DE19640820A1

DE19640820A1 - Steuer- bzw. Regelvorrichtung und -verfahren für ein Fahrzeugaufhängungssystem

Info

Publication number: DE19640820A1
Application number: DE19640820A
Authority: DE
Inventors: Katsuya Iwasaki
Original assignee: Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 1995-10-04
Filing date: 1996-10-02
Publication date: 1997-04-10
Also published as: US5944763A; KR970020510A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuer- bzw. Regel vorrichtung und -verfahren zum optimalen Steuern bzw. Regeln der Dämpfungskraftcharakteristik eines Aufhängungssystems für ein Kraftfahrzeug, wobei das Aufhängungssystem vier Stoßdämpfer aufweist und jeder Stoßdämpfer zwischen einer gefederten Masse der Fahrzeugkarosserie und einer ungefeder ten Masse eines entsprechenden linken oder rechten Vorder- oder Hinterrades angeordnet ist.

Die auf der ersten Veröffentlichung der japanischen Patent anmeldung Nr. Heisei 4-500490 basierende PCT-Anmeldung mit der internationalen Veröffentlichungsnummer WO 91/00187 stellt beispielhaft ein bekanntes semiaktives Aufhängungs system zum Steuern bzw. Regeln der Dämpfungskraft jedes Stoßdämpfers dar. Der Stoßdämpfer ist zwischen der gefeder ten Masse der Fahrzeugkarosserie und einer ungefederten Mas se eines entsprechenden linken oder rechten Vorder- oder Hinterrades angeordnet.

Bei dem bekannten semiaktiven Aufhängungssystem wird ein dy namischer Fahrzustand des Fahrzeuges durch einen Sensor er faßt und entsprechend dem erfaßten dynamischen Fahrzeugzu stand ein Steuer- bzw. Regelsignal gebildet, welches zum Steuern bzw. Regeln der Dämpfungskraft jedes an jedem Fahr zeugrad montierten Stoßdämpfers verwendet wird. Schließlich wird das Karosserieverhalten entsprechend dem Steuer- bzw. Regelsignalwert und der tatsächlichen Dämpfungskraft gesteu ert bzw. geregelt, welche jeder semiaktive Stoßdämpfer auf weist.

Jedoch wird bei dem bekannten Aufhängungssystem eine Ände rung des Ladegewichtes bzw. Beladungsgewichtes vom ursprüng lichen Ladegewicht zum tatsächlichen auf die Fahrzeugkaros serie wirkenden Ladegewicht bei der Steuerung bzw. Regelung der Dämpfungskraft von zumindest einem semiaktiven Stoßdämp fer nicht berücksichtigt.

Obgleich eine auf die Karosserie wirkende Änderung des Lade gewichtes entsprechend einer Änderung der Fahrzeughöhe durch einen Höhensensor erfaßt werden kann, erhöht ein Fahrzeughö hensensor die Herstellungskosten des semiaktiven Aufhän gungssystems für ein Fahrzeug.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuer- bzw. Regelvorrichtung und ein Steuer- bzw. Regelverfahren für ein Fahrzeugaufhängungssystem zu schaffen, welche einen einfa chen und kostengünstigen Aufbau der Steuer- bzw. Regelvor richtung erreichen und den Fahrkomfort und die Lenkstabili tät bei einer auf die Fahrzeugkarosserie wirkenden Ladege wichtänderung verbessern. Hierbei weist das Aufhängungssystem mehrere Stoßdämpfer auf und jeder Stoßdämpfer ist zwischen der gefederten Masse der Fahrzeugkarosserie und einer unge federten Masse eines entsprechenden linken oder rechten Vor der- oder Hinterrades angeordnet.

Die Aufgabe wird durch die Merkmalskombination des Anspru ches 1 oder 39 gelöst; die Unteransprüche haben bevorzugte Ausgestaltungsformen der Erfindung zum Inhalt.

Entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Steuer- bzw. Regelvorrichtung für ein Fahrzeugaufhän gungssystem geschaffen, welches mehrere Stoßdämpfer auf weist, die jeweils zwischen einer gefederten Masse der Fahr zeugkarosserie und einer ungefederten Masse eines entspre chenden linken oder rechten Vorder- oder Hinterrades ange ordnet sind, wobei die Steuer- bzw. Regelvorrichtung umfaßt:
mehrere Stellglieder, von denen jedes mit einem entsprechen den Einstellelement für die Dämpfungskraftcharakteristik verbunden ist, welches innerhalb des Stoßdämpfers angeordnet ist und auf ein Steuer- bzw. Regelsignal anspricht, so daß das entsprechende Einstellelement betätigt wird, wodurch es um eine Drehwinkelposition gedreht wird, so daß eine eine Dämpfungskraftcharakteristik des entsprechenden Stoßdämpfers bewirkende Dämpfungsposition auf eine Ziel-Dämpfungsposition eingestellt wird, welche eine Ziel-Dämpfungskraftcharakteri stik entsprechend der Größe und der Richtung des zugeführten Steuer- bzw. Regelsignals bewirkt;
mehrere Sensoren, von denen jeder an einem entsprechenden linken oder rechten Vorder- bzw. Hinterrad und zum Erfassen einer vertikalen Zustandsvariablen des Fahrzeugs angeordnet ist; und
eine Steuer- bzw. Regeleinheit, welche zum Erzeugen und Aus geben des Steuer- bzw. Regelsignals an jedes Stellglied ent sprechend den erfaßten Zustandsvariablen vom Sensor angeord net ist, wobei die Steuer- bzw. Regeleinheit bestimmt, ob eine auf die Fahrzeugkarosserie als gefederte Masse wirkende Ladegewichtänderung zwischen dem ursprünglichen Fahrzeugge wicht und dem vorliegenden Fahrzeuggewicht entsprechend den durch zumindest zwei an den Vorder- und Hinterrädern ange ordnete Sensoren erfaßten Zustandsvariablen auftritt und die Steuer- bzw. Regeleinheit ermittelt das an das entsprechende Stellglied abzugebende Steuer- bzw. Regelsignal und weist einen Parameter auf, welcher das Steuer- bzw. Regelsignal bestimmt, dessen Wert bei Ermittlung einer auf die Fahr zeugkarosserie wirkende Ladegewichtänderung verändert wird.

Entsprechend einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfin dung wird ein Steuer- bzw. Regelverfahren für ein Fahrzeug aufhängungssystem geschaffen, welches mehrere Stoßdämpfer aufweist, die jeweils zwischen einer gefederten Masse der Fahrzeugkarosserie und einer ungefederten Masse eines ent sprechenden linken oder rechten Vorder- oder Hinterrades an geordnet sind, wobei das Steuer- bzw. Regelverfahren folgen de Schritte aufweist:
Erfassen einer vertikalen Zustandsvariablen des Fahrzeuges an einem an dem linken oder rechten Vorder- oder Hinterrad angeordneten Fahrzeugbereich;
Erzeugen und Ausgeben eines Steuer- bzw. Regelsignals an je des Stellglied, welche mit einem entsprechenden Stoßdämpfer verbunden sind, um ein Einstellelement anzusteuern, wodurch das Einstellelement entsprechend der erfaßten Zustandsvari ablen gedreht wird, so daß eine eine Dämpfungskraftcharakte ristik ausübende Dämpfungsposition auf eine Zieldämpfungspo sition eingestellt wird, welche eine Zieldämpfungskraftcha rakteristik entsprechend der Größe und Richtung des Steuer- bzw. Regelsignals bewirkt;
Bestimmen, ob eine auf die Fahrzeugkarosserie aufgebrachte Ladegewichtänderung zwischen einem ursprünglichen Fahrzeug gewicht und einem tatsächlichen Fahrzeuggewicht entsprechend den durch zumindest zwei an den Vorder- und Hinterrädern an geordnete vertikale Beschleunigungssensoren der gefederten Masse erfaßte Zustandsvariablen vorliegt; und
Ändern eines Steuer- bzw. Regelparameters, welcher das Steu er- bzw. Regelsignal entsprechend einem Bestimmungsergebnis der auf die Fahrzeugkarosserie aufgebrachten Ladegewicht änderung festlegt.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand verschie dener Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine erläuternde Ansicht einer Anordnung der Steuer- bzw. Regeleinrichtung für ein Fahrzeugaufhängungssy stem bei einem erfindungsgemäßen ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 ein Blockdiagramm einer Steuer- bzw. Regeleinheit und deren Peripherieschaltungen der Steuer- bzw. Re geleinheit für das Fahrzeugaufhängungssystem von Fig. 1;

Fig. 3 eine spezielle Schnittansicht jedes Stoßdämpfer SA, welcher in dem ersten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 verwendet wird;

Fig. 4 eine vergrößerte Teilschnittansicht des repräsenta tiven Stoßdämpfers SA von Fig. 3;

Fig. 5 einen charakteristischen Graphen, welcher die Dämp fungskräfte mit Bezug auf die Kolbengeschwindigkeit des repräsentativen Stoßdämpfers SA der Fig. 3 und 4 darstellt;

Fig. 6 einen Graphen der Dämpfungskraftcharakteristik, wel cher Bereiche der Dämpfungskraftsteuerung bzw. -re gelung entsprechend abgestuften Bereichen eines im repräsentativen Stoßdämpfer SA installierten Stell gliedes darstellt, wobei das Einstellelement einem Schrittmotor zugeordnet und entsprechend einer schrittweisen Rotation des in den Fig. 2 und 3 dar gestellten repräsentativen Schrittmotors verschwenkt (gedreht) wird;

Fig. 7A, 7B und 7C Querschnittansichten entlang der Linie K-K von Fig. 4, welche ein wichtiges Bauteil des in Fig. 4 dargestellten repräsentativen Stoßdämpfers zeigen;

Fig. 8A, 8B und 8C Querschnittansichten entlang der Linien L-L und M-M von Fig. 4, welche ein wichtiges Bauteil des repräsentativen Stoßdämpfers SA der Fig. 3 und 4 zeigen;

Fig. 9A, 9B und 9C Querschnittansichten entlang der Linie N-N von Fig. 4, welche ein wichtiges Bauteil des re präsentativen in den Fig. 3 und 4 dargestellten Stoßdämpfers zeigen;

Fig. 10 einen Graphen der Dämpfungskraftcharakteristik, wenn sich die Zugstufe (Phase) in einer harten (Dämp fungskraft-)Charakteristik bezüglich des Kolbens des repräsentativen Stoßdämpfers SA von Fig. 4 (HS-Steu er- bzw. Regelmodus) befindet;

Fig. 11 einen Graphen der Dämpfungskraftcharakteristik, wenn sich sowohl die Zug- als auch Druckseite (Phase) in einem weichen Dämpfungskraftzustand (SS-Steuer- bzw. Regelmodus) befindet;

Fig. 12 einen Graphen der Dämpfungskraftcharakteristik, wenn sich die Druckseite (Phase) in einem harten Dämp fungskraftzustand (SH-Steuer- bzw. Regelmodus) be findet;

Fig. 13 ein Blockdiagramm der Signalverarbeitungsschaltung in der Steuer- bzw. Regeleinheit der Steuer- bzw. Regeleinrichtung für das Fahrzeugaufhängungssystem des erfindungsgemäßen, in Fig. 1 dargestellten er sten Ausführungsbeispiels, wobei die Steuer- bzw. Regeleinrichtung zum Ableiten einer Vertikalge schwindigkeit der gefederten Masse und zum Ableiten einer Relativgeschwindigkeit zwischen der gefederten Masse und der ungefederten Masse verwendet wird;

Fig. 14A und 14B halblogarithmische Graphen der Verstär kungscharakteristik und Phasencharakteristik des vertikalen Geschwindigkeitssignals der gefederten Masse, welches von der Signalverarbeitungsschaltung im in Fig. 13 dargestellten ersten Ausführungsbei spiels gewonnen wird;

Fig. 15 ein Flußdiagramm, welches in der Steuer- bzw. Regel einheit beim ersten erfindungsgemäßen Ausführungs beispiel abläuft;

Fig. 16A, 16B, 16C, 16D und 16E Zeitsteuerdiagramme welche einen Steuer- bzw. Regelvorgang der Dämpfungskraft charakteristik der Steuer- bzw. Regeleinheit beim ersten erfindungsgemäßen bevorzugten Ausführungsbei spiel darstellen;

Fig. 17 ein Blockdiagramm einer Signalverarbeitungsschaltung zum Ableiten eines Ermittlungssignals (R_M) eines be ladenen Zustandes im ersten in den Fig. 1 bis 16E dargestellten Ausführungsbeispiel;

Fig. 18 eine Modellansicht eines Fahrzeugrades zum Erläutern der Ableitung einer Übertragungsfunktion von jeder Vertikalbeschleunigung der gefederten Masse zu einer entsprechenden Relativgeschwindigkeit zwischen der gefederten und ungefederten Masse;

Fig. 19A und 19B halblogarithmische Graphen der Verstär kungs- und Phasencharakteristika eines im ersten Ausführungsbeispiel von Fig. 17 verwendeten Band passfilters;

Fig. 20A und 20B Graphen zum Erläutern der Ableitung von Tiefpass-gefilterten Signalkomponenten (G_RS-M und G_FS-L);

Fig. 21A und 21B charakteristische Graphen, welche das Durchlaßvermögen der gefederten Masse für Vorder- und Hinterräder bezüglich der Eingänge der Straßen fläche darstellen;

Fig. 22 ein Flußdiagramm für einen Schaltsteuer- bzw. -re gelvorgang einer Dämpfungskraftcharakteristik (Steu er- und Regelverstärkung) entsprechend einer auf die Fahrzeugkarosserie des ersten Ausführungsbeispieles wirkenden Ladegewichtänderung;

Fig. 23A, 23B, 23C, 23D, 23E und 23F Zeitsteuerdiagramme zum Erläutern des Schaltsteuer- bzw. Regelvorganges der Dämpfungskraftcharakteristik (Steuer- und Regelver stärkung) entsprechend der auf die Fahrzeugkarosse rie im ersten Ausführungsbeispiel wirkenden Ladege wichtänderung;

Fig. 24 eine erläuternde Ansicht zum Ableiten eines Abstan des von einer Vorderrad-Befestigungsposition zu ei nem Schwerpunkt des Fahrzeugs eines zweiten Ausfüh rungsbeispiels der Steuer- und Regeleinrichtung ent sprechend der vorliegenden Erfindung;

Fig. 25A und 25B charakteristische Graphen der Verstärkungs- und Phasencharakteristika des Bandpaßfilters in halblogarithmischem Maßstab eines dritten Ausfüh rungsbeispiels;

Fig. 26 eine erläuternde Ansicht der Anordnung der Steuer- und Regeleinrichtung für ein Fahrzeugaufhängungssy stem bei einem erfindungsgemäßen vierten Ausfüh rungsbeispiel;

Fig. 27 ein Blockdiagramm der Steuer- und Regeleinheit und deren Peripherieschaltungen der Steuer- und Regel einrichtung für das Fahrzeugaufhängungssystem beim erfindungsgemäßen vierten bevorzugten Ausführungs beispiel;

Fig. 28 ein erläuterndes Blockdiagramm einer Signalverarbei tungsschaltung der Steuer- bzw. Regeleinheit zum Ab leiten eines geschätzten Wertes eines vertikalen Be schleunigungssignals GR_-S des Hinterrades der gefe derten Masse an einem zweiten Mittelpunktsbereich der Fahrzeugkarosserie zwischen dem linken und rech ten Hinterrad bei dem in Fig. 27 dargestellten vier ten Ausführungsbeispiel;

Fig. 29 ein erläuterndes Blockdiagramm einer Signalverarbei tungsschaltung, welche zum Ableiten des vertikalen Beschleunigungssignals GR an der Seite des Hinter rades der gefederten Masse beim vierten erfindungs gemäßen bevorzugten Ausführungsbeispiel angeordnet ist;

Fig. 30 ein Blockdiagramm einer Signalverarbeitungsschal tung, welche zum Ableiten tiefpaßgefilteter Signal komponenten PR (PR_S) angeordnet ist;

Fig. 31 einen charakteristischen Graphen der Verstärkung des in der Signalverarbeitungsschaltung von Fig. 30 ver wendeten Bandpaßfilters (BPF);

Fig. 32A und 32B wellenförmige Diagramme zum Erläutern der Ableitung einer tiefpaßgefilterten Signalkomponente PR₁ in der Schaltung E3 von Fig. 30;

Fig. 33A und 33B Verstärkungscharakteristika der Durchlaß vermögen der gefederten Masse an Fahrzeugkarosse riebereichen, an welchen das linke oder rechte Vor derrad und an welchen das linke oder rechte Hinter rad montiert ist;

Fig. 34 ein Flußdiagramm zum Erläutern des Inhaltes der Schaltsteuerung bzw. -regelung der Dämpfungskraft charakteristik (Steuer- und Regelparameter) entspre chend der auf die Fahrzeugkarosserie wirkenden Lade gewichtänderung;

Fig. 35 ein Signal-Zeitsteuerungsdiagramm des Bestimmungs signals (R_M) für den beladenen Zustand und der Last bestimmungsmarke;

Fig. 36 ein Flußdiagramm zum Erläutern des Inhaltes des Schaltsteuer- bzw. -regelvorgangs der Dämpfungs kraftcharakteristik (Steuer- und Regelparameter) entsprechend der auf die Fahrzeugkarosserie aufge brachten Ladegewichtänderung bei einem erfindungsge mäßen fünften bevorzugten Ausführungsbeispiel;

Fig. 37A, 37B und 37C wellenförmige Diagramme zum Erläutern des Bestimmungssignals (R_M) für den beladenen Zu stand, des Steuer- und Regelparameters (δ_r) und des Steuer- und Regelparameters (δ_f) bei einem erfin dungsgemäßen fünften Ausführungsbeispiel;

Fig. 38 eine erläuternde Ansicht der Anordnung der Steuer- und Regeleinrichtung für das Fahrzeugaufhängungssy stem in einem erfindungsgemäßen achten bevorzugten Ausführungsbeispiel;

Fig. 39 ein Blockdiagramm der Steuer- und Regeleinrichtung für das Fahrzeugaufhängungssystem des erfindungsge mäßen achten Ausführungsbeispieles;

Fig. 40 ein Blockdiagramm der Signalverarbeitungsschaltung der Steuer- und Regeleinheit zum Ableiten des Be stimmungssignals (R_M) für den beladenen Zustand beim achten bevorzugten Ausführungsbeispiel;

Fig. 41 eine Ansicht zum Erläutern des Abstandes des Fahr zeugschwerpunktes von der Befestigungsposition des Vorderrades, um das Bestimmungssignal für den bela denen Zustand bei einem neunten erfindungsgemäßen bevorzugten Ausführungsbeispiel abzuleiten;

Fig. 42 ein Blockdiagramm der Signalverarbeitungsschaltung, welche zum Ableiten des Bestimmungssignals (R_M) für den beladenen Zustand als Amplitudenverhältnis (Ar/Ar) bei einem zehnten bevorzugten Ausführungs beispiel der Steuer- und Regeleinrichtung für das erfindungsgemäße Fahrzeugaufhängungssystem angeord net ist;

Fig. 43 einen charakteristischen Graphen der Verstärkung der im zehnten Ausführungsbeispiel verwendeten Bandpaß filter (BPF1 und BPF2);

Fig. 44A und 44B charakteristische Graphen der im zehnten Ausführungsbeispiel verwendeten tiefpaßgefilterten Signalkomponenten (GF_s-L und GR_s-L);

Fig. 45A und 45B charakteristische Graphen der Durchlaßver mögen der gefederten Masse an der Vorderradseite und Hinterradseite zum Erläutern von Tot(punkt)frequen zen; und

Fig. 46 eine erläuternde Ansicht der Resonanzfrequenz der gefederten Masse und der Totpunktfrequenz, um den Betrieb eines elften Ausführungsbeispieles der Steu er- und Regeleinrichtung für das erfindungsgemäße Fahrzeugaufhängungssystem darzustellen.

Nachfolgend wird auf die Zeichnung Bezug genommen, um ein besseres Verständnis für die vorliegende Erfindung zu erzie len.

Erstes Ausführungsbeispiel

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine komplette Systemanordnung eines Fahrzeugaufhängungssystems, bei welchem eine Steuer- bzw. Regeleinrichtung - wird im folgenden Steuereinrichtung ge nannt - eines ersten erfindungsgemäßen bevorzugten Ausfüh rungsbeispieles zur Anwendung kommen kann.

Vier Stoßdämpfer SA_FL, SA_FR, SA_RL und SA_RR (die Indizes FL, FR, RL und RR bezeichnen die linke und rechte Vorderradseite (Position), die linke und rechte Hinterradseite (Position) und ein repräsentativer Stoßdämpfer wird einfach mit SA be zeichnet, da alle Stoßdämpfer im wesentlichen den gleichen Aufbau aufweisen) sind zwischen vorgegebene Bauteile einer Fahrzeugkarosserie (gefederte Masse) und jeweiligen Lauf rädern (Reifen) (ungefederte Masse) angeordnet. Die Lauf räder des Fahrzeugs umfassen ein linkes Vorderrad, ein rech tes Vorderrad, ein linkes Hinterrad und ein rechtes Hinter rad. Die oben beschriebenen vorgegebenen Bauteile der Fahr zeugkarosserie kennzeichnen linke und rechte Vorderradposi tionen und linke und rechte Hinterradpositionen.

Wie in Fig. 1 dargestellt, sind vier vertikale (d. h. nach oben und unten gerichtete Beschleunigungs- (G, G; Schwer kraft) Sensoren 1 _FL, 1 _RL, 1 _FR, 1 _RR an vorgegebenen Bauteilen (sogenannten Stützpositionen) der Fahrzeugkarosserie neben den linken und rechten vorderradseitigen Stoßdämpfern SA (nämlich SA_FL, SA_FR, SA_RL und SA_RR) angeordnet, wobei jeder Sensor eine Vertikalbeschleunigung der gefederten Masse er faßt, die auf die gefederte Masse (Fahrzeugkarosserie) wirkt. Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (2) erfaßt die Fahrzeuggeschwindigkeit (Sv) des Fahrzeugs.

Eine Steuer- und Regeleinheit 4 - wird im folgenden Steuer einheit genannt - ist an einem vorgegebenen Bauteil (allge mein unter dem Sitz des Fahrers in der Fahrgastzelle) des Fahrzeugs installiert, um von den vier vertikalen Beschleu nigungssensoren 1 _FR, 1 _FL, 1 _RR und 1 _RL, vom Fahrzeuggeschwin digkeitssensor 2, von einem Sensor 5 für eine geöffnte/ge schlossene Tür, und von einem Zündschlüsselschalter 6 abge leitete Signale zu empfangen, diese Signale zu verarbeiten und schließlich Treiber (Steuer- bzw. Regel-)Signale den je weiligen Stellgliedern (d. h. den Schrittmotoren 3) für die jeweiligen vier Stoßdämpfer SA (SA_FR, SA_FL, SA_RL und SA_RR) zuzuführen.

In den Fig. 1 und 2 ist die Steuereinheit 4 an einem Bereich der Fahrzeugkarosserie nahe dem Sitz des Fahrers befestigt. Die Steuereinheit 4 umfaßt: eine Eingabe-Schnittstellen schaltung 4a; eine CPU (Zentrale Verarbeitungseinheit) 4b; einen Speicher 4e mit einem ROM (Festspeicher) und einem RAM (Direktzugriffspeicher); eine. Ausgabeschnittstelle 4d und eine Einstellelement-Treiberschaltung 4c; sowie eine gemein same Busleitung.

Beim ersten Ausführungsbeispiel wird kein Hubsensor verwen det, welcher die Relativgeschwindigkeit zwischen der gefe derten Masse und der ungefederten Masse an sowohl den Vor der- als auch Hinterradpositionen bestimmt.

Die Steuereinheit 4 weist die Treiberschaltung 4c auf, wel che zwischen der Ausgabeschnittstelle 4d und den Schritt motoren 3 angeordnet und mit diesen verbunden ist.

Die in Fig. 2 dargestellte Steuereinheit 4 weist eine in Form der in Fig. 13 dargestellten Hardware-Anordnung ausge bildet Signalverarbeitungsschaltung auf. Die Signalverarbei tungsschaltung leitet jedes Steuer- und Regelsignal V - wird im folgenden Steuersignal genannt - (einschließlich jeder Position P für die Zieldämpfungskraftcharakteristik) ab, welches für das Durchführen einer Dämpfungskraftcharakteri stiksteuerung bzw. -regelung an jedem Stoßdämpfer SA verwen det wird. Die Fig. 13 wird später noch detailliert beschrie ben.

Als nächstes zeigt Fig. 3 eine Querschnittansicht jedes Stoßdämpfers SA der Fig. 1 und 2.

Der in Fig. 3 dargestellte Stoßdämpfer SA umfaßt: einen Zy linder 30, einen (bewegbaren) Kolben 31, welcher einen obe ren Kammerbereich A und einen unteren Kammerbereich B fest legt; einen äußeren Mantel bzw. eine Außenhülle 33, in wel cher eine Reservoirkammer 32 auf einem äußeren Umfangsende des Zylinders 30 ausgebildet ist; eine Basis 34, welche den unteren Bereich B und das Reservoir 32 festlegt; ein Füh rungselement 35, welches eine Gleitbewegung einer Kolben stange 7 führt, deren anderes Ende mit dem bewegbaren Kolben 31 verbunden ist; eine Aufhängungsfeder 36, welche zwischen dem äußeren Mantel 33 und der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist; und einen Einfederungsanschlaggummi 37.

Jeder in den Fig. 1 und 2 dargestellte Schrittmotor 3 ist an einer oberen Position des entsprechenden Stoßdämpfers SA, wie in Fig. 3 dargestellt, derart installiert, daß er ein Einstellelement 40 (siehe Fig. 4) durch eine Steuer- bzw. Regelstange 70 entsprechend einem Rotations-Treibersignal vom entsprechenden Einstellelement-Treiber (Schaltung) 4c dreht. Eine Drehachse des entsprechenden Schrittmotors 3 ist mit dem jeweiligen Einstellelement 40 innerhalb jedes Stoß dämpfers SA durch die Steuer- bzw. Regelstange 70 mechanisch verbunden.

Fig. 4 zeigt eine vergrößerte Querschnittansicht eines Teils der Kolbenanordnung 31 und deren umgebenden Bauteile jedes Stoßdämpfers SA.

In Fig. 4 ist der Kolben 31 mit Durchgangsöffnungen 31a und 31b ausgebildet. Zusätzlich weist der Kolben 31 ein Dämp fungsventil 20 für die Druckphase und ein Dämpfungsventil 12 für die Zugphase auf, wobei beide Ventile 20, 12 jeweils die entsprechenden Durchgangsöffnungen 31a und 31b öffnen und schließen. Ein Bolzen 38 greift spiralförmig in einen Auf prall-Anschlag 41 ein und ist an diesem befestigt, welcher wiederum spiralförmig in das vordere Ende der Kolbenstange 7 eingreift und an dieser befestigt ist.

Der Bolzen 38 durchdringt den Kolben 31. Zudem ist der Bol zen 38 mit einer Verbindungsöffnung 39 ausgebildet, so daß der obere Bereich A und der untere Kammerbereich B miteinan der verbunden sind. Die Verbindungsöffnung 39 bildet Strö mungskanäle (einen zweiten Strömungskanal E der Zugstufe, einen dritten Strömungskanal F der Zugstufe, einen Bypass- Strömungskanal G und einen zweiten Strömungskanal J der Druckstufe, wie später beschrieben wird). Anschließend wird das Einstellelement 40 in der Verbindungsöffnung 39 angeord net, wobei das Einstellelement 40 die Querschnittsflächen der oben beschriebenen Strömungskanäle verändert.

Des weiteren sind ein zugstufenseitiges (phasiges) Absperr ventil 17 und ein Druck-(oder Kontraktions-) stufenseitiges (Kompressionsphase) Absperrventil 22 zudem auf dem Außen umfang des Bolzens 38 befestigt, welche eine Fluidströmung durch die oben genannten Strömungskanäle ermöglichen und absperren, die durch die Verbindungsöffnung 39 entsprechend der Strömungsrichtung des Fluids ausgebildet werden. Wie in Fig. 3 dargestellt, ist das Einstellelement 40 durch das entsprechende Stellglied (Schrittmotor) 3 mittels der Steu er- bzw. Regelstange 70 drehbar.

Der Bolzen 38 ist mit einer ersten Öffnung 21, einer zweiten Öffnung 13, einer dritten Öffnung 18, einer vierten Öffnung 14 bzw. einer fünften Öffnung 16 in der oberen Reihenfolge ausgebildet.

Andererseits ist in Fig. 4 das Einstellelement 40 mit einem hohlen Bereich 19, einer ersten Seitenöffnung 24 und einer zweiten Seitenöffnung 25 ausgebildet, wobei die beiden Sei tenöffnungen mit den inneren und äußeren Bereichen des Ein stellelementes 40 kommunizieren. Eine Längsnut 23 ist auf dem äußeren Umfangsbereich ausgestaltet. Folglich sind vier Strömungskanäle zwischen dem oberen Bereich A und dem unte ren Bereich B als Fluidströmungskanäle ausgebildet, wenn der Kolbenhub die Zugstufe bzw. Zugphase bezeichnet: d. h. 1) einen ersten Strömungskanal D der Zughubseite (Phase), bei welcher das Fluid die Durchgangsöffnung 31b und eine ventil geöffnete Innenseite des zughubseitigen (phasigen) Dämp fungsventils 12 durchströmt und den unteren Bereich B er reicht; 2) einen zughubseitigen (phasigen) zweiten Strö mungskanal E, bei welchem das Fluid durch die zweite Öffnung 30, die Längsnut 23, die vierte Öffnung 14, eine ventilge öffnete äußere Umfangsseite des zughubseitigen (phasigen) Dämpfungsventils 12 strömt und den unteren Bereich B er reicht; 3) einen zughubseitigen (phasigen) dritten Strö mungskanal F, bei welchem das Fluid durch die zweite Öffnung 13, die Längsnut 23 und die vierte Öffnung 16 strömt; und 4) einen Bypass-Strömungskanal G, bei welchem das Fluid durch die dritte Öffnung 12, die zweite Seitenöffnung 25 und den hohlen Bereich 19 strömt und den unteren Bereich B erreicht.

Zusätzlich umfassen die drei Fluidströmungskanäle, durch welche das Fluid während des Druckhubes des Kolbens 31 strö men kann: 1) einen druckhubseitigen (phasigen) ersten Strö mungskanal A, bei welchem das Fluid durch die Durchgangsöff nung 31a und das ventilgeöffnete druckhubseitige (phasige) Dämpfungsventil 20 strömt; 2) einen druckhubseitigen (phasi gen) zweiten Strömungskanal J, bei welchem das Fluid durch den hohlen Bereich 19, die erste Seitenöffnung 24, die erste Öffnung 21 und das geöffnete druckhubseitige (phasige) Ab sperrventil 22 strömt und den oberen Bereich A erreicht; und 3) den Bypasskanal G, bei welchem das Fluid durch den hohlen Bereich 19, die zweite Seitenöffnung 25 und die dritte Öffnung 18 strömt.

Zusammenfassend ist der Stoßdämpfer SA derart aufgebaut, daß er die Dämpfungskraftcharakteristika auf eine Vielzahl von Dämpfungscharakteristikstufen, wie in Fig. 5 dargestellt, entweder in der Zugstufe oder Druckstufe verändern kann, wenn das Einstellelement 40 entsprechend der Drehung des zugeordneten Schrittmotors 3 verstellt bzw. verschwenkt wird.

Fig. 6 zeigt die Beziehungen zwischen der gedrehten Position des Einstellelementes 40 und der Dämpfungskraftcharakteri stika sowohl in der Zugstufe (Phase) als auch in der Druck stufe mit Bezug auf den Kolben 31.

Wenn, wie detailliert in Fig. 6 dargestellt, das Einstell element 40 in vorgegebener Richtung entgegen dem Uhrzeiger sinn von einer im wesentlichen mittigen Position, bei wel cher sowohl die Zug- als auch Druckstufe sich in weichen Dämpfungskraftcharakteristikpositionen befinden (wird nach folgend als weicher Bereich (weicher Steuer- bzw. Regelmo dus) SS bezeichnet), kann der Dämpfungskraftkoeffizient der Zugstufe (Phase) in einer Vielzahl von Stufen von einer ma ximal harten zu einer minimal harten Charakteristik verän dert werden, jedoch die Druckstufenseite ist in einer wei chen Position fixiert (wird nachfolgend als harter Bereich HS der Druckstufe (Phase) bezeichnet). Andererseits ist die Dämpfungskraftcharakteristik der Druckstufe (Phase) aus schließlich in einen harten Bereich von einer maximal harten zu einer minimal harten Charakteristik mit einer Vielzahl von Stufen änderbar und die Dämpfungskraftcharakteristik in der Druckstufe auf einen weichen Bereich eingestellt (wird nachfolgend als harter Bereich der Druckstufe (Druckphase hart) SH bezeichnet, wenn das Einstellelement 40 in vorge gebener Richtung im Uhrzeigersinn verschwenkt bzw. verdreht wird.

Wenn, wie in Fig. 6 dargestellt, das Einstellelement 40 in eine der Positionen , und verschwenkt wird, werden jeweils die Querschnitte der entlang der Linien K-K, L-L, M-M und N-N von Fig. 4 geschnittenen Kolbenanordnungsberei che jeweils in den Fig. 7A (), 7B () und 7C () (K-K), 8A (), 8B () und 8C () (L-L, M-M), 9A (), 9B () bzw. 9C () (N-N) dargestellt.

Die Dämpfungskraftcharakteristika an den in Fig. 6 darge stellten jeweiligen Positionen , und sind in den Fig. 10, 11 bzw. 12 dargestellt.

Fig. 10 zeigt die Dämpfungskraftcharakteristik des repräsen tativen Stoßdämpfers SA, wenn das Einstellelement 40 sich bei von Fig. 6 befindet.

Fig. 11 zeigt die Dämpfungskraftcharakteristik, wenn das Einstellelement 40 sich bei von Fig. 6 befindet.

Fig. 12 zeigt die Dämpfungskraftcharakteristik, wenn sich das Einstellelement 40 bei von Fig. 6 befindet.

Als nächstes stellt Fig. 13 eine innerhalb der Steuereinheit 4 angeordnete Signalverarbeitungsschaltung dar, welche jede Relativgeschwindigkeit (Δx - Δx₀) der gefederten Masse zwi schen der gefederten Masse und der ungefederten Masse sowie jede Vertikalgeschwindigkeit (Δx) der gefederten Masse von dem entsprechenden Vertikalbeschleunigungssensor 1 _FR bis 1 _RL bestimmt.

In einem in Fig. 13 dargestellten Block B1 wird jede durch jeden Vertikal-G-Sensor 1 (1 _FL, 1 _FR, 1 _RL und 1 _RR) erfaßte Vertikalbeschleunigung G (G_FL, G_FR, G_RL, G_RR) der gefederten Masse in ein entsprechendes vertikales Geschwindigkeitssig nal der gefederten Masse an einer entsprechend Stützposition (linke und rechte Vorder- und Hinterräder) mit einer Kompen sationsgleichung für die Phasenverzögerung umgewandelt.

Die allgemeine Formel der Phasenverzögerungskompensation ist in der folgenden Übertragungsgleichung (1) ausgedrückt.

G_(S) = (AS + 1)/(BS + 1) (1) (A < B).

Somit wird beim ersten Ausführungsbeispiel die folgende Gleichung (2) für die Übertragungsfunktion als Kombinations gleichung der Phasenverzögerung verwendet, so daß die Funk tion die gleichen Phasen- und Verstärkungscharakteristika wie bei einer Integration (1/S, S: Laplace Operator) in einem Frequenzband (0,5 Hz bis 3 Hz), welches für die Steu erung bzw. Regelung der Dämpfungskraftcharakteristik erfor derlich ist, und wie die Verstärkungsverringerung bei einem niedrigen Frequenzband (ungefähr 0,05 Hz) aufweist.

G_(S) = (0,001 S + 1)/(1OS + 1) x_ν (2).

ν bezeichnet einen Verstärkungsfaktor, welcher zum Adaptie ren des Signals für die Geschwindigkeitsumwandlung mit der Verstärkungscharakteristik des Blocks B1 unter Verwendung der Integration 1/S verwendet wird. Beim ersten Ausführungs beispiel beträgt ν = 10. Folglich wird die Verstärkung le diglich bei der niedrigeren Frequenzkomponente des umgewan delten vertikalen Geschwindigkeitssignals der gefederten Masse, wie in der Verstärkungscharakteristik von Fig. 14A und in der Phasencharakteristik von Fig. 14B dargestellt, verringert, ohne daß die Phasencharakteristik des Frequenz bandes (0,5 Hz bis 3 Hz) verschlechtert wird, welches für die Steuerung bzw. Regelung der Dämpfungskraftcharakteristik erforderlich ist. Die gestrichelten Linien in den Fig. 14A und 14B kennzeichnen die Verstärkungs- und Phasencharakteri stika des vertikalen Geschwindigkeitssignals der gefederten Masse, welches durch die Integration 1/S umgewandelt wurde.

Im nachfolgenden Block B2 wird mit einem Bandpaßfilter ge filtert, um die Signalkomponenten ausgenommen des zu steu ernden bzw. zu regelnden Zielfrequenzbandes auszufiltern.

D.h. der Bandpaßfilterblock B2 (BPF) umfaßt: einen Hochpaß filter (HPF) zweiter Ordnung mit einer Grenzfrequenz von 0,3 Hz sowie einen kaskadenförmigen bzw. verbundenen Tiefpass filter zweiter Ordnung mit einer Grenzfrequenz von 4 Hz. So mit leitet der Bandpaßfilterblock B2 die Vertikalgeschwin digkeit der gefederten Maske von Δx (Δx_FR, Δx_FL, Δx_RR und Δx_RL) im Zielfrequenzband entsprechend dem Resonanzfrequenz band der gefederten Masse ab.

Andererseits wird im Block B3 die Relativgeschwindigkeit zwischen der gefederten und ungefederten Masse (Δx - Δx₀), welche an jedem linken und rechten Vorder- und Hinterrad an geordnet ist, abgeleitet ((Δx -Δx0)_FL, (Δx - Δx₀)_FL, (Δx - Δx₀)_RR und (Δx - Δx₀)_RL), wobei die Übertragungsfunktion Gu_(S) von jeder Vertikalbeschleunigung der gefederten Masse zur oben definierten Relativgeschwindigkeit verwendet wird.

Gu_(S) = - mS/(cS + k) (3).

m bezeichnet die gefederte Masse, C kennzeichnet einen vor liegenden Dämpfungskoeffizienten jedes Stoßdämpfers SA, k kennzeichnet eine Aufhängungsfederkonstante und S bezeichnet den Laplace Operator, wie durch das Einradmodell von Fig. 18 dargestellt.

Als nächstes zeigt Fig. 15 ein Flußdiagramm zum Erläutern des Inhaltes des in der Steuereinheit 4 ausgeführten Steuer- bzw. Regelvorganges für die Dämpfungskraftcharakteristik jedes Stoßdämpfers SA. Diese Grundsteuerung bzw. -regelung von Fig. 15 wird für jeden Stoßdämpfer SA_FL, SA_FR, SA_RL und SA_RR durchgeführt.

Im Schritt 101 bestimmt die CPU 4b, ob das gebildete verti kale Geschwindigkeitssignal Δx der gefederten Masse (für je den Stoßdämpfer SA) erhöht wird und Null übersteigt (einen vorgegebenen positiven Schwellenwert δ_T, wobei in diesem Ausführungsbeispiel δ_T = 0 ist). Wenn sich im Schritt 1 JA als Antwort ergibt, geht die Routine zum Schritt 102, in welchem der entsprechende Stoßdämpfer SA in einen harten Be reich HS der Zugstufe gesetzt wird.

Wenn das Ergebnis vom Schritt 101 NEIN ist, geht die Routine zum Schritt 103, bei welchem die CPU 4b bestimmt, ob das vertikale Geschwindigkeitssignal Δx der gefederten Masse ab nimmt und niedriger als Null ist (ein vorgegebener negativer Schwellenwert δ_C, wobei bei diesem Ausführungsbeispiel δ_T = - δ_C = 0 ist).

Bei JA im Schritt 103 geht die Routine zum Schritt 104, in welchem die Dämpfungskraftcharakteristik des entsprechenden Stoßdämpfers SA in den harten Bereich SH der Druckstufe ge setzt wird.

Bei NEIN im Schritt 103 geht die Routine zum Schritt 105, d. h., wenn die CPU 4b ermittelt, daß der Wert des vertikalen Geschwindigkeitssignals Δx der gefederten Masse Null ist und der entsprechende Stoßdämpfer SA wird sowohl in der jeweili gen Zug- als auch Druckstufe in den weichen Bereich SS ge setzt.

Die Fig. 16A bis 16E zeigen zusammen ein Zeitsteuerdiagramm zum Erläutern der Betriebsweise der Steuereinheit 4 und des/ der Stoßdämpfer(s) SA beim ersten Ausführungsbeispiel.

Wenn das vertikale Geschwindigkeitssignal Δx der gefederten Masse in Abhängigkeit von der Zeit, wie in Fig. 16A darge stellt, variiert und das vertikale Geschwindigkeitssignal Δx der gefederten Masse Null ist, wird der entsprechende Stoß dämpfer SA in den weichen Bereich SS gesteuert bzw. gere gelt. D.h. zu diesem Zeitpunkt wird jeder Stoßdämpfer SA in den SS-Modus gesteuert bzw. geregelt, bei welchem sowohl die Zugstufe als auch Druckstufe die vorgegebenen fixierten niedrigen Dämpfungskraftcharakteristika aufweisen.

Wenn andererseits die Größe und Richtung des vertikalen Ge schwindigkeitssignals Δx der gefederten Masse positiv ist, wird der entsprechende Stoßdämpfer SA in der Zugstufe in den harten Bereich HS gesteuert und behält in der Druckstufe die vorgegebene niedrige (weiche) Dämpfungskraftcharakteristik bei. Gleichzeitig nimmt die Dämpfungskraftcharakteristik in der Zugstufe zu, um eine Dämpfungskraftcharakteristik-Ziel position P_T proportional zur Größe des vertikalen Geschwin digkeitssignals Δx der gefederten Masse wie folgt zu errei chen:

P_T = α·Δx·k·δ (4).

α bezeichnet eine Konstante der Zugstufe jedes Stoßdämpfers, k kennzeichnet den Verstärkungsfaktor, welcher entsprechend der Relativgeschwindigkeit (Δx - Δx₀) variabel eingestellt wird und δ bezeichnet eine Steuer- bzw. Regelverstärkung (Steuer- bzw. Regelparameter), welche entsprechend einer auf die Fahrzeugkarosserie wirkenden Ladegewichtänderung varia bel eingestellt wird. Der Inhalt des Steuer- bzw. Regelpara meters δ wird nachfolgend erläutert.

Wenn die Richtung des vertikalen Geschwindigkeitssignals Δx der gefederten Masse wiederum negativ ist, wird der harte Bereich SH in der Druckstufe eingestellt, so daß die Dämp fungskraftcharakteristik in der Zugstufe auf eine niedrige vorgegebene Dämpfungskraftcharakteristik fixiert ist und die Dämpfungskraftcharakteristik in der Druckstufe wird vari iert, um eine Dämpfungskraftcharakteristik-Ziehposition P_C proportional zum Wert des vertikalen Geschwindigkeitssignals Δx der gefederten Masse zu erzielen.

P_C = β·Δx·k·δ (5)

wobei
β eine Konstante der Druckstufe jedes Stoßdämpfers be zeichnet.

Als nächstes bezeichnet das Symbol a von Fig. 16C den Be reich, in welchem die Richtung des vertikalen Geschwindig keitssignals Δx der gefederten Masse vom negativen Wert (nach unten gerichtet) zum positiven Wert (nach oben gerich tet) invertiert bzw. umgekehrt wird.

Im Bereich a liefert die Relativgeschwindigkeit (Δx - Δx₀) weiterhin den negativen Wert (die Phase des Stoßdämpfers SA befindet sich in der Druckstufe), so daß der entsprechende Stoßdämpfer SA in den harten Bereich HS der Zugstufe ent sprechend der Richtung des vertikalen Geschwindigkeitssig nals Δx der gefederten Masse gesteuert bzw. geregelt wird und die Phase des entsprechenden Stoßdämpfers SA befindet sich in der Druckstufe. Somit liefert in diesem Bereich a die Zugstufe, aus welcher der Kolben 31 des Stoßdämpfers SA wegbewegt wird, die harte Charakteristik, welche dem Wert des vertikalen Geschwindigkeitssignals Δx der gefederten Masse proportional ist.

Ein Bereich b bezeichnet einen Bereich, in welchem die Rich tung (Richtungsunterscheidungszeichen) des vertikalen Ge schwindigkeitssignals V der gefederten Masse weiterhin posi tiv (nach oben gerichteter Wert) ist und die Relativge schwindigkeit (Δx - Δx₀) vom negativen Wert zum positiven Wert umgeschaltet wird (die Phase mit Bezug auf den Kolben des entsprechenden Stoßdämpfers SA stellt die Zugphase dar). Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die Hubrichtung des ent sprechenden Stoßdämpfers SA in der Zugphase bzw. Zugstufe, da der Stoßdämpfer SA im Modus des harten Bereiches HS der Zugstufe entsprechend der Richtung des vertikalen Geschwin digkeitssignals Δx der gefederten Masse gesteuert bzw. gere gelt wird. Somit liefert die Zugstufe des Stoßdämpfers SA im Bereich b die dem Wert des vertikalen Geschwindigkeitssig nals Δx der gefederten Masse proportionale harte Charakteri stik.

Der Bereich c bezeichnet einen Bereich, in welchem das ver tikale Geschwindigkeitssignal Δx der gefederten Masse von einem positiven Wert (nach oben gerichtet) zu einem nega tiven Wert (nach unten gerichtet) umgekehrt wird und die Relativgeschwindigkeit (Δx - Δx₀) weiterhin positiv ist (die Phase des entsprechenden Stoßdämpfers SA ist die Zugstufe bzw. Zugphase) . Jedoch liefert der Bereich c die Phase (in diesem Bereich c die Zugphase) mit der weichen Charakteri stik (vorgegebenen niedrigen Dämpfungskraftcharakteristik), da der entsprechende Stoßdämpfer SA in den harten Bereich SH der Druckstufe entsprechend der Richtung (Richtungsunter scheidungszeichen) des vertikalen Geschwindigkeitssignals Δx der gefederten Masse gesteuert bzw. geregelt wird.

Der Bereich d bezeichnet einen Bereich, in welchem das ver tikale Geschwindigkeitssignal Δx der gefederten Masse wei terhin einen negativen Wert (nach unten gerichtet) aufweist und die Relativgeschwindigkeit (Δx - Δx₀) vom positiven Wert zum negativen Wert verändert wird (die Phase, in der der Kolben des entsprechenden Stoßdämpfers SA sich in einer Zug stufe befindet). Zu diesem Zeitpunkt wird der entsprechende Stoßdämpfer SA in den harten Bereich SH der Druckstufe ent sprechend der Richtung des Steuersignals gesteuert bzw. ge regelt. Somit befindet sich der Hub (die Phase) des entspre chenden Stoßdämpfers SA in der Druckstufe. In diesem Bereich d liefert die Druckstufe die harte Charakteristik proportio nal zum Wert des vertikalen Geschwindigkeitssignals Δx der gefederten Masse.

Wie oben mit Bezug auf die Fig. 16A bis 16E beschrieben, wird die momentane Phase, bei welcher der Kolben des Stoß dämpfers SA bewegt wird, in den harten Charakteristikmodus gesteuert bzw. geregelt, wenn die Vertikalgeschwindigkeit Δx der gefederten Masse und die Relativgeschwindigkeit (Δx - Δx₀) im wesentlichen die gleichen Richtungsunterscheidungs zeichen (Bereiche b und d) aufweisen. Wenn deren Vorzeichen (Δx) und (Δx - Δx₀)) sich voneinander unterscheiden (Berei che a und c), wird die Phase bzw. Stufe, während dieser Bereiche, in welche der Kolben des entsprechenden Stoßdämp fers SA bewegt wird, zur weichen Charakteristik gesteuert bzw. geregelt. Beim ersten Ausführungsbeispiel wird die Steuerung der Dämpfungskraftcharakteristik auf der Sky- Hook-Theorie (Steuer- bzw. Regeltheorie) basierend ausge führt.

Beim ersten Ausführungsbeispiel wurde die Dämpfungskraftcha rakteristikposition P_T oder P_C in der Phase, in welche die Steuerung bzw. Regelung geschaltet wurde, bereits zur harten Charakteristikseite in den vorliegenden Bereichen a und c zu einem Zeitpunkt geschaltet, als die Phase, in welcher der Kolben des entsprechenden Stoßdämpfers SA bewegt wurde, be endet ist, nämlich wenn der Bereich vom Bereich a zum Be reich b und vom Bereich c zum Bereich d umgeschaltet wird (harte Charakteristik zur weichen Charakteristik). Somit wurde der Umschaltvorgang von der weichen Charakteristik zur harten Charakteristik ohne Zeitverzögerung durchgeführt.

Als nächstes zeigt Fig. 17 den Aufbau der Signalverarbei tungsschaltung, welche zum Erzeugen der Steuer- bzw. Regel verstärkung δ basierend auf der auf die Fahrzeugkarosserie wirkenden Ladegewichtänderungen und zum Erzeugen eines Be stimmungssignals R_M eines Lastzustandes angeordnet ist, wel ches zur Bestimmung des Änderungszustandes des kompletten Last- bzw. Ladegewichtes verwendet wird.

Beim ursprünglichen Fahrzeuggewicht befindet sich lediglich der Fahrer auf seinem Sitz, jedoch kein Ladegewicht (kein Gepäck) im Kofferraum.

Beim Schaltungsblock C1 wird eine erste Vertikalbeschleuni gung GFS der gefederten Masse an einer ersten mittigen Posi tion der Fahrzeugkarosserie zwischen den linken und rechten Vorderrädern aus dem Durchschnittswert zwischen den vertika len Beschleunigungssignalen G_FL und G_FR der linken und rech ten Vorderradseiten abgeleitet, welche durch die beiden Ver tikal-G-Sensoren (1 _FL und 1 _FR) erfaßt werden. Im Schaltblock C5 wird eine zweite Vertikalbeschleunigung GRS der gefeder ten Masse an einer zweiten mittigen Position der Fahrzeugka rosserie zwischen den linken und rechten Hinterrädern aus dem Durchschnittswert zwischen den vertikalen Beschleuni gungssignalen G_RL und G_RR der linken und rechten Hinterrad seiten abgeleitet.

An jedem separaten Schaltungsblock C2 und C6 werden zweistu fige Bandpaßfilterungen (BPF1 und BPF2) durchgeführt, um hochfrequente Komponenten der ersten und zweiten Vertikalbe schleunigungen GFS und GRS der gefederten Masse an der er sten bzw. zweiten mittigen Position zu gewinnen.

Jeder der beiden Kaskaden-verbundenen Bandpaßfilter BPF1 und BPF2 weist erste und zweite Bandpaßfilter BPF1 und BPF2 zweiter Ordnung auf, von denen jeder ein gewonnenes Fre quenzband von ca. 3 Hz aufweist.

Die Fig. 19A und 19B zeigen die Verstärkungscharakteristika (Fig. 19A) und die Phasencharakteristika (Fig. 19B) jedes Bandpaßfilters zweiter Ordnung entweder des BPF1 oder BPF2 (durch durchgezogene Linien gekennzeichnet) jedes der dop pelkaskatierten Bandpaßfilter, wenn sie miteinander verbun den sind (gestrichelte Linien).

Wie in den Fig. 19A und 19B dargestellt, wird ein Bandpaß filter mit einer Güte (Selektivität) von Q = 5 für jeden der beiden kaskaden-verbundenen Bandpaßfilter BPF1 und BPF2 zweiter Ordnung verwendet, um das Frequenzband von 3 Hz zu verstärken und zu schärfen.

Bei den nachfolgenden Schaltungsblocks C3 und C7 werden nie derfrequente, wellenförmig verarbeitete Signale GFS_-L und GRS_-L abgeleitet und kennzeichnen Änderungszustände der Amplitude zwischen positiven Spitzenwerten und negativen Spitzenwerten der hochfrequenten Signalkomponenten GFS_-H bzw. GRS_-L.

D.h. der Spitzenwert jeder positiven Seite und jeder negati ven Seite der entsprechenden hochfrequenten Signalkomponen ten GFS_-H und GRS_-H wird, wie in Fig. 20A dargestellt, er faßt und durch eine positive Spitzenwert-Halteschaltung und eine negative Spitzenwert-Halteschaltung an einer Speicher stelle gehalten und diese gehaltenen Werte sequentiell abge dated, wenn die nachfolgenden Spitzenwerte erfaßt werden. Anschließend wird der Spitzenwert der negativen Seite vom Spitzenwert der positiven Seite subtrahiert und der subtra hierte Spitzenwert abgespeichert, so daß jede der niederfre quenten Signalkomponenten GFS_-L und GRS_-L, wie in Fig. 20B gezeigt, abgeleitet wird, sobald jeder Spitzenwert auf der positiven und negativen Seite erfaßt wurde.

Wiederum auf Fig. 17 zurückkehrend, sind in den nachfolgen den Schaltungsblocks C4 und C8 Tiefpassfilter LPFs erster Ordnung mit Grenzfrequenzen von 0,05 Hz vorgesehen, welche fortlaufende Durchschnittswerte aus den niederfrequenten wellenförmig verarbeiteten Signalen GFS_-L und GRS_-L berech nen, um fortlaufende gemittelte Signalkomponenten Af bzw. Ar abzuleiten.

Im letzten Schritt C9 entspricht das Bestimmungssignal R_M des belasteten Zustands dem Amplitudenverhältnis aus den vertikalen Beschleunigungssignalen der gefederten Masse an den vorderen und hinteren (ersten und zweiten) mittigen Positionen der Fahrzeugkarosserie entsprechend der folgenden Gleichung (6).

R_M = Af/Ar (6).

Mittels des Amplitudenverhältnisses zwischen beiden vertika len Beschleunigungssignalen der gefederten Masse an den er sten und zweiten mittigen Bereichen der Fahrzeugkarosserie (Bestimmungssignal R_M für den belasteten Zustand) kann das Gewichtsverhältnis von vorne zu hinten an der hinteren zwei ten mittigen Position mit Bezug auf die vordere erste mitti ge Position in einfacher Form bestimmt werden.

Der Grund hierfür wird nachfolgend beschrieben.

Wiederum bezugnehmend auf die Fig. 18 bezeichnet im Einrad modell x das Verhalten der gefederten Masse (Lagevariable), m die gefederte Masse, K die Aufprallkonstante des Aufhän gungssystems und u den Straßenflächeneingang.

Durch die Vorgabe des Fahrzeugverhaltens wird anhand der Fig. 21A und 21B das Durchlassungsvermögen x/u aus Straßen flächeneingang zu gefederter Masse beschrieben.

Die Fig. 21A und 21B zeigen die Durchlaßvermögen-Charakteri stik der gefederten Masse mit Bezug auf die Eingangsfrequenz der Straßenfläche an den Vorderrädern und die Durchlaßvermö gencharakteristik mit Bezug auf die Eingangsfrequenz der Straßenfläche an den Hinterrädern.

In den Fig. 21A und 21B bezeichnen durchgezogene Linien die Durchlaßvermögen-Charakteristika, wenn ein Standard-Ladege wicht auf der Karosserie angeordnet ist, und die gestrichel ten Linien bezeichnen die Durchlaßvermögen-Charakteristik, wenn sich das gesamte bzw. maximale Ladegewicht auf der Fahrzeugkarosserie befindet.

Beim Vergleich der Übertragungsvermögen der gefederten Mas se, insbesondere der Niveaus des Verhaltens der gefederten Masse im Standard-beladenen Zustand und komplett beladenen Zustand findet, wie in den Fig. 21A und 21B dargestellt, fast keine Niveauänderung (siehe Fig. 21A) an den Vorder rädern, jedoch eine große Niveaudifferenz (siehe Fig. 21B) an den Hinterrädern statt.

Wie insbesondere aus der Eingangsfrequenz der Straßenfläche ersichtlich, tritt die Niveaudifferenz bei höheren Frequen zen, welche 2 Hz übersteigen, auf, so daß das Übertragungs vermögen bzw. das Durchlaßvermögen beim Standard-Ladege wichtszustand ansteigt (durchgezogene Linie in Fig. 21B) und bei einem vollständig beladenen Zustand abnimmt (gestrichel te Linie in Fig. 21B) . Die größte Niveaudifferenz tritt bei einer Frequenz nahe 3 Hz auf.

Wenn anschließend beispielsweise die 3 Hz-Freqenzsignalkomp onente aus dem Vertikalzustand x der gefederten Masse gewon nen wird, entsteht die nachfolgend zu beschreibende Be ziehung.

Wenn die gefederte Masse m zunimmt (schwerer wird), nimmt das Übertragungsvermögen (x/u) ab.

Wenn die gefederte Masse m abnimmt (leichter wird), nimmt wiederum das Übertragungsvermögen (x/u) zu.

Wenn der Straßenflächeneingang uf an den Vorderrädern dem Straßenflächeneingang ur zusätzlich entspricht, kann das Gewichtsverhältnis (mr/mf) von vorne zu hinten durch mr/mf = (xf/uf)/(xr/ur) = xf/xr ersetzt werden.

Die große Niveauvariation bei 3 Hz in Fig. 21B entspricht dem fortlaufend gemittelten niederfrequenten wellenförmig verarbeiteten Signal Ar an den Hinterrädern bzw. Hinter radseite. Gleichzeitig entspricht die geringe Niveauvaria tion bei 3 Hz in Fig. 21A dem fortlaufend gemittelten nie derfrequenten wellenförmig verarbeiteten Signal Ar an der Vorderradseite bzw. an den Vorderrädern. Demzufolge ist der Wert des Bestimmungssignals R_M des belasteten Zustandes pro portional zur Ladegewichtänderung des Fahrzeuges.

Demzufolge kann das Gewichtsverhältnis vorne zu hinten zwi schen dem vorderradseitigen Gewicht und dem hinterradseiti gen Gewicht beim Fahrzeug in einfacher Form durch das Ampli tudenverhältnis (Bestimmungssignal R_M des Lastzustandes) zwischen den Vertikalbeschleunigungen der gefederten Masse an der Vorderradseite und der Hinterradseite abgeleitet wer den (Gewichtsverhältnis ist Amplitudenverhältnis propor tional).

Die Fig. 23A bis 23F zeigen als Einheit ein Zeitsteuerdia gramm des Änderungszustandes des Bestimmungssignals R_M des Lastzustandes.

In Fig. 23A bezeichnet die Zeitzone (I) den Änderungszustand des Bestimmungssignals R_M des Lastzustandes bei einem Lade gewicht, wenn lediglich ein Fahrzeugpassagier die Fahrzeug karosserie belastet und sich keine Last (vernachlässigbar) im Kofferraum befindet. Die Zeitzone (II) bezeichnet den Än derungszustand des Bestimmungssignals R_M des Lastzustandes bei einem Ladegewicht, wenn fünf Personen die Karosserie belasten (die Maximallast des Fahrzeugs wird auf die Fahr zeugkarosserie aufgebracht, d. h. die zulässige Nenn-Perso nenkapazität).

Wie aus Fig. 23B ersichtlich, tritt entsprechend der unter schiedlichen Personenanzahl (Belastungsmenge) ein deutlicher Niveauunterschied zwischen den Bestimmungssignalen R_M des Ladezustandes auf.

Wenn beispielsweise drei Personen (Passagiere) auf der Rück bank Platz genommen haben, nimmt das auf die Hinterradseite wirkende Ladegewichtverhältnis mit Bezug auf die Vorderräder zu und es tritt eine Änderung des Bestimmungssignals R_M des Ladezustandes häufig und in großem Umfange auf. Dieser Zu stand ist in entsprechender Form auf den Zustand anwendbar, bei welchem die Last in den Kofferraum gefüllt wird (der Kofferraum wird mit einem hohen Gewicht, etwa Gepäck, be laden).

Wie in Fig. 23B dargestellt, wird ein mit R_ML bezeichneter Schwellenwert der belasteten Zustandsbestimmung eingestellt und der geänderte Ladegewichtzustand, d. h. der Änderungszu stand des Bestimmungssignals R_M des beladenen Zustandes mit Bezug auf den Bestimmungsschwellenwert R_ML des beladenen Zu standes überwacht, so daß die auf die Fahrzeugkarosserie wirkende Ladegewichtänderung ermittelbar ist.

Fig. 22 zeigt ein Flußdiagramm der Steuerung bzw. Regelung des Steuer- bzw. Regelparameters δ - wird im folgenden Steu erparameter genannt -, welcher in den Gleichungen (4) und (5) variabel gesetzt ist, um die Dämpfungskraft-Zielposi tionen P_T und P_C entsprechend der auf die Karosserie wirken den Ladegewichtänderung abzuleiten.

Die Fig. 23A bis 23F zeigen Zeitsteuerdiagramme der durch die Steuereinheit 4 verarbeiteten Signale.

Im Schritt 201 bestimmt die CPU 4b, ob ein Bestimmungs-Frei gabezeichen bzw. -marke (FLAG) auf EIN gesetzt ist (Marke bzw. Zeichen = 1). Bei JA im Schritt 201 geht die Routine zum Schritt 202. Die Bestimmungs-Freigabemarke bzw. -zeichen wird anfänglich auf EIN (1) gesetzt.

Im Schritt 201 bestimmt die CPU 4b, ob die Fahrzeuggeschwin digkeit Sv eine vorgegebene Fahrzeuggeschwindigkeit V_L über steigt. Bei JA (Sv V_L) im Schritt 202 geht die CPU 4b zum Schritt 203, in welchem der Wert n (Zeitsteuerwert) um 1 (n = n+1) erhöht wird, und geht anschließend zum Schritt 204.

Im Schritt 204 bestimmt die CPU 4b, ob der Zählwert der Zeitsteuereinrichtung n einem vorgegebenen Verzögerungs zeit-Zählwert Ns entspricht oder größer ist (= 40 = 20 sec.). Bei JA (n Ns) im Schritt 204 geht die Routine zum Schritt 205, in welchem das Niveau des Bestimmungssignals R_M des belasteten Zustandes größer als der vorgegebene Schwel lenwert R_ML ist. Bei JA (R_M R_ML) im Schritt 205 geht die Routine zum Schritt 206, in welchem der Wert eines als Betrag gemessenen Zählwertes Nc um 1 (Nc = Nc + 1) erhöht wird. Bei NEIN (R_M < R_ML) im Schritt 205 geht die Routine zum Schritt 207, in welchem Nc = Nc ist.

Wenn n < N_E im Schritt 208 ist, d. h. der vorliegende Zähl wert des Betrages n eine vorgegebene Zeit N_E (N_E = 140 = 50 sec.) übersteigt, geht die Routine zum Schritt 209. Im Schritt 209 bestimmt die CPU 4b, ob der vorliegende Zählwert des Wertes von Nc den vorgegebenen Wert N_R (= 70) über steigt. Bei NEIN im Schritt 209 (N_C N_R) geht die Routine zum Schritt 210. Bei JA im Schritt 209 geht die Routine zum Schritt 212, in welchem die Bestimmungsmarke der Belastungs menge auf EIN (1) gesetzt wird (Nc < N_R).

Im Schritt 210 bestimmt die CPU 211, ob die Bestimmungsmarke des belasteten Zustandes auf Null rückgesetzt wird. Bei NEIN im Schritt 210 geht die Routine zum Schritt 211, in welchem die vorliegende Routine beendet wird, nachdem eine unten bei , und aufgelistete Steuer- bzw. Regelverarbeitung des normal belasteten Zustandes durchgeführt wurde:
Die Bestimmungsmarke der Belastungsmenge bzw. Quanti tät (Lastzustand) wird auf Null rückgesetzt;
Die Bestimmungs-Freigabemarke wird auf AUS rückge setzt;
Der Steuerparameter δ der Gleichungen (4) und (5) wird auf die normale Steuerverstärkung δ_M gesetzt, welche verwendet wird, wenn nur ein Passagier des Fahrers die Fahrzeugkarosserie belastet.

Wenn die CPU 4b bestimmt, daß die Bestimmungsmarke der Bela stungsmenge auf 1 gesetzt wurde, geht die Routine zum Schritt 213, in welchem die oben beschriebenen Steuerungs verarbeitungen , und des hochbelasteten Zustandes durchgeführt werden.
Die Bestimmungsmarke der Belastungsmenge (Zustand) wird auf 1 gesetzt;
Die Bestimmungs-Freigabemarke wird auf AUS rückge setzt;
Der Steuerparameter (Verstärkung) δ wird auf δ_H ge setzt, wenn die Maximallast bzw. komplette Last auf die Fahrzeugkarosserie wirkt, wobei δ_H größer als δ_M ist.

Bei JA (Bestimmungsmarke der Lastmenge = 1) im Schritt 212 wird die vorliegende Routine beendet, da die Verarbeitung des Schrittes 211 nicht wiederholt werden muß.

Wenn zusätzlich NEIN (Bestimmungs-Freigabemarke = AUS) im Schritt 211 ermittelt wird, geht die Routine zum Schritt 214, in welchem die CPU 4b bestimmt, ob das vom Zündschalter 6 ermittelte Signal AUS-geschaltet ist (IGN = AUS), oder ob das vom Sensor 5 für die geöffnete/geschlossene Tür abgelei tete Signal anzeigt, daß eine Tür des Fahrzeuges, bei einem viertürigen Fahrzeug, die linke oder rechte Hinter- oder Vordertür geöffnet ist.

Bei JA im Schritt 214 geht die vorliegende Routine zum Schritt 215, in welchem die Bestimmungs-Freigabemarke der Belastungsmenge EIN-geschaltet wird, und anschließend geht die vorliegende Routine direkt zum Schritt 216. Bei NEIN im Schritt 214 geht die Routine direkt zum Schritt 216, in wel chem der Zeitsteuerzählwert n und der Betrag des Zählwertes Nt auf Null rückgesetzt wird (n = 0, Nc = 0).

Wenn zusätzlich die CPU 4b bestimmt, daß die Fahrzeugge schwindigkeit Sv der vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit V_L (NEIN) im Schritt 203 entspricht oder niedriger ist, geht die Routine zum Schritt 216.

Des weiteren wird die vorliegende Routine beendet, wenn die CPU 4b NEIN in den Schritt 204 und 208 ermittelt (n < Ns, n < N_E).

Als nächstes wird der Inhalt des Steuervorganges beschrie ben, um den Steuerparameter δ variabel einzustellen, welcher entsprechend der Belastungsmengenänderung in den Gleichungen (4) und (5) variabel gesetzt wird, welche die Dämpfungs kraftcharakteristik-Zielpositionen P_T und P_C ableiten.

(A) Im vorliegenden Fall wird ein geringes Ladegewicht auf die Fahrzeugkarosserie aufgebracht, d. h. das auf die Fahr zeugkarosserie aufgebrachte Ladegewicht entspricht lediglich dem Gewicht des Fahrers (ursprünglich ausgelegtes Ladege wicht).

Wenn die geringste Ladegewichtmenge auf die Fahrzeugkarosse rie wirkt, d. h. ausschließlich der Fahrer, und das im Kof ferraum befindliche Gepäck Null beträgt, ist das Niveau des Bestimmungssignals R_M der Belastungsmenge (entspricht Ge wichtsverhältnis) sehr niedrig, wie in der Zeitzone (I) des Zeitsteuerdiagrammes von Fig. 23B dargestellt, und niedriger als das Bestimmungssignal R_ML der vorgegebenen Lastmenge bzw. Lastbetrages.

Wenn anschließend die Fahrzeuggeschwindigkeit Sv dem vorge gebenen Schwellenwert V_L entspricht oder höher ist, wird der Zählvorgang der Zeit der Zeitsteuereinrichtung begonnen.

Die Anzahl, nämlich der Ratenzählwert Nc, wie oft das Be stimmungssignal R_M des belasteten Zustandes den vorgegebenen Bestimmungsschwellenwert R_ML der Lastgröße bzw. -menge in nerhalb einer Zeitdauer vom Zeitpunkt, übersteigt, welcher dem Zählwert n, der den vorgegebenen Verzögerungszeit-Zähl wert (20 sec.) kennzeichnet, zum Zeitpunkt, zu welchem der Zeitzählwert der Zeitsteuereinrichtung n den vorgegebenen gemessenen Zeitzählwert N_E anzeigt (50 sec.), entspricht dem vorgegebenen Ratenwert bzw. Betragswert N_R (70). Somit wird zu diesem Zeitpunkt die normale Steuer- bzw. Regelverarbei tung des belasteten Zustandes im Schritt 211 von Fig. 22 ausgeführt.

Der Steuerparameter δ in den Gleichungen (4) und (5) zur Ab leitung der Dämpfungskraftcharakteristik- Zielpositionen P_T und P_C wird in die normale Steuerverstärkung (Parameter) δ_M des beladenen Zustandes gesetzt. Hierdurch wird ein adäqua ter Komfort und Lenkstabilität des Fahrzeuges erreicht, da die optimale Steuerung der Dämpfungskraftcharakteristik ba sierend auf der Sky-Hook-Theorie ausgeführt wird, während das auf die Fahrzeugkarosserie wirkende Ladegewicht so gering als möglich ist.

(B) Es wird vorausgesetzt, daß die Anzahl der Fahrzeugpassa giere fünf beträgt, d. h. das Ladegewicht der Karosserie ma ximal ist (Nenn-Passagierkapazität) (oder eine große Anzahl an Gepäckstücken befindet sich im Kofferraum) und das Fahr zeug fährt.

Das Niveau des Bestimmungssignals R_M (≒ Gewichts verhältnis) des Lastzustandes nimmt zu, so daß die Zeitgröße bzw. -geschwindigkeit, mit welcher die Anzahl des Bestim mungssignals R_M den vorgegebenen Schwellenwert R_ML über steigt, auch zunimmt, da die Zählgeschwindigkeit bzw. -größe Nc, welche die Anzahl angibt, mit der das Bestimmungssignal R_M den vorgegebenen Schwellenwert R_ML übersteigt, den vorge gebenen Geschwindigkeitswert N_R (70) übersteigt. Somit wird zu diesem Zeitpunkt die Steuerverarbeitung für den höchst belasteten Zustand im Schritt 213 von Fig. 22 ausgeführt.

D.h. die in den die Dämpfungskraftcharakteristik-Zielposi tionen ableitetenden Gleichungen (4) und (5) enthaltene Steuerverstärkung δ wird variabel auf die höhere Steuerver stärkung δ_H des höchst belasteten Zustandes, im Gegensatz zur Steuerverstärkung δ_M des geringst belasteten Zustandes, gesetzt. Somit werden, verglichen mit der Steuerverstärkung δ_H des geringstbelasteten Zustandes, die Dämpfungskraftcha rakteristik-Zielpositionen P_T und P_C auf größere Werte ge setzt, als diejenigen mit dem kleinsten δ_H.

Hierbei wird der Wert des Steuerparameters δ_H für das hohe Ladegewicht höher eingestellt als derjenige von der Hin terradseite, da die erhöhte Gewichtsprozentzahl der Hin terradseite größer als diejenige der Vorderradseite wird.

Zusätzlich wird die geschaltete Steuerverstärkung einge setzt, bis zumindest der Zündschalter des Fahrzeuges ausge schaltet oder eine der Türen geöffnet ist, sofern der Schaltvorgang der Steuerverstärkung δ durchgeführt wird.

Somit verhindert 50954 00070 552 001000280000000200012000285915084300040 0002019640820 00004 50835die Änderung der Steuerverstärkung (Para meter) aufgrund erhöhter auf die Fahrzeugkarosserie aufge brachter Ladegewichtänderung eine Verschlechterung des Komforts und der Lenkstabilität, da die Dämpfungskraftcha rakteristik automatisch auf einen höheren Wert eingestellt wird.

Zweites Ausführungsbeispiel

Der Unterschied im Aufbau des zweiten bevorzugten Ausfüh rungsbeispieles gegenüber dem oben beschriebenen ersten Aus führungsbeispiel liegt in der Ableitung des Bestimmungssig nals R_M des belasteten Zustandes bzw. des Ladegewichts, um die auf die Fahrzeugkarosserie aufgebrachte Ladegewichtände rung zu bestimmen.

Der verbleibende Aufbau des zweiten Ausführungsbeispieles entspricht dem Aufbau des ersten Ausführungsbeispieles.

Fig. 24 zeigt eine erläuternde Ansicht des Bewegungszustan des der Position des Schwerpunktes G entsprechend einer auf die Fahrzeugkarosserie aufgebrachten Ladegewichtänderung des zweiten Ausführungsbeispiels.

Wie in Fig. 24 dargestellt, kann der Abstand L der vorderen Stützposition (vordere linke und rechte Position, an welcher die Räder angeordnet sind) zur Position des Schwerpunktes G entsprechend der folgenden Gleichung (7) ermittelt werden.

mf bezeichnet die gefederte Masse der Vorderradseite bzw. der Vorderräder und mr bezeichnet die gefederte Masse der Hinterradseite bzw. Hinterräder sowie Lw kennzeichnet die Länge des Radstandes.

L = (mf/(mf + mr))·Lw (7).

Folglich kann analog dem Gewichtsverhältnis der Abstand L durch die folgende Gleichung (9) angenähert werden.

L ≈ (vertikale Beschleunigungsamplitude der hinterrad seitigen gefederten Masse)/{(vertikale Beschleunigungs amplitude der vorderradseitigen gefederten Masse) + (vertikale Beschleunigungsamplitude der hinterradseiti gen gefederten Masse)}·Lw (9).

Beim ersten Ausführungsbeispiel wird das Bestimmungssignal R_M des belasteten Zustandes aus dem Amplitudenverhältnis (entspricht Gewichtsverhältnis) der niederfrequenten wellen förmig verarbeiteten Signale Af und Ar an der Vorderradseite und an der Hinterradseite in der Signalverarbeitungsschal tung von Fig. 17 bestimmt.

Andererseits entspricht beim zweiten Ausführungsbeispiel das Bestimmungssignal R_M des beladenen bzw. belasteten Zustandes dem Näherungswert des oben beschriebenen Abstandes L, d. h. der folgenden Gleichung (8).

L ≈ (Af/(Af + Ar))·Lw (8).

D.h. der Abstand L von der vorderen Stützposition zum Schwerpunkt G entspricht dem Bestimmungssignal R_M des bela steten Zustandes.

Drittes Ausführungsbeispiel

Der Unterschied im Aufbau des dritten Ausführungsbeispieles von demjenigen des zweiten Ausführungsbeispieles liegt in der Änderung der höheren und niedrigeren Grenzfrequenzen des Bandpaßfilters (BPF) im Schaltungsblock B2 von Fig. 13, da die Resonanzfrequenz der gefederten Masse im Fahrzeug auf grund der Änderung der gefederten Masse variiert, welche durch die auf die Fahrzeugkarosserie aufgebrachte bzw. wir kende Ladegewichtänderung verursacht wird. D.h. die Grenz frequenzen des BPF im Schaltungsblock B2 von Fig. 13 werden von denjenigen, wenn das auf die Fahrzeugkarosserie aufge brachte Ladegewicht den kleinstmöglichen Wert einnimmt, zu denjenigen abgeändert, wenn das auf die Fahrzeugkarosserie aufgebrachte Ladegewicht den größtmöglichen Wert einnimmt, d. h. zwischen zwei Stufen. Folglich wird der Steuerparameter der Dämpfungskraftcharakteristik jedes oder eines der Stoß dämpfer verändert.

Im normal belasteten Zustand - - -
HPF (f_H = 0,3 Hz), LPF (f_L = 4 Hz)
im hoch belasteten Zustand - - -
HPF (f_H′ = 0,2 Hz), LPF (f_L′ = 3 Hz).

Die Fig. 25A und 25B stellen Verstärkungs- und Phasencharak teristika des Bandpaßfilters BPF dar, welcher im Schaltungs block B2 von Fig. 13 im dritten Ausführungsbeispiel verwen det wird.

Die durchgezogenen Linien der Fig. 25A und 25B bezeichnen die Verstärkungs- und Phasencharakteristika des Bandpaß filters BPF mit Bezug auf die Eingangsfrequenz, wenn die auf die Fahrzeugkarosserie aufgebrachte Belastung normal (klei ner) (oder minimal) ist, und die gestrichelten Linien der Fig. 25A und 25B bezeichnen die Verstärkungs- und Phasencha rakteristik des Bandpaßfilters BPF mit Bezug auf die Ein gangsfrequenz, wenn die auf die Fahrzeugkarosserie aufge brachte Last bzw. Ladegewicht sehr schwer (hoch) (oder maxi mal) ist.

Die gleichen Vorteile, wie beim ersten Ausführungsbeispiel können mit dem dritten Ausführungsbeispiel erzielt werden.

Viertes Ausführungsbeispiel

Die Fig. 26 und 27 zeigen eine Systemanordnung der Steuer einrichtung für ein Fahrzeugaufhängungssystem entsprechend einem erfindungsgemäßen vierten bevorzugten Ausführungsbei spiel.

Wie in den Fig. 26 und 27 dargestellt, entspricht der Aufbau der Steuereinrichtung des vierten Ausführungsbeispieles im wesentlichen demjenigen des ersten Ausführungsbeispieles, ausgenommen, daß der Sensor 5 für die geöffnete/geschlossene Tür und der Zündschlüsselschalter 6 weggelassen wurden.

Da jedoch die Ableitung des Bestimmungssignals R_M des bela steten Zustandes bzw. beladenen Zustandes sich von derjeni gen des ersten, zweiten oder dritten Ausführungsbeispieles unterscheidet, wird nachfolgend die Veränderung der Steuer verstärkung δ detailliert ausgeführt.

Die Fig. 28, 29 und 30 zeigen eine Signalverarbeitungsschal tung in der Steuereinheit 4, welche zum Ermitteln des Ände rungszustandes des Bestimmungssignals für den belasteten Zu stand verwendet wird.

Im Schaltungsblock C1 von Fig. 28 wird das vertikale Be schleunigungssignal der gefederten Masse am ersten mittigen Punkt der Fahrzeugkarosserie zwischen den linken und rechten Vorderrädern entsprechend dem Durchschnittswert der durch die linken und rechten Beschleunigungssensoren 1 _FL bzw. 1 _FR der gefederten Masse erfaßten vertikalen Beschleunigungssig nale der gefederten Masse abgeleitet.

GF = 1/2_*(G_FR + G_FL).

Beim Schaltungsblock C2 wird die vertikale Beschleunigungs signalkomponente Gr der gefederten Masse am zweiten Mittel punkt der Fahrzeugkarosserie, welcher zwischen den linken und rechten Hinterrädern angeordnet ist, entsprechend der Übertragungsfunktion G_B(S) abgeleitet, welche zwischen dem vorderen und hinteren Stützbereich durch eine Übertragungs strecke eines Straßenflächeneinganges festgelegt und in der folgenden Gleichung (10) dargestellt ist.

G_B(S) = G_1(S)·G_2(S)·G_3(S) (10).

Bei der Gleichung (10) bezeichnet G_1(S) die Übertragungs funktion zwischen der vorderradseitigen gefederten Masse (mf) und der Straßenfläche an der Vorderradseite, G_2(S) die Übertragungsfunktion zwischen der Straßenfläche an der Hin terradseite und der hinterradseitigen gefederten Masse und G_3(S) eine Verzögerungsübertragungsfunktion einer eingegebe nen Zeitsteuerdifferenz zwischen den vorderen und hinteren Bauteilen der Fahrzeugkarosserie.

Insbesondere wird die Verzögerungs-Übertragungsfunktion G_3(S) entsprechend der Länge des Fahrzeugradstandes W_B und der Fahrzeuggeschwindigkeit Sv ermittelt, wie durch die fol gende Gleichung (11) dargestellt ist.

G_3(S) = e^-s(WB/Sv) (11)

wobei s den Laplace-Operator, WB die Länge des Radstandes und Sv die Fahrzeuggeschwindigkeit bezeichnet.

Beim Schaltungsblock C3 der Fig. 28 wird die vertikale Be schleunigungssignalkomponente Gb der gefederten Masse am zweiten Mittelpunkt der Fahrzeugkarosserie zwischen dem lin ken und rechten Hinterrad vom ersten Mittelpunkt zum zweiten Mittelpunkt mit der gefederten Masse als Übertragungsstrecke basierend auf der Übertragungsfunktion G_P(S) in einer Vor- und Zurückrichtung des Fahrzeuges übertragen, wobei die ge federte Masse die Übertragungsstrecke darstellt.

Gb = G_P(S)·GF.

Eine Summiereinrichtung addiert die Werte Gr zu denen von Gb, um einen geschätzten Wert der Vertikalbeschleunigung GR_-S am zweiten Mittelpunkt der hinterradseitigen Fahrzeug karosserie aus der Addition zwischen den vertikalen Be schleunigungssignalkomponenten Gb und Gr der gefederten Mas se abzuleiten, wobei die gefederte Masse die Übertragungs strecke und die Straßenflächeneingabe die Übertragungsstrecke darstellen.

Als nächstes wird in den Schaltungsblocks von Fig. 29 das tatsächliche vertikale Beschleunigungssignal Gr der gefeder ten Masse am zweiten Mittelpunkt der Fahrzeugkarosserie zwi schen den linken und rechten Hinterrädern aus dem Durch schnittswert zwischen den durch die beiden vertikalen Be schleunigungssensoren 1 _RL und 1 _RR der gefederten Masse er faßten vertikalen Beschleunigungssignale der gefederten Mas se ermittelt.

GR = 1/2·(G_RL + G_RR).

Bei den Schaltungsblocks der Signalverarbeitungsschaltung von Fig. 30 weist der Schaltungsblock E2 einen Bandpaßfilter BPF auf, welcher zur Gewinnung einer hochfrequenten Kompo nente GR₁ (oder GR_-s1) des vertikalen Beschleunigungserfas sungswertes GR der gefederten Masse am hinterradseitigen Mittelpunktbereich (zweiter Mittelpunkt) (oder der geschätz te Wert des vertikalen Beschleunigungssignals der gefederten Masse am zweiten Mittelpunkt GR_-S) verwendet wird. Des wei teren umfaßt der anschließende Schaltungsblock E2 einen Hochpaßfilter HPF mit der Grenzfrequenz 3 Hz und der Güte Q (Selektivität) gleich 5, welche zum kompletten Ausfiltern der niederfrequenten Komponenten (insbesondere der Resonanz frequenzkomponenten der gefederten Masse) aus der bandpaßge filterten Signalkomponente GR₁ (oder GR_-s1) verwendet wird.

Die Übertragungsfunktion des Bandpaßfilters BPF im Block E1 und die des Hochpaßfilters HPF im Block E2 werden wie folgt ausgedrückt:

F_B(S) = (ω/Q·S)/(S² + ω/Q·S + ω²) (12)

F_H(S) = S²/((S² + ω/Q·S + ω²) (13).

Bei den Gleichungen (12) und (13) ist ω gleich 2πf_c.

Bei den jeweiligen Filtern BPF und HPF der Blöcke E1 und E2 werden die Verstärkungscharakteristikgraphen (durchgezogene Linie bei BPF und gestrichelte Linie bei HPF) in Fig. 31 (Q = 5) zur Verstärkung der Frequenz 3 Hz eingesetzt.

Der anschließende Schaltungsblock E3 umfaßt einen Amplitu dendetektor für den positiven Spitzenwert + und den negativen Spitzenwert - der hochpaßgefilterten Signalkomponente GR₁ (oder GR_-s1), um eine niederfrequente Signalkomponente PR₂ (oder PR_-s2) abzuleiten.

Die positiven und negativen Spitzenwerte der hochpaßgefil terten Signalkomponente GR₁ (oder GR_-s1) werden abgeleitet und an Speicherstellen gespeichert sowie aktualisiert, so bald der positive oder negative Spitzenwert, wie in den Fig. 32A und 32B dargestellt, erfaßt wird.

Somit wird die tiefpaßgefilterte Signalkomponente PR₁ (oder PR_-s1), wie in Fig. 32B dargestellt, abgeleitet.

In der letzten Stufe von E4 wird die fortlaufend gemittelte Signalkomponente PR (oder PR_-s) abgeleitet, indem die nie derfrequente Signalkomponente PR₁ (oder GR_s) durch den Tief paßfilter LPF mit der Grenzfrequenz 0,1 Hz geleitet wird.

Anschließend wird das Bestimmungssignal R_M des belasteten Zustandes aus dem Bestimmungssignal R_M des belasteten Zu standes entsprechend der folgenden Gleichung (14) abgelei tet.

R_M = PR_-s/PR (14).

Fig. 35 zeigt Zeitsteuerdiagramme des Bestimmungssignals R_M im belasteten Zustand bzw. beladenen Zustand, welche im vierten Ausführungsbeispiel abgeleitet wurden, sowie der Än derung der Last-Bestimmungsmarke. Das Bestimmungssignal R_M des belasteten Zustandes entspricht dem Verhältnis zwischen geschätztem Wert und erfaßtem Wert.

In Fig. 35 wird in der Zeitzone I das Bestimmungssignal R_M des beladenen Zustandes bzw. belasteten Zustandes verändert, wenn die Passagieranzahl lediglich eins beträgt, d. h. nur der Fahrer des Fahrzeuges zu berücksichtigen ist und sich keine Ladung im Kofferraum befindet, und in der Zeitzone II wird das Bestimmungssignal R_M des beladenen Zustandes ent sprechend der hohen im Kofferraum befindlichen Lademenge (maximales Ladegewicht) verändert. Wie Fig. 35 zeigt, wird das Niveau des Bestimmungssignals R_M für den beladenen bzw. belasteten Zustand entsprechend der auf der Fahrzeugkarosse rie befindlichen Lademenge in großem Umfang verändert.

Dieses Phänomen wird durch die Zunahme des auf der Hinter radseite wirkenden Ladegewichtes mit Bezug auf die Vorder radseite verursacht, wenn die große Lademenge im Kofferraum positioniert wird und das Fahrzeug fährt. Dies kann analog bei einer Besetzung aller Rücksitze durch Passagiere (Mit fahrer) angewendet werden, wenn das Fahrzeug fährt.

Die Fig. 33A und 33B zeigen das Übertragungsvermögen der ge federten Masse der Fahrzeug-Vorderradseite in Bezug auf die Eingangsfrequenz der Straßenfläche. Zusätzlich zeigt Fig. 33B das Übertragungsvermögen der gefederten Masse der Fahr zeug-Hinterradseite mit Bezug auf die Eingangsfrequenz von der Straßenfläche.

In den Fig. 33A und 33B bezeichnen die durchgezogenen Linien die Übertragungsvermögencharakteristika der gefederten Mas se, wenn ein normales Ladegewicht auf die Fahrzeugkarosserie wirkt, und die gestrichelten Linien diejenigen Charakteri stika, wenn das maximale Ladegewicht auf der Fahrzeugkaros serie lastet.

Der Begriff "normales Ladegewicht" bedeutet, daß lediglich der Fahrer im Fahrzeug sitzt, und der Begriff "maximales bzw. komplettes Ladegewicht" bedeutet, daß fünf Personen (Mitfahrer) im Fahrzeug sitzen, oder daß eine große Lade menge im hinter der Fahrgastzelle plazierten Kofferraum an geordnet ist.

Wie in den Fig. 33A und 33B dargestellt, variieren die Ver stärkungen des Übertragungsvermögens der gefederten Masse, wenn das normale Ladegewicht oder wenn das maximale Ladege wicht im wesentlichen in gleichem Grade bei den Eingangsfre quenzen von der Straßenfläche, welche 1 Hz bei der vorder radseitigen gefederten Masse überschreiten, und die Verstär kungen des Übertragungsvermögens der gefederten Masse vari ieren, wenn das normale Ladegewicht und wenn das komplette Ladegewicht aufgebracht wird, im wesentlichen mit einer ho hen Niveaudifferenz an den Eingangsfrequenzen von der Stras senfläche um 1 Hz bei der hinterradseitigen gefederten Mas se.

Insbesondere bezüglich der Eingangsfrequenz von der Straßen fläche bei höheren Frequenzen als 2 Hz werden die Verstär kung des Übertragungsvermögens der gefederten Masse, wenn die komplette Last aufgebracht wird, höher als wenn die nor male Last aufgebracht wird, welche abnimmt. Des weiteren wird der Niveauunterschied bei der Frequenz um ungefähr 3 Hz beträchtlich.

Bei der Gleichung (12) entspricht die große Niveauänderung bei 3 Hz von Fig. 33B der Änderung der tiefpaßgefilterten Signalkomponente PR der Hinterradseite, entsprechend dem tatsächlich erfaßten Wert an der Hinterradseite. Zusätzlich entspricht die geringe Niveauänderung an der Vorderradseite der Fig. 33A der Änderung der tiefpaßgefilterten Signalkom ponente PR_-s an der Hinterradseite basierend auf dem ge schätzen Wert aus dem erfaßten Wert an der Vorderradseite. Somit wird der Wert des im vierten Ausführungsbeispiel abge leiteten Bestimmungssignals R_M des belasteten Zustandes pro portional zur auf die Fahrzeugkarosserie wirkenden Ladege wichtsänderung verändert.

Anschließend wird, wie in Fig. 35 dargestellt, der Bestim mungsschwellenwert R_L für den belasteten Zustand eingestellt und das Bestimmungssignal R_M für den belasteten Zustand mit dem Bestimmungsschwellenwert R_L für die Lastmenge vergli chen, so daß der auf die Fahrzeugkarosserie wirkende verän derte Ladegewichtzustand bestimmt wird.

Fig. 34 zeigt ein Flußdiagramm zum Ableiten der Steuerpara meter, um die Dämpfungskraftcharakteristik jedes Stoßdämp fers SA entsprechend dem abgeleiteten Bestimmungssignal R_M für den belasteten Zustand zu ändern.

Im Schritt 201 von Fig. 34 bestimmt die CPU 4b, ob die Be stimmungsmarke für den belasteten Zustand auf 0,0 rückge setzt wurde. Wenn die Marke auf 0,0 im Schritt 201 von Fig. 34 rückgesetzt wurde, bestimmt die CPU 4b im nächsten Schritt 202 von Fig. 34, ob das Bestimmungssignal R_M für den beladenen Zustand den Bestimmungsschwellenwert R_L für den beladenen Zustand übersteigt. Wenn JA (R_M < R_L) im Schritt 202 von Fig. 34 resultiert, kann das Ladegewicht der Fahr zeugkarosserie erhöht werden und die Routine geht zum Schritt 203 von Fig. 34. Im Schritt 203 von Fig. 34 startet die CPU 4b eine im Speicher 4e gespeicherte Zeitsteuerung und die Routine geht zum Schritt 204 von Fig. 34 (Tt = ZEIT - T_ON).

Im Schritt 204 von Fig. 34 bestimmt die CPU 4b, ob der Zähl wert der Zeitsteuerung Tt ein vorgegebenes delta t der Be stimmungszeit übersteigt.

Bei JA im Schritt 204 von Fig. 34 und bei einer durch die CPU 4b ermittelten Zunahme des Ladegewichtes auf die Fahr zeugkarosserie geht die Routine zum Schritt 205 von Fig. 34, in welchem die Bestimmungsmarke des belasteten Zustandes auf 1,0 gesetzt wird (MARKE = 1,0).

Nachdem die CPU 4b die Marke auf 1,0 im Schritt 205 setzt, geht die Routine, zum Schritt 206 von Fig. 34, in welchem der Steuerparameter zum belasteten Steuerparameter umgeschaltet wird. Anschließend geht die Routine zum Schritt 207 von Fig. 34, in welchem die CPU 4b bestimmt, ob eine Fahrzeugtür ge öffnet ist.

Wenn die Tür im Schritt 207 offen ist (geöffnet ist), stellt die CPU 4b fest, daß das auf die Fahrzeugkarosserie wirkende Ladegewicht verändert werden kann und setzt die oben genann te Marke auf 0,0 zurück, um die Bestimmung des Belastungszu standes der Schritte 201 bis 204 von Fig. 34 bei der näch sten Steuer- bzw. Regelroutine von Fig. 34 wiederum zu be ginnen. Anschließend wird die gegenwärtige bzw. vorliegende Routine beendet.

Wenn sich andererseits im Schritt 201 von Fig. 34 NEIN (MARKE = 1,0) ergibt, springt die Routine zum Schritt 206 von Fig. 34, um die Steuerung bzw. Regelung der Dämpfungskraft bei einem hohen Ladegewicht auf der Fahrzeugkarosserie fort zusetzen, wobei die Schritte 202 bis 205 von Fig. 34 wegge lassen werden. Wenn sich zusätzlich im Schritt 202 oder 204 von Fig. 34 NEIN ergibt, geht die Routine zum Schritt 209 von Fig. 34, bei welchem der Steuerparameter des normalen Ladegewichtes eingestellt wird, da keine Ladegewichtzunahme ausgehend vom normalen Ladegewicht stattfindet. Danach ist der Steuerfluß von Fig. 34 zum erstenmal beendet.

Als nächstes wird der Inhalt des Steuer- bzw. Regelvorganges der Schaltsteuerung bzw. -regelung der Dämpfungskraftcharak teristik entsprechend der Ladegewichtänderung in Bezug auf Fig. 35 beschrieben.

(A) Es wird angenommen, daß sich lediglich ein Passagier in der Fahrgastzelle befindet, d. h. lediglich der Fahrer, und kein Ladegewicht im Kofferraum angeordnet ist und das Fahr zeug fährt.

Hierbei ist, wie im Zeitsteuerdiagramm von Fig. 35 darge stellt, das Bestimmungssignal R_M des belasteten Zustandes niedriger als der vorgegebene Schwellenwert R_L der Zeitzone I.

Zu diesem Zeitpunkt wird im Schritt 209 von Fig. 34 der Steuerparameter zum Steuerparameter für das normale Ladege wicht der Fahrzeugkarosserie umgeschaltet. Detaillierter ausgedrückt, wird die Steuerverstärkung, welche in den Glei chungen (4) und (5) enthalten ist, um die im ersten Ausfüh rungsbeispiel beschriebenen Zieldämpfungspositionen P_T und P_C abzuleiten, auf eine Grundverstärkung gesetzt. Demzufolge wird eine optimale Steuerung bzw. Regelung der Dämpfungs kraftcharakteristik entsprechend der Sky-Hook-Steuerungs theorie durchgeführt, wenn das minimale Ladegewicht auf die Fahrzeugkarosserie wirkt. Demzufolge kann der Fahrzeugkom fort und die Lenkstabilität sichergestellt werden.

(B) Nunmehr wird ein hohes auf die Fahrzeugkarosserie wir kendes Ladegewicht (d. h. ein hohes Ladegewicht im Koffer raum) vorausgesetzt.

Hierbei wird, wie in Fig. 35 dargestellt, die Zeitdauer, während welcher das Bestimmungssignalniveau des beladenen Zustandes den vorgegebenen Schwellenwert R_L übersteigt, über eine längere Zeitdauer Δt fortgesetzt. Gleichzeitig wird der Steuerparameter zum Steuerparameter für den maximalen Last zustand der Fahrzeugkarosserie im Schritt 209 von Fig. 34 umgeschaltet.

Die Steuerverstärkung, welche die Gleichungen (4) und (5) umfaßt, die zum Ableiten der Dämpfungskraftcharakteristik- Zielpositionen P_T und P_C verwendet wird, wird von der Grund steuerverstärkung zu einer korrigierten Steuerverstärkung verändert, deren Wert größer als der der Grundsteuerverstär kung ist. Somit werden die Werte P_T und P_C größer.

Der Wert der korrigierten Steuerverstärkung für jeden der beiden Stoßdämpfer SA_FL und SA_FR, welche an den linken und rechten Vorderrädern angeordnet sind, ist kleiner als derje nige für jeden der beiden Stoßdämpfer SA_RL und SA_RR, welche an den linken und rechten Hinterrädern angeordnet sind, da die Gewichtszunahmerate an der Hinterradseite größer als an der Vorderradseite ist. Zusätzlich bleibt der geschaltete Steuerparameter unverändert, bis zumindest eine Tür geöffnet wird, sobald der Steuerparameter entweder auf die Grund steuerverstärkung oder auf die korrigierte Steuerverstärkung geschaltet wurde. Somit kann die Verschlechterung des Kom forts und der Längsstabilität aufgrund der Ladegewichtzu nahme automatisch verhindert werden.

Fünftes Ausführungsbeispiel

Der Aufbau der Steuereinrichtung für das Fahrzeugaufhän gungssystem des fünften bevorzugten Ausführungsbeispiels entspricht im wesentlichen demjenigen des vierten Ausfüh rungsbeispiels.

Beim fünften Ausführungsbeispiel wird jedoch der Steuerpara meter kontinuierlich entsprechend der Änderung des Bestim mungssignals R_M für den beladenen Zustand variiert, obgleich im vierten Ausführungsbeispiel der Steuerparameter von dem Grundsteuerverstärkungswert und dem korrigierten Steuerver stärkungswert geschaltet wird.

Fig. 36 zeigt ein Flußdiagramm, welches in der Steuereinheit 4 des fünften Ausführungsbeispiels durchgeführt wird, und die Fig. 37A, 37B und 37C stellen Signalzeitsteuerdiagramme des Bestimmungssignals R_M für den beladenen Zustand sowie die Steuerverstärkung der Hinterradseite bzw. die Steuer verstärkung der Vorderradseite dar.

Im ersten Schritt von Fig. 36 stellt die CPU 4b den Wert des Bestimmungssignals R_M für den beladenen Zustand als Steuer verstärkung der auf jeden der beiden Stoßdämpfer SA_FL und SA_FR wirkenden Dämpfungskraftcharakteristik-Zielposition P_T oder P_C ein, welche im vierten Ausführungsbeispiel abgelei tet wurde, multipliziert mit einer vorderradseitigen Kon stante a (= a × R_M). Im zweiten Schritt von Fig. 36 stellt die CPU 4b die Steuerverstärkung der Dämpfungskraftcharakte ristik-Zielposition P_T oder P_C, welche an jedem der beiden Stoßdämpfer SA_RR und SA_RL, als Wert des Bestimmungssignals R_M für den beladenen Zustand und multipliziert mit einer hinterradseitigen Konstante b (= b × R_M) ein. Beide Konstan ten a und b sind positive Konstanten und 0 < a < b.

Im letzten Schritt von Fig. 36 leitet die CPU 4b die Dämp fungskraftcharakteristik-Zielpositionen von P_T und P_C sowohl in der Zug- als auch Druckstufe ab, indem die abgeleiteten Steuerverstärkungen in Fig. 36 bei den im ersten Ausfüh rungsbeispiel beschriebenen Gleichungen (4) und (5) einge setzt werden.

Wie oben erläutert, werden die Steuerverstärkungsänderungen kontinuierlich entsprechend der Niveauänderung des Bestim mungssignals R_M für den beladenen Zustand geändert, wenn die Steuerverstärkungen verändert und eingestellt sind.

Sechstes und siebtes Ausführungsbeispiel

Beim vierten und fünften Ausführungsbeispiel wird die Steu erverstärkung entsprechend der Änderung des Bestimmungssig nals R_M für den belasteten Zustand basierend auf der Ladege wichtänderung variiert, so daß der Steuerparameter, wenn das normale Ladegewicht und wenn das maximale Ladegewicht an liegt oder entsprechend dem auf die Fahrzeugkarosserie wir kenden Ladegewicht, umgeschaltet wird.

Beim sechsten und siebten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Steuereinrichtung für das Fahrzeugaufhängungssystem wer den die Grenzfrequenzen der Bandpaßgefilter BPFs (B2 in Fig. 13) entsprechend der Resonanzfrequenzänderung der gefederten Masse umgeschaltet, so daß der Steuerparameter entsprechend geschaltet wird, da das Ladegewicht auf der Fahrzeugkarosse rie verändert und demgemäß auch die Resonanzfrequenz der ge federten Masse variiert wird.

Alle anderen Bauteile und Komponenten des sechsten und sieb ten Ausführungsbeispieles entsprechen denjenigen des vierten Ausführungsbeispieles.

D.h. beim sechsten Ausführungsbeispiel werden die Grenzfre quenzen des oben beschriebenen Bandpaßfilters BPF des Schal tungsblockes B2 von Fig. 13 in zwei Stufen geschaltet.

Normaler Lastzustand - - -
HPF (f_H = 0,3 Hz), LPF (f_L = 4 Hz)
Maximaler Lastzustand - - -
HPF (f_H′ = 0,2 Hz), LPF (f_L′ = 3 Hz).

Andererseits werden beim siebten Ausführungsbeispiel die Grenzfrequenzen des Bandpaßfilters BPF des Schaltungsblocks B2 in die unbegrenzten Stufe entsprechend der Änderung des Bestimmungssignals R_M für den beladenen Zustand basierend auf der Ladezustandsänderung entsprechend den folgenden Gleichungen (15), (16) und den Gleichungen (17) und (18) variiert.

f_H′ = ν × f_H (15)

f_L′ = ε × f_L (16)

ν = m /√R_M (17)

ε = n/√R_M (18)

wobei ν, ε, m und n positive Konstanten bezeichnen.

Mit dem sechsten und siebten Ausführungsbeispiel können die gleichen Vorteile wie mit dem vierten und fünften Ausfüh rungsbeispiel erzielt werden.

Achtes Ausführungsbeispiel

Die Fig. 38 und 39 zeigen den Systemaufbau der Steuerein richtung für das Fahrzeugaufhängungssystem beim achten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.

Wie in Fig. 38 und 39 dargestellt, entspricht der Aufbau der Steuereinrichtung für das Fahrzeugaufhängungssystem entspre chend der vorliegenden Erfindung im wesentlichen demjenigen des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels.

Da jedoch die Ableitung des Bestimmungssignals R_M für den belasteten Zustand sich von derjenigen des ersten Ausfüh rungsbeispiels unterscheidet, wird nachfolgend in Verbindung mit Fig. 40 die Ableitung des Bestimmungssignals R_M für den belasteten Zustand bzw. beladenen Zustand erläutert.

In Fig. 40 wird die Vertikalgeschwindigkeit Δx_FL der gefe derten Masse an der Fahrzeugkarosserie, welche am linken Vorderrad angeordnet und vom Bandpaßfilter des Schaltungs blocks B2 von Fig. 13 abgeleitet wird, die Vertikalgeschwin digkeit Δx_FR der gefederten Masse an der Fahrzeugkarosserie, welche am rechten Vorderrad angeordnet und vom Bandpaßfilter des Schaltungsblocks B2 von Fig. 13 abgeleitet wurde, durch eine Summiereinrichtung von Fig. 40 hinzuaddiert und beide Vertikalgeschwindigkeitswerte gemittelt, um die Vertikalge schwindigkeit ΔxFS am Mittelpunkt der Fahrzeugkarosserie zwischen den linken und rechten Vorderreifen im Schaltungs block C1 von Fig. 40 abzuleiten.

Andererseits wird im Schaltungsblock C5 die Vertikalge schwindigkeit Δx_RL der gefederten Masse an der Fahrzeugka rosserie, welche am linken Hinterrad angeordnet und vom Schaltungsblock B2 von Fig. 13 abgeleitet wurde, zur Ver tikalgeschwindigkeit Δx_RR der gefederten Masse an der Fahr zeugkarosserie, welche am rechten Hinterrad angeordnet und am rechten Hinterrad abgeleitet wurde, durch die Summierein richtung hinzuaddiert und beide Geschwindigkeitssignale gemittelt, um die Vertikalgeschwindigkeitssignale ΔxRS an der Fahrzeugkarosserie, welche an der Mittelposition der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist, auf die gleiche Weise wie der Schaltungsblock C2 von Fig. 40 abzuleiten.

Der Schaltungsblock C2 von Fig. 40 weist einen Tiefpaßfilter (LPF) zweiter Ordnung mit einer Grenzfrequenz von 0,6 Hz auf, um die tiefpaßgefilterte Signalkomponente V_FL (die der Resonanzfrequenz der gefederten Masse entsprechende oder niedrigere Signalkomponente) aus ΔxFS abzuleiten.

Der Schaltungsblock C6 von Fig. 40 weist einen Tiefpaßfilter (LPF) zweiter Ordnung mit einer Grenzfrequenz von 0,8 Hz auf, um die tiefpaßgefilterte Signalkomponente V_RL (die der Resonanzfrequenz der gefederten Masse entsprechende oder niedrigere Signalkomponente) aus ΔxRS abzuleiten.

Der Schaltungsblock C3 von Fig. 40 weist einen Absolutwert detektor auf, welcher den Spitzenwert V_FP des Absolutwertes des tiefpaßgefilterten Signals V_FL ableitet. Ein Schaltungs block C7 von Fig. 40 umfaßt einen Absolutwertdetektor, wel cher den Spitzenwert V_RP des Absolutwertes der tiefpaßge filterten Signalkomponente V_RL ableitet. Der entweder im Schaltungsblock C3 oder C7 abgeleitete Spitzenwert ent spricht der Amplitude der vertikalen Zustandsvariablen des Fahrzeugs.

Der Schaltungsblock C4 von Fig. 40 weist einen Tiefpaßfilter zweiter Ordnung mit einer Grenzfrequenz von 0,1 Hz auf, wel cher einen fortlaufenden Durchschnitt V_MF des Spitzenwertes des Absolutwertes der tiefpaßgefilterten Signalkomponente V_RL ableitet. Der Schaltungsblock C8 von Fig. 40 umfaßt ei nen Tiefpaßfilter zweiter Ordnung mit einer Grenzfrequenz von 0,1 Hz, welche einen fortlaufenden Durchschnittswert V_MR des Spitzenwertes des Absolutwertes der tiefpaßgefilterten Signalkomponente V_RL ableitet.

Anschließend wird im Schaltungsblock C9 von Fig. 40 das Sig nalverhältnis V_MR/V_MF abgeleitet, um das Gewichtsverhältnis (R_M) zu bestimmen, welches das Amplitudenverhältnis zwischen den jeweiligen vertikalen Geschwindigkeitssignalen der gefe derten Masse an den ersten und zweiten Mittelpositionen zwi schen den linken und rechten Vorderrädern und zwischen den linken und rechten Hinterrädern darstellt.

Das Amplitudenverhältnis entspricht ungefähr dem durch R_M bezeichneten Gewichtsverhältnis. Hierdurch wird das Bestim mungssignal R_M für den beladenen Zustand im achten Ausfüh rungsbeispiel bestimmt.

Aus dem Amplitudenverhältnis R_M der beiden Vertikalgeschwin digkeitssignale der gefederten Masse an der ersten und zwei ten Mittelposition der Fahrzeugkarosserie kann das Gewichts verhältnis von vorne zu hinten aus der zweiten Mittelposi tion zur ersten Mittelposition in einfacher Form aus dem Amplitudenverhältnis R_M der beiden Vertikalgeschwindig keitssignale der gefederten Masse an den ersten und zweiten Mittelpositionen der Fahrzeugkarosserie wie folgt ermittelt werden.

Wiederum auf Fig. 18 Bezug nehmend kann die Amplitude x des Verhaltens der gefederten Masse durch die Gleichung (18) ausgedrückt werden. In Fig. 18 bezeichnet u den Straßenflä cheneingang und wird als u = A sinωt, ω= 2πf ausgedrückt.

x = A√/{(k² + (c ω)²/((k - mω)² + (cω)²)} (18).

In der Gleichung (18) wird der Wert (k - m ω²) verringert und die Amplitude x der gefederten Masse m vergrößert, so fern die gefederte Masse m erhöht wird, wenn k - m ω² < 0 --- (19). Wenn andererseits die gefederte Masse m verringert wird, erhöht sich der Wert (k - mω²) und die Amplitude x des Verhaltens der gefederten Masse wird verringert.

Der Ungleichungszustand der Gleichung (19) kann durch die folgenden numerischen Gleichungen (20) und (21) ersetzt wer den.

ω < √ k/m (20)

f < (1/2π) √k/m (= Resonanzfrequenz) (21).

Somit wird die Amplitude des vorderradseitigen Versatzes/die Amplitude des Versatzes der gefederten Masse an der Hinter radseite erhöht und die Amplitude der vorderradseitigen Ver tikalgeschwindigkeit der gefederten Masse/die Amplitude der Vertikalgeschwindigkeit der gefederten Masse an der Hinter radseite verringert, wenn die unter der Resonanzfrequenz der gefederten Masse befindliche Frequenzkomponente begrenzt wird, sofern die vorderradseitige gefederte Masse/hinterrad seitige gefederte Masse erhöht wird.

Das Gewichtsverhältnis zwischen dem vorderradseitigen Ge wicht und dem hinterradseitigen Gewicht kann in einfacher Form durch das Amplitudenverhältnis R_M zwischen der vorder radseitigen Vertikalgeschwindigkeit der gefederten Masse und der hinterradseitigen Vertikalgeschwindigkeit der gefederten Masse bestimmt werden (das Gewichtsverhältnis entspricht im wesentlichen dem Amplitudenverhältnis (R_M)).

Das Zeitsteuerdiagramm von Fig. 35 ist auch auf das achte Ausführungsbeispiel anwendbar und desgleichen trifft für das Flußdiagramm von Fig. 34 zu.

Neuntes Ausführungsbeispiel

Beim neunten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Steuerein richtung für das Fahrzeugaufhängungssystem unterscheidet sich die Ableitung des Bestimmungssignal R_M für den belaste ten Zustand vom abgeleiteten Signal des achten Ausführungs beispieles.

Fig. 41 zeigt die Bewegung der Schwerpunktposition G basie rend auf der auf die Fahrzeugkarosserie wirkenden Ladege wichtänderung.

Der Abstand L der vorderen Stützposition zur Position des Schwerpunktes G kann durch die folgende Gleichung (22) bestimmt werden.

L = (mr/(mf + mr))·Lw (22).

Demzufolge kann die Länge L analog dem Gewichtsverhältnis durch die numerische Gleichung angenähert werden.

L ≈ (Amplitude der hinterradseitigen Vertikalgeschwin digkeit der gefederten Masse)/(Amplitude der vorderrad seitigen Vertikalgeschwindigkeit der gefederten Masse) + (Amplitude der hinterradseitigen Vertikalgeschwindigkeit der gefederten Masse)·Lw (23).

Beim neunten Ausführungsbeispiel kann der Näherungswert des Abstandes L (Änderungszustand der Schwerpunktposition) von der vorderradseitigen Stützposition bis zur Schwerpunktposi tion G bestimmt werden.

L ≈ (V_MF/(V_MF + V_MR))·Lw (24).

Anschließend wird im Schritt 202 von Fig. 34 beim neunten Ausführungsbeispiel der Abstand L mit dem Referenzwert ver glichen, um den Änderungszustand des auf die Fahrzeugkaros serie wirkenden Ladegewichtes zu ermitteln.

Zehntes Ausführungsbeispiel

Der Aufbau der Steuereinrichtung für das Fahrzeugaufhän gungssystem des zehnten bevorzugten Ausführungsbeispiels entspricht im wesentlichen demjenigen des ersten Ausfüh rungsbeispiels.

Da sich jedoch die Ableitung des Bestimmungssignals R_M des belasteten Zustandes von derjenigen im achten Ausführungs beispiel unterscheidet, wird die Ableitung des Bestimmungs signal R_M mit Bezug auf Fig. 42 beschrieben.

Fig. 42 zeigt das Schaltungsblockdiagramm der Signalverar beitungsschaltung im zehnten erfindungsgemäßen bevorzugten Ausführungsbeispiel.

Im Schaltungsblock D1 von Fig. 42 wird die Vertikalbeschleu nigung GFS der gefederten Masse am ersten Mittelpunkt der Fahrzeugkarosserie entsprechend dem Durchschnittswert zwi schen den vertikalen Beschleunigungssignalen G_FR und G_FL ab geleitet, welche durch die vertikalen Beschleunigungssenso ren der gefederten Masse erfaßt wurden, die an den linken und rechten Vorderrädern angeordnet sind.

Im Schaltungsblock D5 von Fig. 42 wird die Vertikalbeschleu nigung GRS der gefederten Masse an der zweiten Mittelposi tion der Fahrzeugkarosserie entsprechend dem Durchschnitts wert zwischen den durch die an den linken und rechten Hin terrädern angeordneten vertikalen Beschleunigungssignalen der gefederten Massen erfaßten vertikalen Beschleunigungs signalen G_RR und G_RL der gefederten Masse abgeleitet.

Im Schaltungsblock D2 von Fig. 42 sind die beiden kaskaden verbundenen Bandpaßfilter BPF1 und BPF2 enthalten, um Tot punkt-Frequenzkomponenten GFS_-H und GRS_-H der vertikalen Beschleunigungssignale GFS und GRS an den ersten und zweiten Mittelposition zu gewinnen. D.h. der Bandpaßfilter BPF1 zweiter Ordnung mit der Grenzfrequenz 1,4 Hz und der Schärfe (Güte) Q (= 5) und der Bandpaßfilter BPF2 zweiter Ordnung mit der Grenzfrequenz 1,2 Hz und der Schärfe (Güte) Q (= 5) werden verwendet.

Der Bandpaßfilter BPF1 zweiter Ordnung weist eine Grenzfre quenz 1,4 Hz der niederfrequenteren Seite auf, welche einer Totpunktfrequenz entspricht, wenn das normale Ladegewicht auf die Fahrzeugkarosserie wirkt, und der Bandpaßfilter BPF2 zweiter Ordnung, weist die Grenzfrequenz 1,2 Hz der nieder frequenteren Seite auf, welche eine Totpunktfrequenz bei maximaler Beladung bzw. Ladegewicht der Fahrzeugkarosserie darstellt.

Fig. 43 zeigt die Verstärkungscharakteristik jedes der bei den kaskadenverbundenen Bandpaßfilter BPF1 und BPF2.

Wie in Fig. 43 dargestellt, wird die Verstärkung im Fre quenzband von 1,2 Hz bis 1,4 Hz hervorgehoben.

Im Schaltungsblock D6 von Fig. 42 sind die beiden kaskaden verbundenen Bandpaßfilter BPF1 und BPF2 entsprechend dem Schaltungsblock D2 von Fig. 42 enthalten.

In den jeweiligen Schaltungsblöcken D3 und D7 von Fig. 42 werden die niederfrequenten wellenförmig verarbeiteten Sig nale GFS_-L und GRS_-L ermittelt, welche Änderungszustände der Amplituden zwischen dem positiven Spitzenwert und dem nega tiven Spitzenwert der bandpaßgefilterten Signalkomponenten GFS_-H und GRS_-H darstellen.

D.h. die Spitzenwerte jeder positiven und negativen Seite der bandpaßgefilterten Frequenzkomponenten GFS_-H und GRS_-H werden erfaßt und aktualisiert. Sobald der nachfolgende Spitzenwert erfaßt wird, wird der Spitzenwert aktualisiert. Anschließend wird die Subtraktion der negativen Spitzenwerte von den positiven Spitzenwerten durchgeführt und gespei chert, so daß die niederfrequenten wellenförmig verarbeite ten Signale GFS_-L und GRS_-L abgeleitet werden.

Der Schaltungsblock D4 weist einen Tiefpaßfilter LPF erster Ordnung mit einer Grenzfrequenz von 0,05 Hz auf.

Der Schaltungsblock D8 weist einen Tiefpaßfilter LPF erster Ordnung mit einer Grenzfrequenz von 0,05 Hz auf.

Die tiefpaßgefilterten fortlaufend gemittelten Signalkompo nenten Af und Ar, welche von den Tiefpaßfiltern LPFs abge leitet werden und den Amplituden der Vertikalgeschwindig keitssignale der gefederten Masse entsprechen, werden abge leitet und zum Ableiten des Bestimmungssignals R_M des bela steten Zustands verwendet.

R_M = Af/Ar (22).

Die Fig. 44A und 44B zeigen die bandpaßgefilterten Signal komponenten GFS_-H (GRS_-H) und die Erfassungswerte GFS_-L bzw. GRS_-L des Spitzenwertes.

Das Fahrzeugverhalten des Modells von Fig. 18 wird im fol genden vorausgesetzt. Das Übertragungsvermögen x/u der gefe derten Masse vom Straßenflächeneingang u ist aus den Fig. 45A und 45B ersichtlich.

Die Fig. 45A und 45B zeigen die Übertragungsvermögen-Charak teristika der gefederten Masse der Eingangsfrequenz der Straßenfläche an der Vorderradseite bzw. die Übertragungs vermögen-Charakteristika der gefederten Masse der Eingangs frequenz der Straßenfläche an der Hinterradseite.

Die durchgezogenen Linien der Fig. 45A und 45B bezeichnen die Übertragungsvermögen-Charakteristika der gefederten Mas se, wenn das normale Ladegewicht auf die Fahrzeugkarosserie wirkt, und die gestrichelten Linien der Fig. 45A und 45B kennzeichnen die Übertragungsvermögen-Charakteristika der gefederten Masse, wenn das maximale Ladegewicht auf die Fahrzeugkarosserie wirkt.

Wenn das normale Ladegewicht auf der Fahrzeugkarosserie la stet, ergibt sich fast keine Änderung des Niveaus vom Über tragungsvermögen der gefederten Masse, wenn das maximale Ladegewicht auf der Fahrzeugkarosserie, wie in Fig. 45A, lastet.

Andererseits unterscheidet sich die hinterradseitigen Ver stärkung des Übertragungsvermögens der gefederten Masse bei normalem Ladegewicht beträchtlich vom Übertragungsvermögen bei maximal auf die Fahrzeugkarosserie wirkendem Ladege wicht, wie in Fig. 45B dargestellt.

Somit ergibt sich, wenn beim Fahrzeugverhalten x etwa die Frequenzkomponente 1,4 Hz gewonnen wird, die folgende Beziehung:

Wenn die gefederte Masse m größer wird, wird im umgekehrten Sinne das Übertragungsvermögen (x/u) kleiner.

Wenn die gefederte Masse m abnimmt, wird das Übertragungs vermögen (x/u) größer.

Wenn der vorderradseitige Straßenflächeneingang uf dem hin terradseitigen Straßenflächeneingang ur entspricht, dann er gibt sich:

Gewichtsverhältnis (mr/mf)
≈ (xf/uf)/(xr/ur) = xf/xr.

Die Niveauänderung des Frequenzbereiches von 1,2 Hz bis 1,4 Hz in Fig. 45B entspricht der tiefpaßgefilterten fortlaufend gemittelten, verarbeiteten Signalkomponente Ar an der Hin terradseite und die Niveauänderung des Frequenzbereiches von 1,2 Hz bis 1,4 Hz entspricht der tiefpaßgefilterten fortlau fend gemittelten, verarbeiteten Signalkomponente Af an der Vorderradseite.

Der Wert des Bestimmungssignal R_M (= Af/Ar) für den Lastzu stand wird proportional zur auf die Fahrzeugkarosserie wir kenden Ladegewichtänderung variiert.

Folglich kann das Gewichtsverhältnis zwischen dem vorderrad seitigen Gewicht und dem hinterradseitigen Gewicht in einfa cher Form entsprechend dem Amplitudenverhältnis (Bestim mungssignal R_M für den beladenen Zustand) zwischen den Am plituden der Vertikalbeschleunigung der gefederten Masse an der Vorderradseite und der Vertikalbeschleunigung der gefe derten Masse an der Hinterradseite bestimmt werden.

(Gewichtsverhältnis ≈ Amplitudenverhältnis).

Die Totpunktfrequenz entspricht der Straßenflächen-Eingangs frequenz, bei welcher das Übertragungsvermögen vom Straßen flächeneingang zur gefederten Masse nicht verändert wird, obgleich die durch die Stoßdämpfer SA ausgeübte Dämpfungs kraftcharakteristik verändert wird.

Die Fig. 46 zeigt die Übertragungsvermögen-Charakteristik der gefederten Masse mit Bezug auf die Eingangsfrequenz der Straßenfläche. Die gestrichelte Linie in Fig. 46 bezeichnet die Übertragungsvermögen-Charakteristik der gefederten Mas se, wenn die Dämpfungskraftcharakteristik ansteigt, und die durchgezogene Linie in Fig. 46 kennzeichnet die Übertra gungsvermögen-Charakteristik der gefederten Masse, wenn die Dämpfungskraftcharakteristik verringert wird.

Für das folgende wird das Modell von Fig. 18 herangezogen. Hierbei kann die Totpunktfrequenz durch die folgende Glei chung (23) bestimmt werden.

Totpunktfrequenz = √2·ω_n (23)

wobei ω_n die Resonanzfrequenz der gefederten Masse bezeich net.

Das Übertragungsvermögen der gefederten Masse der Totpunkt frequenz zeigt 0 [dB] an.

Somit wird beim zehnten Ausführungsbeispiel, wenn der bela stete Zustand durch das Amplitudenniveau der gefederten Mas se bestimmt wird, die Ermittlung des Lastzustandes mittels der Frequenzkomponente durchgeführt, welche nahe der Tot punktfrequenz angeordnet ist, ohne die Dämpfungskraftcharak teristik des entsprechenden Stoßdämpfers SA zu beeinflussen, so daß eine genaue Ermittlung der auf die Fahrzeugkarosserie wirkenden Ladegewichtänderung durchgeführt wird.

Elftes Ausführungsbeispiel

Beim elften Ausführungsbeispiel der Steuereinrichtung für das Fahrzeugaufhängungssystem wird die Steuerverstärkung δ proportional zur Größe des im achten, neunten und zehnten Ausführungsbeispiel, wie in Fig. 36 dargestellt, abgeleite ten Ermittlungssignals R_M des belasteten Zustandes variiert.

Fig. 36 wurde bereits beim erfindungsgemäßen sechsten Aus führungsbeispiel erläutert.

Alternativen

Die Amplitude der vertikalen Status- bzw. Zustandsvariablen kann die Amplitude der Vertikalgeschwindigkeit der gefeder ten Masse, der Vertikalbeschleunigung der gefederten Masse, der Relativgeschwindigkeit zwischen der gefederten und unge federten Masse und der Relativbeschleunigung zwischen der gefederten und ungefederten Masse aufweisen.

Bei Verwendung der Beziehung vom Fall A (Gleichung (24)), welche in der Gleichung (8) eingesetzt wird, kann die Er mittlung des Lastzustandes durch Aussondern der höherfre quenten Seite durchgeführt werden.

ω < √k/m (24).

Wenn die Änderungsrate bzw. -geschwindigkeit der Fahrzeugge schwindigkeit zusätzlich abgeleitet und die abgeleitete Änderungsgeschwindigkeit höher als der vorgegebene Schwel lenwert ist, kann die Ermittlung der auf die Fahrzeugkaros serie wirkenden Ladegewichtänderung verzögert werden.

Obgleich die variable Einstellung der Steuerverstärkung für alle Stoßdämpfer SA durchgeführt wird, kann die variable Einstellung der Steuerverstärkung entweder für die vorder radseitigen Stoßdämpfer oder für die hinterradseitigen Stoß dämpfer durchgeführt werden.

Obgleich der weiche Bereich SS nur eingestellt wird, wenn das vertikale Geschwindigkeitssignal der gefederten Masse Null ist, wird eine vorgegebene Totzone mit Null als Mittel punkt vorgesehen. Während die Vertikalgeschwindigkeit der gefederten Masse innerhalb der Totzone beibehalten wird, werden die Dämpfungskraftcharakteristika sowohl in der Zug als auch Druckstufe im weichen Bereich SS gehalten, so daß eine um den Nennwert pendelnde Regelung bzw. Steuerung verhinderbar ist.

Zusammenfassend wird bei der erfindungsgemäßen Einrichtung für ein Fahrzeugaufhängungssystem eine an das Fahrzeugsystem auszugebende Steuerverstärkung des Steuersignals entspre chend der Ermittlung variiert, ob ein auf die Fahrzeugkaros serie wirkendes Ladegewicht sich von einem ursprünglich kon zipierten Ladegewicht zum tatsächlich auf die Fahrzeugkaros serie wirkenden Ladegewicht verändert hat.

Abschließend betrifft die vorliegende Erfindung, mit einfa chen Worten ausgedrückt, eine Vorrichtung und ein Verfahren für ein Fahrzeugsystem, bei welchem eine Steuerverstärkung eines an das Fahrzeugsystem auszugebenden Steuersignales verändert wird, wenn eine auf die Fahrzeugkarosserie wirken de Ladegewichtänderung zwischen einem ursprünglich konzi pierten Ladegewicht und dem tatsächlichen Ladegewicht auf tritt. Die auf die Fahrzeugkarosserie wirkende Ladegewicht änderung wird entsprechend dem Ermittlungssignal R_M für den beladenen Zustand ermittelt, welches entsprechend der verti kalen Zustandsvariablen der Vorderradseite und der vertika len Zustandsvariablen der Hinterradseite abgeleitet wird.

Obgleich die vorliegende Erfindung bei einem Fahrzeugaufhän gungssystem, wie in jedem Ausführungsbeispiel dargestellt, anwendbar ist, kann die vorliegende Erfindung, bei welcher bestimmt wird, ob eine auf die Fahrzeugkarosserie wirkende Ladegewichtänderung stattfindet, bei einem ABS-Steuersystem oder einem anderen Fahrzeugsystem angewendet werden.

Claims

1. Steuer- bzw. Regelvorrichtung für eine Kraftfahrzeug- Aufhängung, mit:
zumindest zwei Sensoren (1), wobei ein Sensor an der Vorderradseite relativ zur Fahrzeugmitte angeordnet ist, um eine vertikale Zustandsvariable der Vorderradseite zu erfassen, und der andere Sensor an der Hinterradseite bezüglich der Fahrzeugmitte angeordnet ist, um die ver tikale Zustandsvariable der Hinterradseite zu erfassen; und
einer Steuer- bzw. Regeleinheit (4), welche ein Bestim mungssignal des Lastzustandes entsprechend den vertika len Zustandsvariablen an den Vorderrad- und Hinterrad seiten erzeugt, eine auf die Fahrzeugkarosserie zwischen dem ursprünglichen Fahrzeuggewicht und einem tatsächli chen Fahrzeuggewicht wirkende Ladegewichtänderung basie rend auf dem erzeugten Bestimmungssignal für den Last zu stand ermittelt sowie einen Steuer- bzw. Regelparameter erzeugt und an das Fahrzeugsystem abgibt, wobei der Steuerparameter verändert wird, wenn eine auf die Fahr zeugkarosserie wirkende Ladegewichtänderung ermittelt wird.

2. Steuer- bzw. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- bzw. Regeleinheit (4) einen vorgegebenen Schwellenwert einstellt, mehrmals berechnet, ob das Bestimmungssignal für den Lastzustand den vorgegebenen Schwellenwert innerhalb einer vorgege benen Bestimmungszeitdauer für den belasteten Zustand überschritten hat, und bestimmt, ob die auf die Fahr zeugkarosserie wirkende Ladegewichtänderung zwischen dem ursprünglichen Ladegewicht und dem tatsächlichen Ladege wicht entsprechend der berechneten Anzahl auftritt.

3. Steuer- bzw. Regelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- bzw. Regel einheit (4) die Amplituden der durch die beiden Sensoren erfaßten vertikalen Zustandsvariablen bestimmt, einen abweichenden Zustand des Gewichtsverhältnisses zwischen der Vorder- und Hinterradseite am Fahrzeug entsprechend einem Vergleichswert der Amplituden zwischen den Vorder- und Hinterradseiten bestimmt, welcher den Vergleich zwi schen den Amplituden der vertikalen Zustandsvariablen darstellt, und das Bestimmungssignal für den Lastzustand erzeugt, welches aus dem bestimmten abweichenden Zustand des Gewichtsverhältnisses der Vorderrad- zur Hinterrad seite abgeleitet wird.

4. Steuer- bzw. Regelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- bzw. Regelein heit (4) die Amplituden der durch die beiden Sensoren erfaßten vertikalen Zustandsvariablen bestimmt, einen abweichenden Zustand des Fahrzeugschwerpunktes ent sprechend den Amplituden der vertikalen Zustandsvariab len ermittelt und das Bestimmungssignal erzeugt, welches aus dem abweichenden Zustand des Fahrzeugschwerpunktes abgeleitet wird.

5. Steuer- bzw. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- bzw. Re geleinheit (4) eine vertikale Zustandsvariable an der Hinterradseite entsprechend vorgegebener Übertragungs funktionen von der erfaßten Zustandsvariablen an der Vorderradseite abschätzt, einen Vergleichswert zwischen der geschätzten vertikalen Zustandsvariablen und der tatsächlich erfaßten Zustandsvariablen an der Hinter radseite ableitet und das Bestimmungssignal für den Lastzustand erzeugt, welches den Vergleichswert zwischen den beiden Werten darstellt.

6. Steuer- bzw. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- bzw. Regel einheit (4) einen Abstand von der Referenzposition des Fahrzeugs zum momentanen Drehmittelpunkt der Fahrzeugka rosserie entsprechend den erfaßten vertikalen Zustands variablen berechnet, einen fortlaufenden Durchschnitt des Abstandes von der Referenzposition zum momentanen Drehmittelpunkt ableitet und das vom fort laufenden Ab standsmittelwert abgeleitete Bestimmungssignal für den Lastzustand erzeugt.

7. Steuer- bzw. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- bzw. Re geleinheit (4) die Abweichungsgeschwindigkeiten sowohl der positiven als auch negativen Spitzenwerte der verti kalen Zustandsvariablen an der Vorderrad- und Hinter radseite bestimmt, einen Vergleichswert zwischen den Abweichungsgeschwindigkeiten der jeweiligen positiven und negativen Spitzenwerte ableitet und das vom Ver gleichswert zwischen den beiden Spitzenwert abgeleitete Bestimmungssignal für den Lastzustand ermittelt.

8. Steuer- bzw. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeugsystem ein Fahrzeugaufhängungssystem mit mehreren Stoßdämpfern (SA), welche jeweils zwischen der gefederten Masse der Fahrzeugkarosserie und einer ungefederten Masse eines entsprechenden linken oder rechten Vorder- oder Hinter rades angeordnet sind, sowie mehrere Stellglieder auf weist, welche jeweils mit einem entsprechenden Stoßdämp fer verbunden und auf ein entsprechendes Steuer- bzw. Regelsignal ansprechen, um die Dämpfungskraftcharakteri stik des jeweiligen Stoßdämpfers (SA) zu steuern bzw. zu regeln, so daß eine Zieldämpfungskraftcharakteristik entsprechend dem Steuer- bzw. Regelsignal eingestellt wird, und daß die Vorrichtung für das Kraftfahrzeug zwei weitere Sensoren (1) aufweist, welche an dem anderen linken oder rechten Vorderrad und dem anderen linken oder rechten Hinterrad angeordnet sind, um vertikalen Zustandsvariablen an der anderen linken oder rechten Vorderrad- oder Hinterradseite zu erfassen, wobei die Steuer- bzw. Regeleinheit (4) das Steuer- bzw. Regel signal entsprechend den erfaßten Zustandsvariablen der vier Sensoren erzeugt und ausgibt und das Steuer- bzw. Regelsignal eine Steuer- bzw. Regelverstärkung aufweist, welche sich, ändert, wenn eine auf die Fahrzeugkarosserie wirkende Ladegewichtänderung stattfindet.

9. Steuer- bzw. Regelvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die vier Sensoren (1) vertikale Beschleunigungssensoren der gefederten Masse aufweisen, wobei jeder Sensor an einem entsprechenden linken oder rechten Vorder- oder Hinterrad angeordnet ist, um die Vertikalbeschleunigung der gefederten Masse zu erfassen, und daß die Steuer- bzw. Regeleinheit (4) bestimmt, ob die auf die Fahrzeugkarosserie wirkende Ladegewichts änderung entsprechend den durch die beiden an den linken und rechten Hinterrädern und an den linken und rechten Vorderrädern angeordneten Sensoren erfaßten Vertikalbe schleunigung der gefederten Masse auftritt.

10. Steuer- bzw. Regelvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- bzw. Regeleinheit eine Vertikalgeschwindigkeit (Δx) der gefederten Masse und eine Relativgeschwindigkeit (Δx - Δx₀) zwischen der ge federten und der ungefederten Masse entsprechend einem Signal bestimmt, welches die erfaßte Vertikalgeschwin digkeit der gefederten Masse durch den entsprechenden vertikalen Beschleunigungssensor der gefederten Masse darstellt, und das Steuer- bzw. Regelsignal an das je weilige Stellglied entsprechend der ermittelten Ver tikalgeschwindigkeit der gefederten Masse und der ermit telten Relativgeschwindigkeit und entsprechend der Be stimmung ausgibt, ob eine auf die Fahrzeugkarosserie wirkende Ladegewichtänderung auftritt.

11. Steuer- bzw. Regelvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- bzw. Regeleinheit (4) das Steuer- bzw. Regelsignal entsprechend einem Stell glied erzeugt und wenn die Richtung der Vertikalge schwindigkeit der gefederten Masse bezüglich der Straßenfläche nach oben gerichtet ist, auf welcher das Fahrzeug fährt, wie folgt ausgibt: P_T = α·Δx·K·δ,wobei α eine Konstante der Zugstufe des entsprechenden Stoßdämpfers, K eine entsprechend der Bestimmung der Relativgeschwindigkeit zwischen der gefederten und der ungefederten Masse variabel eingestellte Verstärkung und δ die Steuerverstärkung darstellt, deren Wert verändert wird, wenn bestimmt wird, daß eine auf die Fahrzeugka rosserie wirkende Ladegewichtsänderung auftritt, und daß die Steuer- bzw. Regeleinheit (4) das Steuersignal an das entsprechende Stellglied, wenn die Richtung der Ver tikalgeschwindigkeit der gefederten Masse zur Straßen fläche, auf welcher das Fahrzeug fährt, nach unten ge richtet ist, wie folgt ausgibt:P_T = β·Δx·K·δ,wobei β eine Konstante der Druckstufe des entsprechenden Stoßdämpfers bezeichnet.

12. Steuer- bzw. Regelvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- bzw. Regeleinheit (4) ein erstes Vertikalbeschleunigungssignal (G_FS) der gefe derten Masse an einem ersten Mittelbereich der Fahrzeug karosserie zwischen den durch die beidem am linken und rechten Vorderrad angeordneten vertikalen Beschleuni gungssensoren erfaßten Vertikalbeschleunigung der gefe derten Masse und ein zweites Vertikalbeschleunigungs signal (G_RS) an einem zweiten Mittelbereich der Fahr zeugkarosserie zwischen den durch die beiden an dem lin ken und rechten Hinterrad angeordneten Sensoren erfaßten Vertikalbeschleunigung der gefederten Masse ableitet, eine erste bandpaßgefilterte Signalkomponente (GFS_-H) aus dem ersten Vertikalbeschleunigungssignal der gefe derten Masse und eine zweite bandpaßgefilterte Signal komponente (GRS_-L) ableitet, welche die Amplitude zwi schen dem positiven und negativen Spitzenwert der zwei ten bandpaßgefilterten Signalkomponente darstellt, eine erste fortlaufend gemittelte Signalkomponente (Af) aus der ersten tiefpaßgefilterten Signalkomponente (GFS_-L) und eine zweite fortlaufend gemittelte Signalkomponente (Ar) ableitet und das Bestimmungssignal (R_M) aus dem Verhältnis (Af/Ar) zwischen den ersten und zweiten fortlaufend gemittelten Signalkomponenten ableitet.

13. Steuer- bzw. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- bzw. Regeleinheit (4) einen vorgegebenen Schwellenwert (R_ML) einstellt, die Anzahl mißt, wie oft das Bestimmungssignal für den Last zustand den vorgegebenen Schwellenwert (R_ML) innerhalb einer vorgegebenen Bestimmungszeitdauer (N_E) für die Ladegewichtänderung übersteigt, und bestimmt, ob die auf die Fahrzeugkarosserie wirkende Ladegewichtänderung vom ursprünglichen Ladegewicht zum maximalen auf die Fahr zeugkarosserie wirkenden Ladegewicht stattfindet, wenn die gemessene Zeitanzahl (N_t) eine vorgegebene Zeitan zahl (N_R) übersteigt.

14. Steuer- bzw. Regelvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- bzw. Regeleinheit (4) den Wert der Steuerverstärkung (δ) von dessen Ursprungs wert (δ_M) zu einem höheren Wert (δ_H) ändert, wenn be stimmt wird, daß die auf die Fahrzeugkarosserie wirkende Ladegewichtänderung von dessen Ursprungswert, bei wel chem lediglich ein Fahrer im Fahrzeug sitzt, zum maxi malen auf die Fahrzeugkarosserie wirkenden Ladegewicht, bei welchem die Insassenanzahl die Nennpassagierkapa zität erreicht, verändert wird.

15. Steuer- bzw. Regelvorrichtung nach Anspruch 13, ge kennzeichnet durch einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (2), welcher die Fahrzeuggeschwindigkeit erfaßt, und da durch, daß die Steuer- bzw. Regeleinheit (4) bestimmt, ob die auf die Fahrzeugkarosserie wirkende Ladegewicht änderung auftritt, wenn die erfaßte Fahrzeuggeschwindig keit über einer vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit liegt und die Bestimmung der auf die Fahrzeugkarosserie wirkenden Ladegewichtänderung unterbindet, wenn die er faßte Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger als die vorgege bene Fahrzeuggeschwindigkeit ist.

16. Steuer- bzw. Regelvorrichtung nach Anspruch 15, ge kennzeichnet durch einen Sensor (5) für eine geöffnete/ geschlossene Tür, welcher erfaßt, ob eine Tür geöffnet ist, und dadurch, daß die Steuer- bzw. Regeleinheit (4) den Wert des Steuerparameters beibehält, nachdem die Wertänderung des Steuerparameters ausgeführt wurde, wenn ermittelt wird, daß die auf die Fahrzeugkarosserie wir kende Ladegewichtänderung auftritt, die Bestimmung, ob die auf die Fahrzeugkarosserie wirkende Ladegewichtsän derung auftritt, wiederaufnimmt, wenn der Sensor (5) für die geöffnete oder geschlossene Tür erfaßt, daß eine Tür geöffnet ist und den Wert des Steuerparameters aus schließlich ändert, wenn das Bestimmungsergebnis der auf die Fahrzeugkarosserie wirkende Ladegewichtsänderung von dem vorhergehenden Bestimmungsergebnis der auf die Fahr zeugkarosserie wirkenden Ladegewichtsänderung abweicht.

17. Steuer- bzw. Regelvorrichtung nach Anspruch 15, ge kennzeichnet durch einen Zündungsschalter, welcher er faßt, ob der Zündschalter des Fahrzeugs ausgeschaltet ist, und dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- bzw. Regeleinheit (4) den Wert des Steuerparameters beibe hält, nachdem die Wertänderung des Steuerparameters durchgeführt wurde, wenn ermittelt wird, daß die auf die Fahrzeugkarosserie wirkende Ladegewichtsänderung auf tritt, wenn der Zündschalter ausgeschaltet ist, und den Wert des Steuerparameters ausschließlich ändert, wenn das Bestimmungsergebnis der auf die Fahrzeugkarosserie wirkenden Ladegewichtänderung vom vorhergehenden Bestim mungsergebnis der auf die Fahrzeugkarosserie wirkenden Ladegewichtänderung abweicht.

18. Steuer- bzw. Regelvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- bzw. Regeleinheit ein Paar von zwei kaskadenverbundenen Bandpaßfiltern (BPF1, BPF2) zweiter Ordnung aufweist, welche ein Frequenzband von 3 Hz der ersten und zweiten Vertikalbeschleunigungs signale der gefederten Masse hindurchlassen, um die ersten und zweiten bandpaßgefilterten Signalkomponenten (GFS_-H, GRS_-H) zu gewinnen.

19. Steuer- bzw. Regelvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- bzw. Regeleinheit (4) ein Paar Tiefpaßfilter (LPF) erster Ordnung mit einer Grenzfrequenz von 0,5 Hz aufweist, welche fortlaufende Durchschnittswerte der ersten und zweiten tiefpaßgefil terten Signalkomponenten (GFS_-L, GRS_-L) ermitteln, um die ersten und zweiten fortlaufend gemittelten Signal komponenten (Af, Ar) zu gewinnen.

20. Steuer- bzw. Regelvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- bzw. Regeleinheit (4) ein erstes Vertikalbeschleunigungssignal (G_FS) der gefe derten Masse an einem ersten Mittelbereich der Fahrzeug karosserie zwischen den durch die beiden Vertikalbe schleunigungssensoren erfaßten Vertikalbeschleunigungen der gefederten Masse, welche an den linken und rechten Vorderrädern angeordnet sind, und ein zweites Vertikal beschleunigungssignal (G_RS) der gefederten Masse am zweiten Mittelbereich der Fahrzeugkarosserie zwischen den an den linken und rechten Hinterrädern angeordneten Vertikalbeschleunigungssensoren der gefederten Masse ab leitet, eine erste bandpaßgefilterte Signalkomponente (GFS_-H) vom Vertikalbeschleunigungssignal der gefederten Masse ableitet, eine erste tiefpaßgefilterte Signalkom ponente (GFS_-L) ableitet, welche die Amplitude zwischen dem positiven und negativen Spitzenwert der bandpaßge filterten Signalkomponente (GRS_-L) anzeigt, die die Am plitude zwischen dem positiven und negativen Spitzenwert der zweiten tiefpaßgefilterten Signalkomponente bezeich net, eine erste fortlaufend gemittelte Signalkomponente (Af) aus der ersten tiefpaßgefilterten Signalkomponente (GFS_-L) und eine zweite fortlaufend gemittelte Signal komponente (Ar) aus der zweiten tiefpaßgefilterten Sig nalkomponente (GRS_-L) ableitet, das Bestimmungssignal (R_M) des Abstandes L zwischen einer Position der Fahr zeugkarosserie, an welcher das linke und rechte Vorder rad befestigt ist, zu einer Position der Fahrzeugkaros serie, welche den Fahrzeugschwerpunkt darstellt, ablei tet, wobei der Abstand L als L ≈ (Af/(Af + Ar))·Lw ausgedrückt wird, wobei Lw den Fahrzeugradstandlänge bezeichnet.

21. Steuer- bzw. Regelvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- bzw. Regeleinheit (4) eine Vertikalgeschwindigkeit (Δx) der gefederten Masse bestimmt, indem das Vertikalbeschleunigungssignal der gefederten Masse, welches vom entsprechenden Beschleu nigungssensor der gefederten Masse abgeleitet wurde, durch einen Bandpaßfilter (BPF) mit einem ersten Tief paßfilter und einem ersten Hochpaßfilter läuft, wobei die Tiefpaß- und Hochpaßfilter Grenzfrequenzen auf weisen, deren Werte verändert werden, wenn die Steuer bzw. Regeleinheit (4) bestimmt, daß die auf die Fahr zeugkarosserie wirkende Ladegewichtänderung auftritt.

22. Steuer- bzw. Regelvorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Tiefpaß- und Hochpaß filter Grenzfrequenzen aufweisen, deren beiden Grenz frequenzen 0,3 Hz und 4 Hz betragen, wenn bestimmt wird, daß das auf die Fahrzeugkarosserie wirkende Ladegewicht dem Fahrer des Fahrzeuges entspricht, und 0,2 Hz und 3 Hz betragen, wenn bestimmt wird, daß das auf die Fahr zeugkarosserie wirkende Ladegewicht zum maximalen Lade gewicht erhöht wurde.

23. Steuer- bzw. Regelvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- bzw. Regeleinheit (4) ein erstes Vertikalbeschleunigungssignal (G_F) der gefe derten Masse an einem ersten Mittelbereich der Fahrzeug karosserie zwischen zwei Vertikalbeschleunigungssensoren der gefederten Masse, welche an den linken und rechten Vorderrädern angeordnet sind, aus dem Durchschnitt der beiden Vertikalbeschleunigungssignale der gefederten Masse ableitet, welche durch die beiden Vertikalbe schleunigungssensoren erzeugt werden, die an den linken und rechten Vorderrädern angeordnet sind, eine zweite Vertikalbeschleunigungskomponente (Gr) ableitet, welche vom ersten Vertikalbeschleunigungssignal (G_F) der gefe derten Masse zum zweiten Mittelbereich der Fahrzeugka rosserie zwischen die beiden vertikalen Beschleunigungs sensoren der gefederten Masse, welche an den linken und rechten Vorderrädern angeordnet sind, als Funktion der ersten Übertragungsfunktion (G_B(S)) zwischen den ersten und zweiten Mittelbereichen übertragen wird, wenn die Straßenfläche die Übertragungsstrecke darstellt, eine dritte Vertikalbeschleunigungssignalkomponente (Gb) ab leitet, welche von der ersten Vertikalbeschleunigungs signalkomponente (G_b) der gefederten Masse, welche von den ersten Vertikalbeschleunigungssensoren der gefeder ten Masse als Funktion einer zweiten Übertragungsfunk tion zwischen den ersten und zweiten Mittelbereichen übertragen wird, wenn die gefederte Masse die Übertra gungsstrecke darstellt, die zweiten und dritten Verti kalbeschleunigungssignalkomponenten (Gr + Gb) aufsum miert, um eine vierte Vertikalbeschleunigungssignalkom ponente als Schätzwert (G_R-s) der Vertikalbeschleunigung der gefederten Masse abzuleiten, ein fünftes Vertikalbe schleunigungssignal (G_R) der gefederten Masse aus dem Durchschnitt der beiden Vertikalbeschleunigungssignale der gefederten Masse ableitet, welche durch die beiden Vertikalbeschleunigungssensoren der gefederten Masse erfaßt werden, die an den linken und rechten Hinterrä dern angeordnet sind, erste und zweite bandpaßgefilterte Signalkomponenten (G_R1 und G_R-s1) von den fünften und vierten Vertikalbeschleunigungssignalen (G_R und G_R-S) der gefederten Masse ableitet, erste und zweite hochpaß gefilterte Signalkomponenten (G_R2 und G_R-s2) vor den ersten und zweiten bandpaßgefilterten Signalkomponenten ableitet, erste und zweite tiefpaßgefilterte Signalkom ponenten (P_R1 und P_R-s1) ableitet, welche die Amplituden zwischen den positiven und negativen Spitzenwerten der ersten und zweiten hochpaßgefilterten Signalkomponenten (PR und PR_s) aus den ersten und zweiten tiefpaßgefilter ten Signalkomponenten darstellen, und das Bestimmungs signal (R_M) des belasteten Zustandes aus den ersten und zweiten fortlaufend gemittelten Signalkomponenten ab leitet.

24. Steuer- bzw. Regelvorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- bzw. Regeleinheit (4) einen vorgegebenen Schwellenwert (R_L) einstellt, be stimmt ob das Niveau des Bestimmungssignals (R_M) des Lastzustandes den vorgegebenen Schwellenwert (R_L) über steigt, und bestimmt, ob die Zeitdauer, während welcher das Bestimmungssignal (R_M) für den Lastzustand den vor gegebenen Schwellenwert übersteigt, für eine vorgegebene Zeitdauer (ΔT) fortfährt, um zu bestimmen, ob das auf die Fahrzeugkarosserie wirkende Ladegewicht in erhöhen der Richtung verändert wird.

25. Steuer- bzw. Regelvorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- bzw. Regeleinheit (4) die Steuer- bzw. Regelsignale (P_T und P_C) den beiden Stellgliedern der an den linken und rechten Vorderrädern angeordneten Stoßdämpfern zuführt, wobei jedes Steuer bzw. Regelsignal hierfür die Steuerverstärkung (δ_f) auf weist, welche entsprechend dem Niveau des Bestimmungs signals (R_M) für den Lastzustand multipliziert um eine Konstante a verändert wird, und daß die Steuer- bzw. Re geleinheit (4) die Steuer- bzw. Regelsignale (P_T und P_C) der beiden Stellglieder der an den linken und rechten Hinterrädern angeordneten Stoßdämpfer ausgibt, wobei je des Steuer- bzw. Regelsignal den Steuerparameter δ_r auf weist, welcher entsprechend dem Niveau des Bestimmungs signals (R_M) des Lastzustandes multipliziert um eine Konstante b (0 < a < b) verändert wird.

26. Steuer- bzw. Regelvorrichtung nach Anspruch 25, ge kennzeichnet durch einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, welcher eine Fahrzeuggeschwindigkeit (Sv) erfaßt, und dadurch, daß die erste Übertragungsfunktion (G_B(S) wie folgt ausgedrückt wird: G_B(S) = G_1(S)·G_2(S)·G_3(S),wobei G_1(S) der Übertragungsfunktion des Bereiches der Fahrzeugkarosserie entspricht, welcher am ersten Mittel punkt der linken und rechten Vorderräder zur Straßenflä che angeordnet ist, auf welcher das Fahrzeug fährt, G_2(S) die Übertragungsfunktion der Straßenfläche zum Bereich der Fahrzeugkarosserie bezeichnet, welcher im zweiten Mittelpunkt der linken und rechten Vorderräder zur Straßenfläche angeordnet ist, auf welchem das Fahr zeug fährt, und G_3(S) e^-s(WB/SV) bezeichnet, wobei e einen Exponenten, s den Laplace-Operator und WB die Rad standlänge kennzeichnet.

27. Steuer- bzw. Regelvorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Bestimmungssignal (R_M) für den Lastzustand wie folgt ausgedrückt wird: R_M = PR_-s/P_R.

28. Steuer- bzw. Regelvorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- bzw. Regeleinheit (4) jedes vertikale Geschwindigkeitssignal ( x) entsprechend dem jeweiligen Vertikalbeschleunigungssignal der gefe derten Masse bestimmt, welches durch den entsprechenden Vertikalbeschleunigungssensor der gefederten Masse er zeugt und durch einen Bandpaßfilter mit einem Hochpaß filter und einem Tiefpaßfilter geführt wird, wobei der Hochpaßfilter eine Grenzfrequenz (f_H) von 0,3 Hz auf weist, wenn die Steuer- bzw. Regeleinheit (4) bestimmt, daß nur der Fahrer im Fahrzeug sitzt, und eine Grenzfre quenz von 0,2 Hz (f′_H) aufweist, wenn das maximale Lade gewicht auf die Fahrzeugkarosserie wirkt, und wobei der Tiefpaßfilter eine Grenzfrequenz (f_L) von 4 Hz aufweist, wenn die Steuer- bzw. Regeleinheit (4) bestimmt, daß nur der Fahrer im Fahrzeug sitzt, und eine Grenzfrequenz von 3 Hz aufweist, wenn die Steuer- bzw. Regeleinheit (4) bestimmt, daß das maximale Ladegewicht auf die Fahrzeug karosserie wirkt.

29. Steuer- bzw. Regelvorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß jedes vertikale Geschwindigkeits signal der gefederten Masse, welches entsprechend dem jeweiligen Vertikalbeschleunigungssignal der gefederten Masse bestimmt wird, das durch den entsprechenden Verti kalbeschleunigungssensor erzeugt wird, durch einen Band paßfilter mit einem Hochpaßfilter und einem Tiefpaß filter geführt wird, wobei der Hochpaßfilter eine Grenz frequenz (f_H) von 0,3 Hz aufweist, wenn die Steuer- bzw. Regeleinheit (4) bestimmt, daß nur der Fahrer im Fahr zeug sitzt, und eine Grenzfrequenz von f′_H aufweist, welche wie folgt ausgedrückt wird: f′_H = ν·f_H′ wobei ν = m√R_M und m eine positive Konstante bezeichnet, und wo bei der Tiefpaßfilter eine Grenzfrequenz f_L von 4 Hz aufweist, wenn die Steuer- bzw. Regeleinheit bestimmt, daß nur der Fahrer im Fahrzeug sitzt, und eine Grenzfre quenz von f′_L aufweist, welche als f′_L = ε·f_L ausge drückt wird, wobei ε = n/√R_M ist, und n eine positive Konstante bezeichnet.

30. Steuer- bzw. Regelvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- bzw. Regeleinheit (4) ein erstes vertikales Geschwindigkeitssignal (Δx_FS) an einem ersten Mittelbereich der Fahrzeugkarosserie zwi schen den beiden Vertikalbeschleunigungssensoren der ge federten Masse, welche an den linken und rechten Vor derrädern angeordnet sind, aus dem Durchschnitt der bei den Vertikalbeschleunigungssensoren der gefederten Mas se, welche an den linken und rechten Vorderrädern ange ordnet sind, ableitet, eine erste tiefpaßgefilterte Sig nalkomponente (V_FL) vom ersten vertikalen Geschwindig keitssignal (Δx_FS) der gefederten Masse ableitet, jeder Spitzenwert eines Absolutbetrages der ersten tiefpaßge filterten Signalkomponente ableitet, eine erste fortlau fend gemittelte Signalkomponente (V_MF) aus dem Spitzen wert des Absolutbetrages der ersten tiefpaßgefilterten Signalkomponente ableitet, ein zweites vertikales Ge schwindigkeitssignal (Δx_RS) an einem zweiten Mittelbe reich zwischen den beiden Vertikalbeschleunigungssenso ren der gefederten Masse, welche an den linken und rech ten Hinterrädern angeordnet sind, ableitet, eine zweite tiefpaßgefilterte Signalkomponente (V_RL) vom zweiten Vertikalbeschleunigungssignal der gefederten Masse ab leitet, eine zweite fortlaufend gemittelte Signalkompo nente (V_MR) von jedem Spitzenwert des Absolutwertes der ersten tiefpaßgefilterten Signalkomponente ableitet und das Bestimmungssignal (R_M) von sowohl der ersten als auch zweiten fortlaufend gemittelten Signalkomponente ableitet.

31. Steuer- bzw. Regelvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- bzw. Regeleinheit (4) einen vorgegebenen Schwellenwert (R_L) einstellt, be stimmt, ob das Niveau des Bestimmungssignals (R_M) für den Lastzustand den vorgegebenen Schwellenwert über steigt sowie die Zeitdauer bestimmt, während welcher das Niveau des Bestimmungssignals für den Lastzustand für eine vor gegebene Zeitdauer (Δt) fortgesetzt wird, um zu bestimmen, ob die auf die Fahrzeugkarosserie wirkende Ladegewichtänderung vom ursprünglichen auf die Fahrzeug karosserie wirkenden Ladegewicht auftritt.

32. Steuer- bzw. Regelvorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß das Bestimmungssignal R_M des Lastzu standes wie folgt ausgedrückt wird: R_M = V_MF/V_MR.

33. Steuer- bzw. Regelvorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß das Bestimmungssignal R_M für den Lastzustand wie folgt ausgedrückt wird: R_M = (V_MF)/(V_MF + V_MR)·Lw,wobei Lw die Radstandslänge bezeichnet.

34. Steuer- bzw. Regelvorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- bzw. Regeleinheit (4) ein Paar von doppelt kasdaden-verbundenen Bandpaßfiltern (BPF1 und BPF2) zweiter Ordnung aufweist, welche die ersten und zweiten bandpaßgefilterten Signalkomponenten (G_FS-H, G_RS-H) aus den ersten und zweiten Vertikalbe schleunigungssignalen (G_FS, G_RS) der gefederten Masse an den ersten und zweiten Mittelbereichen ausfiltern, wobei die ersten und zweiten bandpaßgefilterten Signalkompo nenten (G_FS-H, G_RS-H) Totpunkt-Frequenzkomponenten der ersten bzw. zweiten Vertikalbeschleunigungssignale der gefederten Masse darstellen.

35. Steuer- bzw. Regelvorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Totpunktfrequenz wie folgt aus gedrückt wird: _n ist 2πf_c, wobei f_c die Resonanzfre quenz der gefederten Masse-bezeichnet.

36. Steuer- bzw. Regelvorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Paar von doppelt kaskaden verbundenen Bandpaßfiltern eine Güte Q = 5 und einen extrahierten Frequenzbereich von 1,2 Hz bis 1,4 Hz auf weist.

37. Steuer- bzw. Regelvorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Bandpaßfilter zweiter Ordnung eine Übertragungsfunktion (F_B(S)) aufweist, welche wie folgt ausgedrückt wird: F_B = (ω/Q·S/(S² +ω/Q·S + ω²),wobei ω = 2πf_c und S den Laplace-Operator sowie f_c die Grenzfrequenzen der Bandpaßfilter zweiter Ordnung be zeichnen.

38. Steuer- bzw. Regelvorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden doppelt kaskaden verbundenen Bandpaßfilter die Güte Q = 5 und die ex trahierte Grenzfrequenz von ungefähr 3 Hz aufweist.

39. Verfahren zum Steuern- bzw. Regeln einer Fahrzeug-Auf hängung, mit den Schritten:
Erfassen einer vertikalen Zustandsvariablen der Vorder radseite und einer vertikalen Zustandsvariablen der Hin terradseite;
Erzeugen und Ausgeben eines Steuer- bzw. Regelsignals an das Fahrzeugsystem, um eine Variable des Fahrzeugsystems derart zu steuern bzw. zu regeln, daß eine Zielvariable erreicht wird;
Ermitteln eines Bestimmungssignal für den Lastzustand basierend auf den vertikalen Zustandsvariablen;
Bestimmen, ob eine auf die Fahrzeugkarosserie wirkende Ladegewichtänderung zwischen einem ursprünglichen auf die Fahrzeugkarosserie wirkenden Ladegewicht und dem tatsächlich auf die Fahrzeugkarosserie wirkenden Ladege wicht entsprechend dem Bestimmungssignal für den Last zu stand auftritt; und
Verändern des Steuerparameters, welcher das Steuer- bzw. Regelsignal festlegt, wenn eine auf die Fahrzeugkarosse rie wirkende Ladegewichtänderung auftritt.