DE19804003C2

DE19804003C2 - Elektronische Aufhängungsregelung für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE19804003C2
Application number: DE19804003A
Authority: DE
Inventors: Byung-Hack Kwack
Original assignee: Mando Corp
Current assignee: HL Mando Corp
Priority date: 1997-05-06
Filing date: 1998-02-02
Publication date: 2002-06-20
Anticipated expiration: 2018-02-03
Also published as: JPH10315733A; KR19980082387A; KR100241923B1; DE19804003A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen der Dämpfung von Radaufhängungen eines Fahrzeugs.

Im allgemeinen verfügen Fahrzeuge über Radaufhängungen, die die Fahrzeugkarosserie gegen die Fahrbahn abstützen, so dass Rollkräfte, Schwingungen und Stöße, wie sie von einer Straßenoberfläche übertragen werden, nicht unmittelbar auf die Karosserie wirken, um dadurch die Fahrzeugladung zu schützen und den Fahrkomfort und die Fahrstabilität zu verbessern.

Außerdem ist die Radaufhängung so konzipiert und aufgebaut, dass sie auf die Räder wirkende Bremskräfte wirkungsvoll auf das Fahrzeug überträgt, wenn das Fahrzeug gebremst wird, Zentrifugalkräfte aufgefangen werden, wie sie auftre ten, wenn das Fahrzeug um eine Kurve fährt, und eine genaue Einstellung der Räder erzielt wird. Außerdem muss eine Aufhängung für flexible Bewegung nach oben und unten sor gen, um Stoßkräfte abzufangen, wie sie von einer Straßen oberfläche übertragen werden, und es müssen auch starke Horizontalkräfte übertragen werden, damit die durch die Antriebsräder erzeugte Antriebskraft und Bremskräfte so wie Zentrifugalkräfte bei Kurvenfahrt übertragen werden kön nen.

Bei einer Radaufhängung werden die Dämpfungskräfte eines vari ablen Dämpfers abhängig von der Fahrgeschwindigkeit, einem Bremsvorgang oder einem Beschleunigungsvorgang sowie abhängig von Eigenschaften der Straßenoberfläche geändert.

Die Dämpfungskraft eines variablen Dämpfers wird durch Betreiben eines Motors eingestellt. D. h., dass ein variabler Dämpfer eine Einstellstange aufweist, die durch den Motor als Stellglied verdreht werden kann, damit der Ölströ mungspfad geändert wird, wodurch sich die Dämpfungskraft än dert. Fig. 1 veranschaulicht ein Fahrzeug, das mit einem herkömmlichen, elektronischen Steuersystem zum Einstellen der Dämpfung einer Fahr zeugaufhängung versehen ist.

Eine Steuerung 7 bei diesem herkömmlichen System weist einen Vertikal beschleunigungs-Sensor 1 zum Erfassen einer Beschleunigung nach oben und unten, einen Fahrgeschwindigkeitssensor 2 zum Erfassen der Fahr geschwindigkeit, eine Bremsschalter 3 zum Erfassen eines Bremsvor gangs am Fahrzeug, einen Modusauswählschalter 5 zum Ändern des Einstellmodus sowie einen Lenkwinkelsensor 6 zum Erfassen der Lenk winkelgeschwindigkeit des Fahrzeugs auf. Der Fahrzustand des Fahrzeugs wird dadurch beurteilt, dass Erfassungssignale von den Senso ren und dem Schalter 1 bis 6 erfasst werden, und dann wird ein im oberen Teil eines Dämpfers angeordneter Motor als elektronisches Stellglied 8 abhängig vom Beurteilungsergebnis angetrieben, wobei der Öl strömungsweg durch die Drehung der von dem Stellglied 8 angetriebenen Einstellstange geändert wird. Dadurch werden die Dämpfungskräfte an den vier Rad dämpfern auf einen harten Modus, einen mittleren Modus oder einen weichen Modus eingestellt.

Bei einer herkömmlichen Fahrzeugaufhängung wird das Stellglied abhän gig vom Fahrzustand gemäß sechs Einstellmodi eingestellt.

Erstens ist eine Antistoßeinstellung darauf gerichtet, den Betriebszu stand eines Stoßdämpfers oder den Zustand einer un gleichmäßigen Straße zu erfassen. Der Einstellzustand der Dämpfer wird nach t1 Sekunden auf den ursprünglichen Zustand zurückge stellt, wenn er in einem Zustand, bei dem die Geschwindig keit des Fahrzeugs über V1 km/h lag, durch Erfassen des Betriebszu stands eines Stoßdämpfers oder des Straßenzustands auf einen mittleren Zustand umgeschaltet war, wobei die Größe der Vertikalbeschleunigung des Fahrzeugs im Massezentrum (Konsolenkasten) des Fahrzeugs über G1 g lag.

Zweitens wird bei einer Antischwankeinstellung der Einstell zustand der Dämpfer des Fahrzeugs auf einen harten Zustand geschaltet, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter V2 km/h liegt, um die Bewegung des Fahrzeugs zu verringern, wenn ein Fahr gast ein- oder aussteigt, wenn das Fahrzeug steht oder wenn das Fahrzeug beladen oder ent laden wird, und er wird auf den ursprünglichen Zustand zu rückgeschaltet, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs für t2 Sekunden über V21 km/h lag.

Drittens wird in einem Schnellfahrzustand, wenn näm lich das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt, der Einstellzustand der Dämpfer auf einen mittleren Zustand umgeschaltet, um Fahrstabilität des Fahrzeugs zu erzielen, wenn die Fahrge schwindigkeit für mehr als t2 Sekunden über V3 km/h lag, und von diesem Einstellzustand wird auf den ursprünglichen zu rückgeschaltet, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter V31 km/h fällt.

Viertens wird das Stellglied für eine Antiheckabsenk-Ein stellung in den mittleren Einstellzustand umgeschaltet, wenn die Fahrgeschwindigkeit unter V4 km/h liegt und der Drossel klappenwinkel über Θ4° liegt, um die Auf- und Abwärtsbewe gungen des Fahrzeugs zu minimieren, wobei der Einstellzu stand auf den mittleren oder harten Zustand zurückgestellt wird, wenn t4 Sekunden verstrichen sind oder wenn die Fahr geschwindigkeit über V41 km/h liegt.

Fünftens wird für eine Antibugabsenk-Einstellung, die dar auf ausgerichtet ist, die Abwärtsbewegung des Fahrzeugs beim Bremsen in den Modi mit mittlerer und hoher Geschwindigkeit zu minimieren, dann, wenn der Bremsschalter bei einem Bremsvorgang eingeschaltet wird und die Fahrgeschwindigkeit über V5 km/h liegt, das Stellglied des Dämpfers in den harten Modus umgeschaltet, und es wird auf den mittleren oder harten Modus umgeschal tet, wenn t5 Sekunden ab dem Zeitpunkt verstrichen sind, zu dem die obengenannten Bedingungen nicht mehr erfüllt sind.

Schließlich wird bei einer Antiroll-Einstellung zum Gewähr leisten von Stabilität des Fahrzeugs beim Lenken desselben dann, wenn die Fahrgeschwindigkeit über V6 km/h beträgt und die Lenkwinkelgeschwindigkeiten über Θ61°/s, Θ62°/s, Θ63°/s, Θ64°/s liegen, während die Fahrgeschwindigkeiten V61 km/h, V62 km/h, V63 km/h bzw. V64 km/h betragen, das Stellglied auf den harten Modus umgeschaltet, während es in den ur sprünglichen Zustand zurückgeschaltet wird, wenn die obigen Bedingungen aufgehoben sind und t6 Sekunden verstrichen sind.

Jedoch werden bei einer herkömmlichen, elektronischen Aufhän gungsregelung Eigenschaften der Oberfläche der Straße, auf der das Fahrzeug fährt, nicht berücksichtigt, und die Dämp fungskraft des Dämpfers wird gemäß einer vorbestimmten Ein stelltabelle eingestellt, so dass es unmöglich ist, den Fahrkomfort zu verbessern. Außerdem wird eine Einstellung der Dämpfungskraft überflüssigerweise wiederholt ausgeführt, und es ist unmöglich, das Verhalten der Räder genau zu kon trollieren.

Daher ist es bei dieser herkömmlichen, elektronischen Aufhän gungsregelung für Fahrzeuge unmöglich, den Fahrkomfort und die Fahrstabilität des Fahrzeugs gegenüber einem von Hand eingestellten Dämpfersystem zu verbessern.

Aus der DE 35 18 503 C1 ist bereits eine Vorrichtung zur rechnergestütz ten, fahrbahnabhängigen Steuerung von Dämpfern einer Fahrzeugfede rung bekannt, bei der ein Steuersystem Signale von einem Beschleuni gungssensor, der die Vertikalbeschleunigung einer Achse bzw. eines Ra des mißt, sowie von einem die Aufbaubeschleunigung messenden Beschleu nigungssensor erhält. Aus diesen Signalen lassen sich die Höhen von Fahrbahnunebenheiten rechnerisch bestimmen. Das Steuersystem steu ert dann die Dämpfer in Abhängigkeit von den so ermittelten Höhen der Fahrbahnunebenheiten so wie in Abhängigkeit davon, in wieweit diese Fahrbahnunebenheiten die Achsen bzw. Räder und/oder den Aufbau zu Schwingungen mit den jeweiligen Resonanzfrequenzen anregen.

Aus dem Artikel "Adaptives Dämpfungs-System "ADS" zur Fahrbahn- und fahrzustandsabhängigen Steuerung von Dämpfern einer Fahrzeugfe derung" von W. Klinkner (VDI-Bericht Nr. 778, Seite 323 bis 356, VDI-Ver lag, 1989) ist ein Verfahren zur Steuerung von Dämpfern einer Fahrzeug aufhängung bekannt, bei dem aus Beschleunigungssignalen für die Räder bzw. Achsen und den Fahrzeugaufbau ein Wert für den Straßenzustand bzw. die Unebenheit der Straße ermittelt wird, der angibt, ob die Straße im allgemeinen schlecht oder gut ist, sowie ein Welligkeitsmaß, das anzeigt, ob die Straße überwiegend lange oder kurze Wellen beeinhaltet.

Aus den Werten für die Unebenheit und Welligkeit der Straße wird eine komfortorientierte Einstellung der Dämpfer über Kennfelder ermittelt, während gleichzeitig eine sicherheitsorientierte Ermittlung der Dämp fung stattfindet, bei der entsprechend einem durch Querbeschleunigung und Längsbeschleunigung bestimmten Fahrzustand die Dämpfereinstel lung mit Hilfe von Kennfeldern festgelegt wird. Zur Einstellung der Dämp fer der einzelnen Räder wird dann die härtere der beiden ermittelten Dämpfereinstellungen ausgewählt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs ge nannten Art so weiterzubilden, daß die Dämpfungskraft eines variablen Dämpfers in Abhängigkeit von den Eigenschaften der Straße, auf der ein Fahrzeug fährt, so eingestellt wird, daß Fahrkomfort und Fahrstabilität weiter verbessert werden.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach dem Patentanspruch 1 gelöst. Vorteil hafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs, das mit einem her kömmlichen, elektronischen Steuersystem zum Einstellen der Dämpfung einer Fahrzeugaufhängung versehen ist,

Fig. 2A ein Blockdiagramm eines elektronischen Steuersystems zum Ein stellen der Dämpfung einer Fahrzeugaufhängung gemäß einem Ausfüh gungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2B eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs, das mit einem erfin dungsgemäßen, elektronischen Steuersystem versehen ist,

Fig. 3 ein Blockdiagramm einer Steuerschaltung des erfindungsgemäßen Steuersystems,

Fig. 4 ein Blockdiagramm einer Niederfrequenz-Berechnungseinheit der Steuerschaltung nach Fig. 3,

Fig. 5 ein Blockdiagramm einer Hochfrequenz-Berechnungseinheit der Steuerschaltung nach Fig. 3 und

Fig. 6 ein Kennfelddiagramm zur Dämpfereinstellung auf der Grundlage eines Verhältnisses der Leistungen der nieder- und hochfrequenten Komponenten von Straßenoberflächeneigenschaften sowie auf der Grund lage einer zeitbezogenen Leistung einer derartigen Komponente gemäß der Erfindung.

Wie es in Fig. 2A dargestellt ist, umfaßt ein elektronisches Steuersystem zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens einen Vertikalbeschleunigungs-Sensor 111 zum Erfassen von Beschleunigungen nach oben, unten, links und rechts eines Fahrzeugs, einen Fahrzeugrahmen-Vertikalbe schleunigungs-Sensor 112 zum Erfassen einer Beschleunigung des Fahrzeugrahmens in vertikaler Richtung, einen Fahrge schwindigkeitssensor 113 zum Erfassen der Fahrgeschwindig keit, einen Bremsschalter 115 zum Erfassen des Bremszu stands, wenn ein Bremsvorgang des Fahrzeugs ausgeführt wird, einen TPS (Drosselklappen-Positionssensor) 115 zum Erfassen des Drosselklappen-Öffnungswinkels, einen Modusauswählschal ter 116 zum Ändern des Einstellmodus, eine Steuerung 200 zum Empfangen von Mess- und Schaltsignalen von den Sensoren und den Schaltern 111 bis 116 und zum Ausgeben eines Stellglied- Treibersignals zum geeigneten Einstellen der Dämpfungskraft eines variablen Dämpfers an jedem Rad des Fahrzeugs sowie einen variablen Dämpfer mit Stellglied 300 an jedem Rad, der abhängig vom Treibersignal durch die Steuerung 200 betrieben wird.

Der variable Dämpfer mit Stellglied 300 umfasst einen konti nuierlich einstellbaren. Dämpfer und ein mehrstufiges, elek tronisches Stellglied. Die Dämpfungskraft des kontinuierlich einstellbaren Dämpfers wird vom im oberen Teil des Dämpfers angeordneten, elektronischen Stellglied eingestellt, das eine Einstellstange des Dämpfers verdreht, um dadurch die Größe eines Ölflusspfads zu ändern und die Dämpfungskraft am Dämp fer eines jeweiligen von vier Rädern einzustellen.

Außerdem sind die Sensoren und der Schalter bei dem erfindungsgemäßen Steuersystem so am Fahrzeug angebracht, wie es in Fig. 2B veranschau licht ist.

Wie es in Fig. 3 dargestellt ist, umfaßt die Steuerung 200 eine Straßeno berflächeneigenschaften-Berechnungseinheit 210 zum Berechnen eines Maßes für Straßenoberflächen-Eigenschaften, im folgenden auch Stra ßenoberflächensignal genannt, unter Verwendung von Beschleunigungssignalen, wie sie vom Verti kalbeschleunigungs-Sensor 111 und vom Fahrzeugrahmen-Verti kalbeschleunigungs-Sensor 112 erfasst werden, eine Nieder frequenz-Berechnungseinheit 220 zum Berechnen der Größe einer nieder frequenten Komponente des Straßenoberflächen-Signals auf Grundlage des von der Straßenoberflächeneigenschaften-Berechnungseinheit 210 berechneten Maßes für Straßenoberflä chen-Eigenschaften, eine Hochfrequenz-Berechnungseinheit 230 zum Berechnen der Größe einer hochfrequenten Komponente des genannten Straßenoberflächen-Signals, eine Straßenoberflä chensignal-Größenberechnungseinheit 240 zum Berechnen der Größe des genannten Straßenoberflächen-Signals, eine Stra ßenoberflächensignal-Frequenzverhältnis-Berechnungseinheit 250 zum Berechnen eines Straßenoberflächensignal-Frequenz verhältnisses auf Grundlage des Verhältnisses zwischen der jeweiligen Größe der niederfrequenten und der hochfrequenten Komponente, wie von der Niederfrequenz-Berechnungseinheit 220 und der Hochfrequenz-Berechnungseinheit 230 berechnet, und eine Dämpferpositions-Berechnungseinheit 260 zum Berech nen der aktuell geeigneten Dämpferposition auf Grundlage des genannten Frequenzverhältnisses, der genannten Größe der hochfrequenten Komponente sowie der Größe des Straßenober flächen-Signals.

Wie es in Fig. 4 dargestellt ist, umfasst die Niederfre quenz-Berechnungseinheit 220 von Fig. 3 ein Niederfrequenz- Bandpassfilter 221 zum Durchlassen einer niederfrequenten Komponente eines Straßenoberflächen-Signals, die einer Reso nanzfrequenz der Karosserie entspricht, bezogen auf das von der Straßen oberflächeneigenschaften-Berechnungseinheit 210 berechneten Maß für die Straßenoberflächen-Eigenschaft, und eine Einheit 222 zum zeitbezogenen Berechnen der Leistung der niederfre quenten Komponente des Straßenoberflächen-Signals, wie vom Niederfrequenz-Bandpassfilter 222 durchgelassen.

Fig. 5 veranschaulicht die Hochfrequenz-Berechnungseinheit 230 von Fig. 3. Wie hier dargestellt, umfasst diese Hochfre quenz-Berechnungseinheit 230 ein Hochfrequenz-Bandpassfilter 231 zum Durchlassen einer hochfrequenten Komponente eines Straßenoberflächen-Signals, entsprechend einer Resonanzfre quenz der Karosserie, auf der Grundlage des von der Straßenoberflächen eigenschaften-Berechnungseinheit 210 berechneten Maßes für Straßeno berflächen-Eigenschaften und eine Einheit zum zeit bezogenen Berechnen der Leistung der hochfrequenten Kompo nente des durch das Hochfrequenz-Bandpassfilter 231 durchge lassenen Straßenoberflächen-Signals.

Nun wird das erfindungsgemäße Verfahren unter Bezugnahme auf die bei gefügten Zeichnungen erläutert.

Als erstes wird, innerhalb des Resonanzbands eines Fahr zeugs, das Rollen der Karosserie mittels eines Resonanz- Einstellvorgangs eingestellt, während in einem Fahrkomfort band der Fahrkomfort durch Verringern der Dämpfungskraft des Dämpfers erhöht wird. Bei der Resonanzfrequenz des Fahr zeugrahmens wird diese Resonanz dadurch verhindert, dass die Dämpfungskraft erhöht wird, um so für Lenkstabilität des Fahrzeugs zu sorgen. Die obengenannte Fahrkomfort-Einstell logik wird nun detaillierter erläutert.

Die Straßenoberflächeneigenschaften-Berechnungseinheit 210 berech net ein Maß für die Eigenschaften der Oberfläche der Straße, auf der das Fahrzeug fährt, unter Verwendung der Beschleunigung, wie sie vom im oberen Teil des Dämpfers der Karosserie ange ordneten Vertikalbeschleunigungs-Sensor 111 erfasst wird, sowie der Beschleunigung, wie sie vom am vertikalen, unteren Arm des Rahmens angebrachten Vertikalbeschleunigungs-Sensor 112 erfasst wird.

Die vom Vertikalbeschleunigungs-Sensor 111 erfasste Be schleunigung sowie die vom Fahrzeugrahmen-Vertikalbeschleu nigungs-Sensor 112 erfasste Vertikalbeschleunigung werden durch das Hochfrequenz-Bandpassfilter verarbeitet, und dann werden die Vertikalbeschleunigung a^h _s der Karosserie und die Beschleunigung a^h _u des Fahrzeugrahmens erhalten.

Dabei ist die Gleichung des Hochfrequenz-Bandpassfilters zum Ermitteln der Vertikalbeschleunigung der Karosserie die folgende:

a^h _s(s)/a_s(s) = S²/(S² + 2ξ₁ω₁S + ω² ₁) (1),

wobei S ein Laplace-Transformator, w₁ eine Grenzfrequenz und ξ₁ ein Dämpfungscoeffizient des Hochfrequenzbandpaßfilters ist. Die durch die folgende Gleichung (2) gefilterte Karosserie-Vertikalbe schleunigung a^h _s und die Fahrzeugrahmen-Vertikalbeschleunigung a^h _u sowie das Fahrzeugrahmen-Beschleunigungssignal werden doppelt inte griet, um so die Vertikalauslenkung d_u des Fahrzeugrahmens zu berech nen.

Dabei ist die Gleichung des Hochfrequenzbandpassfilters zum Ermitteln der Vertikalbeschleunigung des Fahrzeugrahmens die folgende:

a^h _u(s)/a_u(s) = S²/(S² + 2ξ₂ω₂S + ω² ₂) (2),

wobei S ein Laplace-Transformator, ω₂ eine Grenzfrequenz und ξ₂ ein Dämpfungskoeffizient des Hochfrequenzbandpassfilters ist.

Die Gleichung (2) betrifft eine Filtergleichung des Integrierers, und dieser Integrierer, der auf einem Hochfrequenz-Durchlaßintegrierer zum Be rechnen der Auslenkung des Fahrzeugrahmens beruht, entfernt ein Signal, dessen Wert unter einer auf der Beschleunigung beruhenden, ein gestellten Frequenz liegt, und er berechnet die Vertikalgeschwindigkeit und die Vertikalauslenkung in einem vom Designer gewünschten Fre quenzband.

Danach werden das Maß der Straßenoberflächen-Eigenschaften r(t) auf Grundlage der gefilterten Karosserie-Vertikalbeschleunigung a^h _s und der Fahrzeugrahmen-Vertikalbeschleunigung a^h _u sowie der Vertikalauslenkung d_u des Fahrzeugrahmens durch die fol gende Gleichung (3) berechnet:

r(t) = c1 × a^h _s + c2 × a^h _u + c3 × d_u(t) (3),

wobei C1, C2 und C3 Konstanten sind.

D. h., dass die Straßenoberflächeneigenschaften-Berechnungseinheit 210 ein Maß für die Eigenschaften der Oberfläche der Straße berechnet, auf der das Fahrzeug aktuell fährt.

Danach berechnet die Niederfrequenz-Berechnungseinheit 220 die zeitbezogene Leistung einer niederfrequenten Komponente des Stra ßenoberflächen-Signals, entsprechend der Resonanz frequenz der Karosserie, beruhend auf den von der Straßen oberflächeneigenschaften-Berechnungseinheit 210 berechneten Straßenoberflächen-Eigenschaften.

Das Niederfrequenz-Bandpassfilter 221 lässt ein Signal durch, dessen Wert unter der durch die Gleichung für dassel be festgelegten Frequenz liegt, und es beseitigt ein Signal, dessen Wert über der eingestellten Frequenz liegt:

r_l1(s)/r(s) = ω² ₃/(S² + 2ξ₃ω₃S + ω² ₃) (4).

Außerdem berechnet die Einheit 222 zum Berechnen der zeitbe zogenen Leistung die Leistung des Signals von der Straßen oberflächeneigenschaften-Berechnungseinheit 210, was mittels der nichtlinearen Filtergleichung (5) erfolgt:

rl2(t) = |rl1(t)|

rl(s)/rl2(s) = 1/(T₁S + 1) (5).

Die Hochfrequenz-Berechnungseinheit 230 berechnet die zeit bezogene Leistung der hochfrequenten Komponente des Straßenoberflächen-Signals entsprechend einer Resonanzfrequenz des Fahrzeugrahmens auf Grundlage der von der Straßenoberflä cheneigenschaften-Berechnungseinheit 210 berechneten Stra ßenoberflächen-Eigenschaften.

D. h., dass die Hochfrequenz-Berechnungseinheit 230 die zeitbezogene Leistung aus den durch das Hochfrequenz-Band passfilter 231 gelaufenen Signalen berechnet, um so die Leistung der hochfrequenten Signale zu berechnen, die dem Resonanzband des Fahrzeugrahmens entsprechen.

Das Hochfrequenz-Bandpassfilter 231 lässt aufgrund seiner Gleichung nur das Signal zum Resonanzband des Fahrzeugrah mens durch, während es das Signal zum Resonanzband der Ka rosserie entfernt:

rhl(s)/r(s) = S²/(S² + 2ξ₄ω₄S + ω² ₄) (6).

Die Einheit 232 zum Berechnen der zeitbezogenen Leistung im Resonanzband des Fahrzeugrahmens berechnet diese Leistung mittels der folgenden Gleichung:

rh2(t) = |rh1(t)|

rh(s)/rh2(s) = 1/(T₂S + 1) (7).

Die Hochfrequenz-Berechnungseinheit 230 berechnet die Größe der hochfrequenten Komponente, die der Größe der Resonanz des Fahrzeugrahmens entspricht, auf Grundlage der Leistung h einer hochfrequenten Komponente, die dem Resonanzband des Fahrzeugrahmens entspricht.

Außerdem berechnet die Straßenoberflächensignal-Größenbe rechnungseinheit 240 die zeitbezogene Leistung des von der Straßenoberflächeneigenschaften-Berechnungseinheit 210 berechneten Straßenoberflächen-Signals durch die folgende Gleichung (8):

ra1(t) = |r(t)|

le(s)/ra1(s) = 1/(T₃S + 1) (8).

Daher berechnet die Straßenoberflächensignal-Größenberechnungsein heit 240 die zeitbezogene Leistung l_e des Straßenoberflächensignals der Straße, auf der ein Fahrzeug fährt.

Nachdem die Größe der niederfrequenten Komponente des Stra ßenoberflächen-Signals, die Größe der hochfrequenten Komponente so wie die zeitbezogene Leistung l_e des Straßenoberflächen-Signals berech net wurden, berechnet die Straßenoberflächensignal-Verhält nisberechnungseinheit 250 das Verhältnis aus der Resonanz frequenz der Karosserie und der Komponente des Resonanzfrequenzban des des Fahrzeugrahmens aus dem Straßenoberflächensignals der Stra ße, auf der das Fahrzeug fährt.

D. h., dass das Verhältnis aus den Frequenzen des Straßen oberflächen-Signals als Verhältnis aus der Resonanzfrequenz der Karosserie zur Komponente des Resonanzfrequenzbands des Fahrzeugrahmens im Straßenoberflächen-Signal definiert ist, wobei die Größe r1 der niederfrequenten Komponente des Stra ßenoberflächen-Signals durch die Größe r_h der hochfrequenten Komponente des Straßenoberflächen-Signals geteilt wird, wie dies in der folgenden Gleichung (9) dargestellt ist, um so das Verhältnis ω betreffend die Frequenzen des Straßenober flächen-Signals zu berechnen.

ω(t) = rl(t)/rh(t) (9).

Die Dämpferpositions-Berechnungseinheit 260 berechnet die aktuell geeignete Dämpferposition auf Grundlage des von der Straßenoberflächensignal-Frequenzverhältnis-Berechnungsein heit 250 erhaltenen Straßenoberflächensignal-Verhältnisses der Größe der hochfrequenten Komponente des Maßes der Straßenoberflä chen-Eigenschaften, wie von der Hochfrequenz-Berechnungsein heit 230 berechnet, sowie der zeitbezogenen Leistung l_e des Straßenober flächen-Signals, wie von der Straßenoberflächensignal-größenberech nungseinheit 240 berechnet.

Dabei ist die Position des Dämpfers abhängig vom Straßenoberflächen signal-Frequenzverhältnis und abhängig von der zeitbezogenen Leistung l_e des Straßenoberflächensignals in Fig. 6 dargestellt.

D. h., dass die Dämpferpositions-Berechnungseinheit 260 ge mäß der folgenden Gleichung (10) den Zustand des Dämpfers als harten Zustand einstellt, wenn das Straßenoberflächen signal-Frequenzverhältnis ω und die zeitbezogene Leistung l_e des Stra ßenoberflächensignals über W2 bzw. R2 liegen, während dann, wenn das Verhältnis und die Größe zwischen W2 und W1 bzw. R2 und R1 liegen, der Zustand des Dämpfers in den mittleren Zustand umgeschaltet wird, der ei ner mittleren Dämpfungskraft entspricht, wobei schließlich dann, wenn das Verhältnis und die zeitbezogene Leistung l_e unter W1 bzw. R1 liegen, der Zustand des Dämpfers in einen weichen Zustand umgeschaltet wird, bei dem die Dämpfungskraft niedrig ist:

f1(ω, le) = (le - h1) + ω × (h1/ω1)

f2(ω, le) = (le - h2) + ω × (h2/ω2) (10).

Außerdem wird, wenn die Größe der hochfrequenten Komponente des Straßenoberflächen-Signals, wie von der Hochfrequenz-Be rechnungseinheit 230 erhalten, größer als r1 ist, wie es in der folgenden Gleichung (11) angegeben ist, der aktuelle Zustand des Dämpfers in einen harten Zustand geschaltet, in dem die Dämpfungskraft hoch ist, während dann, wenn die Grö ße kleiner als r1 ist, der aktuelle Dämpferzustand in einen weichen Zustand umgeschaltet wird, in dem die Dämpfungskraft niedrig ist.

D. h., dass dann, wenn die Größe der hochfrequenten Kompo nente des Straßenoberflächen-Signals einen vorbestimmten Pe gel überschreitet, Resonanz des Fahrzeugrahmens erkannt wird und die aktuelle Dämpfungskraft für das Fahrzeug erhöht wird, wodurch die Resonanz verhindert wird, was für Lenksta bilität sorgt. Wenn die Größe der hochfrequenten Komponente unter einem vorbestimmten Pegel liegt, wird die Dämpfungs kraft verringert, um so für guten Fahrkomfort zu sorgen.

Wenn R ≦ r1
Dämpfer → weich

andernfalls
Dämpfer → hart (11).

Wie oben beschrieben, werden bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Einstellen einer Fahrzeugaufhängung Eigenschaf ten der Oberfläche, auf der ein Fahrzeug fährt, unter Ver wendung eines Vertikalbeschleunigungs-Sensors, der im oberen Teil eines Dämpfers angebracht ist, und eines Fahrzeugrah men-Vertikalbeschleunigungs-Sensors, der am Fahrzeugrahmen angebracht ist, erkannt, und die optimale Dämpfungskraft wird abhängig von einer Dämpfereinstellkarte auf Grundlage des Straßenoberflächensignal-Frequenzverhältnisses, der zeitbezogenen Leistung l_e des Straßenoberflächensignals und der Größe der hochfrequenten Komponente des Straßenoberflächen-Signals ausge wählt, um so ein Rollen des Fahrzeugs zu minimieren und die Lenkstabili tät des Fahrzeugs zu verbessern, wobei es auch möglich ist, den Fahrkom fort zu verbessern.

Claims

1. Verfahren zum Einstellen der Dämpfung von Radaufhängungen eines Fahrzeugs mit folgenden Schritten:

- Ermitteln eines Maßes (r(t)) für Straßenoberflächen-Eigenschaften aus den Werten einer gefilterten Vertikalbeschleunigung (a^h _s) einer Fahrzeug karosserie und aus einer gefilterten Vertikalbeschleunigung (a^h _u) eines un teren Lenkers der Radaufhängung mittels einer Berechnungseinheit (210), die gemäß der folgenden Gleichung (3) arbeitet:
r(t) = c₁.a^h _s + c₂.a^h _u + c₃.d_u(t) (3),
wobei c₁, c₂ und c₃ Koeffizienten sind und d_u(t) die durch doppelte Inte gration bestimmte Vertikalauslenkung des unteren Lenkers darstellt,
- Ermitteln jeweils eines Maßes (r_l(t)) bzw. (r_h(t)) für eine zeitbezogene Lei stung einer niederfrequenten bzw. einer hochfrequenten Komponente des Maßes (r(t)) der Straßenoberflächeneigenschaften,
- Ermitteln eines Verhältnisses (ω(t)) der Leistungen (r_l(t)) bzw. (r_h(t)) der nie derfrequenten und der hochfrequenten Komponente gemäß der folgenden Gleichung:
ω(t) = r_l(t)/r_h(t) (9),
- Ermitteln einer zeitbezogenen Leistung (l_e(s)) aus dem Maß (r(t)) für die Straßenoberflächeneigenschaften gemäß der folgenden Gleichung:
l_e(s)/r_a1(s) = 1/(T₃S + 1) (8)
mit r_a1(t) = |r(t) und
- Festlegen einer aktuell geeigneten Dämpferposition in Abhängigkeit vom Verhältnis (ω(t)) und von der zeitbezogenen Leistung (l_e(s)).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nie derfrequente Komponente (r_l(t)) des Maßes (r(t)) der Straßenoberflächeneigen schaften bei einer Resonanzfrequenz der Fahrzeugkarosserie bestimmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Maß (r_l(t)) für die zeitbezogene Leistung der niederfrequenten Komponente des Maßes (r(t)) der Straßenoberflächeneigenschaften gemäß den folgenden Gleichungen berechnet wird:
r_l1(s)/r(s) = ω² ₃/(S² + 2ξ₃ω₃S + ω² ₃) (4),
r_l(s)/r_l2(s) = 1/(T₁S + 1) (5)
mit r_l2(t) = |r_l1(t)|.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die hochfrequente Komponente (r_h(t)) des Maßes (r(t)) der Straßenoberflächenei genschaften bei einer Resonanzfrequenz der Radaufhängung bestimmt wird.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß das Maß (r_h(t)) für die zeitbezogene Leistung der hochfre quenten Komponente des Maßes (r(t)) der Straßenoberflächeneigenschaften gemäß den folgenden Gleichungen berechnet wird:
r_h1(s)/r(s) = S²/(S² + 2ξ₄ω₄S + ω² ₄) (6),
r_h(s)/r_h2(s) = 1/(T₂S + 1) (7),
mit r_h2(t) = |r_h1(t)|.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die aktuell geeignete Dämpfereinstellung so festgelegt wird, daß die Dämpfungskraft erhöht wird, wenn das Verhältnis (ω(t)) und/oder die zeitbezogene Leistung (l_e(s)) jeweils einen vorbestimmten Wert übersteigen, während die Dämpfungskraft erniedrigt wird, wenn das Verhältnis (ω(t)) und/oder die zeitbezogene Leistung (l_e(s)) jeweils unter ei nen vorbestimmten Wert liegen.

7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die aktuell geeignete Dämpfereinstellung so festgelegt wird, daß die Dämpfungskraft erhöht wird, um eine Resonanz des Fahr zeugchassis zu verhindern, wenn die Größe der hochfrequenten Kompo nente (r_h) einen vorbestimmten Wert übersteigt, während die Dämpfungs kraft erniedrigt wird, wenn die Größe der hochfrequenten Komponente (r_h) unter einem vorbestimmten Wert liegt.