Kraft gestellt werden. Diese führt aber nur dazu, dass unnötiger Diskomfort in das Gesamtsystem eingebracht wird oder aber dass andere Anforderungen an den Regler nur noch suboptimal bedient werden.This can look like this: The actuator should take into account the setting range of the controller. If, for example, electronically controlled shock absorbers are used, they can only work dynamically and not stationary or quasi-stationary, ie No support staff can be picked up or provided, such as B. is the case with spring elements. If one were to use a signal containing stationary components as input, the controller would respond with a (current) request. According to the shock absorber z. B. a force can be made. However, this leads only to the fact that unnecessary discomfort is introduced into the overall system or that other demands on the controller are only suboptimal served.

Zielsetzung ist es daher, ein Eingangssignal, d. h. z. B. eine Aufbaugeschwindigkeit, zu erzeugen, die nur Anteile des Stellbereiches des Aktors enthält. Ähnliches ist im Bereich hoher Frequenzen zu berücksichtigen. Das Eingangssignal sollte keine Anteile enthalten, die der Aktor auf Grund seiner Trägheit nicht mehr stellen kann. Weitere Anforderungen können sein, dass Aktorgeräusche zu vermeiden sind, die bei bestimmten Signalfrequenzen oder Signalformen auftreten können. Diese Aktor-Anforderungen sollten z. B. unter Verwendung von Filtern in das Eingangssignal integriert werden.objective it is therefore an input signal, i. H. z. B. a build speed, to generate, which contains only portions of the control range of the actuator. something similar is to be considered in the area of high frequencies. The input signal should not contain any shares that the actor due to its inertia does not can ask more. Other requirements may be that actuator noise too which are avoided at certain signal frequencies or waveforms may occur. These actuator requirements should, for. B. using filters be integrated into the input signal.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigenembodiments The invention will be explained below with reference to the drawing. Show in it

1 eine Prinzipskizze eines Fahrzeugs mit den Komponenten Aufbau, Rad, Feder, Dämpfer und den vertikalen Aufbaugeschwindigkeiten vA an den Ecken 1 a schematic diagram of a vehicle with the components structure, wheel, spring, damper and the vertical body speeds vA at the corners

2 ein Schaltbild eines Integrierers 2 a circuit diagram of an integrator

3A und 3B Schaltbilder eines Tiefpasses 2. Ordnung (3A: passive, 3B aktive Ausführung) 3A and 3B Schematics of a 2nd order low pass ( 3A : passive, 3B active execution)

4 ein Kombiniertes Integrationsfilter 4 a Combined Integration Filter

5 eine Kombination Integrator-Filter (Variante 1) 5 a combination integrator filter (variant 1)

6 eine Kombination Integrator-Filter (Variante 2) 6 a combination integrator filter (variant 2)

7 eine Kombination Integrator-Filter (Variante 3) 7 a combination integrator filter (variant 3)

8 eine Kombination Integrator-Filter mit zusätzlicher Umrechnungseinheit 8th a combination integrator filter with additional conversion unit

9 eine Kombination Integrator – Filter mit zusätzlicher Filtereinheit für Regleranforderungen 9 a combination integrator filter with additional filter unit for controller requirements

10 ein Blockschaltbild eines Standard-Regelkreises 10 a block diagram of a standard control loop

11 ein Blockschaltbild eines erweiterten Regelkreises 11 a block diagram of an extended control loop

In 1 ist eine Prinzip-Skizze eines Fahrzeugs mit vertikalen Aufbaugeschwindigkeiten an den Ecken dargestellt in einem Koordinatensystem x, y, z. In der Figur ist der Aufbau 1 als ebene Fläche angedeutet, deren Ecken über Federn 10 bis 13 und Dämpfer 6 bis 9 auf Rädern 2 bis 5 abgestützt sind. An den vier Ecken des Aufbaus 1 sind in der Figur nicht dargestellten Sensoren angebracht, durch welche die Geschwindigkeit an den vier Ecken des Aufbaus 1 bestimmt werden kann. Dabei handelt es sich um die Geschwindigkeiten vA_vl, vA_vr, vA_hl, vA_hr, wobei v für Geschwindigkeit, A für Aufbau, l für links, r für rechts, v für vorn und h für hinten steht. Bei in den nicht dargestellten Sensoren kann es sich um die Beschleunigung an den Ecken messende Sensoren handeln, aus deren Messergebnissen durch Integration die Geschwindigkeit an den Ecken berechnet wird.In 1 is a schematic sketch of a vehicle with vertical body speeds at the corners shown in a coordinate system x, y, z. In the figure is the structure 1 indicated as a flat surface whose corners are over springs 10 to 13 and dampers 6 to 9 on wheels 2 to 5 are supported. At the four corners of the construction 1 are mounted in the figure, not shown, sensors, by which the speed at the four corners of the structure 1 can be determined. These are the velocities vA_vl, vA_vr, vA_hl, vA_hr, where v is velocity, A is build, l is left, r is right, v is front, and h is back. In the sensors, not shown, it may be the acceleration at the corners measuring sensors from the measurement results by integration, the speed is calculated at the corners.

2 zeigt das Schaltbild eines Integrators, wie er in der Erfindung Verwendung finden kann. Dabei wird dem Eingang eines Operationsverstärkers über einen Widerstand R eine Eingangsspannung Ue zugeführt, wobei die Ausgangsspannung Ua über einen Kondensator C an den Eingang des Operationsverstärkers zurückgeführt wird. Bei dem Integrator nach 2 handelt es sich um eine an sich bekannte Baugruppe, die an dieser Stelle nicht näher beschrieben werden soll. Einzelheiten hierzu lassen sich beispielsweise dem Taschenbuch der Elektrotechnik und Elektronik, Fachbuchverlag Leipzig, vierte Auflage Seite 466 bis 468 entnehmen. Wesentlich ist, dass sich die Wirkungsweise dieses Integrators auch durch an sich bekannte Software-Maßnahmen verwirklichen lässt, ohne dass hier allerdings der Rahmen der Erfindung verlassen wird. 2 shows the circuit diagram of an integrator, as it can be used in the invention. In this case, the input of an operational amplifier via a resistor R, an input voltage Ue is supplied, wherein the output voltage Ua is fed back via a capacitor C to the input of the operational amplifier. At the integrator after 2 it is a known per se assembly, which will not be described in detail at this point. Details can be found, for example, in the pocketbook of electrical engineering and electronics, Fachbuchverlag Leipzig, fourth edition page 466 to 468. It is essential that the mode of action of this integrator can also be realized by software measures known per se, without, however, departing from the scope of the invention.

Als Beispiel für mögliche Ausführungsformen der in der vorliegenden Erfindung verwendeten Filter zeigt in 3 das Schaltbild eines Tiefpasses 2. Ordnung, wobei 3A eine passiv arbeitende Ausführungsform und 3B eine aktiv arbeitende Ausführungsform darstellt. Es gilt wiederum das im Zusammenhang mit 2 Gesagte, nämlich dass einerseits die Wirkung der in 3i gezeigten Tiefpässe sich mit Software-Maßnahmen nachbilden lässt, hierdurch aber der Rahmen der Erfindung nicht verlassen wird. Da es sich bei den genannten Tiefpässen um an sich bekannte Baugruppen handelt sollen diese hier nicht näher erläutert werden. Ein zelheiten hierzu findet man in der zuletzt genannten Literaturstelle auf den Seiten 472 bis 476. Im Übrigen ist in die Wirkung eines Tiefpasses, zum Beispiel aus 3A, ohne weiteres ersichtlich. Hat die Eingangsspannung Ue eine sehr niedrige Frequenz oder ist stationär, so liegt an den Enden des Kondensators fast die gesamte Eingangsspannung Ue an: Für sehr höhe Frequenzen bildet aber der Kondensator C einen sehr niedrigen Widerstand, so dass die Eingangsspannung fast ausschließlich an der Induktivität L, R abfällt und die Spannung an C sehr klein wird.As an example of possible embodiments of the filters used in the present invention, FIG 3 the circuit diagram of a low pass 2 , Order, where 3A a passive working embodiment and 3B represents an active working embodiment. Again, this is related to 2 Said, namely that on the one hand the effect of in 3i shown low passes can be simulated with software measures, but this is not the scope of the invention will leave. Since these low-pass filters are known components, they will not be explained in detail here. A detail on this can be found in the last-mentioned reference on pages 472 to 476. Incidentally, in the effect of a low-pass, for example 3A , readily apparent. If the input voltage Ue has a very low frequency or is stationary, then almost the entire input voltage Ue is present at the ends of the capacitor: For very high frequencies However, the capacitor C forms a very low resistance, so that the input voltage drops almost exclusively at the inductance L, R and the voltage at C becomes very small.

Die 4 bis 9 zeigen unterschiedliche Anordnungen hinsichtlich der verwendeten Filter (siehe 3) und Integratoren (siehe 2). Gemäß 4 können Integrator und Filter ineinander integriert sein. Das die Beschleunigung des Aufbaus beschreibende Signal aA wird durch die Integrator/Filter-Kombination 60 umgewandelt in ein die Geschwindigkeit des Aufbaus beschreibendes Signal vA. In 5 ist die Integrator/Filter-Kombination nach 4 aufgelöst in einen getrennten Integrator 61 und einen getrennten Filter 62, die miteinander in Serie geschaltet sind, wobei dem Integrator das Signal aA zugeführt wird und von dem Filter 62 das Signal vA abgegriffen werden kann. 6 unterscheidet sich von 5 nur dadurch, dass die Reihenfolge von Filter und Integrator miteinander vertauscht ist. In der Regel wird die Anordnung nach 6 bevorzugt, da hier der Integrator nicht durch Signalanteile belastet wird, die ohnedies später heraus gefiltert werden.The 4 to 9 show different arrangements with regard to the filters used (see 3 ) and integrators (see 2 ). According to 4 Both integrator and filter can be integrated with each other. The signal aA describing the acceleration of the construction is provided by the integrator / filter combination 60 converted into a speed descriptive signal vA. In 5 is the integrator / filter combination after 4 resolved into a separate integrator 61 and a separate filter 62 , which are connected in series with each other, wherein the integrator, the signal aA is supplied and from the filter 62 the signal vA can be tapped. 6 differs from 5 only in that the order of filter and integrator is interchanged. In general, the arrangement is after 6 preferred because here the integrator is not burdened by signal components, which are anyway later filtered out.

Eine weitere Möglichkeit besteht gemäß 7 darin, den Filter 62 in einen ersten Filter 63 und einen zweiten Filter 64 aufzuteilen, zwischen denen der Integrator 61 angeordnet wird. Eine derartige Anordnung kann beispielsweise zweckmäßig sein wenn die Filter nichtlinear gestaltet sind. Der vorgeschaltete Filter kann dann dazu eingesetzt werden, dass die Integration numerisch einfacher und genauer wird.Another option is according to 7 in it, the filter 62 in a first filter 63 and a second filter 64 divide between which the integrator 61 is arranged. Such an arrangement may be useful, for example, if the filters are designed to be non-linear. The upstream filter can then be used to make the integration numerically simpler and more accurate.

8 stimmt mit Figur sieben im wesentlichen überein, nur dass vor den ersten Filter 63 einen Umrechner 65 geschaltet ist, durch welchen beispielsweise eine Koordinatentransformation (z. B. vertikal zu modal) vorgenommen werden kann. 8th substantially matches figure seven, except that in front of the first filter 63 a converter 65 is switched, by which, for example, a coordinate transformation (eg, vertical to modal) can be made.

9 stimmt mit 7 im Wesentlichen überein, nur dass hinter das zweite Filter 64 eine Filter/Regleranforderung 66 geschaltet ist, durch welche bewirkt werden kann, dass eine Ausprägung der Signale für spezielle Regleranforderungen geschaffen wird. So ist es beispielhaft für die Vertikaldynamik vorteilhaft, wenn möglichst wenige Radfrequenzanteile im Signal enthalten sind. 9 agrees 7 essentially just that behind the second filter 64 a filter / regulator request 66 is switched, which can be caused that a characteristic of the signals for special controller requirements is created. For example, it is advantageous for vertical dynamics if as few wheel frequency components as possible are contained in the signal.

In 10 ist ein Regler 51 dargestellt, dessen Eingangsgröße der Differenz aus dem gemessenen Istwert der Regelgröße und dem Sollwert entspricht. Der Sollwert wird vielfach als Führungsgröße bezeichnet, dessen Wert durch den gemessenen Istwert nachgebildet werden soll. Da der Istwert durch Störgrößen (bei einer Temperaturregelung in einem Raum beispielsweise die Änderung der Außentemperatur) verändert werden kann, muss der Istwert dem Sollwert nachgeführt werden. Die in einem Vergleicher 52 festgestellte Abweichung des Istwertes von dem Sollwert (so genannte Regeldifferenz) dient als Eingangsgröße für den Regler 51. Durch den Regler 51 wird festgelegt, wie das Regelungssystem auf die festgestellten Abweichungen reagiert (beispielsweise schnell oder träge, proportional oder integrierend und so weiter). Als Ausgangsgröße des Reglers ergibt sich eine Stellgröße, welche auf eine Regelstrecke (bei spielsweise eine Heizung im Raum) Einfluss nimmt. Die Regelung dient hauptsächlich zur Beseitigung von Störgrößen, um diese auszuregeln. Bei einer Temperaturregelung kann eine derartige Störgröße beispielsweise durch in die Änderung der Außentemperatur oder das Öffnen eines Fensters gegeben sein.In 10 is a regulator 51 whose input quantity corresponds to the difference between the measured actual value of the controlled variable and the nominal value. The setpoint is often referred to as a reference variable whose value is to be simulated by the measured actual value. Since the actual value can be changed by disturbance variables (for example the change in the outside temperature in the case of a temperature control in a room), the actual value must be tracked to the setpoint. The in a comparator 52 detected deviation of the actual value from the setpoint (so-called control difference) serves as an input variable for the controller 51 , Through the regulator 51 It determines how the control system responds to the detected deviations (for example, fast or sluggish, proportional or integral, and so on). The output variable of the controller is a manipulated variable which influences a controlled system (for example a heating in the room). The regulation is mainly used to eliminate disturbances in order to correct them. In a temperature control, such a disturbance can be given for example by in the change of the outside temperature or the opening of a window.

Ein wichtiges Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung ist die Regelung der Bewegung des Aufbaus eines Fahrzeugs. Es wird beispielsweise angenommen, dass die Regelung derart geschehen soll, dass die Geschwindigkeit an den Ecken des Aufbaus gegen null geregelt wird. In diesem Fall ist der Sollwert also 0 und der Istwert der Aufbaugeschwindigkeit entspricht der Regeldifferenz. Der Regler 51 gibt in Abhängigkeit von der Regeldifferenz eine Stellgröße aus, mit welcher die Regelstrecke beeinflusst werden kann, indem beispielsweise mittels eines Dämpfers (Aktor) die Kraft eingestellt wird, mit welcher der Dämpfer sich der Bewegung des Aufbaus entgegen stellt. Um den (verstellbaren) Dämpfer verstellen zu können, muss ein (vorzugsweise proportional arbeitendes) Ventil betätigt werden. Hierzu muss der Regler den notwendigen Strom als Stellgröße zur Verfügung stellen.An important field of application of the present invention is the regulation of the movement of the structure of a vehicle. For example, it is assumed that the control should be such that the speed at the corners of the structure is controlled to zero. In this case, the setpoint is therefore 0 and the actual value of the body speed corresponds to the control difference. The regulator 51 is a function of the control difference from a manipulated variable, with which the controlled system can be influenced by, for example by means of a damper (actuator), the force is set with which the damper opposes the movement of the body. In order to adjust the (adjustable) damper, a (preferably proportional) valve must be actuated. For this, the controller must provide the necessary current as a manipulated variable.

In 11 ist der Regelkreis nach 10 mehr ins Einzelne gehend dargestellt. Der Regler 51 nach 10 ist dabei aufgeteilt in den eigentlichen Regler 53 und ein Stellglied 54. Der eigentliche Regler 53 dient dazu, eine Größe zu bestimmen, mit der auf eine durch den Vergleicher 52 festgestellte Regeldifferenz über ein Stellglied 54 reagiert werden soll. Das Stellglied 54 liefert die notwendige Energie in der geeigneten physikalischen Form, um auf den Prozess beziehungsweise die Regelstrecke einzuwirken. In einem Messglied 56 wird der Istwert gemessen. Die Störgröße kann bei einer Regelung der Bewegung eines Fahrzeug-Aufbaus in Unebenheiten der Fahrbahn, seitlich wirkenden Kräften wie Wind oder ähnlichen Einflüssen begründet sein.In 11 is the control loop after 10 more detailed. The regulator 51 to 10 is divided into the actual controller 53 and an actuator 54 , The actual controller 53 serves to determine a size with which to one through the comparator 52 determined control difference via an actuator 54 should be reacted. The actuator 54 provides the necessary energy in the appropriate physical form to affect the process or the controlled system. In a measuring element 56 the actual value is measured. The disturbance may be due to a regulation of the movement of a vehicle body in uneven road surfaces, laterally acting forces such as wind or similar influences.

Bei dem in der vorliegenden Erfindung bevorzugten Beispiel wird nun das Stellglied im wesentlichen durch eine geregelte Stromquelle in einem Steuergerät, Verbindungskabel und einen Teil des Dämpfers gebildet, welcher das Stromsignal der geregelten Stromquelle aufnimmt. Bei der zu stellenden Größe (Stellgröße) am Ausgang des Stellgliedes, welche die zu regelnde Größe (Regelgröße) beeinflusst, handelt es sich bei dem bevorzugten Beispiel gemäß der Erfindung um die Ventilposition im Dämpfer. In einem semi-aktiven Dämpfer hängt die zur Beruhigung des Aufbaus über den Dämpfer zur Verfügung stehende Kraft von der relativen Geschwindigkeit des Dämpfers und dem Strom ab, mit dem das Ventil des Dämpfers angesteuert wird. Lässt man die Bewegung des Rades außer acht, so führt eine hohe Geschwindigkeit des Aufbaus zu einem hohen Ausgangssignal des Reglers in Form einer Steuergröße, die in dem Stellglied zu einem entsprechend großen Strom umgesetzt werden kann. Dieser Strom kann beispielsweise in bestimmten Geschwindigkeitsbereichen proportional zur Geschwindigkeit des Aufbaus sein, sodass gegen die Bewegung des Aufbaus erhebliche Kräfte wirken, die in der Geschwindigkeit des Aufbaus selbst und der entsprechend großen Stellgröße (Strom) begründet sind, durch welches das Ventil sich in Schließrichtung bewegt.In the example preferred in the present invention, the actuator is now essentially constituted by a regulated current source in a controller, connecting cable and a part of the damper, which receives the current signal from the regulated current source. In the size to be set (control variable) at the output of the actuator, which affects the variable to be controlled (controlled variable), it is in the preferred example according to the invention to the valve position in Dämp fer. In a semi-active damper, the force available to calm the superstructure through the damper depends on the relative speed of the damper and the current at which the valve of the damper is driven. Disregarding the movement of the wheel out of account, a high speed of the structure to a high output signal of the controller in the form of a control variable, which can be implemented in the actuator to a correspondingly large current. This current can be proportional to the speed of the structure, for example, in certain speed ranges, so that considerable forces act against the movement of the structure, which are due to the speed of the structure itself and the correspondingly large manipulated variable (current) through which the valve moves in the closing direction ,

Claims

Device, method or control system component for calculating a speed (for example VA) from an acceleration signal (for example aA), characterized in that an integrator ( 61 ) and at least one filter ( 62 . 63 . 64 ) or a combined integration filter ( 60 ) is used, the filters ( 62 . 63 . 64 ) are designed such that system properties (eg with regard to transmission behavior, hysteresis and / or dead time) and / or system boundary conditions of downstream control circuit elements ( 52 to 55 ) including the actor and the track ( 55 ) are taken into account in the filter design.

Device, method or control system component according to claim 1, characterized in that an integrator ( 61 ) and at least one filter ( 62 . 63 . 64 ) or a combined integration filter ( 60 ) is used, the filters ( 62 . 63 . 64 ) are designed in such a way that additionally customer requirements (eg with regard to comfort or sportiness) are taken into account in the filter design.

Device, method or control system component according to one of the above claims, characterized in that requirements for the controller behavior of a downstream controller ( 52 to 55 ) are taken into account in the filter design and these controller structures are advanced into the filter block, so that a subsequent linear or nonlinear control of the filtering already receives input signals with specific properties and the controller request is thus operated without additional controller structures.

Device, method or control system component according to one of the above claims, characterized in that the Aktorstellbereich (in terms of amplitude, time and frequency range) is taken into account in such a way that the subsequent controller requirements with these (in the filter ( 62 . 63 . 64 ) input signals contain predominantly components which can be operated by the actuator in his workspace.

Device, method or control system component according to one of the above claims, characterized in that the filters ( 62 . 63 . 64 ) or the combined integration filters ( 60 ) Express signals which have definable frequencies phase shifts in the form of Phasenvor- or phase slopes relative to the input signal.

Device, method or control system component according to one of the above claims, characterized in that the filters ( 62 . 63 . 64 ) with integrator or the combined integration filters ( 60 ) Express signals that do not contain stationary, quasi-stationary or caused by stationary accelerations linearly increasing or decreasing proportions, eg. B. using high pass filters.

Device, method or control system component according to one of the above claims, characterized in that the filters ( 62 . 63 . 64 ) or the combined integration filters ( 60 ) Express signals that contain predominantly components from the build-up frequency range.

Device, method or control system component according to claim 7, characterized in that the filters ( 62 . 63 . 64 ) or the combined integration filters ( 60 ) Express signals that have a definable phase advance at the location of the building own frequency, thus the speed signal uses earlier in time and in this way z. B. the actuator inertia or other time delays are approximated and minimized in their effects.

Device, method or control system component according to one of the above claims, characterized in that the filters ( 62 . 63 . 64 ) or the combined integration filters ( 60 ) Express signals in which shares of definable frequency ranges are greatly reduced z. B. using a bandpass or bandstop filter.

Device, method or control system component according to claim 9, characterized in that the filters ( 62 . 63 . 64 ) or the combined integration filters ( 60 ) Express signals that contain only very small portions of the wheel frequency.

Device, method or control system component according to claim 9, characterized in that the filters ( 62 . 63 . 64 ) or the combination nated integration filter ( 60 ) Express signals that contain only very small proportions of high frequencies (ie frequencies significantly greater than the natural build-up frequency).

Device, method or control system component according to one of the above claims, characterized in that the filters ( 62 . 63 . 64 ) or the combined integration filters ( 60 ) Express signals in which definable frequencies are completely hidden z. Using zero or infinity locations.

Device, method or control system component according to claim 12, characterized in that the filters ( 62 . 63 . 64 ) or the combined integration filters ( 60 ) Express signals that contain almost no shares of the wheel frequency range.

Device, method or control system component according to one of the above claims, characterized in that the filters ( 62 . 63 . 64 ) or the combined integration filters ( 60 ) Express signals that contain almost no noise and / or noise components or effectively suppress (continuously applied) noise and noise with respect to the amplitude.

Device, method or control system component according to one of the above claims, characterized in that the filters ( 62 . 63 . 64 ) or the combined integration filters ( 60 ) Express signals that respond to continuous or discrete interference only with a limited (temporally short and amplitude small) deviation.