DE19705562A1 - Aufhängungsregelvorrichtung eines Fahrzeugs nach einem genetischen Algorithmus - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Aufhängung eines Fahrzeugs, wie beispielsweise eines Automobils, und insbesondere auf eine Regelung der Dämpfungswirkung der Fahrzeugaufhängung.

Die Aufhängung eines Fahrzeugs, wie beispielsweise eines Automobils, weist im allgemeinen eine parallele Kombination aus einer Feder und einem Dämpfer auf, um eine Fahrzeugkarosserie auf einem Fahrzeugrad zu tragen. Bei einem derartigen Aufhängungsmechanismus wird im allgemeinen der Ausdruck "Stoßdämpfer" häufiger anstatt von "Dämpfer" verwendet. Da jedoch der hier beschriebene Dämpfer mehr als nur eine reine stoßdämpfende Einrichtung arbeitet, wird die Vorrichtung insbesondere hier als ein "Dämpfer" benannt. Wie in der Technik gut bekannt ist, werden vertikale Schwingungen des Fahrzeugrads im allgemeinen durch den Dämpfer gut gedämpft oder absorbiert, um nicht auf die Fahrzeugkarosserie übertragen zu werden, wenn der Dämpfungskoeffizient des Dämpfers der Aufhängung niedrig ist, aber der Aufhängung fehlt die Standfestigkeit und die Stabilität des Fahrzeugs geht verloren, insbesondere wenn das Fahrzeug einer vertikalen Kraft von der Straßenoberfläche mit niedriger Frequenz ausgesetzt ist.

Um den Dämpfer der Aufhängung verschiedenen vertikalen Schwingungen des Fahrzeugrads aufgrund von Änderungen der Straßenoberfläche und der Fahrgeschwindigkeit breiter anzupassen, wurden variable Dämpfer mit verschiedenen Grundsätzen und Konstruktionen entwickelt, so daß der Dämpfungskoeffizient gemäß einem Regelsignal geändert wird.

Wenn der Dämpfer der Aufhängung als ein derartiger variabler Dämpfer verfügbar ist, kann die Wirkung der Fahrzeugaufhängung durch Regeln der Aufhängung gemäß der "sky-hook-Theorie" wirksamer verbessert werden, die in der Technik schon gut bekannt ist. Eine Technik für die weitere Verbesserung der Aufhängungswirkung des Fahrzeugs auf der Grundlage der "sky-hook-Theorie" ist in dem U.S. Patent Nr. 5 324 069 oder der entsprechenden Offenlegungsschrift des europäischen Patents 0 566 091 A1 beschrieben, die durch denselben Anmelder der Erfindung angemeldet sind. Gemäß der sky-hook-Theorie kann der tatsächliche, zwischen dem Fahrzeugrad und der Fahrzeugkarosserie parallel zu einer Aufhängungsfeder montierte Dämpfer wirken, wie wenn er zwischen der Fahrzeugkarosserie und einer stationären Über- Kopf-Stütze montiert wäre, wenn der Dämpfungskoeffizient c des tatsächlichen Dämpfers so geregelt wird, um ein Produkt aus dem Dämpfungskoeffizienten Cs eines derartigen fiktiven Dämpfers und einem Verhältnis einer absoluten Vertikalgeschwindigkeit Vb der Fahrzeugkarosserie zu einer relativen Vertikalgeschwindigkeit Vs der Fahrzeugkarosserie gegenüber dem Fahrzeugrad (Hubgeschwindigkeit des Dämpfers) darzustellen, wie durch folgende Gleichung ausgedrückt ist:

C = Cs × Vb/Vs

Deshalb wird die Dämpfungswirkung der Aufhängung stark verbessert, wenn der Dämpfungskoeffizient des tatsächlichen Dämpfers gemäß dem Verhältnis Vb/Vs (unter der Annahme, daß Cs konstant bleibt) variabel regelbar ist, so daß die Fahrzeugkarosserie gegen ihre vertikale Schwingung direkt von einer stationären Über-Kopf-Stütze über einen Dämpfer gedämpft wird, um nicht durch eine vertikale Bewegung des Fahrzeugrads beeinflußt zu werden.

Bezüglich der Anpassung des Dämpfers der Fahrzeugaufhängung gibt es jedoch noch andere Faktorei. Obwohl die Dämpfungswirkung des Aufhängungsdämpfers anfänglich auf der Grundlage einer Annahme von bestimmten Betriebszuständen des Fahrzeugs eingestellt wird, sind die tatsächlichen Betriebszustände nicht immer wie angenommen. Obwohl die Dämpfungswirkung von jedem Dämpfer mit einer vorgegebenen Konstruktion nominal ist, gibt es desweiteren einen unvermeidlichen Unterschied seiner tatsächlichen Dämpfungswirkung gemäß einer Fertigungstoleranz und desweiteren wird die Dämpfungswirkung noch durch seine Alterung beeinflußt.

Desweiteren wird die Dämpfungswirkung der Fahrzeugaufhängung im wesentlichen noch mehr durch die Last des Fahrzeugs beeinflußt, d. h. durch die Masse des Fahrers und des Passagiers oder der Passagiere, falls vorhanden. Die Dämpfungskraft des Dämpfers der Fahrzeugaufhängung wirkt gegen die dynamische Kraft der Fahrzeugkarosserie, die sich gemäß der Gesamtmasse der Fahrzeugkarosserie einschließlich seiner Last ändert.

Deshalb wird die Dämpfungswirkung des Dämpfers der Fahrzeugaufhängung vorzugsweise gemäß den Betriebszuständen des Fahrzeugs oder gemäß der Betriebsumgebung bei einem allgemeineren Konzept von Zeit zu Zeit automatisch eingestellt.

Andererseits können weitere Verbesserungen der Wirkung der Fahrzeugaufhängung erwartet werden, wenn der fiktive sky-hook-Dämpfer nicht nur als ein invariabler Dämpfer bleibt, während der Dämpfungskoeffizient C des tatsächlichen Dämpfers gemäß Vb/Vs verändert wird, sondern wenn auch der Dämpfungskoeffizient Cs des sky-hook-Dämpfers verändert wird, um die Massenänderung der Fahrzeugkarosserie und andere zufällige Änderungen der äußeren und inneren Betriebsumgebung des Fahrzeugs auszugleichen.

Angesichts der vorstehend erwähnten Möglichkeit von weiteren Verbesserungen der Wirkung der Fahrzeugaufhängung ist es eine grundlegende Aufgabe der Erfindung, eine Regelvorrichtung einer Aufhängung eines Fahrzeugs, wie beispielsweise eines Automobils, zu schaffen, wobei der Dämpfungskoeffizient des Dämpfers automatisch gemäß der tatsächlichen Betriebsumgebung des Fahrzeugs derart variabel geregelt wird, um ihn deren zeitlichen Änderungen anzupassen.

Um die vorstehende grundlegende Aufgabe zu lösen, wird bei der Erfindung eine Aufhängungsregelvorrichtung für eine Aufhängung eines Fahrzeugs, wie beispielsweise eines Automobils, mit einer Fahrzeugkarosserie und Fahrzeugrädern vorgeschlagen, von denen jedes Teil die Fahrzeugkarosserie an ihren entsprechenden Abschnitten über die Aufhängung trägt, wobei die Aufhängung eine parallele Kombination aus einer Feder und einem Dämpfer aufweist, der eine Einrichtung zum andern seines Dämpfungskoeffizienten gemäß einem ihr zugeführten Regelsignal hat, wobei die Aufhängungsregelvorrichtung folgende Bauteile aufweist:
eine Einrichtung zum Speichern einer Gruppe von Tabellen, wobei jede eine Vielzahl von Informationseinheiten zum Regeln der Änderung des Dämpfungskoeffizienten des Dämpfers hat;
eine Einrichtung zum Erzeugen einer neuen Tabelle, indem mehr als eine der aus der Gruppe ausgewählten Tabellen gemäß einem vorgegebenen genetischen Algorithmus verknüpft (hybridisiert) wird, der eine Mutation auf der Grundlage der Fiktion umfaßt, daß die Tabellen lebende Individuen sind, wobei jede die Vielzahl von Informationseinheiten als einen Satz von Genen hat;
eine Einrichtung zum Bewerten von jeder der Tabellen bei der aktuellen Betriebsumgebung des Fahrzeugs, um beim Verbessern einer vorgegebenen Wirkung der Aufhängung deren Rang in der Gruppe festzulegen;
eine Einrichtung zum Einsetzen einer Tabelle mit dem höchsten Rang zum Regeln des Dämpfungskoeffizienten des Dämpfers;
eine Einrichtung zum Löschen einer Tabelle mit dem niedrigsten Rang, um die Anzahl der die Gruppe bildenden Tabellen im wesentlichen konstant zu halten; und
eine Einrichtung zum Erzeugen des Regelsignals auf der Grundlage der Tabelle mit dem höchsten Rang.

Bei der erfindungsgemäßen Aufhängung kann der Dämpfer gemäß der sky-hook-Theorie geregelt werden, und die Informationseinheiten können einen Wert des Dämpfungskoeffizienten des sky-hook-Dämpfers aufweisen, der durch die sky-hook-Theorie definiert ist.

Dabei kann die Einrichtung zum Erzeugen einer neuen Tabelle eine Einrichtung zum Begrenzen des Werts des Dämpfungskoeffizienten des sky-hook-Dämpfers zwischen einer oberen Grenze und einer unteren Grenze bei einer neu erzeugten Tabelle aufweisen.

Wenn desweiteren die erfindungsgemäße Aufhängungsregelvorrichtung gemäß der sky-hook-Theorie geregelt wird, können die Informationseinheiten Werte von Faktoren aufweisen, wobei jeder von dem Verhältnis zwischen der Vertikalgeschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie und der vertikalen Hubgeschwindigkeit des Dämpfers abhängt, multipliziert mit den Dämpfungskoeffizienten des sky-hook-Dämpfers, der durch die sky-hook-Theorie definiert ist, um den Dämpfungskoeffizienten des Dämpfers festzulegen.

Dabei können die Faktoren derart abgewandelt werden, daß jeder ein Produkt der vertikalen Hubgeschwindigkeit des Dämpfers und einer Funktion der vertikalen Hubgeschwindigkeit ist, wobei der Wert der Funktion im allgemeinen zusammen mit einem Anstieg der vertikalen Hubgeschwindigkeit mit einer Sättigung ansteigt.

Desweiteren kann die Speichereinrichtung für die Tabellengruppe angepaßt sein, um eine Vielzahl derartiger Gruppen zu speichern, wobei die Aufhängung desweiteren eine Einrichtung aufweist, um eine aus der Vielzahl der Gruppen als ein Objekt für die Auswahl der Tabelle mit dem höchsten Rang durch die Einrichtung zum Einsetzen der Tabelle mit dem höchsten Rang auszuwählen, um den Dämpfungskoeffizienten des Dämpfers zu regeln.

Dabei kann die Einrichtung zum Auswählen einer aus der Vielzahl der Gruppen als ein Objekt zum Auswählen der Tabelle mit dem höchsten Rang durch die Einrichtung zum Einsetzen der Tabelle mit dem höchsten Rang folgende Bauteile aufweisen: eine Einrichtung zum Erfassen einer Dichte von Frequenzkomponenten der Vertikalbeschleunigung der Fahrzeugkarosserie gemäß einer Vielzahl von Frequenzbändern, und eine Einrichtung zum Erfassen einer aus der Vielzahl der Gruppen, die in der Dichte am größten ist, so daß die Auswahl unter den Gruppen so gemacht wird, daß eine mit der größten Dichte ausgewählt wird.

Desweiteren können die Informationseinheiten noch Werte eines Faktors aufweisen, um eine Rate zumindest eines Parameters aus Hubschwingen, Nicken und Wanken der Fahrzeugkarosserie abzuwandeln, um ein Hubschwingen, Nicken und Wanken der Fahrzeugkarosserie beim Regeln des Dämpfungskoeffizienten des Dämpfers widerzuspiegeln.

Desweiteren können die Informationseinheiten noch Werte des Dämpfungskoeffizienten des Dämpfers aufweisen, um gemäß einer vertikalen Beschleunigung der Fahrzeugkarosserie anvisiert zu werden.

Desweiteren können die Informationseinheiten noch einen zulässigen größten Wert des Dämpfungskoeffizienten des Dämpfers aufweisen, um gemäß einer Motordrehzahl und deren Änderungsrate anvisiert zu werden.

Dabei kann die Einrichtung zum Speichern der Tabellen den zulässigen größten Wert in Abhängigkeit von einer Motordrehzahl gemäß Bereichen einer Fahrzeuggeschwindigkeit einteilen.

Desweiteren können die Informationseinheiten einen Wert des Dämpfungskoeffizienten des Dämpfers aufweisen, um gemäß einem auf das Fahrzeug aufgebrachten Abbremsen anvisiert zu werden.

Dabei kann die Einrichtung zum Speichern der Tabellen den Sollwert in Abhängigkeit vom Abbremsen gemäß Bereichen einer Fahrzeuggeschwindigkeit einteilen.

Dabei können die Informationseinheiten desweiteren einen zulässigen größten Wert einer plötzlichen Änderung des Abbremsens aufweisen.

Dabei kann die Einrichtung zum Speichern der Tabellen desweiteren den zulässigen größten Wert in Abhängigkeit einer plötzlichen Änderung des Abbremsens gemäß Bereichen einer Fahrzeuggeschwindigkeit einteilen.

Desweiteren können die Informationseinheiten einen Wert des Dämpfungskoeffizienten der Aufhängung aufweisen, um gemäß einer zulässigen größten Axialkraft anvisiert zu werden, die über den Dämpfer wirkt.

Desweiteren können die Informationseinheiten einen Wert des Dämpfungskoeffizienten der Aufhängung aufweisen, um gemäß einer zulässigen größten Änderungsrate einer Axialkraft anvisiert zu werden, die über den Dämpfer wirkt.

Die Einrichtung zum Erzeugen neuer Tabellen, die Einrichtung zum Bewerten der Tabellen, die Einrichtung zum Einsetzen der Tabelle mit dem höchsten Rang und die Einrichtung zum Löschen der Tabelle mit dem niedrigsten Rang können während einer Betriebsperiode der Aufhängung derart unstetig betrieben werden, daß sie im wesentlichen einen kleinen Abschnitt der Betriebsperiode belegen.

Folgende Zeichnungen sind beigefügt:

Fig. 1 zeigt eine Diagrammdarstellung der erfindungsgemäßen Aufhängungsregelvorrichtung mit Sensoren zum Zuführen von Signalen angesichts der Betriebsumgebung des Fahrzeugs zu der Aufhängungsregelvorrichtung und einen variablen Dämpfer, der einen Teil der durch die Aufhängungsregelvorrichtung geregelten Aufhängung bildet;

Fig. 2A, 2B und 2C zeigen Diagrammdarstellungen eines Ausführungsbeispiels der Gruppe von Tabellen, die durch die erfindungsgemäße Aufhängungsregelvorrichtung verarbeitet werden;

Fig. 3A, 3B und 3C zeigen ähnliche Ansichten wie Fig. 2A-2C, wobei sie Beispiele einer durch die Erfindung durchgeführten Verknüpfung (Hybridisierung) darstellen;

Fig. 4 zeigt eine Ablaufroutine eines grundlegenden Regelverfahrens, die durch die erfindungsgemäße Aufhängungsregelvorrichtung durchgeführt wird;

Fig. 5 zeigt eine Ablaufroutine des Verfahrens, die beim Schritt 100 und 400 der Ablaufroutine der Fig. 4 durchgeführt wird;

Fig. 6 zeigt eine Kurve der Entwicklungsabweichungen, die für die Inhalte der Informationseinheiten Ri(j) der Fig. 2A-2C bewirkt werden;

Fig. 7 zeigt ein Diagramm der zeitlichen Abfolge des Fortschreitens des durch die erfindungsgemäße Aufhängungsregelvorrichtung durchgeführten Regelverfahrens;

Fig. 8 zeigt einen Teil einer Ablaufroutine, der bei der Ablaufroutine der Fig. 4 als ihre Abwandlung zwischen den Schritten 250 und 300 einzufügen ist;

Fig. 9A zeigt ein Diagramm ähnlich der Fig. 2A eines anderen Ausführungsbeispiels der Tabellen, die durch die erfindungsgemäße Aufhängungsregelvorrichtung verarbeitet werden;

Fig. 9B zeigt ein Kennfeld eines Beispiels der Inhalte der Informationseinheiten Mi(1) (i=1∼n) der Fig. 9A;

Fig. 10 zeigt ein Beispiel einer Vielzahl von Gruppen von Tabellen, die durch die erfindungsgemäße Aufhängungsregelvorrichtung verarbeitet werden;

Fig. 11 zeigt einen Teil einer Ablaufroutine, um als eine Abwandlung den Schritt 100 bei der Ablaufroutine der Fig. 4 zu ersetzen, wenn eine derartige Vielzahl von Gruppen von Tabellen durch die erfindungsgemäße Aufhängungsregelvorrichtung verarbeitet werden;

Fig. 12 zeigt ein Diagramm ähnlich der Fig. 2A, das noch ein anderes Ausführungsbeispiel der Tabellen zeigt, die zum Anpassen der Aufhängungsregelvorrichtung der Erfindung an die Wirkung des Hubschwingens (h), Nickens (p) und Wankens (r) des Fahrzeugs aufgebaut sind;

Fig. 13 zeigt ein Diagramm ähnlich der Fig. 2A, das noch ein anderes Ausführungsbeispiel der Tabellen zeigt, die zum Regeln einer variablen Aufhängung als eine herkömmliche (ohne sky-hook) Aufhängung aufgebaut ist;

Fig. 14A zeigt ein Diagramm ähnlich der Fig. 2A, das noch ein anderes Ausführungsbeispiel der Tabellen zeigt, die zum Anpassen der Aufhängungsregelvorrichtung der Erfindung an Änderungen der Motordrehzahl und deren Änderungsrate aufgebaut sind, wie sie bereits gemäß einer Fahrzeuggeschwindigkeit (l, m, h) eingeteilt sind;

Fig. 14B zeigt ein Kennfeld eines Beispiels der Inhalte von Informationseinheiten Cx(j) (x=l, m, h) (j=1∼n) der Fig. 14A;

Fig. 15 zeigt ein Diagramm ähnlich der Fig. 2A, das noch ein anderes Ausführungsbeispiel der Tabellen zeigt, die zum Anpassen der Aufhängungsregelvorrichtung der Erfindung an ein Abbremsen des Fahrzeugs aufgebaut sind, wie sie desweiteren gemäß einer Fahrzeuggeschwindigkeit (l, m, h) eingeteilt sind;

Fig. 16A zeigt ein Diagramm ähnlich der Fig. 2A, das noch ein anderes Ausführungsbeispiel der Tabellen zeigt, die zum Beschränken eines zulässigen größten Werts des Dämpfungskoeffizienten gemäß der über den Dämpfer wirkenden Axialkraft und deren Änderungsrate aufgebaut sind;

Fig. 16B zeigt ein Kennfeld eines Beispiels der Inhalte von Informationseinheiten Ct(j) der Fig. 16A in Abhängigkeit von der Axialkraft bezüglich Ct(1); und

Fig. 16C zeigt ein Kennfeld eines Beispiels der Inhalte von Informationseinheiten Cd(j) der Fig. 16A in Abhängigkeit von der Änderungsrate der Axialkraft bezüglich Cd(1).

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf einige bevorzugte Ausführungsbeispiele und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detaillierter beschrieben.

Wenn zuerst auf Fig. 1 Bezug genommen wird, ist dort auf schematische Weise ein grundlegender Aufbau einer erfindungsgemäßen Aufhängungsregelvorrichtung gezeigt. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Aufbau weist die im allgemeinen mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnete Aufhängungsregelvorrichtung einen Dämpferregelblock 12 und einen Regelblock 14 für den genetischen Algorithmus (der nachfolgend mit GA abgekürzt wird) auf. Ein schematisch gezeigter Dämpfer 16 ist in der Aufhängung eines in der Fig. nicht ganz gezeigten Fahrzeugs eingeschlossen, um einen entsprechenden Abschnitt einer (nicht gezeigten) Fahrzeugkarosserie über einem entsprechenden (nicht gezeigten) Fahrzeugrad parallel zu einer (nicht gezeigten) Aufhängungsfeder zu tragen. Ein derartiger allgemeiner Aufbau der Fahrzeugaufhängung ist in der Technik sehr gut bekannt. Was den vorstehend erwähnten grundlegenden Aufbau betrifft, unterscheidet sich die Aufhängung, auf die die Erfindung angewendet ist, nicht von einem derartigen traditionellen Aufbau. Der Unterschied besteht darin, daß der Dämpfer 16 mit einem Stellglied 18 ausgestattet ist, das den Dämpfungskoeffizienten des Dämpfers gemäß einem Regelsignal ändert, das durch die erfindungsgemäße Aufhängungsregelvorrichtung zugeführt wird. Ein Beispiel eines derartigen variablen Dämpfers ist in der Offenlegungsschrift des japanischen Patents 3-276806 des Anmelders beschrieben.

Der Aufhängungsregelvorrichtung 10 wird ein Signal in Bezug auf die Fahrzeughöhe, d. h. der Versetzung der Fahrzeugkarosserie gegenüber dem Fahrzeugrad, von einem Fahrzeughöhensensor 20 und ein Signal in Bezug auf eine vertikale Beschleunigung der Fahrzeugkarosserie von einem Vertikalbeschleunigungssensor 22 zugeführt. Zusätzlich zu diesen grundlegenden Sensoren werden der Aufhängungsregelvorrichtung 10 desweiteren andere Signale zugeführt, um die verschiedenen nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele auszuführen. Je nach Erfordernis von jedem Ausführungsbeispiel werden die folgenden Signale zugeführt: ein Signal in Bezug auf die Fahrzeuggeschwindigkeit von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 54, ein Signal des Lenkwinkels von einem Lenkwinkelsensor 56, ein Signal der Motordrehzahl von einem Motordrehzahlsensor 58, ein Signal des Abbremszustands von einem Bremssensor 60 und ein Signal einer über den Dämpfer wirkenden Axialkraft von einem Axialkraftsensor 62, der aus einem Piezoelement oder dergleichen hergestellt ist. In diesem Zusammenhang soll beachtet werden, daß einige dieser Signale zwecks Beseitigung eines Rauschens oder einer Abwandlung der Regelwirkung auf eine gewünschte Betriebsart durch geeignete Bandpaßfilter verarbeitet werden, bevor sie in dem GA-Regelblock 14 oder dem Dämpferregelblock 12 verarbeitet werden. Eine derartige Technik des Filterns von schwingenden Signalen für ein gewünschtes Band an Signalen ist in der Technik gut bekannt. Es soll desweiteren beachtet werden, daß der Dämpfer 16 und die Aufhängungsregelvorrichtung 10 für jedes der vier Räder eines Fahrzeugs vorgesehen sind, da die Erfindung eine hochwertige Aufhängungsregelung schafft und auf vierrädrige Fahrzeuge angewendet wird, und demgemäß der Fahrzeughöhensensor 20 und der Vertikalbeschleunigungssensor 22 solche sind, die um ein entsprechendes der vier Räder montiert sind, um die Höhe und die vertikale Beschleunigung des entsprechenden Abschnitts der Fahrzeugkarosserie zu erfassen, einschließlich eines Falls, wobei tatsächlich kein Sensor entsprechend einem besonderen Rad vorgesehen ist, während die Fahrzeughöhe oder die vertikale Beschleunigung an diesem Punkt durch eine Mutationsberechnung der kinematischen Bewegung der Fahrzeugkarosserie hergeleitet wird. Es soll noch weiter beachtet werden, daß die Aufhängungsregelvorrichtung 10 von jedem Rad nicht vollkommen unabhängig von denen der anderen Räder ist, da derartige Verhaltensweisen des Fahrzeugs wie das Hubschwingen, Nicken, Wanken und Verwinden die Zwischenbeziehung von allen Aufhängungen als Grundlage haben. Unter Anerkennung derartiger Situationen wird die Erfindung im folgenden zwecks der Kürze noch in Bezug auf eine Aufhängung eines einzelnen Rads beschrieben, so lange wie die Zwischenbeziehung zwischen der Regelung einer Vielzahl von Rädern nicht erforderlich ist. Jedenfalls werden der Dämpferregelblock oder die -blöcke 12 und der GA-Regelblock oder die -blöcke 14 tatsächlich durch einen einzelnen Mikrocomputer gebildet.

Der variable Dämpfer 16 ist über n Stufen auf vorliegende n unterschiedliche Werte eines Dämpfungskoeffizienten veränderlich. Derartige n Stufen können jede klar eingerichtet werden oder können definiert werden, so daß jede einem Bereich bei einem kontinuierlich veränderlichen Dämpfungskoeffizienten entspricht. Bei variablen Dämpfern ist es im allgemeinen möglich, daß der Wert eines Dämpfungskoeffizienten bei jeder Stufe variabel regelbar ist, so daß die n Dämpfungsstufen eine variable Verteilung von Dämpfungskoeffizienten gemäß einer Änderung der Regelsignale schaffen. Deshalb können die variablen Dämpfer eine variable Verteilung eines Dämpfungskoeffizienten nicht nur zur Berücksichtigung der Änderung des Verhältnisses Vb/Vs beim Verwirklichen eines sky-hook-Dämpfers schaffen, sondern auch für die Abwandlung des sky-hook-Dämpfungskoeffizienten Cs, so daß der Dämpfer an Änderungen der Last des Fahrzeugs angepaßt wird, wenn die Verteilung des Dämpfungskoeffizienten ordnungsgemäß geregelt wird. Wenn desweiteren die Verteilung des Dämpfungskoeffizienten geeignet in einer selbstentwickelnden Weise geregelt wird, würde die Dämpfungswirkung angepaßt werden, um Fuzzy-Faktoren auszugleichen, wie beispielsweise ein Zeitverzug oder eine Fehlanpassung der Regelung von Vb/Vs speziell für jedes Fahrzeug, die zu kompliziert sind, um theoretisch analysiert und festgesetzt zu werden.

Um den Dämpfungskoeffizienten eines derartigen variablen Dämpfers mit n Stufen zu regeln, wird eine Gruppe von Tabellen I(j) (j=1∼m) vorbereitet, wie in Fig. 2A gezeigt ist, wobei jede Tabelle I(j) einen Wert Cs(j) für den sky-hook-Dämpfungskoeffizienten, eine Verteilung von Faktoren R1(j), R2(j), . . .Rn(j), die das Verhältnis Vb/Vs der sky-hook-Theorie darstellen, und eine Auswertung X(j) von jeder Tabelle hat. Derartige Tabellen mit einer Vielzahl an Informationseinheiten zum Regeln der Aufhängung über die Regelung des Dämpfungskoeffizienten des Dämpfers können fiktiv als lebende Individuen angesehen werden, wobei jedes einen Satz von Genen hat und mit einer Wahrscheinlichkeit einer unbegrenzten Evolution ausgestattet ist, um sich durch Änderung der Gene beim Hybridisieren zwischen den Individuen und sogar durch Mutation an eine veränderte Umgebung besser anzupassen, wenn eine geeignete Anzahl derartiger Tabellen vorbereitet ist, um eine überlebensfähige Gruppe von derselben Gattung zu bilden.

Somit hält der GA-Regelblock 14 eine Gruppe von Tabellen durch Speichern, wie beispielsweise I(1)∼I(m), erzeugt aber regelmäßig eine neue Tabelle I(m+1), wie in Fig. 2B gezeigt ist, indem er zwei der Tabellen I(1)∼I(m) verknüpft (hybridisiert), die gemäß einem vorgegebenen genetischen Algorithmus einschließlich einer Mutation davon ausgewählt sind, testet dann alle die Tabellen I(1)∼I(m+1) bei der aktuellen Betriebsumgebung des Fahrzeugs, um deren Wirkung zu bewerten. Als ein Ausführungsbeispiel kann die Bewertung auf der Grundlage gemacht werden, wie klein die vertikale Beschleunigung der Fahrzeugkarosserie ist, indem während der Testphase die durch den Sensor 22 erfaßte vertikale Beschleunigung der Fahrzeugkarosserie integriert wird und jeweilige Auswertungen X(j) als ein Umkehrwert der Integration oder eines dazu proportionalen Werts berechnet wird, und dann eine Rangfolge der Tabellen I(1)∼I(m+1) gemäß dem Betrag von X(j) erstellt wird. Dann wählt der GA-Regelblock 14 die Tabelle mit dem höchsten Rang für die Verwendung bei der nachfolgenden Regelung der Aufhängung aus, während er die Tabelle mit dem niedrigsten Rang löscht, wodurch im allgemeinen eine konstante Anzahl an Tabellen aufrechterhalten wird, wie in Fig. 2C gezeigt ist. Die Gruppe der Tabellen I(1)∼I(m) der Fig. 2C kann zweckmäßigerweise eine Gruppe einer neuen oder einer nächsten Generation genannt werden, obwohl sie aus m-1 alten Tabellen und einer neuen Tabelle besteht, wenn vorgesehen ist, daß die neu erzeugte Tabelle eine alte Tabelle ersetzt hat, oder es wird auch oft passieren, daß die Tabellen der neuen Gruppe sich nicht von der der alten Generation unterscheiden, jedoch mit oder ohne Änderungen der Rangfolge, wenn die neu erzeugte Tabelle sofort gelöscht wurde. Obwohl Fig. 2A, 2B und 2C ein Ausführungsbeispiel zeigen, wobei nur eine Tabelle bei einem Durchlauf einer Hybridisierung erzeugt wird, können gemäß anderen Ausführungsbeispielen mehr als eine neue Tabelle zur selben Zeit erzeugt werden. Jedenfalls ist die Geschwindigkeit der Änderung der Erzeugung auf der Grundlage eines Gleichgewichts zwischen der Stabilität der Aufhängungswirkung und der schnellen Anpassungsfähigkeit der Aufhängung auf Änderungen der Betriebsumgebung festzulegen.

Der genetische Algorithmus zum Durchführen der Hybridisierung kann geeignet festgelegt werden. Eine Wahrscheinlichkeitstheorie kann darauf angewendet werden. Die Änderungen einer eingeschlossenen Mutation können auch gemäß einer Wahrscheinlichkeitstheorie geregelt werden.

Fig. 3A, 3B und 3C zeigen Beispiele einer Hybridisierung. Bei der Fig. 3A wird ein neues Individuum (Tabelle) µ aus Individuen α und β durch Mischen von entsprechenden Informationseinheiten (Genen) der Ausgangsinformationen erzeugt. Die Informationseinheiten können durch eine digitale Binärzahl wie beispielsweise 10101010 aufgebaut sein. Deshalb kann die Hybridisierung gemacht werden, wie in Fig. 3B gezeigt ist, so daß ein neues Individuum µ fast eine Kopie des Individuums α ist, außer daß ein Teil einer Informationseinheit 1a durch einen entsprechenden Teil des Individuums β ersetzt wird, obwohl eine derartige Hybridisierung zwischen tatsächlich lebenden Individuen nicht auftreten würde. Fig. 3C zeigt eine Mutation, wobei ein neues Individuum µ einem Individuum µ der Fig. 3A ähnlich ist, aber die Informationseinheit 1b sich durch Mutation zu 1b′ geändert hat.

Nun wird unter Bezugnahme auf die in Fig. 4 gezeigte Ablaufroutine das Regelverfahren der erfindungsgemäßen Aufhängung beschrieben, wobei eine Gruppe von Tabellen verwendet wird, wie sie in Fig. 2A gezeigt sind, die für die sky-hook-Dämpfung vorbereitet sind.

Wenn das Verfahren beim Schritt 50 begonnen wird, wird ein Zeitzähler T einer Zeitgebung auf Null zurückgesetzt und dann wird beim Schritt 100 die Aufhängung gemäß der sky-hook-Theorie durch Folgen eines Regelablaufs geregelt (d. h. der Dämpfungskoeffizient des Dämpfers wird geregelt), wie beispielsweise in Fig. 5 gezeigt ist. Die bei diesem Schritt verwendete Tabelle I(j) wird jedoch von Zeit zu Zeit geändert, wie nachfolgend beschrieben ist. Beim Schritt 150 steigt der Zeitzähler T um T1. Beim Schritt 200 wird geprüft, ob der Zeitzähler T einen vorgegebenen Schwellwert Tc1 überschritten ist. Wenn die Antwort nein ist, kehrt das Regelverfahren zum Schritt 100 zurück, um dieselbe Regelung fortzusetzen, während wenn die Antwort ja ist, das Regelverfahren zum Schritt 250 fortschreitet und eine neue Tabelle I(m+1) erzeugt wird. Dann wird beim Schritt 300 der Zeitzähler T auf Null zurückgesetzt, während ein Parameter j mit 1 begonnen wird.

Beim Schritt 400 wird das Testen der vorhandenen Tabellen begonnen. So wird die Aufhängung zuerst unter Verwendung einer Tabelle I(1) geregelt. Beim Schritt 420 steigt der Zeitzähler T um T2, und beim Schritt 440 wird geprüft, ob der Zeitzähler T einen Schwellwert Tc2 überschritten hat. Wenn die Antwort nein ist, kehrt das Regelverfahren zum Schritt 400 zurück, um das Testen derselben Tabelle fortzusetzen, wenn hingegen die Antwort ja ist, schreitet das Regelverfahren zum Schritt 460 fort und die Auswertung X(1) der Tabelle I(1) wird berechnet.

Beim Schritt 480 steigt der Parameter j um 1, und beim Schritt 500 wird geprüft, ob der Parameter j m+1 überschritten hat. Wenn die Antwort nein ist, kehrt das Regelverfahren zum Schritt 350 zurück und es wird die Tabelle I(2) getestet. Somit wird das Testen fortgesetzt bis alle Tabellen I(1)∼I(m+1) getestet sind.

Beim Schritt 550 wird eine Tabelle I(j) mit dem höchsten Rang zwecks der Regelung beim Schritt 100 beim nächsten Zyklus der Ausführung der Ablaufroutine der Fig. 4 ausgewählt und dann wird beim Schritt 600 die Tabelle mit dem niedrigsten Rang gelöscht.

Fig. 5 zeigt eine Ablaufroutine des Betriebs der Dämpferregelung, die bei den Schritten 100 und 400 der Fig. 4 ausgeführt wird.

Wenn die Regelung begonnen wird, werden beim Schritt 102 Daten wie beispielsweise die durch den Sensor 20 erfaßte Fahrzeughöhe und die durch den Sensor 22 erfaßte vertikale Beschleunigung eingelesen. Dann wird beim Schritt 104 die Fahrzeughöhe differenziert, um die Hubgeschwindigkeit Vs des Dämpfers zu erhalten. Beim Schritt 106 wird die vertikale Beschleunigung integriert, um die Vertikalgeschwindigkeit Vb der Fahrzeugkarosserie zu erhalten. Beim Schritt 108 wird ein Verhältnis R von Vb/Vs berechnet. Der Wert des Verhältnisses R wird sich von minus Unendlich bis plus Unendlich ändern und durch Null durchtreten. Es gibt jedoch keinen Dämpfer, der einen negativen Dämpfungskoeffizienten vorsieht. Dieses ist eine Grenze bezüglich der Wirkung des sky-hook-Dämpfers. Deshalb wird beim Schritt 110 geprüft, ob R negativ ist, und wenn dem so ist, wird R beim Schritt 112 zu Null gemacht.

Nun wird beim Schritt 114 gemäß dem Wert des Verhältnisses R eine angemessene Dämpfungsstufe festgelegt. Variable Dämpfer mit einem Mechanismus zum Ändern der Öffnungsfläche einer Drosselöffnung werden im allgemeinen in der Lage sein, einen unendlichen Dämpfungskoeffizienten vorzusehen, weil dieser leicht verfügbar ist, indem die Drosselöffnung vollkommen geschlossen wird. Jedoch ist es in der Praxis nicht wünschenswert, daß die Fahrzeugkarosserie und das Fahrzeugrad starr miteinander verbunden sind, gerade bei einem Zeitpunkt, zu dem es wahrscheinlich ist, daß das Fahrzeugrad gerade zu diesem Zeitpunkt zufällig über eine Erhebung rollt. Deshalb sollte der Maximalwert des Dämpfungskoeffizienten vorzugsweise auf einen bestimmten endlichen passenden Wert beschränkt sein, selbst durch Aufgeben der sky-hook-Theorie. Somit wird der ganze Bereich des Dämpfungskoeffizienten in eine bestimmte Anzahl von Stufen aufgeteilt, die zwischen seinem Maximalwert und im wesentlichen Null verteilt sind, unabhängig davon, ob derartige Stufen klar eingerichtet sind oder nur konzeptionell innerhalb eines kontinuierlich veränderlichen Bereichs eines Dämpfungskoeffizienten definiert sind. Gemäß einer derartigen Abstufung des Dämpfers wird jedes besondere Verhältnis R, das durch Schritt 110 oder 112 erhalten wird, einer entsprechend passenden Stufe zugeteilt.

Beim Schritt 116 wird jeder Wert der in Fig. 2A gezeigten Informationseinheiten Ri(j) gemäß der Tabelle I(j) erhalten, die momentan für die Dämpferregelung verwendet wird. Die Beziehung zwischen den vorstehend erwähnten Stufen und der Informationseinheit Ri(j) ist so wie sie beispielhaft in Fig. 6 gezeigt ist, wobei die Stufen entlang der Abszisse als Si (i=1∼n) angeordnet sind, während die Informationseinheiten Ri(j) entlang der Ordinate angeordnet sind. Bei dem gezeigten Beispiel schafft eine Tabelle I(1) eine lineare Beziehung zwischen R und Ri(1), während eine Tabelle I(m) eine Beziehung zwischen R und Ri(n) schafft, die im wesentlichen gegenüber einer linearen Beziehung vorgespannt ist. Es soll beachtet werden, daß die Wirkungskurven von j=1∼m2 nicht fixiert sind, sondern sich von Zeit zu Zeit gemäß dem Fortschreiten der vorstehend erwähnten Hybridisierung und Auswahl ändern. Deshalb wird jeglicher Unterschied einer Dämpfungswirkung bezüglich jedem Produkt innerhalb einer Fertigungstoleranz oder einer Änderung der Dämpfungswirkung gemäß dem normalen Alterungseffekt automatisch ausgeglichen und bereitet keine Probleme. Anders ausgedrückt sind alle Wirkungskurven der Tabellen I(j) wie sie beispielsweise in Fig. 6 gezeigt sind lebendig und mit dem Fortschreiten des Betriebs der Aufhängung gemäß ihrer Betriebsumgebung veränderlich.

Beim Schritt 118 wird der einzurichtende Dämpfungskoeffizient C für den tatsächlichen Dämpfer unter Verwendung von Cs(j) von der ausgewählten Tabelle I(j) als C=Cs(j)×Ri(j) berechnet. Dann wird beim Schritt 120 ein Signal zum Regeln des Dämpfers zu dem Stellglied 18 gesendet, um einen Dämpfungskoeffizienten mit dem Wert Cs(j)×Ri(j) vorzusehen.

Hier soll wiederum beachtet werden, daß wenn es zwischen dem Dämpfungskoeffizienten, dem durch das Regelsignal zugewiesen wird, C zu sein, und dem tatsächlich eingerichteten Koeffizienten aufgrund einer Toleranz der Überwachung der Produktqualität und/oder einer Alterung von jedem Produkt einen Unterschied gibt, ein derartiger Unterschied durch ein entsprechendes Verschieben und/oder einer Änderung der für die beste Betriebsqualität anvisierten Tabellen automatisch ausgeglichen wird.

Fig. 7 zeigt die zeitliche Abfolge des Betriebs der Aufhängungsregelung, die gemäß der Ablaufroutine der Fig. 4 einschließlich der Ablaufroutine der Fig. 5 durchgeführt wird. Wie in der Fig. 7 gezeigt ist umfaßt der Betrieb der Aufhängungsregelung folgende Phasen: Phase 1, wobei die Regelung der Aufhängung durch den Dämpferregelblock 12 gemäß den Schritten 50∼200 ausgeführt wird, indem die Tabelle mit dem höchsten Rang eingesetzt wird, die bei dem Tabellenerneuerungsbetrieb des GA-Regelblocks 14 bei einem vorangegangenen Zyklus erhalten wurde; Phase 2, wobei eine neue Tabelle durch den GA-Regelblock 14 gemäß dem Schritt 250 erzeugt wird; Phase 3, wobei alle Tabellen einschließlich der neu erzeugten Tabelle durch den Dämpferregelblock 12 gemäß den Schritten 300∼500 getestet werden, während die Wirkung jeder Tabelle bei der aktuellen Betriebsumgebung durch den GA-Regelblock gemäß dem Schritt 460 bewertet wird; und Phase 4, wobei durch den GA-Regelblock 14 gemäß den Schritten 550 und 600 die Tabelle mit dem höchsten Rang für die nächste Verwendung ausgewählt wird, während die Tabelle mit dem niedrigsten Rang gelöscht wird. Dieselbe Reihe der Phasen 1∼4 wird danach wiederholt. Die Zeitdauer der jeweiligen Stufen kann vorzugsweise beispielsweise mehrere Stunden bis mehrmals zehn Stunden für die Phase 1 sein, ungefähr eine Stunde für Phase 3 und nur einen Augenblick für die Phasen 2 und 4.

Obwohl bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel bei jedem Zyklus des Betriebs nur eine neue Tabelle erzeugt wurde, ist es offensichtlich, daß mehr als eine neue Tabelle bei einem Zyklus erzeugt werden kann. Obwohl desweiteren bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel alle Tabellen einschließlich der alten und der neu erzeugten Tabellen getestet werden, sind derartige oder andere Abwandlungen möglich, daß die neu erzeugte Tabelle und nur einige Tabellen mit einem hohen Rang getestet werden.

Fig. 8 zeigt zusätzliche Schritte, die als eine Abwandlung des Regelverfahrens der Fig. 4 zwischen den Schritten 250 und 300 einzusetzen sind. Gemäß dieser Abwandlung wird nach dem Erzeugen einer neuen Tabelle beim Schritt 250 der Fig. 4 geprüft, ob der Wert des sky-hook-Dämpfungskoeffizienten Cs(m+1) der neu erzeugten Tabelle I(m+1) nicht ordnungswidrig abweicht. Zu diesem Zweck wird beim Schritt 252 geprüft, ob Cs(m+1) kleiner als Csmin ist, das als eine untere Grenze des sky-hook-Dämpfungskoeffizienten vorgegeben ist, und wenn die Antwort ja ist, schreitet das Regelverfahren zum Schritt 254 fort und Cs(m+1) wird zu Csmin gemacht. Wenn andererseits die Antwort beim Schritt 252 nein ist, dann wird beim Schritt 256 geprüft, ob Cs(m+1) größer als Csmax ist, das als eine obere Grenze des sky-hook-Dämpfungskoeffizienten vorgegeben ist, und wenn die Antwort ja ist, dann wird beim Schritt 258 Cs(m+1) zu Csmax gemacht. Wenn die Antwort beim Schritt 256 nein ist, wird der Schritt 258 umgangen. Durch eine derartige Anordnung wird eine Entwicklung von neuen Generationen in eine unnütze Richtung verhindert.

Obwohl es nicht besonders dargestellt ist, kann desweiteren für den Wert von jeder der Informationseinheiten Ri(j) und seine anderen Abwandlungen, die nachfolgend beschrieben sind, eine maximale und minimale Grenze gemäß einem Verfahren eingerichtet werden, das den vorstehend erwähnten Schritten 252∼258 ähnlich ist, so daß die Entwicklung der Tabellen nicht in eine unnütze Divergenz gerät.

Fig. 9A und 9B zeigen eine Abwandlung bezüglich den Tabellen I(j) (j=1∼m) der Fig. 2A. Bei dieser Abwandlung werden Ri(j) der Fig. 2A durch Mi(j) ersetzt, wobei jeder angepaßt ist, sich gemäß der Hubgeschwindigkeit Vs des Dämpfers zu ändern, wobei das Vorzeichen von Vs identifiziert wird, d. h. ob der Hub ein Expansionshub oder ein Verdichtungshub ist, wie in Fig. 9B gezeigt ist (Fig. 9B zeigt nur Mi(1) als ein Beispiel). Diese Abwandlung schafft eine weitere Verbesserung der Wirkung der Aufhängung dadurch, daß unabhängig von der Änderung des Dämpfungskoeffizienten gemäß Cs(j)×Vb/Vs aufgrund der sky-hook-Theorie der Dämpfungskoeffizient gemäß der Hubgeschwindigkeit des Dämpfers abgewandelt wird, um weicher gemacht zu werden, wenn die Hubgeschwindigkeit ansteigt, um die Aufhängung davor zu bewahren, bei einem Anstieg der Hubgeschwindigkeit härter zu werden, um dadurch zu einer weiteren Verbesserung des Abrollkomforts des Fahrzeugs beizutragen, indem ein derartiges Problem deutlicher ausgeschlossen wird, daß der härter werdende Dämpfer gemäß einem Anstieg der Hubgeschwindigkeit aufgrund nur einer kleinen Fehlanpassung der Regelzeitgebung oder eines zufälligen Hindernisses die Aufhängungsregelung beeinflußt.

Wie bei der Fig. 9B beachtet werden sollte, ist es durch Ersetzen von Ri(j) der Fig. 2A durch ein Produkt von Mi(j) und Vs möglich, die Dämpfungswirkung in Abhängigkeit von der Hubgeschwindigkeit zwischen dem Expansionshub und dem Verdichtungshub unterschiedlich zu regeln.

Fig. 10 zeigt eine weitere Abwandlung der Gruppe von Tabellen. Gemäß dieser Abwandlung wird eine Vielzahl von Gruppen von Tabellen vorbereitet, so daß eine anpassungsfähigere Gruppe von Tabellen aus einer derartigen Vielzahl von Gruppen für die Verwendung gemäß jeder besonderen Betriebsumgebung des Fahrzeugs ausgewählt werden kann. So werden bei dem in Fig. 10 gezeigten Ausführungsbeispiel drei Gruppen von Tabellen für die wahlweise Verwendung gemäß einem Unterschied des Frequenzbands der vertikalen Beschleunigung der Fahrzeugkarosserie vorbereitet, so daß eine Gruppe A für ein relativ niedriges Frequenzband verwendet wird, Gruppe B wird für ein mittleres Frequenzband verwendet und Gruppe C wird für ein relativ hohes Frequenzband verwendet.

Wenn diese Gruppen von Tabellen verwendet werden, wird der Schritt 100 der Ablaufroutine der Fig. 4 durch die in Fig. 11 gezeigten Schritte ersetzt. Beim Schritt 52 liest die Aufhängungsregelvorrichtung 10 die vertikale Beschleunigung Gb der Fahrzeugkarosserie von dem Sensor 22 ein. Beim Schritt 54 wird die Frequenz der vertikalen Beschleunigung analysiert, und beim Schritt 56 wird eine Wurzel einer Summe eines Quadrats bezüglich der Frequenzkomponenten berechnet, die zu Bändern von 0∼f1 Hz, f1∼f2 Hz und höher als f2 Hz gehören, um jeweils Grms1, Grms2 und Grms3 zu schaffen.

Dann wird beim Schritt 58 geprüft, ob Grms1 gleich oder größer als Grms2 ist. Wenn die Antwort ja ist, dann wird beim Schritt 60 geprüft, ob Grms1 gleich oder größer als Grms3 ist. Wenn die Antwort ja ist, dann wird beim Schritt 64 Gruppe A für die Verwendung ausgewählt, während wenn die Antwort nein ist, dann wird beim Schritt 66 Gruppe C für die Verwendung ausgewählt. Wenn die Antwort beim Schritt 58 nein ist, wird beim Schritt 62 geprüft, ob Grms2 gleich oder größer als Grms3 ist. Wenn die Antwort ja ist, wird beim Schritt 68 Gruppe B für die Verwendung ausgewählt, während wenn die Antwort nein ist, wird beim Schritt 66 Gruppe C für die Verwendung ausgewählt.

Wenn eine Vielzahl von Gruppen von Tabellen vorbereitet wird und wahlweise verwendet wird, wie vorstehend beschrieben ist, kann die Erzeugung einer neuen Tabelle, das Testen und Erstellen einer Rangfolge eines neuen Satzes an Tabellen und das Löschen der Tabelle mit dem niedrigsten Rang gemäß den Schritten 300∼600 der Ablaufroutine der Fig. 4 nur bezüglich der für die Verwendung ausgewählten Gruppe gemacht werden, obwohl dabei andere Möglichkeiten innerhalb dem Umfang der Erfindung leicht denkbar sind.

Fig. 12 zeigt eine weitere Abwandlung der Tabellen, um Gewichtungsfaktoren des Hubschwingens, Nickens und Wankens der Fahrzeugkarosserie als die für die Entwicklung durch den erfindungsgemäßen genetischen Algorithmus verarbeiteten Informationseinheiten einzuschließen. Wie es in der Technik von Fahrzeugaufhängungen mit vier Rädern gut bekannt ist, werden, wenn die vertikale Beschleunigung der Fahrzeugkarosserie an jeder Position des vorderen linken, des vorderen rechten, des hinteren linken und des hinteren rechten Rads durch einen entsprechenden Sensor erfaßt wird, die mit Gzfl, Gzfr, Gzrl und Gzrr bezeichnet wird, dann durch Integrieren dieser Beschleunigungen nach der Zeit die entsprechenden vertikalen Geschwindigkeiten der Fahrzeugkarosserie an den Positionen des vorderen linken, des vorderen rechten, des hinteren linken und des hinteren rechten Rads erhalten, die mit Vzfl, Vzfr, Vzrl und Vzrr bezeichnet werden. Deshalb werden die Raten der Hubschwing-, Nick- und Wankbewegung der Fahrzeugkarosserie folgendermaßen bewertet, die mit Gh, Gp und Gr bezeichnet werden:

Gh=(Vzfl+Vzrr)/2
Gp=(Vzfr-Vzrr)/2
Gr=(Vzfl-Vzfr)/2

Zum Verbessern des Abrollkomforts des Fahrzeugs ist es in der Technik bereits bekannt, das Gleichgewicht zwischen Gh, Gp und Gr durch jeweilige Faktoren abzuwandeln, die als Kh, Kp und Kr bezeichnet werden, und diese Raten dann in vertikale Geschwindigkeiten an den Positionen der vier Rädern für die Verwendung bei der Aufhängungsregelung folgendermaßen zurückzuwandeln:

Ghm=Kh×Gh
Gpm=Kp×Gp
Grm=Kr×Gr
Vzmfl=(Ghm+Gpm+Grm)×3/(Kh+Kp+Kr)
Vzmfr=(Ghm+Gpm-Grm)×3/(Kh+Kp+Kr)
Vzmrl=(Ghm-Gpm+Grm)×3/(Kh+Kp+Kr)
Vzmrr=Vzmfr-Vzmfl+Vzmrl

Die Informationseinheiten Kh(j), Kp(j) und Kr(j) der Fig. 12 stellen jeweils die vorstehend erwähnten in den Tabellen I(j) eingeschlossenen Kh, Kp und Kr dar, um für die Entwicklung gemäß dem genetischen Algorithmus verarbeitet zu werden, wie vorstehend beschrieben ist. Deshalb wird es anerkannt, daß eine Verbesserung des Abrollkomforts auch erhalten wird, indem das Gleichgewicht zwischen den Wirkungen des Hubschwingens, des Nickens und des Wankens beeinflußt wird, wie ursprünglich durch die Wechselbeziehung mit der Regelung des Dämpfers gemäß der sky-hook-Theorie. Es wird jedoch offensichtlich anerkannt, daß die Regelung von Kh, Kp und Kr gemäß dem vorstehend erwähnten genetischen Algorithmus unabhängig von der sky-hook-Aufhängungsregelung oder einer normalen Aufhängungsregelung ausgeführt werden kann.

Die Bewertung der Tabellen kann durch den Betrag und/oder die Frequenz des Hubschwingens, Nickens und Wankens gemäß geeigneten Meßeinrichtungen gemacht werden, die in der Technik bereits gut bekannt sind. Wenn desweiteren der Dämpfungskoeffizient zum Verbessern der Wankwirkung geändert wird, wird die Bewertung der Tabellen vorzugsweise gegenüber der Drehwirkung des Fahrzeugs gemacht. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 54 und der Lenkwinkelsensor 56, die in Fig. 1 gezeigt sind, liefern die erforderliche Information für eine derartige Bewertung.

Obwohl die Erfindung vorstehend auf der Grundlage beschrieben ist, daß die Aufhängung in Anbetracht dessen gemäß der sky-hook-Theorie geregelt wird, daß sich die Wirkung der Erfindung am ausgeprägtesten darstellt, wenn der Dämpfer häufig gemäß der sky-hook-Theorie geregelt wird, da die Erfindung versucht, die Dämpfungswirkung durch Ändern des Dämpfungskoeffizienten des Aufhängungsdämpfers gemäß dem genetischen Algorithmus zu verbessern. Die besondere Güte der Erfindung ist jedoch, daß die Aufhängungswirkung sich automatisch verbessert, die für äußere und innere Betriebsumgebungen sehr sensibel verantwortlich ist, die schwer mit einer hohen Genauigkeit theoretisch abgeschätzt werden können, und auch dann genossen werden kann, wenn der Dämpfungskoeffizient des Dämpfers gemäß anderen Grundsätzen geregelt wird, die von der sky-hook-Theorie unterschiedlich sind.

So kann beispielsweise eine Gruppe von Tabellen zum Regeln des erfindungsgemäßen Dämpfers der Aufhängung so sein, wie in Fig. 13 gezeigt ist, wobei eine Gruppe von Tabellen vorbereitet ist, um einen Satz von Informationseinheiten Czi(j) zu haben, wobei jede einen entsprechenden Dämpfungskoeffizienten spezifiziert, der gemäß der vertikalen Beschleunigung der Fahrzeugkarosserie festgelegt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ordnet der GA-Regelblock 14 die Änderungstabellen über die Dämpfungsstufen des Dämpfers an, indem er Schwellwerte der vertikalen Beschleunigung Gb der Fahrzeugkarosserie zum Ändern über die jeweiligen Dämpfungsstufen des Dämpfers festlegt, um den entsprechenden Dämpfungskoeffizienten Czi(j) vorzusehen. Deshalb werden diese Tabellen zum Regeln des Dämpfers als ein normaler Dämpfer (ohne sky-hook) verwendet. Für die Verwendung dieser Tabellen ist es ausreichend, wenn die Ablaufroutine der Fig. 4 derart abgewandelt wird, daß die Schritte 100 und 400 zum Ändern über die Dämpfungsstufen unter Czi(j) gemäß den geeignet abgestuften Schwellwerten entsprechend Si der Fig. 6 durch einen normalen Regelschritt der Dämpfung ersetzt werden, und zwar in derselben Weise, wie bezüglich dem grundlegenden Ausführungsbeispiel unter Einsatz der sky-hook-Theorie beschrieben ist.

Fig. 14A und 14B zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Gruppe von Tabellen, die gemäß dem Grundsatz der Erfindung regelbar ist. Die Informationseinheiten der in Fig. 14A gezeigten Gruppe von Tabellen I(j) (j=1∼m) kann den Tabellen der Fig. 2A oder anderen vorstehend beschriebenen hinzugefügt werden oder kann als eine unabhängige Gruppe von Tabellen verwendet werden, um die Fahrzeugaufhängung allein oder in Kombination mit diesen vorangegangenen Tabellen zu regeln. In den Tabellen der Fig. 14A sind die Informationseinheiten Cl(j), Cm(j) und Ch(j) jeweils ein Kennfeld, wie in Fig. 14B gezeigt ist, das einen Satz einer Beziehung zwischen dem Dämpfungskoeffizienten Cx(j), der dem Dämpfer zugewiesen wird, einer Motordrehzahl Ne und einer Änderungsrate Ned der Motordrehzahl spezifiziert. Derartige Kennfelder werden jeweils für einen niedrigen Bereich (Cl(j)), einen mittleren Bereich (Cm(j)) und einen hohen Bereich (Ch(j)) der Fahrzeuggeschwindigkeit vorbereitet. Fahrzeuggeschwindigkeit und Motordrehzahl sind jeweils von den Sensoren 54 und 58 der Fig. 1 verfügbar.

Es wird anerkannt, daß durch die Verwendung einer derartigen Gruppe von Tabellen, die für eine bessere Anpassung der Aufhängung entwickelt werden, um ein komfortableres Fahrgefühl beim Gleichgewicht zwischen einer Steifigkeit und einer Weichheit der Aufhängung gemäß der Fahrgeschwindigkeit und der Gangposition (in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit und der Motordrehzahl) zu erhalten, indem die Hybridisierung der Tabellen auf dieselbe Weise entwickelt wird, wie bezüglich den vorangehenden Ausführungsbeispielen beschrieben ist, eine weitere Verbesserung der Fahrzeugaufhängung erreicht wird. Die Bewertung der Tabellen kann bei diesem Ausführungsbeispiel auch gemäß der vertikalen Beschleunigung der Fahrzeugkarosserie gemacht werden.

Fig. 15 zeigt noch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Gruppe von Tabellen, die gemäß dem Grundsatz der Erfindung regelbar ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel stellen Informationseinheiten Ckl(j), Ckm(j) und Ckh(j) der Gruppe von Tabellen I(j) (j=1∼m) Dämpfungskoeffizienten dar, die gemäß der durch den Bremssensor 60 der Fig. 1 erfaßten Abbremsrate ausgewählt sind, und spezifizieren den gemäß der Abbremsrate einzusetzenden Dämpfungskoeffizienten, wobei Ckl(j), Ckm(j) und Ckh(j) jeweils die für einen niedrigen Bereich, einen mittleren Bereich und einen hohen Bereich der Fahrzeuggeschwindigkeit sind. Informationseinheiten Ds(j) spezifizieren eine maximale Anzahl von Stufen oder einen maximalen Unterschied eines zulässigen Dämpfungskoeffizienten für eine auf eine Erfassung eines Abbremsens ansprechende plötzliche Änderung des Dämpfungskoeffizienten. Die Tabellen der Fig. 15 können auch den Tabellen der Fig. 2A oder anderen vorstehend beschriebenen mit einer geeigneten Überlagerungsverbindungseinrichtung hinzugefügt werden, so daß die Tabellen der Fig. 15 nur durch Überlagerung der Tabellen der Fig. 2A oder anderen ausgeführt werden, wenn das Bremspedal über einen vorgegebenen Weg niedergedrückt wird, oder sie können als eine unabhängige Gruppe von Tabellen zum Regeln der Fahrzeugaufhängung alleine oder in Kombination mit einer oder mehreren der vorangegangenen Gruppen von Tabellen verwendet werden. Es wird anerkannt, daß eine Gruppe dieser Tabellen auch durch eine Hybridisierung entwickelt werden kann, so daß das Fahrgefühl des Fahrzeugs während dem Abbremsen trotz einer Änderung der Betriebsumgebung optimiert wird.

Fig. 16 zeigt noch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Gruppe von Tabellen, die gemäß dem Grundsatz der Erfindung regelbar ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel stellen Informationseinheiten Ct(j), Cd(j) von jeder der Tabellen I(j) (j=1∼m) Dämpfungskoeffizienten dar, die jeweils Schwellwerte der über den Dämpfer wirkenden axialen Kraft und deren Änderungsrate gegen die aktuelle Dämpfungsstufe spezifizieren, so daß der Betrag der axialen Kraft und dessen Änderungsrate die spezifizierten Werte nicht überschreiten. Fig. 16B zeigt ein Beispiel der Beziehung zwischen Ct(j) und den Stufen (Si), und Fig. 16C zeigt ein Beispiel der Beziehung zwischen Cd(j) und den Stufen (Si). Es wird anerkannt, daß die Tabellen bei diesem Ausführungsbeispiel vorzugsweise allen vorangegangenen Ausführungsbeispielen von vorstehend beschriebenen Tabellen mit einem geeigneten Mittel hinzugefügt werden können, um es den Tabellen der Fig. 16A bis 16C zu ermöglichen, jene der vorangegangenen Tabellen bei der erfindungsgemäßen Regelung des Dämpfungskoeffizienten zu übergehen. Die axiale Kraft, die über den Dämpfer wirkt, wird von dem in Fig. 1 gezeigten Axialkraftsensor 62 erhalten.

Obwohl die Erfindung vorstehend bezüglich einiger ihrer bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben ist, ist es für den Fachmann offensichtlich, daß andere verschiedene Abwandlungen der gezeigten Ausführungsbeispiele oder ähnliche Ausführungsbeispiele möglich sind, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.

Die Aufhängungsregelvorrichtung 10 für ein Fahrzeug, die mit den Dämpfern 16 der Aufhängung ausgestattet ist, deren Dämpfungskoeffizient veränderlich ist umfaßt die folgenden Bauteile: die Einrichtung zum Speichern der Gruppe von Tabellen, wobei jede die Vielzahl von Informationseinheiten zum Regeln der Änderung des Dämpfungskoeffizienten des Dämpfers 16 hat; die Einrichtung zum Erzeugen der neuen Tabelle, indem mehr als eine der aus der Gruppe ausgewählten Tabellen gemäß dem vorgegebenen genetischen Algorithmus einschließlich Mutationen hybridisiert wird und der auf der Fiktion basiert, daß die Tabellen lebende Individuen sind, wobei jede die Vielzahl von Informationseinheiten als den Satz von Genen hat; die Einrichtung zum Bewerten von jeder der Tabellen bei der aktuellen Betriebsumgebung des Fahrzeugs, um beim Verbessern der vorgegebenen Wirkung der Aufhängung deren Rang in der Gruppe festzulegen; die Einrichtung zum Einsetzen der Tabelle mit dem höchsten Rang zum Regeln des Dämpfungskoeffizienten des Dämpfers 16; die Einrichtung zum Löschen der Tabelle mit dem niedrigsten Rang, um die Anzahl der die Gruppe bildenden Tabellen im wesentlichen konstant zu halten; und die Einrichtung zum Erzeugen des Regelsignal zum Regeln des Dämpfers 16 auf der Grundlage der Tabelle mit dem höchsten Rang.

Obwohl die Erfindung vorstehend bezüglich einiger ihrer bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben ist, ist es für den Fachmann offensichtlich, daß andere verschiedene Abwandlungen der gezeigten Ausführungsbeispiele oder ähnliche Ausführungsbeispiele möglich sind, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.

Claims (18)

1. Aufhängungsregelvorrichtung für eine Aufhängung eines Fahrzeugs, wie beispielsweise eines Automobils, mit einer Fahrzeugkarosserie und Fahrzeugrädern, von denen jedes die Fahrzeugkarosserie an ihrem entsprechenden Abschnitt über die Aufhängung trägt, wobei die Aufhängung eine parallele Kombination aus einer Feder und einem Dämpfer aufweist, der eine Einrichtung zum Ändern seines Dämpfungskoeffizienten gemäß einem ihm zugeführten Regelsignal hat, wobei die Aufhängungsregelvorrichtung folgende Bauteile aufweist:
eine Einrichtung zum Speichern einer Gruppe von Tabellen, wobei jede eine Vielzahl von Informationseinheiten zum Regeln der Änderung des Dämpfungskoeffizienten des Dämpfers hat;
eine Einrichtung zum Erzeugen einer neuen Tabelle, indem mehr als eine der aus der Gruppe ausgewählten Tabellen gemäß einem vorgegebenen genetischen Algorithmus verknüpft (hybridisiert) wird, der eine Mutation auf der Grundlage der Fiktion umfaßt, daß die Tabellen lebende Individuen sind, wobei jede die Vielzahl von Informationseinheiten als einen Satz von Genen hat;
eine Einrichtung zum Bewerten von jeder der Tabellen bei der aktuellen Betriebsumgebung des Fahrzeugs, um beim Verbessern einer vorgegebenen Wirkung der Aufhängung deren Rang in der Gruppe festzulegen;
eine Einrichtung zum Einsetzen einer Tabelle mit dem höchsten Rang zum Regeln des Dämpfungskoeffizienten des Dämpfers;
eine Einrichtung zum Löschen einer Tabelle mit dem niedrigsten Rang, um die Anzahl der die Gruppe bildenden Tabellen im wesentlichen konstant zu halten; und
eine Einrichtung zum Erzeugen des Regelsignals auf der Grundlage der Tabelle mit dem höchsten Rang.

2. Aufhängungsregelvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Dämpfer gemäß einer sky-hook-Theorie geregelt wird, und wobei die Informationseinheiten einen Wert des Dämpfungskoeffizienten eines durch die sky-hook-Theorie definierten sky-hook-Dämpfers aufweist.

3. Aufhängungsregelvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Einrichtung zum Erzeugen einer neuen Tabelle eine Einrichtung zum Begrenzen des Werts des Dämpfungskoeffizienten des sky-hook-Dämpfers einer neu erzeugten Tabelle zwischen einer oberen Grenze und einer unteren Grenze aufweist.

4. Aufhängungsregelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Dämpfer gemäß einer sky-hook-Theorie geregelt wird, und die Informationseinheiten Werte von Faktoren aufweisen, von denen jeder von dem Verhältnis zwischen der Vertikalgeschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie und der vertikalen Hubgeschwindigkeit des Dämpfers abhängig ist, multipliziert mit dem Dämpfungskoeffizienten eines sky-hook-Dämpfers, der durch die sky-hook-Theorie definiert ist, um den Dämpfungskoeffizienten des Dämpfers festzulegen.

5. Aufhängungsregelvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Faktoren jeweils ein Produkt der vertikalen Hubgeschwindigkeit des Dämpfers und einer Funktion der vertikalen Hubgeschwindigkeit sind, wobei der Wert der Funktion im allgemeinen mit einem Anstieg der vertikalen Hubgeschwindigkeit mit einer Sättigung ansteigt.

6. Aufhängungsregelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, wobei die Einrichtung zum Speichern der Gruppe von Tabellen angepaßt ist, um eine Vielzahl derartiger Gruppen zu speichern, wobei die Aufhängung desweiteren eine Einrichtung aufweist, um eine Gruppe aus der Vielzahl von Gruppen als ein Objekt für die Auswahl der Tabelle mit dem höchsten Rang durch die Einrichtung zum Einsetzen der Tabelle mit dem höchsten Rang auszuwählen, um den Dämpfungskoeffizienten des Dämpfers zu regeln.

7. Aufhängungsregelvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Einrichtung zum Auswählen einer Gruppe aus der Vielzahl von Gruppen als ein Objekt für die Auswahl der Tabelle mit dem höchsten Rang durch die Einrichtung zum Einsetzen der Tabelle mit dem höchsten Rang folgende Bauteile aufweist:
eine Einrichtung zum Erfassen einer Dichte von Frequenzkomponenten einer vertikalen Beschleunigung der Fahrzeugkarosserie gemäß einer Vielzahl von Frequenzbändern; und
eine Einrichtung zum Erfassen einer Gruppe aus der Vielzahl von Gruppen, die in der Dichte am größten ist, so daß die Auswahl unter den Gruppen derart erfolgt, daß eine mit der größten Dichte ausgewählt wird.

8. Aufhängungsregelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, wobei die Informationseinheiten einen Wert eines Faktors zum Abwandeln der Rate wenigstens eines Parameters aus Hubschwingen, Nicken oder Wanken der Fahrzeugkarosserie aufweisen, um das Hubschwingen, Nicken und Wanken der Fahrzeugkarosserie bei der Regelung des Dämpfungskoeffizienten des Dämpfers widerzuspiegeln.

9. Aufhängungsregelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, wobei die Informationseinheiten eigen Wert des Dämpfungskoeffizienten des Dämpfers aufweisen, der gemäß einer vertikalen Beschleunigung der Fahrzeugkarosserie erzielt werden soll.

10. Aufhängungsregelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, wobei die Informationseinheiten einen zulässigen größten Wert des Dämpfungskoeffizienten des Dämpfers aufweisen, der gemäß einer Motordrehzahl und deren Änderungsrate erzielt werden soll.

11. Aufhängungsregelvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Einrichtung zum Speichern von Tabellen die zulässigen größten Werte in Abhängigkeit von einer Motordrehzahl gemäß Bereichen einer Fahrzeuggeschwindigkeit einteilt.

12. Aufhängungsregelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-11, wobei die Informationseinheiten einen Wert des Dämpfungskoeffizienten des Dämpfers aufweisen, der gemäß einem auf das Fahrzeug aufgebrachten Abbremsen erzielt werden soll.

13. Aufhängungsregelvorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Einrichtung zum Speichern von Tabellen den vom Abbremsen abhängigen Sollwert gemäß Bereichen einer Fahrzeuggeschwindigkeit einteilt.

14. Aufhängungsregelvorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Informationseinheiten einen zulässigen größten Wert einer plötzlichen Änderung des Abbremsens aufweisen.

15. Aufhängungsregelvorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Einrichtung zum Speichern von Tabellen den von einer plötzlichen Änderung des Abbremsens abhängigen zulässigen größten Wert gemäß Bereichen einer Fahrzeuggeschwindigkeit einteilt.

16. Aufhängungsregelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-15, wobei die Informationseinheiten einen Wert des Dämpfungskoeffizienten der Aufhängung aufweisen, der gemäß einer zulässigen größten axialen Kraft, die über den Dämpfer wirkt, erzielt werden soll.

17. Aufhängungsregelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-16, wobei die Informationseinheiten einen Wert des Dämpfungskoeffizienten der Aufhängung aufweisen, der gemäß einer zulässigen größten Änderungsrate einer axialen Kraft, die über den Dämpfer wirkt, erzielt werden soll.

18. Aufhängungsregelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-17, wobei die Einrichtung zum Erzeugen neuer Tabellen, die Einrichtung zum Bewerten von Tabellen, die Einrichtung zum Einsetzen der Tabelle mit dem höchsten Rang und die Einrichtung zum Löschen der Tabelle mit dem niedrigsten Rang während einer Betriebsperiode der Aufhängung derart unstetig betrieben werden, daß sie im wesentlichen einen kleinen Abschnitt der Betriebsperiode belegen.