DE19654223C2 - Vorrichtung und Verfahren zum Steuern bzw. Regeln der Dämpfungskraftcharakteristik eines Fahrzeug-Schwingungsdämpfers - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Steuern bzw. Regeln der Dämpfungskraftcharakteristik eines Fahrzeug-Schwingungsdämpfers

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern bzw. Regeln der Dämpfungscharakteristika von Fahrzeug-Schwingungsdämpfern, die jeweils zwischen der gefederten Masse einer Fahrzeugkarosserie und der ungefeder­ ten Masse eines Fahrzeugrades angeordnet sind.
Die Veröf­ fentlichung der internationalen Patentanmeldung Heisei JP 4-500191 A stellt beispielhaft eine bekannte Steuer- bzw. Regelvorrichtung für eine Fahrzeugaufhängung dar, bei welcher die Steuerung bzw. Regelung der Dämpfungscha­ rakteristik basierend auf dem Skyhook-Theorem für jeden, Schwingungsdämpfer ausgeführt wird.
Das Skyhook-Theorem besteht darin, daß dann, wenn das Fahrzeug sich in einem Schwingungsunterdrückungsbereich befindet, in welchem die die Richtung angebenden Signale für die Vertikalgeschwin­ digkeit der Fahrzeugkarosserie (gefederte Masse) und für die Relativgeschwindigkeit zwischen der gefederten und der ungefederten Masse (Radanordnung) miteinander übereinstim­ men, die Dämpfungscharakteristik zu einer harten Cha­ rakteristik eingestellt wird, um die Schwingungsunterdrüc­ kungskraft zu erhöhen und damit die Schwingung der Fahrzeug­ karosserie zu unterdrücken.
Wenn andererseits das Fahrzeug sich in einem Schwingungs-Anregungsbereich befindet, in welchem die die Richtung angebenden Signale der beiden genannten Geschwindigkeiten nicht miteinander übereinstim­ men, wird die Dämpfungscharakteristik auf eine weiche Charakteristik eingestellt, um die Dämpfung zu verringern, wodurch die Übertragung der Anregung von der ungefederten Masse auf die gefederte Masse unterdrückt wird.
Die genannte Vertikalgeschwindigkeit der gefederten Masse wird durch Berechnung (Integration) eines entsprechenden vertikalen Beschleunigungssignals der gefe­ derten Masse abgeleitet, welches durch einen Vertikal-Beschleunigungssensor der gefederten Masse (Be­ schleunigungsmesser) erfaßt wird, der an einem Karosserie­ bauteil befestigt ist.
Jedoch haben sich bei der bekannten Fahrzeugaufhängung die folgenden Unzulänglichkeiten ergeben.
Jeder vertikale Beschleunigungssensor für die gefederte Masse ist an einem entsprechenden Teil der Fahrzeugkaros­ serie so befestigt, daß die Erfassungrichtung jedes Be­ schleunigungssensors vertikal zur Straßenoberfläche liegt, auf welcher das Fahrzeug fährt. Aus einer Beschleunigung des Fahrzeugs in Richtung seiner Längsachse beim Erhöhen der Ge­ schwindigkeit und beim Bremsen resultiert eine Nick- oder Hockbewegung mit einer Neigung um eine Querachse und ent­ sprechenden Einfederungsbewegungen an den Radaufhängungen des einen und Ausfederungsbewegungen an den Radaufhängungen des anderen Rades. Diese in horizontaler Richtung wirkende Beschleunigung bewirkt an allen Radaufhängungen des in der Nick- bzw. Hockbewegung geneigten Fahrzeuges eine im wesent­ lichen gleiche, in ihrer Größe vom erreichten Neigungswinkel des Fahrzeugs abhängende Komponente senkrecht zur Fahrzeug­ ebene.
Wenn das Fahrzeug mit einer semiaktiven, d. h. lagebeeinflus­ senden Steuerung der oben genannten Art ausgerüstet ist und die Beschleunigungssignale senkrecht zur Ebene des Fahrzeugs gewonnen werden, dann verfälscht die von der Neigung des Fahrzeugs abhängige Komponente des Beschleunigungs- bzw. des Verzögerungssignals das Signal der Sensoren für die verti­ kale Fahrzeugbewegung in der Weise, daß sowohl an dem ein­ federnden als auch an dem ausfedernden Fahrzeugende das Signal der vertikalen Bewegung senkrecht zur Fahrzeugebene von einer in Einfederrichtung wirkenden Komponente des Signals der inertial horizontalen Beschleunigung überlagert wird. Das Vorzeichen der senkrecht zur Fahrzeugebene wirken­ den Komponente ist dabei von der Richtung der Beschleunigung (auf- oder abwärts) abhängig.
Wenn das Fahrzeug so geneigt ist, daß die horizontale Beschleunigung bzw. Verzögerung einen gewissen Wert erreicht oder überschreitet, ist eine ausreichend präzise Steuerung der semiaktiven Dämpfer zum gezielten Ausgleich von Komponenten der Hubbewegung nicht mehr möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine präzise und zuverlässige Steuerung der Schwingungsdämpfer auch dann sicherzustellen, wenn das Fahrzeug beim Beschleunigen oder Bremsen eine nach hinten oder vorn geneigte Lage einnimmt.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patenansprüche 1 oder 14 gelöst.
Hiernach werden dann, wenn die Sensoren für die Vertikalbe­ wegung des Fahrzeugs infolge einer Fahrzeugbeschleunigung oder -bremsung aufgrund der damit verbundenen Nick- oder Hockbewegung ein verfälschtes Signal erzeugen, die Signale dieser Sensoren auf Null gesetzt, d. h. ignoriert.
Die weiteren Ansprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung gemäß Anspruch 1 zum Gegenstand.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs, für das eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Steuern bzw. Regeln der Dämpfungskraftcharakteristik von Fahrzeug-Schwingungsdämpfern geeignet ist,
Fig. 2 ein Blockschaltbild der Vorrichtung zum Steuern bzw. Regeln der Dämpfungskraftcharakteristik in der be­ vorzugten Ausführungsform gemäß Fig. 1,
Fig. 3 einen vertikalen Teilschnitt eines der in Fig. 1 und 2 gezeigten Schwingungsdämpfer,
Fig. 4 einen Teilschnitt des Hauptteils des Schwingungs­ dämpfers gemäß Fig. 3,
Fig. 5 eine Kurvendarstellung der Dämpfungskraft in Abhän­ gigkeit von der Kolbengeschwindigkeit bei einem Schwingungsdämpfer gemäß Fig. 1 bis 4,
Fig. 6 eine charakteristische Kurve eines Einstellers bei seiner Drehung entsprechend der schrittweisen Dre­ hung eines Schrittmotors, wie er zu einem Schwin­ gungsdämpfer gemäß Fig. 1 bis 5 gehört,
Fig. 7A, 7B und 7C Querschnitte in der Linie K-K der Fig. 4,
Fig. 8A, 8B und 8C Querschnitte in den Linien L-L und M-M der Fig. 4,
Fig. 9A, 9B und 9C Querschnitte in der Linie N-N der Fig. 4,
Fig. 10 eine Kurve der Dämpfungskraftcharakteristik eines Schwingungsdämpfers, wenn dieser in dem HS-Bereich mit der Zugstufe hart eingestellt ist,
Fig. 11 eine Kurve der Dämpfungskraftcharakteristik eines Schwingungsdämpfers, wenn dieser in dem SS-Bereich mit der Druck- und der Zugstufe weich eingestellt ist,
Fig. 12 eine Kurve der Dämpfungskraftcharakteristik eines Schwingungsdämpfers, wenn dieser in dem SH-Bereich mit der Druckstufe hart eingestellt ist,
Fig. 13 einen Signalverarbeitungsschaltkreis der Vorrichtung zum Steuern der Dämpfungskraftcharakteristik in der Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 4,
Fig. 14A und 14B Kurven der Verstärkung und der Phase in einer Phasenverzögerungs-Kompensationsgleichung, die von der in Fig. 1, 2 und 13 gezeigten Steuereinheit ausgeführt wird,
Fig. 15 ein von der in Fig. 1, 2 und 13 gezeigten Vorrich­ tung zum Steuern bzw. Regeln der Dämpfungskraftcha­ rakteristik durchgeführtes Ablaufdiagramm,
Fig. 16A, 16B, 16C, 16D und 16E Zeittafeln jedes Signals an einer Stelle der in Fig. 1, 2 und 13 gezeigten Vor­ richtung zum Steuern bzw. Regeln der Dämpfungskraft­ charakteristik,
Fig. 17 ein weiteres von der in Fig. 1, 2 und 13 gezeigten Ausführungsform der Vorrichtung zum Steuern bzw. Regeln der Dämpfungskraftcharakteristik durchge­ führtes Ablaufdiagramm,
Fig. 18A, 18B, 18C und 18D Signalzeittafeln zur Verdeutli­ chung der Arbeitsweise der in Fig. 1, 2 und 13 ge­ zeigten Vorrichtung zum Steuern bzw. Regeln der Dämpfungskraftcharakteristik,
Fig. 19 eine Seitenansicht eines Fahrzeugs bei der Verzöge­ rung zur Erläuterung der von der Vorrichtung zum Steuern bzw. Regeln der Dämpfungskraftcharakteristik ausgeführten Korrektursteuerung.
In der nachfolgenden Beschreibung wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert. Der Begriff "Rückprallkomponente" bezieht sich dabei auf die Ein- oder Ausfederungsbewegung eines einzelnen Rades bzw. des Fahrzeuges insgesamt in Vertikalrichtung, d. h. auf die Hubschwingungskomponente der Rad- bzw. Fahrzeugbewegungen.
Fig. 1 zeigt ein Kraftfahrzeug, das mit einer erfindungsge­ mäßen Vorrichtung zum Steuern der Dämpfungskraftcharakteri­ stik jedes der Schwingungsdämpfer ausgestattet werden kann.
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild der Vorrichtung zum Steuern der Dämpfungskraftcharakteristik nach einer bevorzugten Aus­ führungsform der Erfindung.
Vier Schwingungsdämpfer SAFL, SAFR, SARL und SARR sind zwischen die Fahrzeugkarosserie als gefederte Masse und ein linkes und rechtes Vorder- und Hinterrad als ungefederte Masse eingesetzt.
Ein beliebiger der vier Schwingungsdämpfer wird nachfolgend nur noch mit SA bezeichnet.
Von den Subskripten bezeichnet FR das rechte Vorderrad, FL das linke Vorderrad, RR das rechte Hinterrad und RL das linke Hinterrad.
An Stellen angrenzend an das linke und rechte Vorder- und Hinterrad sind Vertikalbeschleunigungssensoren (Vertikal-G- Sensoren) 1 FL, 1 FR, 1 RL und 1 RR angeordnet, um die Vertikal­ beschleunigung der gefederten Masse an den entsprechenden Teilen der Fahrzeugkarosserie zu erfassen (bei Aufwärtsrich­ tung mit positivem (+) und bei Abwärtsrichtung mit negativem (-) Wert). Außerdem ist noch ein ABS-Sensor 2 an eine Steu­ ereinheit 4 angeschlossen, um den Betriebszustand einer ABS-(Anti-Blockier-System)-Steuerung zu erfassen. Die ABS- Steuerung ist Gegenstand des US-Patents 5.374.113 vom 20.12.1994, auf das hiermit Bezug genommen wird.
Die Steuereinheit 4 ist nahe bei einem Fahrzeuginsassen-Sitz in der Fahrzeugkarosserie angebracht, um Signale von jedem Vertikal-G-Sensor 1 (1 FL, 1 FR, 1 RL und 1 RR) und dem ABS-Sen­ sor 2 aufzunehmen und Treibersignale an zugehörige Schritt­ motore 3 abzugeben, die den jeweiligen Schwingungsdämpfern SA (SAFL, SAFR, SARL und SARR) zugeordnet sind.
Die Steuereinheit 4 enthält eine Eingangsschnittstelle 4a, eine CPU (Zentralrecheneinheit) 4b, einen gemeinsamen Bus, einen ROM (Lesespeicher) 4ab, einen RAM (Schreib- und Lese­ speicher) 4ac und eine Ausgangsschnittstelle 4aa. Zwischen die Ausgangsschnittstelle 4aa und die entsprechenden Schrittmotoren 3 sind Treiber 4 geschaltet, um die Steuer­ signale von der Ausgangsschnittstelle 4aa aufzunehmen und den Steuersignalen entsprechende Treibersignale zur Betäti­ gung des zugehörigen Schrittmotors 3 abzugeben. Dabei sind die Treiber 4c in die Steuereinheit 4 einbezogen und die Schrittmotore 3 sind, wie noch erläutert, in dem jeweiligen Schwingungsdämpfer SA untergebracht.
Fig. 3 zeigt einen Schwingungsdämpfer SA im Schnitt.
Gemäß Fig. 3 enthält ein Schwingungsdämpfer in der hier be­ schriebenen Ausführungsform folgende Bauteile: einen Zylin­ der 30, einen eine obere Kammer A und eine unter Kammer B bildenden Kolben 31, einen äußeren Mantel 33 zur Bildung einer Vorratskammer 32 am Außenumfang des Zylinders 30, eine Basis 34 zur Bildung der unteren Kammer B und der Vorrats­ kammer 32, ein Führungsteil 35 zur Führung der Gleitbewegung einer an den Kolben 31 angelenkten Kolbenstange 7, eine zwischen den äußeren Mantel 33 und die Fahrzeugkarosserie eingesetzte Aufhängungsfeder 36, und einen Gummipuffer 37.
Fig. 4 zeigt in einem größeren Längsschnitt die wichtigen Teile der Kolbenanordnung und ihrer zugehörigen Teile in dem Schwingungsdämpfer SA.
Gemäß Fig. 4 weist der Kolben 31 durchgehende Öffnungen 31a und 31b auf. Ferner hat er ein Druckstufen-Dämpfungsventil 20 und ein Zugstufen-Dämpfungsventil 12, die die beiden ent­ sprechenden durchgehenden Öffnungen 31a und 31b öffnen bzw. schließen. Ein Bolzen 38 ist in Schraubverbindung mit einem Verbindungsanschlag 41, welcher seinerseits mit dem Vorder­ ende der Kolbenstange 7 in Eingriff und befestigt ist.
Der Bolzen 38 durchsetzt den Kolben 31 und weist eine Ver­ bindungsöffnung 39 auf, um die obere Kammer A und die untere Kammer B miteinander zu verbinden. Wie noch näher erläutert wird, bildet die Verbindungsöffnung 39 einen zweiten Zug­ stufendurchlaß E, einen dritten Zugstufendurchlaß F, einen Bypassdurchlaß G und einen zweiten Druckstufendurchlaß. Fer­ ner ist ein Einsteller 40 in der Verbindungsöffnung 39 vor­ gesehen, um die Durchlaßbereiche der genannten Durchlässe zu wechseln.
Außerdem sind am Außenumfang des Bolzens 38 ein Zugstufen- Rückschlagventil 17 und ein Druckstufen-Rückschlagventil 22 vorgesehen, um den Durchfluß durch die genannten Durchlässe in der Verbindungsöffnung 39 in Abhängigkeit von der Strö­ mungsrichtung zu ermöglichen oder zu unterbinden. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, kann der Einsteller 40 über eine Steuer­ stange 70 von dem zugehörigen Antrieb (Schrittmotor) 3 ge­ dreht werden.
Der Bolzen 38 weist von oben anfangend hintereinander einen ersten Auslaß 21, eine zweiten Auslaß 13, einen dritten Aus­ laß 18, einen vierten Auslaß 14 und einen fünften Auslaß 16 auf.
Der Einsteller 40 wiederum hat gemäß Fig. 4 einen hohlen Teil 19 sowie eine erste und eine zweite seitliche Öffnung 24, 25, die beide die Innenseite und die Außenseite des Einstellers 40 miteinander verbinden. An der äußeren Seite ist eine Längsausnehmung 23 ausgebildet. Auf diese Weise werden drei Strömungsdurchlässe zwischen der oberen Kammer A und der unteren Kammer B gebildet, wenn sich der Kolbenhub in der Zugstufe befindet: 1) ein erster Zugstufen-Durchlaß D, bei dem das Fluid durch die durchgehende Öffnung 31b und die offene Innenseite des Zugstufen-Dämpfungsventils 12 tritt, um in die untere Kammer B zu gelangen, 2) ein zweiter Zugstufen-Durchlaß E, bei dem das Fluid durch den zweiten Auslaß 13, die Längsausnehmung 23, den vierten Auslaß 14 und die offene Innenseite des Zugstufen-Dämpfungsventils 12 fließt, um in die untere Kammer B zu gelangen, 3) ein drit­ ter Zugstufen-Durchlaß F, bei dem das Fluid durch den dritten Auslaß 18, die zweite innere Öffnung 25 und den hohlen Teil 19 strömt und dann die untere Kammer B erreicht.
Außerdem können drei Fluid-Wege beim Druckstufenhub des Kol­ bens 31 eingestellt werden: 1) ein erster Druckstufen-Durch­ laß H, bei dem das Fluid durch die durchgehende Öffnung 31a und das geöffnete Ventil strömt, 2) ein zweiter Druckstu­ fen-Durchlaß J, bei dem das Fluid durch den hohlen Teil 19, die erste seitliche Öffnung 24, den ersten Auslaß 21 und das geöffnete Druckstufen-Rückschlagventil 22 strömt und die obere Kammer A erreicht, 3) ein Bypassdurchlaß G, bei dem das Fluid durch den hohlen Teil 19, die zweite seitliche Öffnung 25 und den dritten Auslaß 18 strömt.
Insgesamt gesehen ist der Schwingungsdämpfer SA derart ange­ ordnet und ausgebildet, daß er, wie in Fig. 5 gezeigt, die Dämpfungskraftcharakteristik stufenweise in der Zug- und in der Druckstufe ändern kann, wenn der Einsteller 40 entspre­ chend der Drehung des zugehörigen Schrittmotors 3 verdreht wird.
Fig. 6 zeigt die Beziehung zwischen der Drehstellung des Einstellers 40 und den Dämpfungskraftcharakteristiken in der Zug- und in der Druckstufe bezüglich des Kolbens 31.
Wenn, wie im einzelnen aus Fig. 6 ersichtlich, der Einstel­ ler 40 aus der Mittelstellung, in der die Zug- und die Druckstufe in der weichen Dämpfungskraftcharakteristik eingestellt sind (nachfolgend als die weiche Steuerstellung SS bezeichnet), im Gegenuhrzeigersinn verdreht wird, kann der Dämpfungskraftkoeffizient in der Zugstufe stufenweise von der härtesten auf die am wenigsten harte Charakteristik abgewandelt werden, während die Druckstufenseite in der weichen Stellung festgelegt ist (nachfolgend als die harte Zugstufen-Stellung HS bezeichnet). Wenn andererseits der Einsteller 40 im Uhrzeigersinn verdreht wird, wird die Dämp­ fungskraftcharakteristik in der Druckstufe stufenweise in eine harte Stellung gebracht, während die Zugstufenseite in der weichen Stellung verbleibt (nachfolgend als die harte Druckstufenstellung SH bezeichnet).
Für die in Fig. 6 gezeigten Stellungen des Einstellers 40 in den Positionen (1), (2) und (3) sind die Querschnitte des Kolbens in den Linien K-K, L-L, M-M und N-N der Fig. 4 jeweils in den Fig. 7A(1), 7B(2) und 7C(3) (K-K), 8A(1), 8B(2) und 8C(3) (L-L, M-M)) sowie 9A(1), 9B(2) und 9C(3) (N-N) dargestellt.
Die Dämpfungskraftcharakteristiken in den Stellungen (1), (2) und (3) der Fig. 6 sind jeweils in den Fig. 10, 11 und 12 dargestellt.
Fig. 10 zeigt die Dämpfungskraftcharakteristik des jewei­ ligen Schwingungsdämpfers SA, wenn der Einsteller 40 sich in der Stellung (1) der Fig. 6 befindet.
Fig. 11 zeigt diese in der Stellung (2) des Einstellers 40 in Fig. 6.
Fig. 12 zeigt diese in der Stellung (3) des Einstellers 40 in Fig. 6.
Die Fig. 13 stellt die Steuerung der jeweiligen Schwingungs­ dämpfer SA (SAFL, SAFR, SARL und SARR) bei der hier erläu­ terten Ausführungsform der Erfindung dar.
In einem ersten Block B1 berechnet die CPU 4b die Rückprall­ komponente GB-F an einer Stelle der Fahrzeugkarosserie in der Mitte zwischen den Vorderrädern nach der folgenden Gleichung (1):
GB-F = (GFL + GFR)/2 (1)
In einem zweiten Block B2 berechnet die CPU 4b die Rück­ prallkomponente GB-R an einer Stelle der Fahrzeugkarosserie in der Mitte zwischen den Hinterrädern nach der folgenden Gleichung (2):
GB-R = (GRL + GRR)/2 (2)
In den Gleichungen (1) und (2) bedeuten dabei: GFR das von dem Vertikal-G-Sensor 1 FR an der Fahrzeugkarosserie beim rechten Vorderrad abgeleitete Signal der Vertikalbeschleuni­ gung der gefederten Masse, GFL das von dem Vertikal-G-Sensor 1 FL an der Fahrzeugkarosserie beim linken Vorderrad abgelei­ tete Signal der Vertikalbeschleunigung der gefederten Masse, GRL das von dem Vertikal-G-Sensor 1 RL abgeleitete Signal der Vertikalbeschleunigung der gefederten Masse, und GRR das von dem Vertikal-G-Sensor 1 RR abgeleitete Signal der Vertikalbeschleunigung der gefederten Masse.
In einem dritten Block B3 berechnet die CPU 4b die Nick­ komponente GP des Fahrzeugs als Funktion der folgenden Gleichung (3):
GP = ((GFL + GFR) - (GRL + GRR))/4 (3)
In einem vierten Block B4 berechnet die CPU 4b die Wank­ komponente GR des Fahrzeuges als Funktion der folgenden Gleichung (4):
GR = ((GFR + GRR) - (GFL + GRL))/4 (4)
In einem fünften Block B5 wandelt die CPU 4b die Rückprall­ komponente GB-F an der vorderen Mittelposition in eine Rück­ prallkomponente VB-F dort ab, wandelt die Rückprallkomponen­ te GB-R an der hinteren Mittelposition in eine Rückprallkom­ ponente VB-R, wandelt die Nickkomponente GP in die Nickkom­ ponente VP und die Wankkomponente GR in die Wankkomponente VR. Diese Geschwindigkeitsumwandlungen erfolgen nach fol­ gender Gleichung:
G(S) = (AS + 1)/(BS + 1) (A < B) (5)
Ferner wird die folgende Gleichung (6) für eine Phasenverzö­ gerungs-Kompensationsformel verwendet, die dieselben Phasen- und Verstärkungscharakteristiken aufweist wie in dem Fall, in dem die Integration von (1/s) in einem Frequenzbereich von 0,5 bis 3 Hz für die Steuerung der Dämpfungskraftcharak­ teristik und für die Reduzierung der Verstärkung auf der Seite der niedrigen Frequenz (≈0,05 Hz) erforderlich ist:
G(S) = (0,001s + 1)/(10s + 1) . γ (6)
In den Gleichungen (5) und (6) bezeichnet γ die Verstärkung, die zum Erreichen der Verstärkungscharakteristik zu dem aus der Intergration (1/s) abgeleiteten Signal verwendet wird, s bezeichnet einen variablen Komplex, und die Gleichungen (5) und (6) bezeichnen die Laplace'schen Transformationsglei­ chungen.
In der bevorzugten Ausführungsform wird γ = 10 gesetzt. Ge­ mäß Fig. 14A, in der die Verstärkungscharakteristik durch eine ausgezogene Linie dargestellt ist, und Fig. 14B, in der die Phasencharakteristik durch eine ausgezogene Linie darge­ stellt ist, wird die Verstärkung auf der Seite der niedrigen Frequenz nur verringert, ohne die Verstärkungscharakteristik in dem Frequenzband (0,5 bis 3 Hz) zu verschlechtern, das für die Steuerung der Dämpfungskraftcharakteristik erforder­ lich ist. Die punktierten Linien in Fig. 14A und 14B geben die Verstärkungs- und die Phasencharakteristik wieder, wenn die Beschleunigung der gefederten Masse bezüglich (1/s) erfolgt.
In dem sechsten Block B6 führt die CPU 4b dann die Bandpass­ filterung BPF aus, um die Isolationscharakteristik der Sig­ nale mit Ausnahme eines Zielfrequenzbandes zu erhöhen, mit dem die Steuerung erfolgt.
Dabei werden für die jeweiligen Rückprallkomponenten VB-F und VB-R ein Hochpassfilter HPF (0,7 Hz) zweiter Ordnung (butterworth) und ein Niederpassfilter LPF (0,8 Hz) zweiter Ordnung (butterworth) eingesetzt, so daß die Rückprallkompo­ nente Vbf an der vorderen Mittelposition und die Rückprall­ komponente Vbr an der hinteren Mittelposition abgeleitet werden. Ferner werden für die Nick- und die Wankkomponente VP und VR das Hochpassfilter HPF (0,5 Hz) zweiter Ordnung und das Niederpassfilter LPF (0,5 Hz) zweiter Ordnung ein­ gesetzt, um die verarbeiteten Nick- und Wankkomponenten VP und VR abzuleiten.
Das Signal jeder Komponente hat dabei für die Aufwärtsbewe­ gung einen positiven Wert und für die Abwärtsbewegung einen negativen Wert.
In dem folgenden Block B7 (Steuersignal-Berechnungsblock) werden die Rückprallverstärkungen αf und αr beiderseitig unabhängig von der Vorderradseite und der Hinterradseite sowie die Nickverstärkung β und die Wankverstärkung γ ein­ gesetzt. Der Rechenvorgang zur Ableitung der Steuersignale V (VFR, VFL, VRL und VRR) für die Radpositionen der Fahrzeug­ karosserie erfolgt nach folgenden Gleichungen (7), (8), (9) und (10):
Rechtes Vorderrad:
VFR
= αf
. Vbf
+ β . VP
+ r . VR
(7)
Linkes Vorderrad:
VFL
= αf
. Vbf
+ β . VP
- r . VR
(8)
Rechtes Hinterrad:
VRR
= αr
. Vbr
- β . VP
+ r . VR
(9)
Linkes Hinterrad:
VRL
= αr
. Vbr
- β . VP
- r . VR
(10)
Im nächsten Block B8 (Block zur Berechnung der Ziel-Dämp­ fungskraftcharakteristik) wird eine Position P der Ziel- Dämpfungskraftcharakteristik (PT, PC) von der CPU 4b für jeden Schwingungsdämpfer SA nach dem Ablaufdiagramm der Fig. 15 berechnet.
Im Schritt 101 des Ablaufdiagramms der Fig. 15 bestimmt die CPU 4b, ob das Steuersignal V positiv ist.
Wenn die CPU 4b feststellt, daß V < 0, geht der Ablauf zum Schritt 102, in dem jeder Schwingungsdämpfer SA in harte Zugstufen-Stellung HS gestellt wird. Wenn die CPU 4b im Schritt 101 feststellt, daß V ≦ 0, geht der Ablauf zum Schritt 103, in dem die CPU 4b bestimmt, ob V < 0.
Bei JA im Schritt 103 geht der Ablauf zum Schritt 104, in dem die CPU 4b jeden Schwingungsdämpfer SA in die harte Druckstufenstellung SH einstellt.
Bei NEIN im Schritt 103 (V = 0) geht der Ablauf zum Schritt 105, in dem die CPU 4b jeden Schwingungsdämpfer SA auf die weiche Steuerstellung SS in der Zug- und der Druckstufe ein­ stellt.
Dies besagt, daß dann, wenn das Steuersignal sich entspre­ chend den Zeittafeln in Fig. 16A, 16B, 16C, 16D und 16E ändert, die Schwingungsdämpfer SA in die weiche Steuerstel­ lung SS gebracht werden, wenn der Wert des Steuersignals V Null wird.
Wenn ferner das Steuersignal V positiv ist, wird die harte Zugstufen-Stellung HS eingestellt, so daß die Dämpfungs­ kraftcharakteristik in der Druckstufe in der weichen Charak­ teristik festliegt und die Dämpfungskraftcharakteristik in der das Steuersignal bildenden Zugstufe (Ziel-Dämpfungs­ kraftcharakteristik PT) im Verhältnis zum Steuersignal nach folgender Gleichung (11) variiert wird:
PT = δT . V (11)
In der Gleichung (11) bezeichnet δT eine Konstante auf der Zugstufenseite.
Wenn der Wert des Steuersignals V negativ wird, geht die Steuerung in die harte Druckstufenstellung SH zurück, um die Druckstufen-Dämpfungskraftcharakteristik (Ziel-Dämpfungs­ kraftcharakteristik PC) im Verhältnis zum Steuersignal nach folgender Gleichung (12) zu variieren:
PC = δC . V (12)
In der Gleichung (12) bezeichnet δC eine Konstante auf der Druckstufenseite.
Unter neuerlicher Bezugnahme auf Fig. 13 gibt die CPU 4b in einem neunten Block B9 (Treiber für jeden Schrittmotor 3) ein Treibersignal an jeden Schrittmotor 3 entsprechend der in dem achten Block B8 berechneten Ziel-Dämpfungskraftcha­ rakteristik P aus.
In den Zeittafeln der Fig. 16A bis 16E bezeichnet der Be­ reich a einen Zustand, in dem das auf der Vertikalgeschwin­ digkeit der gefederten Masse basierende Steuersignal V von einem negativen Wert (abwärts) in einen positiven Wert (auf­ wärts) wechselt. Da dabei die Relativgeschwindigkeit zwi­ schen der gefederten Masse und der ungefederten Masse im negativen Bereich ist (die Druckstufenseite, zu welcher der Schwingungsdämpfer SA sich bewegt) aufgrund der Richtung des Steuersignals V, befindet sich die Druckstufenseite als der Hub des Schwingungsdämpfers SA in der weichen Charakteri­ stik.
Weiterhin bezeichnet b den Bereich, der vom negativen in den positiven Wert in der Relativgeschwindigkeit zwischen der gefederten Masse und der ungefederten Masse (die Zugstufen­ seite, zu welcher der Schwingungsdämpfer SA sich bewegt) wechselt, wobei das Steuersignal V den positiven Wert beibe­ hält. Der Schwingungsdämpfer SA wird dabei aufgrund der Richtung des Steuersignals V in die harte Zugstufen-Stellung HS gebracht. Da dabei der Hub des Schwingungsdämpfers SA sich ebenfalls in der Zugstufe befindet, weist die Zugstu­ fenphase des Schwingungsdämpfers SA entsprechend dem Wert des Steuersignals V die harte Charakteristik auf.
In dem Bereich c wechselt das Steuersignal V von positiven Wert (aufwärts) in den negativen Wert (abwärts). Da dabei die Relativgeschwindigkeit zwischen der gefederten Masse und der ungefederten Masse (die Zugstufenseite, zu welcher der Schwingungsdämpfer SA sich bewegt) positiv ist, wird der Schwingungsdämpfer SA aufgrund der Richtung des Steuersig­ nals V in die harte Druckstufenstellung SH gebracht. Die Druckstufenseite des Schwingungsdämpfers SA befindet sich dabei entsprechend dem Wert de Steuersignals V in der harten Charakteristik.
Wenn somit bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform das Steuersignal V und die Relativgeschwindigkeit zwischen der gefederten Masse und der ungefederten Masse dasselbe Vorzei­ chen aufweisen (Bereich b und d), wird die Hubseite des Schwingungsdämpfers SA in die harte Charakteristik einge­ stellt. Wenn die beiden genannten Vorzeichen unterschiedlich sind (Bereich a und c), kommt der betroffene Schwingungs­ dämpfer SA in die weiche Charakteristik. Damit erfolgt die gleiche Steuerung der Dämpfungskraftcharakteristik wie nach dem Skyhook-(Steuerungs)-System allein mit Hilfe des Steuer­ signals V.
Wenn ferner die Hubstellung des Schwingungsdämpfers SA um­ geschaltet wird, d. h. die Steuerung vom Bereich a zum Be­ reich b und vom Bereich c zum Bereich d (von der weichen zur harten Charakteristik) wechselt, wird die Position der Dämp­ fungskraftcharakteristik an der wechselnden Hubseite schon in den Bereichen a und c ausgeführt, so daß das Umschalten von der weichen Charakteristik in die harte Charakteristik ohne Zeitverlust erfolgt. Demenstprechend wird eine hohe Steuerreaktionscharakteristik erzielt, und das Umschalten zwischen der harten und der weichen Charakteristik erfolgt ohne Betätigung des zugehörigen Schrittmotors 3. Damit kann die Lebensdauer jedes Schrittmotors 3 verlängert und der Energieverbrauch verringert werden.
Die Fig. 17 sowie 18A bis 18D zeigen Zeitablauftafeln zur Erläuterung des Schaltsteuervorgangs bei der Korrektur­ steuerung, wenn das Fahrzeug abgebremst wird.
Im Schritt 201 bestimmt die CPU 4b aus dem von dem ABS-Sen­ sor 2 abgeleiteten Signal, ob die ABS-Steuerung aktiv ist oder nicht.
Bei NEIN im Schritt 201 (wenn die Antiblockiersteuerung nicht aktiviert ist) geht der Ablauf zum Schritt 203, in dem die Rückprallverstärkung αf an der Vorderradseite, die Nickverstärkung β und die Wankverstärkung γ auf dem normal eingestellten Wert gehalten werden.
Bei JA im Schritt 201 dagegen (wenn die Antiblockier-Steuer­ vorrichtung aktiviert ist) stellt die CPU 4b fest, daß das Fahrzeug abgebremst wird, und der Ablauf geht zum Schritt 202, in dem die Rückprallverstärkung αf der Vorderradseite und die Rückprallverstärkung αr der Hinterradseite korri­ giert und jeweils auf Null gesetzt werden.
Der Ablauf der Korrektursteuerung beim Abbremsen des Fahr­ zeugs wird ergänzend anhand der Fig. 19 erläutert.
1) Fahrgeschwindigkeit:
Bei normaler Streckenfahrt, wenn das Fahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit auf einer Straße fährt, ist das Signal von dem ABS-Sensor 2 in dem nicht-aktiven ABS-Zustand, und die CPU 4b hält die Rückprallverstärkung αf an der Vorderrad­ seite, die Rückprallverstärkung αr an der Hinterradseite, die Nickverstärkung β und die Wankverstärkung γ auf den normalen Werten, so daß die Dämpfungskraftcharakteristiken der Schwingungsdämpfer SA auf die Verstärkung der optimalen Dämpfungskraftcharakteristik eingestellt werden.
2) Verzögerung:
Wenn das Fahrzeug beispielsweise durch eine plötzliche Bremsbetätigung verzögert wird, erfolgt eine Verlagerung in der Weise, daß gemäß Fig. 19 die Vorderseite des Fahrzeugs abgesenkt und die Hinunterseite angehoben wird und das gesamte Fahrzeug gegenüber der Straßenoberfläche geneigt ist, so daß die Achse Q der Erfassungsrichtung jedes Vertikal-G-Sensors 1 gegenüber der zur Fahrbahnfläche senkrechten Achse H abge­ winkelt ist.
Wenn in dem in Fig. 19 gezeigten Zustand eine Vorwärts- oder Rückwärtsbeschleunigung -Gb auf das Fahrzeug einwirkt, wird auch eine resultierende Kraft (Ghv) einer parallel zur Straßenoberfläche wirkenden Längsbeschleunigung -Gh in der Erfassungsrichtung Q des Vertikal-G-Sensors 1 (1 FL, 1 RL) erzeugt, so daß das vertikale Beschleunigungs-(Verzöge­ rungs-)Signal nur durch die resultierende Kraft (Ghv) der Längsbeschleunigung (oder -verzögerung) in die negative Richtung verschoben wird.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Steuerung der Dämpfungskraftcharakteristik werden die Werte der beiden Rückprallkomponenten αf und αr auf Null gesetzt, um die Werte der beiden Rückprallkomponenten GB-F (Vbf) und GB-R (Vbr) für die Längsbeschleunigung oder -verzögerung des in den Gleichungen (7) bis (10) definierten Steuersignals V auf Null zu bringen, womit die Längsbeschleunigungs-(-verzöge­ rungs-)Komponenten unwirksam werden.
Da ferner die Längsbeschleunigung -Gh bei der Verzögerung auf alle Vertikal-G-Sensoren 1 (1 FL, 1 FR, 1 RL und 1 RR) mit annähernd derselben Größe einwirkt, wird die Komponente der Längsbeschleunigung (-verzögerung) (Ghv) für die Nickkompo­ nente Gp (Vp) und für die Wankkomponente Gr (Vr) annulliert. Die Nickkomponente wird durch die Gleichung (3) und die Wankkomponente durch die Gleichung (4) definiert.
Dabei wird die Wankverstärkung γ auf dem normal eingestell­ ten Wert gehalten und der Wert für die Nickverstärkung β wird auf einen höheren Wert als normal eingestellt, so daß der Wert der Nickkomponente Gp (Vp) erhöht wird, ohne die Werte der Rückprallkomponenten GB-F (Vbf) und GB-R (Vbr) zu verwenden.
Bei der Verzögerung wird ferner eine Signalverschiebung vermieden, so daß die Steuerung der Dämpfungskraftcharak­ teristik jedes Schwingungsdämpfers SA unter denselben Bedingungen wie bei normaler Fahrt erfolgt.
Beim Bremsvorgang tritt der Taucheffekt auf, bei dem die Vorderseite des Fahrzeugs abtaucht (sinkt) und die hintere Seite angehoben wird, so daß das Fahrzeug geneigt ist. Im Zustand der Verzögerung ist die Fahrzeuggeschwindigkeit derart, daß in der geneigten Lage die resultierende Kraft der Verzögerung entsprechend der Beschleunigungskomponente der gefederten Masse in Abwärtsrichtung (negativ) erfaßt wird. Die laufend eingegebene Beschleunigungskomponente der gefederten Masse in Abwärtsrichtung verursacht die Signal­ verschiebung.
Der oben genannte Fall tritt dann auf, wenn eine abrupte Fahrzeugbeschleunigung einen Erweichungseffekt bewirkt, wenn die Beschleunigung auf einer langen Steigung verläuft (in diesem Fall wird eine aufwärts gerichtete Beschleunigungs­ komponente der gefederten Masse erfaßt), oder wenn auf der langen Steigung mit Beschleunigung gefahren wird. Ferner tritt er auf, wenn eine DC-Komponente (eine extrem niedrige Frequenz) in das Signal des Vertikal-G-Sensors 1 (1 FL, 1 FR, 1 RL, 1 RR) eingegeben wird.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Steuerung der Dämpfungskraftcharakteristik dient dagegen eine Kompensationsgleichung für die Phasenverschiebung zur Umwandlung jeder der von dem zugehörigen Vertikal-G-Sensor 1 erfaßten Vertikalbeschleunigungen in das Signal der Vertikalgeschwindigkeit der gefederten Masse an der Stelle jedes Rades, so daß diejenigen Signale der Vertikal­ geschwindigkeit der gefederten Masse erhalten werden, deren Verstärkung auf der Seite der niedrigen Frequenz reduziert wird, ohne das Frequenzband (0,5 Hz bis 3 Hz) zu verschlech­ tern, das für die Steuerung der Dämpfungskraftcharakteristik erforderlich ist.
Somit kann bei einem Bremsvorgang der Einfluß durch die Reduktion der Verstärkung auf der niederfrequenten Seite in der Steuerung der Dämpfungskraftcharakteristik eliminiert werden, selbst wenn eine besonders niedrige Frequenz über das Signal des Vertikal-G-Sensors 1 gelegt wird, wie es bei einem Bremsvorgang der Fall ist.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, kann der als ABS-Sensor 2 aus­ gebildete Sensor zur Erfassung des Fahrzustandes ersetzt werden durch einen Bremsschalter des Fahrzeug-Bremssystems, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, einen Raddrehzahlsen­ sor oder einen Gaspedal-Betätigungssensor.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das Verfahren zum Steuern bzw. Regeln der Dämpfungskraftcharakteristik von Fahrzeug-Schwingungsdämpfern sind somit zusammenfassend derart ausgebildet, daß dann, wenn eine Neigung der Fahr­ zeugkarosserie gegenüber der Straßenoberfläche infolge einer Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeugs auftritt, von den die Steuersignale V bildenden Signalkomponenten zur Steuerung der Dämpfungskraftcharakteristik jedes Schwin­ gungsdämpfers SA die Rückprallkomponenten GB-F, GB-R auf Null gesetzt werden, um zu verhindern, daß infolge der Neigung der Fahrzeugkarosserie und der Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeugs Signalverschiebungen entstehen.
Im Rahmen der Erfindung sind weitere Abwandlungen möglich.

Claims (14)

1. Vorrichtung zum Steuern bzw. Regeln der Dämpfungs­ charakteristik von Fahrzeug-Schwingungsdämpfern, mit:
  • a) mehreren in ihrer Dämpfungscharakteristik einstell­ bare Schwingungsdämpfer (SA), von denen jeder zwischen der Fahrzeugkarosserie als gefederter Masse und einem zugehörigen linken und rechten Vorder- und Hinterrad als ungefederter Masse angeordnet ist,
  • b) vertikalen Beschleunigungssensoren (1) der gefederten Masse, welche jeweils auf der Fahrzeugkarosserie benachbart einem zugehörigen Rad angeordnet sind, um die jedem Schwin­ gungsdämpfer entsprechende Vertikalbeschleunigung der gefe­ derten Masse an der Fahrzeugkarosserie zu erfassen,
  • c) einer Steuer- bzw. Regeleinheit (4), welche Ein- bzw. Ausfederungskomponenten (GB-F, GB-R), eine Nickkomponente (GP) und eine Wankkomponente (GR) des Fahrzeugs aus den Beschleunigungssignalen der gefederten Masse gewinnt, welche durch die Vertikalbeschleunigungssensoren (1) der gefederten Masse abgeleitet wurden, um ein jedem Schwingungsdämpfer zuzuführendes Steuersignal (V) entsprechend zumindest der Ein- bzw. Ausfederungskomponenten, der Nickkomponente und der Wankkomponente zu erzeugen und damit die Dämpfungs­ charakteristik des entsprechenden Schwingungsdämpfers varia­ bel einzustellen, um eine Zieldämpfungscharakteristik basierend auf einem der entsprechend erzeugten Steuer- bzw. Regelungssignale zu liefern, und
  • d) einem Fahrzustandsdetektor (2), welcher eine Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit erfaßt, wobei die Steuer- bzw. Regeleinheit (4) aus der Größe der Geschwindigkeitsänderung bestimmt, ob die Fahrzeugkarosserie zur Fahrbahnfläche, auf welcher das Fahrzeug fährt, geneigt ist, und wobei sie dann, wenn festgestellt wird, daß die Karosserie geneigt ist, von den Komponenten, aufgrund derer die Steuersignale gewonnen wurden, die Werte der Ein- bzw. Ausfederungskomponente (GB-F, GB-R) auf Null setzt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn die Steuer- bzw. Regeleinheit (4) von den Kompo­ nenten, aufgrund derer die Steuersignale gewonnen wurden, die Hubschwingungskomponenten (GB-F, GB-R) auf Null setzt, weil festgestellt wird, daß die Karosserie geneigt ist, gleichzeitig von den jedes der Steuersignale bildenden Komponenten das Ausmaß der Nickkomponente (GP) vergrößert wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Fahrzustandsdetektor als ABS-Sensor (2) ausge­ bildet ist, der den Betriebszustand eines Antiblockier-Steu­ ersystems erfaßt, um den Verzögerungszustand des Fahrzeugs festzustellen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Fahrzustandsdetektor als Bremsschalter ausge­ bildet ist, der an dem Fahrzeug-Bremssystem angeordnet ist, um den Betriebszustand eines in dem Fahrzeug befindlichen Antiblockier-Steuersystems zu erfassen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Fahrzustandsdetektor als Fahrzeug-Geschwindig­ keitssensor ausgebildet ist, der die Geschwindigkeit des Fahrzeugs erfaßt, und daß die Steuer- bzw. Regeleinheit (4) aus dem Umfang der Änderung des von dem Fahrzeug-Geschwin­ digkeitssensor erhaltenen Geschwindigkeitssignals bestimmt, ob eine Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeugs gegeben ist oder nicht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Fahrzustandsdetektor als Raddrehzahl-Sensor ausgebildet ist, der die Drehzahl eines der Räder erfaßt, und daß die Steuer- bzw. Regeleinheit (4) aus dem Umfang der Änderung des von dem Raddrehzahl-Sensor erhaltenen Signals bestimmt, ob eine Beschleunigung oder Verzögerung des Fahr­ zeugs gegeben ist oder nicht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Fahrzustandsdetektor als Gaspedal-Betätigungs­ sensor ausgebildet ist, der den Betätigungswinkel des Fahr­ zeug-Gaspedals erfaßt, um festzustellen, ob eine Fahrzeugbe­ schleunigung erfolgt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steuer- bzw. Regeleinheit (4) eine erste auf die Beschleunigung bezogene Einfederungskomponente (GB-F) am Vorderteil der Fahrzeugkarosserie in der Mitte zwischen dem linken und dem rechten Vorderrad nach der Gleichung berechnet:
GB-F = (GFL + GFR)/2
worin GFL das Signal der Vertikalbeschleunigung der gefeder­ ten Masse bezeichnet, das von dem zugehörigen Sensor für die Vertikalbeschleunigung der gefederten Masse an dem dem linken Vorderrad zugeordneten Teil der Fahrzeugkarosserie erhalten wurde, und GFR das Signal der Vertikalbeschleuni­ gung der gefederten Masse bezeichnet, das von dem zugehöri­ gen Sensor für die Vertikalbeschleunigung der gefederten Masse an dem dem rechten Vorderrad zugeordneten Teil der Fahrzeugkarosserie erhalten wurde,
und daß die Steuer- bzw. Regeleinheit (4) eine zweite auf die Beschleunigung bezogene Einfederungskomponente (GB-R) am hinteren Teil der Fahrzeugkarosserie in der Mitte zwischen dem linken und dem rechten Hinterrad nach der Gleichung berechnet:
GB-R = (GRL + GRR)/2
worin GRL das Signal der Vertikalbeschleunigung der gefeder­ ten Masse bezeichnet, das von dem zugehörigen Sensor für die Vertikalbeschleunigung der gefederten Masse an dem dem lin­ ken Hinterrad zugeordneten Teil der Fahrzeugkarosserie er­ halten wurde, und GRR das Signal der Vertikalbeschleunigung der gefederten Masse bezeichnet, das von dem zugehörigen Sensor für die Vertikalbeschleunigung der gefederten Masse an dem dem rechten Hinterrad zugeordneten Teil der Fahrzeug­ karosserie erhalten wurde,
daß die Steuer- bzw. Regeleinheit (4) die Fahrzeug-Nickkom­ ponente nach der Gleichung berechnet:
GP = ((GFL + GFR) - (GRL + GRR))/4
und die Fahrzeug-Wankkomponente nach der Gleichung be­ rechnet:
GR = ((GFR + GRR) - (GFL + GRL))/4
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- bzw. Regeleinheit (4) die erste und die zweite auf die Beschleunigung bezogene Einfederungskomponente, die Fahrzeug-Nickkomponente und die Fahrzeug-Wankkomponente in auf die Geschwindigkeit bezogene Komponenten unter Verwen­ dung der folgenden Übertragungsfunktion für die Phasenver­ zögerungs-Kompensation umwandelt:
G(S) = (0,001s + 1)/(10s + 1) . γ
worin s einen variablen Komplex bezeichnet und γ die Ver­ stärkung zum Erreichen der Verstärkungscharakteristik zu einem Signal, das aus der Integration jeder Komponente (1/s) abgeleitet wird.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- bzw. Regeleinheit (4) die Steuersignale V (VFR; VFL; VRR; VRL) für die jeweiligen Schwingungsdämpfer wie folgt ableitet:
Rechtes Vorderrad (FR):
VFR = αf . Vbf + β . VP + r . VR
Linkes Vorderrad (FL):
VFL = αf . Vbf + β . VP - r . VR
Rechtes Hinterrad (RR):
VRR = αr . Vbr - β . VP + r . VR
Linkes Hinterrad (RL):
VRL = αr . Vbr - β . VP - r . VR
worin αf und αr die für die Einfederungskomponenten (VFR und VFL) der Vorderräder eingesetzten Verstärkungen bezeichnen, β die für die Nickkomponente (VP) eingesetzte Nickverstärkung und r die für die Wankkomponente (VR) ein­ gesetzte Wankverstärkung.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn die Steuer- bzw. Regeleinheit (4) eine ein Neigen des Fahrzeug bewirkende Fahrzeugverzögerung fest­ stellt, die Steuer- bzw. Regeleinheit (4) die Einfederungs­ verstärkungen αf und αr für die Vorder- und Hinterräder auf Null setzt und gleichzeitig die Nickverstärkung β auf einen größeren als den normal verwendeten Wert erhöht.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Geschwindigkeit bezogenen Einfederungskompo­ nenten (VB-F; VB-R), die Nickkomponente (VP) und die Wank­ komponente (VR) jeweils durch ein Bandpassfilter geleitet werden, von denen zwei der Bandpassfilter ein Hochpassfilter (HPF) zweiter Ordnung mit einer Grenzfrequenz von 0,7 Hz und ein Tiefpassfilter (LPF) zweiter Ordnung mit einer Grenzfre­ quenz von 0,8 Hz aufweisen, und jedes der anderen Bandpass­ filter ein weiteres Hochpassfilter mit einer Grenzfrequenz von 0,5 Hz und ein weiteres Tiefpassfilter mit einer Grenz­ frequenz von 0,5 Hz aufweist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schwingungsdämpfer (SA) die fol­ genden drei Einstellbereiche aufweist: einen weichen Bereich (SS), in dem sowohl die Zugstufe als auch die Druckstufe auf eine weiche Dämpfungscharakteristik eingestellt sind, einen harten Zugstufenbereich (HS), in dem die Zugstufe auf eine harte Dämpfungscharakteristik eingestellt ist und die Druckstufe in der weichen Dämpfungscharakteristik festgelegt ist, und einen harten Druckstufenbereich (SH), in dem die Druckstufe auf eine harte Dämpfungscharakteri­ stik eingestellt ist und die Zugstufe in der weichen Dämp­ fungscharakteristik festgelegt ist, und daß die Steuer- bzw. Regeleinheit (4) die Dämpfungscharakteristik jedes Schwingungsdämpfers (SA) in der Weise steuert, daß der weiche Bereich (SS) eingestellt wird, wenn das die Richtung angebende Vorzeichen eines zugehörigen Steuersignals (VFR; VFL; VRR; VRL) einen Wert nahe Null aufweist, daß der harte Zugstufenbereich (HS) eingestellt wird, wenn das die Rich­ tung angebende Vorzeichen eines zugehörigen Steuersignals (VFR; VFL; VRR; VRL) einen positiven Wert aufweist, und daß die Steuer- bzw. Regeleinheit (4) die Dämpfungscharak­ teristik jedes Schwingungsdämpfers (SA) in den harten Druck­ stufenbereich (SH) einstellt, wenn das die Richtung angeben­ de Vorzeichen eines zugehörigen Steuersignals (VFR; VFL; VRR; VRL) einen negativen Wert aufweist.
14. Verfahren zum Steuern bzw. Regeln der Dämpfungscha­ rakteristik von Fahrzeug-Schwingungsdämpfern (SA), die zwischen der Fahrzeugkarosserie als gefederter Masse und einem zugehörigen linken und rechten Vorder- und Hinterrad als ungefederter Masse derart angeordnet sind, daß die Dämp­ fungscharakteristik veränderbar ist, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
  • a) Erfassen der Vertikalbeschleunigung an einem Teil der Fahrzeugkarosserie nahe bei einem zugehörigen rechten und linken Vorder- und Hinterrad,
  • b) Bestimmen der Einfederungskomponenten (GB-F; GB-R), der Nickkomponente (GP) und der Wankkomponente (GR) des Fahrzeugs aus den im Schritt a) erfaßten Vertikalbeschleunigungen der gefederten Masse,
  • c) Erzeugen von Steuersignalen für die jeweiligen Schwin­ gungsdämpfer (SA) basierend auf der im Schritt b) bestimmten Einfederungskomponente, Nickkomponente und Wankkomponente,
  • d) Steuern der Dämpfungs Charakteristik des zugehörigen Schwingungsdämpfers auf der Grundlage des entsprechend er­ zeugten Steuersignals,
  • e) Erfassen, ob die Fahrzeugkarosserie gegenüber der Fahr­ bahnfläche, auf der das Fahrzeug fährt, geneigt ist,
  • f) von den das Steuersignal (V) bildenden Komponenten die Einfederungskomponenten auf Null setzen, wenn festgestellt wird, daß die Fahrzeugkarosserie gegenüber der Fahrbahn­ fläche geneigt ist.
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