DE3932475A1 - Regeleinheit fuer ein aktives radaufhaengungssystem eines fahrzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Regeleinheit für ein akti­ ves Radaufhängungssystem eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges.

Aus der JP-POS 62(1987)-1 29 709 ist ein Luftfedern ver­ wendendes aktives Radaufhängungssystem für ein Fahrzeug bekannt, das einen Sensor zum Erfassen einer senkrech­ ten Beschleunigung der Masse oberhalb jeder von vier Luftfeder-Aufhängungen und einen Sensor zum Erfassen eines Aufhängungshubes bzw. einer senkrechten relativen Verlagerung der Massen oberhalb und unterhalb jeder Luftfeder-Aufhängung aufweist. Die von jedem zugehöri­ gen Sensor erfaßte senkrechte Beschleunigung der Masse und die von jedem zugehörigen Sensor erfaßte senkrechte relative Verlagerung werden in einen Regler eingegeben. Dieser berechnet für jede Luftfeder-Aufhängung eine Luftzuführ- und eine Luftabführ-Vorgabegröße aus der senkrechten Beschleunigung, der senkrechten relativen Verlagerung und der Geschwindigkeit der senkrechten relativen Verlagerung, die aus der senkrechten relati­ ven Verlagerung durch Berechnen abgeleitet wird. Der Regler steuert ein Mengenventil so, daß bei jeder der Luftfeder-Aufhängungen das Zu- oder Abführen von Luft nach der Vorgabegröße durchgeführt wird, derart, daß eine scheinbare bzw. Teilmasse des Fahrzeugaufbaus (apparent mass of the vehicle body), Dämpfungs- und Federwirkungen bei jeder Luftfeder-Aufhängung in ver­ änderbarer Weise beeinfluß- bzw. regelbar sind.

Das vorstehend beschriebene aktive Radaufhängungssystem vermittelt bei einer Einwirkung, z.B. in Form einer aufwärtsgerichteten Schubbelastung durch die Fahrbahn einen Fahrkomfort mit sehr weicher Federung und ermög­ licht es, daß das Fahrzeug gegen eine langsame Lastver­ schiebung am Fahrzeug eine Normallage beibehält.

Wenn der Fahrzeugaufbau bei Verzögerung oder Beschleu­ nigung eine Längsbeschleunigung erfährt, kommt es je­ doch infolge der Längsbeschleunigung zu einer Lastver­ schiebung in Längsrichtung, so daß der Fahrzeugaufbau eine Lageveränderung in der Nickrichtung in Form einer Tauchbewegung der Front und Aufstellen des Hecks und umge­ kehrt erfährt. Das vorstehend beschriebene herkömmliche aktive Radaufhängungssystem stellt eine Lageänderung des Fahrzeugaufbaus dadurch fest, daß es eine sich aus der erzeugten Längsbeschleunigung ergebende Hubänderung an jeder Aufhängung erfaßt, und beeinflußt das Fahrzeug so, daß es in Entsprechung zu die Hubänderung darstel­ lenden Signalen vom zugehörigen Sensor in die Normal­ lage zurückkehrt. Diese Regelung kann durch das Entste­ hen der Längsbeschleunigung verzögert werden. Insbeson­ dere wenn eine große Längsbeschleunigung auf den Fahr­ zeugaufbau einwirkt, ist die seiner Lageänderung ent­ gegenwirkende Regelung träge und verhält sich so, daß der Fahrzeugaufbau nach Lageänderung in die Normallage zurückkehrt. Auf diese Weise entsteht ein Problem durch ungenügende Regelung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu mildern.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einer Regelein­ heit für ein aktives Radaufhängungssystem eines Fahr­ zeuges gelöst, das eine Vielzahl von an die zugehörigen Fahrzeugräder angepaßten und den Fahrzeugaufbau durch Druck eines Fluides abstützenden Aufhängungseinheiten aufweist, eine Sensoreinrichtung zum Erfassen einer senkrechten relativen Verlagerung zwischen Massen ober­ halb und unterhalb jeder Aufhängungseinheit, um ein die senkrechte relative Verlagerung darstellendes Signal zu erzeugen, Einrichtungen zum wahlweisen Zuführen und Ab­ führen des Fluids in bzw. aus jeder Aufhängungseinheit, eine Einrichtung zum Berechnen einer ersten Vorgabe-Re­ gelgröße für das jeder Aufhängungseinheit zuzuführende und aus ihr abzuführende Fluid in Abhängigkeit vom Sig­ nal für die senkrechte relative Verlagerung und zum Er­ zeugen eines die erste Vorgabe-Regelgröße darstellenden Signals, und Einrichtungen zum Steuern der Fluid-Zu- und -Abführung, die auf die erste Vorgabe-Regelgröße ansprechen, um ein Steuersignal für die Fluid-Zu- und -Abführeinrichtung zu erzeugen. Die Regeleinheit umfaßt erfindungsgemäß eine Sensoreinrichtung zum Erfassen von Längsbeschleunigung des Fahrzeugaufbaus, um ein die Längsbeschleunigung darstellendes Signal zu erzeugen; eine Einrichtung zum Berechnen einer zweiten Vorgabe-Regelgröße für das jeder Aufhängungseinheit zu- und aus ihr abzuführende Fluid in Abhängigkeit vom Signal für die Längsbeschleunigung und zum Erzeugen eines die zweite Vorgabe-Regelgröße darstellenden Signals und eine Summmiereinrichtung, welche in Abhängigkeit von den Signalen für die erste und die zweite Vorgabe-Re­ gelgröße die erste Vorgabe-Regelgröße zur zweiten Vor­ gabe-Regelgröße hinzuaddiert und eine Gesamt-Vorgabe-Regelgröße für die Einrichtung zum Steuern der Fluid-Zu- und -Abführung erzeugt, derart, daß der Fahrzeugauf­ bau abhängig von der Längsbeschleunigung so beeinfluß­ bar ist, daß er zuverlässig in der Normallage gehalten wird.

Mit einem solchen System wird eine hochgenaue Lagerege­ lung für ein Fahrzeug mit einer gegenüber der herkömm­ lichen Regeleinheit sehr kleinen Verzögerung unabhängig vom Aufhängungs-Typ, der Fahrzeughöhenlage, der Größe und der Verteilung der Brems- und Antriebskraft sowie der Antriebsart, insbesondere bei Fahrzeugen mit zu­ schaltbarem Vierradantrieb, erreicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein aktives Radaufhängungssystem mit Einrich­ tungen zum Zu- und Abführen eines Fluides,

Fig. 2 ein Blockschaltbild des in Fig. 1 dargestell­ ten Reglers,

Fig. 3 ein Blockschaltbild der in Fig. 2 dargestell­ ten Steuerschaltung für die Längsbeschleuni­ gung,

Fig. 4 eine grafische Darstellung von an einem Hin­ terrad-Aufhängehebel beim Bremsen erzeugten Momenten,

Fig. 5A eine grafische Darstellung eines an einem Aufhängehebel für ein angetriebenes Hinterrad beim Beschleunigen des Fahrzeuges erzeugten Momentes und

Fig. 5B eine grafische Darstellung von an einem Auf­ hängehebel für ein hinteres Antriebsrad bei Beschleunigung des Fahrzeuges erzeugten Momenten.

Das in Fig. 1 dargestellte aktive Radaufhängungssystem mit herkömmlicher hydropneumatischer Federung umfaßt eine Aufhängung 10 für ein rechtes Vorderrad, eine Auf­ hängung 12 für ein linkes Vorderrad, eine Aufhängung 14 für ein rechtes Hinterrad und eine Aufhängung 16 für ein linkes Hinterrad. Jede der Aufhängungen 10, 12, 14 und 16 hat einen Gasfeder-Teil 17, dessen Innenraum durch eine Membran 18 in eine Ölkammer 20 und eine ab­ gedichtete Gaskammer 22 unterteilt ist. Die Ölkammer 20 steht über eine Drosselstelle 28 mit einer Ölkammer 24 eines Ölzylinders 26 der zugehörigen Aufhängung 10, 12, 14 bzw. 16 in Verbindung. Jeder Ölzylinder 26 ist an einem Ende, z.B. am Boden, mit einem Bauteil des ent­ sprechenden Rades verbunden, und an seinem anderen En­ de, z.B. an einer Kolbenstange, mit einem Bauteil eines Fahrzeugaufbaus verbunden. Bei Einwirken einer senk­ rechten Last strömt Öl zwischen dem Ölzylinder 26 und dem Gasfeder-Teil 17 durch die Drosselstelle 28 hin­ durch, derart, daß eine entsprechende Dämpfungskraft erzeugt wird, wogegen eine volumetrische Elastizität des von der Membran 18 in der Gaskammer 22 eingeschlos­ senen Gases eine Federwirkung erzeugt.

Zum Zuführen und Abführen des Öls zu und von der Ölkam­ mer 24 des Ölzylinders 26 an der entsprechenden Aufhän­ gung 10, 12, 14 oder 16 sind Steuerventile 30, 32, 34, 36 vorgesehen, welche unabhängig voneinander durch einen Regler 38 steuerbar sind.

Ein Öltank 40 und eine Ölpumpe 42 sind durch eine im folgenden als Motor 44 bezeichnete Brennkraftmaschine betätigbar. Beim gezeigten Beispiel sind die Ölpumpe 42 und eine Ölpumpe 46 für eine Servolenkung in Tandeman­ ordnung gleichzeitig durch den Motor 44 antreibbar. Das von der Ölpumpe 42 geförderte Öl wird über ein Rück­ schlagventil 48 in einem Hochdruckspeicher 50 aufgenom­ men. Beim Umlegen eines oder mehrerer der Steuerventile 30, 32, 34, 36 in eine Lade- bzw. Füllstellung, wird den Ölkammern 24 an den entsprechenden Aufhängungen 10, 12, 14 und 16 über die umgeschalteten Steuerventile 30, 32, 34 und 36 unter hohem Druck stehendes Öl zugelei­ tet. Beim Umlegen eines oder mehrerer der Steuerventile 30, 32, 34, 36 in eine Entlade- bzw. Entleerstellung, wird das Öl aus den Ölkammern 24 an den entsprechenden Aufhängungen 10, 12, 14 und 16 durch die Steuerventile 30, 32, 34 und 36 hindurch entleert und über einen Öl­ kühler 52 in den Öltank 40 zurückgeleitet. Das Errei­ chen eines vorbestimmten Druckes im Druckspeicher 50 wird von einem Drucksensor 54 festgestellt, der dem Regler 38 ein Signal zusendet. Der Regler 38 erzeugt ein Signal zum Umschalten eines Lade- und Entladeven­ tils 56, das bewirkt, daß das von der Ölpumpe 42 geför­ derte Öl durch den Ölkühler 52 in den Öltank 40 strömt.

Jede der Aufhängungen 10, 12, 14 und 16 ist mit einem Sensor 60 zum Erfassen einer senkrechten Beschleunigung einer gefederten Masse und mit einem Sensor 62 zum Er­ fassen eines Aufhängungshubes bzw. einer senkrechten relativen Verlagerung der gefederten und der ungefeder­ ten Massen versehen. Informationen über die senkrechte Beschleunigung und die senkrechte relative Verlagerung an jeder der Aufhängungen 10, 12, 14 und 16 werden in den Regler 38 eingegeben. Ein Sensor 64 erfaßt eine Längsbeschleunigung des Fahrzeugaufbaus und gibt ein Informationen über die Längsbeschleunigung darstellen­ des Signal an den Regler 38 ab.

In Fig. 2 ist mit strichpunktierten Linien ein Block­ schaltbild A für eine Regel-Verknüpfungsschaltung im Reg­ ler 38 für eine der Aufhängungen, beispielsweise die Aufhängung 10 markiert. Zur unabhängigen Regelung der Aufhängungen 10, 12, 14 und 16 sind vier Regel-Verknüp­ fungsschaltungen vorhanden, die wie die gezeigte ausge­ bildet sind.

An der Aufhängung 10 werden die senkrechte Beschleuni­ gung und die senkrechte relative Verlagerung mit dem Sensor 60 bzw. dem Sensor 62 erfaßt.

Der Sensor 60 gibt ein die senkrechte Beschleunigung darstellendes Signal X an einen Tiefpaßfilter LPF ab, der eine Komponente hoher Frequenz abschneidet; das sich ergebende Signal wird dann einer Totzonenschaltung I 1 zugeleitet, welche aus ihm in einem eingestellten Bereich in der Nähe des Null-Pegels eine Komponente niedriger Frequenz ausscheidet. Das sich ergebende Sig­ nal wird dann mit einer Verstärkung G 1 multipliziert, um eine Vorgabe-Regelgröße Q 1 zu erhalten, die an eine Kennlinie des entsprechenden Steuerventils 30 angepaßt ist.

Der Sensor 62 gibt ein die senkrechte relative Verlage­ rung darstellendes Signal V an eine Differenzierschal­ tung DS ab, die ein die Geschwindigkeit der senkrechten relativen Verlagerung darstellendes Signal D 1 erzeugt. Das Signal D 1 geht durch eine Totzonenschaltung I 2 hin­ durch, in welcher in einem eingestellten Band in der Nähe des Null-Pegels eine Komponente niedriger Frequenz ausgeschieden wird. Das sich ergebende Signal für die Verlagerungsgeschwindigkeit wird mit einer Verstärkung G 2 multipliziert, um eine Vorgabe-Regelgröße Q 2 zu er­ zeugen, die an die Kennlinie des entsprechenden Steuer­ ventils angepaßt ist. Andererseits wird durch Subtra­ hieren eines Signals V₀ für die eingestellte Fahrzeug­ höhenlage vom Signal V für für die senkrechte relative Verlagerung ein Signal D 2 für die echte senkrechte relative Verlagerung erhalten, wobei das Signal V₀ durch eine Schaltungsanordnung H zum Erzeugen eines Signals für die eingestellte Fahrzeughöhenlage von einem Einstellschalter 66 für die Fahrzeughöhenlage vorgegeben wird. Das Signal D 2 wird einer Totzonen­ schaltung I 3 zugeführt, in der aus einem eingestellten Band in der Nähe des Null-Pegels eine Komponente nie­ driger Frequenz ausgeschieden wird. Sodann wird das sich ergebende Signal mit einer Verstärkung G 3 multi­ pliziert und ergibt eine Vorgabe-Regelgröße Q 3, die auf die Kennlinie des entsprechenden Steuerventils 30 abge­ stimmt ist.

Sind die Steuerventile 30, 32, 34 und 36 Mengenventile, dann bedeuten die drei an die Kennlinie des entspre­ chenden Steuerventils angepaßten Vorgabe-Regelgrößen Q 1, Q 2 und Q 3 eine Vorgabe-Ventiloffenzeit auf ihrer Zuführ- oder ihrer Abführseite. Ein Zeitsignal wird aus einer Ölmenge abgeleitet, die entsprechend der Steuer­ ventil-Kennlinie zu- oder abzuführen ist.

Die drei Vorgabe-Regelgrößen Q 1, Q 2 und Q 3 werden ad­ diert; das sich ergebende Größensignal wird auf eine Regelgrößen-Kompensationsschaltung R übertragen, die das Signal in eine unter Berücksichtigung von Umge­ bungsbedingungen, z.B. Temperatur und Druckverlust in­ folge verschieden langer Leitungen, in eine kompensier­ te Vorgabegröße Q umwandelt. Diese wird einer Schal­ tungsanordnung W zum Erzeugen eines Ventilsteuersignals zugeführt, welche folglich ein Steuerventil-Öffnungs­ signal J oder ein Steuerventil-Schließsignal K erzeugt, durch welches das Steuerventil 30 in die Lade- oder die Entladestellung geschaltet wird, so daß das Öl nach der Vorgabegröße in die Aufhängung 10 ein- oder aus ihr abgeleitet wird.

Bei der von der senkrechten Beschleunigung ausgehenden Regelung wird das Öl aus der Aufhängung 10 abgeführt gegen eine aufwärts gerichtete Beschleunigung, wogegen das Öl in die Aufhängung zugeführt wird gegen eine ab­ wärts gerichtete Beschleunigung. Diese Regelung schafft somit für die Aufhängung eine Kennlinie, die gegen eine aufwärts gerichtete Kraft, z.B. einen Schub von der Fahrbahn, weiche Federung und große Dämpfungswirkung erzeugt, dagegen bei vom Fahrzeugaufbau ausgehender ab­ wärts gerichteter Kraft eine einer harten oder steifen Aufhängung entsprechende Kennlinie erzeugt, um im Zu­ sammenwirken mit einer Regelung, die sowohl von der Ge­ schwindigkeit der senkrechten relativen Verlagerung als auch von der senkrechten relativen Verlagerung ausgeht, welche zur Beibehaltung der eingestellten Fahrzeug­ höhenlage die Öl-Zu- und -Abführung beeinflussen, das Fahrzeug auf einer eingestellten Höhenlage zu halten. Die Regelung erfolgt in Abhängigkeit von einer Schwin­ gung im niedrigen Frequenzbereich in der Nähe einer gefederten Resonanzfrequenz, ohne sehr auf eine Schwin­ gung im hohen Frequenzbereich, z.B. einer ungefederten Resonanzfrequenz, anzusprechen, indem das Signal für die senkrechte Beschleunigung durch den Tiefpaßfilter hindurchgeleitet wird, so daß diese Regelung Vorrang vor einer Hubschwingung hat.

Der Einstellschalter 66 für die Fahrzeughöhenlage ist ein Umschalter, der beispielsweise zwischen einer Stel­ lung für normale und einer Stellung für hohe Fahrzeug­ höhenlage umlegbar ist. Bei Anwahl der normalen Fahr­ zeughöhenlage erzeugt die Schaltungsanordnung H ein Signal V₀ für einzustellende niedrige Fahrzeughöhenlage. Bei Umschalten des Schalters 66 auf große Fahrzeug­ höhenlage erzeugt die Schaltungsanordnung H ein Signal V₀ für einzustellende hohe Fahrzeughöhenlage.

Der Sensor 64 gibt ein die Längsbeschleunigung darstel­ lendes Signal G an eine Längsbeschleunigung-Steuer­ schaltung 68 ab, die aufgebaut ist aus einer Schal­ tungsanordnung 90 zum Berechnen eines Trägheitsmomentes bei Beschleunigung und Verzögerung, einer Schaltungsan­ ordnung 96 zum Berechnen des Momentes einer Antriebs­ reaktionskraft, einer Schaltungsanordnung 94 zum Be­ rechnen des Momentes einer Bremskraft, einer Schal­ tungsanordnung 106 zum Berechnen einer Regelgröße und aus ähnlichen Schaltungsanordnungen. In Antwort auf das Längsbeschleunigungssignal G berechnet die Steuerschal­ tung 68 für jede der Aufhängungen 10, 12, 14 und 16 entsprechend dem in Fig. 3 dargestellten Blockschalt­ bild eine Öl-Zu-/Abführungs-Vorgabegröße Q 4. Das Re­ chenergebnis Q 4 wird zu den Vorgabe-Regelgrößen Q 1, Q 2 und Q 3 hinzuaddiert, und die sich ergebende Größe wird in die Schaltungsanordnung R zur Regelgrößen-Kompensa­ tion eingegeben.

Entsteht die Längsbeschleunigung am Fahrzeugaufbau beim Bremsen oder Beschleunigen desselben, wird durch eine Trägheitskraft, die auf den Schwerpunkt des Fahrzeug­ aufbaus ausgeübt wird, eine Lastverschiebung in der Längsrichtung hervorgerufen. Beim Bremsen des Fahrzeugs werden die vorderen Aufhängungen 10 und 12 zusammenge­ drückt, wogegen die hinteren Aufhängungen 14 und 16 entlastet werden (Eintauchen des Frontteils). Beim Be­ schleunigen entspannen sich die vorderen Aufhängungen 10 und 12, und die hinteren Aufhängungen 14 und 16 werden zusammengedrückt (Tiefergehen des Heckteils). Das Zusammendrücken und Entspannen der Aufhängungen 10, 12, 14 und 16 ist von Unterschieden bei den Aufhän­ gungs-Typen und davon abhängig, ob die Aufhängungen für Antriebsräder oder für angetriebene Räder sind.

Beim Anlegen einer Bremskraft F 2 (sh. Fig. 4) wird we­ gen der Lastverschiebung in der Längsrichtung ein Mo­ ment M 1 um den Schwenkpunkt 82 jedes Aufhängehebels 80 erzeugt, wogegen am Aufhängehebel 80 ein durch die Bremskraft F 2 bedingtes Moment M 2 angreift, weil eine Reaktionskraft gegen die Bremskraft auf ein Lager des Aufhängehebels 80 ausgeübt wird. Eine Hubänderung jedes Aufhängehebels 80 ist bei gleichgerichteten Momenten M 1 und M 2 größer als bei entgegengesetzten Momenten M 1 und M 2. Das durch die Bremskraft F 2 bedingte Moment M 2 ist vom Aufhängungs-Typ abhängig. Bei der Hinterrad-Aufhän­ gung des Typs mit Semi- bzw. Quasi-Nachlaufhebel bzw. -lenker ist das durch die Bremskraft F 2 hervorgerufene Moment M 2 verhältnismäß groß und dem durch die Träg­ heitskraft F 1 beim Bremsen bedingten Moment M 1 entge­ gengesetzt (sh. Fig. 4). Somit heben sich beide Momente M 1 und M 2 gegenseitig auf, so daß ein Höhergehen des Heckteils vom Fahrzeugaufbau verhindert wird.

Beim Beschleunigen des Fahrzeugs erzeugt eine rückwärts gerichtete Trägheitskraft F 1 ein Moment M 1, das be­ menzudrücken (sh. Fig. 5A und 5B). Sind die Hinterräder Antriebsräder, greift an jedem ihrer Aufhängehebel 80 nur das Moment M 1 an (sh. Fig. 5A). Sind die Hinterrä­ der Antriebsräder greift an jedem ihrer Aufhängehebel 80 mit einer Antriebskraft F 3 belastet, derart, daß ein dem Moment M 1 entgegengesetztes Moment M 2 entsteht, so daß sich die Momente M 1 und M 2 gegenseitig aufheben und ein Tiefergehen der Hinterräder verhindert wird.

Die Längsbeschleunigung-Steuerschaltung ist im einzel­ nen in Fig. 3 beschrieben. Wenn der Sensor 64 für die Längsbeschleunigung das Längsbeschleunigungs-Signal G abgibt, berechnet die Schaltungsanordnung 90 zum Be­ rechnen der Trägheitsmomente für jeden der Vorder- und Hinterrad-Aufhängehebel 80 die an ihren Schwenkpunkten 82 angreifenden Momente M 1 aus dem Längsbeschleuni­ gungs-Signal G entsprechend einer zuvor gespeicherten Fahrzeugspezifikation und aus der Höhe des Schwerpunk­ tes vom Fahrzeugaufbau, der durch ein Signal für die Fahrzeughöhenlage vom Einstellschalter 66 gegeben ist. Sodann prüft die Entscheidungschaltung 92 abhängig vom Längsbeschleunigungs-Signal G, ob das Fahrzeug be­ schleunigt oder verzögert wird. Bei Verzögerung wird das Moment M 2 an jeder der vorderen und hinteren Auf­ hängungen in der Schaltungsanordnung 94 zum Berechnen des Bremskraftmomentes sowohl aus der Bremskraft jeder Aufhängung, die von einer Bremskraftverteilung zwischen Vorder- und Hinterrädern abgeleitet ist, und aus der Höhe des Schwenkpunktes 82 jedes Aufhängehebels 80 ent­ sprechend zuvor gespeicherten Informationen über den Aufhängungs-Typ berechnet, wobei die Höhe des Schwenk­ punktes 82 gegeben ist durch das Signal für die Fahr­ zeughöhenlage vom Einstellschalter 66. Bei Beschleuni­ gung eines Fahrzeuges mit zuschaltbarem Vierradantrieb wird die Antriebsart - Zweirad- oder Vierradantrieb - von einer Entscheidungsschaltung 98 in Abhängigkeit von einem Signal von einem Umschalter 70 für Vierradantrieb geprüft. Wird das Fahrzeug im Zweirad-Modus betrieben, wird das durch eine Antriebsreaktionskraft in angetrie­ benen Rädern 84 bedingte Moment M 2 in einer Wertvorein­ stell-Schaltung 102 als Null bestimmt, wogegen das Mo­ ment M 2, hervorgerufen durch eine Antriebsreaktions­ kraft in Antriebsrädern 86, in der Schaltungsanordnung 96 zur Berechnung des Momentes der Antriebsreaktions­ kraft aus der Antriebskraft F 1 und der Höhe des Schwenklagers 82 jedes Antriebsrad-Aufhängehebels 80 berechnet wird, wobei die Höhe des Schwenklagers 82 aus dem Signal für die Fahrzeughöhenlage vom Einstellschal­ ter 66 abgeleitet wird. Im Vierradantriebs-Modus wird das Moment M 2 einer Antriebsreaktionskraft, die ent­ sprechend einem Teilungsverhältnis für die Antriebs­ kraft auf Vorder- und Hinterräder aufgeteilt ist, für jede der vorderen und hinteren Aufhängungen 10 und 12 bzw. 14 und 16 in einer Schaltungsanordnung 100 zur Berechnung des Teilungsverhältnisses für die Antriebs­ kraft berechnet.

Das durch die Trägheitskraft F 1 hervorgerufene Moment M 1 und die auf die Bremskraft F 2 oder die Antriebskraft zurückgehenden Momente M 2 werden in einer Summierschal­ tung 104 addiert, um ein das addierte Moment (M 1+M 2) darstellendes Signal zu erzeugen; sodann wird in einer Schaltungsanordnung 106 zur Berechnung der Regelgröße eine Reaktionskraftkomponente der Aufhängung berechnet, welche eine senkrechte Kraft entsprechend dem addierten Moment (M 1+M 2) aufhebt; ferner wird für jede Aufhängung 10, 12, 14 und 16 die Öl-Zu-/Abführ-Vorgabegröße Q 4 be­ rechnet. Diese Größe wird benötigt, um zum Halten einer bestimmten Fahrzeuglage für die Aufhängung einen Innen­ druck zu erzeugen, welcher der Reaktionskraftkomponente der Aufhängung entspricht. Die Rechenschaltung 106 für die Regelgröße gibt somit ein Steuersignal, das die Öl-Zu-/Abführ-Vorgabegröße Q 4 darstellt, an die Schaltung R zur Regelgrößen-Kompensation ab.

Einer Eingabeschaltung, welche das Längsbeschleuni­ gungs-Signal G an die Längsbeschleunigungs-Steuerschal­ tung 68 weiterleitet, kann eine Hystereseschaltung oder eine Totzonenschaltung zugeordnet sein, so daß eine Re­ gelung des aktiven Aufhängungssystems nur bei starker Nickschwingung des Fahrzeuges erfolgt, z.B. bei voller Beschleunigung oder mäßigem Bremsen, ohne daß sie auf im Fahrbetrieb wiederholt auftretende normale Beschleu­ nigung oder Verzögerung anspricht. Zum Erfassen der Bremskraft, die ein Faktor zur Berechnung des Momentes M 2 ist, können Einrichtungen vorgesehen sein, welche die Bremskraft ausgehend von einem Signal berechnen, das von einem Bremspedalhub-Sensor oder einem Bremsöl­ druck-Sensor erzeugt wird. Die Antriebskraft, als ande­ rer Faktor zur Berechnung des Momentes M 2, kann ausge­ hend von einer Motordrehzahl, die von einem Drehzahl-Sensor erfaßt wird, oder von einem Übersetzungsverhält­ nis, das von einem entsprechenden Sensor im Getriebe festgestellt wird, berechnet werden (der Reibungskoef­ fizient µ an einer Fahrbahn wird als im wesentlichen konstant betrachtet). Wenn eine solche Regelung, wie vorstehend beschrieben, nur bei mäßigem oder starkem Bremsen vorgenommen wird, kann die Bremskraft als im wesentlichen konstant gesetzt und das Moment M 2 unter Verwendung nur des Teilungsverhältnisses für die Brems­ kraftaufteilung auf Vorder- und Hinterräder berechnet werden. Für eine Regelung bei voller Beschleunigung des Fahrzeugs kann die Antriebskraft als im wesentlichen konstant gesetzt und das Moment M 2 ausgehend vom Über­ setzungsverhältnis berechnet werden, um eine Gesamtan­ triebskraft und ein Teilungsverhältnis für die Auftei­ lung der Antriebskraft auf Vorder- und Hinterräder zu bestimmen. Bei Benutzung einer Vorrichtung zur Änderung des Verhältnisses, in dem die Antriebskraft auf Vorder- und Hinterräder aufgeteilt wird, wird das Verhältnis in Abhängigkeit von einem von dieser Vorrichtung erzeugten Steuersignal festgestellt, welches das Verhältnis für die Aufteilung der Antriebskraft auf Vorder- und Hin­ terräder darstellt.

Bei der beschriebenen Ausführungsform wird eine Ände­ rung der Fahrzeuglage in einer Nickrichtung anhand der Längsbeschleunigung des Fahrzeugs berechnet. Die Ände­ rung der Reaktionskraft an jeder Aufhängung wird in der Weise berechnet, daß das Moment M 1, das durch die Träg­ heitskraft des Fahrzeugs hervorgerufen wird, welche aus der Längsbeschleunigung errechnet werden kann, dem Mo­ ment M 2 um den Schwenkpunkt 82 jedes Aufhängehebels 80 hinzuaddiert wird, das je nach Verhalten der Aufhän­ gungs-Typen hinsichtlich Eintauchen des Frontteils oder Tiefergehen des Heckteils durch die Bremskraft oder die Antriebsreaktionskraft hervorgerufen wird. Die Steue­ rung der Öl-Zu- und -Abfuhr wird in Entsprechung zur Änderung der Aufhängungs-Reaktionskraft vorgenommen. Somit wird eine hochgenaue Regelung der Fahrzeuglage bei sehr geringer Verzögerung erreicht.

Wenngleich bei der beschriebenen Ausführungsform das aktive Radaufhängungssystem mit Einrichtungen zum Fest­ stellen sowohl der senkrechtren Beschleunigung als auch der senkrechten relativen Verlagerung ausgestattet ist, ist die Erfindung auch auf ein System anwendbar, das nur die Einrichtung zum Feststellen der senkrechten re­ lativen Verlagerung hat und bei dem in Antwort auf die senkrechte relative Verlagerung das Zuführen und Abfüh­ ren einer Flüssigkeit oder eines Gases bei jeder der Aufhängungen unabhängig gesteuert wird.

Claims (3)

1. Regeleinheit für ein aktives Radaufhängungssystem eines Fahrzeuges mit einer Vielzahl von an die zu­ gehörigen Fahrzeugräder angepaßten und den Fahr­ zeugaufbau durch Druck eines Fluids abstützenden Aufhängungseinheiten, einer Sensoreinrichtung zum Erfassen einer senkrechten relativen Verlagerung zwischen Massen oberhalb und unterhalb jeder Auf­ hängungseinheit, um ein die senkrechte relative Verlagerung darstellendes Signal zu erzeugen, Ein­ richtungen zum wahlweisen Zuführen und Abführen des Fluids in bzw. aus jeder Aufhängungseinheit, einer Einrichtung zum Berechnen einer ersten Vorgabe-Re­ gelgröße für das jeder Aufhängungseinheit zuzufüh­ rende und aus ihr abzuführende Fluid in Abhängig­ keit vom Signal für die senkrechte relative Verla­ gerung und zum Erzeugen eines die erste Vorgabe- Regelgröße darstellenden Signals, und Einrichtungen zum Steuern der Fluid-Zu- und Abführung, die auf die erste Vorgabe-Regelgröße ansprechen, um ein Steuersignal für die Fluid-Zu- und Abführeinrich­ tung zu erzeugen, gekennzeichnet durch

• - eine Sensoreinrichtung (64) zum Erfassen von Längsbeschleunigung des Fahrzeugaufbaus, um ein die Längsbeschleunigung darstellendes Signal (G) zu erzeugen,
• - eine Einrichtung (68) zum Berechnen einer zweiten Vorgabe-Regelgröße für das jeder Aufhängungsein­ heit (10, 12, 14, 16) zu- und aus ihr abzuführende Fluid in Abhängigkeit vom Signal (G) für die Längsbeschleunigung und zum Erzeugen eines die zweite Vorgabe-Regelgröße darstellenden Signals (Q 4) und
• - eine Summiereinrichtung (104), welche in Abhän­ gigkeit von den Signalen (G, Q 4) für die erste und die zweite Vorgabe-Regelgröße die erste Vor­ gabe-Regelgröße zur zweiten Vorgabe-Regelgröße hinzuaddiert und eine Gesamt-Vorgabe-Regelgröße für die Einrichtung (38) zum Steuern der Fluidzu­ und -abführung erzeugt, derart, daß der Fahrzeug­ aufbau abhängig von der Längsbeschleunigung so beeinflußbar ist, daß er zuverlässig in der Nor­ mallage gehalten wird.

2. Regeleinheit nach Anspruch 1, bei der jede Aufhän­ gungseinheit (10, 12, 14, 16) einen Aufhängehebel (80) aufweist, der mit dem Fahrzeugaufbau in senkrechter Richtung um einen Schwenkpunkt (82) schwenkbar ver­ bindbar ist, und die Räder Antriebsräder (86) um­ fassen, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (68) zum Berechnen der zweiten Vorgabe-Regelgröße umfaßt:

• - eine Einrichtung (90) zum Berechnen eines auf die Trägheitskraft des Fahrzeuges zurückgehenden er­ sten Momentes (M 1) um den Schwenkpunkt (82) jedes Aufhängehebels (80) sowohl aus dem Signal für die Längsbeschleunigung als auch dem Signal für die eingestellte Fahrzeughöhenlage,
• - eine erste Entscheidungseinrichtung (92) zum Prü­ fen, ob das Fahrzeug beschleunigt oder verzögert wird, um ein Beschleunigung oder Verzögerung an­ zeigendes Entscheidungssignal zu erzeugen,
• - eine Einrichtung (94, 96) zum Berechnen eines zweiten Momentes (M 2) um den Schwenkpunkt (82) jedes Aufhängehebels (80) aufgrund der auf das Fahrzeug ausgeübten Bremskraft und des Signals für die eingestellte Fahrzeughöhenlage, wenn das Entscheidungssignal Verzögerung des Fahrzeuges anzeigt, und zum Berechnen des Momentes M 2 um den Schwenkpunkt (82) jedes Aufhänghebels (80) in Bezug auf ein zugehöriges Antriebsrad aufgrund einer Reaktionskraft gegen eine auf das Fahrzeug ausgeübte Antriebskraft und des Signals für die eingestellte Fahrzeughöhenlage, wenn das Ent­ scheidungssignal Beschleunigung des Fahrzeuges anzeigt,
• - eine Einrichtung (72) zum Berechnen der Verände­ rung der Aufhängungs-Reaktionskraft für jede Auf­ hängungseinheit aus dem ersten und dem zweiten Moment (M 1, M 2), um ein die Veränderung der Auf­ hängungsreaktionskraft anzeigendes Signal zu er­ zeugen und
• - eine Einrichtung (74) zum Berechnen einer Vorga­ be-Regelgröße für das jeder Aufhängungseinheit (10, 12, 14, 16) in Abhängigkeit von der Veränderung der Aufhängungs-Reaktionskraft zu- und aus ihr abzuführende Fluid, um ein die Vorgabe-Regelgröße darstellendes Signal zu erzeugen und der Einrich­ tung zum Steuern der Fluid-Zu- und -Abführung zu­ zuleiten, wobei die Vorgabe-Regelgröße für das Fluid, die der Veränderung der Aufhängungs-Reak­ tionskraft zur Beeinflussung des Fahrzeugaufbaus entspricht,in der Normalstellung ist.

3. Regeleinheit nach Anspruch 2, bei der das Fahrzeug mit einem zuschaltbaren Vierrad-Antrieb ausgestat­ tet ist, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Einrichtung (68) zum Berechnen der zweiten Vorgabe-Regelgröße eine zweite Entscheidungsein­ richtung (98) aufweist, die prüft, ob das Fahr­ zeug im Vierrad- oder im Zweirad-Modus angetrie­ ben wird, um ein Entscheidungssignal zu erzeugen, das den Vierrad- oder den Zweiradantriebs-Modus anzeigt, wobei die Räder im Zweiradantriebs-Modus angetriebene Räder (84, 86) umfaßt,
• - bei Anzeige des Zweiradantriebs-Modus durch das Entscheidungssignal das durch die Antriebsreak­ tionskraft in jedem angetriebenen Rad (84) her­ vorgerufene zweite Moment (M 2) Null gesetzt wird, wobei die Einrichtung (94, 96) das durch die An­ triebsreaktionskraft hervorgerufene zweite Moment (M 2) aus der Mitlaufreaktionskraft und dem Signal für die eingestellte Fahrzeughöhenlage in bezug auf jedes Antriebsrad berechnet, und
• - die Einrichtung (94, 96) für jede Aufhängungsein­ heit das von einer auf jedes Antriebsrad (86) verteilten Antriebsreaktionskraft hervorgerufene zweite Moment (M 2) entsprechend einem eingestell­ ten Verhältnis für die Aufteilung der Antriebs­ kraft berechnet, wenn das Entscheidungssignal den Vierradantriebs-Modus anzeigt.