DE3907111C2 - Steuerung für die verstellbaren Radaufhängungen eines Fahrzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerung für die verstellbaren Radaufhängungen eines Fahrzeugs, die jeweils einem Rad zugeordnet und über eine Lageregelungseinrichtung ansteuerbar sind, mit einer Steuereinheit, die Signale von einem Geschwindigkeitssensor, einem Beschleunigungssensor und von Höhensensoren erhält und die Steuersignale für die Lageregelung des Fahrzeugs erzeugt.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Steuerung für die verstellbaren Radaufhängungen eines Fahrzeugs, die jeweils einem Rad zugeordnet sind und über eine Lageregelungseinrichtung angesteuert werden, wobei eine Steuereinheit die Signale von einem Geschwindigkeitssensor, von einem Beschleunigungssensor und von Höhensensoren erhält und Steuersignale für die Lageregelung für die jeweiligen Radaufhängungen erzeugt.

Ein Kraftfahrzeug ist im Betrieb Beschleunigungen in verschiedenen Richtungen ausgesetzt, und zwar durch das Bremsen, Kurvenfahren, Geschwindigkeitsänderungen sowie Unregelmäßigkeiten von Straßenoberflächen, die zur Folge haben, daß der Fahrzeugkörper einem Wanken, Nicken und Hubschwingungen unterliegt. Solche Bewegungen können unangenehme Beeinträchtigungen für die Passagiere in dem Fahrzeug darstellen. Aus diesem Grunde werden verstellbare Radaufhängungen verwendet, mit dem Bestreben, solche Bewegungen zu unterdrücken, um für eine angenehmere und bequemere Fahrt zu sorgen.

Radaufhängungen dieser Art verwenden üblicherweise Fluidfederkammern, insbesondere Luftfederkammern, die zwischen dem jeweiligen Rad und dem Fahrzeugkörper angeordnet sind. Durch die Steuerung der Zufuhr von Druckluft zu den Luftfederkammern kann das Wanken des Fahrzeugkörpers unterdrückt werden.

Während der Kurvenfahrt ist es beispielsweise so, daß die Radaufhängungen auf der Kurvenaußenseite des Fahrzeugs normalerweise zusammengedrückt werden, während die Radaufhängungen auf der Kurveninnenseite das Bestreben haben, sich auszudehnen, was eine Wankbewegung hervorruft. Zur Unterdrückung dieser Bewegung wird eine vorgegebene Menge von Druckluft den Luftfederkammern derjenigen Radaufhängungen zugeführt, die bei der Kurvenfahrt höher belastet werden,während eine vorgegebene Menge von Druckluft aus den Luftfederkammern der Radaufhängungen abgelassen wird, die entlastet werden. Infolgedessen erfolgt eine Gegen-Kippbewegung des Fahrzeugkörpers zurück aus der Richtung einer Kippbewegung, die durch die Kurvenfahrt hervorgerufen wird, und der Fahrzeugkörper wird horizontal gehalten.

Bei Fahrzeugen mit Radaufhängungen, bei denen Wankbewegungen dadurch unterdrückt werden, daß die Zufuhr von Druckluft zu den Radaufhängungen eingestellt wird, wird die Luftzufuhr in Abhängigkeit von den Querbeschleunigungen des Fahrzeugs gesteuert, die mit einem Beschleunigungssensor gemessen werden. Es ist daher wichtig, daß ein solcher Beschleunigungssensor genau geeicht ist. Der Nullpunkt des Ausgangssignals eines Beschleunigungssensors, also ein Ausgangssignal, das einer Beschleunigung von 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.

Eine Steuerung und ein Verfahren zur Steuerung für die verstellbaren Radaufhängungen der eingangs genannten Art sind aus der DE-OS 27 36 026 bekannt. Dort geht es um das Problem, bei solchen Radaufhängungen die Wirkung der zwischen dem Fahrzeugrahmen und den entsprechenden Rädern angeordneten Schwingungsdämpfern in Abhängigkeit von den Fahrbedingungen des Fahrzeugs zu verstellen, und zwar in Abhängigkeit von der Lenkbewegung, Beschleunigung, Verzögerung, Einwirkung von starkem Wind und unter Berücksichtigung von hohen Geschwindigkeiten. Zu diesem Zweck ist dort vorgesehen, daß die Dämpfungswirkung zur Dämpfung der Relativbewegung zwischen dem Fahrzeugrahmen und den Rädern des Fahrzeugs auf einen optimalen Wert verändert wird, wenn sich die Federkonstante in Abhängigkeit von der Last und den Fahrbedingungen ändert, so daß eine Anpassung an den neuen Wert der Federkonstanten vorgenommen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerung sowie ein Verfahren zur Steuerung der eingangs genannten Art anzugeben, die auch bei Langzeitbetrieb eine einwandfreie und zuverlässige Lageregelung gewährleisten, so daß auch bei einer Signaldrift von Sensoren, z. B. bedingt durch Alterung oder Temperatureinwirkungen, eine Unterdrückung von Wankbewegungen über lange Zeiträume hinweg exakt durchführbar ist.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, eine Steuerung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine Korrektureinrichtung Abweichungen des von dem Beschleunigungssensor an die Steuereinheit gelieferten Signals korrigiert; daß die Korrektureinrichtung wirksam wird, wenn bei Geschwindigkeiten oberhalb einer vorgegebenen Mindestgeschwindigkeit und Neigungen des Fahrzeugs, die kleiner als ein vorgegebener Wert sind, ein ausgeglichener Lagezustand des Fahrzeugs festgestellt wird, wobei dann, wenn über eine vorgegebene Zeitspanne der ausgeglichene Lagezustand des Fahrzeugs vorgelegen hat, die Abweichung des Mittelwertes des Ausgangssignals des Beschleunigungssensors von einem ursprünglichen Wert für seinen Nullpunkt berechnet und das Signal des Beschleunigungssensors um die berechnete Abweichung korrigiert wird, worauf in der Steuereinheit bis auf weiteres derartig korrigierte Werte des Signals des Beschleunigungssensors verwendet werden.

In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Steuerung ist vorgesehen, daß für die Bestimmung des ausgeglichenen Lagezustandes zusätzlich folgende Bedingungen einzeln oder in beliebiger Kombination herangezogen werden: Das vom Beschleunigungssensor gelieferte Signal ist kleiner als ein vorgegebener Maximalwert, vorzugsweise kleiner als ±0,2 G; das vom Hauptzylinder einer Servolenkung gelieferte Öldrucksignal liegt unter einem vorgegebenen Wert; das von einem Lenkwinkelsensor gelieferte Signal liegt unter einem vorgegebenen Wert.

In anderer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Steuerung ist vorgesehen, daß für die Bestimmung des ausgeglichenen Lagezustandes die Differenz der Signale von Höhensensoren auf verschiedenen Seiten des Fahrzeugs herangezogen wird.

Bei einer speziellen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuerung ist vorgesehen, daß der Beschleunigungssensor ein Signal liefert, das für die Querbeschleunigung des Fahrzeugs repräsentativ ist.

Weiterhin ist es zweckmäßig bei der erfindungsgemäßen Steuerung, wenn bei Fahrgeschwindigkeiten oberhalb eines vorgegebenen Wertes mit einem zweiten, längeren Zeitintervall für die Bildung des Mittelwertes gearbeitet wird.

Bei einer speziellen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuerung ist vorgesehen, daß die Steuereinheit einen Speicher aufweist, der den zuletzt bestimmten, korrigierten Wert des Signals des Beschleunigungssensors fest speichert und bei einem erneuten Starten des Motors des Fahrzeugs als Anfangswert für die Lageregelungseinrichtung zur Verfügung stellt.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung für die verstellbaren Radaufhängungen eines Fahrzeugs ist dadurch gekennzeichnet, daß während der Fahrt die von dem Beschleunigungssensor gelieferten Signale überprüft und gegebenenfalls korrigiert werden; daß für einen Überprüfungs- und Korrekturzyklus festgestellt wird, ob ein ausgeglichener Lagezustand des Fahrzeugs vorliegt, in welchem eine gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit oberhalb einer vorgegebenen Mindestgeschwindigkeit liegt und Neigungen des Fahrzeugs kleiner sind als ein vorgegebener Wert; daß die Zeit ab Beginn jedes Überprüfungs- und Korrekturzyklus gemessen wird und in dieser Zeit die Meßwerte des Beschleunigungssensors aufgenommen werden und nur dann, wenn für die Dauer einer vorgegebenen Zeitspanne der ausgeglichene Lagezustand des Fahrzeugs vorgelegen hat, die Abweichung des Mittelwertes des Ausgangssignals des Beschleunigungssensors von einem ursprünglichen Wert für seinen Nullpunkt berechnet und das Signal des Beschleunigungssensors um die berechnete Abweichung korrigiert wird; und daß anschließend bis auf weiteres derartig korrigierte Werte des Signals des Beschleunigungssensors in der Steuereinheit zur Durchführung der Lageregelung verwendet werden.

Mit der Steuerung und dem Verfahren gemäß der Erfindung wird die Aufgabe in zufriedenstellender Weise gelöst. Insbesondere wird durch die kombinierte Berücksichtigung von mehreren erfaßten Meßgrößen mit entsprechend engen oder relativ weiten Toleranzbereichen dieser Größen ein Meßfenster definiert, in welchem das Fahrzeug sich mit dann vernachlässigbaren Abweichungen in einem ausgeglichenen Lagezustand befindet, also beispielsweise auf ebener, glatter Straße.

Die dann vorliegende Signalgröße des Beschleunigungssensors, die in der Steuerschaltung für diesen Zustand einen definierten Wert haben muß, aber durch Alterung, Temperatureinflüsse usw., sogenannte Nullpunktsdrift, in nicht zu vernachlässigender Weise von diesem Wert abweichen kann, wird durch Ergänzung um die ermittelte Abweichung auf die systemnotwendige Größe korrigiert. Die Korrektur wird dann bis auf weiteres, also bis zur erneuten Bestimmung der Abweichung bei Vorliegen von entsprechenden Rand- bzw. Betriebsbedingungen auf sämtliche Signale des Beschleunigungssensors angewandt.

Damit bietet sich bei der Steuerung und dem Verfahren gemäß der Erfindung die Möglichkeit, einerseits die Steuerschaltung immer wieder nachzueichen, andererseits bietet sich die Möglichkeit, Sensoren einzusetzen, deren Verwendung sonst nicht möglich gewesen wäre, weil sie entweder ein ungünstiges Alterungsverhalten besitzen oder wegen ihres Nullpunkt-Offsets aus engen Toleranzbereichen bei der Fertigung herausfallen.

Die Erfindung wird nachstehend 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 Radaufhängung 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 ΔV 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 Radaufhängungen FS1, FS2, RS1 und RS2, die mit einem nicht dargestellten Fahrzeugkörper sowie ebenfalls nicht dargestellten Fahrzeugrädern verbunden sind. Die Radaufhängungen FS1 und RS1 sind an den vorderen bzw. hinteren linken Rädern montiert, während die Radaufhängungen FS2 und RS2 an den vorderen bzw. hinteren rechten Rädern montiert sind. Sämtliche vier Radaufhängungen haben ungefähr den gleichen Aufbau, so daß sämtliche Radaufhängungen der Einfachheit halber mit dem Bezugszeichen S bezeichnet werden, sofern nicht die vorderen und hinteren Radaufhängungen voneinander unterschieden werden müssen.

Jede der Radaufhängungen S hat einen eingebauten Schwingungsdämpfer in Form eines Federbeines. Jeder Schwingungsdämpfer 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 Schwingungen dämpft.

Es ist ein Dämpfungskraft-Wählventil 5 vorgesehen, dessen Drehung von einem Betätigungsorgan 5a 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 6a und eine zweite Dämpfungskammer 6b durch eine einzige Öffnung a1 verbunden, während im weichen Dämpfungszustand die beiden Dämpfungskammern 6a und 6b sowohl durch die Öffnung a1 als auch durch eine weitere Öffnung a2 verbunden sind. Der Betrieb des Betätigungsorgans 5a 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 Schwingungsdämpfers 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 4a, die in der Kolbenstange 4 ausgebildet ist, Luft in die Hauptluftfederkammer zuführt oder Luft aus der Hauptluftfederkammer 7 abläßt.

Ein nach oben weisendes Federlager 9b ist an der Außenwand am unteren Ende des Schwingungsdämpfers 1 befestigt, während ein nach unten weisendes Federlager 9a an der Außenwand der Hauptluftfederkammer 7 befestigt ist. Eine Schraubenfeder 10 ist zwischen diesen beiden Federlagern 9a und 9b 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 15a eines Druckspeichers 15. Der Druckspeicher 15 hat weiterhin einen Niederdruckspeicher 15b, der von dem Hochdruckspeicher 15a getrennt ist.

Ein weiterer Kompressor 16, der von einem Kompressorrelais 17 gesteuert wird, ist zwischen den Hochdruckspeicher 15a und den Niederdruckspeicher 15b des Druckspeichers 15 geschaltet. Das Kompressorrelais 17 arbeitet in Abhängigkeit von einem druckempfindlichen Schalter 18, der an den Niederdruckspeicher 15b 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 15b an, komprimiert sie, und überführt die Druckluft zum Hochdruckspeicher 15a. Infolgedessen wird der Druck im Niederdruckspeicher 15b stets auf einem Pegel gehalten, der nicht höher ist als der Atmosphärendruck.

Die Radaufhängungen S sind an den Hochdruckspeicher 15a 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 15a 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 Radaufhängung FS2 vorne rechts und/oder der Radaufhängung FS1 vorne links zugeführt wird.

In gleicher Weise strömt die Druckluft aus dem Hochdruckspeicher 15a 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 Radaufhängung RS2 hinten rechts und/oder der Radaufhängung RS1 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 Radaufhängungen S durch die Leitungen, welche die Radaufhängungen S mit dem Niederdruckspeicher 15b verbinden, mit gestrichelten Pfeilen in Fig. 1 angedeutet. Die Ablaßluft aus den vorderen Aufhängungen FS1 und FS2 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 15b 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 RS1 und RS2 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 15b 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 15b niedriger ist als der Druck in den Hauptluftfederkammern 7, öffnen die Restdruckventile 29 und 32, und wenn der Druck im Niederdruckspeicher 15b 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 34F, der an einem unteren Lenker 35 an der rechten Vorderseite der Radaufhängung des Fahrzeugs montiert ist und die Bodenfreiheit des Fahrzeugs an der Frontseite mißt, sowie einen hinteren Fahrzeughöhensensor 34R, der an einem Querlenker 36 an der linken Hinterseite der Radaufhängung montiert ist und die Bodenfreiheit des Fahrzeugs an der Heckseite mißt.

Jeder der Fahrzeughöhensensoren 34F und 34R 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 wird 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, die 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 15a unter einen vorgegebenen Pegel abfällt, ist am Hochdruckspeicher 15a montiert. Er erzeugt ein Ausgangssignal, das in die Steuereinheit 37 eingegeben wird. Wenn der Druck in dem Hochdruckspeicher 15a 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 15a zugeführt, und der Druck im Hochdruckspeicher 15a 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 darstellt, das von der Steuereinheit 37 durchgeführt wird. Nach dem Start wird zunächst beim Schritt S11 die Spannung V des Ausgangssignals vom Beschleunigungssensor 39 von der Steuereinheit 37 gelesen, und die Abweichung ΔV des Ausgangssignals V des Beschleunigungssensors 39 von einem Nullpunkt, der einer Querbeschleunigung von Null entspricht, berechnet.

Das Programm geht dann zum Schritt S12 weiter, wobei auf eine ΔV-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 S13 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 S13 zum ersten Mal erreicht wird, gilt Tm=0, so daß T gleich Tp gesetzt wird.

Dann wird ein Schritt S14 durchgeführt und bestimmt, ob T größer als Null ist. Wenn beim Schritt S14 festgestellt wird, daß T<0 gilt, dann wird beim Schritt S15 die Ventilsteuerung für die Steuerzeit T durchgeführt. Die nachstehende Tabelle zeigt, welche Ventile für die jeweilige Steuerungsbetriebsart erregt werden.

Während einer Rechtskurve, während der ΔV<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 15a den Hauptluftfederkammern 7 der vorderen und linken Radaufhängungen FS1 und RS1 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 Radaufhängungen FS2 und RS2 durch die vorderen und hinteren rechten Magnetventile 22 und 26 sowie die vorderen und hinteren Luftablaßventile 28 und 31 zum Niederdruckspeicher 15b 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 S16 ab, und die Zufuhr von Druckluft zu den Hauptluftfederkammern 7 wird unterbrochen.

Zur gleichen Zeit werden beim Schritt S16 die vorderen und hinteren Luftablaßventile 28 und 31 eingeschaltet, und das Ablassen von Luft aus den Hauptluftfederkammern 7 wird gestoppt. Infolgedessen wird die vorher angesteuerte Lage des Fahrzeugs beibehalten. Als nächstes wird beim Schritt S17 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 S18 festgestellt, ob ΔV unter einem vorgeschriebenen Wert liegt.

Wenn beispielsweise während der Kurvenfahrt ΔV größer ist als ein vorgeschriebener Wert, so wird der Schritt S19, bei dem die Lageregelung beendet würde, ausgelassen und es erfolgt ein Rücksprung zum Schritt S11. Wenn andererseits beim Schritt S18 festgestellt wird, daß ΔV kleiner ist als der vorgeschriebene Wert, so werden sämtliche Ventile abgeschaltet, und die Lageregelung, die beim Schritt S16 beibehalten wurde, wird beendet. Danach erfolgt ein Rücksprung zum Schritt S11, und beim Schritt S12 wird Tp gefunden.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß der Wert von ΔV 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 ΔV 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 ΔV durch die Gleichung ΔV=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 ΔV berechnet wird, indem man einfach die Differenz zwischen dem ursprünglichen Nullpunkt und dem vorliegenden Ausgangssignal V des Beschleunigungssensors 39 nimmt, wird der Wert von ΔV um den Wert der Offset-Spannung Vos ungenau sein, und wenn eine Unterdrückung von Wankbewegungen durchgeführt wird, indem man diesen ungenauen Wert von ΔV 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 Steigung 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 ist und im wesentlichen horizontal liegt, 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 ΔV des Ausgangssignals des Beschleunigungssensors 39 angegeben wird, beträgt höchstens±0,2 G.

Die Feststellung, ob diese drei Bedingungen erfüllt sind, wird in den Schritten S101 bis S103 gemäß Fig. 7 durchgeführt. Wenn diese drei Bedingungen (1), (2) und (3) erfüllt sind, wird beim Schritt S104 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 S106 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 S104 festgestellt wird, daß die vorgeschriebene Zeitspanne verstrichen ist, dann wird die Mittelwertbildung von V beendet, und beim Schritt S105 wird der Wert von (Vav+Vos-2,5 Volt) berechnet, wobei Vos der vorher berechnete Wert der Offset-Spannung Vos ist.

Beim Schritt S107 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 S108 der Wert von Vos erhöht wird auf Vos+0,01 Volt.

Wenn das Resultat der Berechnung beim Schritt S105 den Wert Null ergibt, dann wird festgestellt, daß der Wert von Vos richtig ist, so daß beim Schritt S109 die Offset-Spannung Vos ihren vorliegenden Wert beibehält.

Wenn das Resultat der Berechnung beim Schritt S105 positiv ist, wird festgestellt, daß der Wert vom Vos zu groß ist, so daß beim Schritt S110 der Wert von Vos auf Vos-0,01 Volt gesetzt wird. Nach dem Schritt S108, S109 oder S110 erfolgt ein Rückgang zum Schritt S101.

Wenn eine der drei Bedingungen (1), (2) und (3) nicht erfüllt ist, wird der Schritt S111 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 ΔV als ΔV=(V+Vos)-2,5 Volt berechnet wird, so wird die Abweichung ΔV 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 Luftfederkammern der Radaufhängungen eingestellt wird, kann das Unterdrücken von Wankbewegungen auch dadurch erfolgen, daß man die Dämpfungskraft oder Federkonstante von Radaufhängungen steuert oder daß man Stabilisatoren steuert.

Claims (7)

1. Steuerung für die verstellbaren Radaufhängungen (FS1; FS2; RS1; RS2) eines Fahrzeugs, die jeweils einem Rad zugeordnet und über eine Lageregelungseinrichtung ansteuerbar sind, mit einer Steuereinheit (37), die Signale von einem Geschwindigkeitssensor (38), einem Beschleunigungssensor (39) und von Höhensensoren (34F; 34R) erhält und Steuersignale für die Lageregelung des Fahrzeugs erzeugt, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Korrektureinrichtung Abweichungen (DV) des von dem Beschleunigungssensor (39) an die Steuereinheit (37) gelieferten Signals (V) korrigiert,
daß die Korrektureinrichtung wirksam wird, wenn bei Geschwindigkeiten oberhalb einer vorgegebenen Mindestgeschwindigkeit und Neigungen des Fahrzeugs, die kleiner als ein vorgegebener Wert sind, ein ausgeglichener Lagezustand des Fahrzeugs festgestellt wird,
wobei dann, wenn über eine vorgegebene Zeitspanne der ausgeglichene Lagezustand des Fahrzeugs vorgelegen hat, die Abweichung des Mittelwertes (Vav) des Ausgangssignals (V) des Beschleunigungssensors (39) von einem ursprünglichen Wert für seinen Nullpunkt berechnet und das Signal (V) des Beschleunigungssensors (39) um die berechnete Abweichung (DV) korrigiert wird,
worauf in der Steuereinheit (37) bis auf weiteres derartig korrigierte Werte des Signals (V) des Beschleunigungssensors (39) verwendet werden.

2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Bestimmung des ausgeglichenen Lagezustandes zusätzlich folgende Bedingungen einzeln oder in beliebiger Kombination herangezogen werden:

• - das vom Beschleunigungssensor (39) gelieferte Signal (V) ist kleiner als ein vorgegebener Maximalwert, vorzugsweise kleiner als ±0,2 G;
• - das vom Hauptzylinder einer Servolenkung gelieferte Öldrucksignal liegt unter einem vorgegebenen Wert;
• - das von einem Lenkwinkelsensor (40) gelieferte Signal liegt unter einem vorgegebenen Wert.

3. Steuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Bestimmung des ausgeglichenen Lagezustandes die Differenz der Signale von Höhensensoren (34; 34R) auf verschiedenen Seiten des Fahrzeugs herangezogen wird.

4. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleunigungssensor (39) ein Signal (V) liefert, das für die Querbeschleunigung des Fahrzeugs repräsentativ ist.

5. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Fahrgeschwindigkeiten oberhalb eines vorgegebenen Wertes mit einem zweiten, längeren Zeitintervall für die Bildung des Mittelwertes (Vav) gearbeitet wird.

6. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (37) einen Speicher aufweist, der den zuletzt bestimmten korrigierten Wert des Signals (V) des Beschleunigungssensors (39) fest speichert und bei einem erneuten Starten des Motors des Fahrzeugs als Anfangswert für die Lageregelungseinrichtung zur Verfügung stellt.

7. Verfahren zur Steuerung für die verstellbaren Radaufhängungen (FS1; FS2; RS1; RS2) eines Fahrzeugs, die jeweils einem Rad zugeordnet sind und über eine Lageregelungseinrichtung angesteuert werden, wobei eine Steuereinheit (37) die Signale von einem Geschwindigkeitssensor (38), von einem Beschleunigungssensor (39) und von Höhensensoren (34F; 34R) erhält und Steuersignale für die Lageregelung für die jeweiligen Radaufhängungen erzeugt, dadurch gekennzeichnet,
daß während der Fahrt die von dem Beschleunigungssensor (39) gelieferten Signale (V) überprüft und gegebenenfalls korrigiert werden,
daß für einen Überprüfungs- und Korrekturzyklus festgestellt wird, ob ein ausgeglichener Lagezustand des Fahrzeugs vorliegt, in welchem eine gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit oberhalb einer vorgegebenen Mindestgeschwindigkeit liegt und Neigungen des Fahrzeugs kleiner sind als ein vorgegebener Wert,
daß die Zeit ab Beginn jedes Überprüfungs- und Korrekturzyklus gemessen wird und in dieser Zeit die Meßwerte des Beschleunigungssensors (39) aufgenommen werden und nur dann, wenn für die Dauer einer vorgegebenen Zeitspanne der ausgeglichene Lagezustand des Fahrzeugs vorgelegen hat, die Abweichung des Mittelwertes (Vav) des Ausgangssignals (V) des Beschleunigungssensors (39) von einem ursprünglichen Wert für seinen Nullpunkt berechnet und das Signal (V) des Beschleunigungssensors (39) um die berechnete Abweichung (DV) korrigiert wird,
und daß anschließend bis auf weiteres derartig korrigierte Werte des Signals (V) des Beschleunigungssensors (39) in der Steuereinheit (37) zur Durchführung der Lageregelung verwendet werden.