DE10019763A1

DE10019763A1 - Dämpfungskraft-Regelvorrichtung und Regelverfahren

Info

Publication number: DE10019763A1
Application number: DE10019763A
Authority: DE
Inventors: Satoru Ohsaku
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-04-20
Filing date: 2000-04-20
Publication date: 2000-11-02
Also published as: FR2794068A1; US6366841B1

Abstract

Eine Dämpfungskraft-Regelvorrichtung und ein Dämpfungskraft-Regelverfahren regeln Dämpfungskräfte von Dämpfern an Stellen von jeweiligen Rädern. Eine erste Soll-Dämpfungskraft, die Vibrationen einer Fahrzeugkarosserie in der Hin-und-Herrichtung unterdrückt, wird für jedes der Räder auf der Grundlage eines Einzelradmodells des Fahrzeugs berechnet, welches die Skyhook-Theorie verwendet. Eine zweite Soll-Dämpfungskraft, die Vibrationen der Fahrzeugkarosserie in der Nickrichtung unterdrückt, wird für jedes der Räder auf der Grundlage eines Modells von vorderen und hinteren Rädern des Fahrzeugs berechnet. Eine dritte Soll-Dämpfungskraft, die Vibrationen der Fahrzeugkarosserie in der Wankrichtung unterdrückt, wird für jedes der Räder auf der Grundlage eines Modells von linken und rechten Rädern des Fahrzeugs berechnet. Eine der ersten bis dritten Soll-Dämpfungskräfte, die den größten Absolutwert aufweist, wird für jedes der Räder ausgewählt. Die Dämpfungskraft, die von dem Dämpfer an der Stelle von jedem Rad ausgeübt wird, wird auf die ausgewählte Soll-Dämpfungskraft festgelegt. Eine derartige Dämpfungskraft-Regelvorrichtung unterdrückt, daß das Fahrzeug Nick- oder Wankbewegungen durchführt, ohne die Regelgüte zum Abschwächen von Vertikalvibrationen der Fahrzeugkarosserie zu beeinträchtigen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dämpfungs kraft-Regelvorrichtung und ein Dämpfungskraft-Regelver fahren zum Regeln bzw. Steuern von Dämpfungskräften von Dämpfern, die zwischen einer Fahrzeugkarosserie und je weiligen Rädern eines Fahrzeugs angeordnet sind.

Als ein erster Stand der Technik ist eine Dämpfungs kraft-Regelvorrichtung, welche einen Ist-Dämpfungskoeffi zienten auf der Grundlage der Skyhook-Theorie, das heißt in Übereinstimmung mit einem Verhältnis zwischen einer Vertikalgeschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie und einer Vertikalgeschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie bezüglich eines Rads, bestimmt (zum Beispiel die Japanische Patent offenlegungsschrift Nr. HEI 5-294122), bekannt. Diese Vorrichtung ist derart aufgebaut, daß sie eine Vertikal geschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie an der Stelle von jedem Rad in eine Wankbewegungsgeschwindigkeit, eine Nickbewegungsgeschwindigkeit, eine Hin-und-Herbewegungs geschwindigkeit und eine Deformationsbewegungsgeschwin digkeit der Fahrzeugkarosserie zerlegt. Die Nickbewe gungsgeschwindigkeit wird mit einem Nickfaktor multipli ziert, welcher sich in Übereinstimmung mit einem Diffe rentialwert einer Längsbeschleunigung ändert. Die Wankbe wegungsgeschwindigkeit wird mit einem Wankfaktor multi pliziert, welches sich in Übereinstimmung mit einem Dif ferentialwert einer Längsbeschleunigung ändert. Die Hin- und-Her- und die Deformationsbewegungsgeschwindigkeit werden jeweils mit konstanten Faktoren multipliziert. Die Wankbewegungsgeschwindigkeit, die Nickbewegungsgeschwin digkeit, die Hin-und-Herbewegungsgeschwindigkeit und die Deformationsbewegungsgeschwindigkeit, deren Verstärkungs faktor daher eingestellt worden ist, werden erneut in eine Vertikalgeschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie an der Stelle von jedem der Räder synthetisiert. Der Ist- Dämpfungskoeffizient wird in Übereinstimmung mit einem Verhältnis zwischen der erneut synthetisierten Vertikal geschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie an der Stelle von jedem der Räder und einer Geschwindigkeit der Fahrzeugka rosserie an der Stelle des Rads bezüglich des Rads be stimmt. Daher wird unterdrückt, daß die Fahrzeugkarosse rie an der Stelle von jedem der Räder vertikal vibriert und wird wirkungsvoll unterdrückt, daß sie Nick- oder Wankbewegungen durchführt.

Gemäß einem zweiten Stand der Technik wird ein Betrag einer Vertikalverschiebung der Fahrzeugkarosserie an der Stelle von jedem der Räder bezüglich des Rads erfaßt. Auf der Grundlage von verschiedenen Bewegungsgleichungen, welche Nick- und Wankbewegungen der Fahrzeugkarosserie und dergleichen berücksichtigen, wird eine Vertikalge schwindigkeit der Fahrzeugkarosserie an der Stelle von jedem der Räder mittels dem zuvor erwähnten Betrag einer Relativverschiebung berechnet. Durch Differenzieren des zuvor erwähnten Betrags einer Relativverschiebung wird eine Vertikalgeschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie an der Stelle von jedem der Räder bezüglich des Rads berech net. Der Ist-Dämpfungskoeffizient wird in Übereinstimmung mit einem Verhältnis zwischen der Vertikalgeschwindigkeit und der Relativgeschwindigkeit für jedes der Räder be stimmt. Kurz gesagt, es ist also eine Dämpfungskraft-Re gelvorrichtung zum Regeln von Dämpfungskräften der Dämp fer auf der Grundlage der Skyhook-Theorie durch ledigli ches Erfassen des Betrags einer Relativverschiebung be kannt, wie es zuvor beschrieben worden ist (Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. HEI 6-344783).

Jedoch wird gemäß dem zuvor beschriebenen ersten und zweiten Stand der Technik der Algorithmus zum Durchführen eines Regelns, um Vertikalvibrationen der Fahrzeugkaros serie zu unterdrücken, das heißt der Algorithmus auf der Grundlage der Skyhook-Theorie, direkt in Übereinstimmung mit Nick- und Wankbewegungen der Fahrzeugkarosserie kor rigiert. Obgleich der Effekt eines Unterdrückens der Fahrzeugkarosserie vor einem Vibrieren in den Nick- und Wankrichtungen durch eine derartige Korrektur durchge führt werden kann, wird die grundlegende Güte des Dämp fungskraftregelns zum Unterdrücken von Vertikalvibratio nen der Fahrzeugkarosserie nachteilig beeinträchtigt.

Die Erfindung ist mit dem Ziel geschaffen worden, daß zuvor erwähnte Problem zu lösen. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Dämpfungskraft-Regelvorrich tung und ein Dämpfungskraft-Regelverfahren zu schaffen, welche, während sie die Regelgüte zum Unterdrücken von Vertikalvibrationen einer Fahrzeugkarosserie sicherstel len, ebenso den Effekt hervorbringen, daß unterdrückt wird, daß die Fahrzeugkarosserie Nick- und/oder Wankbewe gungen durchführt.

Diese Aufgabe wird mit den in den Ansprüchen 1, 6 und 11 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Um das zuvor erwähnte Problem zu lösen, weist eine Dämpfungskraft-Regelvorrichtung gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung einen Regler auf, der für je des der Räder eine erste Soll-Dämpfungskraft, die Vibra tionen der Fahrzeugkarossie in einer Hin-und-Herrichtung unterdrückt, auf der Grundlage eines Einzelradmodells des Fahrzeugs berechnet; für jedes der Räder eine zweite Soll-Dämpfungskraft, die Vibrationen der Fahrzeugkarosse rie in einer Nickrichtung unterdrückt, auf der Grundlage eines Modells von vorderen und hinteren Rädern des Fahr zeugs berechnet; eine endgültige Soll-Dämpfungskraft für jedes der Räder auf der Grundlage der berechneten ersten und zweiten Soll-Dämpfungskräfte bestimmt; ein Regelsig nal, das der bestimmten endgültigen Soll-Dämpfungskraft entspricht, zu jedem der Dämpfer ausgibt; und jeden Dämp fer derart regelt, daß eine Dämpfungskraft, die durch je den der Dämpfer ausgeübt wird, auf die bestimmte endgül tige Soll-Dämpfungskraft festgelegt wird.

In diesem Fall berechnet der Regler zum Beispiel die erste Soll-Dämpfungskraft in Übereinstimmung mit einer kinetischen Zustandsgröße der Fahrzeugkarosserie in der Querrichtung und die zweite Soll-Dämpfungskraft in Über einstimmung mit einer kinetischen Zustandsgröße der Fahr zeugkarosserie in einer Nickrichtung.

Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung berechnet der Regler die ersten bzw. zweiten Soll-Dämp fungskräfte. Über Funktionsweisen des Reglers wird ein Regeln derart durchgeführt, daß eine Dämpfungskraft, die von jedem der Dämpfer ausgeübt wird, für jedes der Räder auf die bestimmte endgültige Soll-Dämpfungskraft festge legt wird. In diesem Fall wird die erste Soll-Dämpfungs kraft auf der Grundlage des Einzelradmodells des Fahr zeugs berechnet, um Vibrationen der Fahrzeugkarosserie in der Hin-und-Herrichtung zu unterdrücken. Die zweite Soll- Dämpfungskraft wird unabhängig von der ersten Soll-Dämp fungskraft auf der Grundlage des Modells der vorderen und hinteren Räder des Fahrzeugs berechnet, um Vibrationen der Fahrzeugkarosserie in der Nickrichtung zu unterdrüc ken. Deshalb wird, während die Regelgüte sichergestellt wird, die der ersten Soll-Dämpfungskraft zu eigen ist, die Vertikalvibrationen der Fahrzeugkarosserie unter drückt, eine Unzulänglichkeit einer Dämpfungskraft für Nickbewegungen der Fahrzeugkarosserie kompensiert. Daher wird wirkungsvoll unterdrückt, daß die Fahrzeugkarosserie vertikal vibriert und ebenso unterdrückt, daß sie Nickbe wegungen durchführt. Folglich erzielt das Fahrzeug einen guten Fahrkomfort und eine hohe Laufstabilität.

In dem zuvor erwähnten ersten Aspekt der vorliegenden kann der Regler derart aufgebaut sein, das er die endgül tige Soll-Dämpfungskraft durch Auswählen der größeren der berechneten ersten und zweiten Soll-Dämpfungskräfte für jedes der Räder auswählt und das er das ausgewählte Re gelsignal zu jedem der Dämpfer ausgibt und jeden Dämpfer derart regelt, daß die Dämpfungskraft, die von jedem der Dämpfer ausgeübt wird, auf die ausgewählte Soll-Dämp fungskraft festgelegt wird.

Gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Regeln derart durchgeführt, daß die Dämpfungskraft des Dämpfers für jedes der Räder auf den größeren der er sten und zweiten Soll-Dämpfungskräfte festgelegt wird. Daher wird lediglich, wenn sich die Amplitude von Vibra tionen der Fahrzeugkarosserie in der Nickrichtung um ei niges erhöht hat, aufgrund der Bedingung daß die erste Soll-Dämpfungskraft kleiner als die zweite Soll-Dämp fungskraft ist, die Dämpfungskraft des Dämpfers an der Stelle von jedem der Räder auf der Grundlage des Modells der vorderen und hinteren Räder des Fahrzeugs auf die zweite Soll-Dämpfungskraft festgelegt, um Vibrationen der Fahrzeugkarosserie in der Nickrichtung zu unterdrücken. Ansonsten wird die Dämpfungskraft des Dämpfers an der Stelle von jedem der Räder auf der Grundlage des Einzel radmodells des Fahrzeugs auf die erste Soll-Dämpfungs kraft festgelegt, um Vibrationen der Fahrzeugkarosserie in der Hin-und-Herrichtung zu unterdrücken. Demgemäß wird gemäß diesem Aspekt, während die Regelgüte zum Unterdrüc ken von Vertikalvibrationen der Fahrzeugkarosserie, wel che der ersten Soll-Dämpfungskraft zu eigen ist, die von dem Regler berechnet wird, geeigneter sichergestellt wird, eine Unzulänglichkeit einer Dämpfungskraft für Nickbewegungen der Fahrzeugkarosserie kompensiert. Daher wird wirkungsvoller unterdrückt, daß die Fahrzeugkarosse rie vertikal vibriert und ebenso unterdrückt, daß sie Nickbewegungen durchführt. Folglich erzielt das Fahrzeug einen besseren Fahrkomfort und eine höhere Laufstabili tät.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung berechnet der Regler für jedes der Räder eine zweite Soll-Dämpfungskraft, die Vibrationen der Fahrzeugkarosse rie in einer Wankrichtung unterdrückt, auf der Grundlage eines Modells von linken und rechten Rädern des Fahr zeugs. In diesem Fall berechnet der Regler zum Beispiel die zweite Soll-Dämpfungskraft in Übereinstimmung mit ei ner kinetischen Zustandsgröße der Fahrzeugkarosserie in der Wank-Richtung.

Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die zweite Soll-Dämpfungskraft, die bei dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung Vibrationen der Fahr zeugkarosserie in der Nickrichtung unterdrückt, durch die zweite Soll-Dämpfungskraft ersetzt, die Vibrationen der Fahrzeugkarosserie in der Wankrichtung unterdrückt. Des halb wird, während die Regelgüte zum Unterdrücken von Vertikalvibrationen der Fahrzeugkarosserie, welche der ersten Soll-Dämpfungskraft zu eigen ist, sichergestellt wird, eine Unzulänglichkeit einer Dämpfungskraft für Wankbewegungen der Fahrzeugkarosserie kompensiert. Daher wird wirkungsvoll unterdrückt, daß die Fahrzeugkarosserie vertikal vibriert und ebenso unterdrückt, daß sie Wankbe wegungen durchführt. Folglich erzielt das Fahrzeug einen guten Fahrkomfort und eine hohe Laufstabilität.

Weiterhin berechnet gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung der Regler eine dritte Soll-Dämp fungskraft. Der Regler bestimmt eine endgültige Soll- Dämpfungskraft für jedes der Räder auf der Grundlage der berechneten ersten, zweiten und dritten Soll-Dämpfungs kräfte. Ebenso wählt in diesem Fall der Regler die größte der berechneten ersten, zweiten und dritten Soll-Dämp fungskräfte für jedes der Räder aus und gibt ein Regel signal, das der ausgewählten Soll-Dämpfungskraft ent spricht, zu jedem der Dämpfer aus und regelt jeden Dämp fer derart, daß die Dämpfungskraft, die von jedem der Dämpfer ausgeübt wird, auf die ausgewählte Soll-Dämp fungskraft festgelegt wird.

Bei dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird anstelle der ersten und zweiten Soll-Dämpfungskräfte in den ersten und zweiten Aspekten der vorliegenden Er findung die Dämpfungskraft, die von dem Dämpfer ausgeübt wird, derart geregelt, daß sie auf eine Soll-Dämpfungs kraft, die auf der Grundlage der unabhängig berechneten ersten bis dritten Soll-Dämpfungskräfte bestimmt worden ist, zum Beispiel auf die größte der ersten, zweiten und dritten Soll-Dämpfungskräfte festgelegt wird. In diesem Fall wird die erste Soll-Dämpfungskraft auf der Grundlage des Einzelradmodells des Fahrzeugs berechnet, um Vibra tionen der Fahrzeugkarosserie in der Hin-und-Herrichtung zu unterdrücken. Die zweite Soll-Dämpfungskraft wird auf der Grundlage des Modells der vorderen und hinteren Räder des Fahrzeugs berechnet, um Vibrationen der Fahrzeugka rosserie in der Nickrichtung zu unterdrücken. Die dritte Soll-Dämpfungskraft wird auf der Grundlage des Modells der linken und rechten Räder des Fahrzeugs berechnet, um Vibrationen der Fahrzeugkarosserie in der Wankrichtung zu unterdrücken. Diese ersten bis dritten Soll-Dämpfungs kräfte werden unabhängig voneinander berechnet. Daher werden gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfin dung, während die Regelgüte zum Unterdrücken von Verti kalvibrationen der Fahrzeugkarosserie sichergestellt wird, welche der ersten Soll-Dämpfungskraft zu eigen ist, die von dem Regler berechnet wird, Unzulänglichkeiten ei ner Dämpfungskraft für Nick- und Wankbewegungen der Fahr zeugkarosserie kompensiert. Deshalb wird wirkungsvoll un terdrückt, daß die Fahrzeugkarosserie vertikal vibriert und ebenso unterdrückt, daß sie Nick- oder Wankbewegungen durchführt. Folglich erzielt das Fahrzeug einen guten Fahrkomfort und eine hohe Laufstabilität.

Gemäß einem Dämpfungskraft-Regelverfahren eines vier ten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird eine erste Soll-Dämpfungskraft, die Vibrationen der Fahrzeugkarosse rie in einer Hin-und-Herrichtung unterdrückt, für jedes Räder auf der Grundlage eines Einzelradmodells des Fahr zeugs berechnet und wird eine zweite Soll-Dämpfungskraft, die Vibrationen der Fahrzeugkarosserie in einer Nickrich tung unterdrückt, für jedes der Räder auf der Grundlage eines Modells von vorderen und hinteren Rädern des Fahr zeugs berechnet. Eine endgültige Soll-Dämpfungskraft wird dann für jedes der Räder auf der Grundlage der berechne ten ersten und zweiten Soll-Dämpfungskräfte bestimmt. Ein Regelsignal, das der bestimmten endgültigen Soll-Dämp fungskraft entspricht, wird dann zu jedem der Dämpfer ausgegeben und jeder Dämpfer wird derart geregelt, daß eine Dämpfungskraft, die von jedem der Dämpfer ausgeübt wird, auf die bestimmte endgültige Soll-Dämpfungskraft festgelegt wird.

Bei einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird anstelle eines Berechnens der zweiten Soll-Dämp fungskraft, die Vibrationen der Fahrzeugkarosserie in der Nickrichtung unterdrückt, wie bei dem Dämpfungskraft-Re gelverfahren gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine zweite Soll-Dämpfungskraft, die Vibratio nen der Fahrzeugkarosserie in der Wankrichtung unter drückt, für jedes der Räder berechnet. Eine endgültige Soll-Dämpfungskraft für jedes der Räder wird auf der Grundlage der zuvor erwähnten ersten und zweiten Soll- Dämpfungskräfte bestimmt, die für jedes der Räder berech net werden.

Weiterhin werden gemäß einem Dämpfungskraft-Regelver fahren eines sechsten Aspekts der vorliegenden Erfindung eine erste Soll-Dämpfungskraft, die Vibrationen der Fahr zeugkarosserie in einer Hin-und-Herrichtung unterdrückt, eine zweite Soll-Dämpfungskraft, die Vibrationen der Fahrzeugkarosserie in einer Nickrichtung unterdrückt, und eine dritte Soll-Dämpfungskraft, die Vibrationen der Fahrzeugkarosserie in einer Wankrichtung unterdrückt, für jedes der Räder berechnet. Eine endgültige Soll-Dämp fungskraft wird dann für jedes der Räder auf der Grund lage der berechneten ersten, zweiten und dritten Soll- Dämpfungskräfte bestimmt.

Definitionen von Vibrationen der Fahrzeugkarosserie in den Hin-und-Her-, Nick- und Wankrichtungen werden hier im weiteren Verlauf gegeben. Es wird hierin angenommen, daß eine X-Achse die Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie darstellt, daß eine Y-Achse die Querrichtung der Fahr zeugkarosserie darstellt und daß eine Z-Achse die Verti kalrichtung der Fahrzeugkarosserie darstellt. Die Vibra tionen der Fahrzeugkarosserie in der Hin-und-Herrichtung beziehen sich auf zweckmäßige Vibrationen der Fahrzeugka rosserie, die sich parallel zu der Z-Achse bewegen. Die Vibrationen der Fahrzeugkarosserie in der Nickrichtung beziehen sich auf zweckmäßige Vibrationen der Fahrzeugka rosserie, die sich um die Y-Achse drehen. Die Vibrationen der Fahrzeugkarosserie in der Wankrichtung beziehen sich zweckmäßige Vibrationen der Fahrzeugkarosserie, die sich um die X-Achse drehen.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beilie gende Zeichnung näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer Dämp fungskraft-Regelvorrichtung für ein Fahrzeug;

Fig. 2 ein Flußdiagramm eines von einer in Fig. 1 gezeigten elektrischen Steuervorrichtung aus geführten Programms;

Fig. 3 ein detailliertes Flußdiagramm einer in Fig. 2 gezeigten Routine zum Berechnen einer er sten Dämpfungskraft;

Fig. 4 eine Modellansicht eines Einzelrads des Fahr zeugs;

Fig. 5 ein detailliertes Flußdiagramm einer in Fig. 2 gezeigten Routine zum Berechnen einer zwei ten Dämpfungskraft;

Fig. 6 eine Modellansicht von vorderen und hinteren Rädern des Fahrzeugs;

Fig. 7 ein detailliertes Flußdiagramm einer in Fig. 2 gezeigten Routine zum Berechnen einer drit ten Dämpfungskraft;

Fig. 8 eine Modellansicht von linken und rechten Rä dern des Fahrzeugs;

Fig. 9 einen Graph einer Dateneigenschaft in einer Tabelle einer Relativgeschwindigkeit gegen über einer Dämpfungskraft;

Fig. 10 eine sich auf Ausgestaltungen der vorliegen den Erfindung beziehende Modellansicht eines anderen Einzelrads des Fahrzeugs;

Fig. 11 ein Blockschaltbild eines verallgemeinerten Modells eines nichtlinearen H_∞-Zustands-Re gel- bzw. Rückkopplungssteuersystems, das sich auf eine erste Ausgestaltung zum Berech nen einer ersten Soll-Dämpfungskraft bezieht;

Fig. 12A einen Graph eins Frequenzgewichts für eine Beschleunigung einer gefederten Masse als eine Regelgröße;

Fig. 12B ein Frequenzgewicht für eine Geschwindigkeit einer gefederten Masse als eine Regelgröße;

Fig. 12C einen Graph eines Frequenzgewichts für eine Geschwindigkeit eines gefederten Elements be züglich eines ungefederten Elements als eine Regelgröße;

Fig. 12D einen Graph eines Frequenzgewichts für einen nichtlinearen Dämpfungskoeffizienten als eine Führungsgröße;

Fig. 13 eine Abbildung einer Funktionsweise und eines Effekts des Regelns auf der Grundlage der nichtlinearen H_∞-Regeltheorie;

Fig. 14A ein Lissajoufiguren-Diagramm, das eine Cha rakteristik einer Dämpfungskraft gegenüber einer Relativgeschwindigkeit (F-V) bei dem Dämpfungskraftregeln gemäß der Ausgestaltung zum Berechnen der ersten Soll-Dämpfungskraft zeigt;

Fig. 14B ein Lissajoufiguren-Diagramm, das eine Cha rakteristik einer Dämpfungskraft gegenüber einer Relativgeschwindigkeit (F-V) bei dem vorhergehend verwendeten Skyhook-Regeln zeigt;

Fig. 15 ein Flußdiagramm einer Routine zum Berechnen einer ersten Dämpfungskraft gemäß der ersten Ausgestaltung zum Berechnen der ersten Soll- Dämpfungskraft;

Fig. 16 ein Blockschaltbild eines verallgemeinerten Modells eines nichtlinearen H_∞-Zustands-Re gelsystems, das sich auf eine zweite Ausge staltung zum Berechnen der ersten Soll-Dämp fungskraft bezieht;

Fig. 17 ein Flußdiagramm einer Routine zum Berechnen einer ersten Dämpfungskraft gemäß zweiten und dritten Ausgestaltungen zum Berechnen der er sten Soll-Dämpfungskraft; und

Fig. 18 ein Blockschaltbild eines verallgemeinerten Modells eines nichtlinearen H_∞-Regelsystems auf der Grundlage eines Kalman-Filters, das sich auf eine dritte Ausgestaltung zum Be rechnen der ersten Soll-Dämpfungskraft be zieht.

Es folgt die Beschreibung von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die bei liegende Zeichnung. Fig. 1 zeigt ein schematisches Block schaltbild, das eine Dämpfungskraft-Regelvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß den Ausführungsbeispielen der vorlie genden Erfindung darstellt.

An Stellen eines vorderen linken Rads FW1, eines vor deren rechten Rads FW2, eines hinteren linken Rads RW1 und eines hinteren rechten Rads RW2 dieses Fahrzeugs sind Aufhängungssysteme 10A, 10B, 10C und 10D zwischen einer Fahrzeugkarosserie BD (in den Fig. 4, 6 und 8 gezeigt) und den Rädern FW1, FW2, RW1 bzw. RW2 angeordnet. Diese Aufhängungssysteme 10A, 10B, 10C und 10D, welche zwischen der Fahrzeugkarosserie BD und den Rädern FW1, FW2, RW1 bzw. RW2 angeordnet sind, sind mit Federn 11a, 11b, 11c bzw. 11d und Dämpfern 12a, 12b, 12c bzw. 12d versehen. Die Federn 11a, 11b, 11c und 11d stützen elastisch die Fahrzeugkarosserie BD gegen die Räder FW1, FW2, RW1 bzw. RW2. Die Dämpfer 12a, 12b, 12c und 12d sind parallel zu den Federn 11a, 11b, 11c bzw. 11d angeordnet und dämpfen Vibrationen der Fahrzeugkarosserie BD bezüglich der Räder FW1, FW2, RW1 bzw. RW2. Jedes Paar der Federn und Dämpfer 11a und 12a, 11b und 12b, 11c und 12c und 11d und 12d bildet einen Stoßdämpfer. Die Dämpfer 12a, 12b, 12c und 12d sind derart aufgebaut, daß sie imstande sind, einen Dämpfungskoeffizienten durch Ändern eines Blendenöff nungsgrads zu steuern. Dieses Fahrzeug ist ebenso mit ei ner elektrischen Steuervorrichtung 20 zum veränderbaren Festlegen von Dämpfungskoeffizienten (Dämpfungskräften) der jeweiligen Dämpfer 12a, 12b, 12c und 12d versehen. Die elektrische Steuervorrichtung 20 besteht aus einem Mikrocomputer, seinen umgebenden Schaltungen und derglei chen und führt wiederholt ein Programm, das in Fig. 2 ge zeigt ist (das Unterroutinen in Fig. 3, 5 und 7 bein haltet), in Intervallen einer vorbestimmten Zeitperiode mittels eines eingebauten Zeitgebers aus, wodurch Blen denöffnungsgrade der jeweiligen Dämpfer 12a, 12b, 12c und 12d gesteuert werden. Sensoren 21a bis 21d für eine Be schleunigung einer gefederten Masse, Sensoren 22a bis 22d für einen Betrag einer Relativverschiebung, ein Nickwin kelgeschwindigkeitssensor 23 und ein Wankwinkelgeschwin digkeitssensor 24 sind mit der elektrischen Steuervor richtung 20 verbunden.

Die Sensoren 21a bis 21d für eine Beschleunigung ei ner gefederten Masse, welche an der Fahrzeugkarosserie BD (dem gefederten Element) an den Stellen der Räder FW1, FW2, RW1 bzw. RW2 befestigt sind, erfassen Vertikalbe schleunigungen X_pb1", X_pb2", X_pb3" und X_pb4" der Fahr zeugkarosserie BD bezüglich eines Absolutraums an den Stellen der Räder FW1, FW2, RW1 bzw. RW2 und geben Erfas sungssignale aus, die die Vertikalbeschleunigungen X_pb1", X_pb2", X_pb3" bzw. X_pb4" anzeigen. Die Vertikalbeschleuni gungen X_pb1", X_pb2", X_pb3" bzw.und X_pb4" nehmen positive Werte an, wenn die Fahrzeugkarosserie BD aufwärts be schleunigt und nehmen negative Werte an, wenn die Fahr zeugkarosserie BD abwärts beschleunigt. Die Sensoren 22a bis 22d für einen Betrag einer Relativverschiebung, wel che zwischen der Fahrzeugkarosserie BD (dem gefederten Element) an den Stellen der Räder FW1, FW2, RW1 und RW2 und den Rädern FW1, FW2, RW1 und RW2 (ungefederten Ele menten) befestigt sind, erfassen Beträge einer Vertikal verschiebung (X_pw1 - X_pb1), (X_pw2 - X_pb2), (X_pw3 - X_pb3) und (X_pw4 - X_pb4) der Fahrzeugkarosserie BD an den Stel len der Räder FW1, FW2, RW1 und RW2 bezüglich den Rädern FW1, FW2, RW1 bzw. RW2 und geben Erfassungssignale aus, die die Beträge einer Verschiebung (X_pw1 - X_pb1), (X_pw2 - X_pb2) (X_pw3 - X_pb3) bzw. (X_pw4 - X_pb4) anzeigen. Die Be träge einer Vertikalverschiebung (X_pw1 - X_pb1), (X_pw2 - X_pb2), (X_pw3 - X_pb3) und (X_pw4 - X_pb4), welche Beträge einer Verschiebung bezüglich eines vorbestimmten Refe renzbetrags einer Verschiebung darstellen, nehmen posi tive Werte an, wenn sie in einer sich verringernden Rich tung (in welcher sich die Dämpfer zusammenziehen) fort schreiten, und nehmen negative Werte an, wenn sie in ei ner sich erhöhenden Richtung (in welcher sich die Dämpfer ausdehnen) fortschreiten.

Der Nickwinkelgeschwindigkeitssensor 23, welcher aus einem Geschwindigkeitssensor besteht, der in der Nähe des Schwerpunkts der Fahrzeugkarosserie BD eingebaut ist, er faßt eine Nickwinkelgeschwindigkeit Pa' der Fahrzeugka rosserie BD und gibt ein Erfassungssignal aus, das die Nickwinkelgeschwindigkeit Pa' anzeigt. Der Wankwinkelge schwindigkeitssensor 24, welcher aus einem Geschwindig keitssensor besteht, der in der Nähe des Schwerpunkts der Fahrzeugkarosserie BD eingebaut ist, erfaßt eine Wankwin kelgeschwindigkeit Ra' der Fahrzeugkarosserie BD und gibt ein Erfassungssignal aus, das die Wankwinkelgeschwindig keit Ra' anzeigt.

Als nächstes wird beschrieben, wie die derart aufge baute Fahrzeugdämpfungskraft-Regelvorrichtung arbeitet. Nachdem ein Zündschalter (nicht gezeigt) eingeschaltet worden ist, startet die elektrische Steuervorrichtung 20 ein wiederholtes Ausführen des in Fig. 2 gezeigten Pro gramms in Intervallen einer vorbestimmten Zeitperiode. Das Ausführen dieses Programms wird in einem Schritt 100 gestartet und die Routinen zum Berechnen einer ersten bis dritten Dämpfungskraft werden in Schritten 102, 104 bzw. 106 ausgeführt.

Die Routine zum Berechnen einer ersten Dämpfungs kraft, welche im Detail in Fig. 3 gezeigt ist, ist dazu gedacht, eine erste Soll-Dämpfungskraft, die von jedem der Dämpfer 12a, 12b, 12c und 12d ausgeübt wird, zum Un terdrücken von (Vertikal-)Vibrationen der Fahrzeugkaros serie BD in der Hin-und-Herrichtung auf der Grundlage ei nes Einzelradmodells des Fahrzeugs zu berechnen.

Eine Erläuterung der Routine zum Berechnen einer er sten Dämpfungskraft wird durch eine Beschreibung gegeben, wie die erste Soll-Dämpfungskraft zu berechnen ist. Fig. 4 zeigt ein Einzelradmodell des Fahrzeugs mit einem Frei heitsgrad. Es wird auf Fig. 4 verwiesen. M_b bezeichnet eine Masse der Fahrzeugkarosserie BD. X_pb bezeichnet ei nen Betrag einer Vertikalverschiebung der Fahrzeugkaros serie BD (des gefederten Elements) bezüglich einer Refe renzposition in einem Absolutraum. X_pw bezeichnet einen Betrag einer Vertikalverschiebung des Rads W (des ungefe derten Elements) bezüglich einer Referenzposition in ei nem Absolutraum. Diese Beträge X_pb und X_pw einer Ver schiebung nehmen positive Werte an, wenn sich die Fahr zeugkarosserie BD bzw. das Rad W aufwärts bewegen. K_s be zeichnet eine Federkonstante einer Feder 11, welche ver ständlicherweise die Federn 11a, 11b, 11c und 11d dar stellt. C_s bezeichnet einen Dämpfungskoeffizienten eines Dämpfers 12, welcher verständlicherweise die Dämpfer 12a, 12b, 12c und 12d darstellt. C_sk bezeichnet einen Dämp fungskoeffizienten eines virtuellen Dämpfers 12A, der in Übereinstimmung mit der Skyhook-Theorie skygehookt worden ist, und eine vorläufig bestimmte Konstante eines zweck mäßigen Werts ist.

Als Erstes wird ein virtuelles Modell berücksichtigt, das anstelle des Dämpfers 12 den virtuellen Dämpfer 12A verwendet. Angenommen, daß X_pb" eine Vertikalbeschleuni gung der Fahrzeugkarosserie BD bezeichnet und X_pb' eine Vertikalgeschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie BD be zeichnet, wird eine Bewegungsgleichung der Fahrzeugkaros serie BD in der Hin-und-Herrichtung des virtuellen Mo dells durch eine nachstehend gezeigte Formel (1) ausge drückt.

M_bX_pb" = K_s (X_pw - X_pb) - C_skX_pb' (1)

Unter Berücksichtigung eines tatsächlichen Modells, das den existierenden Dämpfer 12 verwendet, wird eine Vertikalbewegungsgleichung des tatsächlichen Modells durch eine nachstehend gezeigte Formel (2) ausgedrückt.

M_bX_pb" - K_s (X_pw - X_pb) + C_s (X_pw' - X_pb') (2)

Eine nachstehend gezeigte Formel (3) wird aus den zu vor erwähnten Formeln (1) und (2) abgeleitet. In Überein stimmung mit einer Beziehung, die durch die Formel (3) definiert ist, wird eine ideale Dämpfungskraft Fd, die durch den Dämpfer 12 (oder den Dämpfer 12A) auf die Fahr zeugkarosserie BD ausgeübt wird, auf der Grundlage der Skyhook-Theorie durch eine nachstehend gezeigte Formel (4) ausgedrückt.

C_s (X_pw' - X_pb') + C_skX_pb' = 0 (3)

Fd = C_s(X_pw' - X_pb') = -C_skX_pb' (4)

Als nächstes wird die Routine zum Berechnen einer er sten Dämpfungskraft beschrieben. Das Ausführen der Rou tine zum Berechnen einer ersten Dämpfungskraft wird in einem Schritt 150 in Fig. 3 gestartet. In einem Schritt 152 werden Vertikalbeschleunigungen X_pb1", X_pb2", X_pb3" und X_pb4" der Fahrzeugkarosserie BD an den Stellen der Räder FW1, FW2, RW1 bzw. RW2 von den Sensoren 21a bis 21d für eine Beschleunigung einer gefederten Masse eingege ben. Als nächstes werden in einem Schritt 154 die einge gebenen Vertikalbeschleunigungen X_pb1", X_pb2", X_pb3" und X_pb4" integriert, wodurch Vertikalgeschwindigkeiten X_pb1', X_pb2', X_pb3' und X_pb4' der Fahrzeugkarosserie BD an den Stellen der Räder FW1, FW2, RW1 bzw. RW2 berechnet werden.

Als nächstes werden in einem Schritt 156 die berech neten Vertikalgeschwindigkeiten X_pb1', X_pb2', X_pb3' und X_pb4' mit dem Skyhook-Koeffizienten C_sk multipliziert, der im voraus durch Ausführen einer Berechnung zweckmäßig bestimmt worden ist, die durch eine nachstehend gezeigte Formel (5) ausgedrückt ist, wodurch erste Soll-Dämpfungs kräfte Fd1, Fd2, Fd3 und Fd4 berechnet werden, die von den Dämpfern 12a, 12b, 12c bzw. 12d ausgeübt werden.

Fdi = -C_skX_pbi' (5)

In der zuvor erwähnten Formel (5) bezeichnet "i" eine positive Ganzzahl von 1 bis 4. In diesem Beispiel können, obgleich der Skyhook-Koeffizient C_sk gemeinsam für die Räder FW1, FW2, RW1 und RW2 verwendet wird, die vorderen Räder FW1 und FW2 einen Skyhook-Koeffizienten verwenden, der sich von dem der hinteren Räder RW1 und RW2 unter scheidet. In einem Schritt 158 wird das Ausführen der Routine zum Berechnen einer ersten Dämpfungskraft been det.

Die Routine zum Berechnen einer zweiten Dämpfungs kraft, welche in Fig. 5 im Detail gezeigt ist, ist dazu gedacht, eine zweite Soll-Dämpfungskraft, die von jedem der Dämpfer 12a, 12b, 12c und 12d zum Unterdrücken von Vibrationen der Fahrzeugkarosserie BD in der Nickrichtung ausgeübt wird, auf der Grundlage eines Modells von vorde ren und hinteren Rädern des Fahrzeugs zu berechnen.

Eine Erläuterung der Routine zum Berechnen einer zweiten Dämpfungskraft wird durch die Beschreibung gege ben, wie eine zweite Soll-Dämpfungskraft zu berechnen ist.

Fig. 6 zeigt ein Modell von vorderen und hinteren Rä dern des Fahrzeugs mit zwei Freiheitsgraden. Es wird auf Fig. 6 verwiesen. X_bf bezeichnet einen Betrag einer Ver tikalverschiebung der Fahrzeugkarosserie BD (des gefeder ten Elements) an der Stelle der vorderen Räder FW1 und FW2 bezüglich einer Referenzposition. X_br bezeichnet ei nen Betrag einer Vertikalverschiebung der Fahrzeugkaros serie BD (des gefederten Elements) an den Stellen der hinteren Räder RW1 und RW2 bezüglich einer Referenzposi tion. X_wf bezeichnet einen Betrag einer Vertikalverschie bung der vorderen Räder FW1 und FW2 (der ungefederten Elemente) bezüglich einer Referenzposition. X_wr bezeich net einen Betrag einer Vertikalverschiebung der hinteren Räder RW1 und RW2 (der ungefederten Elemente) bezüglich einer Referenzposition. Diese Beträge X_bf, X_wf, X_br und X_wr einer Verschiebung nehmen positive Werte an, wenn sich die Fahrzeugkarosserie BD, die vorderen Räder FW1 und FW2 und die hinteren Räder RW1 und RW2 aufwärts bewe gen. K_sf bezeichnet eine Federkonstante einer Feder 11f, welche verständlicherweise die Federn 11a und 11b an den Stellen der vorderen Räder FW1 und FW2 darstellt. K_sr be zeichnet eine Federkonstante einer Feder 11r, welche ver ständlicherweise die Federn 11c und 11d an den Stellen der hinteren Räder RW1 und RW2 darstellt. C_sf bezeichnet einen Dämpfungskoeffizienten eines Dämpfers 12f, welcher verständlicherweise die Dämpfer 12a und 12b an den Stel len der vorderen Räder FW1 und FW2 darstellt. C_sr be zeichnet einen Dämpfungskoeffizienten eines Dämpfers 12r, welcher verständlicherweise die Dämpfer 12c und 12d an den Stellen der hinteren Räder RW1 und RW2 darstellt. C_p bezeichnet einen Dämpfungskoeffizienten eines virtuellen Dämpfers 12 _p zum Dämpfen von Vibrationen der Fahrzeugka rosserie in der Nickrichtung und ist eine vorläufig be stimmte Konstante eines zweckmäßigen Werts.

Als erstes wird ein virtuelles Modell berücksichtigt, das den virtuellen Dämpfer 12p anstelle der tatsächlichen Dämpfer 12f und 12r verwendet. Angenommen, daß X_pb" eine Vertikalbeschleunigung der Fahrzeugkarosserie BD bezeich net, und das P_a" und P_a' eine Winkelbeschleunigung bzw. eine Winkelgeschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie BD in der Nickrichtung bezeichnen, werden Bewegungsgleichungen der Fahrzeugkarosserie BD in den Hin-und-Her- und Nick richtungen des virtuellen Modells durch nachstehend ge zeigte Formeln (6) bzw. (7) ausgedrückt. Die Winkelbe schleunigung P_a" und die Winkelgeschwindigkeit P_a' nehmen positive Werte in einer Drehrichtung an, in welcher die Fahrzeugkarosserie BD auf der Seite der vorderen Räder FW1 und FW2 ansteigt und auf der Seite der hinteren Räder RW1 und RW2 abfällt.

M_bX_pb" = K_sf(X_wf - X_bf) + K_sr(X_wr - X_br) (6)

I_pP_a" = -L_fK_sf(X_wf - X_bf) + L_rK_sr(X_wr - X_br) - C_p'P_a' (7)

In der zuvor erwähnten Formel (7) bezeichnet I_p ein Trägheitsmoment der Fahrzeugkarosserie BD in der Nick richtung, bezeichnet L_f einen Abstand zwischen einer Vor derachse und dem Schwerpunkt und bezeichnet L_r einen Ab stand zwischen einer Hinterachse und dem Schwerpunkt.

Unter Berücksichtigung eines tatsächlichen Modells, das die existierenden Dämpfer 12f und 12r verwendet, wer den Bewegungsgleichungen des tatsächlichen Modells in den Hin-und-Her- und Nickrichtungen durch die nachstehend ge zeigten Formeln (8) bzw. (9) ausgedrückt.

M_bX_pb" = K_sf(X_wf - X_bf) + C_sf(X_wf' - X_bf') + K_sr(X_wr - X_br) + C_sr(X_wr' - X_br') (8)

I_pP_a" = -L_f{K_sf(X_wf - X_bf) + C_sf(X_wf' - X_bf')} + L_r{K_sr(X_wr - X_br) + C_sr(X_wr' - X_br')} (9)

Die nachstehend gezeigten Formeln (10) und (11) wer den aus den zuvor erwähnten Formeln (6) bis (9) abgelei tet.

C_sf(X_wf' - X_bf') + C_sr(X_wr' - X_br') = 0 (10)

L_fC_sf(X_wf' - X_bf') - L_rC_sr(X_wr' - X_br') + C_pP_a' = 0 (11)

In Übereinstimmung mit einer Beziehung, die durch diese Formeln (10) und (11) definiert ist, werden ideale Dämpfungskräfte PF_f und PF_r, die von dem Dämpfer 12f für die vorderen Räder und von dem Dämpfer 12r für die hinte ren Räder (oder dem Dämpfer 12p) zum Zwecke eines Dämp fens von Vibrationen der Fahrzeugkarosserie BD in der Nickrichtung auf die Fahrzeugkarosserie BD ausgeübt wer den, durch die nachstehend gezeigten Formeln (12) bzw. (13) ausgedrückt.

PF_f = C_sf(X_wf' - X_bf') = C_pP_a'/(L_f+ L_r) (12)

PF_r = C_sr(X_wr' - X_br') = -C_pP_a'/(L_f + L_r) (13)

Als nächstes wird die Routine zum Berechnen einer zweiten Dämpfungskraft beschrieben. Das Ausführen der Routine zum Berechnen einer zweiten Dämpfungskraft wird in einem Schritt 160 in Fig. 5 gestartet. In einem Schritt 162 wird eine Nickwinkelgeschwindigkeit P_a' der Fahrzeugkarosserie BD von dem Nickwinkelgeschwindig keitssensor 23 eingegeben. Als nächstes wird in einem Schritt 164 eine Soll-Dämpfungskraft PF_f des Dämpfers 12 _f für die vorderen Räder und eine Soll-Dämpfungskraft PF_r des Dämpfers 12r für die hinteren Räder im Hinblick auf ein Unterdrücken von Vibrationen der Fahrzeugkarosserie BD in der Nickrichtung durch Durchführen von Berechnungen in Übereinstimmungen mit den nachstehend erwähnten For meln (14) bzw. (15) berechnet, wobei ein Dämpfungskoeffi zient C_p, welcher ideal zum Unterdrücken von Vibrationen der Fahrzeugkarosserie BD in der Nickrichtung ist und im voraus zweckmäßig bestimmt worden ist, die eingegebene Nickwinkelgeschwindigkeit Pa', der vorbestimmte Abstand L_f zwischen der Vorderachse und dem Schwerpunkt und der vorbestimmte Abstand L_r zwischen der Hinterachse und dem Schwerpunkt verwendet werden.

PF_f = C_pP_a'/(L_f + L_r) (14)

PF_r = -C_pP_a'/(L_f+ L_r) (15)

Als nächstes wird in einem Schritt 166 die berechnete Soll-Dämpfungskraft PF_f des Dämpfers 12f für die vorderen Räder als zweite Soll-Dämpfungskräfte PFd1 und PFd2 für die vorderen linken und vorderen rechten Räder FW1 bzw. FW2 festgelegt und wird die berechnete Soll-Dämpfungs kraft PF_r für den Dämpfer 12r für die hinteren Räder als zweite Soll-Dämpfungskräfte PFd3 und PFd4 für die hinte ren rechten und hinteren linken Räder RW1 bzw. RW2 fest gelegt. In einem Schritt 168 wird das Ausführen der Rou tine zum Berechnen einer zweiten Dämpfungskraft beendet.

Die Routine zum Berechnen einer dritten Dämpfungs kraft, welche in Fig. 7 im Detail gezeigt ist, ist dazu gedacht, eine dritte Dämpfungskraft die von jedem der Dämpfer 12a, 12b, 12c und 12d zum Unterdrücken von Vibra tionen der Fahrzeugkarosserie BD in der Wankrichtung aus geübt wird, auf der Grundlage eines Modells von linken und rechten Rädern des Fahrzeugs zu berechnen.

Eine Erläuterung der Routine zum Berechnen einer dritten Dämpfungskraft wird durch die Beschreibung gege ben, wie eine dritte Soll-Dämpfungskraft zu berechnen ist. Fig. 8 zeigt ein Modell von linken und rechten Rä dern des Fahrzeugs mit zwei Freiheitsgraden. Es wird auf Fig. 8 verwiesen. X_bm bezeichnet einen Betrag einer Ver tikalverschiebung der Fahrzeugkarosserie BD (des gefeder ten Elements) an den Stellen der rechten Räder FW2 und RW2 bezüglich einer Referenzposition. X_bh bezeichnet ei nen Betrag einer Vertikalverschiebung der Fahrzeugkaros serie BD (des gefederten Elements) an den Stellen der linken Räder FW1 und RW1 bezüglich einer Referenzposi tion. X_wm bezeichnet einen Betrag einer Vertikalverschie bung der rechten Räder FW2 und RW2 (der ungefederten Ele mente) bezüglich einer Referenzposition. X_wh bezeichnet einen Betrag einer Vertikalverschiebung der linken Räder FW1 und RW1 (der ungefederten Elemente) bezüglich einer Referenzposition. Diese Beträge X_bm, X_wm, X_bh und X_wh ei ner Verschiebung nehmen positive Werte an, wenn sich die Fahrzeugkarosserie BD, die rechten Räder FW2 und RW2 bzw. die linken Räder FW1 und RW1 aufwärts bewegen. K_s be zeichnet eine Federkonstante einer Feder 11m, welche ver ständlicherweise die Federn 11b und 11d an den Stellen der rechten Räder FW2 und RW2 darstellt, und bezeichnet ebenso eine Federkonstante einer Feder 11h, welche ver ständlicherweise die Federn 11a und 11c an den Stellen der linken Räder FW1 und RW1 darstellt. C_s bezeichnet ei nen Dämpfungskoeffizienten eines Dämpfers 12m, welcher verständlicherweise die Dämpfer 12b und 12d an den Stel len der rechten Räder FW2 und RW2 darstellt, und bezeich net ebenso einen Dämpfungskoeffizienten eines Dämpfers 12h, welcher verständlicherweise die Dämpfer 12a und 12c an den Stellen der linken Räder FW1 und RW1 darstellt. C_r bezeichnet einen Dämpfungskoeffizienten eines virtuellen Dämpfers 12r zum Dämpfen von Vibrationen der Fahrzeugka rosserie BD in der Wankrichtung und eine vorläufig be stimmte Konstante eines zweckmäßigen Werts ist.

Als Erstes wird ein virtuelles Modell berücksichtigt, das den virtuellen Dämpfer 12r anstelle der Dämpfer 12m und 12h verwendet. Angenommen, daß X_pb" eine Vertikalbe schleunigung der Fahrzeugkarosserie BD bezeichnet und daß R_a" und R_a' eine Winkelbeschleunigung bzw. eine Winkelge schwindigkeit der Fahrzeugkarosserie BD in der Wankrich tung bezeichnen, werden Bewegungsgleichungen der Fahr zeugkarosserie BD in den Hin-und-Her- und Wankrichtungen des virtuellen Modells durch die nachstehend gezeigten Formeln (16) bzw. (17) ausgedrückt. Die Winkelbeschleuni gung R_a" und die Winkelgeschwindigkeit R_a' nehmen in ei ner Drehrichtung, in welcher die Fahrzeugkarosserie BD auf der Seite der linken Räder FW1 und RW1 ansteigt und auf der Seite der rechten Räder FW2 und RW2 abfällt, po sitive Werte an.

M_bX_pb" = K_s(X_wm - X_bm) + K_s(X_wh - X_bh) (16)

I_rR_a" = (K_s + K)(X_wh - X_bh - X_wm + X_bm)T/2 - C_rR_a' (17)

In der zuvor erwähnten Formel (17) bezeichnet I_r ein Trägheitsmoment der Fahrzeugkarosserie BD in der Wan krichtung, bezeichnet K eine Federkonstante des Stabili sators und bezeichnet T eine Spurweite des Fahrzeugs.

Unter Berücksichtigung eines tatsächlichen Modells, das die existierenden Dämpfer 12m und 12h verwendet, wer den Bewegungsgleichungen des tatsächlichen Modells in den Hin-und-Her- und Wankrichtungen durch nachstehend ge zeigte Formeln (18) bzw. (19) ausgedrückt.

M_bX_pb" = K_s(X_wm - X_bm) + C_s(X_wm' - X_bm') + K_s(X_wh - X_bh) + C_s(X_wh' - X_bh') (18)

I_rR_a" = ((K_s + K)(X_wh - X_bh - X_wm + X_bm) + C_s(X_wh' - X_bh' - X_wm' + X_bm'))T/2 (19)

Nachstehend gezeigte Formeln (20) und (21) werden aus den zuvor erwähnten Formeln (16) bis (19) abgeleitet.

C_s(X_wh' - X_bh' + X_wm' - X_bm') = 0 (20)

C_s(X_wh' - X_bh' - X_wm' + X_bm')T/2 + C_rR_a' = 0 (21)

In Übereinstimmung mit einer Beziehung, die durch diese Formeln (20) und (21) definiert ist, werden ideale Dämpfungskräfte, die von dem Dämpfer 12m für die rechten Räder und dem Dämpfer 12h für die linken Räder (oder dem Dämpfer 12r) zum Zwecke eines Unterdrückens von Vibratio nen der Fahrzeugkarosserie BD in der Wankrichtung ausge übt werden, durch nachstehend gezeigte Formeln (22) und (23) ausgedrückt.

RF_m = C_s(X_wm' - X_bm') = C_rR_a'/T (22)

RF_h = C_s(X_pwh' - X_pbh') = -C_rR_a'/T (23)

Als nächstes wird die Routine zum Berechnen einer dritten Dämpfungskraft beschrieben. Das Ausführen der Routine zum Berechnen einer dritten Dämpfungskraft wird in einem Schritt 170 in Fig. 7 gestartet. In einem Schritt 172 wird eine Wankwinkelgeschwindigkeit R_a' der Fahrzeugkarosserie BD von dem Wankwinkelgeschwindigkeits sensor 24 eingegeben. Als nächstes wird in einem Schritt 177 eine Soll-Dämpfungskraft RF_m des Dämpfers für die rechten Räder und eine Soll-Dämpfungskraft RF_h des Dämp fers 12h für die linken Räder im Hinblick auf ein Unter drücken von Vibrationen der Fahrzeugkarosserie in der Wankrichtung durch Durchführen von Berechnungen in Über einstimmung mit nachstehend erwähnten Formeln (24) bzw. (25) berechnet, wobei ein Dämpfungskoeffizient C_r, wel cher zum Unterdrücken von Vibrationen der Fahrzeugkaros serie BD in der Wankrichtung ideal ist und im voraus zweckmäßig bestimmt worden ist, die eingegebene Wankwin kelgeschwindigkeit R_a' und die vorbestimmte Spurweite T verwendet werden.

RF_m = C_rR_a'/T (24)

RF_h = -C_rR_a'/T (25)

Als nächstes wird in einem Schritt 176 die berechnete Soll-Dämpfungskraft RF_m des Dämpfers 12m für die rechten Räder als dritte Soll-Dämpfungskräfte RFd2 und RFd4 für die rechten Räder FW2 bzw. RW2 festgelegt und wird die berechnete Soll-Dämpfungskraft RF_h für den Dämpfer 12h für die linken Räder als dritte Soll-Dämpfungskräfte RFd1 und RFd3 für die linken Räder FW1 bzw. RW1 festgelegt. In einem Schritt 178 wird das Ausführen der Routine zum Be rechnen einer dritten Dämpfungskraft beendet.

Es wird zurück auf die Beschreibung des Programms verwiesen, das in Fig. 2 gezeigt ist. Nachdem die ersten Soll-Dämpfungskräfte Fd1, Fd2, Fd3 und Fd4, die zweiten Soll-Dämpfungskräfte PFd1, PFd2, PFd3 und PFd4 und die dritten Soll-Dämpfungskräfte RFd1, RFd2, RFd3 und RFd4 durch die zuvor erwähnten Verarbeitungen der Schritte 102 bis 106 berechnet worden sind, wird eine der ersten bis dritten Soll-Dämpfungskräfte, die den größten Absolutwert aufweist, in einem Schritt 108 für jedes der Räder FW1, FW2, RW1 und RW2 ausgewählt. Das heißt, jeweilige Abso lutwerte |Fd1|, |PFd1|, |RFd1| der ersten bis dritten Soll-Dämpfungskräfte Fd1, PFd1 und Rfd1 für das vordere linke Rad FW1 werden miteinander verglichen. Eine der er sten bis dritten Soll-Dämpfungkräfte Fd1, PFd1 und RFd1, welche dem größten der Absolutwerte |Fd1|, |PFd1| und |RFd1| entspricht, wird als eine Soll-Dämpfkraft F1 für den Dämpfer 12a festgelegt. Bearbeitungen, die im wesent lichen identisch zu denjenigen für das vordere linke Rad FW1 sind, werden aufeinanderfolgend für das vordere rechte Rad FW2, das hintere linke Rad RW1 und das hintere rechte Rad RW2 ausgeführt. Dann werden die jeweiligen Soll-Dämpfungskräfte Fi ("i" bezeichnet eine Ganzzahl von 2 bis 4) für die Dämpfer 12b, 12c und 12d aufeinanderfol gend bestimmt.

Als nächstes werden in einem Schritt 110 Beträge (X_pw1- X_pb1), (X_pw2 - X_pb2), (X_pw3 - X_pb3) und (X_pw4 - X_pb4) einer Relativverschiebung von jeweiligen der Senso ren 22a bis 22d für einen Betrag einer Relativverschie bung eingegeben. In einem Schritt 112 werden die eingege benen Beträge (X_pw1 - X_pb1), (X_pw2 - X_pb2), (X_pw3 - X_pb3) und (X_pw4 - X_pb4) einer Relativverschiebung differen ziert, wodurch jeweilige Geschwindigkeiten (X_pw1' - X_pb1'), (X_pw2' - X_pb2'), (X_pw3' - X_pb3') und (X_pw4' - X_pb4') der Fahrzeugkarosserie BD bezüglich den Rädern FW1, FW2, RW1 bzw. RW2 berechnet werden.

Nach der zuvor erwähnten Verarbeitung in dem Schritt 112 werden in einem Schritt 114 unter Verweis auf eine Tabelle einer Relativgeschwindigkeit gegenüber einer Dämpfungskraft jeweilige Blendenöffnungsgrade OP1, OP2, OP3 und OP4 der Dämpfer 12a, 12b 12c und 12d bestimmt, welche den Soll-Dämpfungskräften F1, F2, F3 und F4, die durch die zuvor erwähnte Verarbeitung in dem Schritt 108 bestimmt worden sind, und den Relativgeschwindigkeiten (X_pw1' - X_pb1'), (X_pw2' - X_pb2'), (X_pw3' - X_pb3') und (X_pw4' - X_pb4') entsprechen, die durch die zuvor erwähnte Verarbeitung in dem Schritt 112 berechnet worden sind. Die Tabelle einer Relativgeschwindigkeit gegenüber einer Dämpfungskraft wird vorab in den Mikrokomputer einge bracht und speichert Daten, welche für jeden der Blenden öffungsgrade eine Charakteristik einer Änderung einer Dämpfungskraft der Dämpfer 12a, 12b, 12c und 12d bezüg lich der Relativgeschwindigkeit (X_pw' - X_pb') darstellen. Bei einem Bestimmen von jedem der Blendenöffungsgrade OP1, OP2, OP3 und OP4 wird eine Kurve ausgelesen, welche sich am nächsten an einem Punkt, der durch die Dämpfungs kraft Fi und die Relativgeschwindigkeit (X_pwi' - X_pbi') ("i" bezeichnet eine Ganzzahl von 2 bis 4) in dem Graph befindet, der in Fig. 9 gezeigt ist. Ein Blendenöffnungs grad OP, der der ausgelesenen Kurve entspricht, wird für jedes Paar einer Dämpfungskraft und einer Relativge schwindigkeit ausgewählt.

Nach der zuvor erwähnten Verarbeitung in dem Schritt 114 werden Steuersignale, die die Blendenöffnungsgrade OP1, OP2, OP3 und OP4 anzeigen, in einem Schritt 116 zu den Dämpfern 12a, 12b, 12c bzw. 12d ausgegeben. Die Blen denöffnungsgrade der Dämpfer 12a, 12b, 12c und 12d werden derart gesteuert, daß sie auf die zuvor erwähnten Blen denöffungsgrade OP1, OP2, OP3 bzw. OP4 festgelegt werden. Als Ergebnis erzeugen die Dämpfer 12a, 12b, 12c und 12d die bestimmten Soll-Dämpfungskräfte F1, F2, F3 bzw. F4.

Wie es zuvor beschrieben worden ist, werden gemäß dem zuvor erwähnten Ausführungsbeispiel durch die Verarbei tungen der Routine zum Berechnen einer ersten Dämpfungs kraft (Fig. 3) die ersten Soll-Dämpfungskräfte Fd1, Fd2, Fd3 und Fd4 zum Unterdrücken von Vibrationen der Fahr zeugkarosserie in der Hin-und-Herrichtung für die jewei ligen Räder auf der Grundlage des Einzelradmodells des Fahrzeugs unter Verwendung der Skyhook-Theorie berechnet. Durch die Verarbeitungen der Routine zum Berechnen einer zweiten Dämpfungskraft (Fig. 5) werden die zweiten Soll- Dämpfungskräfte PFd1, PFd2, PFd3 und PFd4 zum Unterdrüc ken von Vibrationen der Fahrzeugkarosserie in der Nick richtung für die jeweiligen Räder auf der Grundlage des Modells von vorderen und hinteren Rädern berechnet. Durch die Verarbeitungen der Routine zum Berechnen einer drit ten Dämpfungskraft (Fig. 7) werden die dritten Soll-Dämp fungskräfte RFd1, RFd2, RFd3 und RFd4 zum Unterdrücken von Vibrationen der Fahrzeugkarosserie in der Wankrich tung für die jeweiligen Räder auf der Grundlage des Mo dells von linken und rechten Rädern des Fahrzeugs berech net. Durch die Verarbeitung des Schritts 108 in Fig. 2 wird eine der zuvor erwähnten ersten bis dritten Soll- Dämpfungskräfte, die den größten Absolutwert aufweist, als die Soll-Dämpfungskräfte F1, F2, F3 und F4 für die Stellen der Räder FW1, FW2, RW1 bzw. RW2 ausgewählt. Die Dämpfungskräfte der Dämpfer 12a, 12b, 12c und 12d an den jeweiligen Stellen der Räder FW1, FW2, RW1 und RW2 werden derart gesteuert, daß sie auf die zuvor erwähnten Soll- Dämpfungskräfte F1, F2, F3 bzw. F4 festgelegt werden.

Als Ergebnis werden lediglich, wenn sich Vibrationen der Fahrzeugkarosserie BD in der Nick- oder Wankrichtung in einem bestimmten Maß verstärkt haben, unter der Bedin gung, daß die ersten Soll-Dämpfungskräfte Fd1, Fd2, Fd3 und Fd4 kleiner als die zweiten Soll-Dämpfungskräfte PFd1, PFd2, PFd3 bzw. PFd4 oder die dritten Soll-Dämp fungskräfte RFd1, RFd2, RFd3 bzw. RFd4 sind, die Dämp fungskräfte der Dämpfer 12a, 12b, 12c und 12d an den Stellen der jeweiligen Räder FW1, FW2, RW1 und RW2 je weils auf die zweiten Soll-Dämpfungskräfte PFd1, PFd2, PFd3 und PFd4 oder die dritten Soll-Dämpfungskräfte RFd1, RFd2, RFd3 und RFd4 zum Unterdrücken von Vibrationen der Fahrzeugkarosserie in der Nick- oder Wankrichtung auf der Grundlage des Modells von vorderen und hinteren Rädern oder von linken und rechten Rädern festgelegt. Ansonsten werden die Dämpfungskräfte der Dämpfer 12a, 12b, 12c und 12d jeweils auf die ersten Soll-Dämpfungskräfte Fd1, Fd2, Fd3 und Fd4 zum Unterdrücken von Vibrationen der Fahr zeugkarosserie in der Hin-und-Herrichtung auf der Grund lage des Einzelradmodells des Fahrzeugs festgelegt. Daher kompensiert dieses Ausführungsbeispiel eine Unzulänglich keit einer Dämpfungskraft für Nick- und Wankbewegungen der Fahrzeugkarosserie BD, während die Regelgüte, die den ersten Soll-Dämpfungskräften Fd1, Fd2, Fd3 und Fd4 zum Unterdrücken von Vertikalvibrationen der Fahrzeugkarosse rie BD zu eigen ist, sichergestellt wird. Deshalb können Vertikalvibrationen der Fahrzeugkarosserie BD wirkungs voll unterdrückt werden und können ebenso Vibrationen der Fahrzeugkarosserie BD, die von ihren Nick- und Wankbewe gungen herrühren, unterdrückt werden. Folglich erzielt das Fahrzeug einen guten Fahrkomfort und eine hohe Lauf stabilität.

In dem zuvor erwähnten Ausführungsbeispiel wird eine der ersten bis dritten Soll-Dämpfungskräfte, die den größten Absolutwert aufweist, als die Soll-Dämpfungs kräfte F1, F2, F3 bzw. F4 für die Stellen der Räder FW1, FW2, RW1 und RW2 ausgewählt. Jedoch kann in dem Fall, in dem Wankbewegungen der Fahrzeugkarosserie BD nicht beson ders schlimm sind, eine Berechnung der dritten Soll-Dämp fungskräfte weggelassen werden und können entweder die ersten Soll-Dämpfungskräfte Fd1, Fd2, Fd3 und Fd4 oder die zweiten Soll-Dämpfungskräfte PFd1, PFd2, PFd3 und PFd4, welche die größeren Absolutwerte aufweisen, als die Soll-Dämpfungskräfte F1, F2, F3 bzw. F4 für die Stellen der Räder FW1, FW2, RW1 bzw. RW2 ausgewählt werden. Dies kompensiert ebenso eine Unzulänglichkeit einer Dämpfungs kraft für die Nickbewegungen der Fahrzeugkarosserie BD, während die Regelgüte, die den ersten Soll-Dämpfungskräf ten Fd1, Fd2, Fd3 und Fd4 zum Unterdrücken von Vertikal vibrationen der Fahrzeugkarosserie BD zu eigen ist, si chergestellt wird. Deshalb können Vertikalvibrationen der Fahrzeugkarosserie BD wirksam unterdrückt werden und kön nen ebenso Vibrationen der Fahrzeugkarosserie BD, die von ihren Nickbewegungen herrühren, unterdrückt werden. Folg lich erzielt das Fahrzeug einen guten Fahrkomfort und eine hohe Laufstabilität.

Ebenso kann in dem Fall, in dem die Nickbewegungen der Fahrzeugkarosserie BD nicht besonders schlimm sind, eine Berechnung der zweiten Soll-Dämpfungskräfte wegge lassen werden und können entweder die ersten Soll-Dämp fungskräfte Fd1, Fd2, Fd3 und Fd4 oder die dritten Soll- Dämpfungskräfte RFd1, RFd2, RFd3 und RFd4, welche die größeren Absolutwerte aufweisen, als die Soll-Dämpfungs kräfte F1, F2, F3 bzw. F4 für die Stellen der Räder FW1, FW2, RW1 und RW2 ausgewählt werden. Dies kompensiert ebenso eine Unzulänglichkeit einer Dämpfkraft für die Wankbewegungen der Fahrzeugkarosserie BD, während die Re gelgüte, die den ersten Soll-Dämpfungskräften Fd1, Fd2, Fd3 und Fd4 zum Unterdrücken von Vertikalvibrationen der Fahrzeugkarosserie BD zu eigen ist, sichergestellt wird. Deshalb werden Vertikalvibrationen der Fahrzeugkarosserie BD wirkungsvoll unterdrückt und werden ebenso Vibrationen der Fahrzeugkarosserie BD unterdrückt, die von ihren Wankbewegungen herrühren. Folglich erzielt das Fahrzeug einen guten Fahrkomfort und eine hohe Laufstabilität.

In den zuvor erwähnten Ausführungsbeispielen wird eine der ersten bis dritten Soll-Dämpfungskräfte, die den größten Absolutwert aufweist, als eine endgültige Soll- Dämpfungskraft festgelegt. Jedoch kann eine endgültige Soll-Dämpfungskraft auf die folgenden Weisen durch Ver gleichen der jeweiligen Absolutwerte der ersten bis drit ten Soll-Dämpfungskräfte bestimmt werden. Das heißt die ersten bis dritten Soll-Dämpfungskräfte können durch Er höhen von Gewichten, die den ersten bis dritten Soll- Dämpfungskräften in Übereinstimmung mit einer Erhöhung der jeweiligen Absolutwerte zugewiesen sind, mittels ei ner Summenbildung synthetisiert werden. Alternativ können die zwei größten der ersten bis dritten Soll-Dämpfungs kräfte ausgewählt und per Summenbildung synthetisiert werden. Beim Durchführen einer Synthese per Summenbildung kann ein Gewicht, das der größeren der zwei ausgewählten Soll-Dämpfungskräfte zugewiesen ist, erhöht werden. In dem zuvor erwähnten Ausgestaltungsbeispiel wird eine der ersten und zweiten Soll-Dämpfungskräfte, die den größeren Absolutwert aufweist, oder eine der ersten und dritten Soll-Dämpfungskräfte, die den größeren Absolutwert auf weist, als eine endgültige Soll-Dämpfungskraft bestimmt. Jedoch kann eine endgültige Soll-Dämpfungskraft auf der Grundlage der ersten und zweiten Soll-Dämpfungskräfte oder der ersten und dritten Soll-Dämpfungskräfte durch Erhöhen eines Gewichts, das der größeren der zwei Soll- Dämpfungskräfte zugewiesen ist, durch Ausführen einer Synthese per Summenbildung bestimmt werden. Dies dient ebenso dazu, eine endgültige Soll-Dämpfungskraft auf der Grundlage der unabhängig berechneten ersten bis dritten Soll-Dämpfungskräfte, ersten und zweiten Soll-Dämpfungs kräfte oder ersten und dritten Soll-Dämpfungskräfte zu bestimmen. Daher wird eine Unzulänglichkeit einer Dämp fungskraft für Nick- und Wankbewegungen der Fahrzeugka rosserie kompensiert, während die Regelgüte, die der er sten Soll-Dämpfungskraft zum Unterdrücken von Vertikalvi brationen der Fahrzeugkarosserie zu eigen ist, sicherge stellt wird. Deshalb werden Vertikalvibrationen der Fahr zeugkarosserie wirkungsvoll unterdrückt und werden ebenso Vibrationen der Fahrzeugkarosserie unterdrückt, die von ihren Nick- und Wankbewegungen herrühren. Folglich er zielt das Fahrzeug einen guten Fahrkomfort und eine hohe Laufstabilität.

Weiterhin ist das zuvor erwähnte Ausführungsbeispiel derart aufgebaut, daß es die Vertikalbeschleunigungen X_pb1", X_pb2", X_pb3" und X_pb4" der Fahrzeugkarosserie BD als vertikale kinetische Zustandsgrößen der Fahrzeugka rosserie BD an den Stellen der Räder FW1, FW2, RW1 bzw. RW2 relativ zu einem Absolutraum erfaßt. Abgesehen von einem derartigen Aufbau kann das zuvor erwähnte Ausfüh rungsbeispiel derart aufgebaut sein, daß es die Vertikal geschwindigkeiten X_pb1', X_pb2', X_pb3' und X_pb4' der Fahr zeugkarosserie BD relativ zu dem Absolutraum erfaßt.
Ebenso kann das zuvor erwähnte Ausführungsbeispiel derart aufgebaut sein, daß es die Vertikalgeschwindigkeiten X_pb1', X_pb2', X_pb3' und X_pb4' durch Erfassen der Beträge X_pb1, X_pb2, X_pb3 und X_pb4 einer Vertikalverschiebung der Fahrzeugkarosserie BD an den Stellen der Räder FW1, FW2, RW1 bzw. RW2 relativ zu dem Absolutraum berechnet. Ebenso können hinsichtlich der Beträge (X_pw1 - X_pb1), (X_pw2 - X_pb2), (X_pw3 - X_pb3) und (X_pw4 - X_pb4) der Fahrzeugkaros serie BD (des gefederten Elements) an den Stellen der Rä der FW1, FW2, RW1 und RW2 bezüglich den jeweiligen Rädern FW1, FW2, RW1 und RW2 die Relativgeschwindigkeiten (X_pw1' - X_pb1'), (X_pw2' - X_pb2'), (X_pw3' - X_pb3') und (X_pw4' - X_pb4') erfaßt werden oder können die Relativgeschwindig keiten (X_pw1' - X_pb1'), (X_pw2' - X_pb2'), (X_pw3' - X_pb3') und (X_pw4' - X_pb4') durch Erfassen der Relativbeschleuni gungen (X_pw1" - X_pb1"), (X_pw2" - X_pb2"), (X_pw3" - X_pb3") bzw. (X_pw4" - X_pb4") berechnet werden.

In dem zuvor erwähnten Ausführungsbeispiel beinhaltet der Nickwinkelbeschleunigungssensor 23 einen Geschwindig keitssensor, der vorgesehen ist, um eine Winkelgeschwin digkeit P_a' der Fahrzeugkarosserie BD in der Nickrichtung zu erfassen. Jedoch kann die Winkelgeschwindigkeit P_a' aus einer Differenz eines Betrags einer Vertikalverschie bung zwischen vorderen und hinteren Teilen der Fahrzeug karosserie BD erfaßt werden. Anstelle eines Verwendens des Wankwinkelgeschwindigkeitssensors 24, der aus einem Geschwindigkeitssensor besteht, um eine Winkelgeschwin digkeit R_a' in der Wankrichtung der Fahrzeugkarosserie BD zu erfassen, kann die Winkelgeschwindigkeit R_a' aus einer Differenz eines Betrags einer Vertikalverschiebung zwi schen linken und rechten Teilen der Fahrzeugkarosserie BD erfaßt werden.

Weiterhin können die Sensoren 21a bis 21d für eine Beschleunigung einer gefederten Masse, die Sensoren 22a bis 22d für einen Betrag einer Vertikalverschiebung, der Nickwinkelgeschwindigkeitssensor 23 und der Wankwinkelge schwindigkeitssensor 24 zum direkten Erfassen von ver schiedenen kinetischen Zustandsgrößen teilweise ersetzt werden und kann eine Überwachungsvorrichtung verwendet werden, um einen Teil der verschiedenen kinetischen Zu standsgrößen zu schätzen und daher zu erfassen.

Als nächstes werden verschiedene Ausgestaltungen der zuvor erwähnten Routine zum Erfassen einer ersten Dämp fungskraft beschrieben. In diesen Ausgestaltungen werden die zuvor erwähnten ersten Soll-Dämpfungskräfte Fd1, Fd2, Fd3 und Fd4 auf der Grundlage einer Regeltheorie berech net, welche eine nichtlineare Vorrichtung handhaben kann und eine Aufbauspezifikation in der Form eines Frequenz bereichs vorsehen kann. Da die folgende Beschreibung auf ein Einzelradmodell des Fahrzeugs gerichtet ist, wird die Aufmerksamkeit auf lediglich eines der Räder FW1, FW2, RW1 und RW2 gerichtet und wird die Beschreibung bezüglich eines Ausführungsbeispiels zum Berechnen lediglich der ersten Soll-Dämpfungskraft Fd durchgeführt, welche ver ständlicherweise die ersten Soll-Dämpfungskräfte Fd1, Fd2, Fd3 und Fd4 darstellt. Bezüglich der anderen Räder kann die erste Soll-Dämpfungskraft auf die gleiche Weise berechnet werden. Vor der Beschreibung der verschiedenen Ausgestaltungen wird das Einzelradmodell des Fahrzeugs gemäß den Ausgestaltungen zuerst beschrieben.

a. Modell

Als Erstes wird ein Modell eines Aufhängungssystems in einem Ansatz berücksichtigt, das Aufhängungssystem in einem Zustandsraum auszudrücken. Fig. 10 zeigt eine funk tionale Ansicht des Aufhängungssystems für ein Einzelrad des Fahrzeugs. M_b bezeichnet eine Masse der Fahrzeugka rosserie (des gefederten Elements) BD, M_w bezeichnet eine Masse eines Rads WH (genauer gesagt eines ungefederten Elements, das einen unteren Querträger und dergleichen beinhaltet), und K_t bezeichnet eine Federkonstante eines Reifens TR. K_s bezeichnet eine Federkonstante der Feder 11, C_s0 bezeichnet einen linearen Abschnitt eines Dämp fungskoeffizienten C_s (hier im weiteren Verlauf als ein linearer Dämpfungskoeffizient bezeichnet) eines Dämpfers 12, der in dem Aufhängungssystem vorgesehen ist, und C_v bezeichnet einen nichtlinearen Abschnitt des Dämpfungs koeffizienten C_s (hier im weiteren Verlauf als ein nicht linearer Dämpfungskoeffizient bezeichnet). Die Summe des linearen Dämpfungskoeffizienten C_s0 und des nichtlinearen Dämpfungskoeffizienten C_v ist ein Gesamtdämpfungskoeffi zient des Dämpfers 12 (C_s = C_s0 + C_v). RD bezeichnet eine Straßenoberfläche. Angenommen, daß X_pb, X_pw und X_pr Be träge einer Verschiebung der Fahrzeugkarosserie BD, des Rads WH bzw. der Straßenoberfläche RD bezeichnen, werden Bewegungsgleichungen (26) und (27) gebildet, wie es nach stehend gezeigt ist.

M_bX_pb" = K_s(X_pw - X_pb) + C_s(X_pw' - X_pb') + C_v(X_pw - X_pb') (26)

M_wX_pw" = K_t(X_pr - X_pw) - K_s(X_pw - X_pb) - C_s(X_pw' - X_pb') - C_v(X_pw' - X_pb') (27)

In den zuvor erwähnten Formeln (26) und (27) und nachstehend erwähnten jeweiligen Formeln bezeichnet das Zeichen (') eine erste Ableitung und bezeichnet das Zei chen (") eine zweite Ableitung.

Die Führungsgröße "u" in diesem Aufhängungssystem ist der nichtlineare Dämpfungskoeffizient C_v. Daher wird, wenn das Aufhängungssystem in einem Zustandsraum mit ei ner Straßenoberflächenstörung w₁ ausgedrückt wird und der nichtlineare Dämpfungskoeffizient C_v als eine Straßen oberflächengeschwindigkeit X_pr' bzw. die Führungsgröße "u" verwendet wird, eine Formel (28) gebildet, wie sie nachstehend gezeigt ist.

X_p' = A_pX_p + B_p1w₁ + B_p2(X_p)u (28)

In der zuvor erwähnten Formel (28) werden X_p, A_p, B_p1 und B_p2 (Xp) jeweils in Übereinstimmung mit nachstehend gezeigten Formeln (29) bis (32) ausgedrückt.

Das Aufhängungssystem dieser Ausgestaltung schränkt gleichzeitig eine Vertikalgeschwindigkeit X_pb' der Fahr zeugkarosserie BD (hier im weiteren Verlauf als eine Ge schwindigkeit X_pb' einer gefederten Masse bezeichnet), welche Vibrationen der Fahrzeugkarosserie BD (des Ele ments einer gefederten Masse) stark beeinträchtigt, eine Vertikalbeschleunigung X_pb" der Fahrzeugkarosserie BD (hier im weiteren Verlauf als eine Beschleunigung X_pb" einer gefederten Masse bezeichnet), welche einen Fahrkom fort des Fahrzeugs stark beeinträchtigt, und eine Verti kalgeschwindigkeit (X_pw' - X_pb') des Rads WH bezüglich der Fahrzeugkarosserie BD (hier im weiteren Verlauf als eine Relativgeschwindigkeit (X_pw' - X_pb') bezeichnet) ein, welche Vibrationen des Rads WH stark beeinträchtigt. Demgemäß werden die Geschwindigkeit X_pb' einer gefederten Masse, die Beschleunigung X_pb" einer gefederten Masse und die Relativgeschwindigkeit (X_pw' - X_pb') als eine Regel größe Z_p verwendet. In dem Aufhängungssystem ist es ein fach, die Beschleunigung X_pb" einer gefederten Masse und einen Betrag (X_pw - X_pb) einer Verschiebung des Rads WH bezüglich der Fahrzeugkarosserie BD (hier im weiteren Verlauf einfach als ein Relativverschiebungsbetrag (X_pw - X_pb) bezeichnet) zu erfassen. Deshalb werden die Be schleunigung X_pb" einer gefederten Masse und der Relativ verschiebungsbetrag (X_pw - X_pb) im allgemeinen als eine überwachte Ausgangsgröße y_p verwendet. Wenn die über wachte Ausgangsgröße y_p in einem Zustandsraum unter der Annahme ausgedrückt wird, daß die überwachte Ausgangs größe y_p ein überwachtes Rauschen w₂ beinhaltet, werden Formeln (33) und (34) gebildet, wie sie nachstehend ge zeigt sind.

Z_p = C_p1X_p + D_p12(X_p)u (33)

y_p = C_p2X_p + D_p21w₂ + D_p22(X_p)u (34)

In den zuvor erwähnten Formeln (33) und (34) werden Z_p, y_p, C_p1, D_p12(X_p), C_p2, D_p21 und D_p22(X_p) jeweils in Übereinstimmung mit nachstehend gezeigten Formeln (35) bis (41) ausgedrückt.

Jedoch ist, da der Koeffizient B_p2(X_p) die Zustands größe X_p beinhaltet, wie es durch die zuvor erwähnte For mel (28) dargestellt ist, der Zustandsraumausdruck des zuvor erwähnten Aufhängungssystems ein bilineares System. In dem bilinearen System wird, da an dem Ursprung X = 0 B_p2(0) = 0 ungeachtet einer Änderung einer Führungsgröße "u" ist, das Ausführen eines Regelns in der Nähe des Ur sprungs unmöglich. Deshalb kann das Regelsystem für das zuvor erwähnte Aufhängungssystem nicht in Übereinstimmung mit der linearen Regeltheorie aufgebaut werden. Daher wird ein Ansatz unternommen, das Regelsystem mittels ei ner nichtlinearen H_∞-Regeltheorie zum Zwecke eines Er zielens einer erwünschten Regelgüte aufzubauen. Anders ausgedrückt wird ein Ansatz unternommen, ein Regelsystem zum Einschränken der Geschwindigkeit X_pb' einer gefeder ten Masse, der Beschleunigung X_pb" einer gefederten Masse und der Relativgeschwindigkeit (X_pw' - X_pb') aufzubauen. Hier im weiteren Verlauf werden verschiedene Beispiele des linearen H_∞-Regelsystems gemäß den verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung zum Berechnen der ersten Soll-Dämpfungskraft Fd und konkrete Berechnungsbeispiele der ersten Soll-Dämpfungskraft Fd beschrieben.

b. Erste Ausgestaltung b1. Entwurfsbeispiel eines nichtlinearen H_∞-Zu stands-Regelsystems

Als Erstes wird, um einen Ansatz zu unternehmen, das nichtlineare H_∞-Zustands-Regelsystem zu erzeugen, ein verallgemeinertes Modell eines Zustand-Regelsystems be trachtet, wie es in Fig. 11 gezeigt ist, bei dem ein Fre quenzgewicht zu der Regelgröße Z_p und der Führungsgröße "u" addiert wird. In diesem Fall bedeutet Frequenzgewicht ein dynamisches Gewicht, das sich in Übereinstimmung mit einer Frequenz ändert und in der Form einer Übertragungs funktion gegeben ist. Ein Verwenden des Frequenzgewichts ermöglicht es, ein Gewicht in einem Frequenzbereich zu erhöhen, in dem die Regelgüte zu verbessern ist, und ein Gewicht in einem Frequenzbereich zu verringern, in dem die Regelgüte vernachlässigbar ist. Weiterhin werden die Regelgröße Z_p und die Führungsgröße "u" mit Frequenzge wichten W_s(S) bzw. W_u(S) multipliziert und dann mit Funk tionen a1(X) bzw. a2(X) der Zustandsgröße X multipli ziert. Diese Funktionen sind nichtlineare Gewichtsfunk tionen. Um zu einer Riccati-Gleichung zu kommen und eine Lösung zu finden, zeigen die nichtlinearen Gewichte a1(X) und a2(X) Charakteristiken, die durch nachstehend ge zeigte Formeln (42) und (43) definiert sind.

a1(X) < 0, a2(X) < 0 (42)

a1(0) = a2(0) = 1 (43)

Diese linearen Gewichte ermöglichen es, ein Regelsy stem zum besser möglichen Einschränken eines Verstär kungsfaktors L2 aufzubauen. Ein Zustandsraumausdruck die ses Systems ist durch eine nachstehend gezeigte Formel (44) dargestellt.

X_p' = A_pX_p + B_p1w₁ + B_p2(X_p)u (44)

Ein Zustandsraumausdruck des Gewichts W_s(S), mit wel chem die Regelgröße Z_p multipliziert wird, ist durch nachstehend gezeigte Formeln (45) und (46) dargestellt.

X_w' = A_wX_w + B_wZ_p (45)

Z_w = C_wX_w + D_wZ_p (46)

X_w bezeichnet eine Zustandsgröße des Frequenzgewichts W_s(S) und Z_w bezeichnet eine Ausgangsgröße des Frequenz gewichts W_s(S). A_w, B_w, C_w und D_w sind konstante Matri zen, die durch eine Regelspezifikation bestimmt werden. Diese konstanten Matrizen A_w, B_w, C_w und D_w werden derart bestimmt, daß ein Verstärkungsfaktor für die Beschleuni gung X_b" einer gefederten Masse in einem Frequenzbereich von ungefähr 3 bis 8 Hz (Fig. 12(A)) im Hinblick darauf verringert wird, daß ein Fahrkomfort des Insassen verbes sert wird (ein Gefühl, ruckartig durchgeschüttelt zu wer den) beseitigt wird), ein Verstärkungsfaktor für die Ge schwindigkeit X_b' einer gefederten Masse in einem Fre quenzbereich von ungefähr 0,5 bis 1,5 Hz (Fig. 12(B)) im Hinblick auf ein Unterdrücken einer Resonanz der Fahr zeugkarosserie BD verringert wird und ein Verstärkungs faktor für die Relativgeschwindigkeit (X_w' - X_b') in ei nem Frequenzbereich von ungefähr 10 bis 14 Hz (Fig. 12(C)) im Hinblick auf ein Vermeiden einer Resonanz des Rads WH verringert wird. Während verhindert wird, daß die Frequenzbereiche zum Verringern dieser jeweiligen Ver stärkungsfaktoren einander überlappen und daher verhin dert wird, daß sie einander beeinflussen, werden jewei lige Elemente, die die Regelgröße Z_p bilden, das heißt die Beschleunigung X_b" einer gefederten Masse, die Ge schwindigkeit X_b' einer gefederten Masse und die Relativ geschwindigkeit (X_w' - X_b') unabhängig geregelt.

Ein Zustandsraumausdruck des Gewichts W_u(S), mit wel chem die Führungsgröße "u" multipliziert wird, ist durch nachstehend gezeigte Formeln (47) und (48) dargestellt.

X_u' = A_uX_u + B_uu (47)

Z_u = C_uX_u + D_uu (48)

X_u bezeichnet eine Zustandsgröße des Frequenzgewichts W_u(S) und Z_u bezeichnet eine Ausgangsgröße des Frequenzge wichts W_u(S). A_u, B_u, C_u und D_u sind konstante Matrizen, die durch eine Regelspezifikation bestimmt werden. Um ein Reaktionsvermögen einer elektrischen Betätigungsvorrich tung zum Steuern des Dämpfungskoeffizienten zu berück sichtigen, werden die konstanten Matrizen A_u, B_u, C_u und D_u derart bestimmt, daß ein Verstärkungsfaktor für die Führungsgröße "u" in einem Hochfrequenzbereich in Über einstimmung mit einer Frequenzcharakteristik der Betäti gungsvorrichtung eingeschränkt ist (Fig. 12(D)).

Zu diesem Zeitpunkt ist ein Zustandsraumausdruck ei nes verallgemeinerten Modells in dem nichtlinearen H_∞- Zustands-Regelsystem durch nachstehend gezeigte Formeln (49) bis (51) dargestellt.

X' = AX + B₁w₁ + B₂(X)u (49)

Z₁ = a1(X)(C₁₁X + D₁₂₁(X)u) (50)

Z₂ = a2(X)(C₁₂X + D₁₂₂u) (51)

In den zuvor erwähnten Formeln (49) bis (51) werden X, A, B₁, B₂(X), C₁₁, D₁₂₁(X), C₁₂ und D₁₂₂ jeweils durch nachstehend gezeigte Formeln (52) bis (59) ausgedrückt.

C₁₁ = [D_w C_p1 C_w 0] (56)

D₁₂₁(X) = [D_wD_p12(X_p)] (57)

C₁₂ = [0 0 C_u] (58)

D₁₂₂ = D_u (59)

Als nächstes werden, um eine Lösung auf der Grundlage einer Riccati-Gleichung zu finden, wenn der Zustandsraum ausdruck des verallgemeinerten Modells, der durch die zu vor erwähnten Formeln (49) bis (51) ausgedrückt ist, un ter der Bedingung umgeschrieben wird, der in einer nach stehend gezeigten Formel (60) definiert ist, Formeln (60) bis (63) erzielt, wie sie nachstehend gezeigt sind.

D_wD_p12(X) = 0 (60)

X' = AX + B₁W + B₂(X)u (61)

Z₁ = a1(X)C₁₁X (62)

Z₂ = a2(X)C₁₂X + a2(X)D₁₂₂u (63)

Da A eine stabile Matrix ist, die ein Dämpfungskraft- Regelsystem darstellt, wird ein Ansatz unternommen, für das zuvor erwähnte verallgemeinerte Modell eine nichtli neare H_∞-Zustands-Regelvorschrift u = k(X) zu erstellen, welche die Bedingung, daß (1) das Regelsystem einen sta bilen internen Exponenten aufweist, und die Bedingung er füllt, daß (2) der Verstärkungsfaktor L2 von der Straßen oberflächenstörung w₁ zu der Regelgröße Z gleich oder kleiner als eine positive Konstante γ ist.

Die zuvor erwähnte nichtlineare H_∞-Zustands-Regel vorschrift u = k(X) kann erzielt werden, wenn die folgen den Bedingungen festgelegt werden. Das heißt, (1) wenn D₁₂₂ ^-1 existiert und eine positive Konstante γ gegeben ist, existiert für die positive Konstante γ eine positive eindeutige symmetrische Lösung P, die die zuvor erwähnte Riccati-Gleichung (64) erfüllt, und (2) wenn die nichtli nearen Gewichte a1(X) und a2(X) eine einschränkende Be dingung erfüllen, die durch eine nachstehend gezeigte Formel (65) ausgedrückt ist, ist eine der Regelvorschrif ten u = k(X) zum internen Stabilisieren des Regelsystems und zum derartigen Bilden des Verstärkungsfaktors L2, daß er gleich oder kleiner als γ ist, durch eine nachstehend gezeigte Formel (66) gegeben.

Die nichtlinearen Gewichte a1(X) und a2(X), die die einschränkende Bedingung der Formel (66) erfüllen, sind in nachstehend gezeigten Formeln (67) bzw. (68) darge stellt.

In den zuvor erwähnten Formeln (67) und (68) ist m1(X) eine beliebige positive eindeutige Funktion. Als Ergebnis von Berechnungen, die durch den Computer durch geführt werden, ist es ermöglicht worden, die positive eindeutige symmetrische Lösung P zu finden, wie es zuvor beschrieben worden ist. Unter Verwendung der zuvor er wähnten Formel (68) wird die Formel (66) zu einer nach stehend gezeigten Formel (69) gewandelt.

u = k(X)

= -D₁₂₂ ^-1((1 + m1(X)X^TC₁₁ ^TC₁₁X)D₁₂₂ ^-TB₂ ^T(X)P + C₁₂)X (69)

Dies bedeutet, daß, obgleich eine partiale Differen tialungleichung, die Hamilton-Jacobi-Ungleichung genannt wird, im allgemeinen gelöst werden muß, um ein Regelsy stem aufzubauen, das die nichtlineare H_∞-Regeltheorie verwendet, die Regelvorschrift durch Lösen einer Riccati- Ungleichung anstelle einer Hamilton-Jacobi-Ungleichung durch Auferlegen der einschränkenden Bedingung der zuvor erwähnten Formel (65) auf die nichtlinearen Gewichte a1(X) und a2(X) aufgebaut werden kann, wie es zuvor be schrieben worden ist. Eine Riccati-Ungleichung kann ein fach unter Verwendung einer bekannten Software, wie zum Beispiel Matlab, gelöst werden. Daher ermöglicht es die ses Verfahren, einfach eine positive eindeutige symmetri sche Lösung P zu finden und die Regelvorschrift u = k(X) abzuleiten.

Das zuvor erwähnte D₁₂₂ existiert nicht in der Ric cati-Ungleichung und bezieht sich lediglich auf die ein schränkende Bedingung, die auf die nichtlinearen Gewichte und die Regelvorschrift auferlegt wird. Dies bedeutet, daß die Regelvorschrift, die D₁₂₂ verwendet, in einigem Ausmaß ohne erneutes Lösen der Riccati-Ungleichung einge stellt werden kann. Anders ausgedrückt bedeutet eine Ein stellung der zuvor erwähnten Regelvorschrift das Skalie ren der Führungsgröße "u". Wenn das Skalierungsverhältnis mit 10 multipliziert wird, wird D₁₂₂ mit 1/10 multipli ziert und werden die Ausdrücke von B₂(X) und C₁₂ in der zuvor erwähnten Formel (66) mit 100 bzw. 10 multipli ziert.

Als nächstes wird, um eine Rolle zu bestätigen, die die nichtlinearen Gewichte spielen, ein verallgemeinertes Modell eines bilinearen Systems, das keinerlei nichtli neares Gewicht verwendet, betrachtet und mit dem zuvor erwähnten verallgemeinerten Modell verglichen, das die nichtlinearen Gewichte verwendet. Das heißt, die zuvor erwähnten nichtlinearen Gewichte a1(X) und a2(X) werden als a1(X) = 1 bzw. a2(X) = 1 definiert. Ebenso wird es für die Zwecke einer Vereinfachung bestimmt, daß C₁₂ = 0 ist und daß D₁₂₂ = 1 ist, wobei dies unter der Annahme geschieht, daß eine orthogonale Bedingung erfüllt ist. Der Zustandsraumausdruck, der durch die zuvor erwähnten Formeln (61) bis (63) dargestellt ist, wird in Überein stimmung mit nachstehend gezeigten Formeln (70) bis (72) ausgedrückt.

X' = AX + B₁W + B₂(X)u (70)

Z₁ = C₁₁X (71)

Z₂ = u (72)

Daher wird die Regelvorschrift u = k(X) für das ver allgemeinerte Modell in Übereinstimmung mit einer nach stehend gezeigten Formel (73) ausgedrückt.

u = B₂ ^T(X)PX (73)

P ist eine positive eindeutige symmetrische Lösung, die die nachstehend gezeigte Riccati-Ungleichung (74) er füllt.

Ein lineares Näherungssystem in der Nähe des Ur sprungs des verallgemeinerten Modells, das durch die zu vor erwähnten Formeln (70) bis (72) dargestellt ist, wird in Übereinstimmung mit nachstehend gezeigten Formeln (75) bis (77) ausgedrückt.

X' = AX + B₁W (75)

Z₁ = C₁₁X (76)

Z₂ = u (77)

Die Riccati-Ungleichung in der zuvor erwähnten Formel (74) bedeutet, daß das Regelsystem intern stabil für das verallgemeinerte Modell ist und daß der Verstärkungsfak tor L2 gleich oder kleiner als γ ist. Das heißt, der Ver stärkungsfaktor L2 des bilinearen Systems wird durch ei nen Wert an dem Ursprung (Z = 0), der in Fig. 13 gezeigt ist, bestimmt. Dies ist so, da das bilineare System B₂(0) = 0 an dem Ursprung ist und deshalb die Führungsgröße "u" so unwirksam ist, daß der Verstärkungsfaktor L2 in der Nähe des Ursprungs nicht verbessert werden kann. Das ver allgemeinerte Modell mit der Führungsgröße "u", die gleich 0 ist (die Formeln (70) bis (72)), stimmt ebenso mit dem linear angenäherten verallgemeinerten Modell (die Formeln (75) bis (77)) überein. Daher bedeutet die Riccati-Ungleichung in der Formel (74), daß auch in dem Fall, in dem die Führungsgröße "u" gleich 0 für das ver allgemeinerte Modell (die Formeln (70) bis (72)) ist, das Regelsystem intern stabil und der Verstärkungsfaktor L2 gleich oder kleiner als γ ist. Das heißt, daß auch dann, wenn sich die Zustandsgröße X erhöht hat und die Füh rungsgröße "u" wirksam wird, in dem Fall, in dem ein Re gelsystem für das verallgemeinerte Modell (die Formeln (70) bis (72)) mit einer Regelgröße, die durch nachste hend gezeigte Formeln (78) und (79) ausgedrückt ist, auf gebaut ist, es lediglich garantiert ist, daß der V 80507 00070 552 001000280000000200012000285918039600040 0002010019763 00004 80388erstär kungsfaktor L2, auch nachdem er mit der Führungsgröße "u" multipliziert worden ist, nicht größer als g₀ wird.

Z₁ = C₁₁X (78)

Z₂ = u (79)

Das heißt, wenn die Regelgröße wie in den zuvor er wähnten Formeln (78) und (79) ausgedrückt ist, kann die Regelgüte durch die Verwendung der Führungsgröße "u" ver bessert werden, kann aber keinen Unterschied im Vergleich mit dem Fall von u = 0 machen. Daher werden die nichtli nearen Gewichte a1(X) und a2(X) an den Regelgrößen Z₁ bzw. Z₂ angewendet, wodurch Formeln (80) und (81) gebil det werden, wie sie nachstehend gezeigt sind. Dies ermög licht es, ein Regelsystem aufzubauen, das den Verstär kungsfaktor L2 der Vorrichtung der X-Achse, welche den Ursprungspegel darstellt, mittels der nichtlinearen Ge wichte an Stellen annähert, die von dem Ursprung entfernt sind, wie es durch eine Linie g₁ in Fig. 13 gezeigt ist.

Z₁ = a1(X)C₁₁X (80)

Z₂ = a2(X)u (81)

Bei diesem Regeln wird der Dämpfungskoeffizient C_s des Dämpfers 12 in den linearen Dämpfungskoeffizienten C_s0 und den nichtlinearen Dämpfungskoeffizienten C_v ge teilt und ist das Regelsystem mit dem nichtlinearen Dämp fungskoeffizienten C_v aufgebaut worden, der als die Füh rungsgröße "u" verwendet wird. Wie es in Fig. 14A gezeigt ist, ist der lineare Dämpfungskoeffizient C_s0 ungefähr in der Nähe der Mitte zwischen einer Charakteristikkurve ei ner minimalen Dämpfungskraft (die einem maximalen Blen denöffnungsgrad entspricht) des Dämpfers 12 und einer Charakteristikkurve einer maximalen Dämpfungskraft (die einem minimalen Blendenöffnungsgrad entspricht) des Dämp fers 12 festgelegt und wird der Verstärkungsfaktor der Regelgröße "u" in Übereinstimmung mit einer Frequenz ge regelt. Der Dämpfungskraftkoeffizient C_s ändert sich an gegenüberliegenden Seiten des linearen Dämpfungskoeffizi enten C_s0 und die Dämpfungskraft, die aus dem linearen Dämpfungskoeffizienten C_s0 erzielt wird, ist derart aus gelegt, daß sie zwischen den zuvor erwähnten Charakter istikkurven einer minimalen und einer maximalen Dämp fungskraft bleibt. Demgemäß kann der nichtlineare Dämp fungskoeffizient C_v einfach in Übereinstimmung mit einer Entwurfsspezifikation des Dämpfers 12 bestimmt werden und kann das Dämpfungskraftregeln innerhalb eines Bereichs durchgeführt werden, der mit einem tatsächlichen Dämpfer 12 durchführbar ist. Folglich kann das Dämpfungskraftre geln durchgeführt werden, wie es erwünscht ist. Zum Ver gleich zeigt Fig. 14B ein Lissajoufiguren-Diagramm in dem Fall, in dem der Dämpfungskoeffizient des Dämpfers 12 auf der Grundlage der Skyhook-Theorie geregelt wird. In die sem Fall kann das Regeln nicht innerhalb des Bereichs durchgeführt werden, der mit dem tatsächlichen Dämpfer 12 durchführbar ist, und es ist unmöglich, das Regeln durch zuführen, wie es erwünscht ist.

Weiterhin wird, wenn die Dämpfungskraft (der Dämp fungskoeffizient) des Dämpfers 12 derart ausgelegt wird, daß er stufenweise zu einer einer Mehrzahl von Stufen ge schaltet wird, der zuvor erwähnte lineare Dämpfungskoef fizient C_s0 derart festgelegt, daß die Dämpfungskraft, die durch den linearen Dämpfungskoeffizient C_s0 bestimmt wird, innerhalb eines Bereichs von kleinen Dämpfungskräf ten im wesentlichen gleich einer Dämpfungskraft wird, die durch eine bestimmte der zuvor erwähnten Stufen des Dämp fers 12 erzeugt wird. Bei dem Aufhängungssystem dieser Art ist in einem Bereich, in dem die Dämpfungskraft klein ist, die Linearität der Dämpfungskraft bezüglich der Re lativgeschwindigkeit stark. Anders ausgedrückt ist es ziemlich wahrscheinlich, daß der nichtlineare Dämpfungs koeffizient gleich "0" werden wird. Daher ist es höchst wahrscheinlich, daß der Dämpfer 12 an der vorbestimmten einen der Stufen aufrechterhalten wird und sich die Fre quenz verringert, mit welcher der Dämpfungskoeffizient geschaltet wird. Deshalb wird eine hohe Beständigkeit an dem Dämpfer 12 vorgesehen.

b2. Berechnungsbeispiel einer ersten Ausgestaltung

Als nächstes wird ein Berechnungsbeispiel der ersten Soll-Dämpfungskraft Fd unter Verwendung der zuvor erwähn ten nichtlinearen H_∞-Zustands-Regelvorschrift beschrie ben.

In diesem Fall sind zusätzlich zu den Sensoren 21a, 21b, 21c und 21d für eine Beschleunigung einer gefederten Masse, den Sensoren 22a, 22b, 22c und 22d für einen Be trag einer Relativverschiebung, dem Nickwinkelgeschwin digkeitssensor 23 und dem Wankwinkelgeschwindigkeitssen sor 24 Sensoren 25a, 25b, 25c und 25d für einen Betrag einer Reifenverschiebung und Sensoren 26a, 26b, 26c und 26d für eine Beschleunigung einer ungefederten Masse, welche für die Räder FW1, FW2, RW1 bzw. RW2 vorgesehen sind, mit der elektrischen Steuervorrichtung 20 verbun den, wie es durch gestrichelte Linien in Fig. 1 darge stellt ist. Jedoch behandelt die folgende Beschreibung ein Beispiel eines Berechnens der ersten Soll-Dämpfungs kraft Fd eines Einzelrads, das die Räder FW1, FW2, RW1 und RW2 darstellt. Deshalb wird in der folgenden Be schreibung auf die Sensoren 25a, 25b, 25c und 25d für ei nen Betrag einer Reifenverschiebung einfach als auf einen Sensor 25 für einen Betrag einer Reifenverschiebung ver wiesen und wird auf die Sensoren 26a, 26b, 26c und 26d für eine Beschleunigung einer ungefederten Masse einfach als auf einen Sensor 26 für eine Beschleunigung einer un gefederten Masse verwiesen. Auf ähnliche Weise wird auf die Sensoren 21a, 21b, 21c und 21c für eine Beschleuni gung einer gefederten Masse und auf die Sensoren 22a, 22b, 22c und 22d für einen Betrag einer Relativverschie bung einfach als auf einen Sensor 21 für eine Beschleuni gung einer gefederten Masse bzw. einen Sensor 22 für ei nen Betrag einer Relativverschiebung verwiesen.

Der Sensor 25 für einen Betrag einer Reifenverschie bung erfaßt einen Betrag (X_pr - X_pw) einer Verschiebung des Reifens TR, welcher ein Relativverschiebungsbetrag zwischen einer Straßenoberflächenverschiebung X_pr und ei ner Verschiebung X_pw einer ungefederten Masse ist. Zum Beispiel wird der Reifenverschiebungsbetrag (X_pr - X_pw) auf der Grundlage von Ausgangssignalen aus einem Dehnmeß streifensensor zum Erfassen eines Grads einer Deformation des Reifens, einem Drucksensor zum Erfassen eines Luft drucks des Reifens und dergleichen erfaßt. Der Sensor 26 für eine Beschleunigung einer ungefederten Masse ist an dem Rad WH befestigt und erfaßt eine Beschleunigung X_pw" einer ungefederten Masse, die eine Vertikalbeschleunigung des Rads WH anzeigt. Der Mikrocomputer in der elektri schen Steuervorrichtung 20 führt eine Routine zum Berech nen einer ersten Dämpfungskraft, die in Fig. 15 gezeigt ist, in Intervallen einer vorbestimmten Zeitperiode mit tels des eingebauten Zeitgebers aus und berechnet dadurch eine erste Soll-Dämpfungskraft Fd.

Das Ausführen der Routine zum Berechnen einer ersten Dämpfungskraft wird in einem Schritt 200 gestartet. In einem Schritt 202 werden Erfassungssignale, die den Rei fenverschiebungsbetrag (X_pr - X_pw), den Relativverschie bungsbetrag (X_pw - X_pb), die Beschleunigung X_pb" einer gefederten Masse und die Beschleunigung X_pw" einer unge federten Masse anzeigen, von dem Sensor 25 für einen Be trag einer Reifenverschiebung, dem Sensor 22 für einen Betrag einer Relativverschiebung, dem Sensor 21 für eine Beschleunigung einer gefederten Masse bzw. dem Sensor 26 für eine ungefederte Masse eingegeben. Dann werden in ei nem Schritt 204 die Beschleunigung X_pb" einer gefederten Masse und die Beschleunigung X_pw" einer ungefederten Masse über die Zeit integriert, wodurch eine Geschwindig keit X_pb' einer gefederten Masse und eine Geschwindigkeit X_pb' einer ungefederten Masse berechnet werden. Ebenso wird der Relativverschiebungsbetrag (X_pw - X_pb) über die Zeit integriert, wodurch eine Relativgeschwindigkeit (X_pw' - X_pb') berechnet wird.

Als nächstes werden in einem Schritt 206 B_p2(Xp) und D_p12(Xp) in Übereinstimmung mit nachstehend erwähnten Formeln (82) und (83), welche zu den zuvor erwähnten For meln (32) und (38) identisch sind, unter Verwendung der Relativgeschwindigkeit (X_pw' - X_pb') berechnet. B₂(X) wird dann in Übereinstimmung mit einer nachstehend er wähnten Formel (84), welche zu der zuvor erwähnten Formel (55) identisch ist, unter Verwendung von B_p2(Xp) und D_p12(X_p) berechnet.

In den zuvor erwähnten Formeln (82) und (83) bezeich nen M_w und M_b eine Masse des Rads WH bzw. eine Masse der Fahrzeugkarosserie BD. In der zuvor erwähnten Formel (84) bezeichnen B_w und W_u Koeffizientenmatrizen, die sich auf Frequenzgewichte W_s(S) und W_u(S) beziehen, die in den zu vor erwähnten Formeln (45) bzw. (47) festgelegt werden. Diese Koeffizientenmatrizen sind konstante Matrizen, die vorab in dem Mikrocomputer gespeichert werden.

Nach der zuvor erwähnten Verarbeitung in dem Schritt 206 wird eine Zustandsvariable Xw der Frequenzgewichte in einem Schritt 208 in Übereinstimmung mit einer nachste hend erwähnten Formel (85), welche zu der zuvor erwähnten Formel (45) identisch ist, unter Verwendung der Regel größe Z_p (der Geschwindigkeit X_pb' einer gefederten Masse, der Beschleunigung X_pb" einer gefederten Masse und der Relativgeschwindigkeit (X_pw' - X_w')) berechnet, wel che ein Regelziel dieses Beispiels ist, das in der Verar beitung des Schritts 202 eingegeben worden ist oder in der Verarbeitung des Schritts 204 berechnet worden ist und durch die zuvor erwähnte Formel (35) definiert ist.

X_w' = A_wX_w + B_wZ_p (85)

In der zuvor erwähnten Formel (85) bezeichnen A_w und B_w Koeffizientenmatrizen, die sich auf das Frequenzge wicht W_s(S) beziehen, das in der zuvor erwähnten Formel (45) festgelegt wird. Diese Matrizen sind konstante Ma trizen, die vorab in dem Mikrocomputer gespeichert wer den.

Als nächstes werden in einem Schritt 210 eine Zu standsvariable X_u des Frequenzgewichts, die sich auf die Führungsgröße "u" bezieht, eine erweiterte Zustandsgröße X und eine Führungsgröße "u" unter Verwendung von Formeln (86) bis (88) berechnet, welche zu den zuvor erwähnten Formeln (47), (52) bzw. (69) identisch sind.

X_u' = A_uX_u + B_uu (86)

u = k(X)
= -D₁₂₂ ^-1((1 + m1(X)X^TC₁₁ ^TC₁₁X)D₁₂₂ ^-TB₂ ^T(X)P + C₁₂)X (88)

In der zuvor erwähnten Formel (86) sind A_u und B_u Koeffizientenmatrizen, die sich auf das Frequenzgewicht W_u(S) beziehen, das in der zuvor erwähnten Formel (47) festgelegt wird. Diese Matrizen sind konstante Matrizen, die vorab in dem Mikrocomputer gespeichert werden. D₁₂₂ in der zuvor erwähnten Formel (88), welches durch die zu vor erwähnte Formel (59) definiert wird, ist eine Koeffi zientenmatrix, die sich auf das Frequenzgewicht W_u(S) be zieht, das in der zuvor erwähnten Formel (48) festgelegt wird, und ist eine konstante Matrix, die vorab in dem Mi krocomputer gespeichert wird. m1(X) ist eine beliebige positive eindeutige Funktion, und ein Algorithmus, der die Funktion betrifft, wird vorab in dem Mikrocomputer gespeichert. Die positive eindeutige Funktion m1(X) kann auf eine positive Konstante, zum Beispiel "1,0", festge legt werden. C₁₁ wird durch die zuvor erwähnten Formeln (37) und (56) definiert. Anders ausgedrückt ist C₁₁ eine konstante Matrix, welche vorab in dem Mikrocomputer ge speichert wird und welche durch die Masse M_w des Rads, die Masse M_b der Fahrzeugkarosserie BD, die Federkon stante K_s der Feder 11, den linearen Dämpfungskoeffizien ten Cs0 des Dämpfers 12 und die Koeffizientenmatrizen C_w und D_w definiert ist, die sich auf das Frequenzgewicht W_s(S) beziehen, die in der zuvor erwähnten Formel (46) festgelegt werden. B₂(X) ist eine Matrix, die in dem zu vor erwähnten Schritt 206 berechnet wird. P ist eine po sitive eindeutige symmetrische Lösung, die die zuvor er wähnten Formeln (64) und (65) erfüllt, und ist eine kon stante Matrix, die vorab in dem Mikrocomputer gespeichert wird. C₁₂, welches durch die zuvor erwähnte Formel (58) definiert wird, ist eine konstante Matrix, die die Koef fizientenmatrix C_u beinhaltet, die sich auf das Frequenz gewicht W_u(S) bezieht, das in der zuvor erwähnten Formel (48) festgelegt wird, und wird vorab in dem Mikrocomputer gespeichert.

Bei einem Berechnen der Zustandsvariablen X_u, die sich auf das Frequenzgewicht der Führungsgröße "u" be zieht, der erweiterten Zustandsgröße X und der Führungs größe "u" in einem Schritt 210 werden jeweilige Werte X_u, X und u mit Anfangswerten versehen und werden Berechnun gen in Übereinstimmung mit den zuvor erwähnten Formeln (85) bis (88) wiederholt durchgeführt, bis die jeweiligen Werte X_u, X und u konvergieren. Auf diese Weise werden die Werte X_u, X und u bestimmt.

Nach der zuvor erwähnten Verarbeitung in dem Schritt 210 wird, da die Führungsgröße "u" gleich dem nichtlinea ren Dämpfungskoeffizienten C_v ist, ein Gesamt-Soll-Dämp fungskoeffizient C_s des Dämpfers in einem Schritt 212 in Übereinstimmung mit einer nachstehend erwähnten Formel (89) berechnet, wobei der lineare Dämpfungskoeffizient C_s0 zu der Führungsgröße "u" addiert wird. In einem Schritt 216 wird das Ausführen der Routine zum Berechnen einer ersten Dämpfungskraft beendet.

C_s = C_s0+ C_v = C_s0 + u (89)

Als nächstes wird in einem Schritt 214 die erste Soll-Dämpfungskraft Fd in Übereinstimmung mit einer nach stehend erwähnten Formel (90) berechnet, wobei der be rechnete Soll-Dämpfungskoeffizient C mit der Relativge schwindigkeit (X_pw' - X_pb') multipliziert wird, die in der zuvor erwähnten Verarbeitung des Schritts 204 berech net wird.

Fd = C_s(X_pw' - X_pb') (90)

c. Zweite Ausgestaltung c1. Entwurfsbeispiel eines nichtlinearen H_∞-Aus gangs-Regelsystems

Als nächstes wird der Aufbau des zuvor erwähnten nichtlinearen H_∞-Zustands-Regelsystems weiter erläutert. Das heißt, ein Schätzwert wird aus einer Überwachungsvor richtung erzielt, welche einen Teil (zum Beispiel den Reifenverschiebungsbetrag (X_pr - X_pw) und den Relativver schiebungsbetrag (X_pw - X_pb) oder den Reifenverschie bungsbetrag (X_pr - X_pw), den Relativverschiebungsbetrag (X_pw - X_pb) und die Geschwindigkeit (X_pw') der Zustands größe Xp (den Reifenverschiebungsbetrag (X_pr - X_pw), den Relativverschiebungsbetrag (X_pw - X_pb), die Geschwindig keit X_pw' einer ungefederten Masse und die Beschleunigung X_pb" einer gefederten Masse) in dem Regelsystem beinhal tet, und der Schätzwert wird bei einem Ansatz verwendet, ein nichtlineares H_∞-Ausgangs-Regelsystem zu entwerfen. In diesem Fall wird ein verallgemeinertes Modell eines Ausgangs-Regelsystems betrachtet, wie es in Fig. 16 ge zeigt ist, bei dem Frequenzgewichte zu der Regelgröße Z_p und der Führungsgröße "u" addiert werden. In diesem Fall wird die Regelgröße Z_p mit einer nichtlinearen Gewichts funktion a1(X, Xˆ) multipliziert, nachdem sie mit dem Frequenzgewicht W_s(S) multipliziert worden ist, und wird die Regelgröße "u" mit einer nichtlinearen Gewichtsfunk tion a2(X, Xˆ) multipliziert, nachdem sie mit dem Fre quenzgewicht W_u(S) multipliziert worden ist. Diese nicht linearen Gewichtsfunktionen a1(X, Xˆ) und a2 (X, Xˆ) wei sen Charakteristiken auf, die in den nachstehend gezeig ten Formeln (91) und (92) dargestellt sind. Dies ermög licht es, ein Regelsystem zum besser möglichen Einschrän ken des Verstärkungsfaktors L2 zu entwerfen. Wie es zuvor beschrieben worden ist, bezeichnet Xˆ eine Zustandsgröße, die teilweise einen Schätzwert beinhaltet.

a1(X, Xˆ) < 0, a2(X, Xˆ) < 0 (91)

a1(0, 0) = a2(0, 0) = 1 (92)

Sowohl ein Zustandsraumausdruck dieses Systems als auch ein Zustandsraumausdruck des Frequenzgewichts W_s(S), mit welchen die Regelgröße Z_p multipliziert wird, und ein Zustandsraumausdruck des Frequenzgewichts W_u(S), mit wel chem die Führungsgröße "u" multipliziert wird, sind in Übereinstimmung mit nachstehend gezeigten Formeln (93) bis (97) wie in dem Fall des zuvor erwähnten Zustands-Re gelsystems ausgedrückt.

X_p' = A_pX_p + B_p11 + B_p2(X_p)u (93)

X_w' = A_wX_w + B_wZ_p (94)

Z_w = C_wX_w + D_wZ_p (95)

X_u' = A_uX_u + B_uu (96)

Z_u = C_uX_u + D_uu (97)

Die Zustandsvariable X_w, die berechnete Funktion Z_w und die konstanten Matrizen A_w, B_w, C_w und D_w sind die gleichen wie in dem Fall des zuvor beschriebenen Zu stands-Regelsystems.

Jedoch ist ein Zustandsraumausdruck des verallgemei nerten Modells in diesem nichtlinearen H_∞-Ausgangs-Re gelsystem durch nachstehend gezeigte Formeln (98) bis (101) dargestellt.

X' = AX + B₁w + B₂(X)u (98)

Z₁ = a1(X, Xˆ)(C₁₁X + D₁₂₁(X)u) (99)

Z₂ = a2(X, Xˆ)(C₁₂X + D₁₂₂ u) (100)

y = C₂X + D₂₁W + D₂₂(X)u (101)

X, W, A, B₁, B₂(X), C₁₁, D₁₂₁(X), C₁₂, D₁₂₂, C₂, D₂₁ und D₂₂(X) in den zuvor erwähnten Formeln (98) bis (101) werden jeweils durch nachstehend gezeigte Formeln (102) bis (113) ausgedrückt.

C₁₁ [D_wC_pC_p1 C_w0] (107)

D₁₂₁(X) = [D_wD_p12(X_p)] (108)

C₁₂ = [0 0 C_u] (109)

D₁₂₂ = D_u (110)

C₂ = [C_p2 0 0] (111)

D₂₁ = [0 D_p21] (112)

D₂₂(X) = D_p22(X_p) (113)

Als nächstes wird, um eine Lösung auf der Grundlage einer Riccati-Gleichung zu finden, der Zustandsraumaus druck des verallgemeinerten Modells, der durch die zuvor erwähnten Formeln (98) bis (101) ausgedrückt wird, unter der in einer nachstehend gezeigten Formel (114) vorge schriebenen Bedingung gewandelt, wodurch Formeln (115) bis (118) gebildet werden, wie sie nachstehend gezeigt sind.

D_wD_p12(X) = 0 (114)

X' = AX + B₁w + B₂(X)u (115)

Z₁ = a1(X, Xˆ)C₁₁X (116)

Z₂ = a2(X, Xˆ)C₁₂X + a2(X, Xˆ)D₁₂₂u (117)

y = C₂X + D₂₁ + D₂₂(X)u (118)

Wie in dem Fall des zuvor erwähnten Zustands-Regelsy stems wird für das zuvor erwähnte verallgemeinerte Modell ein Ansatz unternommen, eine nichtlineare H_∞-Ausgangs- Regelvorschrift u = k(y) zu bilden, welche die Bedingung, daß (1) das Regelsystem einen stabilen internen Exponen ten aufweist, und die Bedingung erfüllt, daß (2) der ver stärkungsfaktor L2 von w zu Z gleich oder kleiner als eine positive Konstante γ ist. Weiterhin wird in der fol genden Beschreibung das nichtlineare H_∞-Ausgangs-Regeln in erste bis dritte Arten klassifiziert.

c1-1) Entwurfsbeispiel eines Regelsystems einer er sten Art

Die erste Art bezieht sich auf einen Fall, in dem B₂(X) in der Formel (106) und D₂₂(X) in der Formel (113) bekannte Funktionen sind, das heißt einen Fall, in dem mindestens die Relativgeschwindigkeit (X_pw' - X_pb') über wachbar sind und der Überwachungsvorrichtungs-Verstär kungsfaktor L eine konstante Matrix ist.

Die zuvor erwähnte nichtlineare H_∞-Ausgangs-Regel vorschrift u = k(y) kann erzielt werden, wenn die folgen den Bedingungen gegeben sind. Das heißt, (1) wenn D₁₂₂ ^-1 existiert, γ₁ eine positive Konstante ist, die γ₁ ²I - D₂₁ ^TΘ^TΘD₁₂ < 0, γ₂ < 1 erfüllt, und positive eindeutige symmetrische Matrizen P, Q und eine positive eindeutige Matrix Θ, die eine Ricatti-Ungleichung erfüllen, zum Entwerfen einer Überwachungsvorrichtung (eines Überwa chungsvorrichtungs-Verstärkungsfaktors) einer nachstehend erwähnten Formel (119) und eine Riccati-Ungleichung zum Entwerfen eines Reglers (einer Steuervorrichtung) einer nachstehend erwähnten Formel (120) existieren, und (2) wenn die nichtlinearen Gewichte a1(X, Xˆ) und a2(X, Xˆ) eine einschränkende Bedingung erfüllen, die durch nach stehend gezeigte Formeln (121) und (122) ausgedrückt ist, ist eine der Regelvorschriften in Übereinstimmung mit ei ner nachstehend erwähnten Formel (123) durch nachstehend gezeigte Formeln (124) und (125) gegeben.

Der Überwachungsvorrichtungs-Verstärkungsfaktor L wird durch eine nachstehend gezeigte Formel (126) ausge drückt.

L = -QC₂ ^TΘ^TΘ (126)

Das Zeichen "∥ ∥" bezeichnet eine Euclid'sche Norm und das Zeichen "∥ ∥2" bezeichnet eine Norm in einem qua dratisch integrierbaren Funktionsraum L₂ und wird durch eine nachstehend erwähnte Formel (127) für f(t) ∈ L₂ de finiert.

Θ ist eine positive eindeutige Matrix und Θ^-1 exi stiert. Die Verwendung von Θ läßt ein Einstellen des Überwachungsvorrichtungs-Verstärkungsfaktors L zu. Wie in dem Fall mit der zuvor erwähnten Zustands-Regelvorschrift kann der Verstärkungsfaktor L der Steuervorrichtung unter Verwendung von D₁₂₂ eingestellt werden. Weiterhin ist γ₁ ein Verstärkungsfaktor L2 der Überwchungsvorrichtung und ist γ₂ ein Verstärkungsfaktor L2 des Reglers. Ein Ver stärkungsfaktor L2 des Regelsystems wird als ein Produkt von y₁ und γ₂ bestimmt. Demgemäß muß der Verstärkungsfak tor L2 des Systems durch geeignetes Einstellen der Über wachungsvorrichtung und des Reglers bestimmt werden.

Die nichtlinearen Gewichte a1(X, Xˆ) und a2(X, Xˆ), die die einschränkenden Bedingungen der zuvor erwähnten Formeln (121) bzw. (122) erfüllen, sind nachstehend ange geben.

In den zuvor erwähnten Formeln (128) und (129) ist m1(X, Xˆ) eine beliebige positive eindeutige Funktion und ist ε eine positive Konstante, die Ungleichungen ε < 1 und εγ₂ ² < 1 erfüllt. Als Ergebnis von Berechnungen, die durch den Computer durchgeführt werden, ist es ermöglicht worden, die positive eindeutige symmetrische Lösung P zu finden, wie es zuvor beschrieben worden ist. Unter Ver wendung der zuvor erwähnten Formeln (128) und (129) wer den die zuvor erwähnten Formeln (124) und (125) jeweils in nachstehend gezeigte Formeln (130) und (131) gewan delt.

X'ˆ (A + LC₂)Xˆ + (B₂(X) + LD₂₂(X))u - Ly (130)

Folglich kann ebenso in diesem Fall einfach eine Lö sung mittels einer bekannten Software auf die gleiche Weise wie in dem Fall des zuvor erwähnten Zustands-Regel systems gefunden werden. Deshalb ermöglicht es dieses Verfahren, einfach die positive eindeutige symmetrische Lösung P zu finden und die geschätzte Zustandsgröße X'ˆ und die Regelvorschrift u = k(y) abzuleiten.

c1-2) Berechnungsbeispiel einer ersten Art

Als nächstes wird ein Berechnungsbeispiel der Soll- Dämpfungskraft Fd unter Verwendung der zuvor erwähnten Regelvorschrift der ersten Art beschrieben. In diesem Fall werden der Sensor 25 für einen Reifenverschiebungs betrag (die Sensoren 25a, 25b, 25c und 25d für einen Be trag einer Reifenverschiebung in Fig. 1) und der Sensor 26 für eine Beschleunigung einer ungefederten Masse (die Sensoren 26a, 26b, 26c und 26d für eine Beschleunigung einer ungefederten Masse in Fig. 1) weggelassen und führt der Mikrocomputer eine Routine zum Berechnen einer ersten Dämpfungskraft, die in Fig. 17 gezeigt ist, anstelle der Routine zum Berechnen einer ersten Dämpfungskraft, die in Fig. 15 gezeigt ist, aus. In anderen Hinsichten ist die ses Beispiel zu der zuvor erwähnten ersten Ausgestaltung identisch.

Das Ausführen der Routine zum Berechnen einer ersten Dämpfungskraft in Fig. 17 wird in diesem Fall ebenso in einem Schritt 200 gestartet. In einem Schritt 202a werden Erfassungssignale, die einen Relativverschiebungsbetrag (X_pw - X_pb) und eine Beschleunigung X_pb" einer gefederten Masse anzeigen, von dem Sensor 22 für einen Betrag einer Relativverschiebung bzw. dem Sensor 21 für eine Beschleu nigung einer gefederten Masse eingegeben. In einem Schritt 204a werden wie in dem Fall mit dem zuvor erwähn ten ersten Ausgestaltungsbeispiel eine Relativgeschwin digkeit (X_pw' - X_pb') und eine Geschwindigkeit X_pb' einer gefederten Masse berechnet.

Als nächstes werden in einem Schritt 206a B_p2(X_p) und D_p12(X_p) in Übereinstimmung mit nachstehend erwähnten Formeln (132) und (133), welche zu den zuvor erwähnten Formeln (32) und (38) identisch sind, unter Verwendung der Relativgeschwindigkeit (X_pw' - X_pb') berechnet. Dann wird B₂(X) in Übereinstimmung mit einer nachstehend er wähnten Formel (134), welche zu der zuvor erwähnten For mel (106) identisch ist, unter Verwendung von B_p2(X_p) und D_p12(X_p) berechnet. D₂₂(X) wird in Übereinstimmung mit nachstehend erwähnten Formeln (135) und (136), welche zu den zuvor erwähnten Formeln (41) bzw. (113) identisch sind, unter Verwendung der Relativgeschwindigkeit (X_pw' - X_pb') berechnet.

D₂₂(X) = D_p22(X_p) (136)

In den zuvor erwähnten Formeln (132) bis (135) be zeichnen M_w, M_b, B_w und B_u die gleichen Werte oder kon stante Matrizen wie in dem zuvor erwähnten ersten Ausge staltungsbeispiel.

Nach der zuvor erwähnten Verarbeitung des Schritts 206a werden eine geschätzte Zustandsgröße Xˆ und eine Führungsgröße "u" unter Verwendung von Formeln (137) und (138), welche zu den zuvor erwähnten Formeln (130) und (131) identisch sind, auf die gleiche Weise wie in dem zuvor erwähnten ersten Ausgestaltungsbeispiel berechnet.

X'ˆ = (A + LC₂)Xˆ + (B₂(X) + LD₂₂(X))u - Ly (137)

In der zuvor erwähnten Formel (137) ist A eine kon stante Matrix, die vorab in dem Mikrocomputer gespeichert wird und durch die zuvor erwähnten Formeln (104), (30) und (37) bestimmt wird. L ist eine konstante Matrix, die vorab in dem Mikrocomputer gespeichert wird und durch die zuvor erwähnte Formel (126) definiert wird, und ist ein Verstärkungsfaktor der Überwachungsvorrichtung, der durch die positive eindeutige symmetrische Matrix Q, die kon stante Matrix C₂, die durch die zuvor erwähnten Formeln (39) und (111) bestimmt wird, und die positive eindeutige Matrix Θ bestimmt wird. C₂ ist ebenso eine konstante Ma trix, die vorab in dem Mikrocomputer gespeichert wird. B₂(X) und D₂₂(X) sind Matrizen, die in dem zuvor erwähn ten Schritt 206a berechnet werden. Weiterhin ist y ein überwachter Wert, welcher in der ersten Art den Relativ verschiebungsbetrag (X_pw - X_pb), der durch die Verarbei tung des zuvor erwähnten Schritts 202a eingegeben wird, und die Geschwindigkeit X_pb' einer gefederten Masse dar stellt, die durch die Verarbeitung des zuvor erwähnten Schritts 204a berechnet wird.

In der zuvor erwähnten Formel (138) ist D₁₂₂ eine Koeffizientenmatrix, die durch die zuvor erwähnte Formel (110) definiert wird und sich auf das Frequenzgewicht W_u(S) bezieht, das in der zuvor erwähnten Formel (48) festgelegt wird, und ist eine konstante Matrix, die vorab in dem Mikrocomputer gespeichert wird. γ₂ ist eine posi tive Konstante, die die zuvor erwähnte Ungleichung γ₂ < 1 erfüllt. m1(X, Xˆ) ist eine beliebige positive eindeutige Funktion, und ein Algorithmus, der die Funktion betrifft, wird vorab in dem Mikrocomputer gespeichert. Die positive eindeutige Funktion m1(X) kann auf eine positive Kon stante, zum Beispiel "1,0", festgelegt werden. C₁₁ wird durch die zuvor erwähnten Formeln (37) und (107) defi niert. Anders ausgedrückt ist C₁₁ eine konstante Matrix, welche vorab in dem Mikrocomputer gespeichert wird und welche durch die Masse M_w des Rads WH, die Masse M_b der Fahrzeugkarosserie BD, die Federkonstante K_s der Feder 11, den linearen Dämpfungskoeffizienten C_s0 des Dämpfers 12 und die Koeffizientenmatrizen C_w und D_w definiert wird, die sich auf das Frequenzgewicht W_s(S) beziehen, das in der zuvor erwähnten Formel (46) festgelegt wird. B₂(X) ist eine Matrix, die in dem zuvor erwähnten Schritt 206a berechnet wird. P ist eine positive eindeutige sym metrische Lösung, die die zuvor erwähnten Formeln (119) und (120) erfüllt, und ist eine konstante Matrix, die vorab in dem Mikrocomputer gespeichert wird. C₁₂, welches durch die zuvor erwähnte Formel (109) definiert wird, ist eine konstante Matrix, die die Koeffizientenmatrix C_u be inhaltet, die sich auf das Frequenzgewicht W_u(S) bezieht, das in der zuvor erwähnten Formel (48) festgelegt wird, und wird vorab in dem Mikrocomputer gespeichert.

Nach der Verarbeitung des zuvor erwähnten Schritts 210a werden durch Verarbeitungen der gleichen Schritte 212 und 214 wie in dem ersten Ausgestaltungsbeispiel ein Gesamt-Soll-Dämpfungskoeffizient C_s des Dämpfers 12 und eine erste Soll-Dämpfungskraft Fd berechnet. In einem Schritt 216 wird das Ausführen der Routine zum Berechnen einer ersten Dämpfungskraft beendet.

c2-1) Entwurfsbeispiel eines Regelsystems einer zwei ten Art

Die zweite Art bezieht sich auf einen Fall, in dem B₂(X) in der zuvor erwähnten Formel (106) und D₂₂(X) in der zuvor erwähnten Formel (113) unbekannte Funktionen sind, das heißt einen Fall, in dem die Relativgeschwin digkeit (X_pw' - X_pb') unbekannt ist und der Überwachungs vorrichtungs-Verstärkungsfaktor L eine konstante Matrix ist.

In einem bilinearen System dieser Art sind B₂(X) und D₂₂(X) lineare Funktionen von X. Unter Berücksichtigung dessen wird das verallgemeinerte Modell, das durch die zuvor erwähnten Formeln (115) bis (118) ausgedrückt ist, umgeschrieben, wodurch Formeln (139) bis (142) gebildet werden, wie sie nachstehend gezeigt sind. Es ist hierbei anzumerken, daß B₂₀, D₂₂₀ und d₁₂₂ konstante Matrizen sind.

X' = AX + B₁w + B₂₀Xu (139)

Z₁ = a1(Xˆ)C₁₁X (140)

Z₂ = a2(Xˆ)C₁₂X + a2(X)d₁₂₂u (141)

y = C₂X + D₂₁W + D₂₂₀Xu (142)

Es wird ein Ansatz unternommen, eine nichtlineare H_∞-Ausgangs-Regelvorschrift für dieses verallgemeinerte Modell zu bilden. In dem Fall, in dem der Überwachungs vorrichtungs-Verstärkungsfaktor L als eine konstante Ma trix gegeben ist, kann eine Ausgangs-Regelvorschrift in Übereinstimmung mit dem folgenden Theorem gebildet wer den. Das heißt, wenn (1) unter der Annahme, daß γ₁ eine positive Konstante ist, die eine Ungleichung γ₁ ²I - D₂₁ ^TΘ^TΘD₁₂ < 0 erfüllt, daß γ₂ eine positive Konstante ist, die eine Ungleichung von γ₂ < 1 erfüllt, und daß eine po sitive Konstante ε existiert, die eine Ungleichung von ε₁ ² - u² < 0 erfüllt, positive eindeutige symmetrische Ma trizen P und Q und eine positive eindeutige Matrix Θ, welche eine Riccati-Ungleichung zum Entwerfen der Über wchungsvorrichtung (des Überwachungsvorrichtungs-Verstär kungsfaktors) einer nachstehend erwähnten Formel (143) und eine Riccati-Ungleichung zum Entwerfen des Reglers einer nachstehend erwähnten Formel (144) erfüllen, exi stieren und (2) wenn die nichtlinearen Gewichte a1(X, Xˆ) und a2(X, Xˆ) einschränkende Bedingungen erfüllen, die in nachstehend gezeigten Formeln (145) und (146) vorge schrieben sind, ist eine der Regelvorschriften in Über einstimmung mit einer nachstehend erwähnten Formel (147) durch nachstehend gezeigte Formeln (148) und (149) gege ben.

Der Überwachungsvorrichtungs-Verstärkungsfaktor L(u) wird durch eine nachstehend gezeigte Formel (150) ausge drückt.

L(u) = -QC₂ ^TΘ^TΘ (150)

Θ ist eine positive eindeutige Matrix und Θ^-1 exi stiert. Die Verwendung von Θ läßt ein Einstellen des Überwachungsvorrichtungs-Verstärkungsfaktors L(u) zu. Wie in dem Fall mit der zuvor erwähnten Zustands-Regelvor schrift kann der Verstärkungsfaktor L des Reglers unter Verwendung von d₁₂₂ eingestellt werden.

Die nichtlinearen Gewichte a1(X, Xˆ) und a2(X, Xˆ), die die einschränkenden Bedingungen der zuvor erwähnten Formeln (145) bzw. (146) erfüllen, sind in nachstehend gezeigten Formeln (151) und (152) angegeben.

In den zuvor erwähnten Formeln (151) und (152) ist m1(X, Xˆ) eine beliebige positive eindeutige Funktion und ist ε eine positive Konstante, die Ungleichungen ε < 1 und εγ₂ ² < 1 erfüllt. Als Ergebnis von Berechnungen, die durch den Computer durchgeführt worden sind, ist es er möglicht worden, die positive eindeutige symmetrische Lö sung P zu finden, wie es zuvor beschrieben worden ist. Unter Verwendung der zuvor erwähnten Formeln (151) und (152) können die zuvor erwähnten Formeln (148) und (149) jeweils in nachstehend gezeigte Formeln (153) und (154) gewandelt werden.

X'ˆ = (A + L(u)C₂)Xˆ + (B₂₀ + L(u)D₂₂₀)Xˆu - L(u)y (153)

Folglich kann ebenso in diesem Fall eine Lösung ein fach mittels einer bekannten Software auf die gleiche Weise wie in dem Fall des zuvor erwähnten Zustands-Regel systems gefunden werden. Deshalb ermöglicht es dieses Verfahren, einfach die positive eindeutige symmetrische Lösung P zu finden und die geschätzte Zustandsgröße X'ˆ und die Regelvorschrift u = k(y) abzuleiten.

c2-2) Berechnungsbeispiel einer zweiten Art

Als nächstes wird ein Berechnungsbeispiel der ersten Soll-Dämpfungskraft Fd unter Verwendung der Regelvor schrift der zweiten Art beschrieben. In diesem Fall wird der Sensor 22 für einen Betrag einer Relativverschiebung der ersten Art, der in Fig. 6 gezeigt ist (die Sensoren 22a, 22b, 22c und 22d für einen Betrag der Relativver schiebung, die in Fig. 1 gezeigt sind), weggelassen. Das Eingeben des Relativverschiebungsbetrags (X_pw - X_pb) von dem Sensor 22 für einen Betrag der Relativverschiebung in dem Schritt 202a in Fig. 17, das Berechnen der Relativge schwindigkeit (X_pw' - X_pb') in dem Schritt 204a in Fig. 17 und die arithmetische Verarbeitung in dem Schritt 206a werden weggelassen. Die Berechnungen werden dann in Über einstimmung mit der zuvor erwähnten Regelvorschrift der zweiten Art durchgeführt.

Das Ausführen der Routine zum Berechnen einer ersten Dämpfungskraft in Fig. 17 wird in diesem Fall ebenso in einem Schritt 200 gestartet. Eine Beschleunigung X_pb" ei ner gefederten Masse wird in einem Schritt 202a eingege ben, und eine Geschwindigkeit X_pb' einer gefederten Masse wird in einem Schritt 204a berechnet. In einem Schritt 210a werden eine Führungsgröße u und eine geschätzte Zu standsgröße X'ˆ, die ein Schätzen der Relativgeschwindig keit (X_pw' - X_pb') beinhaltet, unter Verwendung von For meln (155) und (156) berechnet, die zu den zuvor erwähn ten Formeln (153) bzw. (154) identisch sind.

X'ˆ (A + L(u)C₂)Xˆ + (B₂₀ + L(u)D₂₂₀)Xˆu - L(u)y (155)

In den zuvor erwähnten Formeln (155) und (156) sind A, L, C₂, γ₂, m1(x, Xˆ), C₁₁, P und C₁₂ das gleiche wie in dem Fall der ersten Art. B₂₀, D₂₂₀, d₁₂₂ sind die zu vor erwähnten zweckmäßigen Matrizen, die vorab in dem Mi krocomputer gespeichert werden. In diesem Fall ist y ein überwachter Wert, welcher die Geschwindigkeit X_pb' einer gefederten Masse darstellt, die durch die zuvor erwähnte Verarbeitung des Schritts 204a berechnet wird.

Nach der zuvor erwähnten Verarbeitung des Schritts 210a wird durch die Verarbeitungen der Schritte 212 und 214, die im wesentlichen identisch zu denjenigen der er sten Art sind, eine Gesamt-Dämpfungskraft C_s des Dämpfers 12 berechnet und wird eine erste Soll-Dämpfungskraft Fd berechnet. In diesem Fall wird, wenn die erste Soll-Dämp fungskraft Fd in einem Schritt 214 berechnet wird, die geschätzte Relativgeschwindigkeit (X_pw'ˆ - X_pb'ˆ) verwen det, die in dem Schritt 210a berechnet wird.

c3-1) Entwurfsbeispiel eines Regelsystems einer drit ten Art

Die dritte Art bezieht sich ebenso auf einen Fall, in dem B₂(X) in der zuvor erwähnten Formel (106) und D₂₂(X) in der zuvor erwähnten Formel (113) unbekannte Funktionen sind, das heißt einen Fall, in dem die Relativgeschwin digkeit (X_pw' - X_pb') unbekannt ist und der Überwachungs vorrichtungs-Verstärkungsfaktor L eine Funktionsmatrix ist.

In der dritten Art wird ebenso ein Ansatz unternom men, eine nichtlineare H_∞-Ausgangs-Regelvorschrift für das verallgemeinerte Modell zu bilden, das durch die zu vor erwähnten Formeln (139) bis (142) der zweiten Art ausgedrückt ist. In dem Fall, in dem der Überwachungsvor richtungs-Verstärkungsfaktor L als eine Funktion der Füh rungsgröße u gegeben ist, kann eine Ausgangs-Regelvor schrift gemäß dem folgenden Theorem gebildet werden. Das heißt, (1) wenn unter der Annahme, daß γ₁ eine positive Konstante ist, die eine Ungleichung γ₁ ²I - D₂₁ ^TΘ^TΘD₁₂ < 0 erfüllt, daß γ₂ eine positive Konstante ist, die eine Ungleichung γ₂ < 1 erfüllt, und daß eine positive Kon stante ε existiert, die eine Ungleichung ε₁ ² - u² < 0 er füllt, positive eindeutige symmetrische Matrizen P und Q und eine positive eindeutige Matrix Θ, welche eine Riccati-Ungleichung zum Bilden der Überwachungsvorrich tung (des Überwachungsvorrichtungs-Verstärkungsfaktors) einer nachstehend erwähnten Formel (157) und eine Riccati-Ungleichung zum Bilden der Steuervorrichtung ei ner nachstehend erwähnten Formel (158) erfüllen, existie ren und (2) wenn die nichtlinearen Gewichte a1(X, Xˆ) und a2(X, Xˆ) einschränkende Bedingungen erfüllen, die in den nachstehend gezeigten Formeln (159) und (160) vorge schrieben sind, ist eine der Regelvorschriften in Über einstimmung mit einer nachstehend erwähnten Formel (161) durch nachstehend gezeigte Formeln (162) und (163) gege ben.

AQ + QA^T + Q(C₁₁ ^TC₁₁ + C₁₂ ^TC₁₂ + ε²I)Q + B₁(γ₁ ²I - D₂₁ ^TΘ^TΘD₂₁)^-1B₁ + B₂₀B₂₀ ^T < 0 (157)

γ₂ ² - a1(X, Xˆ)² < 0, γ₂ ² - a2(X, Xˆ)² < 0 (159)

Der Überwachungsvorrichtungs-Verstärkungsfaktor L(u) wird durch die nachstehend gezeigte Formel (164) ausge drückt.

L(u) = -QC₂ ^TΘ^TΘ - uQD₂₂₀ ^TΘ^TΘ = L₁ + uL₂ (164)

L₁ und L₂, die in der zuvor erwähnten Formel (164) gezeigt sind, werden jeweils durch nachstehend gezeigte Formeln (165) bzw. (166) ausgedrückt.

L₁ = -QC₂ ^TΘ^TΘ (165)

L₂ = -QD₂₂₀ ^TΘ^TΘ (166)

Θ ist eine positive eindeutige Matrix und Θ^-1 exi stiert. Die Verwendung von Θ läßt ein Einstellen des Überwachungsvorrichtungs-Verstärkungsfaktors L zu. Wie in dem Fall mit der zuvor erwähnten Zustands-Regelvorschrift kann der Verstärkungsfaktor L des Reglers unter Verwen dung von d₁₂₂ eingestellt werden.

Die nichtlinearen Gewichte a1(X, Xˆ) und a2(X, Xˆ), die die einschränkenden Bedingungen der zuvor erwähnten Formeln (159) bzw. (160) erfüllen, sind in nachstehend gezeigten Formeln (167) und (168) angegeben.

In den zuvor erwähnten Formeln (167) und (168) ist m1(X, Xˆ) eine beliebige positive eindeutige Funktion und ist ε eine positive Konstante, die Ungleichungen ε < 1 und εγ₂ ² < 1 erfüllt. Als Ergebnis von Berechnungen, die durch den Computer durchgeführt worden sind, ist es er möglicht worden, die positive eindeutige symmetrische Lö sung P zu finden, wie es zuvor beschrieben worden ist. Unter Verwendung der zuvor erwähnten Formeln (167) und (168) werden die zuvor erwähnten Formeln (162) und (163) in nachstehend gezeigte Formeln (169) bzw. (170) gewan delt.

X'ˆ (A + L₁C₂)Xˆ + (B₂Xˆ + L₂D₂₂Xˆ)u - L(u)y (169)

Folglich kann ebenso in diesem Fall eine Lösung ein fach mittels einer bekannten Software auf die gleiche Weise wie in dem Fall eines zuvor erwähnten Zustands-Re gelsystems gefunden werden. Deshalb ermöglicht es dieses Verfahren, einfach die positive eindeutige symmetrische Lösung P zu finden und die geschätzte Zustandsgröße X'ˆ und die Regelvorschrift u = k(y) abzuleiten.

c3-2) Berechnungsbeispiel einer dritten Art

Als nächstes wird ein Berechnungsbeispiel der ersten Soll-Dämpfungskraft Fd unter Verwendung der Regelvor schrift der dritten Art beschrieben. In diesem Beispiel ist der Aufbau der gleiche wie in dem zuvor erwähnten Fall der zweiten Art.

Das Ausführen der Routine zum Berechnen einer ersten Dämpfungskraft wird in diesem Fall ebenso in einem Schritt 200 gestartet. Nach Verarbeitungen in Schritten 202a und 204a, welche im wesentlichen identisch zu denje nigen der zuvor erwähnten ersten Art sind, werden eine geschätzte Zustandsgröße X'ˆ und eine Führungsgröße u un ter Verwendung von Formeln (171) und (172), welche iden tisch zu den zuvor erwähnten Formeln (169) und (170) sind, auf die gleiche Weise wie in dem zuvor erwähnten Fall der zweiten Art berechnet.

X'ˆ = (A + L₁C₂)Xˆ × (B₂Xˆ + L₂D₂₂Xˆ)u - L(u)y (171)

In den zuvor erwähnten Formeln (171) und (172) sind A, C₂, B₂₀, D₂₂₀, γ₂, m1(X, Xˆ), C₁₁, d₁₂₂, P, C₁₂ das gleiche wie diejenigen in dem zuvor erwähnten Fall der zweiten Art. L, L₁ und L₂ sind Verstärkungsfaktoren, die durch die zuvor erwähnten Formeln (164) bis (166) defi niert sind. Weiterhin ist ebenso in diesem Fall y ein überwachter Wert, welcher die Geschwindigkeit X_pb' einer gefederten Masse darstellt, die durch die zuvor erwähnte Verarbeitung des Schritts 204a berechnet wird.

Nach der zuvor erwähnten Verarbeitung in dem Schritt 210a wird durch die Verarbeitungen der Schritte 212 und 214, die im wesentlichen identisch zu denjenigen der zweiten Art sind, eine Gesamt-Dämpfungskraft C_s des Dämp fers 12 berechnet und wird eine erste Soll-Dämpfungskraft Fd berechnet. In einem Schritt 216 wird das Ausführen der Routine zum Berechnen einer ersten Dämpfungskraft been det.

d. Dritte Ausgestaltung d1. Entwurfsbeispiel eines nichtlinearen H_∞-Regelsy stems auf Kalman-Filter-Basis

Für das zuvor erwähnte Modell, das mit einem a ge kennzeichnet ist, wird ein Ansatz unternommen, ein Aus gangs-Regelsystem, welches ein Kalman-Filter als eine Überwachungsvorrichtung verwendet, unter der Bedingung gebildet, daß die bilinearen Ausdrücke B_p2 (X_p) und D_p2 (X_p) bekannt sind, das heißt die Relativgeschwindigkeit (X_pb' - X_pb') überwachbar ist.

In der dritten Ausgestaltung werden die gleichen Be zugszeichen wie in dem zuvor erwähnten Fall der zweiten Ausgestaltung verwendet und wird den Koeffizienten und Variablen, die das Modell betreffen, ein Nachsatz p zuge wiesen. Ein Zustandsraumausdruck des Aufhängungssystems ist durch die nachstehend gezeigten Formeln (173) und (174) dargestellt.

X_p' = A_pX_p + B_p1w₁ + B_p2(X_p)u (173)

y_p = C_pX_p + D_p1w₂ + D_p2(X_p)u (174)

Wenn D_p1 = I ist, wird das Kalman-Filter in dem Fall von t → ∞ in Übereinstimmung mit einer nachstehend ge zeigten Formel (175) ausgedrückt.

X₀' = A_pX₀ + B_p2u + K(C_pX₀ + D_p2(X_p)u - y) (175)

X₀ und X₀' sind geschätzte Zustandsgrößen in dem Kal man-Filter, und der Filter-Verstärkungsfaktor K wird durch eine nachstehend gezeigte Formel (176) ausgedrückt.

K = -ΣC_p ^TW^-1 (176)

Die geschätzte Fehlerkovarianz Σ ist eine positive eindeutige symmetrische Lösung einer nachstehend gezeig ten Riccati-Gleichung (177).

A_pΣ + ΣA_p ^T + B_p1VB_p1 ^T - ΣC_p ^TW^TC_pΣ = 0 (177)

V ist eine Kovarianzmatrix von w₁ und W ist eine Ko varianzmatrix von w₂.

Fig. 18 zeigt ein Blockschaltbild eines verallgemei nerten Modells dieses Systems. In diesem Fall werden "ein Produkt, das durch Multiplizieren der geschätzten Zu standsgröße X₀ mit dem Frequenzgewicht W(S) erzielt wird", welches eine Ausgangsgröße aus der Überwachungs vorrichtung ist, und "ein Produkt, das durch Multiplizie ren der Führungsgröße u mit der Frequenz W_u(S) erzielt wird", als Regelgrößen Z verwendet. Anders ausgedrückt wird das Kalman-Filter hierin als eine Erfassungsvorrich tung verwendet und ist das Regelsystem derart aufgebaut, daß eine Ausgangsgröße aus dem Kalman-Filter verringert wird. Die dritte Ausgestaltung unterscheidet sich in die ser Hinsicht von den zuvor erwähnten ersten und zweiten Ausgestaltungen. Jedoch wird es erachtet, daß, wenn der Zustand erfolgreich geschätzt worden ist, eine Güte er zielt wird, die äquivalent zu denen der ersten und zwei ten Ausgestaltungen ist. Ein Zustandsraumausdruck des Sy stems, das durch das Blockschaltbild in Fig. 18 darge stellt wird, wird in Übereinstimmung mit nachstehend ge zeigten Formeln (178) bis (184) ausgedrückt.

X_p' = A_pX_p + B_p1w₁ + B_p2(X_p)u (178)

X₀' = A_pX₀ + B_p2(X_p)u + L(C₂X₀ + D_p2(X_p)u - y) (179)

y = C_pX_p + D_p1w₂ + D_p2(X_p)u (180)

X_w' = A_wX_w + B_wC_sX₀ (181)

Z₁ = a1(X_p, X₀, X_w, X_u)(C_wX_w + D_wC_sX₀) (182)

X_u' = A_uX_u + B_uu (183)

Z₂ = a2(X_p, X₀, X_w, X_u)(C_uX_u + D_uu) (184)

X_p bezeichnet eine Zustandsgröße des Systems, die Formel (178) stellt einen Zustandsraumausdruck des Sy stems dar, X₀ bezeichnet eine geschätzte Zustandsgröße, die Formel (179) stellt einen Zustandsraumausdruck der Überwachungsvorrichtung dar, y bezeichnet eine überwachte Ausgangsgröße und X_w bezeichnet einen Zustand eines Fre quenzgewichts. Regelgrößen Z₁ und Z₂ sind später mit nichtlinearen Gewichten zu gewichten.

Für dieses System wird eine Regelvorschrift u = k(X₀) gebildet, welche ein Regeln eines Zustands der Überwa chungsvorrichtung durchführt, die die Bedingung, daß das Regelsystem einen stabilen internen Exponenten aufweist, und die Bedingung erfüllt, daß der Verstärkungsfaktor L2 von w bis Z gleich oder kleiner als eine positive Kon stante γ ist. Wie es durch eine nachstehend gezeigte For mel (185) dargestellt ist, ist dieses System dadurch ge kennzeichnet, daß X₀ eine Eingangsgröße für das Frequenz gewicht W_s(S) ist.

Als Erstes wird, wenn die Fehlervariable wie in einer nachstehend gezeigten Formel (186) definiert ist, das Fehlersystem in Übereinstimmung mit nachstehend gezeigten Formeln (187) und (188) ausgedrückt.

X_e = X_p - X₀ (186)

X_e' = (A_p + LC_p)X_e + B_p1w₁ + LD_pw₂ (187)

y_e = y - C_pX₀ - D_p2(X_p)u

= C_pX₀ + D_p1w₂ (188)

Weiterhin wird das Fehlersystem, das durch die zuvor erwähnten Formeln (187) und (188) ausgedrückt ist, durch Multiplizieren von y_e mit einer konstanten Matrix Θ (einer Skalierungsmatrix) gewandelt, welche seine inverse Matrix aufweist. Das gewandelte System wird durch nach stehend gezeigte Formeln (189) und (190) dargestellt.

X_pe' = (A_P + LC_p)X_pe + B_p1w₁ + LD_pw₂ (189)

y_e ^- = ΘC_pX_e + ΘD_p1w₂ (190)

Für dieses gewandelte Fehlersystem wird ein Ansatz unternommen, einen Überwachungsvorrichtungs-Verstärkungs faktor L derart zu bilden, daß eine positive Konstante γ₁ existiert und daß der Verstärkungsfaktor L2 von einer Störungseingangsgröße w = [W₁ ^TW₂ ^T] zu y_e ^- gleich oder kleiner als γ₁ (∥y_e ^-∥₂ ≦ γ₁∥w∥₂) ist.

Wenn es hierin angenommen wird, daß γ₁ eine positive Konstante ist, die eine Ungleichung γ₁I - D_p1 ^TΘ^TΘD_p1 < 0 erfüllt, ist der Wert zum Bilden von ∥y_e ^-∥₂ ≦ γ₁∥W∥₂ durch eine nachstehend gezeigte Formel (191) gegeben.

L = -QC_p ^TΘ^TΘ (191)

Q ist eine positive eindeutige symmetrische Matrix, die eine nachstehend gezeigte Riccati-Gleichung (192) er füllt.

Es ist anzumerken, daß die hierin zu lösende zuvor erwähnte Riccati-Gleichung (192) eine Ordnung des Modells aufweist und kleiner als die Ordnung der verallgemeiner ten Modelle der zuvor erwähnten ersten und zweiten Ausge staltungen ist.

Die zuvor erwähnte Formel (179), die die Überwa chungsvorrichtung betrifft, wird dann derart umgeschrie ben, daß eine nachstehend gezeigte Formel (193) erzielt wird.

X₀' = AX₀ + B₂(X_p)u + L(C₂X₀ + D_p2(X_p)u - y)

= AX₀ + B₂(X_p)u + LΘ^-1y_eˆ (193)

Unter Verwendung der Überwachungsvorrichtung, die durch diese Formel (193) ausgedrückt wird, wird ein An satz unternommen, einen Regler derart aufzubauen, daß eine positive Konstante γ₂ existiert und daß der Verstär kungsfaktor L2 von einem Überwachungsvorrichtungsfehler y₂ˆ zu einer Regelgröße Z gleich oder kleiner als γ₂(∥z∥₂ ≦ γ₂∥y_e ^-∥₂) wird. Wenn ein verallgemeinertes Modell, wel ches Zustandsvariablen X_w und X_u kombiniert, welche sich auf Frequenzgewichte beziehen, unter Verwendung der Über wachungsvorrichtung aufgebaut wird, die durch die zuvor erwähnte Formel (193) ausgedrückt ist, wird ein Zustands raumausdruck des Modells durch nachstehend gezeigte For meln (194) bis (196) dargestellt.

X_k' = AX_k + B₂(X_p)u + L₁Θy_e ^- (194)

Z₁ = a1(X_p, X_k)C₁₁X_k (195)

Z₂ = a2(X_p, X_k)C₁₂X_k + a2(X_p, X_k)D₁₂u (196)

Die jeweiligen variablen Matrizen und konstanten Ma trizen in den zuvor erwähnten Formeln (194) bis (196) werden durch nachstehend gezeigte Formeln (197) bis (204) ausgedrückt.

C₁₁ = [D_wC_s C_w 0] (202)

C₁₂ = [0 0 C_u] (203)

D₁₂ = D_u (204)

Die hierin definierte Zustandsgröße X_k beinhaltet nicht die Zustandsgröße X_p.

Zu diesem Zeitpunkt existiert, wenn es angenommen wird, daß D₁₂ ^-1 existiert, eine positive eindeutige symme trische Lösung P einer Riccati-Ungleichung einer nachste hend erwähnten Formel (205).

Weiterhin existiert, wenn die nichtlinearen Gewichte a1 (X_p, X_k) und a2(X_p, X_k) eine nachstehend gezeigte For mel (206) erfüllen, eine positive Konstante γ₂ und ist ein Regler zum Bilden von ∥z∥₂ ≦ γ₂∥y_e∥₂ durch eine nach stehend gezeigte Formel (207) gegeben.

Demgemäß ist es möglich, eine Überwachungsvorrichtung und einen Regler aufzubauen, die nachstehend gezeigte Formeln (208) und (209) erfüllen.

∥y_e ^-∥₂ ≦ γ₁∥W∥₂ (208)

∥Z∥₂ ≦ γ₂∥y_e ^-∥₂ (209)

Dies offenbart, daß nachstehend gezeigte positive eindeutige symmetrische Matrizen Q und P existieren, die eine nachstehend gezeigte Riccati-Gleichung und -Ungleichung (210) und (211) erfüllen.

Dann ist, wenn die nichtlinearen Gewichte a1(X_p, X_k) und a2(X_p, X_k) eine einschränkende Bedingung einer nach stehend gezeigten Formel (212) erfüllen, eine Regelvor schrift in Übereinstimmung mit einer nachstehend erwähn ten Formel (213) durch nachstehend gezeigte Formeln (214) und (215) gegeben.

∥Z∥₂ ≦ γ₁γ₂∥W∥₂ (213)

X_k' = (A + L₁C₂)X_k + (B₂(X_p) + L₁D_p2(X_p))u - L₁y (214)

Die Riccati-Gleichung der zuvor erwähnten Formel (177), die zum Entwerfen des Kalman-Filters verwendet worden ist, wird hierin mit der Riccati-Gleichung der zu vor erwähnten Formel (192) verglichen. Wenn Kovarianzma trizen V und W durch nachstehend gezeigte Formeln (216) und (217) definiert werden, stimmen Σ und Q von beiden Riccati-Gleichungen miteinander überein.

W^-1 = Θ^T Θ (216)

Das heißt, wenn Θ und γ₁, die die zuvor erwähnten Formeln (216) und (217) erfüllen, mittels der Kovarianz matrizen V und W ausgewählt werden, die zum Entwerfen des Kalman-Filters verwendet worden sind, stimmt die Überwa chungsvorrichtung, die hierin entworfen und durch eine nachstehend erwähnte Formel (218) ausgedrückt wird, mit dem Kalman-Filter überein.

X₀' = AX₀ + B₂(X_p)u + L(C₂X₀ + D_p2(X_p)u - y) (218)

Die nichtlinearen Gewichte a1(X_p, X_h) und a2(X_p, X_k), die die einschränkende Bedingung der zuvor erwähnten For mel (212) erfüllen, werden jeweils in nachstehend gezeig ten Formeln (219) und (220) angegeben.

In den zuvor erwähnten Formeln (219) und (220) ist m1(X, Xˆ) eine beliebige positive eindeutige Funktion. Als Ergebnis von Berechnungen, die durch den Computer ausgeführt worden sind, ist es möglich, die positive ein deutige symmetrische Lösung P zu finden, wie es zuvor be schrieben worden ist. Unter Verwendung der zuvor erwähn ten Formeln (219) und (220) werden die zuvor erwähnten Formeln (214) und (215) jeweils in nachstehend gezeigte Formeln (221) bzw. (222) gewandelt.

X_k' = (A + L₁C₂)X_k + (B₂(X_p) + L₁D_p2(X_p))u - L₁y (221)

u = -D₁₂ ^-1((1 + m1(X_p, X_k)X_k ^TC₁₁ ^TC₁₁X_k) × D₁₂ ^-TB₂ ^T(X_p)P + C₁₂)X_k (222)

Folglich kann ebenso in diesem Fall eine Lösung ein fach mittels einer bekannten Software auf die gleiche Weise wie in dem Fall des zuvor erwähnten Zustands-Regel systems gefunden werden. Deshalb ermöglicht es dieses Verfahren, einfach die positive eindeutige symmetrische Lösung P zu finden und die Zustandsgröße X' und die Re gelvorschrift u = k(y) abzuleiten.

d2. Berechnungsbeispiel einer dritten Ausgestaltung

Als nächstes wird ein Berechnungsbeispiel der ersten Soll-Dämpfungskraft Fd unter Verwendung der Regelvor schrift auf der Kalman-Filter-Basis beschrieben. Der Auf bau ist in diesem Fall der gleiche wie der der ersten Art der zuvor erwähnten zweiten Ausgestaltung.

Das Ausführen der Routine zum Berechnen einer ersten Dämpfungskraft wird in diesem Fall ebenso in einem Schritt 200 gestartet und Verarbeitungen von Schritten 202a, 204a und 210a, welche im wesentlichen identisch zu denjenigen der ersten Art des zuvor erwähnten zweiten Ausgestaltungsbeispiels sind, werden durchgeführt. Jedoch werden in diesem Fall eine Zustandsgröße X_k' und eine Führungsgröße u in dem Schritt 210a im wesentlichen auf die gleiche Weise wie in dem Fall der ersten Art des zu vor erwähnten Ausgestaltungsbeispiels unter Verwendung von nachstehend erwähnten Formeln (223) und (224) berech net, welche zu den zuvor erwähnten Formeln (221) bzw. (222) identisch sind.

X_k' = (A + L₁C₂)X_k + (B₂(X_p) + L₁D_p2(X_p))u - L₁y (223)

u = -D₁₂ ^-1((1 + m1(X_p, X_k)X_k ^TC₁₁ ^TC₁₁X_k) × D₁₂ ^-TB₂ ^T(X_p)P + C₁₂)X_k (224)

In der zuvor erwähnten Formel (223) ist A eine kon stante Matrix, die vorab in dem Mikrocomputer gespeichert wird und durch die zuvor erwähnten Formeln (198), (185). (30) und (47) bestimmt wird. L₁ ist eine konstante Ma trix, die vorab in dem Mikrocomputer gespeichert wird und durch die zuvor erwähnen Formeln (200), (191) und (192) definiert wird, und ist ein Verstärkungsfaktor der Über wachungsvorrichtung, der durch die positive eindeutige symmetrische Matrix Q bestimmt wird, die konstante Matrix C_p, die konstante Matrix C₂, die durch die zuvor erwähn ten Formeln (39) und (111) bestimmt werden, und die posi tive eindeutige Matrix Θ. C₂ ist ebenso die zuvor er wähnte konstante Matrix, die vorab in dem Mikrocomputer gespeichert wird. B₂(X_p) ist eine konstante Matrix, die durch die zuvor erwähnten Formeln (199), (32) und (47) bestimmt wird. D_p2(X_p) ist eine konstante Matrix, die durch die zuvor erwähnte Formel (38) bestimmt wird. Wei terhin ist y ein überwachter Wert und stellt den Relativ verschiebungsbetrag (X_pw - X_pb), der durch die zuvor er wähnte Verarbeitung des Schritts 202a eingegeben wird, und die Geschwindigkeit X_pb' einer gefederten Masse dar, die durch die zuvor erwähnte Verarbeitung des Schritts 204a berechnet wird.

In der zuvor erwähnten Formel (224) ist D₁₂ eine Koeffizientenmatrix, die durch zuvor erwähnte Formel (204) definiert wird und sich auf das Frequenzgewicht W_u(S) bezieht, die durch die zuvor erwähnte Formel (48) festgelegt wird, und ist eine konstante Matrix, die vorab in dem Mikrocomputer gespeichert wird. m1(X_p, X_k) ist eine beliebige positive eindeutige Funktion und ein Algo rithmus, der die Funktion betrifft die vorab in dem Mi krocomputer gespeichert wird. Diese positive eindeutige Funktion m1(X_p, X_k) kann auf eine positive Konstante, zum Beispiel "1,0", festgelegt werden. C₁₁ ist eine konstante Matrix, die durch die zuvor erwähnte Formel (202) defi niert wird, durch die Koeffizientenmatrizen C_w, D_w und C_s vorgeschrieben wird, die sich auf das Frequenzgewicht W_s(S) beziehen, das in der zuvor erwähnten Formel (185) festgelegt wird, und vorab in dem Mikrocomputer gespei chert wird. B₂(X_p) ist eine konstante Matrix, die durch die zuvor erwähnten Formeln (199), (32) und (47) bestimmt wird. P ist eine positive eindeutige symmetrische Lösung, die die zuvor erwähnte Formel (211) erfüllt, und ist eine konstante Matrix, die vorab in dem Mikrocomputer gespei chert wird. C₁₂ ist eine konstante Matrix, welche vorab in dem Mikrocomputer gespeichert wird und welche die Koeffizientenmatrix C_u beinhaltet, die durch die zuvor erwähnte Formel (203) vorgeschrieben ist und sich auf das Frequenzgewicht W_u(S) bezieht, das in der zuvor erwähnten Formel (48) festgelegt wird.

Nach der Verarbeitung des zuvor erwähnten Schritts 210a werden durch Verarbeitungen der gleichen Schritte 212 und 214 wie in der ersten Ausgestaltung und der er sten Art der zweiten Ausgestaltung ein Gesamt-Soll-Dämp fungskoeffizient C_s des Dämpfers 12 und eine erste Soll- Dämpfungskraft Fd berechnet. In einem Schritt 226 wird die Routine zum Berechnen einer ersten Dämpfungskraft be endet.

e. Andere Ausgestaltung

In den zuvor erwähnten ersten bis dritten Ausgestal tungen werden der Reifenverschiebungsbetrag (X_pr - X_pw), der Relativverschiebungsbetrag (X_pw - X_pb), die Geschwin digkeit X_pw' einer ungefederten Masse und die Geschwin digkeit X_pb' einer gefederten Masse als eine Zustands größe in dem Zustandsraumausdruck des verallgemeinerten Models verwendet. Jedoch können, solange der zuvor er wähnte Zustandsraumausdruck möglich ist, andere physika lische Größen, die Vertikalbewegungen der Fahrzeugkaros serie BD und des Rads WH betreffen, ebenso verwendet wer den. Weiterhin wird in der ersten Art der zuvor erwähnten zweiten Ausgestaltung und der dritten Ausgestaltung das Schätzen ohne ein Erfassen des Reifenverschiebungsbetrags (X_pr - X_pw) oder der Geschwindigkeit X_pw' einer ungefe derten Masse ausgeführt. In den zweiten und dritten Arten der zuvor erwähnten zweiten Ausgestaltung wird das Schät zen auch ohne ein Erfassen des Relativverschiebungsbe trags (X_pw - X_pb) (der Relativgeschwindigkeit (X_pw' - X_pb')) ausgeführt. Jedoch kann das Schätzen durch eine geringfügige Ausgestaltung auf der Regelseite ebenso ohne das Erfassen anderer Zustandsvariablen ausgeführt werden.

In den zuvor erwähnten ersten bis dritten Ausgestal tungen werden drei physikalische Größen, das heißt die Geschwindigkeit X_pb' einer gefederten Masse, welche eine Resonanz der Fahrzeugkarosserie BD beeinträchtigt, die Relativgeschwindigkeit (X_pw' - X_pb'), welche eine Reso nanz des Rads WH beeinträchtigt, und die Beschleunigung X_pb" einer gefederten Masse, welche eine Verschlechterung eines Fahrkomforts (ein Gefühl, ruckartig durchgerüttelt zu werden) des Fahrzeugs beeinträchtigt, als die Regel größe Z_p verwendet. Jedoch ist es ebenso möglich, eine oder zwei dieser physikalischen Größen als die Regelgröße Z_p zu verwenden.

Außerdem können als eine Größe, die eine Resonanz der Fahrzeugkarosserie BD beeinträchtigt, physikalische Grö ßen, die eng mit Bewegungen der Fahrzeugkarosserie BD eng in Verbindung stehen, wie zum Beispiel die Beschleunigung X_pb" einer gefederten Masse und der Verschiebungsbetrag X_pb einer gefederten Masse, anstelle der Geschwindigkeit X_pb' einer gefederten Masse verwendet werden. Als eine Größe, die eine Resonanz des Rads WH beeinträchtigt, kön nen physikalische Größen, die eng mit Bewegungen des Rads WH in Verbindung stehen, wie zum Beispiel die Geschwin digkeit X_pw' einer ungefederten Masse und der Reifenver schiebungsbetrag (X_pr - X_pw), anstelle der Relativge schwindigkeit (X_pw' - X_pb') verwendet werden.

In den zuvor erwähnten verschiedenen Ausgestaltungen wird eine nichtlineare H_∞-Regeltheorie als eine Re geltheorie angewendet, welche ein nichtlineares Modell handhaben kann und eine Entwurfsspezifikation in der Form eines Frequenzbereichs liefern kann. Jedoch kann als die Regeltheorie die Regeltheorie einer bilinearen Matrixun gleichung verwendet werden, welche eine erweiterte Ver sion der Regeltheorie einer linearen Matrixungleichung ist.

Die zuvor erwähnten verschiedenen Ausgestaltungen realisieren eine gute Dämpfungskraft-Regelvorrichtung, welche die Regelspezifikation (die Normbedingung) er füllt, die zu dem Entwurfszeitpunkt gegeben ist, eine Führungsgröße (den nichtlinearen Dämpfungskoeffizienten C_v) aufweist, die sich kontinuierlich ändert, und ein Re geln ohne einen Eindruck einer Widersinnigkeit ebenso in dem bilinearen Regelsystem durchführt, das die erste Soll-Dämpfungskraft Fd = C_s(X_pw' - X_pb') handhaben kann, welche als ein Produkt der Geschwindigkeit (X_pw' - X_pb') des Rads WH (des Elements einer ungefederten Masse) be züglich der Fahrzeugkarosserie BD (des Elements einer ge federten Masse) und des Dämpfungskoeffizienten C_s gegeben ist, der sich in Übereinstimmung mit der Relativgeschwin digkeit (X_pb' - X_pb') ändert. Weiterhin wird in den zuvor erwähnten verschiedenen Ausgestaltungsbeispielen die er ste Soll-Dämpfungskraft Fd unter Berücksichtigung eines verallgemeinerten Modells berechnet, welches als eine Re gelgröße die Vertikalgeschwindigkeit X_pb' der Fahrzeugka rosserie BD, welche eine Resonanz der Fahrzeugkarosserie BD beeinträchtigt, die Geschwindigkeit (X_pw' - X_pb') des Rads WH bezüglich der Fahrzeugkarosserie BD, welche eine Resonanz des Rads WH beeinträchtigt, und die Vertikalbe schleunigung X_pw" der Fahrzeugkarosserie BD verwendet, welche eine Verschlechterung eines Fahrkomforts (ein Ge fühl, ruckartig durchgerüttelt zu werden) beeinträchtigt. Vorbestimmte Frequenzgewichte werden dann der Vertikalge schwindigkeit X_pb', der Relativgeschwindigkeit (X_pw' - X_pb') und der Vertikalbeschleunigung X_pb" zugewiesen. Deshalb ist es möglich, in Übereinstimmung mit einem Fre quenzbereich die Vertikalgeschwindigkeit X_pb' die Rela tivgeschwindigkeit (X_pw' - X_pb') und die Vertikalbe schleunigung X_pb" auf eine derartige Weise zu regeln, daß wirkungsvoll unterdrückt wird, daß das Fahrzeug nachtei lig beeinträchtigt wird. Daher erzielen diese verschiede nen Ausgestaltungen eine Berechnung einer ersten Soll- Dämpfungskraft Fd, welche eine Laufstabilität und einen Fahrkomfort des Fahrzeugs verbessert.

Wie es in Fig. 1 gezeigt ist, ist die elektrische bzw. elektronische Steuervorrichtung vorzugsweise auf ei nem Computer für allgemeine Zwecke realisiert. Jedoch kann diese elektronische Steuervorrichtung ebenso auf ei nem Computer für spezielle Zwecke, einem programmierten Mikroprozessor oder Mikrocontroller und peripheren inte grierten Schaltelementen, auf einem ASIC oder einer ande ren integrierten Schaltung, einem digitalen Signalprozes sor, einer festverdrahteten elektronischen oder logischen Schaltung, wie zum Beispiel einer Schaltung aus diskreten Elementen, einer programmierbaren logischen Vorrichtung, wie zum Beispiel einem PLD, PLA, FPGA oder PAL oder der gleichen realisiert sein. Im allgemeinen kann jede Vor richtung, die imstande ist, eine finite Zustandsmaschine zu realisieren, die wiederum imstande ist, die in den Fig. 2, 3, 5, 7, 15 und 17 gezeigten Flußdiagramme zu realisieren, verwendet werden, um die elektronische Steu ervorrichtung zu realisieren.

Obgleich die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf das beschrieben worden ist, was derzeit als die be vorzugten Ausführungsbeispiele von ihr betrachtet werden, versteht es sich, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele oder Aufbauten be schränkt ist. Im Gegensatz wird es derart erachtet, daß die vorliegende Erfindung verschiedene Ausgestaltungen und äquivalente Anordnungen abdeckt. Außerdem befinden sich, obgleich die verschiedenen Elemente der offenbarten Erfindung in verschiedenen Kombinationen und Aufbauten gezeigt worden sind, welche beispielhaft sind, andere Kombinationen und Ausgestaltungen, die mehr, weniger oder lediglich ein einziges Ausführungsbeispiel beinhalten, ebenso innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung, wie er durch die beiliegenden Ansprüche definiert ist.

Eine zuvor beschriebene Dämpfungskraft-Regelvorrich tung und ein zuvor beschriebenes Dämpfungskraft-Regelver fahren regeln Dämpfungskräfte von Dämpfern an Stellen von jeweiligen Rädern. Eine erste Soll-Dämpfungskraft, die Vibrationen einer Fahrzeugkarosserie in der Hin-und-Her richtung unterdrückt, wird für jedes der Räder auf der Grundlage eines Einzelradmodells des Fahrzeugs berechnet, welches die Skyhook-Therorie verwendet. Eine zweite Soll- Dämpfungskraft, die Vibrationen der Fahrzeugkarosserie in der Nickrichtung unterdrückt, wird für jedes der Räder auf der Grundlage eines Modells von vorderen und hinteren Rä dern des Fahrzeugs berechnet. Eine dritte Soll-Dämpfungs kraft, die Vibrationen der Fahrzeugkarosserie in der Wankrichtung unterdrückt, wird für jedes der Räder auf der Grundlage eines Modells von linken und rechten Rädern des Fahrzeugs berechnet. Eine der ersten bis dritten Soll-Dämpfungskräfte, die den größten Absolutwert auf weist, wird für jedes der Räder ausgewählt. Die Dämp fungskraft, die von dem Dämpfer an der Stelle von jedem Rad ausgeübt wird, wird auf die ausgewählte Soll-Dämp fungskraft festgelegt. Eine derartige Dämpfungskraft-Re gelvorrichtung unterdrückt, daß das Fahrzeug Nick- oder Wankbewegungen durchführt, ohne die Regelgüte zum Ab schwächen von Vertikalvibrationen der Fahrzeugkarosserie zu beeinträchtigen.

Claims

1. Dämpfungskraft-Regelvorrichtung zum Regeln von Dämp fungskräften von Dämpfern, die zwischen einer Fahr zeugkarosserie und jeweiligen Rädern (FW1, FW2, RW1, RW2) eines Fahrzeugs angeordnet sind, gekennzeichnet durch einen Regler (20), der:
für jedes der Räder eine erste Soll-Dämpfungskraft, die Vibrationen der Fahrzeugkarosserie in einer Hin- und-Herrichtung unterdrückt, auf der Grundlage eines Einzelradmodells des Fahrzeugs berechnet;
für jedes der Räder eine zweite Soll-Dämpfungskraft, die Vibrationen der Fahrzeugkarosserie in einer Nick richtung unterdrückt, auf der Grundlage eines Modells von vorderen und hinteren Rädern des Fahrzeugs be rechnet;
eine endgültige Soll-Dämpfungskraft für jedes der Rä der auf der Grundlage der berechneten ersten und zweiten Soll-Dämpfungskräfte bestimmt; und
ein Regelsignal, das der bestimmten endgültigen Dämp fungskraft entspricht, derart zu jedem der Dämpfer ausgibt, daß eine Dämpfungskraft, die von jedem der Dämpfer ausgeübt wird, auf die bestimmte endgültige Soll-Dämpfungskraft festgelegt wird.

2. Dämpfungskraft-Regelvorrichtung nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß der Regler (20):
die erste Soll-Dämpfungskraft in Übereinstimmung mit einer vertikalen kinetischen Zustandsgröße der Fahr zeugkarosserie berechnet; und
die zweite Soll-Dämpfungskraft in Übereinstimmung mit einer kinetischen Zustandsgröße der Fahrzeugkarosse rie in der Nickrichtung berechnet.

3. Dämpfungskraft-Regelvorrichtung nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß der Regler (20):
die endgültige Soll-Dämpfungskraft durch Auswählen der größeren der berechneten ersten und zweiten Soll- Dämpfungskräfte für jedes der Räder bestimmt.

4. Dämpfungskraft-Regelvorrichtung nach Anspruch 3, da durch gekennzeichnet, daß der Regler (20):
die erste Soll-Dämpfungskraft in Übereinstimmung mit einer vertikalen kinetischen Zustandsgröße der Fahr zeugkarosserie berechnet; und
die zweite Soll-Dämpfungskraft in Übereinstimmung mit einer kinetischen Zustandsgröße der Fahrzeugkarosse rie in der Nickrichtung berechnet.

5. Dämpfungskraft-Regelvorrichtung nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß der Regler (20):
eine Beziehung eines Grads einer Amplitude von Abso lutwerten der ersten und zweiten Soll-Dämpfungskräfte beurteilt;
die Soll-Dämpfungskraft des größeren Absolutwerts mit einem größeren Gewicht gewichtet; und
die jeweiligen gewichteten ersten und zweiten Soll- Dämpfungskräfte per Summenbildung synthetisiert und dadurch die endgültige Soll-Dämpfungskraft bestimmt.

6. Dämpfungskraft-Regelvorrichtung zum Regeln von Dämp fungskräften von Dämpfern, die zwischen einer Fahr zeugkarosserie und jeweiligen Rädern (FW1, FW2, RW1, RW2) eines Fahrzeugs angeordnet sind, gekennzeichnet durch einen Regler (20) der:
für jedes der Räder eine erste Soll-Dämpfungskraft, die Vibrationen der Fahrzeugkarosserie in einer Hin- und-Herrichtung unterdrückt, auf der Grundlage eines Einzelradmodells des Fahrzeugs berechnet;
für jedes der Räder eine zweite Soll-Dämpfungskraft, die Vibrationen der Fahrzeugkarosserie in einer Wank richtung unterdrückt, auf der Grundlage eines Modells von linken und rechten Rädern des Fahrzeugs berech net;
eine endgültige Soll-Dämpfungskraft für jedes der Rä der auf der Grundlage der berechneten ersten und zweiten Soll-Dämpfungskräfte bestimmt; und
ein Regelsignal, das der bestimmten endgültigen Soll- Dämpfungskraft entspricht, derart zu jedem der Dämp fer ausgibt, daß eine Dämpfungskraft, die von jedem der Dämpfer ausgeübt wird, auf die bestimmte endgül tige Soll-Dämpfungskraft festgelegt wird.

7. Dämpfungskraft-Regelvorrichtung nach Anspruch 6, da durch gekennzeichnet, daß der Regler (20):
die erste Soll-Dämpfungskraft in Übereinstimmung mit einer vertikalen kinetischen Zustandsgröße der Fahr zeugkarosserie berechnet; und
die zweite Soll-Dämpfungskraft in Übereinstimmung mit einer kinetischen Zustandsgröße der Fahrzeugkarosse rie in der Wankrichtung berechnet.

8. Dämpfungskraft-Regelvorrichtung nach Anspruch 6, da durch gekennzeichnet, daß der Regler (20):
die endgültige Soll-Dämpfungskraft durch Auswählen der größeren der berechneten ersten und zweiten Soll- Dämpfungskräfte für jedes der Räder bestimmt; und
das ausgewählte Regelsignal derart zu jedem der Dämp fer ausgibt, daß die Dämpfungskraft, die von jedem der Dämpfer ausgeübt wird, auf die ausgewählte Soll- Dämpfungskraft festgelegt wird.

9. Dämpfungskraft-Regelvorrichtung nach Anspruch 8, da durch gekennzeichnet, daß der Regler (20):
die erste Soll-Dämpfungskraft in Übereinstimmung mit einer vertikalen kinetischen Zustandsgröße der Fahr zeugkarosserie berechnet; und
die zweite Soll-Dämpfungskraft in Übereinstimmung mit einer kinetischen Zustandsgröße der Fahrzeugkarosse rie in der Wankrichtung berechnet.

10. Dämpfungskraft-Regelvorrichtung nach Anspruch 6, da durch gekennzeichnet, daß der Regler (20):
eine Beziehung eines Grads einer Amplitude von Abso lutwerten der ersten und zweiten Soll-Dämpfungskräfte beurteilt;
die Soll-Dämpfungskraft des größeren Absolutwerts mit einem größeren Gewicht gewichtet; und
die jeweiligen gewichteten ersten und zweiten Soll- Dämpfungskräfte per Summenbildung synthetisiert und dadurch die endgültige Soll-Dämpfungskraft bestimmt.

11. Dämpfungskraft-Regelvorrichtung zum Regeln von Dämp fungskräften von Dämpfern, die zwischen einer Fahr zeugkarosserie und jeweiligen Rädern (FW1, FW2, RW1, RW2) eines Fahrzeugs angeordnet sind, gekennzeichnet durch einen Regler (20), der:
für jedes der Räder eine erste Soll-Dämpfungskraft, die Vibrationen der Fahrzeugkarosserie in einer Hin- und-Herrichtung unterdrückt, auf der Grundlage eines Einzelradmodells des Fahrzeugs berechnet;
für jedes der Räder eine zweite Soll-Dämpfungskraft, die Vibrationen der Fahrzeugkarosserie in einer Nick richtung unterdrückt, auf der Grundlage eines Modells von vorderen und hinteren Rädern des Fahrzeugs be rechnet;
für jedes der Räder eine dritte Soll-Dämpfungskraft, die Vibrationen der Fahrzeugkarosserie in einer Wank richtung unterdrückt, auf der Grundlage eines Modells von linken und rechten Rädern des Fahrzeugs berech net;
eine endgültige Soll-Dämpfungskraft für jedes der Rä der auf der Grundlage der berechneten ersten, zweiten und dritten Soll-Dämpfungskräfte bestimmt; und
ein Regelsignal, das der bestimmten endgültigen Soll- Dämpfungskraft entspricht, derart zu jedem der Dämp fer ausgibt, daß eine Dämpfungskraft, die von jedem der Dämpfer ausgeübt wird, auf die bestimmte endgül tige Soll-Dämpfungskraft festgelegt wird.

12. Dämpfungskraft-Regelvorrichtung nach Anspruch 11, da durch gekennzeichnet, daß der Regler (20):
die erste Soll-Dämpfungskraft in Übereinstimmung mit einer vertikalen kinetischen Zustandsgröße der Fahr zeugkarosserie berechnet;
die zweite Soll-Dämpfungskraft in Übereinstimmung mit einer kinetischen Zustandsgröße der Fahrzeugkarosse rie in der Nickrichtung berechnet; und
die dritte Soll-Dämpfungskraft in Übereinstimmung mit einer kinetischen Zustandsgröße der Fahrzeugkarosse rie in der Wankrichtung berechnet.

13. Dämpfungskraft-Regelvorrichtung nach Anspruch 11, da durch gekennzeichnet, daß der Regler (20):
die größte der berechneten ersten, zweiten und drit ten Soll-Dämpfungskräfte für jedes der Räder aus wählt; und
ein Regelsignal, das der ausgewählten Soll-Dämpfungs kraft entspricht, zu jedem der Dämpfer ausgibt und ein Regeln derart durchführt, daß die Dämpfungskraft, die von jedem der Dämpfer ausgeübt wird, auf die aus gewählte Soll-Dämpfungskraft festgelegt wird.

14. Dämpfungskraft-Regelvorrichtung nach Anspruch 13, da durch gekennzeichnet, daß der Regler (20):
die erste Soll-Dämpfungskraft in Übereinstimmung mit einer vertikalen kinetischen Zustandsgröße der Fahr zeugkarosserie berechnet;
die zweite Soll-Dämpfungskraft in Übereinstimmung mit einer kinetischen Zustandsgröße der Fahrzeugkarosse rie in der Nickrichtung berechnet; und
die dritte Soll-Dämpfungskraft in Übereinstimmung mit einer kinetischen Zustandsgröße der Fahrzeugkarosse rie in der Wankrichtung berechnet.

15. Dämpfungskraft-Regelvorrichtung nach Anspruch 11, da durch gekennzeichnet, daß der Regler (20):
eine Beziehung eines Grads einer Amplitude von Abso lutwerten der ersten, zweiten und dritten Dämpfungs kräfte beurteilt;
Gewichte erhöht, mit welchen die Soll-Dämpfungskräfte gewichtet werden, wenn sich die Absolutwerte erhöhen; und
die jeweiligen gewichteten ersten, zweiten und drit ten Soll-Dämpfungskräfte per Summenbildung syntheti siert und dadurch die endgültige Soll-Dämpfungskraft bestimmt.

16. Dämpfungskraft-Regelvorrichtung nach Anspruch 11, da durch gekennzeichnet, daß der Regler (20):
eine Beziehung eines Grads einer Amplitude von Abso lutwerten der ersten, zweiten und dritten Soll-Dämp fungskräfte beurteilt;
die Soll-Dämpfungskräfte der größten zwei Absolut werte auswählt; und
die ausgewählten Soll-Dämpfungskräfte per Summenbil dung synthetisiert und dadurch die endgültige Soll- Dämpfungskraft bestimmt.

17. Dämpfungskraft-Regelvorrichtung nach Anspruch 11, da durch gekennzeichnet, daß der Regler (20):
eine Beziehung eines Grads einer Amplitude von Abso lutwerten der ersten, zweiten und dritten Soll-Dämp fungskräfte beurteilt;
die Soll-Dämpfungskräfte der größten zwei Absolut werte auswählt;
eine der ausgewählten Soll-Dämpfungskräfte, die den größeren Absolutwert aufweist, mit einem größeren Ge wicht gewichtet; und
die ausgewählten Soll-Dämpfungskräfte per Summenbil dung synthetisiert und dadurch die endgültige Soll- Dämpfungskraft bestimmt.