DE4001485A1

DE4001485A1 - Verfahren und geraet zur steuerung der hoehe eines fahrzeugs mit einer hoeheneinstellvorrichtung

Info

Publication number: DE4001485A1
Application number: DE4001485A
Authority: DE
Inventors: Atsushi Mine; Katsuyoshi Kamimura; Yutake Hiwatashi
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1989-01-19
Filing date: 1990-01-19
Publication date: 1990-08-02
Anticipated expiration: 2010-01-20
Also published as: JP2745416B2; GB2227720B; JPH02189218A; GB2227720A; DE4001485C2; GB9000821D0; US5013067A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein Gerät zur Steuerung der Höhe eines Flugzeugs mit einer Fahrzeughöheneinstellvorrichtung.

Bei Motorfahrzeugen ist es bekannt, eine Fahrzeug höheneinstellrichtung vorzusehen, die dazu dient, die Fahrzeughöhe auf Bereiche wie Hoch, Mittel und Niedrig einzustellen. In diesem Zusammenhang ist es auch bekannt, die Fahrzeughöhe mit hoher Auflösung, beispielsweise in Millimeter-Einheiten, zu überwachen und die Höheneinstel lung für jedes der vier Räder unabhängig voneinander vor zunehmen. Zu diesem Stand der Technik wird beispielsweise auf eine japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 1 39 709/1987 verwiesen.

Wenn ein Fahrzeug auf einer krummen oder deformierten Straßenoberfläche stillsteht oder zum Stillstand kommt, nimmt das Fahrzeug einen Gleichgewichtzustand ein, bei dem einige Aufhängungen in einem verlängerten oder ausge dehnten Zustand und andere Aufhängungen in einem ver kürzten oder zusammengezogenen Zustand sind. Bei Fahrzeu gen, die mit einer Fahrzeughöheneinstellvorrichtung der oben beschriebenen Art ausgerüstet sind, und insbeson dere bei Fahrzeugen, die eine Fahrzeughöheneinstellung mit einer hohen Auflösung vornehmen, wie Fahrzeuge mit aktiver Aufhängung, versucht die Aufhängung das Ziel der Einstellung einer Referenzfahrzeughöhe (Referenz- oder Sollhöhe des Fahrzeugs) zu erreichen. Bei Fahrzeugen, die keine Fahrzeughöheneinstellvorrichtung haben, wird die Verwerfung oder Deformation der Straßenoberfläche dadurch absorbiert, daß sich die Aufhängungen in Anpas sung an die Straßenoberfläche ausdehnen und zusammenzie hen. Bei Fahrzeugen mit einer Fahrzeughöheneinstellvor richtung kann hingegen die Deformation der Straßenober fläche nur durch die elastische Deformation der Reifen der Räder absorbiert werden, da die Aufhängungen unter Berücksichtigung anderer Gesichtspunkte eingestellt oder gesteuert werden. Da die Federkonstante der Reifen nor malerweise lediglich etwa 1/10 der Federkonstante der Aufhängungen beträgt, wird das Gleichgewicht zwischen den Berührungsbelastungen der Räder erheblich gestört und im schlimmsten Falle wird die Fahrzeughöhensteuerung un abhängig von der bereits vergangenen Zeit endlos weiter geführt oder es stellt sich ein Zustand ein, bei dem ein Rad nicht mehr in Berührung mit der Straßenoberfläche steht.

Ziel der Erfindung ist es, die aufgeworfenen Probleme zu lösen und ein Verfahren sowie ein Gerät zur Steuerung der Höhe eines Fahrzeugs mit einer Fahrzeugeinstell vorrichtung vorzusehen, gemäß denen ein gutes Gleichge wicht zwischen den Berührungsbelastungen der Räder bei unterschiedlichsten Bedingungen (Stillstandsbedingungen) des Fahrzeugs aufrechterhalten wird.

Nach der Erfindung ist zur Steuerung der Höhe eines Fahrzeugs mit einer Fahrzeughöheneinstellvorrichtung ein Verfahren vorgesehen, bei dem die Hübe der Vorderrad- und Hinterradaufhängungen erfaßt werden und ansprechend auf die erfaßten Hübe die Höhe des Fahrzeugs so gesteuert wird, daß unabhängig für jede der Aufhängungen eine Soll- oder Referenzfahrzeughöhe angestrebt wird, welches Ver fahren die folgenden Schritte enthält: Erfassen der Hübe der Aufhängungen von den Vorderrädern und den Hinterrä dern, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit den Wert Null er reicht; Steuern der Fahrzeughöheneinstellvorrichtung be züglich eines Aufhängungspaares von den Vorderrad- und Hinderradaufhängungspaaren zum Erzielen der Referenzfahr zeughöhe sowohl für das linke als auch das rechte Rad dieses einen Aufhängungspaares, so daß das Fahrzeug an dem diesem einen Aufhängungspaar zugeordneten Fahrzeug endteil eine Lage einnimmt, die der Querneigung der Straßenoberfläche angepaßt ist; und Steuern der Fahr zeughöheneinstellvorrichtung bezüglich des anderen Auf hängungspaares zum Verändern der Referenzfahrzeughöhe in Abhängigkeit von den erfaßten Hüben derart, daß das dem anderen Aufhängungspaar zugeordnete Fahrzeugendteil eine Lage einnimmt, die in der Querrichtung des Fahrzeugs mit der Lage des dem einen Aufhängungspaar zugeordneten Fahr zeugendteils übereinstimmt.

Ferner ist nach der Erfindung zur Steuerung der Höhe eines Fahrzeugs mit einer Fahrzeughöheneinstellvorrichtung für jedes der Vorder- und Hinterräder ein Gerät vorge sehen, bei dem eine Erfassungseinrichtung die Hübe der Radaufhängungen erfaßt und eine auf die erfaßten Hübe an sprechende Steuereinrichtung die Höhe des Fahrzeugs derart steuert, daß unabhängig für jede der Aufhängungen eine Referenzfahrzeughöhe angestrebt wird, welches Gerät ent hält: eine erste Einrichtung zur Steuerung der Fahrzeug höhe bezüglich eines Aufhängungspaares von den Vorderrad- und Hinterradaufhängungspaaren zum Erreichen der Refe renzfahrzeughöhe sowohl für das linke als auch das rechte Rad dieses einen Aufhängungspaares, so daß das Fahrzeug bei dem diesem einen Aufhängungspaar zugeordneten Fahr zeugendteil eine Lage einnimmt, die der Querneigung der Straßenoberfläche angepaßt ist; und eine auf die erfaß ten Hübe ansprechende zweite Einrichtung zum Steuern der Fahrzeughöheneinstelleinrichtung bezüglich des anderen Aufhängungspaares zum Verändern der Referenzfahrzeughöhe beim Erreichen der Fahrzeuggeschwindigkeit Null derart, daß das dem anderen Aufhängungspaar zugeordnete Fahrzeug endteil eine Lage einnimmt, die bezüglich der Querrich tung des Fahrzeugs mit der Lage des dem einen Aufhängungs paar zugeordneten Fahrzeugteils übereinstimmt.

Steht ein Fahrzeug auf einer nichtgekrümmten oder nichtdeformierten Straßenoberfläche still, werden die Aufhängungen für die vier Räder in einer solchen Weise gesteuert, daß die Fahrzeughöhe auf die Referenzfahr zeughöhe eingestellt wird. Befindet sich das Fahrzeug andererseits auf einer gekrümmten oder deformierten Straßenoberfläche im Stillstand, tritt eine Diskrepanz in den Differenzen der Aufhängungshübe zwischen den linken und rechten Vorderrädern und den linken und rech ten Hinterrädern auf. In diesem Falle werden dann ent weder die Vorderräder oder die Hinterräder so gesteuert, daß dort die Referenzfahrzeughöhe eingestellt wird, und daher entweder das vordere Fahrzeugende oder das hintere Fahrzeugende in einem praktisch parallelen Zustand zur Straßenoberfläche ist. Die anderen Räder, beispielsweise die linken und rechten Hinterräder werden gemäß dem Zu stand der Vorderräder einer solchen Fahrzeughöheneinstel lung unterzogen, daß ein Ungleichgewicht zwischen den Be rührungsbelastungen der Reifen zusammen mit der uner wünschten Situation, daß einer der Reifen vollkommen von der Straße abhebt, vermieden wird.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand von Zeichnungen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht eines Aufhängungssystems für ein Fahrzeug mit einer Fahrzeughöheneinstellvorrichtung, auf die die Erfindung angewendet werden kann,

Fig. 2 ein Schaltbild eines Hydraulikkreises der Fahrzeughöheneinstellvorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische perspektivische Darstel lung eines Modells zur Beschreibung der Ausdehnungs- und Zusammenziehungszustände der Aufhängungen, wenn ein Fahr zeug auf einer deformierten Straßenoberfläche stillsteht,

Fig. 4 und 5 Darstellungen zur Erläuterung des Prinzips der Fahrzeughöhensteuerung nach der Erfindung,

Fig. 6 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Fahr zeughöhensteuerung nach der Erfindung, und

Fig. 7 ein Blockschaltbild einer Steuervorrichtung zur Steuerung der Fahrzeughöhe bei Verwendung der Erfindung.

Fig. 1 und 2 zeigen ein aktives Aufhängungssystem, auf das die Erfindung angewendet werden kann. Fig. 2 zeigt die linke und rechte Vorderradaufhängung 1 a und 1 b eines Motorfahrzeuges sowie die Aufhängungen 1 c und 1 d für das linke und rechte Hinterrad. Jede der Aufhängungen 1 a, 1 b, 1 c und 1 d enthält ein Luftfederteil D und einen Hydraulikzylinder E. Das Luftfederteil D hat eine Öl kammer A und eine vollständig abgedichtete Luftkammer B, die von der Ölkammer A durch eine Membran C getrennt ist. Die Ölkammer A des Luftfederteils D und eine Ölkammer F des Hydraulikzylinders E stehen über eine Öffnung (Drosselöffnung) G miteinander in Verbindung. Wie es aus Fig. 1 hervorgeht, ist ein Ende des Hydraulikzylin ders E (beispielsweise der Zylinderboden) mit einem Bauteil 14 (beispielsweise einem Aufhängungsarm oder dergleichen) des Fahrzeugrades W verbunden, und das andere Ende bzw. Gegenstück (eine Kolbenstange) des Hydrau likzylinders E ist mit einem Teil 15 des Fahrzeug chassis verbunden. Entsprechend den Belastungen in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung kommt es zwischen der Öl kammer F und der Ölkammer A über die Öffnung G zu einem Hydraulikölaustausch, wobei eine geeignete Dämpfungs kraft erzeugt wird und gleichzeitig durch die volume trische Elastizität der in der Luftkammer B abgeschlos senen Luft eine Federwirkung hervorgerufen wird. Das bis jetzt beschriebene System bildet ein herkömmliches hydropneumatisches Aufhängungssystem.

Es sind die Steuerventile 2 a, 2 b, 2 c und 2 d vorgesehen, die zur Zufuhr und Abfuhr von Öl (Hydraulikfluid) zu und von den Ölkammern F der entsprechenden Hydraulik Zylinder E dienen. Diese Steuerventile 2 a, 2 b, 2 c und 2 d werden unabhängig voneinander mit Hilfe von Ventilstell signalen betrieben, die von einer noch zu beschreibenden Steuereinrichtung 3 stammen. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 sind die Steuerventile 2 a, 2 b, 2 c und 2 d getrennt in zwei Gruppen für die vorderen und hinteren Aufhängun gen installiert.

Eine vom Motor 6 angetriebene Ölpumpe 5 dient dazu, Öl in ein Ölreservoir 4 zu pumpen. Das dargestellte Sy stem enthält auch eine für die Servolenkung gedachte Ölpumpe 5′, die zusammen mit der Ölpumpe 5 in Tandemtech nik vom Motor 6 angetrieben wird, so daß die beiden Pumpen eine gemeinsame Drehung ausführen.

Das von der Ölpumpe 5 abgeförderte Öl gelangt durch ein Rückschlagventil 7 und wird in einem Hochdruck-Hy draulikspeicher 8 gespeichert. Wie es aus Fig. 1 hervor geht, ist der Hydraulikspeicher 7 in zwei Speicher aufge teilt, nämlich jeweils einen Speicher für die vorderen und hinteren Aufhängungen. Wenn irgendeines oder zwei oder mehrere beliebige Ventile der Steuerventile 2 a, 2 b, 2 c und 2 d auf die Einlaß- oder Eintrittsseite geschaltet sind, wird über die auf die Eintrittsseite geschalteten Steuerventile Hochdrucköl der oder den Ölkammern der einen oder den beiden oder mehreren entsprechenden Auf hängungen der Aufhängungen 1 a, 1 b, 1 c und 1 d zugeführt. Wenn irgendeines oder zwei oder mehrere beliebige Ventile der Steuerventile 2 a, 2 b, 2 c und 2 d auf die Auslaß- oder Austrittsseite geschaltet sind, wird Öl von der oder den Ölkammern F der einen oder der beiden oder mehreren ent sprechenden Aufhängungen der Aufhängungen 1 a, 1 b, 1 c und 1 d abgeführt, und das abgeführte Öl gelangt über einen Ölkühler 9 in das Ölreservoir 4.

In dem Hydraulikkreis nach Fig. 2 sind ferner ein Entlastungsventil 10 und ein Belastungs/Nichtbelastungs ventil 11 vorgesehen, das von der Steuereinrichtung 3 in den in der Figur dargestellten Nichtbelastungszustand ge schaltet wird, wenn ein Signal von einem Druckfühler 81 anzeigt, daß der Hochdruck-Hydraulikspeicher 8 einen vor bestimmten Druck erreicht hat. Ist das Ventil 11 auf die Nichtbelastungsseite geschaltet, strömt das von der Öl pumpe 5 abgeförderte Öl zum Ölkühler 9 und von dort zum Ölreservoir 4.

Die Aufhängungen 1 a, 1 b, 1 c und 1 d sind mit Aufhän gungshubfühlern 13 ausgerüstet, die in Fig. 1 und 2 dar gestellt sind. Die Fühler 13 erfassen vertikale Relativ verschiebungen jeweils zwischen den einzelnen Rädern und der Fahrzeugkarosserie und geben die erfaßten Werte als Eingabeinformation über die vertikale Relativverschiebung der Aufhängungen 1 a, 1 b, 1 c und 1 d in die Steuereinrichtung 3.

Referenzfahrzeughöhensignale werden über einen Fahr zeughöheneinstellschalter 12 zum wahlweisen Einstellen der Fahrzeughöhe in die Steuereinrichtung 3 eingegeben. Wenn der Fahrzeughöheneinstellschalter 12 die normale Fahr zeughöhe wahlweise beispielsweise auf "Niedrig" einstellt, vergleicht die Steuereinrichtung 2 die von den Aufhängungs hubfühlern 13 eingegebenen Verschiebesignale, die die ver tikale Relativverschiebung angeben, mit dem normalen Referenzfahrzeughöhensignal des Fahrzeughöheneinstell schalters 12, um Ventilstellsignale von einer solchen Art zu erzeugen, daß die Steuerventile von Aufhängungen, die zusammengezogen sind, auf die Einlaß- oder Eintrittsseite geschaltet und die Steuerventile von Aufhängungen, die verlängert oder ausgedehnt sind, auf die Auslaß- oder Aus trittsseite geschaltet werden, wodurch die Steuerung zur Aufrechterhaltung der normalen Referenzfahrzeughöhe für jede der Aufhängungen 1 a, 1 b, 1 c und 1 d unabhängig durch geführt wird.

Wird der Fahrzeughöheneinstellschalter 12 auf die Referenzfahrzeughöhe "Hoch" geschaltet, wird die Steue rung gleichermaßen unabhängig so durchgeführt, daß Öl in jede der Aufhängungen 1 a, 1 b, 1 c und 1 d einströmt bzw. daraus ausströmt, um die "hohe" Referenzfahrzeughöhe für alle Aufhängungen in einer ähnlichen Weise aufrecht zu erhalten, wie es zuvor beschrieben worden ist.

Die Eingangssignale von den Aufhängungshubfühlern 13 werden durch eine in der Steuereinrichtung 3 vorgesehene Unempfindlichkeitsbandschaltung geschickt, so daß auf winzige Verschiebungen, von beispielsweise weniger als einigen Millimetern, nicht angesprochen wird.

Wenn somit, wie es oben erläutert worden ist, das Fahrzeug auf einer deformierten Straßenoberfläche still steht, wie man es der Modelldarstellung nach Fig. 3 ent nehmen kann, und das Fahrzeug mit einer aktiven Aufhängung ausgerüstet ist, die für jede der Aufhängungen, welche mit einem Aufhängungshubfühler 13 versehen sind, der die Fahrzeughöhe mit einer hohen Auflösung in Millimeter-Ein heiten überwacht, eine unabhängige Fahrzeughöhensteuerung vornimmt, befinden sich die Aufhängungen 1 a und 1 d des linken Vorderrades und des rechten Hinterrades bei rela tiv hohen Stellen auf der Straßenoberfläche und sind gegenüber der Referenzfahrzeughöhe um Δ D zusammengezo gen, während sich die Aufhängungen 1 b und 1 c des rechten Vorderrrades und des linken Hinterrades bei relativ niedri gen Stellen der Straßenoberfläche befinden und in bezug auf die Referenzfahrzeughöhe um Δ D′ verlängert oder aus gedehnt sind. Wenn ein solcher Zustand auftritt bzw. sich einzustellen sucht, werden Signale von den Aufhängungs hubfühlern 13 der Aufhängungen 1 a, 1 b, 1 c und 1 d in die Steuereinrichtung 3 eingegeben, und es wird eine in der zuvor beschriebenen Weise vorgenommene Steuerung mit dem Ergebnis ausgeführt, daß alle Hübe der Aufhängungen zurück auf den Referenzwert gebracht werden, der der Referenzfahrzeughöhe entspricht. Dementsprechend strömt Öl in die entsprechenden Hydraulikzylinder, um die Auf hängungen 1 a und 1 d des linken Vorderrades und des rech ten Hinterrades, die sich auf hohen Abschnitten der Straßenoberfläche befinden, zu verlängern oder auszudehnen, wohingegen Öl von entsprechenden Zylindern abgelassen wird, um die Aufhängungen 1 b und 1 c des rechten Vorder rades und des linken Hinterrades, die sich auf tiefgelege nen Abschnitten der Straßenoberfläche befinden, zusammen zuziehen, so daß die Länge von allen Aufhängungen gleich groß gemacht wird.

Wenn dies geschieht, kann die Verwerfung oder Defor mation der Straße lediglich durch die Elastizität der Reifen der Räder absorbiert werden, wobei eine in Fig. 3 gezeigte Feder S die Elastizität der Reifen andeutet. Die Federkonstante der Reifen kann jedoch die Straßendeforma tion nicht vollständig absorbieren, da diese Federkonstan te im allgemeinen nur 1/10 der Federkonstante der Auf hängungen ist. Ein Reifen bei einem tiefgelegenen Ab schnitt der Straßenoberfläche kann daher in einen Nicht berührungszustand mit der Straßenoberfläche gelangen, so daß sich das Gleichgewicht oder die Ausgewogenheit ver schlechtert. Dies bedeutet, daß eine unerwünschte Situa tion auftritt, wo die Steuerung zur Zurückkehr jeder der Aufhängungen auf die Referenzfahrzeughöhe kein Ende nimmt.

Unter Bezugnahme auf das obige Problem soll die Er findung unter Vermeidung der obigen Situation Abhilfe schaffen, und zwar dadurch, daß die unten beschriebene Steuerlogik in die Steuereinrichtung 3 einbezogen wird.

Die Aufhängungshübe D′ _FL und D′ _FR des linken und rechten Vorderrades und die Aufhängungshübe D′ _RL und D′ _RR des linken und rechten Hinterrades werden zu einer Zeit, bei der die Fahrzeuggeschwindigkeit auf Null ab genommen hat, aus den Signalen ausgelesen, die von den Aufhängungshubfühlern 13 eingegeben werden. Es werden dann entweder die Aufhängungen der Vorderräder oder die Aufhängungen der Hinterräder einer normalen Steuerung unterzogen, wobei ein solcher Öleintritt bzw. Ölaustritt durchgeführt wird, daß bei beispielsweise Anwendung auf die Vorderräder die betreffende Referenzfahrzeughöhe D _FLO und D _FRO wird.

Bezüglich der Hinterräderaufhängungen 1 c und 1 d werden die Referenzfahrzeughöhen D _RLO und D _RRO sowohl für das rechte als auch das linke Hinterrad gemäß der unten angegebenen Formel gändert, und zwar derart, daß durch Öleintritt in bzw. aus den Auf hängungen 1 c und 1 d des linken und rechten Hinterrads die Hübe so eingestellt werden, daß sie näherungsweise die korrigierten Referenzfahrzeughöhen D′ _RLO und D′ _RRO annehmen:

D′ _RLO = D _RLO - 1/2 {(D′ _FL - D′ _FR) - (D′ _RL - D′ _RR)} (1)

D′ _RRO = D _RRO + 1/2 {(D′ _FL - D′ _FR) - (D′ _RL - D′ _RR)} (2)

In den obigen Gleichungen (1) und (2) stellen die Terme (D′ _FL-D′ _FR) und (D′ _RL-D′ _RR) die Neigung in den linken und rechten Richtungen der Vorderräder bzw. die Neigung in den linken und rechten Richtungen der Hinterräder dar, wobei eine nach oben gerichtete Neigung in Richtung auf das linke Rad als positive Neigung be wertet wird, und der Term, der in den geschweiften Klam mern { } eingeschlossen ist, stellt die Differenz zwi schen den Beträgen der Neigung in den linken und rechten Richtungen der Vorder- und Hinterräder dar, d. h., den Betrag der Verwerfung oder Deformation der Straßenober fläche.

Im Falle der deformierten Straßenoberfläche nach Fig. 3 wird die Steuerung wie folgt ausgeführt. Da die Steuerung für die Vorderradaufhängungen 1 a und 1 b eine einfache Steuerung ist, bei der die Referenzfahrzeug höhen D _FLO eingestellt werden, und zwar mit dem Ergebnis, daß die Aufhängungen 1 a und 1 b den vorderen Teil des Fahrzeugs so neigen, daß die rechte Seite tiefer liegt, wobei das Vorderteil des Fahrzeugs eine Lage einnimmt, die parallel zu einer Geraden ist, welche die Reifenberührungspunkte des linken und rechten Vor derrades miteinander verbindet, und zwar für den Fall, daß der in den geschweiften Klammern { } eingeschlossene Term einen positiven Wert hat, wie es beispielsweise in Fig. 4 dargestellt ist, wohingegen die Aufhängung 1 c des linken Hinterrads so gesteuert wird, daß sie sich der korrigierten Referenzfahrzeughöhe D′ _RLO nähert, die kleiner als die ursprüngliche Referenzfahrzeughöhe D _RLO ist. Ferner wird die Aufhängung 1 d des rechten Hinter rades so gesteuert, daß sie sich der korrigierten Refe renzfahrzeughöhe D′ _RRO annähert, die größer als die ur sprüngliche Referenzfahrzeughöhe D _RRO ist. Das Ergebnis davon ist, daß der hintere Fahrzeugteil ebenfalls ge neigt ist, wie es durch eine strichpunktierte Linie an gedeutet ist, wobei sich der hintere Fahrzeugteil in Übereinstimmung mit dem Neigungszustand des vorderen Fahrzeugteils befindet, d. h. in Übereinstimmung mit dem Zustand der Straßenoberfläche beim vorderen Ende des Fahrzeugs.

Hat der in den geschweiften Klammern { } einge schlossene Term einen negativen Wert, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, wird die Aufhängung 1 c des linken Hinterrades so gesteuert, daß sie die korrigierte Referenzfahrzeughöhe D′ _RLO annimmt, die größer als die ursprüngliche Referenzfahrzeughöhe D _RLO ist. Gleichermaßen wird die Aufhängung 1 d des rechten Hinter rades so gesteuert, daß sie sich der korrigierten Refe renzfahrzeughöhe D′ _RRO nähert, die kleiner als die ursprüngliche Referenzfahrzeughöhe D _RRO ist. Das Ergeb nis davon ist, daß der hintere Teil des Fahrzeugs eben falls geneigt ist, wie es durch eine strichpunktierte Linie angedeutet ist, und zwar derart, daß der hintere Teil mit dem Neigungszustand des vorderen Teils überein stimmt, d. h. mit dem Zustand der Straßenoberfläche am vorderen Ende des Fahrzeugs.

Bei den oben beschriebenen Steuervorgängen gelangen die Aufhängungen 1 a, 1 b, 1 c und 1 d der vier Räder nicht in den Bereich des Umempfindlichkeitsbandes (Referenzfahr zeughöhe ± einige Millimeter), so daß die Aufhängungs hübe erneut ausgelesen und die Referenzfahrzeughöhen in der gleichen Weise korrigiert werden. Die Fahrzeughöhen einstellsteuerung wird daher erneut vorgenommen. Somit werden eine Reihe von Vorgängen wiederholt, bis die Auf hängungen der vier Räder gleichzeitig in das Unempfind lichkeitsband fallen. Der Zeitraum zum erneuten Auslesen der Aufhängungshübe liegt innerhalb einer Zeit, die für die minimale normale Fahrzeughöheneinstellung erforder lich ist. Der oben beschriebene Vorgang ist in Fig. 6 an Hand eines Flußdiagramms dargestellt.

Wenn im Verlauf der oben beschriebenen Steuerung das Fahrzeug auf einer Straße stillsteht, die keine Oberflächendeformation oder Oberflächenverwerfung auf weist oder bei der das Ausmaß der Straßenoberflächen deformation derart ist, daß die Diskrepanz zwischen der Aufhängungshubdifferenz der Vorderräder und der Auf hängungshubdifferenz der Hinterräder in das Unempfind lichkeitsband fällt, ist D′ _RLO≈D _RLO und D′ _RRO≈D _RRO und die Steuerung verläuft annähernd in der gleichen Weise wie die normale Fahrzeughöhensteuerung.

Die obige Beschreibung befaßt sich mit einer Ausführungsform, bei der die normale Fahrzeughöhensteue rung für die Vorderradaufhängungen durchgeführt wird und die Referenzfahrzeughöhe der Hinterradaufhängungen ge mäß den Formeln (1) und (2) geändert wird. Es ist auch möglich, die normale Fahrzeughöhensteuerung für die Aufhängungen des linken und rechten Hinterrads auszu führen und die Referenzfahrzeughöhe für die Aufhängungen des linken und rechten Vorderrades zu ändern.

Wird in dieser zuletzt beschriebenen Weise verfah ren, werden für die Änderung der Referenzfahrzeughöhe D _FLO und D _FRO für das linke und rechte Vorderrad die nachstehenden Gleichungen (3) und (4) benutzt:

D′ _FLO = D _RLO + 1/2 {(D′ _FL - D′ _FR) - (D′ _RL - D′ _RR)} (3)

D′ _FRO = D _RRO - 1/2 {(D′ _FL - D′ _FR) - (D′ _RL - D′ _RR)} (4)

Fig. 7 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Steuerung der Fahrzeughöhe. Die Steuereinrichtung 3 enthält eine Einrichtung 17 zur Änderung der Referenz fahrzeughöhe. Dieser Änderungseinrichtung 17 werden Signale von den Aufhängungshubfühlern 13 als Eingabesignale zugeführt. Wie man Fig. 7 entnehmen kann, sind ein Auf hängungshubfühler 13 _FR für das rechte Vorderrad, ein Aufhängungshubfühler 13 _FL für das linke Vorderrad, ein Aufhängungshubfühler 13 _RR für das rechte Hinterrad und ein Aufhängungshubfühler 13 _RL für das linke Hinterrad vorgesehen. Ferner ist ein Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 18 vorhanden, der Fahrzeuggeschwindigkeitssignale an die Referenzfahrzeughöhe-Änderungseinrichtung 17 liefert.

Von den vier Aufhängungshubfühlern 13 _FR, 13 _FL, 13 _RR und 13 _RL gelangen auch Signale zu Abweichungs berechnungseinrichtungen 20 b, 20 a, 20 d und 20 c, wie es aus der zeichnerischen Darstellung hervorgeht. Fer ner enthält die Steuereinrichtung 3 eine Referenzfahr zeughöhen-Bestimmungseinrichtung 21, die ein Eingangs signal vom Fahrzeughöheneinstellschalter 12 erhält. Die Referenzfahrzeughöhen-Bestimmungseinrichtung 21 liefert Ausgangssignale an die Referenzfahrzeughöhen-Änderungs einrichtung 17 als auch an die Abweichungsberechnungs einrichtung 20 a und 20 b. Die Referenzfahrzeughöhen-Ände rungseinrichtung 17 liefert ein Ausgangssignal an die Abweichungsberechnungseinrichtung 20 c und 20 d.

Die vier Abweichungsberechnungseinrichtungen 20 a, 20 b, 20 c und 20 d liefern Ausgangssignale an das Steuer ventil 2 a für die linke Vorderradaufhängung, das Steuer ventil 2 b für die rechte Vorderradaufhängung, das Steuer ventil 2 c für die linke Hinterradaufhängung und das Steuerventil 2 d für die rechte Hinterradaufhängung, und zwar jeweils über eine Steuergrößeneinstelleinrichtung 21 a, 21 b, 21 c und 21 d.

Während des Betriebs wird der Fahrzeughöheneinstell schalter 12 betätigt, um eine Referenzfahrzeughöhe (Sollhöhe für das Fahrzeug) wahlweise in der Referenz fahrzeughöhen-Bestimmungseinrichtung 21 einzustellen, die das ausgewählte Referenzfahrzeughöhensignal an die Referenzfahrzeughöhen-Änderungseinrichtung 17 abgibt. Liefert der Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 18 ein Null geschwindigkeitssignal an die Referenzfahrzeughöhen-Än derungseinrichtung 17, wird die Referenzfahrzeughöhen- Änderungseinrichtung 17 tätig, um gemäß den oben ange gebenen Gleichungen (1) und (2) die von der Referenz fahrzeughöhen-Bestimmungseinrichtung 21 eingegebene Referenzfahrzeughöhe zu ändern. Signale der geänderten Referenzfahrzeughöhen D′ _RLO und D′ _RRO werden an die Abweichungsberechnungseinrichtungen 20 c und 20 d ab gegeben, worin die Abweichungen der tatsächlichen Auf hängungshübe des linken und rechten Hinterrades gegen über den geänderten Referenzfahrzeughöhen D′ _RLO und D′ _RRO berechnet werden. Gemäß den derart bei den Berech nungseinrichtungen 20 c und 20 d berechneten Abweichungen liefern die Berechnungseinrichtungen 20 c und 20 d Signale an die Steuergrößeneinstelleinrichtungen 21 c und 21 d. Demzufolge werden die Steuerventile 2 c und 2 d gemäß den Steuergrößen, die den Abweichungen entspre chen, betätigt.

In den Abweichungsberechnungseinrichtungen 20 a und 20 b werden die Aufhängungshübe des linken und rechten Vorderrades mit der Referenzfahrzeughöhe verglichen, um die Abweichungen von der Referenzfahrzeughöhe zu be rechnen. Die von den Berechnungseinrichtungen 20 a und 20 b ausgegebenen Abweichungssignale betätigen die Steuerventile 2 a und 2 b über die Steuergrößenstellein richtungen 21 a und 21 b. Dementsprechend wird für die Vorderradaufhängungen eine normale Steuerung ausgeführt, die die Einstellung der ursprünglichen Referenzfahrzeug höhe (Referenz- oder Sollhöhe des Fahrzeugs) bezweckt.

Obgleich bei der Ausführungsform nach Fig. 7 die Vorderradaufhängungen einer normalen Steuerung unter zogen werden und die Hinterradaufhängungen einer Steue rung auf der Grundlage der geänderten Referenzfahrzeug höhen unterzogen werden, können auch abweichend davon die Vorderradaufhängungen einer Steuerung auf der Grund lage der geänderten Referenzfahrzeughöhen unterzogen werden, wohingegen die Hinterradaufhängungen der normalen Steuerung unterzogen werden.

Die Erfindung ist nicht auf die Anwendung in einem Aufhängungssystem nach Fig. 1 und 2 beschränkt. Sie kann auch angewendet werden auf Aufhängungssysteme be liebiger Organisation, die eine Fahrzeughöheneinstel lung dadurch vornehmen, daß sie den Aufhängungshub von jedem der vier Räder erfassen und eine unabhängige Steuerung für jede der Aufhängungen in einer solchen Weise ausführen, daß die Referenzfahrzeughöhe auf der Grundlage der Information für jeden der Aufhängungshübe aufrechterhalten wird.

Wenn ein Fahrzeug mit einer Fahrzeughöheneinstell funktion auf einer deformierten Straßenoberfläche still steht, ist es somit nach der oben erläuterten Erfindung möglich, die Länge jeder Aufhängung innerhalb einer relativ kurzen Zeit in einer solchen Weise einzustellen, daß der Berührungszustand jedes der Reifen auf der deformierten Straßenoberfläche in einen guten Gleich gewichtszustand gebracht wird. Im Ergebnis ist es daher möglich, die herkömmlichen unerwünschten Situationen zu vermeiden, bei denen das Berührungslastgleichgewicht der Reifen unzulänglich ist und bei denen die Fahr zeughöheneinstellung kein Ende nimmt, weil einer der Reifen einen Zustand einnimmt, in welchem er mit der Straßenoberfläche nicht mehr in Berührung steht.

Das oben beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung soll lediglich zur Erläuterung der Erfin dung dienen. Es sind daher zahlreiche verschiedenartige Abwandlungen und Modifikationen denkbar, die gleicher maßen unter den Schutzumfang fallen.

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Angaben zur Zeichnungsbeschriftung
Fig. 1
keine Beschriftungen @	Fig. 2 @	3	Steuereinrichtung
12	Fahrzeughöheneinstellschalter
Fig. 3 @	forward	vorwärts
vehicle body	Fahrzeugkarosserie
distorted road surface	deformierte Straßenoberfläche
Fig. 4 @	front inclination	vordere Neigung
rear inclination	hintere Neigung
Fig. 5 @	vgl. Fig. 4 @	Fig. 6 @	start	Start
vehicle speed	Fahrzeuggeschwindigkeit
no	nein
yes	ja
Reading Suspension strokes	Lesen der Aufhängungshübe
Changing reference vehicle heights (front wheels or rear wheels)	Ändern der Referenzfahrzeughöhen (Vorderräder oder Hinterräder)
Has each suspension stroke settled in the neighborhood of each reference vehicle hight?	Hat sich jeder Aufhängungshub in der Nachbarschaft jeder Referenzfahrzeughöhe beruhigt?
end	Ende
Fig. 7 @	2 a	Steuerventil für linke Vorderradaufhängung
2 b	Steuerventil für rechte Vorderradaufhängung
2 c	Steuerventil für linke Hinterradaufhängung
2 d	Steuerventil für rechte Hinterradaufhängung
3	Steuereinrichtung
12	Fahrzeughöheneinstellschalter
13 _FR	Aufhängungshubfühler für rechtes Vorderrad
13 _FL	Aufhängungshubfühler für linkes Vorderrad
13 _RR	Aufhängungshubfühler für rechtes Hinterrad
13 _RL	Aufhängungshubfühler für linkes Hinterrad
17	Referenzfahrzeughöhen-Einstelleinrichtung
18	Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler
20 a-20 d	Abweichungsberechnungseinrichtung
21	Referenzfahrzeughöhen-Bestimmungseinrichtung
21 a-21 d	Steuergrößeneinrichtung

Claims

1. Verfahren zum Steuern der Höhe eines Fahrzeugs mit einer Fahrzeughöheneinstellvorrichtung (F), bei dem Hübe der Aufhängungen (1 a, 1 b, 1 c, 1 d) der Vorder- und Hinterräder des Fahrzeugs erfaßt werden und die Höhe des Fahrzeugs in Abhängigkeit von den erfaßten Hüben so gesteuert wird, daß eine Referenzfahrzeughöhe für jede der Aufhängungen unabhängig erreicht wird, gekennzeichnet durch die nachfolgenden Schritte
Erfassen der Hübe der Aufhängungen (1 a, 1 b, 1 c, 1 d) für die Vorderräder und die Hinterräder, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit zu Null wird;
Steuern der Fahrzeughöheneinstellvorrichtung (F) bezüglich eines Aufhängungspaares der Vorderrad- und Hinterradaufhängungspaare (1 a, 1 b; 1 c, 1 d) zum Erzielen der Referenzfahrzeughöhe sowohl für das linke als auch das rechte Rad dieses einen Aufhängungspaares, so daß das Fahrzeug bei einem Fahrzeugendabschnitt, bei dem dieses eine Aufhängungspaar vorgesehen ist, eine Lage einnimmt, die einer Querneigung einer Straßenoberfläche angepaßt ist; und
Steuern der Fahrzeughöheneinstellvorrichtung (F) bezüglich des anderen Aufhängungspaares zum Verändern der Referenzfahrzeughöhe in Abhängigkeit von den er faßten Hüben derart, daß ein Fahrzeugabschnitt, bei dem das andere Aufhängungspaar vorgesehen ist, be züglich einer quer zum Fahrzeug verlaufenden Richtung eine Lage einnimmt, die gleich der Lage des Fahrzeug endabschnitts ist, bei dem dieses eine Aufhängungspaar vorgesehen ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Fahrzeug höheneinstellvorrichtung (F) bezüglich des Hinterrad aufhängungspaares (1 c, 1 d) derart gesteuert wird, daß die Referenzfahrzeughöhen gemäß den folgenden Glei chungen verändert werden: D′ _RLO = D _RLO - 1/2 {(D′ _FL - D′ _FR) - (D′ _RL - D′ _RR)}D′ _RRO = D _RRO + 1/2 {(D′ _FL - D′ _FR) - (D′ _RL - D′ _RR)},worin D′ _RLO und D′ _RRO geänderte Referenzfahrzeughöhen sind, D _RLO und D _RRO die Referenzfahrzeughöhen für das linke bzw. rechte Hinterrad sind, D′ _FL und D′ _FR die erfaßten Aufhängungshübe für das linke bzw. rechte Vorderrad sind, und D′ _RL und D′ _RR die erfaßten Auf hängungshübe für das linke bzw. rechte Hinterrad sind

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Fahrzeughöhen einstellvorrichtung (F) bezüglich des Vorderradauf hängungspaares (1 a, 1 b) derart gesteuert wird, daß die Referenzfahrzeughöhen gemäß der folgenden Gleichungen geändert werden: D′ _FLO = D _FLO + 1/2 {(D′ _FL - D′ _FR) - (D′ _RL - D′ _RR)}D′ _FRO = D _FRO - 1/2 {(D′ _FL - D′ _FR) - (D′ _RL - D′ _RR)},worin D′ _FLO und D′ _FRO geänderte Referenzfahrzeughöhen sind, D _FLO und D _FRO die Referenzfahrzeughöhen für das linke bzw. rechte Vorderrad sind, D′ _FL und D′ _FR die erfaßten Aufhängungshübe für das linke bzw. rechte Vor derrad sind, und D′ _RL und D′ _RR die erfaßten Aufhängungs hübe für das linke bzw. rechte Hinterrad sind.

4. Gerät zum Steuern der Höhe eines Fahrzeugs mit einer Fahrzeughöheneinstellvorrichtung (F) für jedes der Vorder- und Hinterräder, enthaltend eine Erfassungs einrichtung zum Erfassen der jeweiligen Hübe der Auf hängung (1 a, 1 b, 1 c, 1 d) der Räder und eine Steuer einrichtung (3) zum Steuern der Höhe des Fahrzeugs in Abhängigkeit der erfaßten Hübe derart, daß unabhängig für jede der Aufhängungen eine Referenzfahrzeughöhe erreicht wird, gekennzeichnet durch:
eine erste Einrichtung (20 a, 20 b, 21) zum Steuern der Fahrzeughöhe bezüglich eines Aufhängungspaares der Vorderrad- und Hinterradaufhängungspaare (1 a, 1b; 1 c, 1 d) zum Erreichen der Referenzfahrzeughöhe für das linke und rechte Rad dieses einen Aufhängungspaares, so daß das Fahrzeug bei einem Fahrzeugabschnitt, bei dem dieses eine Aufhängungspaar vorgesehen ist, eine Lage einnimmt, die einer Querneigung einer Straßenober fläche angepaßt ist; und
eine zweite Einrichtung (17, 20c, 20 d) zum Steuern der Fahrzeughöheneinstellvorrichtung (F) bezüglich des anderen Aufhängungspaares in Abhängigkeit von den er faßten Aufhängungshüben zum Verändern der Referenzfahr zeughöhe beim Erreichen einer Fahrzeuggeschwindigkeit von Null derart, daß ein Fahrzeugendabschnitt, bei dem das andere Ausführungspaar vorgesehen ist, bezüglich einer quer zum Fahrzeug verlaufenden Richtung eine Lage einnimmt, die gleich der Lage des Fahrzeugabschnitts ist, bei dem dieses eine Aufhängungspaar vorgesehen ist.

5. Gerät nach Anspruch 4, bei dem die Einrichtung zum Steuern der Fahrzeughöheneinstellvorrichtung zwecks Veränderung der Referenzfahrzeughöhe mit einem Fahr zeuggeschwindigkeitsfühler (18) verbunden ist, der ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal bereitstellt.

6. Gerät nach Anspruch 4 oder 5, bei dem das andere Aufhängungspaar aus den Hinterradaufhängungen (1 c, 1 d) besteht und die Einrichtung (17, 20 c, 20 d) zum Steuern der Fahrzeughöheneinstellvorrichtung zwecks Veränderung der Referenzfahrzeughöhe eine Ein richtung (17) enthält, die eine Berechnung gemäß den folgenden Gleichungen ausführt: D′ _RLO = D _RLO - 1/2 {(D′ _FL - D′ _FR) - (D′ _RL - D′ _RR)}D′ _RRO = D _RRO + 1/2 {(D′ _FL - D′ _FR) -(D′ _RL = D′ _RR)},worin D′ _RLO und D′ _RRO geänderte Referenzfahrzeughöhen sind, D _RLO und D _RRO die Referenzfahrzeughöhen für das linke, bzw. rechte Hinterrad sind, D′ _FL und D′ _FR die erfaßten Auf hängungshübe für das linke bzw. rechte Vorderrad sind, und D′ _RL und D′ _RR die erfaßten Aufhängungshübe für das linke bzw. rechte Hinterrad sind.

7. Gerät nach Anspruch 4 oder 5, bei dem das andere Aufhängungspaar aus den Vorderradaufhängungen (1 a, 1 b) besteht und die Einrichtung zum Steuern der Fahrzeug höheneinstellvorrichtung zwecks Veränderung der Referenz fahrzeughöhe eine Einrichtung (17) enthält, die gemäß den folgenden Gleichungen eine Berechnung ausführt: D′ _FLO = D _FLO + 1/2 {(D′ _FL - D′ _FR) - (D′ _RL - D′ _RR)}D′ _FRO = D _FRO - 1/2 {(D′ _FL - D′ _FR) - (D′ _RL - D′ _RR)},worin D′ _FLO und D′ _FRO geänderte Referenzfahrzeughöhen sind, D _FLO und D _FRO die Referenzfahrzeughöhen für das linke und rechte Vorderrad sind, D′ _FL und D′ _FR die er faßten Aufhängungshübe für das linke bzw. rechte Vorderrad sind, und D′ _RL und D′ _RR die erfaßten Aufhängungshübe für das linke bzw. rechte Hinterrad sind.