DE3907111A1 - Steuerung fuer die aufhaengung eines kraftfahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerung für die Aufhängung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eine Steuerung für die Aufhängung, die in der Lage ist, das Wanken, Nicken sowie vertikale Bewegungen eines Fahrzeugs zu unterdrücken, um für eine angenehmere Fahrt zu sorgen.

Während des Betriebs eines Kraftfahrzeugs ist das Fahrzeug Beschleunigungen in verschiedenen Richtungen ausgesetzt, und zwar durch das Bremsen, Kurvenfahrten, Geschwindigkeitsänderungen sowie Unregelmäßigkeiten der Straßenoberfläche, die dafür sorgen, daß der Fahrzeugkörper einem Wanken, Nicken sowie Hubschwingungen unterliegt. Diese Bewegungen stellen unangenehme Beeinträchtigungen für die Passagiere in einem Fahrzeug dar. Es bestehen daher Bestrebungen, Aufhängungen anzugeben, mit denen derartige Bewegungen unterdrückt werden, um für eine angenehmere und bequemere Fahrt zu sorgen.

In der japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 61-1 63 710 sowie der japanischen Patentanmeldung Nr. 62-34 808 sind Aufhängungen anzugeben, bei denen eine Fluidfederkammer, z. B. eine Luftfederkammer zwischen dem jeweiligen Rad und dem Fahrzeugkörper angeordnet ist. Durch Steuerung der Zufuhr von Druckluft zu den Fluidfederkammern läßt sich das Wanken des Fahrzeugkörpers unterdrücken.

Während der Kurvenfahrt ist es beispielsweise so, daß die Aufhängungen auf der der Kurve abgewandten Seite des Fahrzeugs normalerweise versuchen, sich zusammenzuziehen, während die Aufhängungen auf der Kurveninnenseite das Bestreben haben, sich auszudehnen, was zu einer Wankbewegung führt. Um diese Bewegung zu unterdrücken, wird eine vorgegebene Menge von Druckluft den Fluidfederkammern der Aufhängungen zugeführt, die die Tendenz zum Zusammenziehen haben, während eine vorgegebene Menge von Druckluft aus den Fluidfederkammern der Aufhängungen abgelassen wird, die die Tendenz zum Ausdehnen haben. Infolgedessen erfolgt eine Kippbewegung des Fahrzeugkörpers zurück aus der Richtung einer Kippbewegung, die durch die Kurvenfahrt hervorgerufen wird, und der Fahrzeugkörper wird horizontal gehalten.

Es sind viele andere verschiedene Systeme vorgeschlagen worden, um Fahrzeugbewegungen zu unterdrücken, beispielsweise Systeme, welche die Dämpfungskraft von Aufhängungen variieren, sowie Systeme, welche die Wirkung von Stabilisatoren steuern.

In Systemen, bei denen Wankbewegungen dadurch unterdrückt werden, daß die Zufuhr von Druckluft zu den Aufhängungen eingestellt wird, wird die Luftzufuhr in Abhängigkeit von den Querbeschleunigungen des Fahrzeugs gesteuert, die mit einem Beschleunigungssensor gemessen werden. Es ist daher wichtig, daß der Beschleunigungssensor genau geeicht ist. Der Nullpunkt des Ausgangssignals eines Beschleunigungssensors, also ein Ausgangssignal, das einer Beschleunigung Null entspricht, kann sich jedoch über eine lange Zeitspanne hinweg betrachtet gegenüber seinem ursprünglichen Wert ändern, und wenn diese Drift nicht kompensiert wird, kann eine Unterdrückung von Wankbewegungen nicht exakt durchgeführt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Steuerung für die Aufhängung eines Kraftfahrzeugs anzugeben, die in der Lage ist, das Ausgangssignal eines Beschleunigungssensors hinsichtlich der Drift automatisch zu korrigieren, so daß es möglich ist, eine Unterdrückung von Wankbewegungen über lange Zeitspannen hinweg exakt durchzuführen.

Gemäß der Erfindung ist ein Fahrzeugkörper mit einer Vielzahl von einstellbaren Aufhängungen gelagert, die von einer Steuerung in Abhängigkeit vom Ausgangssignal eines Beschleunigungssensors gesteuert werden. Die Steuerung bestimmt automatisch die Drift des Nullpunktes des Beschleunigungssensors gegenüber einem vorgegebenen Wert und korrigiert das Ausgangssignal des Beschleunigungssensors hinsichtlich der Drift, um einen korrigierten Wert zu erhalten, der die wahre Beschleunigung des Fahrzeugkörpers angibt. Die Aufhängungen werden kann in Abhängigkeit von diesem korrigierten Wert gesteuert, um die durch die Beschleunigung hervorgerufenen Bewegungen des Fahrzeugkörpers zu unterdrücken.

Eine Steuerung für die Aufhängung eines Kraftfahrzeugs gemäß der Erfindung weist folgendes auf: eine Lageregelung, um die Lage eines Fahrzeugkörpers einzustellen; einen Beschleunigungssensor, der die Beschleunigung des Fahrzeugkörpers mißt und ein entsprechendes Ausgangssignal erzeugt; eine Korrektureinrichtung, um das Ausgangssignal des Beschleunigungssensors hinsichtlich der Drift seines Nullpunktes gegenüber einem vorgegebenen Wert zu korrigieren; und eine Steuereinrichtung, um die Lageregelung in Abhängigkeit von dem korrigierten Ausgangssignal des Beschleunigungssensors zu steuern, um Bewegungen des Fahrzeugkörpers zu unterdrücken, die durch die Beschleunigung hervorgerufen werden, welche mit dem Beschleunigungssensor gemessen worden ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Lageregelung Luftaufhängungen auf, die durch gesteuerte Zufuhr von Druckluft zu ihnen dazu gebracht werden können, sich zusammenzuziehen oder auszudehnen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung ist der Beschleunigungssensor so angeordnet, daß er Querbeschleunigungen des Fahrzeugs mißt, und die Steuereinrichtung ist eine Steuereinheit, welche die Luftaufhängungen so steuert, daß das Wanken des Fahrzeugs unterdrückt wird. Durch geeignete Positionierung des Beschleunigungssensors kann die erfindungsgemäße Steuerung verwendet werden, um das Wanken, das Nicken und/oder Hubschwingungen des Fahrzeugkörpers zu unterdrücken.

Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuerung für die Aufhängung eines Kraftfahrzeugs;

Fig. 2 ein Diagramm zur Erläuterung der Ausgangsspannung eines Beschleunigungssensors der Ausführungsform gemäß Fig. 1 als Funktion der Querbeschleunigung;

Fig. 3(a) und 3(b) schematische Darstellungen zur Erläuterung der EIN- und AUS-Zustände von Dreiwegventilen, die bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 Verwendung finden;

Fig. 4(a) und 4(b) schematische Darstellungen zur Erläuterung der EIN- und AUS-Zustände von Zweiwegventilen der Ausführungsform gemäß Fig. 1;

Fig. 5 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Steuerung in der Ausführungsform gemäß Fig. 1, wenn eine Wankunterdrückung stattfindet;

Fig. 6 ein Diagramm zur Erläuterung des Zusammenhanges zwischen der Ventilbetätigungszeit Tp und der Abweichung Δ V des Ausgangssignals des Beschleunigungssensors gemäß Fig. 1 von einem Nullpunkt; und in

Fig. 7 ein Flußdiagramm zur Erläuterung einer Routine, die von einer Steuereinheit durchgeführt wird, um die Drift des Nullpunktes beim Ausgangssignal des Beschleunigungssensors zu kompensieren.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 erkennt man vier Aufhängungen FS 1, FS 2, RS 1 und RS 2, die mit einem nicht dargestellten Fahrzeugkörper sowie ebenfalls nicht dargestellten Fahrzeugrädern verbunden sind. Die Aufhängungen FS 1 und RS 1 sind an den vorderen bzw. hinteren linken Rädern montiert, während die Aufhängungen FS 2 und RS 2 an den vorderen bzw. hinteren rechten Rädern montiert sind. Sämtliche vier Aufhängungen haben ungefähr den gleichen Aufbau, so daß sämtliche Aufhängungen der Einfachheit halber mit dem Bezugszeichen S bezeichnet werden, sofern nicht die vorderen und hinteren Aufhängungen voneinander unterschieden werden müssen.

Jede der Aufhängungen S hat einen eingebauten Stoßdämpfer in Form eines Federbeines. Jeder Stoßdämpfer 1 hat einen Zylinder 2, der an einem der Räder montiert ist, und einen Kolben 3, der im Inneren des Zylinders 2 frei gleiten kann. Der Zylinder 2 bewegt sich auf und ab gegenüber einer Kolbenstange 4 in Abhängigkeit von den Aufwärts- und Abwärtsbewegungen des Rades, wobei er in wirksamer Weise Stöße dämpft.

Es ist ein Dämpfungskraft-Wählventil 5 vorgesehen, dessen Drehung von einem Betätigungsorgan 5 a gesteuert wird. Durch Drehung des Dämpfungskraft-Wählventils 5 ist es möglich, zwischen einem harten Dämpfungszustand und einem weichen Dämpfungszustand umzuschalten. Beim harten Dämpfungszustand sind eine erste Dämpfungskammer 6 a und eine zweite Dämpfungskammer 6 b durch eine einzige Öffnung a 1 verbunden, während im weichen Dämpfungszustand die beiden 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 Betätigungsorgans 5 a wird von einer Steuereinheit 37 in der nachstehend beschriebenen Weise gesteuert.

Eine Hauptluftfederkammer 7, die auch als Fluidkammer zur Einstellung der Bodenfreiheit des Fahrzeugs dient, ist im oberen Bereich des Stoßdämpfers 1 in koaxialer Anordnung mit der Kolbenstange 2 vorgesehen. Ein Teil der Hauptluftfederkammer 7 wird von einem Balg 8 gebildet. Die Kolbenstange 4 kann aufwärts- und abwärts bewegt werden, indem man durch eine Passage 4 a, die in der Kolbenstange 4 ausgebildet ist, Luft in die Hauptluftfederkammer zuführt oder Luft aus der Hauptluftfederkammer 7 abläßt.

Ein nach oben weisendes Federlager 9 b ist an der Außenwand am unteren Ende des Stoßdämpfers 1 befestigt, während ein nach unten weisendes Federlager 9 a an der Außenwand der Hauptluftfederkammer 7 befestigt ist. Eine Schraubenfeder 10 ist zwischen diesen beiden Federlagern 9 a und 9 b angebracht.

Ein Kompressor 11 komprimiert Luft aus der Atmosphäre, die durch einen Luftfilter 12 eintritt. Die Druckluft wird dann durch einen Trockner 13 hindurch geleitet, der mit Silikagel oder einem anderen Trocknungsmittel gefüllt ist. Nach der Trocknung wird die Druckluft durch ein Rückschlagventil 14 geleitet und sammelt sich in einem Hochdruckspeicher 15 a eines Druckspeichers 15. Der Druckspeicher 15 hat weiterhin einen Niederdruckspeicher 15 b, der von dem Hochdruckspeicher 15 a getrennt ist.

Ein weiterer Kompressor 16, der von einem Kompressorrelais 17 gesteuert wird, ist zwischen den Hochdruckspeicher 15 a und den Niederdruckspeicher 15 b des Druckspeichers 15 geschaltet. Das Kompressorrelais 17 arbeitet in Abhängigkeit von einem druckempfindlichen Schalter 18, der an den Niederdruckspeicher 15 b des Druckspeichers 15 angrenzt und der einschaltet, wenn der Druck im Niederdruckspeicher 15 den Atmosphärendruck überschreitet.

Wenn der druckempfindliche Schalter 18 einschaltet, so schließt das Kompressorrelais 17, und der Kompressor 16 wird angetrieben. Der Kompressor 16 saugt Luft aus dem Niederdruckspeicher 15 b an, komprimiert sie, und überführt die Druckluft zum Hochdruckspeicher 15 a. Infolgedessen wird der Druck im Niederdruckspeicher 15 b stets auf einem Pegel gehalten, der nicht höher ist als der Atmosphärendruck.

Die Aufhängungen S sind an den Hochdruckspeicher 15 a des Druckspeichers 15 über Leitungen angeschlossen, durch welche sie mit Druckluft versorgt werden, die in den Richtungen strömt, die mit ausgezogenen Pfeilen in Fig. 1 angedeutet sind. Die Druckluft aus dem Hochdruckspeicher 15 a strömt längs der Leitung durch ein Luftzufuhr-Steuerventil 19 in Form eines nachstehend beschriebenen Dreiwegventils, ein Vorderrad-Luftzufuhr-Magnetventil 20, ein Rückschlagventil 21, ein Magnetventil 22 vorne rechts und/oder ein Magnetventil 23 vorne links, von wo sie der Aufhängung FS 2 vorne rechts und/oder der Aufhängung FS 1 vorne links zugeführt wird.

In gleicher Weise strömt die Druckluft aus dem Hochdruckspeicher 15 a nach dem Durchgang durch das Luftzufuhr-Steuerventil 19 durch ein Hinterrad-Luftzufuhr-Magnetventil 24, ein Rückschlagventil 25, und ein Magnetventil 26 hinten rechts und/oder ein Magnetventil 27 hinten links, von wo sie der Aufhängung RS 2 hinten rechts und/oder der Aufhängung RS 1 hinten links zugeführt wird. Die stromabwärtige Seite des Rückschlagventils 21 und die stromabwärtige Seite des Rückschlagventils 25 sind über Leitungen und ein weiteres Rückschlagventil 211 miteinander verbunden.

Andererseits sind die Strömungswege von abgelassener Luft aus den Aufhängungen S durch die Leitungen, welche die Aufhängungen S mit dem Niederdruckspeicher 15 b verbinden, mit gestrichelten Pfeilen in Fig. 1 angedeutet. Die Ablaßluft aus den vorderen Aufhängungen FS 1 und FS 2 strömt nämlich durch die Magnetventile 22 und 23 und ein vorderes Luftablaßventil 28.

Vom vorderen Luftablaßventil 28 kann die Ablaßluft entweder durch ein Restdruckventil 29 hindurchgehen und in den Niederdruckspeicher 15 b eintreten, oder sie kann durch den Trockner 13, ein Luftablaß-Magnetventil 30 sowie den Luftfilter 12 hindurchgehen und in die Atmosphäre abgelassen werden. Außerdem geht die Ablaßluft aus den hinteren Aufhängungen RS 1 und RS 2 durch die Magnetventile 26 und 27 sowie ein hinteres Luftablaßventil 31 hindurch.

Vom hinteren Luftablaßventil 31 kann die Ablaßluft entweder durch ein Restdruckventil 32 hindurchgehen und in den Niederdruckspeicher 15 b eintreten, oder sie kann durch den Trockner 13, das Luftablaß-Magnetventil 30 und den Luftfilter 12 hindurchgehen, von wo sie in die Atmosphäre abgelassen wird. Wenn der Druck im Niederdruckspeicher 15 b niedriger ist als der Druck in den Hauptluftfederkammern 7, öffnen die Restdruckventile 29 und 32, und wenn der Druck im Niederdruckspeicher 15 b höher ist als der Druck in den Hauptluftfederkammern 7, schließen die Restdruckventile 29 und 32.

Ein druckempfindlicher Schalter 33 ist in einer Verbindungsleitung vorgesehen, welche die beiden Magnetventile 26 und 27 verbindet, und er steht mit den Hauptluftfederkammern 7 für die Hinterräder in Verbindung. Der druckempfindliche Schalter 33 erzeugt ein Ausgangssignal, welches der Steuereinheit 37 zugeführt wird.

Eine Einrichtung 34 zur Bestimmung der Bodenfreiheit des Fahrzeugs hat einen vorderen Fahrzeughöhensensor 34 F, der an einem unteren Lenker 35 an der rechten Vorderseite der Aufhängung des Fahrzeugs montiert ist und die Bodenfreiheit des Fahrzeugs an der Frontseite mißt, sowie einen hinteren Fahrzeughöhensensor 34 R, der an einem Querlenker 36 an der linken Hinterseite der Aufhängung montiert ist und die Bodenfreiheit des Fahrzeugs an der Heckseite mißt.

Jeder der Fahrzeughöhensensoren 34 F und 34 R der Einrichtung 34 mißt den Abstand von einer normalen Bodenfreiheit des Fahrzeugs und einer niedrigen Bodenfreiheit des Fahrzeugs oder einer hohen Bodenfreiheit des Fahrzeugs und erzeugt ein entsprechendes Ausgangssignal, das in die Steuereinheit 37 eingegeben wird. Die Differenz zwischen den Werten der Bodenfreiheit am vorderen rechten Ende und am hinteren linken Ende des Fahrzeugs werden verwendet, um die Querneigung des Fahrzeugkörpers zu bestimmen, nachdem die Werte der Bodenfreiheit an den vorderen und hinteren Enden des Fahrzeugkörpers eingestellt worden sind.

Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 38 ist in einen Tachometer eingebaut. Dieser Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 38 mißt die Fahrzeuggeschwindigkeit und erzeugt ein entsprechendes Ausgangssignal, das der Steuereinheit 37 zugeführt wird.

Ein Fahrzeuglagesensor, der Änderungen der Lage des Fahrzeugkörpers mißt, ist in Form eines Beschleunigungssensors 39 vorgesehen. Der Beschleunigungssensor 39 braucht nicht von einer speziellen Bauart zu sein, aber bei der vorliegenden Ausführungsform handelt es sich zweckmäßigerweise um einen Beschleunigungssensor vom Differentialübertragertyp. Er ist so vorgesehen, daß er Querbeschleunigungen des Fahrzeugs mißt. Fig. 2 zeigt ein Beispiel der Ausgangscharakteristik des Beschleunigungssensors 39.

Wenn das Fahrzeug geradeaus fährt und keine Querbeschleunigungen vorliegen, erzeugt er eine Ausgangsspannung von +2,5 Volt, was als Neutralstellung oder Nullpunkt verwendet wird. Wenn eine Rechtskurve gefahren wird, nimmt die Ausgangsspannung linear mit der Beschleunigung zu, und wenn eine Linkskurve durchfahren wird, nimmt die Ausgangsspannung linear ab. Die Abweichung der Ausgangsspannung V bezüglich der Zeit ist proportional zur Winkelgeschwindigkeit, mit der ein Lenkrad 41 gedreht wird.

Ein Lenksensor 40, der die Drehgeschwindigkeit eines Lenkrades 41, also die Lenkgeschwindigkeit mißt, ist am Lenkrad 41 montiert. Er erzeugt ein entsprechendes Ausgangssignal, das in die Steuereinheit 37 eingegeben wird. Ferner ist ein Drosselklappenöffnungssensor 42 vorgesehen, der den Winkel mißt, mit dem ein nichtdargestelltes Gaspedal des Fahrzeugs heruntergedrückt wird. Er erzeugt ein entsprechendes Ausgangssignal, das in die Steuereinheit 37 eingegeben wird. Der Kompressor 11 wird von einem Kompressorrelais 43 gesteuert, das seinerseits mit einem Steuersignal von der Steuereinheit 37 gesteuert wird.

Ein druckempfindlicher Schalter 44, der einschaltet, wenn der Druck im Hochdruckspeicher 15 a unter einen vorgegebenen Pegel abfällt, ist am Hochdruckspeicher 15 a montiert. Er erzeugt ein Ausgangssignal, das in die Steuereinheit 37 eingegeben wird. Wenn der Druck in dem Hochdruckspeicher 15 a unter einen vorgegebenen Pegel abfällt, so schaltet der druckempfindliche Schalter 44 ein, und das Kompressorrelais 43 wird von der Steuereinheit 37 geschlossen. Infolgedessen wird der Kompressor 11 angetrieben, Druckluft wird dem Hochdruckspeicher 15 a zugeführt, und der Druck im Hochdruckspeicher 15 a wird zumindest auf den vorgegebenen Pegel erhöht.

Das Öffnen und Schließen der Magnetventile 19, 20, 22, 23, 24, 26, 27, 28, 30 und 31 wird mit Steuersignalen von der Steuereinheit 37 gesteuert. Die Magnetventile 22, 23, 26, 27, 28 und 31 sind Dreiwegventile, deren zwei Zustände in Fig. 3 dargestellt sind. Dabei zeigt Fig. 3(a) den Zustand des jeweiligen Dreiwegventils, wenn es erregt wird. In diesem Zustand bewegt sich Druckluft längs der Strecke, die mit den Pfeilen A markiert ist. Fig. 3(b) zeigt den Zustand, wo die Dreiwegventile abgeschaltet sind, und in diesem Zustand strömt die Druckluft längs der Strecke, die mit Pfeilen B markiert ist.

Die Magnetventile 20, 24 und 30 sind Zweiwegventile oder Absperrventile. Die beiden Betriebszustände sind in Fig. 4 dargestellt. Dabei zeigt Fig. 4(a) den Zustand, in welchem ein Zweiweg-Magnetventil erregt ist. In diesem Zustand strömt Druckluft in der Richtung, die mit den Pfeilen C markiert ist. Fig. 4(b) zeigt den Zustand, wo das Zweiweg-Magnetventil abgeschaltet ist. In diesem Zustand findet eine Strömung von Druckluft nicht statt.

Im folgenden wird die Unterdrückung von Wankbewegungen mit der Steuerung für die Aufhängung eines Kraftfahrzeugs gemäß Fig. 1 unter Bezugnahme auf Fig. 5 näher erläutert, die ein Flußdiagramm eines Steuerprogramms dargestellt, das von der Steuereinheit 37 durchgeführt wird. Nach dem Start wird zunächst beim Schritt S 11 die Spannung V des Ausgangssignals vom Beschleunigungssensor 39 von der Steuereinheit 37 gelesen, und die Abweichung Δ V des Ausgangssignals V des Beschleunigungssensors 39 von einem Nullpunkt, der einer Querbeschleunigung von Null entspricht, berechnet.

Das Programm geht dann zum Schritt S 12 weiter, wobei auf eine Δ V-Map Bezug genommen wird, wie sie beispielsweise in Fig. 6 dargestellt ist und die in der Steuereinheit 37 gespeichert ist, und die Ventilbetätigungszeit Tp wird bestimmt. Als nächstes wird beim Schritt S 13 die Steuerzeit T=Tp-Tm berechnet. Der Wert von Tm wird in einer Map im Speicher gespeichert und gibt die Zeitdauer an, für die die Ventile bereits betätigt worden sind. Wenn der Schritt S 13 zum ersten Mal erreicht wird, gilt Tm=0, so daß T gleich Tp gesetzt wird.

Dann wird ein Schritt S 14 durchgeführt und bestimmt, ob T größer als Null ist. Wenn beim Schritt S 14 festgestellt wird, daß T<0 gilt, dann wird beim Schritt S 15 die Ventilsteuerung für die Steuerzeit T durchgeführt. Die nachstehende Tabelle zeigt, welche Ventile für die jeweilige Steuerungsbetriebsart erregt werden.

Während einer Rechtskurve, während der Δ V<0 gilt, versucht beispielsweise die rechte Seite des Fahrzeugkörpers, nach oben zu gehen, während die linke Seite versucht, nach unten zu gehen. Um diese Wankbewegung zu unterdrücken, werden die mit einem "0" markierten Ventile für eine Rechtskurve in der obigen Tabelle für die Steuerzeit T mit einer nicht dargestellten Ventilantriebsschaltung betätigt. Infolgedessen wird Druckluft aus dem Hochdruckspeicher 15 a den Hauptluftfederkammern 7 der vorderen und linken Aufhängungen FS 1 und RS 1 durch das Luftzufuhr-Steuerventil 19, die vorderen und hinteren Luftzufuhr-Magnetventile 20 und 24 sowie die Magnetventile 23 und 27 zugeführt, und die linke Seite des Fahrzeugkörpers wird gehindert, sich abzusenken.

Andererseits wird Druckluft in den Hauptluftfederkammern 7 der vorderen und hinteren rechten Aufhängungen FS 2 und RS 2 durch die vorderen und hinteren rechten Magnetventile 22 und 26 sowie die vorderen und hinteren Luftablaßventile 28 und 31 zum Niederdruckspeicher 15 b abgelassen. Infolgedessen wird die rechte Seite des Fahrzeugkörpers daran gehindert, sich nach oben zu bewegen.

In der oben beschriebenen Weise werden die Tendenzen der rechten Seite des Fahrzeugkörpers an einer Bewegung nach oben und der linken Seite des Fahrzeugkörpers an einer Bewegung nach unten während einer Rechtskurve unterdrückt. Wenn die Steuerung der Ventile für die Steuerzeit T beendet ist, schaltet die Steuereinheit 37 das vordere Luftzufuhr-Magnetventil 20 sowie das hintere Luftzufuhr-Magnetventil 24 beim Schritt S 16 ab, und die Zufuhr von Druckluft zu den Hauptluftfederkammern 7 wird unterbrochen.

Zur gleichen Zeit werden beim Schritt S 16 die vorderen und hinteren Luftablaßventile 28 und 31 eingeschaltet, und das Ablassen von Luft aus den Hauptluftfederkammern 7 wird gestoppt. Infolgedessen wird die vorher gesteuerte Lage des Fahrzeugs beibehalten. Als nächstes wird beim Schritt S 17 die Map im Speicher aktualisiert. Die Zeit Tp, für die die Ventile betätigt wurden, wird nämlich als Tm gespeichert (Tm=Tp). Dann wird beim Schritt S 18 festgestellt, ob Δ V unter einem vorgeschriebenen Wert liegt.

Wenn beispielsweise während der Kurvenfahrt Δ V größer ist als ein vorgeschriebener Wert, so wird der Schritt S 19, bei dem die Lageregelung beendet würde, ausgelassen und es erfolgt ein Rücksprung zum Schritt S 11. Wenn andererseits beim Schritt S 18 festgestellt wird, daß Δ V kleiner ist als der vorgeschriebene Wert, so werden sämtliche Ventile abgeschaltet, und die Lageregelung, die beim Schritt S 16 beibehalten wurde, wird beendet. Danach erfolgt ein Rücksprung zum Schritt S 11, und beim Schritt S 12 wird Tp gefunden.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß der Wert von V verwendet wird, um zu bestimmen, wann die Steuerung der Aufhängungen einzuleiten und zu beenden ist, um Wankbewegungen zu unterdrücken. Somit hängt die Genauigkeit der Steuerung von der Genauigkeit von Δ V ab. Im Idealfall ist der Neutralwert oder Nullpunkt des Beschleunigungssensors 39 eine konstante Spannung von beispielsweise 2,5 Volt, und wenn dies der Fall wäre, könnte Δ V durch die Gleichung Δ V=V-2,5 Volt berechnet werden.

Wie oben erwähnt, unterliegt jedoch das Ausgangssignal eines Beschleunigungssensors 39 einer allmählichen Drift über einen langen Zeitraum aufgrund von Temperaturschwankungen, Lageänderungen des Fahrzeugkörpers sowie allgemeiner Verschlechterung, so daß der Nullpunkt des Beschleunigungssensors 39 sich gegenüber seinem Ausgangswert von beispielsweise 2,5 Volt ändern wird um eine Offset-Spannung±Vos.

Wenn Δ V berechnet wird, indem man einfach die Differenz zwischen dem ursprünglichen Nullpunkt und dem vorliegenden Ausgangssignal V des Beschleunigungssensors 39 nimmt, wird der Wert von Δ V um den Wert der Offset-Spannung Vos ungenau sein, und wenn eine Unterdrückung von Wankbewegungen durchgeführt wird, indem man diesen ungenauen Wert von Δ V verwendet, wird die Unterdrückung der Wankbewegungen nicht gleichmäßig auf beiden Seiten des Fahrzeugs sein, und es kann keine zufriedenstellende Steuerung der Aufhängungen erwartet und durchgeführt werden.

Obwohl die Offset-Spannung Vos beim Ausgangssignal V des Beschleunigungssensors 39 bei einer gegebenen Beschleunigung groß sein kann, ist die Änderungsrate des Ausgangssignals bezüglich der Beschleunigung, also die Steigerung der Kurve in Fig. 2, in hohem Maße konstant.

Wenn dementsprechend der Wert der Offset-Spannung Vos bestimmt und kompensiert werden kann, ist es möglich, eine exakte Unterdrückung von Wankbewegungen über einen langen Zeitraum durchzuführen.

Gemäß der Erfindung bestimmt und kompensiert die Steuereinheit 37 die Offset-Spannung Vos durch eine Reihe von Schritten, die im Flußdiagramm gemäß Fig. 7 dargestellt sind. Die Korrektur der Offset-Spannung wird durchgeführt, wenn die Steuereinheit 37 festgestellt, daß der Fahrzeugkörper eine ebene oder ausgeglichene Stellung einnimmt und keiner Querbeschleunigung unterliegt. Wenn das Fahrzeug auf einer ebenen Straße angehalten wird, wird es keinen Beschleunigungen (in Querrichtung) unterworfen, und der Nullpunkt des Ausgangssignals des Beschleunigungssensors 39 kann sofort korrigiert werden. Es ist jedoch schwierig, festzustellen, ob ein Fahrzeug auf einer ebenen Straße gestoppt wird.

Gemäß der Erfindung wird daher festgestellt, ob der Fahrzeugkörper ausgeglichen oder eben ist, während das Fahrzeug fährt. Es wird festgestellt, daß das Fahrzeug auf einer ebenen Straße fährt, wenn die folgenden Bedingungen erfüllt sind:

• (1) Das Fahrzeug fährt mit einer Geschwindigkeit von mindestens 20 km/h,
• (2) Die Differenz hinsichtlich der Werte der Bodenfreiheit rechts vorn und links hinten am Fahrzeug hat höchstens einen vorgeschriebenen Wert und
• (3) Die Querbeschleunigung des Fahrzeugkörpers, die durch die Abweichung Δ V des Ausgangssignals des Beschleunigungssensors 39 angegeben wird, beträgt höchstens±0,2 G.

Die Feststellung, ob diese drei Bedingungen erfüllt sind, wird in den Schritten S 101 bis S 103 gemäß Fig. 7 durchgeführt. Wenn diese drei Bedingungen (1), (2) und (3) erfüllt sind, wird beim Schritt S 104 festgestellt, ob eine vorgeschriebene Zeitspanne, beispielsweise von 15 Sekunden, verstrichen ist, seitdem die drei Bedingungen zum ersten Mal erfüllt waren.

Wenn diese Zeitspanne nicht verstrichen ist, dann wird beim Schritt S 106 der Mittelwert Vav der Ausgangsspannung V des Beschleunigungssensors 39 vom Start der Zeitspanne bis zum vorliegenden Zeitpunkt berechnet. Wenn der Mittelwert Vav berechnet ist, erfolgt ein Rücksprung. Wenn jedoch beim Schritt S 104 festgestellt wird, daß die vorgeschriebene Zeitspanne verstrichen ist, dann wird die Mittelwertbildung von V beendet, und beim Schritt S 105 wird der Wert von (Vav+Vos-2,5 Volt) berechnet, wobei Vos der vorher berechnete Wert der Offset-Spannung Vos ist.

Beim Schritt S 107 wird festgestellt, ob das Ergebnis der Berechnung (Vav+Vos-2,5 Volt) positiv, negativ oder Null ist. Wenn das Resultat negativ ist, wird festgestellt, daß der Wert von Vos zu klein ist, so daß beim Schritt S 108 der Wert von Vos erhöht wird auf Vos+0,01 Volt.

Wenn das Resultat der Berechnung beim Schritt S 105 den Wert Null ergibt, dann wird festgestellt, daß der Wert von Vos richtig ist, so daß beim Schritt S 109 die Offset-Spannung Vos ihren vorliegenden Wert beibehält.

Wenn das Resultat der Berechnung beim Schritt S 105 positiv ist, wird festgestellt, daß der Wert vom Vos zu groß ist, so daß beim Schritt S 110 der Wert von Vos auf Vos-0,01 Volt gesetzt wird. Nach dem Schritt S 108, S 109 oder S 110 erfolgt ein Rückgang zum Schritt S 101.

Wenn eine der drei Bedingungen (1), (2) und (3) nicht erfüllt ist, wird der Schritt S 111 durchgeführt, die Mittelwertbildung des Ausgangssignals des Beschleunigungssensors 39 wird angehalten, und eine Zeitsteuerung, welche die Zeit für die vorgeschriebene Zeitspanne von 15 Sekunden vorgibt, wird zurückgesetzt. Dann erfolgt ein Rücksprung.

Durch die Folge der in Fig. 7 dargestellten Schritte wird die Offset-Spannung Vos auf einen solchen Wert gesetzt, daß er jede Drift des Nullpunktes des Ausgangssignals des Beschleunigungssensors 39 von 2,5 Volt aus korrigieren kann. Wenn dann die Abweichung Δ V als Δ V=(V+Vos)-2,5 Volt berechnet wird, so wird die Abweichung Δ V stets die tatsächliche Querbeschleunigung angeben. Infolgedessen kann eine Unterdrückung von Wankbewegungen in exakter Weise über eine lange Zeitspanne durchgeführt werden.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform ist die Zeitspanne, für die die Mittelwertbildung des Ausgangssignals des Beschleunigungssensors 39 erfolgt, auf 15 Sekunden gesetzt. Es ist jedoch gemäß der Erfindung auch möglich, mit zwei Zeitspannen unterschiedlicher Länge zu arbeiten und eine Zeitspanne in einem ersten Geschwindigkeitsbereich und eine andere Zeitspanne in einem zweiten Geschwindigkeitsbereich zu verwenden. Wenn beispielsweise das Fahrzeug mit niedriger Geschwindigkeit fährt, kann die Zeitspanne zur Mittelwertbildung des Ausgangssignals des Beschleunigungssensors 39 auf 15 Sekunden gesetzt werden, und wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt, kann diese Zeitspanne auf 30 Sekunden umgeschaltet werden. Das Umschalten zwischen diesen beiden verschiedenen Zeitspannen ermöglicht es, sowohl ein gutes Ansprechverhalten als auch eine gute Stabilität zu erzielen.

Gemäß der Erfindung ist es auch möglich, eine kurze Zeitspanne, wie z. B. 15 Sekunden zu verwenden, wenn die Abweichung von einer Beschleunigung von Null groß ist, und eine lange Zeitspanne von beispielsweise 30 Sekunden zu verwenden, wenn die Abweichung klein ist, wobei ähnliche Wirkungen erzielt werden wie oben beschrieben.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird das Ausgangssignal des Beschleunigungssensors 39 auf der Basis von Ausgangssignalen korrigiert, welche die Werte der Bodenfreiheit des Fahrzeugkörpers vorne rechts und hinten links angeben. Die Korrektur kann selbstverständlich auch auf der Basis von anderen Signalen erfolgen, beispielsweise von Signalen von Höhensensoren von sämtlichen vier Rädern oder von den Rädern vorne rechts und hinten links; unter Verwendung eines Öldrucksignals vom Hauptzylinder einer Servolenkung; unter Verwendung eines Signals, das die Neutralstellung der Lenkung angibt; unter Verwendung eines Rücksetzsignals von einem Betriebsschalter, der vom Fahrer betätigt wird oder dergleichen. Zusätzlich kann die Steuereinheit so konzipiert sein, daß ein Wert von Vos im Speicher gespeichert wird, wenn der Motor abgestellt wird, wobei dieser Wert als Ausgangswert verwendet wird, wenn der Motor das nächste Mal gestartet wird.

Auch wenn bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform das Wanken dadurch unterdrückt wird, daß die Zufuhr von Luft zu Luftaufhängungen eingestellt wird, kann das Unterdrücken von Wankbewegungen auch dadurch erfolgen, daß man die Dämpfungskraft oder Federkonstante von Aufhängungen steuert oder daß man Stabilisatoren steuert.

Claims (7)

1. Steuerung für die Aufhängung eines Kraftfahrzeugs, gekennzeichnet durch

• - eine Lageregelungseinrichtung (FS 1, FS 2, RS 1, RS 2) zur Einstellung der Lage eines Kraftfahrzeugkörpers;
• - einen Beschleunigungssensor (39), der die Beschleunigung des Kraftfahrzeugkörpers mißt und ein entsprechendes Ausgangssignal liefert, wobei das Ausgangssignal einen neutralen Wert oder Nullpunkt hat, der einer Beschleunigung von Null entspricht;
• - eine Korrektureinrichtung (34, 38), um das Ausgangssignal des Beschleunigungssensors (39) hinsichtlich der Drift des Nullpunktes von einem vorgegebenen Wert zu korrigieren; und
• - eine Steuereinrichtung (37) um die Lageregelungseinrichtung in Abhängigkeit vom korrigierten Ausgangssignal des Beschleunigungssensors (39) zu steuern, um eine Bewegung des Fahrzeugkörpers zu unterdrücken, die durch die Beschleunigung hervorgerufen wird, welche mit dem Beschleunigungssensors (39) gemessen wird.

2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageregelungseinrichtung eine Vielzahl von einstellbaren Aufhängungen (FS 1, FS 2, RS 1, RS 2) aufweist, die jeweils zwischen einem Rad des Fahrzeugs und dem Fahrzeugkörper angeordnet sind und die den Fahrzeugkörper gegenüber den Rädern tragen.

3. Steuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung (34, 38) Mittel aufweist, um die Abweichung des Nullpunktes des Beschleunigungssensors gegenüber dem vorgegebenen Wert zu bestimmen, wenn das Fahrzeug sich so bewegt, daß der Fahrzeugkörper im wesentlichen eben liegt.

4. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung folgendes aufweist:

• - einen Geschwindigkeitssensor (38) zur Messung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs;
• - einen Höhensensor (34 F, 34 R) zur Bestimmung der Differenz der Bodenfreiheit zwischen den rechten und linken Seiten des Fahrzeugkörpers;
• - eine den ausgeglichenen Zustand bestimmende Einrichtung, die auf den Geschwindigkeitssensor (38) und den Höhensensor (34 F, 34 R) anspricht, um festzustellen, ob der Fahrzeugkörper ausgeglichen oder eben liegt, wenn das Fahrzeug mit einer höheren Geschwindigkeit als einer vorgegebenen Geschwindigkeit fährt;
• - eine Einrichtung zur Ermittlung des Mittelwertes des Ausgangssignals des Beschleunigungssensors (39) über eine vorgegebene Zeitspanne, wenn die Ausgleichsbestimmungseinrichtung feststellt, daß der Fahrzeugkörper eben liegt;
• - eine Einrichtung zur Ermittlung der Differenz zwischen dem Mittelwert des Ausgangssignals und dem vorgegebenen Wert des Nullpunktes; und
• - eine Einrichtung zur Kombination der Differenz mit dem Ausgangssignal des Beschleunigungssensors (39), um ein korrigiertes Ausgangssignal zu erhalten.

5. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleunigungssensors (39) so angeordnet ist, daß er die Querbeschleunigung des Fahrzeugkörpers mißt, und daß die Steuereinrichtung (37) die Aufhängungen (FS 1, FS 2, RS 1, RS 2) so steuert, daß das Wanken des Fahrzeugkörpers unterdrückt wird.

6. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhängungen Fluidaufhängungen sind, die ausgedehnt und zusammengezogen werden können, indem man das Zuführen und/oder Ablassen von Fluid zu ihnen steuert.

7. Steuerung für die Aufhängung eines Kraftfahrzeugs, gekennzeichnet durch

• - eine Vielzahl von einstellbaren Fluidaufhängungen (FS 1, FS 2, RS 1, RS 2), die sich jeweils ausdehnen oder zusammenziehen lassen, indem man ihnen ein Fluid zuführt bzw. aus ihnen abläßt, wobei jede der Aufhängungen zwischen einem Rad eines Fahrzeugs und einem Körper des Fahrzeugs angeordnet ist und sie den Fahrzeugkörper gegenüber den Rädern tragen;
• - eine Fluidzuführungseinrichtung (19, 20, 24) für die Zuführung eines unter Druck stehenden Fluids zu den Aufhängungen;
• - einen Beschleunigungssensor (39), der die Querbeschleunigung des Fahrzeugkörpers mißt und ein entsprechendes Ausgangssignal erzeugt, wobei das Ausgangssignal einen Neutralwert oder Nullpunkt hat, der einer Beschleunigung von Null entspricht;
• - einen Geschwindigkeitssensor (38), der die Geschwindigkeit der Bewegung des Fahrzeugs mißt;
• - einen Höhensensor (34 F, 34 R), der die Differenz zwischen den Werten der Bodenfreiheit an den linken und rechten Seiten des Fahrzeugkörpers mißt;
• - eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren des Ausgangssignals des Beschleunigungssensors (39) hinsichtlich der Drift des Nullpunktes von einem vorgegebenen Wert; und
• - eine Steuereinrichtung (37), die auf den Geschwindigkeitssensor (38), den Höhensensor (34 F, 34 R) und das korrigierte Ausgangssignal von der Korrektureinrichtung anspricht, um den Wankzustand des Fahrzeugkörpers zu berechnen, der durch die Querbeschleunigung des Fahrzeugs hervorgerufen wird, und um die Fluidzuführungseinrichtung so zu steuern, daß das Wanken des Fahrzeugkörpers unterdrückt wird.