DE4001193C2 - Aufhängungsvorrichtung eines Fahrzeugs - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Auf­ hängungsvorrichtung eines Fahrzeuges, welche geeignet ist für eine Änderung der Aufhängungscharakteristiken.

Es ist bereits eine als aktive Aufhängung bezeichnete Aufhängungsvorrichtung eines Fahrzeugs vorgeschlagen worden, deren Aufhängungscharakteristik in einer beliebigen Weise geändert werden kann. Diese sogenannte aktive Aufhängung ist grundsätzlich so aufgebaut, daß eine Zylindereinheit zwischen einer ungefederten Masse und einer gefederten Masse eingefügt ist und die Aufhängungscharakteristiken dadurch gesteuert werden, daß eine Zuführung und Abführung eines Druckfluids an die bzw. von der Zylindereinheit gesteuert wird.

In der JP-PS 14 365/1984 (Kokoku) ist eine Aufhängungsvorrichtung beschrieben, bei der eine Zylindereinheit als Betätigungseinrichtung für die Einstellung einer Fahrhöhe der Fahrzeugkarosserie vor­ gesehen ist und die die Lage der Karosserie dadurch steuert, daß der Druck des Druckfluids in der Zylindereinheit gesteuert wird. Bei der sogenannten aktiven Aufhängung können die Auf­ hängungscharakteristiken in weitem Umfang dadurch geändert werden, daß das Druckfluid an die bzw. von der Aufhängung abgegeben wird, um verschiedene Steuerungen auszuführen, einschließlich der Steuerung der Fahrhöhe der Fahrzeugkarosserie, der Steuerung einer Wank­ komponente und der Steuerung einer Nick-Komponente der Bewegungen der Karosserie und so weiter.

Bei der aktiven Aufhängung wird ein Höhensensor verwendet für die Ermittlung der Höhenlage der Fahr­ zeugkarosserie, um die Lage der Fahrzeugkarosserie derart zu steuern, daß die betreffende Auf­ hängungssteuerung dann nicht ausgeführt wird, wenn der Höhensensor gestört ist.

In der JP-(A) 289 417/1987 (Kokai) ist vorgeschlagen worden, daß die Entscheidung darüber, ob der Höhensensor gestört ist oder nicht, danach erfolgt, ob eine Änderungsrate in den Ausgangswerten vom Fahrhöhensensor her beobachtet wird. In JP-(A) 282 110/1986 (Kokai) ist vorgeschlagen worden, die Signale eines Teiles einer Mehrzahl von Höhensensoren zu bewerten und festzustellen, daß diese gestört sind, wenn das Ausgangssignal von dem betreffenden Höhensensor sich nicht ändert, obwohl sich Ausgangssignale von anderen aus der betreffenden Mehrzahl von Höhensensoren ändern.

In der EP 0 374 900 A2 ist eine Aufhängungsvorrichtung eines Fahrzeugs beschrieben, bei der zur Einstellung der Fahrhöhe der Karosserie eine Steuerventileinrichtung vorgesehen ist, die nach Meßwerten von Höhensensoren und den Druck in der zu­ gehörigen Zylindereinheit ermittelnden Drucksensoren gesteuert wird. Eine sich durch einen Druckabfall darstellende Störung im vorhandenen Hydrauliksystem läßt sich durch die Drucksensoren ermitteln.

Es ist somit darauf hinzuweisen, daß die aktive Steuerung der Aufhängung verschlechtert ist, wenn ein Ventil für die Zuführung oder Abführung des Druckfluids an die bzw. von der Zylinder­ einheit gestört ist, und zwar insbesondere dann, wenn das Ventil in einem solchen Zustand festliegt, daß die Betriebsflüssigkeit ständig weiter zugeführt bzw. abgeführt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Aufhängungs­ vorrichtung eines Fahrzeuges zu schaffen, die imstande ist, einen Zustand festzustellen, bei dem eine Störung der Zuführung bzw. Abführung des Druckfluids vorhanden ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen beschrieben.

Gemäß der Erfindung werden zur Erkennung einer Störung ver­ schiedene Funktionskriterien der Aufhängungsvorrichtung berück­ sichtigt. Dazu zählen der Druck in der Zylindereinheit unterhalb oder oberhalb eines bestimmten Wertes und die Zeitspanne, in der dieser Druck vorhanden ist, die Größe der Ein- und/oder Ausfederung und der Umstand, ob die Ein- oder Ausfederung im Ein- oder Ausfederungszustand weiterbesteht.

Bei einem Ausfedern der Räder ist zu erwarten, daß der Druck in der Zylindereinheit sinkt. Wenn der Druck erhöht wäre, wird dies durch die Tatsache hervorgerufen, daß das Druckfluid weiterhin zugeführt wird, weil das zugehörige Zuführungs- Steuerventil gestört ist. Als weitere Merkmale einer Störung kann auch der Umstand dienen, daß die Fahrzeugkarosserie aus oder von einem Ein- oder Ausfederungszustand weiter ein- oder ausfedert.

Anhand von Zeichnungen und bevorzugten Ausführungsbeispielen wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.

Fig. 1 veranschaulicht in einer schematischen Darstellung einen Druckflüssigkeitskreis gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 2 zeigt in einer Schnittansicht ein Ausführungsbeispiel eines Steuerventils.

Fig. 3 veranschaulicht ein Steuersystem des Kreises gemäß Fig. 1 zusammen mit einem Ausführungsbeispiel für die Aufstellung bzw. Anordnung von Vertikal-Beschleunigungs- Sensoren.

Fig. 4 zeigt in einer Perspektivansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Anordnung der Vertikal-Beschleunigungs- Sensoren.

Fig. 5 zeigt in einer Schnittansicht ein Ausführungsbeispiel des Beschleunigungs-Sensors.

Fig. 6 bis 8 zeigen jeweils ein Steuersystem unter Veranschaulichung eines Beispiels zur Ausführung einer aktiven Steuerung.

Fig. 9 zeigt ein Beispiel einer Rollcharakteristik im Fahrzeug vom aktiven Aufhängungstyp.

Fig. 10 veranschaulicht ein Beispiel einer Rollcharakteristik im Fahrzeug vom passiven Aufhängungstyp.

Fig. 11 und 12 zeigen jeweils in einem Flußdiagramm ein Steuerbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 13 veranschaulicht in einem Blockdiagramm einen Gesamtaufbau gemäß der vorliegenden Erfindung.

In der folgenden Beschreibung und in den beigefügten Zeichnungen steht das Bezugszeichen "F" für ein Vorderrad und "R" für ein Hinterrad. Das Bezugssymbol "FR" steht für ein rechtes Vorderrad und "FL" für ein linkes Vorderrad. Mit "RR" ist ein rechtes Hinterrad und mit "RL" ist ein linkes Hinterrad bezeichnet. Wenn die Vorder- und Hinterräder sowie die rechten und linken Räder nicht unterschieden werden brauchen, wird auf Bezugszeichen ohne Verwendung dieser Bezugssymbole Bezug genommen.

Zunächst wird der Druckflüssigkeitskreis erläutert.

Wie in Fig. 1 gezeigt, bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Zylindereinheit, die an jedem der Räder angebracht ist. Eine Zylindereinheit, die am rechten Vorderrad angebracht ist, ist dabei mit 1FR bezeichnet. Eine Zylindereinheit, die am linken Vorderrad angebracht ist, ist mit 1FL bezeichnet. Eine am rechten Hinterrad angebrachten Zylindereinheit ist mit 1RR bezeichnet, und eine am linken Hinterrad angebrachte Zylindereinheit ist mit 1RL bezeichnet. Jede dieser Zylindereinheiten umfaßt einen Zylinder 2, der mit einer ungefederten Masse verbunden ist, und eine Kolbenstange 3, die den Zylinder 2 nach oben durchragt und die mit einer gefederten Masse verbunden ist. Der Zylinder 2 umfaßt die Kolbenstange 3, einen mit der Kolbenstange 3 zusammenhängenden Kolben 4 und eine Flüssig­ keitskammer 5, die oberhalb oder unterhalb des Kolbens 4, gemäß Fig. 1 oberhalb des Kolbens 4, angeordnet ist. Diese Ausgestaltung und Anordnung ermöglicht es, die Kolbenstange 3 hydraulisch auszufahren und die Fahrzeugkarosserie anzuheben, wenn eine Druckflüssigkeit an die Flüssigkeitskammer 5 abgegeben wird, während die Höhe der Fahrzeugkarosserie abgesenkt wird, wenn die Druckflüssigkeit aus der Flüssigkeitskammer 5 abgeführt wird.

Mit der Flüssigkeitskammer 5 der jeweiligen Zylindereinheit 1 ist eine Gasfedereinheit 6 verbunden (6FR, 6FL, 6RR und 6RL), die vier zylindrische Gasfedern 7 kleineren Durchmessers umfaßt, wobei die vier zylindrische Gasfedern 7 in einer Reihe oder parallel zueinander angeordnet sind und über Drosseln 8 mit der Flüssigkeitskammer 5 verbunden sind. Drei der vier zylindrische Federn 7 sind ferner mit der Flüssigkeitskammer 5 über ein Verschiebeventil 9 (2/2-Wege­ ventil verbunden. Diese Anordnung ermöglicht den vier zylindrischen Gasfedern 7, lediglich dann durch Drosseln 8 mit der Flüssigkeitskammer 5 in Verbindung zu sein, wenn das Verschiebeventil 9 in einer Offenstellung steht, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist. Dabei ist die Dämpfungskraft klein bzw. die Dämpfung weich. Wenn das Verschiebeventil 9 aus der in der Zeichnung dargestellten Stellung heraus verschoben wird, sind die drei betreffenden zylindrischen Gasfedern 7 mit der Flüssigkeitskammer 5 nicht oder nur durch Drossel 10 verbunden, wodurch die Dämpfungskraft größer und die Dämpfung härter wird. Es wird darauf hingewiesen, daß eine Verschiebung der Verschiebepositionen des Verschiebeventils 9 die Feder­ charakteristiken der Gasfedereinheit 6 ändert. Ferner sei darauf hingewiesen, daß die Aufhängungscharakteristiken ebenso durch eine an die Flüssigkeitskammer 5 der Zylindereinheit 1 abzugebende Menge der Druckflüssigkeit geändert werden können.

Bezugnehmend auf Fig. 1 sei bemerkt, daß mit dem Bezugszeichen 11 eine vom Motor her anzutreibende Pumpe bezeichnet ist, welche eine Hochdruckflüssigkeit aus einem Vorratstank 12 in einen gemeinsamen Durchgang 13 als Zuführungsdurchgang fördert. Der gemeinsame Durchgang 13 verzweigt in einen vorderen Durchgang 14F und in einen hinteren Durchgang 14R. Der vordere Durchgang 14F verzweigt weiter in einen rechten vorderen Durchgang 14FR und in einen linken vorderen Durchgang 14FL. Der rechte vordere Durchgang 14FR ist mit der Flüssigkeitskammer 5 für die rechte Vorderrad-Zylindereinheit 1FR verbunden, und der linke vordere Durchgang 14FL ist mit der Flüssigkeitskammer 5 der linken Vorderrad- Zylindereinheit 1FL verbunden. Mit dem rechten vorderen Durchgang 14FR sind in Strömungrichtung hintereinanderliegend ein Strömungsraten-Steuerventil 15FR für die Zuführung der Betriebsflüssigkeit und ein Pilot- bzw. Steuerventil 16FR als Verzögerungsventil verbunden. Mit dem linken vorderen Durchgang 14FL sind in Strömungsrichtung hintereinanderliegend ein Strömungsmengen-Steuerventil 15FL für die Abgabe bzw. Speisung und ein Steuerventil 16FL verbunden.

Mit dem rechten vorderen Durchgang 14FR ist ein erster Ent­ lastungs- bzw. Überlaufdurchgang 17FR an einer Stelle zwischen den Steuerventilen 15FR und 16FR verbunden, an den sich ein Überlaufdurchgang 18F für die Vorderräder anschließt, der zu einem Vorratstank 12 führt. Mit dem ersten Überlaufdurchgang 17FR ist ein Abführungs-Strömungsmengen-Steuerventil 19FR verbunden. Der rechte vordere Durchgang 14FR ist auf der Stromabwärtsseite des Pilot- bzw. Steuerventils 16FR mit einen zweiten Überlaufdurchgang 20FR als Nebenschluß bzw. Beipaß verbunden, welcher das Abfüh­ rungs-Strömungsmengen-Steuerventil 19FR umgeht und mit dem ersten Überlaufdurchgang 17FR verbunden ist. Mit dem zweiten Über­ laufdurchgang ist ein Überlaufventil 21FR verbunden. Der rechte vordere Durchgang 14FR ist mit einem Filter 29FR an einer Stelle nahe der Zylindereinheit 1FR versehen. Das Filter 29FR ist an einer Stelle zwischen der Zylindereinheit 1FR, dem näher bei der Zylindereinheit 1FR angeordneten Steuerventil 16FR und dem Überlaufventil 21FR angeordnet, und es verhindert, daß Abrieb zu dem Steuerventil 16FR und dem Überlaufventil 21FR gelangt.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Anordnung der Ventile und Durchgänge zum linken Vorderrad weitgehend dieselbe ist, wie sie zuvor für das rechte Vorderrad beschrieben worden ist, so daß eine doppelte Beschreibung fortfallen kann.

Mit dem gemeinsamen Durchgang 13 ist ein Hauptsammler bzw. -akkumulator 22 verbunden. Mit dem Vorderrad-Überlaufdurchgang 18F ist ein Akkumulator 23F verbunden. Der Haupt-Akkumulator 22 dient als Quelle des Akkumulierens von Drücken für die Druckflüssigkeit in Zuordnung zu einem Sub-Akkumulator 24, worauf weiter unten noch eingegangen werden wird. Die Anordnung funktioniert dabei so, daß verhindert ist, daß eine Menge der an die Zylindereinheit 1 abzugebenden Druckflüssigkeit ungewollt zu Ende geht. Der Akkumulator 23F verhindert die schnelle Abführung einer Hochdruck- Betriebsflüssigkeit in den Zylindereinheiten 1 für die Vorderräder an den Vorratsbehälter 12 niederen Druckes, was bedeutet, daß ein sogenanntes Druck- bzw. Wasserstoß- Phänomen vermieden ist.

Die Durchgänge und die zugehörigen Ventile für die Zuführung oder Ableitung der Betriebsflüssigkeit an die bzw. von den Zylindereinheiten 1RR und 1RL für die Hinterräder sind in ähnlicher Weise aufgebaut wie jene für die Vorderräder, so daß eine doppelte Beschreibung im folgenden weggelassen wird. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß keine den Entlastungs- bzw. Überlaufventilen 21FR und 21FL entsprechende Ventile für die Zylindereinheiten 1RR und 1RL vorgesehen sind, und daß der gemeinsame Hinterrad- Durchgang 14R mit dem Sub-Akkumulator 24 versehen ist. Dabei ist der Umstand berücksichtigt, daß die Länge seines Hinterrad-Durchganges von dem Haupt-Akkumulator 22 länger wird als jene des Vorderrad-Durchgangs (Fig. 1).

Der gemeinsame Durchgang 13, nämlich jeder der Vorderrad- und Hinterrad-Durchgänge 14F, 14R, ist mit dem Vorderrad- Überlaufdurchgang 18F über einen Überlaufdurchgang 25 ver­ bunden, mit dem seinerseits ein Sicherheitsventil 26 verbunden ist, welches durch ein elektromagnetisches Schaltventil gebildet ist.

In Fig. 1 steht das Bezugszeichen 27 für ein Filter, und das Bezugszeichen 28 bezeichnet ein Druckregulierventil zur Einstellung eines Abführdrucks von der Pumpe 11, derart, daß er innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt. Bei dieser Ausführungsform arbeitet das Druckregulierventil 28 mit einer Pumpe 11 variablen Verdrängungsvolumens zusammen, bei der ein Kolben vom Taumelscheibentyp integral in die Pumpe 11 einbezogen ist. Das Druckregulierventil 28 kann den Abgabedruck innerhalb des Bereiches von 120 bis 160 kg/cm² einstellen.

Das Steuerventil 16 ist jeweils so angeordnet, daß es in Über­ einstimmung mit einem Differenz- bzw. Differentialdruck zwischen den Drucken des Vorderrad-Durchgangs 14F oder des Hinterrad-Durchgangs 14R, nämlich zwischen dem Druck im gemeinsamen Durchgang 13 und dem auf der Seite der Zylinder­ einheit 1, zum Öffnen oder Schließen verschoben wird. Hierzu ist der Vorderrad-Durchgang 14F durch einen gemeinsamen Steuerdurchgang 31F und zwei von ihm abzweigenden Durchgangszweigen 31FR und 31FL mit den Steuerventilen 16FR, 16FL verbunden. Der gemeinsame Steuerdurchgang 31F ist mit einer Drossel 32F versehen. Ein Steuer- bzw. Pilotdurchgang 31R für die Hinterräder ist in entsprechender Weise wie der Steuerdurchgang 31F für die Vorderräder angeordnet. Jedes der Steuerventile 16 kann so aufgebaut sein, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Das in Fig. 2 dargestellte Steuerventil 16 ist für das rechte Vorderrad vorgesehen, welches in einem Gehäuse 33 angeordnet ist, wobei ein Hauptströmungs­ durchgang 34 einen Teil des rechten vorderen Durchgangs 14FR bildet, mit dem der Hauptströmungsdurchgang 34 verbunden ist. Ein Ventilsitz 35 ist in einer mittleren Position des Hauptströmungsdurchgangs 34 vorgesehen. Mit dem Ventilsitz 35 arbeitet ein Steuerkolben 36 zusammen, der darauf sitzt oder von diesem Sitz entfernt wird, um das Kolbenventil 16FR zu schließen bzw. zu öffnen. Der Steuerkolben 36 ist verschiebbar in das Gehäuse 33 eingesetzt und gelagert.

Der Steuerkolben 36 ist zusammenhängend mit einem Anriebskolben 38 und einem Ventilschaft 37 gebildet. Der Antriebskolben 38 ist gleitbar in das Gehäuse 33 eingesetzt und begrenzt eine Flüssigkeitskammer 39 innerhalb des Gehäuses. Die Flüssigkeitskammer 39 ist durch einen Steuerströmungsdurchgang 40 mit dem Verzweigungs-Steuerdurchgang 31FR verbunden. Der Antriebskolben 38 wird mittels einer Rückholfeder 41 in die Richtung beaufschlagt, in der der Steuerkolben 36 auf bzw. in dem Ventilsitz 35 sitzt, mit anderen Worten, in die Richtung, in der das Steuerventil 16FR geschlossen ist. Ferner ist der Antriebskolben 38 so ausgelegt, daß der Druck im Hauptströmungsdurchgang 34 auf den Steuerkolben 36 durch ein Verbindungsloch 42 auf der Seite gegenüber der Flüssigkeitskammer 39 wirkt. Diese Anordnung ermöglicht dem Steuerkolben 36 das Steuerventil 16FR zu schließen, wenn der Druck in der Flüssigkeitskammer 39 auf der Seite des gemeinsamen Durchgangs 13 auf ein Viertel oder einen geringeren Wert als der Druck im Hauptströmungsdurchgang 34 auf der Seite der Zylindereinheit 1FR abgesunken ist. Wenn in diesem Falle der Druck auf der Seite des gemeinsamen Durchgangs 13 in einem stärkeren Ausmaß von einem Zustand aus absinkt, in welchem das Steuerventil 16FR offen ist, wird dieses Absinken im Druck durch die Wirkung der Drossel 32F verzögert und dann auf die Flüssigkeitskammer 39 übertragen, wodurch ein Schließen des Steuerventils 16FR nach dem Absinken im Druck verzögert wird. Es ist bei dieser Aus­ führungsform vorgesehen, daß diese Verzögerungszeit auf etwa eine Sekunde festgelegt ist.

Nachstehend werden die Wirkungen sämtlicher Ventile im einzelnen beschrieben.

(1) Schiebeventil 9

Das Schiebeventil 9 wird verschoben, um eine Dämpfungskraft größer bzw. die Dämpfung härter zu machen, und zwar bei dieser Ausführungsform lediglich während einer Kurvenfahrt.

(2) Überlaufventil 21

Das Überlaufventil 21 ist unter üblichen bzw. normalen Bedingungen geschlossen und wird geöffnet, wenn der Druck auf der Seite der Zylindereinheit 1 einen vorgegebenen Wert oder einen höheren Wert erreicht. Bei dieser Ausführungsform ist der vorgegebene Wert auf 160 bis 200 kg/cm² festgelegt. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß dieses Ventil als Sicherheitsventil dient, um ein abnormales Ansteigen im Druck auf der Seite der Zylindereinheit 1 zu vermeiden.

Es sei darauf hingewiesen, daß das Überlaufventil 21 an den Zylindereinheiten 1RR und 1RL für die Hinterräder angebracht sein kann. Bei dieser Ausführungsform kann jedoch das Überlaufventil 21 an den Hinterrädern angebracht sein, wobei der Umstand berücksichtigt ist, daß die Fahrzeugkarosserie so ausgelegt ist, daß der Druck auf der Seite der Hinterräder nicht größer wird als der auf der Seite der Vorderräder, und zwar unter der Bedingung, daß das Gewicht auf der Vorderseite der Fahrzeugkarosserie erheblich schwerer bemessen ist als das auf der Karosserie-Rückseite.

(3) Strömungsmengen-Steuerventile 15 und 19

Das Zuführungsmengen-Steuerventil 15 und das Abführungs-Strö­ mungsmengen-Steuerventil 19 ist jeweils ein Elektromagnetventil, das von einem geschlossenen Zustand in einen offenen Zustand oder umgekehrt schaltbar ist. Dabei ist jedoch vorausgesetzt, daß ein Druck­ differenz- bzw. Druckdifferential-Steuermechanismus vorgesehen ist, um eine Differenz zwischen dem Druck auf der Stromaufwärtsseite und dem auf der Stromabwärtsseite weitgehend konstant zu machen, wenn die betreffenden Ventile in einem offenen Zustand sind, da nämlich ein konstantes Druckdifferential bzw. eine konstante Druckdifferenz für die Steuerung über eine Strömungsmenge notwendig ist. Die Strömungsmengen-Steuerventile 15 und 19 sind Proportional­ ventile, deren Öffnungsquerschnitt in einem bestimmten Verhältnis zum zugeführten Strom veränderlich ist. Der zuzuführende Strom ist auf der Grundlage eines vorbereiteten und abgespeicherten Steuerablaufs festgelegt, in welchem die Beziehung der Strömungsmenge zu dem Strom angegeben ist. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß der Strom entsprechend einer zu dem betreffenden Zeitpunkt geforderten Strömungsmenge abgegeben wird.

Die Strömungsmengen-Steuerventile 15 und 19 steuern die Speisung der Zylindereinheit 1 mit Betriebsflüssigkeit oder die Ableitung der Betriebsflüssigkeit von der betreffenden Zylindereinheit, woraus die Steuerung der Aufhängungs­ charakteristiken resultiert.

Darüber hinaus wird dann, wenn ein Zündschalter ausgeschaltet ist, lediglich eine Steuerung zur Verminderung einer Fahrhöhe der Fahrzeugkarosserie während einer vorgegebenen Zeitspanne ausgeführt (bei dieser Ausführungsform ist die betreffende Zeitspanne auf zwei Minuten festgelegt), und zwar von dem Zeitpunkt ab, zu dem der Zündschalter ausgeschaltet worden ist. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß zur Aufrechterhaltung einer Bezugs-Fahrhöhe der Fahrzeugkarosserie die Steuerung ausgeführt wird, um zu verhindern, daß die Fahrzeug-Fahrhöhe teilweise höher wird aufgrund von Veränderungen in der Belastung, die sich aus dem Aussteigen oder aus anderen Gründen ergeben.

(4) Sicherheitsventil 26

Das Sicherheitsventil 26 wird durch die Erregung zur beliebigen Zeit geschlossen und zum Ausfallzeitpunkt geöffnet. Die Ausfallzeit kann beispielsweise den Fall einschließen, daß ein Teil des Strömungsmengen-Steuerventils 15 oder 19 festliegt, wenn ein Sensor oder eine andere Einheit, worauf weiter unten noch eingegangen werden wird, gestört ist, wenn der Druck der Druckflüssigkeit verlorengeht oder unzureichend wird, wenn die Pumpe 11 gestört ist, und dergleichen.

Bei dieser Ausführungsform wird das Sicherheitsventil 26 überdies innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne, beispielsweise innerhalb von zwei Minuten, nach Ausschalten des Zündschalters geöffnet.

Es sei hier darauf hingewiesen, daß dann, wenn das Sicherheitsventil 26 geöffnet ist, das Schließen des Steuerventils 16 verzögert ist, wie dies oben beschrieben worden ist.

(5) Steuerventil 16

Wie oben beschrieben worden, wird das Steuerventil 16 verzögert geöffnet, und zwar aufgrund der Wirkung der Drosseln 32F und 32R, nachdem der Druck in dem gemeinsamen Durchgang 13 vermindert worden ist. Zum Ausfallzeitpunkt, beispielsweise dann, wenn ein Teil der Strömungsmengen-Steuerventile 15 offen gelassen ist, ermöglicht diese Anordnung die Schließung der Durchgänge 14FR, 14FL, 14RR und 14RL unter Berücksichtigung einer Abnahme im Steuerdruck, der sich aus dem Öffnungsbetrieb des Sicherheitsventils 26 bzw. dem Einschließen der Druckflüssigkeit in den Zylindereinheiten 1FR, 1FL, 1RR bzw. 1RL ergibt. Dadurch wird die Fahrhöhe der Fahrzeugkarosserie aufrechterhalten. Es wird darauf hingewiesen, daß die Aufhängungscharakteristiken zu diesem Zeitpunkt in einer sogenannten passiven Weise festliegen.

Fig. 3 veranschaulicht ein Steuersystem des in Fig. 1 dar­ gestellten Druckflüssigkeits-Kreises. Wie in Fig. 3 gezeigt, steht das Bezugssymbol "WFR" für ein rechtes Vorderrad, mit "WFL" ist ein linkes Vorderrad bezeichnet, mit "WRR" ist ein rechtes Hinterrad bezeichnet, und mit "WRL" ist ein linkes Hinterrad bezeichnet. Eine Fahrzeugkarosserie ist mit verschiedenen Sensoren versehen, einschließlich Fahrhöhen-Sensoren 51FR, 51FL, 51RR und 51RL, die in jeder der Zylindereinheiten 1FR, 1FL, 1RR bzw. 1RL angeordnet sind, um Höhen der Fahrzeugkarosserie in den Positionen der entsprechenden Räder zu ermitteln. Ferner sind Drucksensoren 52FR, 52RL, 52RR und 52RL für die Ermittlung der Drucke in den Flüssigkeitskammern 5 der entsprechenden Zylindereinheiten 1FR, 1FL, 1RR und 1RL vorgesehen (siehe auch Fig. 1). Außerdem sind Vertikalbeschleunigungs-(G)-Sensoren 53FR, 53FL, 53RR und 53RL vorgesehen für die Ermittlung einer vertikalen Beschleunigung, das heißt der Beschleunigung in vertikaler Richtung oder einer vertikalen Komponente einer Beschleunigung. Außerdem ist ein Fahrzeuggeschwindigkeits-Sensor 61 vorgesehen für die Ermittlung einer Fahrzeuggeschwindigkeit. Darüber hinaus ist ein Lenkwinkel-Sensor 62 vorgesehen für die Ermittlung eines Lenkwinkels des Lenkrades. Schließlich ist ein Quer­ beschleunigungs-Sensor 63 vorgesehen für die Ermittlung der Querbeschleunigung oder Fliehkraft, die auf die Fahrzeugkarosserie wirkt. Mit dem Bezugssymbol "U" ist eine Steuereinheit bezeichnet, die aus einem Mikrocomputer besteht, in den Signale von jedem der Fahrzeug-Fahrhöhen-Sensoren 51FR, 51FL, 51RR, 51RL, den Druck-Sensoren 52FR, 52FL, 52RR, 52RL, den Vertikalbeschleunigungs-Sensoren 53FR, 53FL, 53R und den Sensoren 61, 62 und 63 eingegeben werden und der Signale für die Schaltventile 9 (9FR, 9FL, 9RR, 9RL), für die Zuführungs-Strömungsmengen-Steuerventile 15 (15FR, 15FL, 15RR, 15RL), für die Abführungs-Strömungsmengen-Steuerventile 19 (19FR, 19FL, 19RR, 19RL), für eine Alarmeinrichtung 65, wie eine Alarmlampe, einen Summer oder dergleichen und für das Sicherheitsventil 26 erzeugt.

Es ist jedoch vorausgesetzt, daß gemäß Fig. 3 zwei Vertikal­ beschleunigungs-Sensoren 53FR und 53FL auf der vorderen Seite der Fahrzeugkarosserie B angeordnet sind, wie dies in Fig. 3 durch eine Strichpunktlinie angedeutet ist, und zwar auf der Achse der Vorderräder und in weitgehend bilateralen symmetrischen Positionen von der Karosserie-Mittellinie aus, die durch die Gravitationsmitte in Längsrichtung der Karosserie verläuft. Dabei ist ein Vertikalbeschleunigungs- Sensor 53R rückseits der Fahrzeugkarosserie B auf der Achse der Hinterräder angeordnet, und zwar im wesentlichen mittig bezüglich der Längsrichtung der Karosserie. Die drei Vertikalbeschleunigungs-Sensoren 53 sind so festgelegt, daß eine horizontale virtuelle Ebene gebildet ist, die die Fahrzeugkarosserie B darstellt. Mit anderen Worten heißt dies, daß die Anordnung so getroffen ist, daß die betreffenden Sensoren weitgehend in derselben Höhe angeordnet sind.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Beispiel der Anordnung der drei Vertikalbeschleunigungs-Sensoren 53FR, 53FL und 53R. Wie in Fig. 4 veranschaulicht, sind die beiden Vertikal­ beschleunigungs-Sensoren 53FR und 53FL, die in rechten und linken Positionen im vorderen Bereich bzw. in der vorderen Hälfte der Karosserie angeordnet sind, einerseits in rechten und linken Endbereichen eines Instrumentenfeldes im Fahrzeugraum angeordnet. Die beiden Vertikalbeschleunigungs-Sensoren 53FR und 53FL sind ferner in Positionen weitgehend bilateral symmetrisch in bezug auf die Mittellinie der Karosserie in deren Längsrichtung angeordnet. Der Vertikalbeschleunigungs- Sensor 53R ist in einem Kofferraum untergebracht, der in einer Position hinter dem Fahrzeugraum gebildet ist, wobei er im hinteren Bereich bzw. in der hinteren Hälfte der Karosserie angeordnet ist, und zwar im wesentlichen auf der Mittellinie in Längsrichtung der Karosserie.

Bezugnehmend auf Fig. 4 sei angemerkt, daß mit dem Bezugs­ symbol "BUF" eine Ventileinheit bezeichnet ist, in welche zumindest die Strömungsmengen-Steuerventile 15FR, 15FL, 19FR und 19FL für die Vorderräder einbezogen sind. Mit dem Bezugssymbol "BUR" ist eine Ventileinheit bezeichnet, in welche zumindest die Strömungsmengen-Steuerventile 15RR, 15RL, 19RR und 19RL für die Hinterräder einbezogen sind.

Nunmehr sei auf Fig. 5 Bezug genommen, in der ein Funktionsschema des Vertikalbeschleunigungs-Sensors 53 (53FR, 53FL und 53R) gezeigt ist. Der Vertikalbeschleunigungs-Sensor 53 weist ein Gehäuse 71, einen horizontalen, im Gehäuse 71 angeordneten Träger oder Tragbalken 72 und ein Gewicht 73 auf. Der Tragbalken 72 besteht aus einem elastischen Teil, dessen eines Ende am Gehäuse 71 festgelegt ist, während das Gewicht 73 an dessen anderem Ende oder an dessen freiem Ende angebracht ist. Am Tragbalken 72 ist eine Verformungs- bzw. Verwerfungs-Meßeinrichtung 74 angebracht. Der Vertikalbeschleunigungs-Sensor 53 ist mit seinem Gehäuse 71 an der Karosserie B festgelegt. Diese Anordnung des Vertikalbeschleunigungs- Sensors 53 ermöglicht es dem Tragbalken 72, sich in die strichpunktierte Position zu biegen, wenn eine Beschleunigung in der vertikalen Richtung auf die Karosserie B einwirkt, wobei ein Ausmaß der Beschleunigung in der vertikalen Richtung mittels der Verformungs- bzw. Biege-Meßeinrichtung 74 als Auslenkwert des Tragbalkens 72 gemessen wird. Der ermittelte Wert wird mittels einer Zuführ- oder Signalleitung 75 der Steuereinheit U zugeführt.

Aktive Steuerung

Unter Bezugnahme auf Fig. 6 bis 8 wird im folgenden eine Aus­ führungsform der Steuerung bzw. der Aufhängungscharakteristiken auf der Grundlage des Ausgangssignals des jeweiligen Sensors beschrieben. Dies entspricht dem Inhalt des Schrittes P14 bzw. P16 gemäß Fig. 11.

Die Steuerung kann grob in drei Steuerbetriebsarten aufgeteilt werden, nämlich eine erste Steuerbetriebsart, bei der die Lage bzw. Anordnung der Fahrzeugkarosserie B auf der Grundlage des Ausgangssignals vom Fahrzeug-Fahrhöhen-Sensor gesteuert wird, eine zweite Steuerbetriebsart, bei der der Fahrkomfort auf der Grundlage des Ausgangssignals von den Vertikalbeschleunigungs-Sensoren her gesteuert wird und eine dritte Steuerbetriebsart, bei der die Verformung bzw. Verwerfung der Fahrzeugkarosserie B auf der Grundlage des Drucksensors gesteuert wird.

(1) Erste Steuerbetriebsweise (Steuerung über Signale von dem Fahrzeug-Fahrhöhen-Sensor her)

Diese Steuerbetriebsart umfaßt die Steuerung über bzw. bezüglich dreier Komponenten der Lage bzw. Anordnung der Fahrzeugkarosserie, nämlich einer Einfederungs- oder Ausfederungs­ komponente, einer Neigungs- bzw. Abstandskomponente und einer Roll- oder Schwingungskomponente, wobei jede Komponente durch eine Rückkopplungssteuerung mittels einer PI-Steuerung geregelt werden kann.

Für die Steuerung über die drei Komponenten der Schwingung in der Lage der Karosserie ist die Art und Weise der Verarbeitung des Ausgangssignals von jedem der Fahrzeug-Fahrhöhen-Sensoren durch Plus-(+)- oder Minus-(-)-Symbole auf der linken Seite des jeweiligen Einfederungs- oder Ausfederungs- Steuerabschnitts, des Neigungs-Steuerabschnitts und des Rollsteuerabschnitts in der Zeichnung dargestellt. Die Symbole (+) und (-), die auf der jeweiligen rechten Seite angegeben sind, kennzeichnen eine durch den jeweiligen Steuerabschnitt auszuführende Steuerung zur Regulierung von Änderungen in der Lage der Karosserie. Diese Symbole sind entgegengesetzt zu jenen, die auf der linken Seite des jeweiligen Steuerabschnitts in der Zeichnung vorgesehen sind.

Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß für die Steuerung über die Rückstoßkomponente der Lage der Karosserie die PI-Steuerung in einer solchen Art und Weise ausgeführt wird, daß die Summe der Fahrzeug-Fahrhöhen auf der Seite des rechten und linken Vorderrads und die Summe der Fahrzeug-Fahrhöhen auf der Seite des rechten und linken Hinterrads zusammen in Übereinstimmung mit einer entsprechenden Referenz-Fahrhöhe gebracht werden.

Für die Steuerung der Abstands- bzw. Neigungskomponente der Lage der Karosserie wird die PI-Steuerung in einer solchen Art und Weise ausgeführt, daß die Differenz der Summe, die durch Addieren der Fahrzeug-Fahrhöhen auf der Seite des rechten und linken Hinterrads der Karosserie erhalten wird, von der Summe, die durch Addieren der Fahrzeug- Fahrhöhen auf der Seite des rechten und linken Vorderrads erhalten wird, Null wird.

Zur Steuerung der Rollkomponente der Lage der Karosserie wird die PI-Steuerung so ausgeführt, daß die Summe der Fahrzeug-Fahrhöhe auf der rechten Vorderradseite und der Fahrzeug-Fahrhöhe auf der rechten Hinterradseite in Übereinstimmung mit der Summe der Fahrzeug-Fahrhöhe auf der linken Vorderradseite und der Fahrhöhe auf der linken Hinterradseite gebracht wird. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß die Anordnung so getroffen ist, daß die Rollkomponente der Schwingung zu einem Ziel-Rollwinkel T_ROLL führt.

Die Steuerwerte, die für drei Steuerungen der vorstehenden PI-Steuerung erhalten werden, werden für jede der vier Zylindereinheiten 1 geliefert, und die Steuerwerte für jede Zylindereinheit 1 werden addiert und als vier Strömungsmengen- Signale Q_XFR, Q_XFL, Q_XRR und Q_XRL für die End-­ steuerung über die Lage der Fahrzeugkarosserie bestimmt.

(2) Zweite Steuerbetriebsart (Steuerung über Signale von Vertikalbeschleunigungs-Sensoren)

Diese Steuerbetriebsart wird dazu ausgeführt, Beeinträchtigungen des Fahrkomforts zu vermeiden, die aus der Steuerung über die Lage der Karosserie resultieren, wie dies zuvor unter Position (1) oben beschrieben worden ist. Für diese Steuerung wird somit die Rückkopplungssteuerung (bei dieser Ausführungsform eine Proportionalsteuerung) ausgeführt, und zwar derart, daß die Beschleunigung in der vertikalen Richtung für die Steuerung über die Lage der Karosserie entsprechend drei Komponenten reguliert wird, nämlich die Rückschlag- bzw. Rückstoßkomponente, die Neigungs- bzw. Abstandskomponente und die Rollkomponente der Schwingung, wie dies oben unter Position (1) beschrieben worden ist. In diesem Falle wird bevorzugt, die Steuerungsverstärkungen K_B3, K_P3 und K_R3 als voneinander verschiedene Werte festzulegen (beispielsweise K_B3<K_R3<K_P3), so daß eine geeignete Steuerung der Rückschlag-, Neigungs- bzw. Abstands- und Rollkomponenten der Schwingung der Karosserie ermöglicht ist.

Es sei hier darauf hingewiesen, daß mit Rücksicht darauf, daß bei dieser Ausführungsform lediglich drei Vertikal­ beschleunigungs-Sensoren für diese zweite Steuerbetriebsart vorgesehen sind, eine arithmetische Einrichtung bzw. Recheneinrichtung bezüglich der vertikalen Beschleunigung verwendet wird, und zwar auf der rechten und linken Vorderseite der Karosserie als Beschleunigung in der vertikalen Richtung auf der Vorderseite für die Neigungs- bzw. Abstandssteuerung.

Für den Roll-Steuerbetrieb kann lediglich die Beschleunigung in der vertikalen Richtung auf der rechten und linken Vorderseite verwendet werden, während die Beschleunigung in der vertikalen Richtung auf der Rückseite nicht verwendet wird.

Mit Rücksicht darauf, daß das Rollen bzw. Schlingern der Fahrzeugkarosserie auf der Seite der Hinterräder nach jenen auf der Seite der Vorderräder auftritt (unter der Annahme, daß die Vorderräder gelenkt werden), wird vorzugsweise die Rollsteuerung auf der Hinterradseite in irgendeiner verzögerten Art und Weise nach Beginn des Steuerungsbetriebs der Rollkomponente auf der Vorderradseite ausgeführt. In diesem Falle kann ferner eine Steuerungsverstärkung auf der Seite der Vorderräder von jener auf der Seite der Hinterräder in einer solchen Art und Weise geändert werden, daß die Steuerungsverstärkung auf der Hinterradseite kleiner wird als die Steuerungsverstärkung auf der Vorderradseite. Es ist außerdem möglich, daß eine Zeitverzögerung und die Steuerungsverstärkung veränderbar sein können, und zwar in Übereinstimmung mit einem Laufzustand, wie einem Reibungskoeffizienten bezüglich der Reibung auf dem Fahrbelag, einem gesteuerten Winkel bzw. Lenkwinkel, einer Geschwindigkeit gesteuerter Winkel, einer Fahrzeuggeschwindigkeit und so weiter. Von der Tatsache ausgehend, daß das Rollen auf der Vorderradseite früher auftritt als auf der Hinterradseite, sind vorzugsweise zwei Vertikalbeschleunigungs-Sensoren an den linken und rechten vorderen Seiten der Karosserie angeordnet anstatt an den linken und rechten hinteren Seiten der betreffenden Karosserie.

In der zweiten Steuerbetriebsart werden auch die Steuerwerte für jede der vier Zylindereinheiten 1 durch die obigen drei Proportionalsteuerungen erhalten. Sodann werden die Steuerwerte für jede der Zylindereinheiten 1 addiert, und die vier addierten Werte werden schließlich als Strömungs­ mengensignale Q_GFR, Q_GFL, Q_GRR und Q_GRL für die Steuer­ betriebsarten bezüglich der entsprechenden Räder bestimmt.

Wie oben beschrieben worden ist, wird die Steuerung über die Rollkomponente der Schwingung auf der Hinterradseite der Karosserie in einer etwas verzögerten Art und Weise nach Beginn der Steuerung der Rollkomponente auf der Vorderradseite ausgeführt. Demgemäß können, wie dies in Fig. 6 veranschaulicht ist, die Strömungsmengen-Signale unter Verwendung der Steuerungsverstärkungen L und Q in einer Anfangsstufe der Lenkung gesteuert werden, und zwar unmittelbar bevor die Strömungsmengen-Signale Q_GFR, Q_GFL, Q_GRR und Q_GRL geliefert werden. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß die Steuerungsverstärkung L für die Vorderräder stets auf "1" gesetzt ist, und zwar sogar dann, falls das Fahrzeug gerade oder in einer Kurve fährt, während die Steuerungsverstärkung Q für die Hinterräder auf "1" in einem gewöhnlichen Fall und auf einen geringen Wert als "1" lediglich in einer Anfangsstufe des Fahrens um eine Ecke festgelegt wird, beispielsweise auf 0,8 (Herabsetzung der Steuerungsverstärkung) oder auf Null (verzögert). Es ist ferner möglich, lediglich die Strömungsmengen-Signale für die Hinterräder von dem Rollsteuerabschnitt her mit einer Verzögerungsschaltung D bereitzustellen, die so angeordnet sein kann, daß sie in einer Anfangsstufe der Lenkung arbeitet, wodurch diese Verzögerung ausgeführt wird, während sie außer Kraft gesetzt ist zu anderen Zeiten als der Anfangsstufe der Kurvenfahrt, wodurch keine Verzögerung ausgeführt wird.

Fig. 7 zeigt in einem Blockdiagramm ein Steuersystem zur Bestimmung der Steuerungsverstärkungen L und Q und für den Betrieb oder die Außerbetriebsetzung der Verzögerungsschaltung D. Wie in Fig. 8 veranschaulicht, bezeichnet das Bezugszeichen 62 den Sensor für die Ermittlung eines Lenkwinkels R_H eines Lenkrades (siehe Fig. 3). Eine Verstell-Geschwindigkeit des Lenkwinkels R_H wird dadurch erhalten, daß der gelenkte Winkel R_H des Lenkrades differenziert wird. Wenn die Verstell-Geschwindigkeit des Winkels R_H mittels eines Entscheidungsabschnitts einerseits als gleich einem Referenzwert α oder größer als dieser bewertet wird, wird die Verstärkungssteuerung L auf "1" festgelegt, während die Verstärkungssteuerung Q auf "0" (oder auf "0,8") festgelegt wird. Ferner wird die Verzögerung zusammen mit den Einstellungen ausgeführt. Wenn die Geschwindigkeit des gelenkten Winkels R_H mittels des Entscheidungsabschnitts so bewertet wird, daß sie kleiner ist als der Referenzwert α, dann werden andererseits die beiden Verstärkungssteuerungen L und Q jeweils auf "1" gesetzt, und zu diesem Zeitpunkt wird keine Verzögerung durchgeführt.

(3) Dritte Steuerbetriebsart zur Steuerung der Verformung (Steuerung über Drucksignale)

Die dritte Steuerbetriebsart besteht darin, die Formänderung bzw. Biegung der Fahrzeugkarosserie B zu steuern. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß der auf jede der Zylindereinheiten 1 wirkende Druck einer Belastung entspricht, die auf jedes der entsprechenden Räder ausgeübt wird, so daß die aus der Belastung resultierende Formveränderung bzw. Biegung der Karosserie B so begrenzt wird.

Diese Steuerbetriebsart wird grundsätzlich dadurch ausgeführt, daß eine Rückkopplungssteuerung in der Richtung ausgeführt wird, in der ein Verhältnis der Differenz der Drucke auf den Seiten der rechten und linken Vorderräder zur Summe der betreffende Drucke in Übereinstimmung mit einem Verhältnis der Differenz der Drucke auf den rechten und linken Hinterrädern zur Summe dieser betreffenden Drucke gebracht wird. Das Steuerungsverhältnis eines Formveränderungswertes bzw. Biegewertes auf der Vorderseite der Karosserie zu einem Formveränderungswertes auf der Hinterseite der betreffenden Karosserie wird dadurch bestimmt, daß eine Korrektur unter Verwendung eines Korrekturkoeffizienten ωF vorgenommen wird. Ferner ist ein Steuerungsverhältnis der Steuerung der Lage der Karosserie, wie dies in der Position (1) oben beschrieben worden ist, zur Steuerung des Fahrkomforts, wie dies oben unter der Position (2) beschrieben worden ist, durch Korrektur mittels eines Korrektur­ koeffizienten ωA gegeben. Bei der Steuerung zur Regulierung dieser Formveränderung werden die Steuerwerte schließlich als Strömungsmengensignale Q_PFR, Q_PFL, Q_PRR und Q_PRL für jede der vier Zylindereinheiten 1 bestimmt.

Die Strömungsraten-Signale für die Steuerung der Lage der Karosserie, für die Steuerung des Fahrkomforts und die Steuerung bezüglich der Formveränderung für jede der vier Zylindereinheiten 1 werden schließlich zueinander addiert und als End-Strömungsmengen-Signale Q_FR, Q_FL, Q_RR und Q_RL benutzt. Jedes der Strömungsraten-Steuerventile 15 und 19 wird dabei so gesteuert, daß eine Strömungsmenge entsprechend jedem der End-Strömungsmengen-Signale Q_FR, Q_FL, Q_RR bzw. Q_RL ermöglicht ist.

(4) Die Steuerungs-Verstärkungen für die Steuergleichungen, die für die vorstehende Erläuterung der Verhältnisse gemäß Fig. 6 herangezogen worden sind, können mittels eines Steuersystems geschaltet bzw. umgeschaltet werden, wie dies im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 8 beschrieben wird.

Der Lenkwinkel R_H des Lenkrades wird mit der Fahrzeug­ geschwindigkeit V multipliziert, und ein Wert S₁ wird dadurch erhalten, daß ein Referenzwert G₁ von dem Produkt R_H·V subtrahiert wird. Der Wert S₁ wird in den Entscheidungsbereich eingegeben, der entscheidet, ob eine Kurve gefahren wird. Ein Wert S₂ wird dadurch erhalten, daß ein Referenzwert G₂ von der vorliegenden Querbeschleunigung Gs subtrahiert wird. Der betreffende Wert wird in den Entscheidungsbereich eingegeben, der die Entscheidung trifft, ob in einer Kurve gefahren wird. Wenn die Bedingungen S₁0, S₂0 einerseits erfüllt sind, entscheidet der betreffende Entscheidungsbereich, daß das Fahrzeug in einer Kurve fährt, und er erzeugt ein Signal S_a für die Änderung der Aufhängungscharakteristik in einen härteren Zustand, während jede der Steuerkonstanten Ki (i=B₁, P₁, R₁, B₃, P₃, R₃) auf einen Wert K_hart ein­ gestellt wird. Dadurch wird das Dämpfungskraft-Verschiebeventil 9 in die geschlossene Stellung verschoben, um die Fähigkeit zu verbessern, der Steuerung der Strömungsmenge für jeden der Flüssigkeitsdruck-Zylinder 3 zu folgen. Ferner wird ein der Querbeschleunigung zu dem betreffenden Zeitpunkt entsprechender Wert aus einer Tabelle festgelegt, welche die Ziel-Rollwinkel T_ROLL speichert. In Fig. 9 ist ein Beispiel des betreffenden Verzeichnisses gezeigt. Es sei darauf hingewiesen, daß die normalen Rollwinkel groß werden, wenn die Querbeschleunigung für das Fahrzeug mit der passiven Aufhängung zunimmt. Wenn der Wert S₁<0 oder S₂<0 andererseits vorliegt, entscheidet der Entscheidungsbereich, der die Entscheidung trifft, ob in einer Kurve gefahren wird, daß das Fahrzeug geradeaus fährt, und er erzeugt ein Signal S_b zur Änderung der Aufhängungscharakteristik in einen weicheren Zustand. Dadurch wird das Dämpfungskraft-Verschiebeventil 9 in die Position entsprechend des Fahrens um eine Ecke verschoben. Ferner werden die Steuerungskoeffizienten Ki jeweils auf einen üblichen Wert K_soft festgelegt, und der Ziel-Rollwinkel T_ROLL wird auf 0 gesetzt.

Störungs-Steuerung

Ob das Abführungs-Steuerventil 19 festliegt bzw. festsitzt, während es offen gehalten wird, oder mit anderen Worten, ob die Betriebs­ flüssigkeit von der entsprechenden Zylindereinheit 1 weiterhin abgeführt wird, wird durch die nachstehende Prozedur überprüft.

Zunächst wird ein Gesamthubwert für jedes der einfedernden oder ausfedernden Räder auf 80 mm festgelegt, und der Wert des Ausfederns ist mit einem Pluszeichen (+) versehen, während der Wert des Einfederns mit einem Minuszeichen (-) versehen ist. Der Fahrzeug-Fahrhöhen- Sensor 51 ermittelt die Ausfederungs- und Einfederungswerte, wobei die Ausgangsgröße des Sensors 51 von -80 mm bis +80 mm als Hubwert des Rades reicht.

Unter Berücksichtigung der vorstehenden Angaben wird bezüglich des Abführ-Steuerventils 15 entschieden, daß es gestört ist, nämlich in einem offenen Zustand festliegt, wenn die folgenden vier Bedingungen erfüllt sind, bei denen eine Referenz-Fahrhöhe des Fahrzeuges mit Ho gegeben ist, wenn weder ein Einfedern noch ein Ausfedern auftritt, während eine gerade vorliegende Fahrhöhe mit H(t) bezeichnet ist. Die Fahrhöhe unmittelbar vor der gerade gegebenen Fahrhöhe wird mit H(t-Δt) bezeichnet. Ein gerade vorliegender Druck in der Zylindereinheit ist mit P(t) bezeichnet, und der Druck innerhalb der Zylindereinheit unmittelbar vor dem gerade herrschenden Druck ist mit P(t-Δt) bezeichnet.

Bedingung a): Das Ausfedern tritt auf, das heißt

H(t)-Ho<0.

Bedingung b): Das Ausfedern tritt weiter vom Zustand gemäß der Bedingung a) auf, das heißt, es gilt

H(t)-H(t-Δt)<0.

Bedingung c): Der Druck in der Zylindereinheit 1 steigt an, das heißt, es gilt

P(t)-P(t-Δt)<0.

Bedingung d): Der Zustand gemäß der Bedingung c) setzt sich während einer vorgegebenen Zeitspanne (beispielsweise 300 ms) fort.

Wenn festgestellt worden ist, daß das Zuführungs-Steuerventil 15 festliegt, kann die Alarmeinrichtung 65 (Fig. 3), wie eine Alarmlampe oder ein Alarmhorn, betätigt werden, um lediglich den Fahrer zu informieren. Ferner wird indessen bevorzugt die Aussetz-Steuerung in Funktion gesetzt. Diese Steuerung kann dadurch vorgenommen werden, daß das Sicher­ heitsventil 26 entregt wird, um zu öffnen. Dadurch wird der Druck auf der Seite des Akkumulators 22 aufgehoben. Es kann aber ebenso die Alarmeinrichtung 65 ausgelöst bzw. betrieben werden. Gleichzeitig mit dem Öffnungsbetrieb des Sicherheitsventils 26 werden Signale an sämtliche Steuerventile 15 und 19 zur vollständigen Öffnung während einer vorgegebenen Zeitspanne, beispielsweise während einer Sekunde, abgegeben. Darüber hinaus wird das Steuerventil 16 in einem offenen Zustand während einer vorgegebenen Zeitspanne (von etwa einer Sekunde) durch die Verzögerungswirkung der Drossel 32 gehalten, wie dies oben beschrieben worden ist. Während dieser Zeitspanne wird die Druckflüssigkeit im Zylinder 2 durch das Zuführungs-Steuerventil 15 oder durch das Abführungs-Steuerventil 19 abgeführt, wodurch die Fahrhöhe der Karosserie auf ihre unterste Position abgesenkt wird, z. B. auf einen Anstoßstopper. Danach wird das Steuerventil 16 innerhalb kurzer Zeit verschlossen, so daß die Fahrhöhe der Karosserie in ihrer untersten Position beibehalten wird.

Zur Ausfallzeit kann die aktive Steuerung nicht in einer guten Weise vorgenommen werden. Demgemäß kann sie so angeordnet bzw. ausgelegt sein, daß die aktive Steuerung selbst nicht ausgeführt werden kann und daß sie solange nicht zurückgeführt werden kann, bis sie repariert ist, beispielsweise dadurch, daß die Ausfallzeit in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert wird und daß die Zündung erneut eingeschaltet wird, nachdem sie ausgeschaltet worden ist. Wenn bezüglich eines der Zuführungs-Steuerventile 15 entschieden wird, daß es gestört ist, wird selbstverständlich die Ausfallsteuerung in der oben beschriebenen Weise ausgeführt.

Bei diesem Beispiel kann die Störung bzw. Funktionsschwierigkeit ermittelt werden, wenn das Abführungs-Steuerventil 19 in einem offenen Zustand festliegt. In diesem Falle wird im Gegensatz zu dem Fall des Strömungsmengen-Steuerventils 15 Aufmerksamkeit dem Punkt gewidmet, daß der Druck in der Zylindereinheit 1 erhöht sein sollte, wenn das Rad einfedert. Demgemäß wird bezüglich des Abführungs-Steuerventils 19 entschieden, daß es gestört ist, wenn die folgenden vier Bedingungen erfüllt sind:

Bedingung e): Das Einfedern tritt auf, das heißt

H(t)-Ho<0.

Bedingung f): Das Einfedern tritt weiter vom Zustand gemäß der Bedingung a) auf, das heißt, es gilt

H(t)-H(t-Δt)<0.

Bedingung g): Der Druck in der Zylindereinheit 1 sinkt ab, das heißt, es gilt

P(t)-P(t-Δt)<0.

Bedingung h): Der Zustand gemäß der Bedingung c) setzt sich während einer vorgegebenen Zeitspanne (beispielsweise 300 ms) fort.

Wenn entschieden wird, daß das Abführungs-Steuerventil 19 gestört ist, kann die Steuerung dadurch vorgenommen werden, daß die Rückkehr der aktiven Steuerung solange verhindert wird, bis sie beseitigt ist, und zwar in derselben Art und Weise, wie dies bezüglich der Ausfallsteuerung entsprechend dem Zuführungs-Steuerventil 15 erläutert worden ist.

Unter Berücksichtigung der vorstehenden Angaben kann bezüglich des Abführungs-Steuerventils 19 auch entschieden werden, daß es gestört ist, nämlich in einem offenen Zustand festliegt, wenn die folgenden vier Bedingungen erfüllt sind, bei denen eine Referenz-Fahrhöhe des Fahrzeuges mit Ho gegeben ist, wenn weder ein Einfedern noch ein Ausfedern auftritt, während eine gerade vorliegende Fahrhöhe mit H(t) bezeichnet ist. Die Fahrhöhe unmittelbar vor der gerade gegebenen Fahrhöhe wird mit H(t-Δt) bezeichnet. Ein gerade vorliegender Druck in der Zylindereinheit ist mit P(t) bezeichnet, und der Druck innerhalb der Zylindereinheit unmittelbar vor dem gerade herrschenden Druck ist mit P(t-Δt) bezeichnet.

Bedingung a): Das Einfedern tritt auf, das heißt

H(t)-Ho<0.

Bedingung b): Das Einfedern tritt weiter vom Zustand gemäß der Bedingung a) auf, das heißt, es gilt

H(t)-H(t-Δt)<0.

Bedingung c): Der Druck in der Zylindereinheit 1 sinkt ab, das heißt, es gilt

P(t)-P(t-Δt)<0.

Bedingung d): Der Zustand gemäß der Bedingung c) setzt sich während einer vorgegebenen Zeitspanne (beispielsweise 300 ms) fort.

Wenn festgestellt worden ist, daß das Zuführungs-Steuerventil 15 festliegt, kann die Alarmeinrichtung 65 (Fig. 3), wie eine Alarmlampe oder ein Alarmhorn, betätigt werden, oder die Ausfallsteuerung in Funktion gesetzt werden, wie es bereits beschrieben worden ist.

Eine Störung bzw. Funktionsschwierigkeit kann auch unter anderen Funktionsbedingungen ermittelt werden, wenn das Abführungs-Steuerventil 19 in einem offenen Zustand festliegt. In diesem Falle wird im Gegensatz zu dem Fall des Strömungsmengen-Steuerventils 15 Aufmerksamkeit dem Punkt gewidmet, daß der Druck in der Zylindereinheit 1 erhöht sein sollte, wenn das Rad einfedert. Demgemäß wird bezüglich des Abführungs-Steuerventils 19 entschieden, daß es gestört ist, wenn die folgenden vier Bedingungen erfüllt sind:

Bedingung e): Das Ausfedern tritt auf, das heißt

H(t)-Ho<0.

Bedingung f): Das Ausfedern tritt weiter vom Zustand gemäß der Bedingung a) auf, das heißt, es gilt

H(t)-H(t-Δt)<0.

Bedingung g): Der Druck in der Zylindereinheit 1 steigt an, das heißt, es gilt

P(t)-P(t-Δt)<0.

Bedingung h): Der Zustand gemäß der Bedingung c) setzt sich während einer vorgegebenen Zeitspanne (beispielsweise 300 ms) fort.

Wenn entschieden wird, daß das Abführ-Steuerventil 19 gestört ist, kann die Steuerung in der bereits vorbeschriebenen Weise vorgenommen werden.

Flußdiagramme (Fig. 11 und 12)

Die Störungs-Steuerung für das Zuführungs-Steuerventil 15 und das Abführungs-Steuerventil 19 wird nunmehr unter Bezugnahme auf das in Fig. 11 dargestellte Flußdiagramm erläutert werden.

Zunächst beginnt das System dadurch, daß der Zündschalter eingeschaltet wird. Beim Schritt P1 wird entschieden, ob das Kennzeichen bzw. Flag A oder B eine "1" ist oder nicht. Das Flag A wird auf "1" gesetzt, wenn entschieden wird, daß das Zuführungs-Steuerventil 15 gestört ist, während das Kenn­ zeichen bzw. Flag B auf "1" gesetzt wird, wenn bezüglich des Abführungs-Steuerventils 19 entschieden wird, daß es gestört ist. Diese Angaben werden in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert.

Wenn beim Schritt P1 entschieden worden ist, daß das Flag A oder B auf "1" gesetzt ist, dann schließt einerseits die Steuerung daraus, die aktive Steuerung zu sperren. Wenn entschieden wird, daß weder das Flag A noch das Flag B auf "1" gesetzt ist, dann wird das System beim Schritt P2 initialisiert, und das Steuerventil 26 wird zu diesem Zeitpunkt geschlossen.

Der Ablauf geht dann weiter zum Schritt P3, bei dem sämtliche Daten eingegeben und sämtliche Signale der Sensoren gelesen werden. Bei den Schritten P4 bis P7 wird die Störungssteuerung für das Zuführungs-Steuerventil 15 aus­ geführt. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß entschieden wird, ob die vorhergehenden Bedingungen a) bis d) erfüllt sind oder nicht. Falls sie erfüllt sind bei sämtlichen Schritten P4 bis P7 (wenn entschieden ist, daß alle Bedingungen a) bis d) erfüllt sind), dann geht der Ablauf weiter zum Schritt P8, und das Flag A wird auf "1" gesetzt. Danach wird beim Schritt P9 die Ausfallsteuerung ausgeführt, und die Steuerung endet im selben Zustand.

Wenn bei sämtlichen Schritten P4 bis P7 auf NEIN entschieden wird, was mit anderen Worten ausgedrückt bedeutet, daß keine der Bedingungen a) bis d) erfüllt ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt P10, bei dem entschieden wird, ob die Bedingungen e) erfüllt ist oder nicht. Falls die Entscheidung beim Schritt P10 mit JA beantwortet wird, wird beim Schritt P11 entschieden, ob die obige Bedingung f) erfüllt ist oder nicht. Nachdem bei dem betreffenden Schritt entschieden worden ist, daß die Bedingung f) erfüllt worden ist, wird beim Schritt P12 entschieden bzw. geprüft, ob die Bedingung g) erfüllt ist oder nicht. Wenn beim Schritt P12 die Antwort JA lautet, wird zum Schritt P13 übergegangen, bei dem geprüft wird, ob die Bedingung h) erfüllt ist oder nicht. Wenn beim Schritt P13 entschieden ist, daß die Bedingung h) erfüllt ist, wird das Flag B auf "1" beim Schritt P14 gesetzt, und die Ausfallsteuerung wird beim Schritt P15 ausgeführt. Die Steuerung wird damit beendet.

Wenn demgegenüber bei den Schritten P10 bis P13 entschieden wird, daß keine der Bedingungen e) bis h) nicht erfüllt ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt P16, bei dem die aktive Steuerung in der Weise ausgeführt wird, wie dies in Fig. 6 bis 8 veranschaulicht ist.

Fig. 12 zeigt das Flußdiagramm für die Ausfallsteuerung, wie sie in Fig. 11 in den Schritten P9 und P15 gezeigt ist. Beim Schritt P21 wird die Alarmeinrichtung 65 in Betrieb gesetzt, um den Fahrer über die Ausfallzeit zu informieren. Sodann wird das Sicherheitsventil 26 beim Schritt P22 geöffnet, und jedes der Steuerventile 15 und 19 wird beim Schritt P23 voll geöffnet. Wenn die Signale für die vollständige Öffnung abgegeben sind, wird sodann die Fahrhöhe abgesenkt.

Sodann wird beim Schritt P24 entschieden, ob eine vorgegebene Zeitspanne - bei diesem Beispiel eine Sekunde - nach dem Prozeß beim Schritt P23 verstrichen ist oder nicht. Falls beim Schritt P24 auf NEIN entschieden wird, geht einerseits der Ablauf zurück zum Schritt P24, und die vollständig offenen Zustände der Steuerventile 15 und 19 werden beibehalten. Wenn indessen die vorgegebene Zeitspanne andererseits verstrichen ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt P25, bei dem die Steuerventile 15 und 19 in einen vollständig geöffneten Zustand gebracht sind. Die Signale zum Schließen sämtlicher Steuerventile 15 und 19 werden für diese Ventile erzeugt, und dann hört die Steuerung auf.

Claims (21)

1. Aufhängungsvorrichtung eines Fahrzeugs mit

• - einer Zylindereinheit (1) zwischen einer gefederten und einer ungefederten Masse zur Änderung einer Fahrzeughöhe durch Zuführung oder Abführung eines Druckfluids,
• - einer Steuerventileinrichtung (15, 19) für die Zuführung des Druckfluids an die Zylindereinheit (1) oder für die Abführung von der Zylindereinheit (1),
• - einer Steuereinrichtung (U), die die Zuführung des Druckfluids an die Zylindereinheit (1) dadurch steuert, daß die Steuerventileinrichtung (15, 19) auf der Grundlage eines bestimmten Fahrzustands (z. B. Kurve, Bremsen) gesteuert wird,
• - einem Sensor (51), der ein Einfedern oder Ausfedern eines Rades ermittelt,
• - einem Drucksensor (52) für jede Zylindereinheit (1) und
• - einer Störungs-Entscheidungseinrichtung, die das Vorliegen einer Störung bei der Steuerventileinrichtung (15, 19) feststellt, wenn der durch den Drucksensor (52) ermittelte Druck (P(t)) sich über eine vorgegebene Zeitspanne (Δt) hinaus in einem erhöhten oder verminderten Zustand gegenüber einem unmittelbar vorher herrschenden Druck (P(t-Δt)) fortsetzt und die von dem Sensor (51) ermittelte Ein- oder Ausfederung gegenüber einem Referenzwert (H₀) der Höhenlage weiterhin besteht.

2. Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylindereinheit (1) mit wenigstens einer Gasfeder (6) verbunden ist.

3. Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der die Zylindereinheit (1) mit der Gasfeder (6) verbindenden Druckfluidleitung eine Drossel (8, 10) angeordnet ist.

4. Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (10) auf der Grundlage eines bestimmten Fahrzustandes verstellbar ist.

5. Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der verstellbaren Drossel (10) bei Kurvenfahrt kleiner eingestellt wird als beim Geradeausfahren.

6. Aufhängungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Gasfedern (7) in Parallelschaltung angeordnet sind.

7. Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Zylindereinheit (1) und jeder Gasfeder (7) eine Drossel (8) angeordnet ist.

8. Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbare Drossel (10) zwischen der Zylindereinheit (1) und einem Teil der Gasfedern (7) angeordnet ist.

9. Aufhängungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventileinrichtung ein Zuführungssteuerventil (15) aufweist, das in einer einen Vorratstank (12) für das Druckfluid mit der Zylindereinheit (1) verbindenden Zuführungsleitung (13, 14) angeordnet ist, und ein Abführungssteuerventil (19) aufweist, daß in einer die Zylindereinheit (1) mit dem Vorratstank (12) verbindenden Abführungsleitung (17) angeordnet ist, daß eine Pumpe (11) mit der Zuführungsleitung (13) verbunden ist, die das Druckfluid aus dem Vorratstank (12) in die Zuführungsleitung (13) fördert, und daß ein Hauptakkumulator (22) mit der Zuführungsleitung (13) verbunden ist.

10. Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein das Abführungssteuerventil (19) umgehender Bypaß (20) vorgesehen ist, der die Zylindereinheit (1) mit dem Vorratstank (12) verbindet, und daß im Bypaß (20) ein Druckbegrenzungsventil (21) angeordnet ist, das dann öffnet, wenn der Druck in der Zylindereinheit (1) einen vorgegebenen Wert überschreitet.

11. Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß in einer den Hauptakkumulator (22) mit dem Vorratstank (12) verbindenden Leitung (25) ein Sicherheitsventil (26) zur Druckentlastung des Hauptakkumulators (22) angeordnet ist.

12. Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Abführungssteuerventil (10) und Zuführungssteuerventil (15) einerseits und der Zylindereinheit (1) andererseits eine Sperreinrichtung (16, 32) angeordnet ist, die bei einer Druckentlastung im Hauptakkumulator (22) die Zylindereinheit (1) absperrt und dadurch eine Druckerhöhung oder Druckverminderung in der Zylindereinheit (1) verhindert.

13. Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperreinrichtung ein Steuerventil (16) und eine Drossel (32) umfaßt, wobei das Steuerventil (16) zwischen dem Zuführungssteuerventil (15) und der Zylindereinheit (1) derart angeordnet ist, daß es in Abhängigkeit vom Druck im Hauptakkumulator (22) als Steuerdruck geöffnet oder geschlossen wird, und daß die Drossel (32) in einer den Steuerdruck zum Steuerventil (16) führenden Steuerleitung (31) angeordnet ist (Fig. 1 und 2).

14. Aufhängungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (U) das Sicherheitsventil (26) dann öffnet, wenn die Störungs-Entscheidungseinrichtung das Vorliegen der Störung bei der Steuerventileinrichtung (15, 19) festgestellt hat.

15. Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (U) beim Vorliegen der Störung beide Zuführungs- und Abführungssteuerventile (15, 19) öffnet.

16. Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (U) beide Zuführungs- und Abführungssteuerventile (15, 19) während einer vorgegebenen Zeitspanne öffnet und nach Verstreichen dieser Zeitspanne schließt.

17. Aufhängungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (51) eine Höhenlage der Fahrzeugkarosserie (B) oder eine Hubposition des Rades in bezug auf die Fahrzeugkarosserie (B) ermittelt.

18. Aufhängungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuführungssteuerventil (15) und das Abführungssteuerventil (19) so gesteuert werden, daß ein bei jeweils wenigstens einer von drei Betriebsarten, nämlich
einer Ein- und Ausfederungsbetriebsart oder
einer Nickbetriebsart oder
einer Wankbetriebsart,
wirksamer Lageausgleich auf der Grundlage des Ausgangssignals des Sensors (51) erzielbar ist.

19. Aufhängungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuführungssteuerventil (15) und das Abführungssteuerventil (19) jeweils mit einer Druckdifferenz-Einstellvorrichtung ausgestattet sind, durch die eine Druckdifferenz zwischen dem Eingangsdruck und Ausgangsdruck auf einen konstanten Wert einstellbar ist.

20. Aufhängungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der während der Betriebsarten bestimmten Steuerwerte als End- Steuerwert für die Steuerventileinrichtung (15, 19) festgelegt ist.

21. Aufhängungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Alarmeinrichtung (65) vorgesehen ist, die bei einer Störung der Störungs- Entscheidungseinrichtung in Betrieb gesetzt wird.