DE3834970A1 - Steuerungsvorrichtung fuer die aufhaengung eines kraftfahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung für die Aufhängung eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Insbesondere dreht es sich um eine Steuerungsvorrichtung, die Wanken, Nicken und vertikale Bewegungen eines Fahrzeuges unterdrücken kann, um den Fahrkomfort zu verbessern.

Beim Betrieb eines Kraftfahrzeuges unterliegt dieses Beschleunigen in verschiedenen Richtungen aufgrund von Bremsen, Kurvenfahrten, Veränderungen in der Geschwindigkeit und Unregelmäßigkeiten der Straßenoberfläche, die bewirken, daß der Fahrzeugkörper Wank-Nick- und Hubbewegungen macht. Diese Bewegungen vermitteln den Fahrzeuginsassen ein unangenehmes Gefühl. Aus diesem Grunde wurden in den letzten Jahren Vorschläge für Aufhängungssysteme gemacht, welche diese Bewegungen unterdrücken und den Fahrkomfort verbessern können.

Aus der japanischen Gebrauchsmusteranmeldung mit der Anmeldenummer 61-1 63 710 und der japanischen Patentanmeldung mit der Anmeldenummer 62-34 808 sind Aufhängungsmechanismen bekannt, bei denen eine Fluid-Federkammer, so wie eine Luftfederkammer zwischen den Rädern und dem Fahrzeugkörper angeordnet ist. Durch Kontrolle der Zuführung von komprimierter Luft zu den Fluid-Federkammern kann Wanken, Nicken, vertikale Bewegungen und andere Bewegungen des Fahrzeugkörpers kontrolliert werden. Ein Beispiel: Bei Kurvenfahrten neigen die Aufhängungseinheiten auf der Seite gegenüber der Drehrichtung normalerweise dazu, sich zu verkürzen, während die Aufhängungseinheiten auf der Kurveninnenseite sich normalerweise strecken, was in einer Wankbewegung resultiert. Um diese Bewegung zu unterdrücken, wird eine vorbestimmte Menge von komprimierter Luft den Fluid-Federkammern der sich zusammenziehenden Federeinheiten zugeführt, eine vorbestimmte Menge von komprimierter Luft wird aus den Fluid-Federkammern der Aufhängungseinheiten abgelassen, die expandieren. Auf diese Weise wird der Fahrzeugkörper aus der Kipprichtung zurückgekippt, die durch das Drehen verursacht wird und der Fahrzeugkörper kann in der Horizontalen gehalten werden.

Um bei den oben beschriebenen herkömmlichen Aufhängungssteuersystemen die Größe der Bewegungen, wie Wanken, Nicken oder Vertikalbewegungen des Fahrzeugkörpers zu berechnen, muß man die Beschleunigung des Fahrzeuges nach links und rechts, nach vorne und nach hinten, nach oben bzw. nach unten messen. Der Einlaß oder Ablaß von komprimierter Luft in bzw. aus den Fluid-Federkammern der Aufhängungseinheiten wird in Übereinstimmung mit der festgestellten Beschleunigung gesteuert. Aus diesem Grunde ist es wichtig, daß der Betrag der Beschleunigung, der aus dem Beschleunigungssensor kommend eingegeben wird, sehr genau ist.

Das Ausgangssignal des Beschleunigungssensors (im folgenden als G-Sensor bezeichnet) ist ein Analogwert und wird in die Steuervorrichtung eingegeben, in welcher er in ein digitales Signal mittels A/D-Wandler umgewandelt wird. Basierend auf dem sich ergebenden Digitalsignal werden Betätigungselemente, wie z. B. Schrittmotoren oder Hochgeschwindigkeitsmagnetventile betrieben, welche die Aufhängungseinheiten steuern. Bei den herkömmlichen Aufhängungssteuersystemen ist der G-Sensor unabhängig bezüglich der Steuervorrichtung auf Masse gelegt, so daß der Antriebsstrom für die oben beschriebenen Betätigungselemente nur in die Masse der Steuervorrichtung fließt und das Massepotential der Steuervorrichtung bezüglich des Massepotentials des G-Sensors ansteigt. Daraus resultiert, daß die Spannung des G-Sensor-Ausgangssignales gesehen von der Masseschaltung des A/D-Wandlers der Steuervorrichtung um den Betrag kleiner erscheint, um welchen das Massepotential der Steuervorrichtung angestiegen ist, so daß das G-Sensor-Ausgangssignal unkorrekterweise als geändert beurteilt wird, was in einem fehlerhaften Ausgangssignal resultiert, das die Betätigungselemente in Betrieb setzt, so daß eine unkorrekte Steuerung ausgeführt wird.

Ausgehend von dem oben genannten Stand der Technik, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuerungsvorrichtung für eine Aufhängung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß ein unkorrektes Auslesen des Ausgangssignales eines G-Sensors vermieden und eine exakte Aufhängungssteuerung unabhängig vom Ausgangsstrom der Steuerungsvorrichtung durchführbar ist.

Eine Steuerungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Vielzahl von Luft-Aufhängungseinheiten, die einen Fahrzeugkörper tragen und durch Betätigungselemente betrieben werden. Die Betätigungselemente werden über eine Steuereinheit in Übereinstimmung mit dem Ausgang eines Beschleunigungssensors gesteuert. Der Beschleunigungssensor wird vom Fahrzeugkörper gehalten und ist gleichzeitig von diesem elektrisch isoliert. Ein Massekreis des Beschleunigungssensors ist über eine Masseleitung mit einem Massekreis der Steuerungseinheit verbunden. Dies resultiert darin, daß dann, wenn das Massepotential des Massekreises der Steuerungseinheit aufgrund der Rückströme der Betätigungselemente variiert, die Masseleitung dieselben Spannungsschwankungen dem Massekreis des Beschleunigungssensors mitteilt. Somit werden Spannungsdifferenzen zwischen den zwei Massekreisen unterdrückt und Fehler beim Auslesen des Ausgangssignales des Beschleunigungssensors werden vermieden, so daß eine genaue Aufhängungssteuerung durchführbar ist.

Die Steuerungsvorrichtung für die Aufhängung eines Kraftfahrzeuges in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung umfaßt mehrere Aufhängungseinheiten, die jeweils zwischen den Rädern des Fahrzeuges und dem Fahrzeugkörper angeordnet sind, mehrere Betätigungselemente zum Steuern der Charakteristik der Aufhängungseinheiten, Beschleunigungsfeststellmittel, zum Feststellen der Beschleunigung des Fahrzeuges und zum Abgeben eines entsprechenden Ausgangssignales, Steuermittel zum Berechnen der Stellung des Fahrzeuges, basierend mindestens auf dem Ausgangssignal der Beschleunigungsfeststellmittel und zum Steuern der Betätigungselemente basierend auf dem Berechnungsergebnis, um so Veränderungen in der Stellung des Fahrzeugkörpers zu unterdrücken, wobei eine Masseleitung vorgesehen ist, welche den Massekreis der Steuerungsmittel mit dem Massekreis der Beschleunigungsfeststellmittel verbindet.

Die Erfindung kann zur Unterdrückung von Wank-, Nickbewegungen oder Hebebewegungen des Fahrzeugkörpers über eine geeignete Positionierung der Beschleunigungsfeststellmittel verwendet werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Beschleunigungsfeststellmittel so angeordnet, daß sie Lateralbeschleunigungen abtasten und die Steuerung wird zur Unterdrückung von Wankbewegungen durchgeführt.

Die Beschleunigungsfeststellmittel müssen keine besondere Struktur aufweisen, vorzugsweise umfassen sie aber einen Differential-Transformator-Beschleunigungssensor.

Weitere erfindungswesentliche Einzelheiten ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung, die im folgenden anhand von Abbildungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Aufhängungssteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine graphische Darstellung der Ausgangsspannung eines G-Sensors der Ausführungsform nach Fig. 1 als Funktion der Beschleunigung;

Fig. 3(a) und (b) schematische Darstellungen des An- bzw. Aus-Zustandes von Dreiwegeventilen der Ausführungsform nach Fig. 1;

Fig. 4(a) und (b) schematische Darstellungen des An- bzw. Aus-Zustandes des Zweiwegeventiles der Ausführungsform nach Fig. 1;

Fig. 5 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Betriebsweise der Steuervorrichtung gemäß Ausführungsform nach Fig. 1, wobei eine Wankunterdrückung durchgeführt wird;

Fig. 6 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Variation Δ V des Ausganges des G-Sensors der Ausführungsform nach Fig. 1 gegenüber dem neutralen Wert und die Ventilbetätigungszeit Tp; und

Fig. 7 ein Blockdiagramm des Innenaufbaus des G-Sensors der Ausführungsform nach Fig. 1 und einen Querschnitt zur Erläuterung der Montageweise des G-Sensors am Fahrzeugkörper.

In den Abbildungen werden dieselben Bezugsziffern zur Bezeichnung gleicher oder entsprechender Teile verwendet.

Im folgenden wird anhand der Abbildungen eine bevorzugte Ausführungsform der Aufhängungssteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Fig. 1 ist hierbei eine schematische Darstellung dieser Ausführungsform. Wie in Fig. 1 gezeigt, sind vier nicht gezeigte Räder eines Kraftfahrzeuges mit vier Luftaufhängungseinheiten FS 1, FS 2, RS 1 bzw. RS 2 ausgestattet. Die Einheiten FS 1 und RS 1 sind für die linken Vorder- und Hinterräder, die Einheiten FS 2 und RS 2 für die rechten Vorder- bzw. Hinterräder vorgesehen. Alle vier Luftaufhängungseinheiten weisen im wesentlichen dieselbe Struktur auf, so daß sie im folgenden einfach mit dem Buchstaben S bezeichnet werden, wenn sie nicht speziell als Vorder- oder Hinteraufhängungseinheiten bezeichnet werden müssen.

Jede der Luftaufhängungseinheiten S umfaßt einen eingebauten Aufhängungs-Stoßdämpfer 1. Jeder Stoßdämpfer 1 umfaßt einen Zylinder 2, der an einem der Räder montiert ist und einen Kolben 3, der frei innerhalb des Zylinders 2 verschiebbar ist. Der Zylinder 2 bewegt sich rauf und runter bezüglich einer Kolbenstange 4 in Übereinstimmung mit Auf- und Abbewegungen des Rades, wodurch Stöße absorbiert werden. Das Element Nr. 5 ist ein Dämpfungskrafteinstellventil, dessen Drehung über einen Schrittmotor 5 a gesteuert wird. Durch Drehung des Dämpfungskrafteinstellventiles 5 kann man zwischen einem harten Verhalten und einem weichen Verhalten umschalten, wobei beim harten Verhalten eine erste Dämpfungskammer 6 a und eine zweite Dämpfungskammer 6 b über eine einzelne Öffnung a 1 verbunden sind und wobei im weichen Zustand der Dämpfungskammern 6 a und 6 b sowohl durch die Öffnung a 1 als auch durch eine weitere Öffnung a 2 verbunden sind. Der Betrieb des Schrittmotors 5 a wird über eine Steuereinheit 37 kontrolliert, die im folgenden beschrieben wird.

Eine Haupt-Luftfederkammer 7, die auch als Fluidkammer zum Einstellen der Fahrzeughöhe wirkt, ist am Oberteil des Stoßdämpfers 1 koaxial zur Kolbenstange 2 angeordnet. Ein Abschnitt der Haupt-Federkammer 7 ist über einen Balg 8 gebildet. Die Kolbenstange 4 kann auf- bzw. abbewegt werden, durch Zuführung oder Ablassen von Luft zu bzw. von der Haupt-Federkammer 7 durch ein Durchlaß 4 a, der in der Kolbenstange 4 angeordnet ist.

Ein nach oben zeigendes Federlager 9 b ist an der Außenwand des unteren Endes des Stoßdämpfers 1 angebracht, ein nach unten zeigendes Federlager 9 a ist an der Außenwand der Haupt-Luftfederkammer 7 gebildet. Eine Schraubenfeder 10 ist zwischen diesen Federlagern 9 a und 9 b angeordnet.

Ein Kompressor 11 komprimiert atmosphärische Luft, die über ein Luftfilter 12 eintritt. Die komprimierte Luft wird dann über einen Trockner 13 geführt, der mit Silika-Gel oder einem anderen Trocknungsmittel gefüllt ist. Nach dem Trocknen gelangt die komprimierte Luft durch ein Rückschlagventil 14 und sammelt sich in einer Hochdruckkammer 15 a eines Vorratstanks. Der Vorratstank 15 weist außerdem eine Niederdruckkammer 15 b auf, die von der Hochdruckkammer 15 a getrennt ist. Ein Kompressor 16, der von einem Kompressorrelais 17 gesteuert wird, ist zwischen der Hochdruckkammer 15 a und der Niederdruckkammer 15 b des Reservetanks 15 angeordnet. Das Kompressorrelais 17 arbeitet in Antwort auf einen Druckschalter 18, der an der Niederdruckkammer 15 b des Vorratstanks 15 sitzt und der in den An-Zustand dann geht, wenn der Druck in der Niederdruckkammer 15 b Atmosphärendruck überschreitet. Wenn der Druckschalter 18 anschaltet, so schließt das Kompressorrelais 17 und der Kompressor 16 wird in Betrieb gesetzt. Der Kompressor 16 zieht Luft aus der Niederdruckkammer 15 b, komprimiert diese und führt die komprimierte Luft in die Hochdruckkammer 15 a über. Dies führt dazu, daß der Druck in der Niederdruckkammer 15 b ständig bei oder unter dem Luftdruck gehalten wird. Die Aufhängungseinheiten S sind mit der Hochdruckkammer 15 a des Vorratstanks 15 über Leitungen verbunden, durch welche komprimierte Luft in den Richtungen strömt, die in Fig. 1 mit durchgezogenen Pfeilen bezeichnet sind. Komprimierte Luft von der Hochdruckkammer 15 a fließt durch die Leitungen über ein Luftversorgungsflußsteuerventil 19 in Form eines Dreiwegeventiles, das weiter unten näher beschrieben wird, ein Vorderradversorgungsmagnetventil 20, ein Rückschlagventil 21, ein Vorne-Rechts-Magnetventil 22 oder ein Vorne-Links-Magnetventil 23, von dem sie der Aufhängungseinheit FS 1 vorne links zugeführt wird. In der gleichen Art und Weise strömt komprimierte Luft nach Durchfließen des Luftversorgungsflußsteuerventiles 19 von der Hochdruckkammer 15 a durch ein Hinterradversorgungsmagnetventil 14, ein Rückschlagventil 25, ein Hinten-Rechts-Magnetventil 26 und ein Hinten-Links-Magnetventil 27, von dem aus die Luft dann der Aufhängungseinheit RS 2 hinten rechts bzw. der Aufhängungseinheit RS 1 hinten links zugeführt wird. Die Stromab-Seite des Rückschlagventiles 21 und die Stromab-Seite des Rückschlagventiles 25 sind über ein weiteres Rückschlagventil 211 und eine Rohrleitung verbunden.

Die Strömungsbahnen abgelassener Luft von den Aufhängungseinheiten S durch die Rohrleitungen, welche die Aufhängungseinheiten S mit der Niederdruckkammer 15 b verbindet, sind in Fig. 1 mit unterbrochenen Pfeilen gekennzeichnet. Die abgelassene Luft von den vorderen Aufhängungseinheiten FS 1 und FS 2 strömt durch Magnetventile 22, 23 und ein Vorder-Luftablaßventil 28. Vom Vorder-Luftablaßventil 28 kann die abgelassene Luft entweder durch ein Restdruckventil 29 strömen und in die Niederdruckkammer 15 b einfließen oder durch den Trockner 13, ein Luftablaßmagnetventil 30 und das Luftventil 12 in die Atmosphäre strömen. Weiterhin strömt abgelassene Luft von den Hinterradaufhängungen RS 1 und RS 2 durch Magnetventile 26 und 27 und ein Hinterablaßventil 31. Vom Hinterablaßventil 31 kann die abgelassene Luft entweder durch ein Restdruckventil 32 in die Niederdruckkammer 15 b strömen oder aber durch den Trockner 13, das Luftablaßmagnetventil 30 und das Luftfilter 12 strömen, aus welchem sie in die Atmosphäre gelangt. Wenn der Druck in der Niederdruckkammer 15 b unterhalb des Druckes in den Haupt-Federkammern 7 liegt, so sind die Restdruckventile 29 und 32 offen. Wenn der Druck in der Niederdruckkammer 15 b oberhalb des Druckes in den Haupt-Federkammern 7 liegt, so sind die Restdruckventile 29 und 32 geschlossen. Ein Druckschalter 33 ist in einem Verbindungskanal angeordnet, der zwischen den Magnetventilen 26 und 27 liegt. Der Druckschalter gibt ein Ausgangssignal ab, welches der Steuerungseinheit 37 zugeführt wird.

Der Fahrzeughöhenabtastmechanismus 34 umfaßt einen vorderen Fahrzeughöhenfühler 34 F, der am unteren Steuerarm 35 an der vorderen, rechten Aufhängung des Fahrzeuges montiert ist und die Höhe der Vorderseite des Fahrzeuges abtastet. Ein hinterer Fahrzeughöhensensor 34 R ist am Seitenlenker 36 hinten links an der Aufhängung montiert und tastet die Höhe des Fahrzeughecks ab. Jeder der Sensoren 34 F und 34 R des Fahrzeughöhensensors 34 tastet den Abstand von einer normalen, einer niedrigen und einer großen Fahrzeughöhe ab und gibt ein entsprechendes Ausgangssignal ab, das der Steuerungseinheit 37 zugeführt wird.

Ein Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 38 ist in einem "Speedometer" angeordnet. Dieser Fühler 38 tastet die Fahrzeuggeschwindigkeit ab und gibt ein entsprechendes Ausgangssignal ab, welches der Steuereinheit 37 zugeführt wird.

Ein Fahrzeugstellungssensor ist vorgesehen, der Änderungen in der Stellung des Fahrzeuges feststellt und zwar in Form eines G-Sensors 39, d. h. eines Beschleunigungssensors. Der G-Sensor 39 muß keine besondere Form aufweisen, ist jedoch gemäß einer bevorzugten Ausführungsform (wie sie in den Abbildungen gezeigt ist) vom Typ eines Differentialtransformators. Dieser G-Transformator ist so angeordnet, daß er Seitenbeschleunigungen des Fahrzeuges feststellt. Fig. 2 zeigt ein Beispiel einer Ausgangskennlinie des G-Sensors 39. Wenn das Fahrzeug geradeaus fährt und keine Lateralbeschleunigungen auftreten, so gibt der Sensor eine Ausgangsspannung von +2,5 V ab, die als neutraler Punkt gewertet wird. Wenn eine Rechtskurve gefahren wird, so steigt die Ausgangsspannung linear mit der Beschleunigung an, wenn eine Linkskurve gefahren wird, so fällt die Ausgangsspannung linear ab. Die Ableitung der Ausgangsspannung V nach der Zeit ist proportional zur Winkelgeschwindigkeit des Lenkrades.

Wenn man Längsbeschleunigungen oder Vertikalbeschleunigungen des Fahrzeuges anstelle von Seitenbeschleunigungen feststellen will, muß man nur die Montagerichtung des G-Sensors 39 ändern oder einen zusätzlichen, gleichen G-Sensor mit der geeigneten Orientierung montieren. Der G-Sensor 39 umfaßt eine Masseleitung 39 a, die mit einem Massekreis innerhalb der Steuereinheit 37 verbunden ist. Eine Ausgangsleitung 39 b des G-Sensors 39 ist mit einer Eingangsschaltung der Steuereinheit 37 verbunden. Eine Stromversorgungsleitung 39 c des G-Sensors 39 ist mit der Stromversorgung der Steuereinheit 37 verbunden. Die Treiberströme für die Schrittmotoren 5 a und dergleichen fließen nicht durch die Masseleitung 39 a, sondern stattdessen durch die Stromversorgungsmasse 37 a der Steuereinheit 37. Die Steuereinheit 37 ist mit einer Batterie 45 über eine Masseleitung 37 a und eine Stromversorgungsleitung 37 b verbunden (siehe Fig. 1).

Fig. 7 zeigt ein Blockdiagramm der Innenseite des G-Sensors 39 dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und einen Querschnitt zur Darstellung der Befestigungsart des G-Sensors 39 am Fahrzeug. Der G-Sensor 39 weist ein elektrisch leitendes Gehäuse 391 auf, das am Fahrzeugkörper 398 durch Befestigungsschrauben 400 befestigt ist. Der Fahrzeugkörper 398 und die Befestigungsschrauben 400 sind voneinander durch elektrische Durchführungsisolierungen 399 isoliert. Alternativ kann das Gehäuse 391 auch über eine spezielle Klammer montiert sein, die am Fahrzeugkörper 398 gesichert ist. Das Gehäuse 391 beinhaltet eine Oszillatorschaltung 392, die einen Wechselstrom für einen Weggeber 393 vom Differentialtransformatortyp zur Verfügung stellt. Der Differentialtransformator-Weggeber 393 tastet die Position eines Kerns ab, der proportional zu auf ihn wirkenden Beschleunigungen ausgelenkt wird und gibt ein Ausgangssignal ab, das durch einen Halbwellengleichrichter 394, eine Verstärkerschaltung 395 und ein Tiefpaßfilter 396 gelangt und wird zu einem Ausgangssignal, dessen Spannung proportional zur Beschleunigung ist. Das Ausgangssignal aus dem Tiefpaßfilter 396 gelangt dann durch ein Rauschfilter 397 und wird über die Ausgangsleitung 39 b übertragen. Das Ausgangssignal wird dann der Steuereinheit 37 zugeführt, in welcher es durch ein Rauschfilter 372 fließt und wird dann einem A/D-Wandler 373 eingegeben. Eine spannungsgeregelte Stromversorgungsschaltung 371 in der Steuereinheit 37 gibt eine Stromversorgungsspannung für die Steuereinheit 37 ab und führt dem G-Sensor 39 Strom über die Stromversorgungsleitung 39 c und ein Rauschfilter 397 zu.

Die Rauschfilter 397 können als LC-Filter mit Durchführungskondensatoren oder dergleichen ausgeführt sein und weisen einen hohen Widerstand gegenüber elektromagnetischen Interferenzen auf. Die Filterschaltungen liegen auf der gleichen Masse wie das Gehäuse 391. Der auf Masse gelegte Abschnitt des Gehäuses 391 ist über eine Masseleitung 39 a mit einer Masseschaltung 374 in der Steuerungseinheit 37 verbunden.

Die Masseleitung 39 a ist mit der Masse für den G-Sensor 39 an einer Stelle verbunden, die nicht beeinflußt wird durch die innerhalb der Steuerungseinheit 37 fließenden Rückströme der Schrittmotoren 5 a, der Magnetventile oder anderer Betätigungselemente, wenn diese betrieben werden. Auch dann, wenn das Potential der Masseschaltung 374 der Steuerungseinheit 37 aufgrund der Rückströme von den Betätigungselementen variiert, die durch die Stromversorgungsmasse 37 a fließen, bleibt die Stromversorgungsspannung und die Ausgangsspannung des G-Sensors, die (ausgehend) von der Masseschaltung 374 gemessen werden, vollständig unbeeinflußt.

Ein Lenksensor 40 ist, wie in Fig. 1 gezeigt, am Lenkrad 41 angebracht und stellt die Drehung des Lenkrades 41 bzw. das Lenkmaß fest. Er gibt ein Ausgangssignal ab, das der Steuerungseinheit 37 zugeführt wird. Ein Drosselklappenöffnungssensor 42 ist vorgesehen, der den Niederdrückwinkel eines nicht dargestellten Gaspedales des Fahrzeuges abtastet. Er gibt ein Ausgangssignal ab, das der Steuerungseinheit 37 zugeführt wird. Der Kompressor 11 wird durch ein Kompressorelais 43 gesteuert, das wiederum über ein Steuersignal aus der Steuereinheit 37 kontrolliert wird. Ein Druckschalter 44 ist an der Hochdruckkammer 15 a montiert, der dann anschaltet, wenn der Druck in der Hochdruckkammer 15 a unter einen vorbestimmten Pegel fällt. Er gibt ein Ausgangssignal ab, das der Steuereinheit 37 zugeführt wird. Wenn der Druck in der Hochdruckkammer 15 a unter einen vorbestimmten Pegel fällt, so schaltet der Druckschalter 44 an und das Kompressorrelais 43 wird über die Steuereinheit 37 geschlossen. Daraufhin wird der Kompressor 11 angetrieben und komprimierte Luft wird in die Hochdruckkammer 15 a eingeführt und der Druck in der Hochdruckkammer 15 a wird über den vorbestimmten Pegel gebracht.

Das Öffnen und Schließen der Magnetventile 19, 20, 22, 23, 24, 26, 27, 28, 30 und 31 wird über Steuersignale aus der Steuereinheit 37 kontrolliert. Die Magnetventile 22, 23, 26 und 27 sind Dreiwegeventile, deren zwei Zustände in Fig. 3 erläutert wird. Fig. 3(a) zeigt den Zustand eines jeden der Dreiwegeventile im angesteuerten Zustand. In diesem Zustand strömt komprimierte Luft entlang der Pfade, die mit den mit A bezeichneten Pfeilen gekennzeichnet sind. Fig. 3(b) zeigt den Zustand, in welchem die Dreiwegeventile stromlos sind, wobei in diesem Zustand komprimierte Luft entlang der Pfade strömt, die mit den Pfeilen B bezeichnet sind.

Die Magnetventile 20, 24 und 30 sind Zweiwegeventile. Deren Betriebszustände sind in Fig. 4 gezeigt. Fig. 4(a) zeigt den Zustand, in welchem die Zweiwegemagnetventile angesteuert werden. In diesem Zustand strömt komprimierte Luft in Richtung des Pfeiles, der mit C bezeichnet ist. Fig. 4(b) zeigt den Zustand, in welchem das Magnetventil ausgeschaltet ist. In diesem Zustand existiert keine Luftströmung.

Im folgenden wird die Wankunterdrückung einer Ausführungsform der Aufhängungssteuervorrichtung beschrieben, die in Fig. 1 gezeigt ist, wobei Bezug auf Fig. 5 genommen wird, die ein Flußdiagramm der Steuerungsschritte darstellt, die von der Steuerungseinheit 37 in einer Rechtskurve durchgeführt werden. In einem ersten Schritt S 11 wird die Spannung V des Ausgangssignales vom G-Sensor 39 von der Steuereinheit 37 ausgelesen und die Abweichung Δ V (= V - 2,5 V) vom Neutralwert von V entsprechend keiner Beschleunigung wird berechnet. Die Steuereinheit 37 geht dann zum Schritt S 12, in welchem eine Δ V-Liste, z. B. eine solche wie in Fig. 6 gezeigt, die in der Steuereinheit 37 gespeichert ist abgefragt wird, woraufhin eine Ventilbetätigungszeit Tp berechnet wird. Im Schritt S 13 wird die Steuerzeit T = Tp - Tm berechnet. Der Wert von Tm wird in einer Liste im Speicher gespeichert und bezeichnet die Zeitdauer, für welche die Ventile schon betrieben wurden. Wenn somit der Schritt S 13 zum erstenmal durchgeführt wird, so ist Tm = 0 und T wird auf den gleichen Wert wie Tp gesetzt. Daraufhin wird ein Schritt S 14 durchgeführt, in welchem festgestellt wird, ob T größer als Null ist. Wenn im Schritt S 14 festgestellt wurde, daß T größer Null ist, dann wird im Schritt S 15 eine Ventilsteuerung für die Steuerzeit durchgeführt. Die folgende Tabelle zeigt, welche Ventile jeweils für die Steuerungsart geöffnet werden.

Wenn z. B. in einer Rechtskurve während Δ V < 0 ist, so neigt die rechte Seite des Fahrzeugkörpers zum Anheben, die linke Seite zum Absenken. Um diese Wankbewegung zu unterdrücken, werden die mit ┤ bezeichneten Ventile für eine Rechtsdrehung in der vorgenannten Tabelle nur für eine Steuerzeit T betrieben. Daraus ergibt sich, daß komprimierte Luft aus der Hochdruckkammer 15 a den Haupt-Federkammern 7 der vorderen und hinteren linken Aufhängungseinheiten FS 1 und RS 1 über das Luftströmungssteuerventil 19, das vordere und das hintere Luftversorgungsventil 20 und 24 und die Magnetventile 23 und 27 zugeführt wird und die linke Seite des Fahrzeugkörpers wird am Absinken gehindert. Andererseits wird komprimierte Luft in den Haupt-Federkammern 7 der vorderen und hinteren rechten Aufhängungseinheiten FS 2 und RS 2 abgelassen und zwar durch die Magnetventile 22 und 26 vorne und hinten rechts, das vordere und das hintere Luftablaßventil 28 und 31, so daß die Luft in die Niederdruckkammer 15 b strömt. Auf diese Weise wird ein Anheben der rechten Seite des Fahrzeugkörpers verhindert. In der oben beschriebenen Weise wird die Neigung des Fahrzeugkörpers bei einer Kurvenfahrt nach rechts die rechte Seite anzuheben und die linke Seite abzusenken unterdrückt. Wenn die Steuerung der Ventile für die Steuerzeit T beendet ist, so schaltet die Steuereinheit 37 das vordere Luftversorgungsventil 20 und das hintere Luftversorgungsventil 24 im Schritt 16 ab und die Zufuhr von komprimierter Luft zu den Haupt-Luftfederkammern 7 wird gestoppt. Gleichzeitig werden im Schritt S 16 die vorderen und hinteren Luftablaßventile 28 und 31 angeschaltet und der Ablaß von Luft auf den Haupt-Luftfederkammern 7 wird gestoppt. Daraus ergibt sich, daß die vorher kontrollierte Stellung beibehalten bleibt. Als nächstes wird im Schritt S 17 die Karte im Speicher auf den neuesten Stand gebracht. Insbesondere wird die Zeit Tp, für welche die Ventile betrieben wurden, als Tm (Tm = Tp) gespeichert. Dann wird im Schritt S 18 festgestellt, ob Δ V unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegt. Wenn z. B. beim Drehen oder Kurvenfahren Δ V oberhalb eines vorbestimmten Wertes liegt, wird der Schritt S 19, in welchem die Höhensteuerung beendet würde, übersprungen und es wird wieder zum Schritt S 11 zurückgesprungen. Wenn im Schritt S 18 andererseits festgestellt wird, daß Δ V geringer ist, als der vorgeschriebene Wert, so werden alle Ventile ausgeschaltet und die Stellungssteuerung, die im Schritt S 16 aufrechterhalten wurde, wird beendet. Daraufhin wird wieder zum Schritt S 11 zurückgesprungen und im Schritt S 12 Tp gesucht.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wurde der Fall erläutert, bei welchem eine Wanksteuerung nur basierend auf dem Wert Δ V durchgeführt wird. Man kann aber auch die oben beschriebene Walkunterdrückung durch Berechnung von Tp aus einer speziellen Karte erzielen, die auf der Richtung von Δ V, der Fahrzeuggeschwindigkeit (festgestellt vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 38) und der Lenkwinkelgeschwindigkeit (festgestellt vom Lenkwinkelsensor 40) basiert. Dieser Berechnungsschritt entspricht dem Schritt S 12 im gezeigten Flußdiagramm. Ebenso wird aber in diesem Fall die Feststellung, ob eine Steuerung wieder durchgeführt werden soll, ebenso wie im Schritt S 18 durchgeführt.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird Δ V durch Subtraktion von 2,5 V (entsprechend keiner Beschleunigung) von der Ausgangsspannung V des G-Sensors 39 berechnet. Obschon nicht erwähnt, werden die Schrittmotoren 5 a zum Verändern der Dämpfungskraft der Stoßdämpfer 1 in Verbindung mit Start und Ende der oben beschriebenen Steuerung angesteuert.

Wie oben ausgeführt, werden die Betätigungselemente so wie die Schrittmotoren 5 a und die Ventile in Übereinstimmung mit dem Zustand des Fahrzeuges gesteuert. Die Treiberströme für die Betätigungselemente fließen durch den Treiberkreis der Steuerungseinheit 37 zur Stromversorgungsmasse 37 a. Die Treiberströme, welche durch die Stromversorgungsmasse 37 a fließen, ändern sich sehr stark in Übereinstimmung mit dem Steuerungszustand. Aus diesem Grunde ändert sich die Höhe des Spannungsabfalles in der Stromversorgungsmasse 37 a und das Potential der Masseschaltung 374 der Steuerungseinheit 37 ändert sich entsprechend. Nachdem aber die Masses des G-Sensors 39 mit der Masseschaltung 374 der Steuereinheit 37 über die Masseleitung 39 a verbunden ist, wird das Massepotential des G-Sensors 39 gleich dem Potential der Masseschaltung 374 der Steuerungseinheit 37 gehalten. Auch dann also, wenn das Potential der Masseschaltung 374 in der Steuereinheit 37 aufgrund der Treiberströme für die Betätigungselemente variiert, kann der Ausgang des G-Sensors 39 ohne Fehler von Analog nach Digital gewandelt werden und wird so fehlerfrei der Steuerungseinheit 37 zugeführt. Der Wert Δ V wird somit nicht durch die Treiberströme für die Betätigungselemente beeinflußt. Auf diese Weise kann eine stabile Stellungskontrolle durchgeführt werden.

In Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform der Erfindung, wird die Bezugsspannung für den G-Sensor 39 von der Steuerungseinheit 37 zugeführt, so daß kein Fehler auftritt, welcher durch die Spannungsdifferenz verursacht wäre, die bei Vorhandensein von zwei entsprechenden Versorgungsspannungen aufträte. Darüber hinaus kann der Abtastabschnitt des G-Sensors 39 in seinem Format verringert werden, die von ihm erzeugte Wärmemenge kann man verringern.

Das elektrisch leitende Gehäuse 391 des G-Sensors 39 ist auf demselben Potential wie die Masse für die elektrischen Komponenten des G-Sensors 39 und wird als Masse für die Rauschfilter 397 des G-Sensors 39 verwendet. Auf diese Weise kann der Widerstand gegenüber elektromagnetischen Interferenzen der Komponenten des G-Sensors 39 unbeeinflußt bleiben. Nachdem das Gehäuse 391 des G-Sensors 39 an den Fahrzeugkörper 398 über elektrisch isolierende Durchführungen 399 montiert ist, entspricht das Massepotential des G-Sensors 39 dem Massepotential der Steuerungseinheit 37, so daß es keine Beeinträchtigung der Funktion des G-Sensors 39 gibt.

Bei der oben bezeichneten Ausführungsform der Erfindung wurde nur der Fall näher diskutiert, bei welchem eine Wankunterdrückung durchgeführt wird. Durch eine geeignete Anordnung des G-Sensors 39, z. B. zum Feststellen von Beschleunigungen in Längs- oder Vertikalrichtung, kann die Erfindung auch zur Unterdrückung von Nicken oder dergleichen oder zum Steuern von Hubbewegungen verwendet werden, indem die Ventile so betrieben werden, wie dies in der Tabelle angedeutet ist. Weiterhin kann die Masseschaltungsstruktur gemäß der folgenden Erfindung auch auf Analogsensoren außer G-Sensoren 39 Anwendung finden, wie z. B. auf einen Winkelsensor für Wankbewegungen einen Lastsensor, einen Gasdrucksensor oder einen Fahrzeughöhensensor.

Claims (3)

1. Steuerungsvorrichtung für die Aufhängung eines Kraftfahrzeuges, gekennzeichnet durch
mehrere Aufhängungseinheiten (S), die zwischen jedem Rad des Fahrzeuges und seinem Körper angeordnet sind und den Fahrzeugkörper relativ zum entsprechenden Rad halten,
mehrere Betätigungselemente (5 a, 19, 20, 22-24, 26-28, 30, 31) zum Steuern der Charakteristika der Aufhängungseinheiten (S),
Beschleunigungsfeststellmittel (39) zum Feststellen einer auf das Fahrzeug wirkenden Beschleunigung und zum Abgeben eines entsprechenden Ausgangssignales, wobei die Beschleunigungsfeststellmittel (39) elektrisch isoliert am Fahrzeugkörper (398) befestigt sind und eine Masseschaltung umfassen,
Steuermittel (37) zum Berechnen der Veränderungen in der Stellung des Fahrzeuges, basierend mindestens auf dem Ausgangssignal der Beschleunigungsfeststellmittel (39) und zum Steuern der Betätigungselemente, basierend auf den errechneten Stellungsveränderungen, derart, daß Veränderungen in der Stellung des Fahrzeugkörpers unterdrückt werden, wobei die Steuermittel (39) eine Masseschaltung (374) umfassen, und durch
eine Masseleitung (39 a), welche die Masseschaltung (374) der Steuermittel (37) mit der Masseschaltung der Beschleunigungsfeststellmittel (39) so verbindet, daß die zwei Masseschaltungen auf demselben Potential liegen.

2. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (37) eine spannungsgeregelte Stromversorgung (371) umfassen, die mit den Beschleunigungsfeststellmitteln (39) verbunden ist und deren Stromversorgung sicherstellt.

3. Steuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigungsfeststellmittel (39) ein elektrisch leitendes Gehäuse (391) und ein elektrisch isolierendes Lager (399) umfassen, über welches das Gehäuse (391) am Fahrzeugkörper (398) befestigt ist, wobei die Masseschaltung der Beschleunigungsfeststellmittel (39) an dem Gehäuse (391) auf Masse gelegen ist.