DE3619903A1

DE3619903A1 - Selbstregulierende steuervorrichtung fuer eine kraftfahrzeugfederung

Info

Publication number: DE3619903A1
Application number: DE19863619903
Authority: DE
Inventors: Fukashi Yokohama Kanagawa Sugasawa
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1985-06-14
Filing date: 1986-06-13
Publication date: 1986-12-18
Also published as: US4673194A; JPS61287808A

Description

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SELBSTREGULIERENDE STEUERVORRICHTUNG FÜR EINE KRAFTFAHRZEUG-FEDERUNG

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für eine Kraftfahrzeugfederung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

In jüngerer Zeit sind die Radaufhängungs- und Federungssysteme von Kraftfahrzeugen mit Steuervorrichtungen ausgerüstet worden, die es gestatten, die Stoßdämpfungscharakteristik der Federung in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern, die das Fahrverhalten des Fahrzeugs beeinflussen, derart zu variieren, daß der Fahrkomfort und die Beherrschbarkeit des Fahrzeugs verbessert werden. Beispielsweise wird eine Änderung der Dämpfungscharakteristik in Abhängigkeit vom Straßenzustand, von der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Beschleunigung der Verzögerung des Fahrzeugs, der Seitenneigung des Fahrzeugs und dergleichen durchgeführt. Durch die Steuervorrichtung werden die genannten Fahrzustands-Parameter des Fahrzeugs abgetastet und mit jeweils zugeordneten Bezugswerten oder Schwellenwerten verglichen, und in Abhängigkeit von der Überschreitung oder Unterschreitung der Schwellenwerte wird auf die jeweils gewünschte Dämpfungscharakteristik umgeschaltet.

Bei Aufhängungs- und Federungssystemen von Fahrzeugen treten bekanntlich Säkulärvariationen, d.h., langfristige und allmähliche Änderungen des Fahr- und Federungsverhaltens auf. Derartige Änderungen sind insbesondere von Gewohnneiten der jeweiligen Fahrzeugbenutzer, beispielsweise vom Fahrstil abhängig. Damit eine ausreichende Genauigkeit der Steuerung des Federungssystems erhalten bleibt, muß die Steuervorrichtung nach einer solchen säkularen Änderung des Fahr- und Federungsverhaltens an den jeweiligen Zustand des Federungssystems angepaßt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Steuer-

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vorrichtung der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß die Steuercharakteristik automatisch an den Zustand des Federungssystems angepaßt wird. Darüber hinaus soll eine Anpassung an die individuellen Eigenschaften der einzelnen Federungssysteme gewährleistet sein.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs.

Erfindungsgemäß wird die Häufigkeit von Änderungen der Dämpfungscharakteristik oder Federungscharakteristik gezählt, und die Steuercharakteristik wird in Abhängigkeit von der Anzahl der aufgetretenen Änderungen angepaßt.

Zu einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung gehört ein Stellglied, mit dem die Fahrzeugfederung auf eine von mehreren möglichen Dämpfungscharakteristiken eingestellt wird. Die Betätigungen des Stellgliedes werden gezählt und die Anzahl der aufgetretenen Schaltvorgänge des Stellgliedes wird mit einem vorgegebenen Wert verglichen. Auf diese Weise wird ein Maß für die allmähliche Änderung oder Alterung des Federungssystems gewonnen. Wenn der Zählwert, der die Anzahl der aufgetretenen Schaltvorgänge angibt, einen vorgegebenen Wert überschreitet, so wird ein in der Steuervorrichtung verwendeter Bezugswert oder Schwellenwert so angepaßt, daß die säkulare Veränderung des Federungssystems ausgeglichen wird.

Diese Anordnung gestattet es, die Steuercharakteristik der Steuervorrichtung selbst noch nach den alterungsbedingten Änderungen an den Zustand des Federungssystems anzupassen.

Wahlweise kann die Steuervorrichtung darüber hinaus derart

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ausgelegt sein, daß Änderungen der Neigung des Fahrzeugaufbaus abgetastet werden, so daß der Zustand des Federungssystems genauer überwacht werden kann.

Wenn die durch die Steuervorrichtung ausgelösten Umschaltungen auf eine härtere Stoßdämpfungscharakteristik zu häufig auftreten, so wird die Häufigkeit derartiger Umschaltungen verringert, indem der Schwellenwert angehoben wird, der für die Umschaltung auf eine härtere Charakteristik maßgeblich ist. Auf diese Weise wird die Häufigkeit der Umschaltungen innerhalb eines normalen Bereichs gehalten und somit werden säkulare Änderungen der Federung und der zugehörigen Steuervorrichtung ausgeglichen.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Bevorzugt wird die Empfindlichkeit der Steuervorrichtung und damit die Häufigkeit der Umschaltvorgänge automatisch erhöht, wenn diese Häufigkeit einen unteren Bezugswert unterschreitet.

Durch diese selbstregulierende Funktion wird die Empfindlichkeit der Steuervorrichtung auf einem angemessenen Wert gehalten, durch den dauerhaft eine einwandfreie Funktion und Wirksamkeit der Steuervorrichtung gewährleistet wird.

Bevorzugt wird der Zähler, der die Umschaltvorgänge zählt, periodisch zurückgesetzt. In diesem Fall entspricht der obere Bezugswert, bei dessen Überschreitung eine Verringerung der Empfindlichkeit der Steuervorrichtung erfolgt, der maximal zulässigen Anzahl von Schaltvorgängen innerhalb des Zählintervalls, und der untere Bezugswert entspricht der minimal zulässigen Anzahl von Schaltvorgängen pro Zählintervall. Durch diese Anordnung wird die Empfindlichkeit der Steuervorrichtung automatisch stufenweise

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geregelt.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Anpassung der Empfindlichkeit in der Weise, daß die Schwellenwerte um einen vorgegebenen Betrag erhöht bzw. gesenkt werden.

In einer anderen Ausführungsform wird das Signal des Sensors, der den oder die Fahrzustands-Parameter abtastet, mit dem Wert eines Hilfs-Schwellenwertes verglichen, und es wird gezählt, wie oft der Wert des Sensorsignals den Hilfs-Schwellenwert überschreitet. Der Betrag, um den der Haupt-Schwellenwert erhöht oder gesenkt wird, wird in diesem Fall entsprechend der Häufigkeit der Überschreitungen des Hilfs-Schwellenwertes bemessen. Hierdurch wird eine genauere Kompensation der Säkulärvariationen des Federungssystems und/oder der Steuervorrichtung entsprechend den Fahrbedingungen des Fahrzeugs ermöglicht.

Bevorzugt umfaßt die Steuervorrichtung mehrere Sensoren, die mehrere für den Fahrzustand des Fahrzeugs repräsentative Parameter abtasten. Jeder dieser Parameter kann unabhängig von den übrigen Parametern das Umschalten auf eine höhere Dämpfungscharakteristik auslösen, wenn

das Sensorsignal, das diesen Parameter repräsentiert, einen zugehörigen Schwellenwert überschreitet. In diesem Fall werden die Umschaltvorgänge von einer weichen Dämpfungscharakteristik auf eine harte Dämpfungscharakteristik für jeden auslösenden Parameter gezählt, und

vjenigstens einer der Schwellenwerte, die den verschiedenen Parametern zugeordnet sind, wird variiert, wenn die Summe der Zählwerte oberhalb des oberen Bezugswertes bzw. unterhalb des unteren Bezugswertes liegt. Beispielsweise wird in dem Fall, daß die Summe der Zählwerte den oberen Bezugswert überschreitet, der Schwellenwert für den Para-

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-IOmeter verändert, der die meisten Umschaltvorgänge ausgelöst und somit am stärksten zu der hohen Zählwertsumme beigetragen hat.

Wahlweise können jedoch auch sämtliche Schwellenwerte im Verhältnis der zugehörigen Zählwerte variiert werden.

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Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Figur 1

Figur 2 ist ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Fahrzeugfederungs-Steuervorrichtung mit automatischer Anpassung der Empfindlichkeit;

ist eine Teildarstellung eines Kraftfahrzeugs und zeigt die Anordnung verschiedener Baugruppen der Steuervorrichtung ;

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Figur 3 ist ein detailiertes Blockdiagramm der Steuervorrichtung gemäß Figur 1;

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Figur 4

Figur 5

Figur 6 ist ein Schnitt durch einen Stoßdämpfer mit auf zwei Werte einstellbarer Dämpfungskraft;

ist ein Schnitt durch einen Stoßdämpfer mit auf drei Werte einstellbarer Dämpfungskraft;

ist ein vergrößerter Teilschnitt des Stoßdämpfers aus Figur 5;

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Figuren 7(A) und 7(B)

Figur 8 sind vergrößerte Schnitte längs der Linien A-A bzw. B-B in Figur 6;

ist ein Schnitt durch eine Treiberanordnung für den Stoßdämpfer gemäß Figur 5;

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Figur 9 ist ein Blockdiagramm eines Fahrzeug-Höhensensors in der Steuervorrichtung gemäß Figur 3;

NACHGEREICHT -

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Figur 10 ist ein Flußdiagramm eines durch

einen Zeitgeber ausgelösten Interrupt-Programms zur Bestimmung von Schwellenwerten; 5

Figur 11 ist ein Blockdiagramm einer Fahrzeug-

federungs-Steuervorrichtung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ; und
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Figur 12 ist ein Flußdiagramm eines abgewandel

ten Interrupt-Programms zur Bestimmung der Schwellenwerte.

Eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung ist gemäß Figur 1 einer Fahrzeugaufhängung oder einem Federungssystem 10 zugeordnet, das ein Stellglied 11 zum Umschalten der Charakteristik des Federungssystems zwischen verschiedenen Betriebsarten aufweist. Die Steuervorrichtung umfaßt einen Fahrzeugzustands-Sensor 12, der verschiedene Betriebsparameter des Fahrzeugs wie beispielsweise den Lenkungseinschlag, die Winkelstellung der Drosselklappe, den Bremsdruck und dergleichen überwacht. Der Fahrzeugzustands-Sensor 12 liefert allgemein ein Sensorsignal, das für den oder die überwachten Fahrzeugbetriebsparameter repräsentativ ist, an eine Vergleichseinrichtung 14. Die Vergleichseinrichtung 14 nimmt ferner ein Schwellenwertsignal eines Schwellenwertgebers 16 auf und vergleicht das Sensorsignal mit dem Schwellenwertsignal. Ein von der Vergleichseinrichtung 14 erzeugtes, von der Differenz zwischen dem Wert des Sensorsignals und dem Schwellenwert abhängiges Ausgangssignal gelangt an einen Treiber 18, der das Stellglied 14 erregt und entregt und auf diese Weise die Umschaltung der Betriebsart des Federungssystems bewirkt.

Zu der Steuervorrichtung gehört ferner ein Schaltvorgangs-Zähler 20, der zählt, wie oft die Betriebsart umgeschaltet

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wird, und der den Zählwert speichert. In der Praxis ist der Zähler 20 entweder mit der Vergleichseinrichtung 14 oder mit dem Treiber 18 verbunden, so daß er das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung oder ein Treibersignal des Treibers 18 aufnimmt, um die Anzahl der Betriebsart-Umschaltungen zu zählen. Der Zähler 20 übermittelt ein für die Anzahl der aufgetretenen Betriebsart-Umschaltungen repräsentatives Zählsignal an einen Diskriminator 22. Der Diskriminator ist ferner mit einem Schalt-Bezugswertgeber 24 verbunden und nimmt von diesem ein Bezugssignal auf. Auf der Grundlage der Differenz zwischen dem Schwellenwert und dem zählwert liefert der Diskriminator 22 ein Diskriminatorsignal an den Schwellenwertgeber 16. Der Schwellenwertgeber 16 ermittelt anhand des Diskriminatorsignals den in die Vergleichseinrichtung 14 einzugebenden Schwellenwert.

Im praktischen Betrieb erzeugt der Bezugswertgeber 24 obere und untere Bezugswerte, die einen vorgegebenen Standardoder Normalbereich der Empfindlichkeit der Federungs-Steuervorrichtung definieren. Solange der Wert des Zählsignals innerhalb des Standardbereichs bleibt, wird der von dem Schwellenwertgeber 16 ausgegebene Schwellenwert auf einem vorgegebenen Standardwert gehalten. Wenn jedoch der Zählwert unter den Bezugswert absinkt, wird der Schwellenwert um einen bestimmten Betrag verringert, so daß die Empfindlichkeit der Steuerung, d.h., die Frequenz der durch das Sensorsignal bewirkten Betriebsart-Umschaltungen erhöht wird. Wenn dagegen der Zählwert den oberen Bezugswert überschreitet, wird der Schwellenwert um einen bestimmten Betrag erhöht, so daß die Empfindlichkeit der Steuerung und somit die Schaltfrequenz der Betriebsart-Umschaltungen verringert wird.

Wenn die Anzahl der Betriebart-Umschaltungen unterhalb eines durch den unteren Bezugswert definierten Grenzwertes liegt, wird somit in der Federungs-Steuerung ein kleinerer Schwellen-

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wert verwendet, damit die Betriebsart-Umschaltfrequenz zunimmt. In diesem Fall ist die Empfindlichkeit der Steuerung höher als bei einer Häufigkeit der Betriebsart-Umschaltungen innerhalb des Standardbereichs. Wenn dagegen die Anzahl der Umschaltungen einen durch den oberen Bezugswert definierten oberen Grenzwert überschreitet, wird angenommen, daß die Empfindlichkeit des Federungssystems zu groß ist. In diesem Fall kann festgestellt werden, daß die Dämpfungskraft oder Stoßdämpfungscharakteristik der Fahrzeugaufhängung infolge alterungsbedingter Änderungen kleiner als der ursprüngliche Standardwert geworden ist. In diesem Fall wird daher die Empfindlichkeit der Steuerung verringert, damit die Genauigkeit der Abtastung der Fahrbedingungen des Fahrzeugs gewährleistet und die ausgewählte Betriebsart an den Fahrzeugzustand angepaßt wird.

Ein erstes bevorzugres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen selbstregulierenden Steuervorrichtung soll nachfolgend anhand der Figuren 2 bis 10 im einzelnen beschrieben werden. Die Einrichtung zur Selbstregulierung oder zum automatischen Nachstellen der Steuervorrichtung, die ein wesentliches Merkmal der Erfindung bildet, kann jedoch an Federungs-Steuervorrichtungen beliebiger Bauart vorgesehen sein, bei denen die Stoßdämpfungscharakteristik durch Auswahl der jeweiligen Betriebsart unter einer Vielzahl vorgegebener Betriebsarten eingestellt wird und bei denen ein Sensor zur Abtastung eines Parameters der Federungssteuerung einen Wert liefert, der zur Auswahl der geeigneten Betriebsart mit einem Bezugswert verglichen wird. Insofern ist die nachfolgend beschriebene Steuervorrichtung lediglich als Beispiel zu verstehen.

Figur 2 zeigt ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Federungs-Steuervorrichtung. Die Fahrzeugkarosserie 32

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stützt sich über Aufhängungen 34 ,34 ,34 und 34_RR auf den linken und rechten Vorder- und Hinterrädern 30 des Fahrzeugs ab. Im gezeigten Beispiel weist jede der Aufhängungen 34 ,34 ,34 und 34 _R einen Stoßdämpfer 36 mit variabler Dämpfungskraft auf, der wahlweise in einer von mehreren verschiedenen Dämpfungs-Betriebsarten arbeitet. Die zur Verfügung stehenden Betriebsarten umfassen wenigstens eine "harte" Betriebsart, in der eine hohe Dämpfungskraft erzeugt wird, und eine "weiche" Betriebsart, in der eine verhältnismäßig geringe Dämpfungskraft erzeugt wird. Zum Umschalten zwischen den verschiedenen Betriebsarten ist jedem der Stoßdämpfer 36 ein Stellglied 38_pL, 38_pR, 38^ bzw. 38_ΏΤ3 zugeordnet. Die Stellglieder sind jeweils mit einer Treiberschaltung 102__r, 102__., 102_._T bzw. 102_ΏΏ ver-

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bunden. Die Treiberschaltungen sind ihrerseits mit einer Steuereinheit 100 verbunden, die einen Mikroprozessor einschließt und Steuersignale auf der Grundlage abgetasteter Fahrzeug-Fahrbedingungen erzeugt.

Zur Überwachung der Fahrbedingungen sind Eingänge der Steuereinheit 100 mit einem Lenkwinkelsensor 104, einem Drosselklappensensor 106 und einem Bremsdrucksensor 108 verbunden. Darüber hinaus kann die Steuereinheit 100 mit einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 110, Fahrzeug-Höhensensoren 112^, 112_pR, 112^., 112_pR( ¹¹² _RL> ¹¹² _RR ^und

dergleichen verbunden sein. Der Lenkwinkelsensor 104 ist in üblicher Weise an einer Lenksäule 103 montiert und überwacht die Winkelauslenkung eines Lenkrades 105 und erzeugt ein entsprechendes Lenkwinkelsignal. Das Lenkwinkelsignal dient als Parameter, der das auf das Fahrzeug ausgeübte Rollmoment und/oder Giermoment angibt. Der.Drosselsensor 106 erfaßt die Winkelauslenkung der Drosselklappe und überwacht auf diese Weise Beschleunigungen und Verzögerungen des Fahrzeugs, die beide zu Änderungen des Fahrzeugprofils, d.h., zu Aufwärts- und Abwärts-Nickbewegungen führen. Der Drosselklappensensor 106 erzeugt ein

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Drosselklappensignal entsprechend der Winkelstellung der Drosselklappe. Der Bremsdrucksensor 108 ist in einem hydraulischen Bremskreis des Fahrzeugs angeordnet und überwacht den Bremsdruck in diesem Bremskreis und somit den Bremszustand des Fahrzeugs. Der Bremsdrucksensor 108 erzeugt ein Bremsdrucksignal entsprechend dem Bremsdruck in dem Bremskreis.

Mit Hilfe der Fahrzeug-Höhensensoren 112„_T,112„„, 112_πτ

Γ Ij In KJj und 112_RR wird an jedem Rad 30 des Fahrzeugs die Höhe des Fahrzeugs abgetastet. Jeder der Höhensensoren erzeugt ein Höhensignal entsprechend der Höhe des Fahrzeugs an dem betreffenden Rad.

Durch die Steuereinheit 100 werden Steuersignale auf der Grundlage der oben genannten Sensor-Signale erzeugt.

Eine Steuerung der Fahrzeugfederung in Abhängigkeit von dem Lenkwinkelsignal eines Lenkwinkelsensors wird in der veröffentlichten europäischen Patentanmeldung Nr. 0 145 beschrieben. Steuerungen der Fahrzeugfederung,, durch die Aufwärts- und Abwärts-Nickbewegungen der Fahrzeugkarosse- · rie unterdrückt werden, werden in der veröffentlichten europäischen Patentanmeldung Nr. 0 135 902 und in der japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 60-154 906 beschrieben. Steuerungen der Fahrzeugfederung in Abhängigkeit vom Straßenzustand und von Schlingerbewegungen des Fahrzeugs werden beschrieben in der am ü6. September 1985 eingereichten US-Patentanmeldung Serial No.

647 648 und in den veröffentlichten europäischen Patentanmeldungen 0 157 181, 0 166 313 und 0 167 455. Auf den Inhalt der oben genannten veröffentlichten Patentanmeldungen wird hiermit Bezug genommen.

Figur 4 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des Stoßdämpfers

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36 mit variabler Dämpfungskraft, der im Zusammenhang mit der in Figuren 2 und 3 gezeigten Steuervorrichtung verwendet wird. Der Stoßdämpfer 36 weist allgemein einen hohlen Zylinder 200 und einen in das hohle Innere des Zylinders 200 eingepaßten Kolben 202 auf. Der Kolben 202 bildet innerhalb des Zylinders 200 obere und untere Fluidkammern 204 und 206. In dem Zylinder 200 ist darüber hinaus eine pneumatische Kammer 208 ausgebildet, die von der unteren Fluidkammer 206 durch eine scheibenförmige bewegliche Trennwand 209 getrennt ist. Die pneumatische Kammer 208 ist mit einem komprimierten Gas ausgefüllt.

Der Kolben 202 ist mit der nicht gezeigten Fahrzeugkarosserie über eine Kolbenstange 210 verbunden. Die Kolbenstange 210 weist obere und untere Abschnitte 212 und auf. Der obere Abschnitt 212 ist mit einer durchgehenden axialen öffnung 216 versehen, deren unteres Ende in einer Ausnehmung 218 am unteren Ende des oberen Abschnitts mündet. Der untere Abschnitt 214 weist am oberen Ende einen Kopf 220 auf, der in die Ausnehmung 218 eingreift. Eine mit der durchgehenden Öffnung 216 des oberen Abschnitts 212 der Kolbenstange 210 verbundene Aussparung der Kolbenstange nimmt ein Stellglied 224 auf, das durch die Öffnung 216 hindurch über eine Leitung 226 mit der zugehörigen Treiberschaltung 102_,_T , 102__, 102„_T oder

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102_._, verbunden ist. Das Stellglied 224, das beispielsweise durch eine Magnetspule gebildet wird, ist mit einem Stößel 228 versehen, der an seinem unteren Ende einen Fortsatz 230 aufweist. Der Fortsatz ragt in eine in dem unteren Abschnitt 214 der Kolbenstange ausgebildete Führungsöffnung 232. Die Führungsöffnung 232 durchquert einen in dem unteren Abschnitt 214 der Kolbenstange ausgebildeten Fluidkanal 234, der die oberen und unteren Fluidkammern 204 und 206 miteinander verbindet.

Der Fluidkanal 234 dient als Bypass für Strömungsbegrenzende

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Fluidkanäle 236 und 238 in dem Kolben 202. Das obere Ende des Fluidkanals 238 ist durch ein elastisches stromungsbegrenzendes Ventil 240 verschlossen, und das untere Ende des Fluidkanals 236 ist in ähnlicher Weise durch ein Strömungsbegrenzendes Ventil 242 verschlossen. Die Ventile 240 und 242 arbeiten als Rückschlagventil und stellen auf diese Weise Einweg-Fluidverbindungen in entgegengesetzte Richtungen her. Da die Ventile 240 und 242 darüber hinaus in Richtung auf die Mündungen der Fluidkanäle 236 und 238 vorgespannt sind, wird die Fluidverbindung zwischen den oberen und unteren Fluidkammern 204 und 206 nur dann hergestellt, wenn die Druckdifferenz zwischen diesen Kammern einem vorgegebenen öffnungsdruck der Ventile 240,242 entspricht.

Die Querschnittsflächen der Fluidkanäle 236 und 238 und die eingestellten Öffnungsdrücke der Ventile 240 und 242 bestimmen die Dämpfungskraft, die in der durch eine hohe Dämpfungskraft ausgezeichneten Betriebsart "hart" erzeugt wird. Die Querschnittsfläche des Fluidkanals 234 bestimmt den Abfall der Dämpfungskraft in der durch eine niedrige Dämpfungskraft ausgezeichneten Betriebsart "weich" gegenüber der Betriebsart "hart".

Der Stößel 228 mit dem Fortsatz 230 bildet ein Ventilglied, das normalerweise durch eine Feder 244 nach oben vorgespannt ist. Wenn das Stellglied 224 nicht erregt ist, ist der untere Abschnitt des Fortsatzes 230 des Ventilglieds 228 über den Fluidkanal 234 angehoben, so daß eine Fluidverbindung zwischen den oberen und unteren Kammern besteht. Wenn das Stellglied 224 erregt wird, bewegt sich das Ventilglied 228 entgegen der elastischen Kraft der Schraubenfeder 244 abwärts, so daß der Fluidkanal 234 durch den Fortsatz 230 blockiert wird. Hierdurch wird die Fluidverbindung zwischen den oberen und unteren Fluid-

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kammern 204 und 206 über den Fluidkanal 234 unterbrochen. Wenn die Fluidverbindung über den Fluidkanal 234 besteht, ist die durch den Stoßdämpfer 36 erzeugte Dämpfungskraft niedrig. Wenn dagegen der Fluidkanal 234 geschlossen ist, ist der Strömungsdurchsatz der Hydraulikflüssigkeit verringert, so daß sich eine höhere Dämpfungskraft ergibt. Wenn das Ventilglied 228 in die untere Position verschoben ist, arbeitet der Stoßdämpfer daher in der Betriebsart "hart", in der eine hohe Dämpfungskraft gegenüber vertikalen Stoßen erzeugt wird.

Im Normalzustand, wenn das Steuersignal der Steuereinheit 100 einen niedrigen Wert (logisch 0) hat, wird das Ventilglied durch die Federwirkung in der oberen Stellung gehalten, so daß der Fortsatz 230 nicht in den Fluidkanal 234 vorspringt. Somit wird eine Fluidverbindung zwischen den oberen und unteren Kammern sowohl über den Fluidkanal 234 als auch über denjenigen der Strömungsbegrenzenden Kanäle 236 und 238 geschaffen,der bei der betreffenden Bewegungsrichtung des Kolbens geöffnet ist. Infolgedessen ist die gesamte Strömungsbegrenzung verhältnismäßig gering, so daß der Stoßdämpfer in der Betriebsart "weich" arbeitet.

Wenn die Steuereinheit ein Steuersignal mit einem hohen Signalwert (logisch 1) erzeugt, werden die Treiberschaltungen 102 für die einzelnen Stoßdämpfer 36 aktiviert, so daß die Stellglieder 224 erregt werden. Das Stellglied 224 bewegt das Ventilglied 228 nach unten. Bei dieser Abwärtsbewegung tritt das untere Ende des Fortsatzes 230 des Ventilglieds 228 in den Fluidkanal 234 ein, so daß die Fluidverbindung zwischen den oberen und unteren Fluidkammern 204 und 206 über den Fluidkanal 234 unterbrochen wird. Daher erfolgt der Flüssigkeitsaustausch zwischen den oberen und unteren Fluidkammern 204 und 206 lediglich durch jeweils einen der Fluidkanäle 236 und 238. Es ergibt sich in

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diesem Fall eine erhöhte Strömungsbegrenzung, die zu einer größeren Dämpfungskraft als in der Betriebsart "weich" führt. Somit arbeitet der Stoßdämpfer 36 in diesem Fall in der Betriebsart "hart".
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Figuren 5 bis 8 zeigen eine abgewandelte Ausführungsform eines Stoßdämpfers mit variabler Dämpfungscharakteristik. Bei dieser Ausführungsform kann der Stoßdämpfer in den drei Betriebsarten "hart", "mittel" und "weich" arbeiten. In der Betriebsart "mittel" liegt die Dämfpungskraft zwischen den Dämpfungskräften in den Betriebsarten "weich" und "hart".

Der Stoßdämpfer 36 weist koaxiale innere und äußere Zylinder 302 und 304 auf. Die oberen und unteren Enden der Zylinder 302 und 304 sind durch Stopfen 306 und 305 verschlossen. Der Stopfen 306 weist eine Dichtung 307 auf, die eine flüssigkeitsdichte Abdichtung gewährleistet. Eine Kolbenstange 308 erstreckt sich durch eine Öffnung 312 des Stopfens 307 und ist mit ihrem oberen Ende starr mit der nicht gezeigten Fahrzeugkarosserie verbunden. Andererseits ist die Kolbenstange 308 mit einem Kolben 314 verbunden, der aufwärts und abwärts in dem inneren Zylinder 302 beweglich ist und in diesem Zylinder obere und untere Fluidkammern 316 und 318 begrenzt.

Der Kolben 314 ist. mit Fluidkanälen 320 und 322 versehen, die die oberen und unteren Fluidkammern 316 und 318 miteinander verbinden. Darüber hinaus weist der Kolben 314 in seiner oberen und unteren Oberfläche konzentrisch zu seiner Achse verlaufende ringförmige Nuten 324 und 326 auf. Das obere Ende des Fluidkanals 320 mündet in der Nut 324, und das untere Ende des Fluidkanals 322 mündet in der Nut 326. Obere und untere Rückschlagventile 328 und 330 sind jeweils gegenüberliegend zu den Nuten 324 und 326 angeordnet,

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so daß sie die Nuten in ihrer Schließstellung verschließen. Das untere Ende des Fluidkanals 320 mündet in der unteren Oberfläche des Kolbens in einer Position außerhalb des Rückschlagventils 330. In entsprechender Weise mündet das obere Ende des Fluidkanals 320 in einer Position außerhalb des Rückschlagventils 328 in der oberen Oberfläche des Kolbens.

Der Fluidkanal 322 ist daher während des Expansionshubes des Kolbens, d.h., während des Ausfederns des Stoßdämpfers aktiv. In dieser Phase verhindert das Rückschlagventil 328 eine Fluidströmung durch den Fluidkanal 320. Während des Kompressionshubes des Kolbens, d.h., während des Einfederns der Federung, ist der Fluidkanal 320 aktiv, so daß Stoßdämpferöl aus der unteren Fluidkammer 318 über den Fluidkanal 320 in die obere Fluidkammer 316 einströmt, während der Fluidkanal 322 durch das Rückschlagventil 330 blockiert wird.

Die Kolbenstange 308 ist hohlzylindrisch ausgebildet und nimmt einen Dämpfungskraft-Einstellmechanismus 400 auf. Der Einstellmechanismus 400 enthält ein Ventil 402 zum Einstellen des Strömungsquerschnitts für die Strömung der Arbeitsflüssigkeit zwischen-den oberen und unteren Fluidkammern. Im beschriebenen Ausführungsbeispiel ermöglicht das Ventil 402 die Einstellung von drei verschiedenen Strömungsquerschnitten entsprechend den drei Betriebsarten "hart", "mittel" und "weich", wobei der kleinste Strömungsquerschnitt einer harten Dämpfungscharakteristik und der größte Strömungsquerschnitt einer weichen Dämpfungscharakteristik entspricht. Abweichend von dem beschriebenen Ausführungsbeispiel können mit Hilfe des Ventils auch mehr als drei unterschiedliche Strömungsquerschnitte entsprechend mehreren verschiedenen Dämpfungskräften oder Betriebsarten einstellbar sein.

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Gemäß Figur 6 weist die Kolbenstange 308 eine durchgehende Axialbohrung 404 auf, die mit ihrem unteren Ende in der unteren Fluidkammer 318 mündet. Eine Dichtung 408 dichtet das untere Ende der Axialbohrung 404 der Kolbenstange ab und ist mit einer axialen Durchgangsöffnung 410 versehen, die koaxial zu der Axialbohrung 404 der Kolbenstange verläuft. Die Axialbohrung 404 und die Durchgangsöffnung 410 bilden somit eine durch die Kolbenstange verlaufende Strömungsbahn 412 für die Arbeitsflüssigkeit. Die Kolbenstange 308 weist ein oder mehrere radiale Öffnungen 414 auf, die zu der oberen Fluidkammer 316 geöffent sind. Die oberen und unteren Fluidkammern 316 und 318 sind somit über die Strömungsbahn 412 und die radialen öffnungen 414 miteinander verbunden.

Ein festes Ventilelement 416 mit einem erweiterten oberen Ende 418 ist in die Axialbohrung 404 der Kolbenstange eingepaßt. Der äußere Umfang des erweiterten oberen Endes 418 des Ventilelements 416 steht in dichtender Berührung mit der Innenfläche der Axialbohrung. Das Ventilelement 416 weist einen Abschnitt 420 auf, dessen Durchmesser kleiner als der Durchmesser des oberen Endes 418 ist und der zusammen mit der Innenwand der Axialbohrung 404 der Kolbenstange eine Ringkammer 422 bildet. Das feste Ventilelement 416 weist ferner zwei Sätze radial verlaufender öffnungen 424 und 426 sowie einen inneren Hohlraum 428 auf. Die radialen öffnungen 424 und 426 verbinden den Hohlraum 428 mit der Ringkammer 422. Ein bewegliches oder drehbares Ventilglied 430 ist in dem Hohlraum 428 des festen Ventilelements 416 angeordnet. Der äußere Umfang des Ventilglieds 430 steht in gleitender, flüssigkeitsdichter Berührung mit der Innenfläche des festen Ventilelements 416. Das Ventilglied 430 ist mit radialen öffnungen 432 und 434 versehen, die den öffnungen 424 und 426 des festen Ventilelements 416 gegenüberliegen.

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Wie in Figuren 7(A) und 7(B) zu erkennen ist, umfassen die Öffnungen 424 und 426 des Ventilelements jeweils erste, zweite und dritte Öffnungen 424a,424b, 424c bzw. 426a, 426b und 426c. Die ersten öffnungen 424a und 426a weisen den kleinsten Querschnitt auf. In der Betriebsart "hart" sind die Öffnungen 432 und 434 des drehbaren Ventils mit den ersten Öffnungen des Ventilelements ausgerichtet, so daß eine Fluidverbindung zwischen den oberen und unteren Fluidkammern 316 und 318 über die ersten Öffnungen 424a und 426a gebildet wird. Die dritten Öffnungen 424c und 426c weisen den größten Querschnitt auf und sind in der Betriebsart "weich" mit den öffnungen 432 und 434 des Ventilglieds ausgerichtet. Die zweiten Öffnungen 424b und 426b weisen einen mittleren Querschnitt auf und sind in der Betriebsart "mittel" mit den öffnungen 432 und 434 ausgerichtet. Das drehbare Ventilglied 430 enthält ein Rückschlagventil 436. Das Rückschlagventil 436 ist normalerweise durch eine Feder 440 gegen einen Ventilsitz 438 vorgespannt, so daß eine Strömung der Arbeitsflüssigkeit nur in einer Richtung von der unteren Fluidkammer in die obere Fluidkammer ermöglicht wird. Hierdurch wird erreicht, daß die Dämpfungskraft beim Einfedern etwas geringer als beim Ausfedern ist.

Wie in Figur 8 zu erkennen ist, ist das drehbare Ventilglied 430 über ein Differentialgetriebe 444 und eine Ausgangswelle 446 mit einem elektrisch betätigten Stellglied wie beispielsweise einem elektrischen Schrittmotor 442 verbunden. Mit der Ausgangswelle 446 ist ein Potentiometer 448 verbunden. Das Potentiometer 448 weist einen Schleifer 450 mit Kontakten 450a,450b und 450c auf. Die Kontakte 450a,450b und 450c stehen in gleitender Berührung mit festen Kontakten 452a,452b und 452c einer festen Kontaktplatte 452. Entsprechend den elektrischen Verbindungen zwischen dem Schleifer und der festen Kontaktplatte erzeugt

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das Potentiometer 448 ein von der Winkelstellung des drehbaren Ventilglieds abhängiges Betriebsartsignal, das die mit Hilfe des Einstellmechanismus ausgewählte Betriebsart anzeigt. Der Schrittmotor 442 ist elektrisch mit der Steuereinheit 100 verbunden und nimmt als Betriebsart-Wählsignal ein Steuersignal auf, durch das der Schrittmotor 442 in eine der gewünschten Ventilstellung entsprechend der Winkelstellung gedreht wird. Zur Anzeige der ursprünglichen Ventilstellung wird durch das Potentiometer das 3etriebsartsignal als Rückkopplungssignal zurückgemeldet.

Die Steuereinheit 100 kann wahlweise auf Handbetrieb oder · automatischen Betrieb eingestellt sein.

Wie in Figur 5 gezeigt ist, weist der Stoßdämpfer eine zwischen den inneren und äußeren Zylindern 302 und 304 gebildete Speicherkammer 332 auf, die über den unteren Stopfen 305 mit der unteren Fluidkammer 318 in Verbindung steht. Der untere Stopfen 305 kann derart ausgelegt sein, daß er bei der Erzeugung der Dämpfungskraft mit dem Kolben zusammenwirkt. Der untere Stopfen kann ebenfalls einen Einstellmechanismus zum Einstellen der Dämpfungskraft während des Einfederns und Ausfederns des Fahrzeugs enthalten. Zwischen den inneren und äußeren Zylindern 302 und 304 wird darüber hinaus eine auf relativ niedrigem Druck stehende pneumatische Kammer 336 gebildet.

Nachfolgend soll die Wirkungsweise des Einstellmechanismus erläutert werden.

, Figuren 7(A) und (B) zeigen die Einstellung in der Betriebsart "hart". In diesem Fall ist die Öffnung 432 des Ventilglieds 430 mit der Öffnung 424a und die Öffnung 434 mit der Öffnung 426a ausgerichtet. Während des Ausfederns des

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Fahrzeugs strömt die Arbeitsflüssigkeit aus der oberen Fluidkammer 316 durch die verengte öffnung 426a in die untere Fluidkammer 318. Während des Einfederns strömt die Arbeitsflüssigkeit über die Öffnungen 424a und 426a aus der unteren Fluidkammer 318 in die obere Fluidkammer 316. Da die ersten Öffnungen 424a und 426a den kleinsten Querschnitt aufweisen, ergibt sich in diesem Fall eine maximale Dämpfungskraft.

In der Betriebsart "mittel" sind die öffnungen 432 und des drehbaren Ventilglieds 430 mit den zweiten öffnungen 424b und 426b ausgerichtet.

Bei weicher Dämpfungscharakteristik sind die öffnungen und 436 mit den dritten öffnungen 424c und 426c ausgerichtet. Da die dritten öffnungen unter den drei Sätzen von Öffnungen den größten Querschnitt aufweisen, ergibt sich in der Betriebsart "weich" eine minimale Dämpfungskraft.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der elektrische Schrittmotor 442 über die Treiberschaltung 102 mit der Steuereinheit 100 verbunden. Ähnlich wie bei dem zuvor beschriebenen Stoßdämpfer mit zwei Einstellungen wählt auch hier die Steuereinheit 100 die geeignete Dämpfungscharakteristik anhand des abgetasteten Straßenzustands aus. In diesem Fall wird jedoch ein dreiwertiges Steuersignal zum Einstellen des Stoßdämpfers auf eine der Betriebsarten "weich", "mittel" oder"hart" erzeugt. Die Treiberschaltung 102 spricht auf das Steuersignal an und treibt den Schrittmotor 442 derart, daß das Ventilglied 430 in die gewünschte Ventilstellung gedreht wird.

In Abwandlung des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels kann im Rahmen der vom Straßenzustand abhängigen Steuerung auch lediglich eine Auswahl zwischen den Betriebsarten

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"weich" und "mittel" vorgesehen sein. In diesem Fall wird der Stoßdämpfer in allen Zuständen, in denen er beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel auf eine harte Dämpfungscharakteristik eingestellt würde, auf eine mittlere Dämpfungscharakteristik eingestellt.

Wenn unterschiedliche Dämpfungskräfte für den Expansionshub und den Kompressionshub des 'Kolbens gewünscht werden, können die Querschnitte der öffnungen 424a,424b,424c verschieden von den Querschnitten der öffnungen 426a,426b und 426c gewählt werden. Darüber hinaus kann, falls eine noch größere Dämpfungskraft in der Betriebsat "hart" gewünscht wird, die öffnung 424a vollständig fortgelassen werden, so daß sich eine größere Strömungsbegrenzung während des Expansionshubs des Kolbens ergibt.

Bei dem in Figur 4 gezeigten Ausführungsbeispiel umfaßt der Fahrzeug-Höhensensor 112 eine zylindrische Haube 500, deren unterer Abschnitt mit dem Zylinder 200 des Stoßdämpfers 36 überlappt. Die Haube 500 ist an der Kolbenstange 210 befestigt und zusammen mit dieser in senkrechter Richtung beweglich. Am inneren Umfang der Haube 500 ist eine Abtastspule 504 angebracht.

Gemäß Figur 9 umfaßt der Fahrzeug-Höhensensor 112 ferner einen mit der Abtastspule 104 verbunden LC-Oszillator 506 und einen Frequenz/Spannungs-Wandler 508. Der Höhensensor 112 erzeugt ein Höhensignal, dessen Wert der Verschiebung der Kolbenstange 210 in Bezug auf den Zylinder 200 des betreffenden Stoßdämpfers entspricht.

Gemäß Figur 3 umfaßt die Steuereinheit 100 einen Mikroprozessor mit einem Eingabe/Ausgabe-Interface, einer arithmetischen Einheit wie etwa einer Zentraleinheit, und einen Speicher, beispielsweise ROM, RAM, Register und dergleichen. Die Steuereinheit 100 nimmt Sensorsignale des

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Lenkwinkelsensors 104, des Drosselklappensensors 106, des Bremsdrucksensors 108, des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 110 und der Fahrzeug-Höhensensoren 112^- ,112.-,.,,

HL· IK

112_._T und 112__)T, auf und liefert Steuersignale an die

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Treiberschaltungen 102_FL,102_pR/102_RL und 102_RR. Die

Aufnahme und Ausgabe der Signale erfolgt über das Eingabe/Ausgabe-Interface .

Die arithmetische Einheit der Steuereinheit 100 bewirkt eine Anpassung der Dämpfungskraft an die Fahrbedingungen, die durch die oben erwähnten Sensorsignale repräsentiert werden. Eine Steuerung zur Kompensation der Rollbewegungen des Fahrzeugs wird in Abhängigkeit von dem Signal des Lenkwinkelsensors 104 ausgeführt. Bei dieser Steuerung wird das Lenkwinkelsignal mit einem Lenkwinkel-Schwellenwert verglichen, der ein Kriterium für die Neigung des Fahrzeugs zu einer Rollbewegung um seine Längsachse bildet. Solange das Lenkwinkelsignal kleiner oder gleich dem Schwellenwert ist, wird eine weiche Dämpfungscharakteristik verwendet. Wenn dagegen das Lenkwinkelsignal größer als der Schwellenwert wird, so wird ein Steuersignal zum Umschalten auf eine harte Dämpfungscharakteristik erzeugt. Durch diese Maßnahme wird die Seitenneigungsstabilität des Fahrezugs verbessert und eine bessere Handhabung des Fahrzeugs ermöglicht.

Das Signal des Bremsdrucksensors 106 entspricht dem Bremsdruck in dem hydraulischen Bremskreis des Fahrzeugs. Das Bremsdrucksignal wird mit einem vorgegebenen Bremsdruck-Schwellenwert verglichen, um einen Bremsvorgang abzutasten. In Abhängigkeit von dem Bremsdrucksignal wird eine Steuerung der Fahrzeug-Federung durchgeführt, durch die die Abwärts-Nickbewegung der Fahrzeugkarosserie beim Bremsen unterdrückt oder gemildert werden soll. Wenn das Bremsdrucksignal unterhalb des Schwellenwertes liegt, sind

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die Stoßdämpfer 36 auf die Betriebsart "weich" eingestellt. Wenn dagegen die Bremsen betätigt werden, und das Bremsdrucksignal über den Schwellenwert ansteigt, so wird auf eine harte Dämpfungscharakteristik umgeschaltet.

In ähnlicher Weise wird eine Steuerung in Abhängigkeit von der Winkelstellung der Drosselklappe durchgeführt, um Aufwärts-Nickbewegungen der Fahrzeugkarosserie beim Beschleunigen zu unterdrücken. Die Winkelstellung der Drosselklappe wird anhand des Drosselklappensignals des Drosselklappensensors 108 ermittelt. Die Winkelauslenkung der Drosselklappe wird sodann mit einem vorgegebenen Beschleunigungs-Schwellenwert verglichen, der ein Kriterium für die Neigung des Fahrzeugs zum Anheben des Fahrzeugbugs bzw. zum Absenken des Hecks darstellt. Solange die Winkelauslenkung der Drosselklappe kleiner oder gleich dem Beschleunigungs-Schwellenwert ist, sind die Stoßdämpfer auf eine weiche Dämpfungscharakteristik eingestellt. Wenn die Winkelauslenkung der Drosselklappe größer als der Schwellenwert wird, so wird auf eine harte Dämpfungscharakteristik umgeschaltet.

Zur Dämpfung von vertikalen Schwingungen oder Stößen wird eine Steuerung der Federung in Abhängigkeit von den Signalen der Höhensensoren 112__ ,112__,112_,_T und 112_ητ, durch-

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geführt. Der Mittelwert der durch die Höhensensoren erzeugten Höhensignale dient als ein Maß für die senkrechte Auslenkung der Fahrzeugkarosserie in Bezug auf die Radachsen. Der erhaltene Wert wird mit einem vorgegebenen Wert verglichen, der für die Höhe der Fahrzeugkarosserie in der Neutralstellung oder Gleichgewichtsstellung repräsentativ ist. Die Stoßdämpfer sind auf eine weiche Dämpfungscharakteristik eingestellt, solange der Mittelwert innerhalb eines vorgegebenen Höhenbereiches um die Neutralstellung

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liegt. Wenn der Mittelwert der Fahrzeughöhe den vorgegebenen Bereich verläßt, wird auf eine harte Dämpfungscharakteristik umgeschaltet.

Die Steuereinheit 100 enthält darüber hinaus Zähler 114, 116,118 und 120, die zählen, wie häufig die Betriebsart der Stoßdämpfer in Abhängigkeit von den oben beschriebenen Steuerparametern von weich auf hart umgeschaltet wird. Der Zähler 114 zählt die Umschaltvorgänge, die durch Lenkradeinschlage jenseits der Rollschwelle L_R ausgelöst werden. Der Zähler 114 erzeugt somit ein Zählsignal N-,, dessen Wert die Anzahl der Umschaltvorgänge von einer weichen Dämpfungscharakteristik auf eine harte Dämpfungscharakteristik repräsentiert, die durch eine nennenswerte Neigung des Fahrzeugs um die Rollachse hervorgerufen wurden. Mit Hilfe des Zählers 116 wird gezählt, wie oft die Umschaltung von weich auf hart ausgelöst wurde, weil der Bremsdruck die Bremsdruckschwelle L„ überschritten hatte. Der Zähler 116 erzeugt somit ein Zählsignal N.,, das die Anzahl der Steuervorgänge zur Unterdrückung von Abwärts-Nickbewegungen der Fahrzeugkarosserie repräsentiert. Der Zähler 118 zählt die weich-hart-Umschaltungen, die durch eine Auslenkung der Drosselklappe über die Beschleunigungsschwelle L_g hinaus ausgelöst wurden. Der Zähler 118 erzeugt ein Zählsignal N_a, dessen Wert die Anzahl der Steuervorgänge zur Unterdrückung von Aufwärts-Nickbewegungen der Fahrzeugkarosserie angibt. Der Zähler 120 dient zum Zählen der weich-hart-Umschaltvorgänge, die dadurch ausgelöst wurden, daß die abgetastete Fahrzeughöhe außerhalb des Normalbereichs lag. Der Zähler 120 erzeugt ein Zählsignal N₁,, dessen Wert die Anzahl der Steuervorgänge zur Unterdrückung von Vertikalschwingungen der Fahrzeugkarosserie angibt.

Figur 10 ist ein Flußdiagrainm eines Programms zur über-

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mittlung der Schwellenwerte L_R,L ,L- und L_ in Abhängigkeit von der Häufigkeit der Änderungen der Dämpfungscharakteristik.

Das in Figur 10 dargestellte Programm wird als periodisches Interrupt-Programm ausgeführt. Die Zähler 114, 116,118 und 120 werden jeweils nach Durchlaufen des Programms zurückgesetzt. Die Zählwerte Ν-,,Ν...,,N_ und N_, repräsentieren daher die Anzahl der Änderungen der Dämpfungscharakteristik von weich nach hart, die während eines Programmzyklus des in Figur 10 gezeigten Programms aufgetreten sind.

Bei der Durchführung des Programms werden zunächst in Schritt 1002 die Zählwerte N_D,N„,N. und N_n der Zähler 114,116,118 und 120 gelesen. Anschließend wird in Schritt 1004 die Summe 5n der Zählwerte N^NL₁₇N₀ und N₁₃ berechnet. Die Summe ^N wird sodann in Schritt 106 mit einem unteren Bezugswert N_ verglichen, der einer Mindesthäufigkeit der Umschaltvorgänge entspricht.

Der untere Bezugswert N_T wird im Hinblick auf die erwartete Lebensdauer des Fahrzeugs oder im Hinblick auf die erwartete Gesamtkilometerleistung des Fahrzeugs während seiner Lebensdauer festgelegt. Speziell wird der untere Bezugswert N_T nach der folgenden Gleichung ermittelt:

N = (erwartete Kilometerleistung während der Lebensdauer des Fahrzeugs) / (vorgegebene konstante Strecke),

oder

35

(erwartete Lebensdauer) / (vorgegebene konstante Fahrzeit)

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— 31 -

Die durch den unteren Bezugswert N_ repräsentierte Mindesthäufigkeit ist somit ein Maß für die kleinstmögliche Anzahl von Umschaltvorgängen der Betriebsart der Stoßdämpfer 36 von weich nach hart, die unter normalen Bedingungen pro Zeiteinheit auftreten. Die Zeiteinheit wird mit Vorteil an die Periode der Durchführung des in Figur 10 gezeigten Programms angepaßt.

Wenn die Summe 2^N kleiner als der untere Bezugswert N_L ist, so bedeutet dies daher, daß die tatsächliche Anzahl der aufgetretenen Schaltvorgänge kleiner als die unter normalen Bedingungen zu erwartende Mindestanzahl ist. Dies bedeutet wiederum, daß die Empfindlichkeit der Federungs-Steuerungvorrichtung zu gering ist. In diesem Fall sollte daher die Empfindlichkeit, mit der die Steuervorrichtung auf die Fahrbedingungen des Fahrzeugs anspricht, erhöht werden. Zu diesem Zweck sollten die Schwellenwerte L_n,Ιί._τ,Ιι_σ und L_ für die Rollbewegung, den Bremsdruck, die Beschleunigung und die Fahrzeughöhe modifiziert werden.

In der Praxis wird eine höhere Empfindlichkeit dadurch erreicht, daß die Schwellenwerte L_R/L_N und L„ um bestimmte Werte verringert werden. Darüber hinaus sollte zur Erzielung einer höheren Empfindlichkeit der durch die Werte L_ angegebene Normalbereich der Fahrzeughöhen zu einem gewissen Grad eingeengt werden. Die entsprechenden Veränderungen der Schwellenwerte L ,L_N,L_g und L_ß werden in Schritt 1008 in Figur 10 vorgenommen.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Schwellenwerte zu modifizieren. Insbesondere ist es natürlich möglich, sämtliche Schwellenwerte L_,L._T,L_e und L_ jeweils um einen vorgegebenen Wert zu verändern. Alternativ ist es möglich, einen der Steuerparameter, die durch das Lenkwinkelsignal, das Bremsdrucksignal, das Drosselklappensignal und das Höhensignal repräsentiert werden, für die Anpassung entsprechend den Zählerstand des zugehörigen

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Zählers 114,116,118 oder 120 auszuwählen. Dies wird in der Praxis der Schwellenwert L_D,L.„L·. oder L_ sein, der zu

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dem größten Zählwert N„,N„,N„ oder N_n gehört. Eine Weilt JN ö ο

tere Alternative besteht darin, die Änderungsbeträge für die verschiedenen Schwellenwerte L₁₃ ,L₁..,, L und L_,

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proportional zu den zugehörigen Zählwerten N ,N ,N_g und N_ß auszuwählen.

Nachdem die Schwellenwerte L-,,L₁..,,L₀ und L₀ modifiziert

K JN D D wurden, werden in Schritt 1010 sämtliche Zähler 114,116, 118 und 120 auf 0 zurückgesetzt. Anschließend erfolgt ein Rücksprung in das Hauptprogramm, so daß die Steuerung der Fahrzeug-Federung unter Zugrundelegung der modifizierten Schwellenwerte fortgesetzt wird.

Wenn in Schritt 1006 festgestellt wird, daß die Summe ]>N größer oder gleich dem unteren Bezugswert N_r ist, so

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wird die Summe ^>N in Schritt 1012 mit einem oberen Bezugswert N verglichen.
20

Ebenso wie der untere Bezugswert N₁. wird auch der obere

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Bezugswert N„ im Hinblick auf die erwartete Kilometerleistung während der Gesamtlebensdauer des Fahrzeugs oder im Hinblick auf die erwartete Lebensdauer des Fahrzeugs festgelegt. Der obere Bezugswert N„ ist repräsentativ für die größtmögliche Anzahl von Schaltvorgängen von weich nach hart, die unter normalen Bedingungen zu erwarten ist. Wenn die Häufigkeit der Umschaltungen von einer weichen Dämpfungscharakteristik auf eine harte Dämpfungscharakteristik zu groß ist, so bedeutet dies, daß die Steuervorrichtung überempfindlich auf die Fahrbedingungen anspricht. In diesem Fall muß daher die Empfindlichkeit verringert werden, damit ein normales Ansprechen der Steuerung erreicht wird.

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Wenn die Summe 2^N größer als der obere Bezugswert N„ ist, werden die Schwellenwerte L_n,L._T,L„ und L_, in Schritt 1014

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derart modifiziert, daß die Empfindlichkeit herabgesetzt wird. Die Modifikation der Schwellenwerte erfolgt im wesentlichen in der gleichen Weise, wie oben im Zusammenhang mit Schritt 1008 beschrieben wurde. In Schritt 1014 werden jedoch die Schwellenwerte L_D,L.₇,L_C erhöht, um die Empfindlichkeit herabzusetzen.

Im Anschluß an Schritt 1014 wird das Programm bei Schritt 1010 fortgesetzt, wo die Zählwerte N_R,N ,N und N_ß der Zähler 114,116,118 und 120 gelöscht werden.

Wenn die Summe ^N kleiner oder gleich dem oberen Bezugswert ist, so bedeutet dies, daß die Empfindlichkeit der Steuervorrichtung einen angemessenen Wert hat. In diesem Fall ist daher eine Anpassung der Schwellenwerte L ,L , L_ und L-, nicht erforderlich. In diesem Fall erfolgt daher ein Sprung von dem" Schritt 1012 zu dem Schritt 1010.

Obgleich in der obigen Beschreibung nur die Schwellenwerte für die Steuerung im Zusammenhang mit Rollbewegungen, Aufwärts- und Abwä'rts-Nickbewegungen und vertikalen Schwingungen des Fahrzeugs betrachtet wurden, können in entsprechender Weise auch Schwellenwerte für andere Steuerparameter modifiziert werden, um die Empfindlichkeit der Steuerung auf ein normales Maß einzustellen.

Figur 11 ist ein Blockdiagramm einer Steuervorrichtung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform werden Änderungen der Fahrzeug- Parameter oberhalb eines vorgegebenen Wertes abgetastet und gezählt. Die gezählte Anzahl derartiger Grenzüberschreitungen der Fahrzeug-Längsneigung bildet

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die Grundlage für eine Entscheidung, wie die Seitenneigungsschwelle L_R, die Bremsdruckschwelle L , die Beschleunigungsschwelle L_ und die Grenzwerte L_ß für die normale Fahrzeughöhe modifiziert werden sollen.
5

Zur Verwirklichung der oben beschriebenen Steuerfunktion, insbesondere zur Ermittlung der Schwellenwerte erzeugt ein erster Schwellenwertgeber 16a ein Bezugssignal entsprechend wenigstens einem der Schwellenwerte L_R,L_N,L_g und L₀, und ein zweiter Bezugssignalgeber 16b erzeugt

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ein zweites Bezugssignal entsprechend wenigstens einem der folgenden Bezugswerte: einem Seitenneigungs-Bezugswert L , einem Nick-Bezugswert L , einem Aufricht-Bezugswert L und einem Vertikalschwingungs-Bezugswert L, . Die Bezugswerte L ,L ,L und L, entsprechen jeweils den gleichen Parametern wie die Schwellenwerte L„,L_T-,L_ und L_R und sind jeweils auf feste Werte eingestellt, die kleiner als die betreffenden Schwellenwerte L_, L--, L^L- sind.

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Der erste Bezugssignalgeber 16a liefert ein erstes Bezugssignal an die Vergleichseinrichtung 14. Die Vergleichseinrichtung 14 hat im wesentlichen die gleiche Funktion wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel und liefert ein Ausgangssignal an den Schaltvorgangs-Zähler 20, wenn der Wert des Sensorsignals größer als der Wert des ersten Bezugssignals ist.

Der zweite Bezugssignalgeber 16b ist mit einem Fahrzeugprofil- oder Fahrzeugzustands-Detektor 26 verbunden. Der Zustands-Detektor 26 ist mit dem Fahrzeugzustands-Sensor 12 verbunden und verlgeicht dessen Ausgangssignal mit dem Wert des zweiten Bezugssignals und erzeugt ein Detektorsignal, wenn das Sensorsignal größer als das zweite Bezugssignal ist. Das Detektorsignal wird an einen Zustandsänderungs-Zähler 28 übermittelt, der die Signalimpulse des

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Zustands-Detektors 26 zählt und einen entsprechenden Zählwert an den ersten Bezugssignalgeber 16a liefert.

Wenn das Diskriminatorsignal von dem Diskriminator 24 eintrifft, modifiziert der erste Bezugssignalgeber 16a auf der Grundlage des Zählwertes des Zustandsänderungs-Zählers 28 den ersten Bezugssignalwert, der für wenigstens einen der Schwellenwerte L_R,L_N,L_S
und/oder für die Werte repräsentativ ist, die den normalen Höhenbereich der Fahrzeugkarosserie definieren.

Die Ermittlung der Schwellenwerte soll nachfolgend im einzelnen.anhand eines in Figur 12 dargestellten Programms erläutert werden, das dem Programm gemäß Figur 10 entspricht.

Wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die Umschaltvorgänge nach Steuerparametern getrennt gezählt, d.h., die Umschaltvorgänge, die durch Überschreitung der Schwellenwerte L_R,L_N,L_S und L_ß ausgelöst wurden, werden getrennt gezählt. Der Zählwert N_ des Schaltvorgangs-Zählers 20 repräsentiert die Anzahl der Umschaltvorgänge von weicher Dämpfungscharakteristik auf harte Dämpfungscharakteristik, die durch eine Überschreitung des Schwellenwertes L durch den Lenkwinkel ausgelöst wurden. Der Zählwert N_n repräsentiert die Anzahl der Umschaltvorgänge, die durch eine Überschreitung des Schwellenwertes L„ durch den Bremsdruck ausgelöst wurden. Der Zählwert N₀ repräsentiert die Anzahl der Umschaltvorgänge infolge einer Überschreitung des Schwellenwertes L_ für die Auslenkung der Drosselklappe. Der Zählwert N-, repräsentiert die Anzahl der Umschaltvorgänge, die dadurch ausgelöst wurden, daß die senkrechte Auslenkung der Fahrzeugkarosserie aus der Gleichgewichts- oder Normallage über den durch die Höhen-Grenzwerte L„ begrenzten Normalbereich hinausging.

In ähnlicher Weise zählt der Zustandsänderungs-Zähler 28

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die aufgetretenen Änderungen des Fahrzeugsprofils oder der Lage der Fahrzeugkarosserie, die zurückgehen auf eine über den Bezugswert L hinausgehende Seitenneigung des Fahrzeugs, eine über den Bezugswert L hinausgehende Abwärtsneigung des Fahrzeugs in Längsrichtung, eine über den Bezugswert L hinausgehende Aufwärtsneigung

des Fahrzeugs in Längsrichtung und durch eine Vertikalschwingung der Fahrzeugkarosserie, die über den durch die Bezugswerte L, begrenzten Bereich hinausgeht. Der entsprechende Zählwert N repräsentiert die Anzahl der Überschreitungen des Seitenneigungs-Bezugswertes L . Ein Zählwert N repräsentiert die Anzahl der Überschreitungen des Bezugswertes L , ein Zählwert N repräsentiert die Anzahl der Überschreitungen des Bezugswertes L , und

ein Zählwert N, repräsentiert die Anzahl der Überschreitungen der Bezugswerte L, , die den Normalbereich der Fahrzeughöhe begrenzen.

Bei dem in Figur 12 gezeigten Programm werden in Schritt 1102 die zählwerte Ν_,Ν_ΛΤ,Ν_Ο und KL des Schaltvorgangs-Zählers 20 und die Zählwerte N ,N ,N und N, des Zustands-

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änderungs-Zählers 28 gelesen. In Schritt 1104 wird die Summe 3-N der Zählwerte N_.,N._T,N_ und N_x, berechnet. Die

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Summe ^^N wird in Schritt 1106 mit dem unteren Bezugswert N_L verglichen. Wenn die Summe ^N kleiner als der untere Bezugswert N_ ist, werden die Schwellenwerte L ,L_n,L„ und L derart modifiziert, daß die Empfindlichkeit der Steuerung erhöht wird. Zu diesem Zweck werden die Schwellenwerte L_R/L_N und L_ jeweils um einen bestimmten Betrag verringert, und der Normalbereich der Fahrzeughöhen wird durch Änderung der diesen Bereich begrenzenden Werte L„ eingeengt. Die Änderungsbeträge der Werte L ,L_N#-L_S und L„ können proportional zu den entsprechenden Zählwerten N ,N ,N und N, des Zustandsänderungs-Zählers 28 bestimmt werden.

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Die änderung der Schwellenwerte erfolgt erforderlichenfalls in Schritt 1108. Anschließend werden in Schritt 1110 die Zählwerte der Zähler 20 und 28 gelöscht.

Wenn die Summe ]>N größer oder gleich dem unteren Bezugswert N_ ist, so wird im Anschluß an Schritt 1106 die Summe ^N in Schritt 1112 mit dem oberen Bezugswert N„ verglichen. Wenn die Summe ^N größer als der obere Bezugswert N„ ist, so werden die Werte L_,L_M,L_e und L_, in Schritt 1114

K JN ο ti derart modifiziert, daß die Empfindlichkeit der Steuerung abnimmt. Auch diese Änderungen der Schwellenwerte erfolgen proportional zu den entsprechenden Zählwerten N ,N ,N

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und N, .

Im Anschluß an Schritt 1114 werden in Schritt 1110 die Inhalte der Zähler 20 und 28 gelöscht.

Wenn die Summe ]>N kleiner oder gleich dem oberen Bezugswert 20

N„ ist, so wird der Schritt 1114 übersprungen, π

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, gestattet es die Erfindung, die Empfindlichkeit der Steuervorrichtung für die Fahrzeug-Federung innerhalb eines normalen Bereichs oder Standardbereichs zu halten, so daß während der gesamten Lebensdauer des Fahrzeugs ein zufriedenstellendes Fahrverhalten gewährleistet ist.

Während bei der obigen Beschreibung des Verfahrens und der Vorrichtung zur Anpassung der Empfindlichkeit Stoßdämpfer betrachtet wurden, die wie der Stoßdämpfer in Figur 4 zwischen zwei unterschiedlichen Dämpfungscharakteristiken umschaltbar sind, ist eine entsprechende Zählung der Umschaltvorgänge auch bei einem System mit Stoßdämpfern möglich, die drei oder mehr verschiedene Dämpfungscharakteristiken aufweisen, wie beispielsweise die in Figuren 5 bis

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gezeigten Stoßdämpfer. Darüber hinaus können unterschiedliche Dämpfungscharakteristiken nicht nur mit Hilfe von Stoßdämpfern mit variabler Dämpfungskraft, sondern auch mit Hilfe von variablen Stabilisatoren oder mit Hilfe pneumatischer Federn mit variabler Federkonstante erreicht werden. Auch in diesem Fällen läßt sich mit Hilfe der erfindungsgemäßen Maßnahmen das Verhalten der Steuerung optimieren.

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Claims

TER MEE R-M ÜlLER-3TE ιJSI M E I STE R PATENTANWÄLTE — EUROPEAN PATENT ATTORNEYS DipL-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl.-lng. H. Steinmeister Dipl.-lng, FE. Müller Artur-Ladebeck-Strasse Mauerkircherstrasse 45 D-8000 MÜNCHEN 80 D-48OO BIELEFELD DE86061/144(2)/SO St/Wi/sc NISSAN MOTOR COMPANY, LTD. 2, Takara-cho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa-ken, Japan SELBSTREGULIERENDE STEUERVORRICHTUNG FÜR EINE KRAFTFAHRZEUGFEDERUNG PRIORITÄT: 14. Juni 1985, Japan, Nr. 60-129584 (P) PATENTANSPRÜCHE

1. Steuervorrichtung für eine Kraftfahrzeugfederung (10,36), die zwischen wenigstens zwei verschiedenen Dämpfungscharakteristiken entsprechend harter und weicher Federung umschaltbar ist,

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- mit wenigstens einem Sensor (12,104,106,108,110,112) zur Überwachung eines vorgegebenen Steuerparameters und zur Erzeugung eines Sensofsignals, das einen durch diesen Steuerparameter repräsentierten Fahrzustand des Kraftfahrzeugs anzeigt,

- und mit einer Vergleichseinrichtung (14) , die das Sensorsignal mit einem vorgegebenen Schwellenwert (!„,!„,!„,

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L_ß) vergleicht und ein Steuersignal zum Umschalten der Federung auf die härtere Dämpfungscharakteristik erzeugt, wenn der Wert des Sensorsignals größer als der Schwellenwert ist,

gekennzeichnet durch
15

- einen Zähler (20) zum Zählen der Umschaltvorgänge von der weichen auf die harte Dämpfungscharakteristik und zur Erzeugung eines entsprechenden Zählwertes (N_R/N_N, N_S,N_B) und

- eine Korrektureinrichtung (22,16) zur Veränderung des

Schwellenwertes (L_n, L_x.., L ,L_) im Sinne einer Verringert N S ο

rung der Empfindlichkeit, wenn der Zählwert (Ν^,Ν^,Νς, 25

N-.) einen oberen Bezugswert (N₁₁) überschreitet.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung (22,16) den Schwellenwert im Sinne einer Erhöhung der Empfindlichkeit verändert, wenn der Zählwert einen unteren Bezugswert (N_T) unterschreitet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum periodischen

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- 3 Zurücksetzen des Zählers (20).

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß der obere Bezugswert (N ) einer maximal zulässigen Anzahl von Umschaltvorgängen innerhalb der Zählperiode des Zählers (20) entspricht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Bezugswert (N₁.) der minimal zulässigen Anzahl von Umschaltvorgängen innerhalb einer Zählperiode entspricht.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verringerung der Empfindlichkeit dadurch erfolgt, daß die Korrektureinrichtung den Schwellenwert um einen vorgegebenen ersten Betrag erhöht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Erhöhung der Empfindlichkeit dadurch erfolgt, daß die Korrektureinrichtung den Schwellenwert um einen vorgegebenen zweiten Betrag verringert.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Vergleichseinrichtung (26) zum Vergleich des Signals des Sensors (12) mit einem Hilfs-Schwellenwert (L ,L ,L ,L.) und durch einen zusätzlichen Zähler (28) zum Zählen der

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Anzahl der Überschreitungen des Hilfs-Schwellenwertes und zur Erzeugung eines Hilfs-Zählwertes, der die Grundlage für die Ermittlung des ersten vorgegebenen Betrages zur Erhöhung des Schwellenwertes bildet. 5

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfs-Zählwert die Grundlage für die Ermittlung des zweiten vorgegebenen Betrages für die Verringerung des Schwellenwertes bildet.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Sensoren (104,106,108,112) zur Erfassung der Steuerparameter und zur Erzeugung entsprechender Sensorsignale vorhanden sind, daß für jedes Sensorsignal eine Vergleichseinrichtung (14) und ein Zähler (20) vorgesehen ist und daß die Korrektureinrichtung (22,16) wenigstens einen der den verschiedenen Sensorsignalen zugeordneten Schwellenwerte verändert, wenn die Summe _>N der von den Zählern (20) ermittelten Zählwerte (Ν-,,Ν.-,Ν,,,Ν-,) größer als der

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obere Bezugswert (N„) bzw. kleiner als der untere Bezugs-

wert (N_T) ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung denjenigen Schwellenwert verändert, für den der zugehörige Zählwert des Zählers (20) am größten ist, falls die Summe _>N der Zählwerte größer als der obere Bezugswert ist, und denjenigen Schwellenwert verändert, für den der zugehörige Zählwert am kleinsten ist, falls die Summe der Zählwerte kleiner der untere Bezugswert ist.

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12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Korrektureinrichtung ermittelten Änderungsbeträge der Schwellenwerte proportional zu den jeweils zugehörigen Zählwerten sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen und unteren Bezugswerte (N₀,N_T) einen gewünschten normalen Empfindlichkeitsbereich der Steuervorrichtung definieren.