DE3878208T2

DE3878208T2 - Geraet zur regelung eines fahrzeugaufhaengungssystems.

Info

Publication number: DE3878208T2
Application number: DE8888906882T
Authority: DE
Inventors: M Mitsubishi Jidosha K Harara; S Mitsubishi Jidosha Takizawa; T Mitsubishi Jidosha Ko Tanaka; S Mitsubishi Denki Kabush Wada
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1987-07-28
Filing date: 1988-07-27
Publication date: 1993-09-16
Anticipated expiration: 2008-07-28
Also published as: EP0324035B1; KR890701383A; JPS6432918A; DE3878208D1; US4930082A; EP0324035A1; JPH0579528B2; KR920004766B1; WO1989000927A1

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung betrifft ganz allgemein eine Kraftfahrzeug- Radaufhängung und insbesondere eine Steuervorrichtung, um den Betrieb einer solchen Radaufhängung zu steuern, um Wanken und Bremstauchen eines Fahrzeugs zu unterdrücken.

STAND DER TECHNIK

Bisher sind viele Radaufhängungs-Steuervorrichtungen dieses Typs bekannt, wovon einige Beispiele in der offengelegten JP-GN-OS 61-163710 oder der JP-OS Nr. 62-34808 offenbart sind. Bei diesen herkömmlichen Radaufhängungs-Steuervorrichtungen ist eine Fluidfederkammer wie beispielsweise eine Luftfederkammer zwischen jedem Laufrad und dem Aufbau eines Fahrzeugs angeordnet, so daß die Zufuhr zu und das Ablassen von Druckluft aus der Fluidfederkammer auf eine angemessene Weise gesteuert werden, um Wanken des Fahrzeugaufbaus zu unterdrücken. Insbesondere besteht eine Tendenz, daß dann, wenn ein Fahrzeug zum Kurvenfahren gelenkt wird, die Aufhängungseinheiten, die auf der Kurvenaußenseite des Fahrzeugs angeordnet sind, gezwungen werden, unter der Wirkung der Fliehkraft zu kontrahieren, wohingegen die auf der entgegengesetzten Seite expandieren. Um diese Tendenz zu unterdrükken, wird der Fluidfederkammer jeder Aufhängungseinheit auf der Kontraktionsseite eine vorbestimmte Druckluftmenge zugeführt, und gleichzeitig wird eine vorbestimmte Druckluftmenge aus der Fluidfederkammer jeder Aufhängungseinheit auf der Expansionsseite abgelassen, um den Fahrzeugaufbau in Gegenrichtung zu neigen, so daß die Lage des Fahrzeugaufbaus horizontal gehalten wird.
Es sind auch viele von den oben beschriebenen verschiedene Steuervorrichtungen für Kraftfahrzeug-Radaufhängungen untersucht und vorgeschlagen worden, die die gleichen Auswirkungen, wie oben beschrieben, erzielen sollen, indem die Dämpfungskraft oder Federkonstante jeder Aufhängungseinheit angemessen geändert oder der Betrieb von Stabilisatoren geregelt wird.
Bei den oben beschriebenen herkömmlichen Steuervorrichtungen für Kraftfahrzeug-Radaufhängungen ist es in Fällen, in denen von einem Beschleunigungssensor eine Querbeschleunigung (d. h. eine Beschleunigung in einer Richtung senkrecht zu der Längsrichtung) eines Fahrzeugs erfaßt wird, um das Ausmaß des Wankens des Fahrzeugs zur Steuerung der Zufuhr und des Ablassens von Druckluft oder anderer Aufhängungscharakteristiken zu berechnen, erforderlich, einen Neutralpunkt genau zu bestimmen, aufgrund dessen die Erfassung der Fahrzeugbeschleunigung in einer Querrichtung erfolgt.
Die GB-A-2 155 206 beschreibt eine Steuervorrichtung für eine Kraftfahrzeug-Radaufhängung, die eine Vielzahl von Aufhängungseinheiten aufweist. Die Vorrichtung kompensiert jedoch nicht das Driften des Neutralpunkts des Ausgangssignals des Beschleunigungssensors.
Die US-A-4 621 833 sieht zwar eine Kompensationseinrichtung vor, um das Driften eines Neutralpunkts eines Ausgangssignals eines Fahrzeugzustandssensors zu kompensieren. In bezug auf deren Betrieb verläßt sie sich jedoch auf eine komplizierte iterative Vorhersagetechnik.
Infolgedessen entsteht das Problem, daß es schwierig ist, eine Wankunterdrückungsregelung mit hoher Genauigkeit über einen längeren Zeitraum durchzuführen. Es ist daher seit langem erwünscht, eine Korrektur oder Kompensation eines solchen Neutralpunkts automatisch zu bewirken.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung soll also das oben beschriebene Problem, dem man bei den herkömmlichen Vorrichtungen begegnet, lösen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuervorrichtung für eine Kraftfahrzeug-Radaufhängung bereitzustellen, die fähig ist, eine genaue Wankunterdrückungsregelung auf stabile Weise über einen längeren Zeitraum zu bewirken.
Um diese Aufgabe zu lösen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Steuervorrichtung für eine Kraftfahrzeug-Radaufhängung bereitgestellt, wobei die Steuervorrichtung folgendes aufweist: eine Vielzahl von Aufhängungseinheiten, die jeweils zwischen einem Laufrad und dem Aufbau eines Fahrzeugs angeordnet sind, um das entsprechende Laufrad gegenüber dem Fahrzeugaufbau aufzuhängen; einen Beschleunigungssensor, der eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs erfaßt und ein Ausgangssignal liefert, das die erfaßte Querbeschleunigung repräsentiert und einen Neutralpunkt hat, der eine Querbeschleunigung von 0 G repräsentiert; einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, der die Geschwindigkeit des Fahrzeugs erfaßt und ein Ausgangssignal liefert, das die erfaßte Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentiert; einen Lenksensor, der den Lenkzustand des Fahrzeugs erfaßt und ein Ausgangssignal liefert, das den erfaßten Lenkzustand repräsentiert; eine Steuereinrichtung, die so angeschlossen ist, daß sie die Ausgangssignale von dem Beschleunigungssensor, dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor und dem Lenksensor empfängt, um den Wankzustand des Fahrzeugs aufgrund seiner Querbeschleunigung zu berechnen und die jeweiligen Aufhängungseinheiten auf der Basis des berechneten Wankzustands des Fahrzeugs zu steuern, um dessen Wanken zu unterdrücken; wobei die Steuervorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß sie ferner folgendes aufweist: eine Driftkompensationseinrichtung, die so angeschlossen ist, daß sie die Ausgangssignale von dem Beschleunigungssensor, dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor und dem Lenksensor empfängt, um ein Driften des Neutralpunkts des Ausgangssignals des Beschleunigungssensors auf der Basis der obengenannten Ausgangssignale zu kompensieren; wobei die Driftkompensationseinrichtung folgendes aufweist: eine erste Einrichtung, um einen Mittelwert der erfaßten Beschleunigung des Fahrzeugs für jeden gegebenen Zeitraum zu berechnen; eine zweite Einrichtung, um den so berechneten Mittelwert der Fahrzeugbeschleunigung mit einem geeigneten Offset-Kompensationswert zu modifizieren; und eine dritte Einrichtung, um den modifizierten Mittelwert des Beschleunigungssignals mit dem Neutralpunkt des Beschleunigungssensor-Ausgangssignals zu vergleichen und den Offset-Kompensationswert in jedem gegebenen Zeitraum zu aktualisieren, um den modifizierten gemittelten Beschleunigungswert gleich dem Neutralpunkt zu machen.
Diese und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Schaltbild, das den Aufbau einer Steuervorrichtung für eine Kraftfahrzeug-Radaufhängung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist ein Diagramm, das die Ausgangsspannungscharakteristiken eines G-Sensors zeigt, der bei der Steuervorrichtung von Fig. 1 verwendet wird;
Fig. 3(a) und 3(b) sind schematische Ansichten, die den Betriebszustand (Einschaltzustand) bzw. den Ruhezustand (Ausschaltzustand) eines Dreiwege-Magnetventils zeigen, das bei der Steuervorrichtung von Fig. 1 verwendet wird;
Fig. 4(a) und 4(b) sind schematische Ansichten, die den Betriebszustand (Einschaltzustand) bzw. den Ruhezustand (Ausschaltzustand) eines Schalt-Magnetventils zeigen, das bei der Steuervorrichtung von Fig. 1 verwendet wird;
Fig. 5 ist ein Flußdiagramm, das den Wankunterdrückungsbetrieb der Steuervorrichtung von Fig. 1 zeigt;
Fig. 6 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Ventilansteuerzeit Tp und der Abweichung V von einem Neutralpunkt des G-Sensors zeigt; und
Fig. 7 ist ein Flußdiagramm, das den Driftkompensationsbetrieb der Steuervorrichtung von Fig. 1 zeigt.

BESTE ART DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

Nachstehend wird eine Steuervorrichtung für eine Kraftfahrzeug-Radaufhängung gemäß der vorliegenden Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
In Fig. 1 ist die allgemeine Anordnung der Steuervorrichtung der Erfindung gezeigt, die zwei vordere Luft-Aufhängungseinheiten FS1, FS2 und zwei hintere Luft-Aufhängungseinheiten RS1, RS2 aufweist, die sämtlich im wesentlichen den gleichen Aufbau haben.
In jede Luft-Aufhängungseinheit FS1, FS2, RS1 und RS2 ist ein strebenartiger Schwingungsdämpfer 1 eingebaut, der einen Zylinder 2, der an einem Vorderrad (oder Hinterrad) angebracht ist, und einen Kolben 3 aufweist, der verschiebbar in den Zylinder 2 eingesetzt ist, um darin eine erste Kammer 6a und eine zweite Kammer 6b an seinen entgegengesetzten Seiten zu definieren. Der Kolben 3 ist an seinem einen Ende fest mit einer Kolbenstange 4 verbunden, so daß dann, wenn die Laufräder des Fahrzeugs veranlaßt werden, sich entsprechend den auftretenden Unregelmäßigkeiten der Straßendecke nach oben und unten zu bewegen, der Zylinder 2 gezwungen wird, sich in bezug auf die Kolbenstange 3 vertikal zu bewegen, um Stöße, die von einer Straßendecke auf den Aufbau des darauf fahrenden Fahrzeugs übertragen werden, wirkungsvoll zu dämpfen oder zu mildern.
Ein Umschaltventil 5 ist an dem Kolben 3 vorgesehen, um die Dämpfungskraft jedes Schwingungsdämpfers 1 zu ändern. Das Umschaltventil 5 ist mit einem Betätigungsglied 5a betriebsmäßig verbunden, so daß es von dem Betätigungsglied 5a selektiv in eine erste Position, in der die erste und die zweite Kammer 6a und 6b, die in dem Zylinder 2 an entgegengesetzten Seiten des Kolbens 3 definiert sind, allein durch eine Öffnung a1 in Fluidverbindung miteinander gebracht werden, um den Schwingungsdämpfer 1 in einen harten Dämpfungsmodus zu bringen, oder in eine zweite Position gedreht wird, in der die erste und die zweite Kammer 6a und 6b durch ein Paar von Öffnungen a1 und a2 in Fluidverbindung miteinander gebracht werden, um einen weichen Dämpfungsmodus zu bewirken. Der Betrieb des Betätigungsglieds 5a wird von einer Steuereinheit 37 gesteuert, die nachstehend beschrieben wird.
An dem oberen Bereich des Schwingungsdämpfers 1 in koaxialer Beziehung zu der Kolbenstange 4 ist eine Primäre Luftfederkammer 7 angeordnet, die als Fahrzeughöhen-Einstelleinrichtung wirkt. Die primäre Luftfederkammer 7, von der ein Bereich von einem Balgen 8 gebildet ist, ist mit einem axialen Kanal 4a, der in der Kolbenstange 4 gebildet ist, in Fluidverbindung, so daß Luft durch den axialen Kanal 4a der primären Luftfederkammer 7 zugeführt oder daraus abgelassen werden kann, wodurch die Vertikalbewegung der Kolbenstange 4 relativ zu dem Zylinder 2 zugelassen wird.
Ein erster abwärts gerichteter Federhalter 9a ist an dem Oberende der primären Luftfederkammer 7 angebracht, und ein zweiter aufwärts gerichteter Federhalter 9b ist an der Außenumfangsfläche des Schwingungsdämpfers 1 vorgesehen, wo bei eine Schraubenfeder 10 unter Kompression zwischen diesen ersten und zweiten Federhaltern 9a und 9b angeordnet ist, um den Zylinder 2 des Schwingungsdämpfers 1 nach unten in eine Richtung weg von der primären Luftfederkammer 7 vorzuspannen.
Ein Verdichter 11 ist vorgesehen, um Atmosphärenluft, die ihm durch einen Luftfilter 12 zugeführt wird, zu verdichten und die so verdichtete Luft einem Trockner 13 zuzuführen, in dem die Luft von dem Verdichter 11 durch Trockenmittel oder -medium, wie beispielsweise Kieselgel getrocknet und über ein Rückschlagventil 14 einem Hochdruckbehälter 15a eines Reservoirs 15 zugeführt und darin gespeichert wird. Das Reservoir 15 hat auch einen Niederdruckbehälter 15b. Diese Behälter 15a und 15b des Reservoirs sind durch einen Verdichter 16 miteinander verbunden, der über ein Verdichterrelais 17 in den Betriebszustand antreibbar ist. Ein Druckschalter 18 ist vorgesehen, der eingeschaltet wird, um das Verdichterrelais 17 anzusteuern, wenn der Druck in dem Niederdruckbehälter 15b über den Atmosphärendruck steigt, so daß der Verdichter 16 angetrieben wird, um Luft aus dem Behälter 15b zu saugen und dem Behälter 15a Druckluft zuzuführen, so daß der Behälter 15b immer auf einem Unterdruck gehalten wird.
Die Druckluft in dem Hochdruckbehälter 15a wird den jeweiligen Aufhängungseinheiten FS1, FS2, RS1 und RS2 über Verteilerleitungen zugeführt, wie es in Fig. 1 mit durchgezogenen Pfeilen gezeigt ist. Beispielsweise wird Druckluft aus dem Hochdruckbehälter 15a den vorderen Aufhängungseinheiten FS1 und FS2 durch ein Durchflußregelventil 19 in Form eines Dreiwegeventils, ein vorderes Luftzufuhr-Magnetventil 20 in Form eines Schaltventils, ein Rückschlagventil 21 und ein vorderes rechtsseitiges Magnetventil 22 oder ein vorderes linksseitiges Magnetventil 23 zugeführt. Ähnlich wird Druckluft aus dem Hochdruckbehälter 15a den hinteren Aufhängungseinheiten RS1 und RS2 durch das Durchflußregelventil 19, ein hinteres Luftzufuhr-Magnetventil 24, ein Rückschlagventil 25 und ein hinteres rechtsseitiges Magnetventil 26 oder ein hinteres linksseitiges Magnetventil 27 zugeführt.
Der Bereich der Verteilerleitungen auf der Abstromseite des Rückschlagventils 21 ist durch eine Leitung mit einem Rückschlagventil 211 darin mit dem Leitungsabschnitt auf der Abstromseite des Rückschlagventils 25 verbunden. Andererseits wird Luft aus den jeweiligen Aufhängungseinheiten FS1, FS2, RS1 und RS2 durch die Auslaßwege zur Außenatmosphäre abgelassen, wie es in Fig. 1 durch gestrichelte Pfeile gezeigt ist. Das heißt, Luft wird zuerst aus den vorderen Aufhängungseinheiten FS1 und FS2 durch die Magnetventile 22 und 23, ein vorderes Ablaßventil 28 und ein Druckhalteventil 29 zu dem Niederdruckbehälter 15b geführt und dann aus dem Niederdruckbehälter 15b durch die Magnetventile 22 und 23, ein vorderes Ablaßventil 28, den Trockner 13, ein Ablaß-Magnetventil 30 und den Luftfilter 12 zur Außenatmosphäre abgelassen. Desgleichen wird Luft in den hinteren Aufhängungseinheiten RS1 und RS2 zuerst durch die hinteren Magnetventile 26 und 27, ein hinteres Ablaßventil 31 und ein hinteres Druckhalteventil 32 zu dem Niederdruckbehälter 15b geführt und dann aus dem Niederdruckbehälter 15b durch die hinteren Magnetventile 26 und 27, das hintere Ablaßventil 31, den Trockner 13, das Ablaß-Magnetventil 30 und den Luftfilter 12 zur Außenatmosphäre abgelassen.
In diesem Zusammenhang ist zu beachten, daß dann, wenn der Druck in dem Niederdruckbehälter 15b des Reservoirs 15 niedriger als der Druck in den primären Luftfederkammern 7 ist, die Druckhalteventile 29 und 32 geöffnet werden, wohingegen dann, wenn der Druck in dem Niederdruckbehälter 15b gleich dem oder höher als der Druck in den primären Luftfederkammern 7 ist, die Druckhalteventile 29 und 32 geschlossen werden. Die erste und die zweite hintere Luftfederkammer 7 sind über einen Verbindungskanal mit einem Druckschalter 33, der ein Ausgangssignal an die Steuereinheit 37 abgibt, miteinander in Fluidverbindung.
Eine Sensoreinrichtung für die Bodenfreiheit des Fahrzeugs ist vorgesehen, um die Bodenfreiheit des Fahrzeugs zu erfassen, und weist einen vorderen Fahrzeughöhensensor 34F, der an einem unteren Arm 35 der vorderen zweiten (oder rechtsseitigen) Aufhängungseinheit FS2 angebracht ist, um die Bodenfreiheit des Frontbereichs des Fahrzeugs zu erfassen, sowie einen hinteren Fahrzeughöhensensor 34R auf, der an einem Querlenker 36 der hinteren ersten (linksseitigen) Aufhängungseinheit RS1 angebracht ist, um die Bodenfreiheit des hinteren Bereichs des Fahrzeugs zu erfassen. Jeder dieser Sensoren 34F und 34R ist ausgebildet, um die Differenz zwischen der momentanen Fahrzeugbodenfreiheit und einem vorgegebenen normalen Höhenniveau sowie den Abstand zwischen der momentanen Fahrzeugbodenfreiheit und einem vorgegebenen niedrigen oder hohen Höhenniveau zu erfassen, und gibt zwei Ausgangssignale, die die auf die oben angegebene Weise erfaßten Differenzen repräsentieren, an die Steuereinheit 37 ab.
In diesem Zusammenhang ist zu beachten, daß ein Unterschied in der Bodenfreiheit zwischen dem vorderen rechtsseitigen Bereich und dem hinteren linksseitigen Bereich, die auf einer Diagonalen liegen, nach Beendigung der Einstellung der Bodenfreiheit in der Längsrichtung eine Neigung in der Querrichtung des Fahrzeugaufbaus repräsentiert. Es ist somit mit Hilfe der Fahrzeughöhensensoren 34F und 34R möglich, zu erfassen, ob der Fahrzeugaufbau waagerecht oder horizontal ist. Auf diese Weise ist es möglich, eine Neigung des Fahrzeugaufbaus aufgrund des Lenkens durch einen Fahrer indirekt zu erfassen.
Ein Geschwindigkeitssensor 38 ist in einen Tachometer eingebaut ist, um die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu erfassen. Der Geschwindigkeitssensor 38 gibt ein Ausgangssignal, das die so erfaßte Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentiert, an die Steuereinheit 37 ab.
Um eine Änderung der Lage des Fahrzeugs zu erfassen, ist ein Fahrzeuglagesensor 39 vorgesehen, der bei der gezeigten Ausführungsform beispielsweise ein Beschleunigungssensor in Form eines G-Sensors vom Differentialtransformatortyp ist (nachstehend G-Sensor genannt). Der G-Sensor 39 hat Charakteristiken, bei denen die Ausgangsspannung des Sensors 39 an einem Neutralpunkt von 0 G einen Wert von 2,5 V hat, wenn das Fahrzeug geradeaus fährt, davon ausgehend zunimmt, wenn das Fahrzeug gelenkt wird, um eine Rechtskurve zu durchfahren, und davon ausgehend abnimmt, wenn das Fahrzeug gelenkt wird, um eine Linkskurve zu durchfahren. Die nach der Zeit differenzierte Ausgangsspannung des G-Sensors 39 ist der Winkelgeschwindigkeit eines Lenkrads 41 proportional.
Ferner sind ein Lenksensor 40, der die Dreh- oder Lenkgeschwindigkeit des Lenkrads 41 erfaßt, und ein Fahrpedalsensor 42 vorgesehen, der den Betrag oder Winkel erfaßt, um den ein nicht gezeigtes Fahrpedal von dem Fahrer heruntergedrückt wird. Die Ausgangssignale des Lenksensors 40 und des Fahrpedalsensors 42, die die erfaßte Lenkgeschwindigkeit und den erfaßten Fahrpedal-Eindrückbetrag oder -winkel repräsentieren, werden der Steuereinheit 37 zugeführt.
Ein Verdichterrelais 43 zum Antreiben des Verdichters 11, das von einem Steuersignal der Steuereinheit 37 gesteuert wird, ist vorgesehen. Ein Druckschalter 44 ist vorgesehen, der eingeschaltet wird, wenn der Druck in dem Hochdruckbehälter 15a des Reservoirs unter einen vorbestimmten Wert sinkt. Wenn er eingeschaltet ist, gibt der Druckschalter 44 ein Ausgangssignal an die Steuereinheit 37 ab, so daß das Verdichterrelais 43 von einem Steuersignal der Steuereinheit 37 betätigt wird, um den Verdichter 11 anzutreiben. Durch den Betrieb des Verdichters 11 wird Druckluft dem Hochdruckbehälter 15a des Reservoirs zugeführt, bis der Druck in dem Behälter 15a über einen vorbestimmten Pegel steigt. In dieser Hinsicht ist zu beachten, daß die Öffnungs- und Schließvorgänge der Magnetventile 20, 22, 23, 24, 26, 27 und 30 und der Ventile 19, 28 und 31 von Steuersignalen der Steuereinheit 37 bewirkt werden.
Jedes der Magnetventile 22, 23, 26 und 27 sowie der Ventile 19, 28 und 31 weist ein Dreiwegeventil auf, das zwei verschiedene Positionen einnimmt, wie es in Fig. 3(a) und 3(b) gezeigt ist. Fig. 3(a) zeigt eine erste oder Betriebsposition, in der das Dreiwegeventil eingeschaltet oder in Betrieb gesetzt ist, so daß Druckluft in die Richtungen strömt, die durch Pfeile A mit weißen Dreieckspitzen angedeutet sind. Andererseits zeigt Fig. 3(b) eine zweite oder Ruheposition, in der das Dreiwegeventil ausgeschaltet oder nicht angesteuert ist, so daß Druckluft durch das Ventil in die Richtungen strömt, die durch Pfeile B mit weißen Dreieckspitzen angedeutet sind. Ferner weist jedes der Magnetventile 20, 24 und 30 ein Zweiwege- oder Schaltventil auf, das zwei Positionen einnimmt, wie es in Fig. 4(a) und 4(b) gezeigt ist. Fig. 4(a) zeigt eine erste oder Betriebsposition, in der das Zweiwegeventil eingeschaltet ist, um zu öffnen, so daß Druckluft in die Richtungen strömt, die durch Pfeile C mit weißen Dreieckspitzen angedeutet sind. Andererseits zeigt Fig. 4(b) eine zweite oder Ruheposition, in der das Zweiwegeventil ausgeschaltet ist, um zu schließen, so daß der Durchfluß von Druckluft unterbrochen wird.
Die Steuereinheit 37 weist eine Steuereinrichtung auf, die so angeschlossen ist, daß sie die Ausgangssignale von dem Beschleunigungssensor, dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor und dem Lenksensor empfängt, um den Wankzustand des Fahrzeugs aufgrund seiner Querbeschleunigung zu berechnen und die jeweiligen Aufhängungseinheiten FS1, FS2, RS1 und RS2 auf der Basis des berechneten Wankzustands des Fahrzeugs zu steuern, um dessen Wanken zu unterdrücken, sowie eine Driftkompensationseinrichtung, die so angeschlossen ist, daß sie die Ausgangssignale von dem Beschleunigungssensor, dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor und dem Lenksensor empfängt, um ein Driften des Neutralpunkts des Ausgangssignals des Beschleunigungssensors auf der Basis der obengenannten Ausgangssignale zu kompensieren.
Nachstehend wird der Wankunterdrückungsbetrieb der gemäß der obigen Beschreibung ausgebildeten Radaufhängungs-Steuervorrichtung unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm von Fig. 5 beschrieben.
In Schritt S11 liest zunächst die Steuereinheit 37 die Ausgangsspannung V des G-Sensors 39 aus und berechnet eine Abweichung ΔV der Ausgangsspannung V von dem Neutralpunkt, der 2,5 V ist; d.h. ΔV = V - 2,5. In dieser Hinsicht ist zu beachten, daß ΔV > 0 eine linksgerichtete Beschleunigung und ΔV < 0 eine rechtsgerichtete Beschleunigung repräsentieren. Dann wird in Schritt S12 auf die in Fig. 6 gezeigte ΔV-Tabelle zugegriffen, die in der Steuereinheit 37 gespeichert ist, um eine geeignete Ventilansteuerzeit Tp zu berechnen, die der berechneten Abweichung DV der Ausgangsspannung V des G-Sensor entspricht. In Schritt S13 wird eine Steuerzeitdauer T nach der folgenden Formel berechnet:
T = Tp - Tm,
wobei Tm einen Zeitraum repräsentiert, in dem die jeweiligen Ventile bereits in Betrieb gesetzt oder geöffnet wurden und der in der Speichertabelle gespeichert ist. Wenn der Steuerablauf zum erstenmal zu Schritt S13 weitergeht, ist also Tm gleich Null und T gleich Tp. Anschließend wird in Schritt S14 abgefragt, ob T größer als Null (T > 0) ist. Wenn bestimmt wird, daß T größer als Null (T > 0) ist, wird in Schritt S15 eine Ventilsteuerung für eine Zeitdauer T bewirkt. In diesem Fall sind die Ventile, die zum Öffnen angesteuert werden, in der nachstehenden Tabelle I gezeigt. TABELLE I vord. Ablaßvent. Zufuhrsteuervent. Ablaß-Magnetvent. vord. recht.Magnetvent. hint. recht.Magnetvent. hint. link. Magnetvent. Wankstrg. Bremsnicksteuerung Anfahrhockstuerung Höherstrg. (normal) schnelle Höhenstrg. Rechtskurve Linkskurve Beginn Halten Ende Zurück Heben Senken *) rechte und linke Aufhängungen getrennt
Beispielsweise besteht im Fall einer Rechtskurve (d. h. ΔV > 0) eine Tendenz, daß der Fahrzeugaufbau auf der rechten Seite angehoben und auf der linken Seite gesenkt wird. Um diese Tendenz zu unterdrücken, werden mit O gekennzeichnete Ventile angesteuert, um für die Steuerzeitdauer T zu öffnen, so daß Druckluft in dem Hochdruckbehälter 15a des Reservoirs über das Durchflußregelventil 19, die vorderen und hinteren Zufuhrventile 20 und 24 und die Magnetventile 23 und 27 den primären Luftfederkammern 7 der vorderen und hinteren linksseitigen Aufhängungseinheiten FS1 und RS1 zugeführt wird und dadurch den Fahrzeugaufbau in eine Richtung beaufschlagt, so daß er an seiner linken Seite angehoben wird. Andererseits wird Druckluft in den primären Luftfederkammern 7 der vorderen und hinteren rechtsseitigen Aufhängungseinheiten FS2 und RS2 über die vorderen und hinteren Ablaßventile 28 und 31 zu dem Niederdruckbehälter 15b des Reservoirs abgelassen, so daß der Fahrzeugaufbau in eine Richtung beaufschlagt wird, so daß er an seiner rechten Seite abgesenkt wird. Auf diese Weise wird die Tendenz des Fahrzeugaufbaus, sich durch Fliehkraft während einer Rechtskurvenfahrt des Fahrzeugs in Querrichtung zu neigen, wirkungsvoll unterdrückt.
Nach Ablauf der Steuerzeitdauer T geht der Steuerablauf zu Schritt S16 weiter, in dem das vordere Zufuhrventil 20 und das hintere Zufuhrventil 24 ausgeschaltet werden, um zu schließen, so daß die Zufuhr von Druckluft zu den primären Luftfederkammern 7 der vorderen und hinteren linksseitigen Aufhängungseinheiten FS1 und RS1 unterbrochen wird. Gleichzeitig werden die vorderen und hinteren Ablaßventile 28 und 31 eingeschaltet, um das Ablassen von Druckluft aus den primären Luftfederkammern 7 der vorderen und hinteren rechtsseitigen Aufhängungseinheiten FS2 und RS2 zu unterbrechen. Infolgedessen wird die Lage des wie oben eingestellten Fahrzeugaufbaus aufrechterhalten.
Anschließend wird in Schritt S17 die in der Steuereinheit 37 gespeicherte Speichertabelle aktualisiert. Das heißt, der Zeitraum Tp, in dem die jeweiligen Ventile zum Öffnen angesteuert wurden, wird in der Steuereinheit 37 neu als Tm gespeichert (Tm = Tp).
Danach wird in Schritt S18 abgefragt, ob ΔV nicht größer als ein gegebener Wert ist. Wenn ΔV beispielsweise größer als der gegebene Wert während einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs ist, wird der nächste Schritt S19 zum Unterbrechen der Lagesteuerung übersprungen und der Steuerablauf springt von Schritt S18 zu dem ersten Schritt S11 zurück. Wenn andererseits in Schritt S18 bestimmt wird, daß ΔV nicht größer als der gegebene Wert ist, geht der Steuerablauf zu Schritt S19 weiter, in dem die jeweiligen Ventile sämtlich ausgeschaltet werden, um die in Schritt S16 durchgeführte Lagesteuerung aufzuheben oder zu unterbrechen. Danach springt der Steuerablauf von Schritt S19 zu dem ersten Schritt S11 zurück, und eine neue Ventilansteuerzeit Tp wird unter Verwendung der nun aktualisierten ΔV-Tabelle in Schritt S12 berechnet.
Bei der obigen Ausführungsform wird die Wankunterdrückungssteuerung zwar aufgrund von ΔV allein bewirkt; es ist jedoch möglich, eine solche Wankunterdrückungssteuerung auf der Basis einer Ventilansteuerzeit Tp durchzuführen, die aufgrund der Richtung (d. h. nach rechts oder links) von ΔV, der von dem Geschwindigkeitssensor 38 erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit und der von dem Lenksensor 40 erfaßten Winkelgeschwindigkeit des Lenkrads 41 unter Verwendung einer anderen in der Steuereinheit 37 gespeicherten Tabelle berechnet wird. In diesem Fall entspricht der Schritt des Berechnens einer solchen Ventilansteuerzeit Tp Schritt S12 in Fig. 5. Ferner erfolgt in diesem Fall die Abfrage, ob der Steuerablauf zu Schritt S11 zurückspringt, auf die gleiche Weise wie in Schritt S18 in Fig. 5.
Ferner ist in der obenbeschriebenen Ausführungsform der kritische Faktor zum Bestimmen des Anfangs- und Endpunkts des Ventilsteuerbetriebs der Wert von ΔV, der durch Subtraktion von 2,5 V, was dem Neutralpunkt (0 G) der Querbeschleunigung des Fahrzeugs entspricht, von der Ausgangsspannung V des G- Sensors 39 berechnet wird. In diesem Fall unterliegt jedoch die Ausgangsspannung V des G-Sensors 39 einem allmählichen Driften über einen längeren Zeitraum, was aus Temperaturänderungen, Dauer der Betriebszeit, Änderung der normalen Fahrzeuglage und dergleichen resultiert, und infolgedessen driftet oder ändert sich der Neutralpunkt der Ausgangsspannung des G-Sensors von 2,5 V zu einem Wert von 2,5 V + Vos Volt (ein Offset).
Somit enthält der Wert von ΔV zwangsläufig einen Fehler, der dem Offset Vos entspricht. Die Wankunterdrückungssteuerung wird also, wenn sie auf der Basis des Werts von ΔV durchgeführt wird, der den Fehler enthält, zwischen einer Rechtskurvenfahrt und einer Linkskurvenfahrt unausgeglichen, was es erschwert, die vorgesehene Funktion auf befriedigende Weise zu erfüllen. Im wesentlichen ist die Ausgangsspannung des G-Sensors 39 ein Übergangssignal, das sich kontinuierlich ändert und manchmal stark von einem Konstantwert abweicht; andererseits ist aber die Änderungsrate der Ausgangsspannung des G-Sensors, d. h. der Gradient der Linie g in Fig. 2, hochgenau. Daher ist es durch Modifizieren der Ausgangsspannung des G-Sensors 39 durch Kompensieren des Offsets Vos von dem Neutralpunkt auf eine geeignete Weise möglich, die Wankunterdrückungssteuerung jederzeit optimal durchzuführen.
Zu diesem Zweck weist die Driftkompensationseinrichtung der Steuereinheit 37 auf: eine erste Einrichtung, um einen Mittelwert der erfaßten Beschleunigung des Fahrzeugs für jeden gegebenen Zeitraum zu berechnen, eine zweite Einrichtung, um den so berechneten Mittelwert der Fahrzeugbeschleunigung mit einem geeigneten Offset-Kompensationswert zu modifizieren, und eine dritte Einrichtung, um den modifizierten Mittelwert des Beschleunigungssignals mit dem Neutralpunkt des Beschleunigungssensor-Ausgangssignals zu vergleichen und den Offset-Kompensationswert in jedem gegebenen Zeitraum zu aktualisieren, um den modifizierten gemittelten Beschleunigungswert gleich dem Neutralpunkt zu machen.
Nachstehend wird eine solche Offset-Kompensation unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm von Fig. 7 beschrieben.
Die Offset-Kompensation wird auf der Basis eines Neutralpunkts der Ausgangsspannung des G-Sensors durchgeführt, der von der Steuereinheit 37 bestimmt wird und bei dem rechtsgerichtete und linksgerichtete Beschleunigungen neutralisiert werden, wobei die Lage des Fahrzeugs horizontal ist. Wenn sich das Fahrzeug auf einer horizontalen Fläche einer Straße befindet, ist der Neutralpunkt der Ausgangsspannung des G- Sensors stabil, so daß die Offset-Kompensation ohne weiteres durchführbar ist. In diesem Zusammenhang ist es jedoch schwierig, zu bestätigen, daß sich das Fahrzeug auf einer horizontalen Fläche einer Straße befindet. Zu diesem Zweck werden gemäß der vorliegenden Erfindung die folgenden Bedingungen als ein Mittel berücksichtigt, um eine solche Bestätigung vorzunehmen.
1) Die Fahrzeuggeschwindigkeit ist nicht geringer als eine gegebene Geschwindigkeit, beispielsweise 20 km/h (Schritt S101 in Fig. 7).
2) Der Lenkwinkel des Lenkrads 41 ist nicht größer als ein gegebener Winkel, beispielsweise 5º in Rechtsrichtung (Uhrzeigersinn) oder Linksrichtung (Gegenuhrzeigersinn) (Schritt S102 in Fig. 7).
3) Der Absolutwert der Änderungsrate der Ausgangsspannung des G-Sensors ist nicht größer als ein gegebener Wert, beispielsweise 0,2 G (Schritt S103 in Fig. 7).
Wenn die obigen Bedingungen 1) bis 3) über einen gegebenen Zeitraum, beispielsweise 15 Sekunden, fortbestehen, wird in Schritt S104 bestimmt, daß die Mittelung der Ausgangsspannung V des G-Sensors abgeschlossen ist, und der Steuerablauf geht zu Schritt S105 weiter, in dem die Summe des gemittelten Werts Va der Ausgangsspannung V des G-Sensors und das vorhergehende Offset Vos mit 2,5 V verglichen werden. Wenn andererseits in Schritt S104 bestimmt wird, daß sämtliche der obigen Bedingungen 1) bis 3) nicht über 15 Sekunden fortbestehen, geht der Steuerablauf von Schritt S104 zu Schritt S106 weiter, in dem ein gemittelter Wert Va der Ausgangsspannung V des G-Sensors für einen Zeitraum von 15 s berechnet wird. Zurück zu Schritt S105: Wenn Va + Vos - 2,5 < 0, geht der Steuerablauf zu Schritt S107 weiter, in dem Vos, das immer noch einen kleineren Wert als erforderlich hat, als Vos = Vos + 0,01 aktualisiert wird. Wenn andererseits Va + Vos - 2,5 > 0, geht der Steuerablauf zu Schritt S109 weiter, in dem Vos, das immer noch einen größeren Wert als erforderlich hat, als Vos = Vos - 0,01 aktualisiert wird. Wenn ferner Va + Vos - 2,5 = 0, geht der Steuerablauf zu Schritt S108 weiter, in dem Vos unverändert bleibt oder nicht aktualisiert wird. Danach springt der Steuerablauf von Schritt S107, S108 oder S109 zu Schritt S101 zurück.
Wenn ferner wenigstens eine der obigen Bedingungen 1) bis 3) nicht erfüllt ist, geht der Steuerablauf zu Schritt S110 weiter, in dem die Mittelung der Ausgangsspannung V des G- Sensors unterbrochen wird und ein nicht gezeigter Taktgeber zum Zählen des gegebenen Zeitraums (beispielsweise 15 Sekunden) rückgesetzt wird.
Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, daß es, auch wenn ein gemittelter Wert Va der Ausgangsspannung V des G-Sensors von dem Neutralpunkt (0 G) abweicht, möglich ist, den Wert von Va + Vos zu kompensieren, um nahe dem echten Neutralpunkt zu sein, indem der Wert von Vos auf eine geeignete Weise sukzessive modifiziert wird.
Obwohl bei den vorstehenden Ausführungsformen nicht angewandt, kann die obige Modifikation selbstverständlich mit den gleichen Auswirkungen vorgenommen werden, indem als Mittel zum Erfassen der Lenkbedingung die Ausgangssignale der Fahrzeughöhensensoren verwendet werden, die für die vier Lauf räder, die vorderen oder hinteren rechten und linken Laufräder oder auf der Diagonalen vorgesehen sind, die durch das vordere rechte und das hintere linke Laufrad oder das vordere linke und das hintere rechte Laufrad geht, oder indem ein Hydraulikdrucksignal eines Servozylinders einer Servolenkanlage oder ein Rücksetzsignal verwendet wird, das von einem Service-Schalter abgegeben wird, wenn dieser rückgesetzt wird. Ferner ist es möglich, den Wert von Vos in der Steuereinheit 37 zu speichern, auch wenn der Schlüssel- oder Zündschalter des Fahrzeugs ausgeschaltet ist, so daß der nächste Wankunterdrückungssteuervorgang durchgeführt werden kann, indem das so gespeicherte Vos beim nächsten Einschalten des Schlüssel- oder Zündschalters genutzt wird.
Selbstverständlich kann die Wankunterdrückungssteuerung auch mit ähnlichen Auswirkungen wie oben beschrieben durchgeführt werden, indem die Dämpfungskraft oder Federkonstante jeder Aufhängungseinheit oder der Betrieb eines Stabilisators gesteuert wird.

Claims

1. Steuervorrichtung für eine Kraftfahrzeug-Radaufhängung, wobei die Steuervorrichtung folgendes aufweist:

- eine Vielzahl von Aufhängungseinheiten (FS1, FS2, RS1, RS2), die jeweils zwischen einem Laufrad und dem Aufbau eines Fahrzeugs angeordnet sind, um das entsprechende Laufrad gegenüber dem Fahrzeugaufbau aufzuhängen;

- einen Beschleunigungssensor (39), der eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs erfaßt und ein Ausgangssignal liefert, das die erfaßte Querbeschleunigung repräsentiert und einen Neutralpunkt hat, der eine Querbeschleunigung von 0 G repräsentiert;

- einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (38), der die Geschwindigkeit des Fahrzeugs erfaßt und ein Ausgangssignal liefert, das die erfaßte Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentiert;

- einen Lenksensor (40), der den Lenkzustand des Fahrzeugs erfaßt und ein Ausgangssignal liefert, das den erfaßten Lenkzustand repräsentiert; und

- eine Steuereinrichtung (37), die so angeschlossen ist, daß sie die Ausgangssignale von dem Beschleunigungssensor (39), dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (38) und dem Lenksensor (40) empfängt, um den Wankzustand des Fahrzeugs aufgrund seiner Querbeschleunigung zu berechnen und die jeweiligen Aufhängungseinheiten (FS1, FS2, RS1, RS2) auf der Basis des berechneten Wankzustands des Fahrzeugs zu steuern, um dessen Wanken zu unterdrücken;

dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung ferner folgendes aufweist:

eine Driftkompensationseinrichtung, die so angeschlossen ist, daß sie die Ausgangssignale von dem Beschleunigungssensor (39), dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (38) und dem Lenksensor (40) empfängt, um ein Driften des Neutralpunkts des Ausgangssignals des Beschleunigungssensors auf der Basis der obengenannten Ausgangssignale zu kompensieren;

wobei die Driftkompensationseinrichtung folgendes aufweist:

- eine erste Einrichtung, um einen Mittelwert der erfaßten Beschleunigung des Fahrzeugs für jeden gegebenen Zeitraum zu berechnen;

- eine zweite Einrichtung, um den so berechneten Mittelwert der Fahrzeugbeschleunigung mit einem geeigneten Offset-Kompensationswert zu modifizieren; und

- eine dritte Einrichtung, um den modifizierten Mittelwert des Beschleunigungssignals mit dem Neutralpunkt des Beschleunigungssensor-Ausgangssignals zu vergleichen und den Offset-Kompensationswert in jedem gegebenen Zeitraum zu aktualisieren, um den modifizierten gemittelten Beschleunigungswert gleich dem Neutralpunkt zu machen.

2. Steuervorrichtung für eine Kraftfahrzeug-Radaufhängung nach Anspruch 1, wobei die Driftkompensationseinrichtung die Driftkompensation dann ausführt, wenn der Lenkwinkel des Fahrzeugs, der von dem Lenksensor (40) in einem vorbestimmten Zeitraum erfaßt wird, innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs liegt.

3. Steuervorrichtung für eine Kraftfahrzeug-Radaufhängung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Driftkompensationseinrichtung die Driftkompensation dann ausführt, wenn die Querbeschleunigung des Fahrzeugs, die von dem Beschleunigungssensor (39) in einem vorbestimmten Zeitraum erfaßt wird, innerhalb eines vorbestimmten Beschleunigungsbereichs liegt.

4. Steuervorrichtung für eine Kraftfahrzeug-Radaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Driftkompensationseinrichtung die Driftkompensation dann ausführt, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (38) erfaßt wird, höher als ein vorbestimmter Geschwindigkeitspegel ist.

5. Steuervorrichtung für eine Kraftfahrzeug-Radaufhängung nach Anspruch 1, wobei der Offset-Kompensationswert in der Steuereinrichtung (37) gespeichert wird, wenn ein Zündschlüsselschalter des Fahrzeug ausgeschaltet wird, so daß die Driftkompensation ausgehend von dem so gespeicherten vorhergehenden Offset-Kompensationswert begonnen wird.