DE4012678C2

DE4012678C2 - Steuervorrichtung für die Eigenschaften eines Fahrzeug-Aufhängungssystems

Info

Publication number: DE4012678C2
Application number: DE4012678A
Authority: DE
Inventors: Shunichi Wada
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-04-22
Filing date: 1990-04-20
Publication date: 1994-09-08
Anticipated expiration: 2010-04-21
Also published as: KR930010592B1; KR900015961A; JPH02283513A; US5159555A; DE4012678A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung zum Einstellen der Dämpfungskraft der Dämpfer, der Federsteifigkeit der Federung und/oder der Steifigkeit eines Stabilisators d. h. der Eigenschaften eines Fahrzeug-Aufhängungssystems mittels einer Fuzzy-Steuerung.

In der älteren Anmeldung gemäß der EP 03 85 723 A2, wird eine solche Fuzzy-Steuerung bzw. Regelung für die Elemente Federung, Schwingungsdämpfer und Stabilisator eines Fahrwerks beschrieben, wobei die Eigenschaften dieser Fahrzeugaufhängungselemente gemäß einer Fuzzy-Regel eingestellt werden, um eine optimale Steuerung der Fahrzeugaufhängung zu erreichen.

Bezüglich der für Fuzzy-Logik oder Fuzzy-Steuerungen verwendeten Terminologie wird auch auf den Aufsatz von H. Beduhn: Fuzzy Logic für geregelte Fahrzeugfederungssysteme" in "Aktive Fahrwerkstechnik" von H. Wallentowitz, Vieweg Verlag, Juni 1991 hingewiesen.

Die DE 36 40 152 A1 beschreibt eine Radaufhängung für ein Fahrzeug mit einem frequenzabhängigen Dämpfer, wobei der frequenzabhängige Dämpfer so ausgelegt ist, daß er im Bereich der Resonanzfrequenzen von Fahrzeugaufbau und Rad eine hohe Dämpfung, dagegen dazwischen eine niedrige Dämpfung besitzt, und daß ferner der Phasenwinkel zwischen Dämpfungskraft und anregender Schwingung im gesamten interessierenden Frequenzbereich nahe dem Wert Null liegt.

Wenn sich ein Fahrzeug fortbewegt, sollten, um im Fahrzeug bequem fahren zu können, die Eigen schaften des Fahrzeug-Aufhängungssystems auf WEICH eingestellt sein. Ge nauer gesagt, sollen sie so angepaßt sein, daß die Dämp fungskraft der Dämpfer und die Fede steifigkeit der Federung klein gemacht wird und daß die Steifigkeit des Stabilisators abgesenkt wird. Um eine höhere Betriebsstabilität zu erhalten, sollten andererseits die Eigenschaften des Fahrzeug-Aufhängungssystems HART ge macht werden, d. h. sie sollten so angepaßt sein, daß die Dämpfungskraft größer wird, daß die Federsteifigkeit erhöht wird und daß die Steifigkeit des Stabili sators größer gemacht wird.

Deshalb ist ein System entwickelt worden, das die Eigen schaften der Trageinheit auf WEICH (oder auf MEDIUM zwi schen HART und WEICH) schaltet, wenn das Fahrzeug normal fährt, und auf HART schaltet, wenn z.B. der Fall einer Zu standsänderung der Straßenoberfläche auftritt, indem ein Stellglied bzw. Aktuator des Fahrzeug-Aufhängungssystems angesteuert und verstellt wird.

Für diesen Systemtyp sind Steuervorrich tungen bekannt, z.B. aus der US-PS 47 89 935 und der US-PS 47 96 911 bekannt. Bei diesen bekannten Steuervorrichtungen werden digital, mittels einer Präferenzlogik mit Schwellenwerten so subjektive und vage Faktoren wie die Betriebsstabilität und die Fahrbequemlichkeit in dem Fahr zeug verarbeitet, die die Eigenschaften des Fahrzeug-Aufhängungssystems be einflussen. Anders ausgedrückt, verwenden die bekannten Steuervorrichtungen ein Verfahren der digitalen Entschei dung, bei dem die oben erwähnten Faktoren bevorzugt und mittels eines vor gegebenen Schwellenwertes verarbeitet werden, damit sie binär sind, und entsprechend des Ergebnisses können die Eigenschaften des Fahrzeug-Aufhängungssystems beurteilt und festgelegt werden.

Es besteht dann bei den bekannten Steuervorrichtungen das Problem, daß die Eigenschaften des Fahrzeug-Aufhängungssystems nur unzureichend beurteilt werden können, so daß das Fahrzeug-Aufhängungssystem nicht mit hoher ausreichender Feinfühligkeit gesteuert werden kann. Ein weiteres Problem besteht darin, daß keine klare Beziehung dafür besteht, wie diese beiden Faktoren gegenseitig abzuwägen sind.

Zudem wird, wenn die Eigenschaften des Fahrzeug-Aufhängungssystems einmal auf "HART" festgelegt worden sind, dieser Zustand für eine vorgegebene Zeitdauer beibehalten, um ein Schwingen der Einstellung des Stellglieds des Fahrzeug-Aufhängungssystems zu verhindern. Die Faktoren, die die Eigen schaften des Fahrzeug-Aufhängungssystem bseeinflussen, sind normalweise ein schwingend, und wenn die Eigenschaften ein mal auf den HART-Modus festgelegt worden sind, können sie für einige Zeit, möglicherweise entgegen dem Wunsch des Fahrers, nicht auf den WEICH-Modus (oder auf MEDIUM) zurückgesetzt werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeug-Aufhängungssystem eines Fahrzeuges zu schaffen, die die Eigenschaften des Fahrzeug-Aufhängungssystems genauer steuern kann. Außerdem soll eine Steuervorrich tung für ein Fahrzeug-Aufhängungssystem eines Fahrzeugs geschaffen wer den, die automatisch im wesentlichen analog entscheiden kann, ob entweder die Fahrbequemlichkeit in dem Fahrzeug oder die Betriebsstabilität zu bevorzugen ist, was im allge meinen schwierig für den Bediener zu beurteilen ist.

Des weiteren soll die vorliegende Erfindung eine Steuervorrich tung für ein Fahrzeug-Aufhängungssystem eines Fahrzeugs schaffen, die die detektierte Größe bzw. Amplitude des unmittelbaren Zustands zum Vorhersehen der Bewegung des Fahrzeugkörpers als eine Unschärfevariable (Fuzzy-Variable) verwendet. Die vorliegende Erfindung hat auch das Ziel, eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeug-Aufhängungssystem eines Fahrzeugs zu schaffen, die genauer die Eigenschaften mit wenigen Steuerungsregeln steuern kann.

Diese Aufgabe wird durch die Steuervorrichtung gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst.

Von Vorteil ist eine Steuervorrichtung, bei der die Einstellvorrichtung die Einstellung der Eigenschaften des Fahrzeug-Aufhängungssystems dann auf einen niedrigeren Modus "weicher" ändern kann (niedrigere Dämpfungskraft der Dämpfer und/oder niedrigere Federsteifigkeit der Federung und/oder niedrigere Steifigkeit des Stabilisators) wenn der Prozessor während einer vorgegebenen (ersten) Zeitdauer einen Einstellwert ermittelt, der dem niedrigeren Modus zugeordnet ist, und wenn der Prozessor dann der Einstellvorrichtung einen dem niedrigeren Modus entsprechenden Einstellwert zuführt. Dann wird die Einstellung der Eigenschaften des Fahrzeug-Aufhängungssystems gemäß dem niedrigeren Modus für eine vorgegebene (zweite) Zeitdauer beibehalten.

Bei einer anderen Ausbildung kann die Einstellvorrichtung die Einstellung der Eigenschaften des Fahrzeug-Aufhängungssystems auf einen niedrigeren Modus ändern, wenn der Prozessor während der vorgegebenen (ersten) Zeitdauer für mehr als eine vorgegebene Anzahl von Zeitpunkten einen Einstellwert ermittelt, der dem niedrigeren Modus zugeordnet ist. Dann wird die Einstellung der Eigenschaften des Fahrzeug-Aufhängungssystems gemäß dem niedrigeren Modus für eine vorgegebene (dritte) Zeitdauer beibehalten.

Bei einer anderen, vorteilhaft weitergebildeten Steuervorrichtung gemäß der Erfindung kann die Einstellvorrichtung die Einstellung der Eigenschaften des Fahrzeug-Aufhängungssystems auf einen niedrigeren Modus ändern, wenn der Prozessor während der vorgegebenen (ersten) Zeitdauer innerhalb einer akkumulativen Zeit einen Einstellwert ermittelt, der dem niedrigeren Modus zugeordnet ist, und wenn nach der akkumulativen Zeit eine vorgegebene Zeit abgelaufen ist. Dann behält der Prozessor die Einstellung der Eigenschaften des Fahrzeug-Aufhängungssystems gemäß dem niedrigeren Modus für eine vorgegebene (vierte) Zeitdauer bei.

Die Steuervorrichtung kann die Modi WEICH, MEDIUM und HART oder zusätzlich SUPERHART einstellen.

Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung kann bevorzugt einen Sensor zum Erfassen einer Vertikalbeschleunigung des Fahrzeugaufbaus und zum Erzeugen eines entsprechenden Beschleunigungssignals haben, wobei der Prozessor das Beschleunigungssignal von mehr als einem vorgegebenen Wert in mehrere vorgegebene Frequenzbereiche unterteilt, um jeden von ihnen als Fuzzy- Variable festzulegen, und den DOM (degree of membership) bzw. die Zugehörigkeit oder Ähnlichkeit entsprechend dem Oberflächenzustand der Straße mit Bezug auf jede MBF mit einer Spitze in jedem vorgegebenen Frequenzbereich ermittelt.

Der vorgegebene Frequenzbereich kann einem Frequenzbereich unterhalb der Federungsresonanz des Fahrzeugaufbaus entsprechen und der Prozessor kann den DOM entsprechend der Welligkeit der Straße ermitteln bzw. berechnen.

Der vorgegebene Frequenzbereich kann einem Frequenzbereich oberhalb der Federungsresonanz des Fahrzeugaufbaus entsprechen und der Prozessor kann den DOM entsprechend einer rauhen Straße ermitteln.

Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung kann einen Sensor für die Fahrgeschwindigkeit und einen Sensor für die Lenkwinkelgeschwindigkeit aufweisen, wobei der Prozessor eine Kombination aus der Fahrgeschwindigkeit und der Lenkwinkelgeschwindigkeit in eine Vielzahl von Bereichen unterteilt, um jeden von ihnen als Fuzzy-Variable zu setzen, und den DOM zwischen der Fuzzy-Variablen und dem Wankzustand des Fahrzeugs ermittelt.

Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung kann einen Sensor für die Fahrgeschwindigkeit und einen Sensor für die Querbeschleunigung des Fahrzeugaufbaus haben, wobei der Prozessor eine Kombination aus der Fahrgeschwindigkeit und der Querbeschleunigung in eine Vielzahl von Bereichen unterteilt, um jeden von ihnen als eine Fuzzy-Variable zu setzen, und den DOM zwischen der Fuzzy- Variablen und dem Wankzustand des Fahrzeugaufbaus ermittelt.

Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung kann einen Sensor für die Fahrgeschwindigkeit und auch einen Sensor für die Drosselklappenöffnungsgeschwindigkeit haben, wobei der Prozessor eine Kombination aus der detektierten Fahrgeschwindigkeit und der detektierten Drosselklappenöffnungsgeschwindigkeit in eine Vielzahl von Bereichen unterteilt, um jeden von ihnen als eine Fuzzy-Variable zu setzen, und den DOM zwischen der Fuzzy-Variablen und einer Lageänderung in einer Längsrichtung des Fahrzeugaufbaus ermmittelt.

Weitere Vor teile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfin dung sind aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausfüh rungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung ersicht lich. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer Steuervor richtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 ein Flußdiagramm, das den Betrieb der Steuervorrich tung gemäß der vorliegen den Erfindung zeigt;

Fig. 3 einen Kurvenverlauf, der eine erste MBF für eine wellige Straße zeigt;

Fig. 4 einen Kurvenverlauf, der eine weitere MBF für die wel lige Straße zeigt;

Fig. 5 einen Kurvenverlauf, der eine erste MBF für eine rauhe Straße zeigt;

Fig. 6 einen Kurvenverlauf, der eine weitere MBF für die rauhe Straße zeigt;

Fig. 7 einen Kurvenverlauf, der eine erste MBF für den Wankzustand zeigt;

Fig. 8 einen Kurvenverlauf, der eine weitere MBF für den Wankzustand zeigt; und

Fig. 9 einen Kurvenverlauf, der eine aus den (Teil-)Flächen der weiteren MBFs ermittelten Gesamtfläche zeigt.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Figur zeigt eine Steuervorrichtung 1 für eine Trageinheit (=Fahrzeug-Aufhängungssystem) eines Fahr zeugs gemäß der vorliegenden Erfindung und eine Tragein heit 20, die gesteuert werden soll, d.h., eine Aufhängung oder einen Stabilisator. Die Steuervorrichtung 1 ist verse hen mit einer Zustandsdetektionseinheit 2, die aus einer Vielzahl von verschiedenen Sensoren zum Detektieren des Fahrzustands des Fahrzeugs besteht, mit einer Beurteilungs einheit 3 (=Prozessor) für die Eigenschaften, die die Eigenschaften der Aufhängung oder des Stabilisators 20 gemäß einer Un schärferegel (=Fuzzy-Regel) in Antwort auf den Ausgang der Zustandsdetek tionseinheit 2 beurteilt, und mit einer Schalteinheit 4 (=Einstellvorrichtung) für die Eigenschaften, die die Eigenschaften der Aufhängung oder des Stabilisators 20 in Antwort auf den Ausgang der Beurteilungseinheit 3 für die Eigenschaften schaltet.

Die Zustandsdetektionseinheit 2 ist versehen mit einem Be schleunigungssensor 11 zum Detektieren der Vertikalbe schleunigung eines Fahrzeugaufbaus des Fahrzeugs, einem Beschleunigungssensor 12 zum Detektieren der Querbeschleunigung des Fahrzeugaufbaus, einem Geschwindigkeitssensor 13 zum Detektieren einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einem Drosselklappenöffnungssensor 14 zum Detektieren der Öffnung der Drosselklappe bzw. des Drosselventils und einem Lenkwinkelgeschwindigkeitssensor 15 zum Detektieren einer Lenkwinkelgeschwindigkeit.

Im nachfolgenden wird der funktionelle Betrieb der Ausfüh rungsform beschrieben. Fahrinformationen des Fahrzeugs wer den von jedem der Sensoren 11, 12, 13, 14 und 15, die in der Zustandsdetektionseinheit 2 vorgesehen sind, der Beurteilungseinheit 3 für die Eigenschaften zugeführt. Entsprechend diesen Fahrinformationen beurteilt die Beurteilungseinheit 3, die Eigenschaf ten der Aufhängung oder des Stabilisators 20 mit der Unschärferegel. In der Ausführungsform wird eine Erläute rung für den Fall gegeben, daß die Dämpfungskraft oder die Federungskonstante bzw. Federsteifigkeit der Aufhängung oder die Steifigkeit (Torsion) des Stabilisators beurteilt werden. Es ist weiterhin vorge sehen, die Eigenschaften in den drei Modi WEICH, MEDIUM und HART zu schalten. Fig. 2 ist ein Flußdiagramm, das den Be trieb in der Zustandsdetektionseinheit 2 und der Beurtei lungseinheit 3 für die Eigenschaften zeigt. Im nachfolgen den wird der Betrieb mit Bezug auf das Flußdiagramm der Fig. 2 beschrieben.

Beim Schritt S1 wird eine Vibrationsfrequenz bzw. Schwingungsfrequenz in Vertikal richtung des Fahrzeugaufbaus detektiert. Anders ausgedrückt wird im Beschleunigungssensor 11 nach Fig. 1 der Wert bzw. die Amplitude der Vertikalvibration des Fahrzeugaufbaus und die Vibrationsfrequenz detektiert und die Vibration von mehr als einem vorgegebenen Wert wird in eine Vielzahl von zu beurteilenden Bereichen unterteilt. Beim Schritt S2, wie in Fig. 3 gezeigt wird, wird gemäß der Fuzzy-Variablen der DOM (degree of membership) zwischen den Frequenzbereichen der Verti kalbeschleunigung, die die Fuzzy-Variable ist, und der Welligkeit der Straße von einem vorhergehenden Abschnitt einer Fuzzy-Regel berechnet. Anders ausgedrückt, wird der DOM entsprechend einer ersten MBF (membership function) bezüglich der Welligkeit der Straße berech net. Der Frequenzbereich, der einen Peak bzw. eine Spitze in der MBF zeigt, die den DOM kennzeichnet, ist ein Frequenzbereich unterhalb der Federungsresonanz des Fahrzeugaufbaus, d.h. von 1 bis 2 Hz. Beim Schritt S3, wie in Fig. 4 gezeigt wird, wird gemäß dem DOM-Wert, der beim Schritt S2 erhalten wird, der Ma ximalwert einer weiteren MBF, die ein nachfolgender Ab schnitt der Fuzzy-Regel ist, bestimmt und die obere Grenze bzw. der obere Bereich derselben wird abgeschnitten, um den schraffierten Abschnitt (=Teilfläche) "a" zu erhal ten, und dann wird ein Nachfragehinweis bzw. Index der Fahrbequemlichkeit und der Betriebsstabilität analog bzw. parallel berechnet. In Fig. 4 und in den Fig. 6, 8 und 9, die weiter unten erläutert werden, haben die Dämpfungs kraft oder die Federsteifigkeit der Aufhängung einen niedri geren Wert und die Steifigkeit des Stabilisators ist schwächer bezüglich "der Fahrbequemlichkeit", sie verhalten sich hierzu jedoch entgegengesetzt auf Seiten der "Betriebsstabi lität".

Beim Schritt S4 wird gemäß der Fuzzy-Regel, und zwar mit der Fahrzeugvibration des Fahrzeugaufbaus und die Vibrations frequenz, die beim Schritt S1 erhalten werden, der DOM entsprechend einer ersten MBF für rauhe Straße gemäß dem vorhergehenden Ab schnitt der Fuzzy-Regel, wie in Fig. 5 gezeigt, berech net. Der Frequenzbereich, der eine Spitze in der MBF zeigt, die den DOM kennzeichnet, ist ein Frequenzbereich oberhalb der Federungsresonanz des Fahr zeugaufbaus, und zwar von 10 Hz bis 20 Hz. Beim Schritt S5, wie in Fig. 6 gezeigt wird, wird gemäß dem DOM, der beim Schritt S4 erhalten wird, der Maximalwert einer weiteren MBF bestimmt, die ein nachfolgender Abschnitt der Fuzzy-Regel ist, und die obere Grenze desselben wird abge schnitten, um den schraffierten Abschnitt (=Teilfläche) "b" zu erhalten. Dann werden ein Nachfragehinweis der Fahrbequemlich keit, der Betriebsstabilität und der Reifenberührung mit der Unterlage bzw. der Fahrbahn in analoger Weise be rechnet.

Beim Schritt S6 wird eine Fahrzeuggeschwindigkeit mittels des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 13 nach Fig. 1 detek tiert. Beim Schritt S7 wird eine Lenkwinkelgeschwindigkeit mittels des Lenkwinkelgeschwindigkeitssensors 15 nach Fig. 1 detektiert. Beim Schritt S8 wird aus der detektierten Fahrzeuggeschwindigkeit und der detektierten Lenkwinkelge schwindigkeit der Wankzustand des Fahrzeugaufbaus festge stellt, und, wie in Fig. 7 gezeigt wird, wird der DOM entsprechend dem Wankzustand des Fahrzeugaufbaus aus einer ersten MBF, einem vorhergehenden Abschnitt der Fuzzy-Regel, berech net. Beim Schritt S9, wie in Fig. 8 gezeigt wird, wird ge mäß dem DOM, der beim Schritt S8 erhalten wird, der Maximalwert einer weiteren MBF, die ein nachfolgender Ab schnitt der Fuzzy-Regel ist, bestimmt und deren obere Grenze wird abgeschnitten, um den schraffierten Abschnitt (=Teilfläche) "c" zu erhalten, und dann wird ein Nachfragehinweis der Fahrbequemlichkeit und der Betriebsstabilität analog be rechnet. Bei den Schritten S8 und S9 wird eine Kombination aus der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Lenkwinkelgeschwindig keit in eine Vielzahl von Bereichen unterteilt, um eine Fuzzy-Variable zu erhalten, es wird der DOM zwi schen der Fuzzy-Variablen und dem Wankzustand des Fahrzeugaufbaus berechnet und es wird ein Nachfragehinweis der Fahrbequemlichkeit und der Betriebsstabilität analog berechnet. Das Verfahren der analogen Berechnung des Nachfragehinweises des Fahrkomforts und des Nachfragehin weises der Betriebsstabilität ist nicht auf das oben be schriebene Verfahren beschränkt, vielmehr können auch an dere Verfahren mit der Fuzzy-Regel, die in den Fig. 7 und 8 gezeigt wird, verwendet werden, und zwar so wie die Regel gerade ist. Es kann ein Verfahren verwendet werden, bei dem eine Kombination aus der Fahrzeuggeschwindigkeit, die von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 13 detektiert wird, und aus der Querbeschleunigung des Fahrzeugaufbaus, die von dem Beschleunigungssensor 12 detektiert wird, in eine Vielzahl von Bereichen unterteilt wird, um eine Fuzzy-Variable zu bilden, und es wird der DOM zwi schen der Fuzzy-Variablen und dem Wankzustand des Fahr zeugaufbaus aus der Fig. 7 berechnet, wodurch der Nachfrage hinweis der Fahrbequemlichkeit und der Nachfragehinweis der Betriebsstabilität analog aus Fig. 8 berechnet werden kann. Es kann ein weiteres Verfahren verwendet werden, bei dem die Längsbeschleunigung des Fahrzeugs aus einem Differenz wert der Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt wird, die von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 13 detektiert wird, um eine Fuzzy-Variable zu bilden, und es wird der DOM zwischen dieser Fuzzy-Variablen und der Lageänderung in Längsrichtung des Fahrzeugaufbaus aus der Fig. 7 berechnet, wo durch der Nachfrageindex der Fahrbequemlichkeit und der Be triebsstabilität analog aus Fig. 8 berechnet werden kann. In diesem Fall kann es vorgesehen sein, daß ein Beschleuni gungssensor (nicht gezeigt in Fig. 1) zum Detektieren der Längsbeschleunigung des Fahrzeugaufbaus in der Zustandsde tektionseinheit 2 vorgesehen ist und daß ein Ausgangswert dieses Beschleunigungssensors als Fuzzy-Variable festge legt wird. Es kann ein weiteres Verfahren zum analogen Be rechnen des Nachfragehinweises der Fahrbequemlichkeit und der Betriebsstabilität von Fig. 8 eingesetzt werden, indem eine Kombination der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Dros selklappenöffnungsgeschwindigkeit, detektiert durch den Drosselklappenöffnungssensor 14, als eine Fuzzy-Variable gesetzt wird und indem der DOM zwischen der Fuzzy-Variablen und der Lageänderung in Längsrichtung des Fahrzeugaufbaus aus der Fig. 7 berechnet wird.

Bei den Schritten S8 und S9 wird ein Nachfragehinweis ana log berechnet. Es können jedoch die Verfahren, wie sie oben erwähnt wurden, zusammen eingesetzt werden, um eine Viel zahl von Nachfragehinweisen zu berechnen, wodurch die Trag einheit dann genauer gesteuert werden kann.

Beim Schritt S10, wird, um die Maximalwerte zu erhalten, der Betrieb durchgeführt, bei dem nur die Abschnitte mit den Maximalwerten (=Teilflächen) ausgewählt werden, also der schraffierte Abschnitt "a", der beim Schritt S3 erhalten wird, der schraffierte Abschnitt "b", der beim Schritt S5 erhalten wird, und der schraffierte Abschnitt "c", der beim Schritt S9 erhalten wird, und der Schwerpunkt wird erhalten, um Betriebswerte (scharfe Werte = defuzzy values) der Dämpfungskraft oder der Federungsteifigkeit der Aufhän gung oder der Steifigkeit des Stabilisators zu beurtei len, was notwendig ist, um die optimalste Fahrbequemlich keit und Betriebsstabilität zu realisieren.

Beim Schritt S11 wird beurteilt, ob die Steuerung zum Erhö hen der Dämpfungskraft, der Federsteifigkeit oder der Steifigkeit des Stabilisators bereits ausgeführt worden ist oder nicht. Und wenn die Steuerung bereits ausgeführt worden ist (Schritt S11: ja), geht die Verarbeitung zum Schritt S12 weiter, und wenn nicht (Schritt S11: nein), geht die Verarbeitung zum Schritt S13 weiter.

Beim Schritt S12 wird beurteilt, ob das Ergebnis der vor liegenden Berechnung die gleichen oder höhere Eigenschaften bzw. Modi hat als die Steuerung, die bereits ausgeführt wurde. Und wenn die Beurteilung "ja" beim Schritt S12 ist, geht die Verarbeitung zum Schritt S14 weiter. Beim Schritt S14 wird ein vorgege bener Wert eines Zeitgebers gemäß einer Verzögerungszeit zurückgesetzt und, wenn die Eigenschaften die gleichen sind als diejenigen bei der Steuerung, die ge rade ausgeführt wird, schreitet die Steuerung fort, und wenn sie höher sind, wird die Steuerung der Dämpfungskraft, der Federsteifigkeit und der Steifigkeit des Stabilisators geändert, damit höher sind, und kehrt zurück. Beim Schritt S12, wenn die Beurteilung NEIN ist, d.h., daß das Ergebnis des vorliegen den Betriebs bzw. der vorliegenden Be rechnung niedrigere Eigenschaften bzw. Modi hat als jene der Steuerung, die gerade durchgeführt wird, wird beim Schritt S15 mittels des Wertes des Zeitgebers beurteilt, ob sie innerhalb der vorgegebenen Zeitdauer des Zeitgebers zum Beibehalten der Steuerung ist. Und wenn der Zeitgeber auf AUS (Schritt S15: ja) ist, beim Schritt S16, kehrt die Verarbeitung zum Weich (oder Medium)-Modus zurück, der dem Grundmodus entspricht.

Beim Schritt S15, wenn z. B. die Dämpfungskraft des Hart-Modus oder andere höhere Eigenschaften der Aufhängung beibe halten werden (Schritt S15: nein) schreitet die Verar beitung mit dem Schritt S17 fort. Beim Schritt S17 wird be urteilt, ob Eigenschaften vorliegen, die aus dem Ergebnis der Berechnung des Schwerpunkts beim Schritt S10 beurteilt werden, d.h., daß das berechnete Ergebnis der Dämpfungs kraft Eigenschaften entspricht, die niedriger als jene der Steuerung sind, die gerade durchgeführt bzw. ausgeführt wird, oder nicht. Und wenn sie niedriger sind (Schritt S17: ja), schreitet die Verarbeitung zum Schritt S19 weiter. Beim Schritt S19 wird beurteilt, ob die berechneten Werte für mehr als eine vorgegebene Anzahl von Zeitpunkten gebil det worden sind oder nicht, und wenn die Beurteilung JA er gibt schreitet die Verarbeitung zum Schritt S20 fort. Beim Schritt S20 werden höhere Eigenschaften der Aufhängung oder des Stabilisators, die gesteuert werden, geändert, so daß sie niedriger werden, und nachdem ein vor gegebener Zeitgeber zurückgesetzt worden ist, kehrt die Verarbeitung zurück.

Beim Schritt S17 oder beim Schritt S19, wenn die Beurtei lung NEIN ist, schreitet die Verarbeitung zum Schritt S18 fort, um die höhere Steuerung oder Einstellung beizubehalten.

Beim Schritt S13 wird beurteilt, ob die Bedingungen zum Er höhen der Dämpfungskraft, der Federsteifigkeit oder der Steifigkeit des Stabilisators bei der gegenwärtigen Steuerung gebildet werden oder nicht. Und wenn die Beurtei lung beim Schritt S13 JA ergibt, wird der Zeitgeber beim Schritt S21 gesetzt, um die höhere Steuerung durchzuführen. Andererseits, wenn die Beurteilung beim Schritt S13 NElN ist, kehrt die Verarbeitung zurück, ohne irgendeine Steue rung durchzuführen.

In der vorliegenden Ausführungsform wird als eine Beurtei lungsreferenz zum Ändern der Steuerung gemäß einem höheren Modus, die gerade ausgeführt wird, zu einer Steuerung gemäß einem niedrigeren Modus, die Anzahl der Zeitpunkte des niedrigeren, berechneten Ergebnisses (Schritt S19 in Fig. 2) eingesetzt, es kann jedoch auch eine akkumulative Zeit des Zustands des niedrigeren, berechneten Ergebnisses verwendet werden.

Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, beurteilt die Beurteilungseinheit 3 die Eigen schaften der Trageinheit und gibt ein Signal dieser Eigen schaften an die Schalteinheit 4 aus, die einem Stellglied bzw. Aktuator der Aufhängung oder des Stabilisators 20 entspricht. In Antwort auf dieses Eigen schaftensignal bzw. dem Einstellwert stellt die Schalteinheit 4 die Eigenschaften der Aufhängung oder des Stabilisa tors 20 änderbar ein.

In der vorliegenden Ausführungsform kann jede oder eine der Größen Dämpfungskraft oder Federsteifigkeit (Federungskonstante) der Aufhän gung oder die Steifigkeit (Torsionsgröße) des Stabilisators ausgelegt werden, um in die drei Modi WEICH, MEDIUM und HART geschal tet zu werden. Es ist jedoch auch möglich, daß sie so aus gelegt sind, daß sie in vier Modi WEICH, MEDIUM, HART und SUPERHART oder z.B. in fünf Modi und mehr schaltbar sind.

Wie oben beschrieben worden ist, wird die Fuzzy-Regel eingesetzt, um die Eigenschaften der Trageinheit (der Aufhängung oder des Stabilisators) in der vorliegenden Er findung zu steuern. Dementsprechend wird, wenn ir gendeine Steuerbedingung, die nicht gespeichert ist, einge geben wird, der DOM zwischen ihr und der Steue rungsregel, die bereits abgespeichert worden ist, analog beurteilt und die optimalste Steuerungsregel wird automa tisch aus dem gebildeten Ergebnis und dem DOM zwi schen einer Vielzahl von Steuerungsregeln herausgezogen und ausgegeben, damit die Steuerung genauer durch einige Steue rungsregeln realisiert werden kann. Gemäß dem gebildeten Ergebnis dem DOM zwischen der Vielzahl von Steue rungsregeln, wird der Schwerpunkt berechnet und dann wird automatisch, analog mit einem kontinuierlichen Wert beur teilt, ob entweder der Fahrbequemlichkeit oder Betriebssta bilität Genüge getan werden soll bzw. eine von beiden be friedigend eingestellt werden soll.

Gemäß dem mit der Fuzzy-Regel berechneten Ergebnis wird, wenn die Eigenschaften (Dämpfungskraft, Federsteifigkeit, Steifigkeit, des Stabilisators) erhöht werden, der Zustand dieser erhöhten Eigenschaften für eine vorgebene Zeitdauer bei behalten. Wenn nun z. B. ein Zustandsdetektionssignal des Fahrzeug körpers eine Unterbrechung wiederholt oder dieses Signal für eine Sekunde bzw. für einen Augenblick nachläßt, kann verhindert werden, daß die Eigenschaften oft geändert wer den, und damit kann dann eine bessere Betriebsstabilität erhalten werden. Wenn die niedrigeren, berechneten Eigenschaften für mehr als eine vorgebene Anzahl von Zeitpunk ten ermittelt werden, bei denen der Schwerpunkt aus dem DOM berechnet wird, oder wenn die akkumulative Zeit des Modus der niedrige ren berechneten Eigenschaften länger als eine vorgegebene Zeit andauert, während der höhere Modus beibehalten wird, werden die Eigenschaften geändert, so daß sie niedriger sind, und der niedrigere Modus wird für eine vorgegebene Zeitdauer beibehalten. Als Ergebnis können die Eigenschaften der Aufhängung mit ausreichender Zuver lässigkeit gesteuert werden, ohne daß ein Schwingen bzw. Nachlaufen verursacht wird.

Mit der Frequenz der Vertikalbeschleunigung des Fahrzeug aufbaus, die als Fuzzy-Variable festgelegt ist, und mit dem DOM der MBF mit einer Spitze in dem Frequenzbereich unterhalb der Federungsresonanz des Fahrzeugaufbaus ist die Steuerung dafür ausgelegt, die Fahrbequem lichkeit zu beurteilen, die von der subjektiven Einschät zung bzw. dem subjektiven Gefühl eines Menschen abhängt. Die Aufhängung kann damit so gesteuert werden, daß sie dem subjektiven Gefühl des Menschen entspricht. Mit der Frequenz der Vertikalbeschleunigung des Fahrzeugaufbaus, die als Fuzzy-Variable gesetzt ist, und mit dem DOM der MBF mit einer Spitze in dem Frequenzbereich oberhalb der Federungsresonanz des Fahr zeugkörpers, ist die Steuerung angepaßt, um den Grad bzw. die Schlechtigkeit der Reifenberührung mit dem Untergrund bzw. der Fahrbahn zu beurteilen. Als Ergebnis kann eine weichere Reifenberührung mit der Oberfläche der Unterlage realisiert werden, und dann, wenn sich die Oberfläche der Straße ändert, wenn das Fahrzeug sich z.B. dreht, beschleu nigt oder abbremst, kann die Reifenberührung mit der Unter lage geeignet bei einer Änderung der Oberfläche der Unterlage durch Ändern der Dämpfungskraft von ihrem Hart-Modus auf ihren Medium-Modus gemacht werden.

Es ist ein Vertikalbeschleunigungssensor vorgesehen, da dieser Sensor einfacher im Fahrzeug als ein Niveausensor befestigt werden kann. Die Wankzustände (Wankwinkel, Rollwinkelgeschwindigkeit), die aus der Lenkwinkelgeschwin digkeit und der Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt werden, werden als Fuzzy-Variable verwendet und der DOM zwischen den Wankzuständen wird kontinuierlich beurteilt. Damit kann im Vergleich zur Beurteilung, die durch die Werte "0" und "1" gekennzeichnet ist, um die Dämpfungskraft in einer Zuordnung bei dem bekannten Verfahren darzustel len, eine genauere Steuerung für die tatsächliche Lenkung realisiert werden.

Claims

1. Steuervorrichtung zum Einstellen der Dämpfungskraft der Dämpfer und/oder der Federsteifigkeit der Federung und/ oder der Steifigkeit eines Stabilisators, d. h. der Eigenschaften eines Fahrzeug-Aufhängungssystems (20) mit folgenden Merkmalen

- ein Prozessor (3) enthält erste, nach ihrer Lage zu vorgegebenen Kriterien (z. B. glatte, rauhe, wellige Straße, Wankzustand des Fahrzeugs) und ihrem Kurvenverlauf definierte Membership-Functions (MBFs) zur Ermittlung des Degree of Membership (DOM von über Sensoren (11 bis 15) erfaßten Werten von Einflußgrößen als Fuzzy-Variablen (z. B. Frequenz der vertikalen Aufbaubeschleunigung, Größe der Querbeschleunigung, die den Bewegungszustand des Fahrzeugs beschreiben,
- der Prozessor 3 enthält weitere MBFs in Form von nach der Lage vorgegebenen Kriterien (z. B. Fahrbequemlichkeit und Fahrstabilität) und nach der Gestalt dem DOM zugeordneten definierten Flächen,
- der Prozessor (3) ordnet jeder ersten MBF eine der weiteren MBFs fest zu, ermittelt aus den über die ersten MBFs bestimmten DOM-Werten diesen zuzuordnende (Teil-)Flächen der weiteren MBFs und überlagert diese, lagerichtig zu den jeweiligen Kriterien, zu einer Gesamtfläche,
- der Prozessor (3) bestimmt die Lage des Flächenschwerpunktes der Gesamtfläche zu den Kriterien und ordnet diesem einen eindeutigen Einstellwert zu, der über eine Einstellvorrichtung (4) zur Einstellung der Eigenschaften des Fahrzeug-Aufhängungssystems verwendet wird, wobei der Einstellwert einem von mehreren Modi (z. B. Weich, Medium, Hart) der Einstellung der Eigenschaften des Fahrzeug-Aufhängungssystems zugeordnet ist,
- die Einstellvorrichtung (4) ändert die Einstellung der Eigenschaften des Fahrzeug-Aufhängungssystems auf einen höheren Modus, der höheren Eigenschaften des Fahrzeug- Aufhängungssystems, z. B. einer höheren Dämpfungskraft der Dämpfer und/oder einer höheren Federsteifigkeit der Federung und/oder einer höheren Steifigkeit des Stabilisators als der zuletzt vorliegende Modus zugeordnet ist, wenn ihr der Prozessor (3) einen dem höheren Modus entsprechenden Einstellwert zuführt, und
- der Prozessor (3) behält über die Einstellvorrichtung (4) die Einstellung der Eigenschaften des Fahrzeug-Aufhängungssystems gemäß dem höheren Modus für eine vorgegebene (erste) Zeitdauer bei.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Einstellvorrichtung (4) die Einstellung der Eigenschaften des Fahrzeug-Aufhängungssystems auf einen niedrigeren Modus ändert, der niedrigeren Eigenschaften des Fahrzeug- Aufhängungssystems, z. B. einer niedrigeren Dämpfungskraft der Dämpfer und/oder einer niedrigeren Federsteifigkeit der Federung und/oder einer niedrigeren Steifigkeit des Stabilisators, als der eingestellte höhere Modus zugeordnet ist,

- wenn der Prozessor (3) während der vorgegebenen (ersten) Zeitdauer einen Einstellwert ermittelt, der dem niedrigeren Modus zugeordnet ist,
- und wenn der Prozessor (3) der Einstellvorrichtung (4) einen dem niedrigeren Modus entsprechenden Einstellwert zuführt,
- dann behält der Prozessor (3) das Signal an die Einstellvorrichtung (4) zur Einstellung der Eigenschaften des Fahrzeug-Aufhängungssystems gemäß dem niedrigeren Modus für eine vorgegebene (zweite) Zeitdauer bei.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Einstellvorrichtung (4) die Einstellung der Eigenschaften des Fahrzeug-Aufhängungssystems auf einen niedrigeren Modus ändert, der niedrigeren Eigenschaften des Fahrzeug- Aufhängungssystem, z. B. einer niedrigeren Dämpfungskraft der Dämpfer und/oder einer niedrigeren Federsteifigkeit der Federung und/oder einer niedrigeren Steifigkeit des Stabilisators, als der eingestellte höhere Modus zugeordnet ist,

- wenn der Prozessor (3) während der vorgegebenen (ersten) Zeitdauer für mehr als eine vorgegebene Anzahl von Zeitpunkten einen Einstellwert ermittelt, der dem niedrigeren Modus zugeordnet ist,
- und wenn der Prozessor (3) der Einstellvorrichtung (4) einen dem niedrigeren Modus entsprechenden Einstellwert zuführt,
- dann behält der Prozessor (3) das Signal an die Einstellvorrichtung (4) zur Einstellung der Eigenschaften des Fahrzeug-Aufhängungssystems gemäß dem niedrigeren Modus für eine vorgegebene (dritte) Zeitdauer bei.

4. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Einstellvorrichtung (4) die Einstellung der Eigenschaften des Fahrzeug-Aufhängungssystems auf einen niedrigeren Modus ändert, der niedrigeren Eigenschaften des Fahrzeug- Aufhängungssystems, z. B. einer niedrigeren Dämpfungskraft der Dämpfer und/oder einer niedrigeren Federsteifigkeit der Federung und/oder einer niedrigeren Steifigkeit des Stabilisators, als der eingestellte höhere Modus zugeordnet ist,

- wenn der Prozessor (3) während der vorgegebenen (ersten) Zeitdauer innerhalb einer akkumulativen Zeit einen Einstellwert ermittelt, der dem niedrigeren Modus zugeordnet ist,
- wenn der Prozessor (3) nach Ablauf der akkumulativen Zeit und einer vorgegebenen Zeit der Einstellvorrichtung (4) einen dem niedrigeren Modus entsprechenden Einstellwert zuführt,
- dann behält der Prozessor (3) das Signal an die Einstellvorrichtung (4) zur Einstellung der Eigenschaften des Fahrzeug-Aufhängungssystems gemäß dem niedrigeren Modus für eine vorgegebene (vierte) Zeitdauer bei.

5. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die drei Modi WEICH, MEDIUM und HART als über die Einstellvorrichtung (4) vergebbare Einstellungen für die Eigenschaften.

6. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die vier Modi WEICH, MEDIUM, HART und SUPERHART als über die Einstellvorrichtungen (4) vergebbare Einstellungen für die Eigenschaften.

7. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Sensor (11) zum Detektieren einer Vertikalbeschleunigung eines Fahrzeugaufbaus und zum Erzeugen eines entsprechenden Beschleunigungssignals, wobei der Prozessor (3) das detektierte Beschleunigungssignal von mehr als einem vorgegebenen Wert in mehrere Frequenzbereiche unterteilt, um jeden von ihnen als Fuzzy-Variable festzulegen, und den DOM entsprechend dem Oberflächenzustand der Straße mit Bezug auf jede MBF mit einer Spitze in jedem vorgegebenen Frequenzbereich ermittelt.

8. Steuervorrichtung nach Anspruch 7, bei der der vorgegebene Frequenzbereich einem Frequenzbereich unterhalb der Federungsresonanz des Fahrzeugaufbaus entspricht und bei der der Prozessor (3) den DOM entsprechend der Welligkeit der Straße ermittelt.

9. Steuervorrichtung nach Anspruch 7, bei der der vorgegebene Frequenzbereich einem Frequenzbereich oberhalb der Federungsresonanz des Fahrzeugaufbaus entspricht und bei der der Prozessor (3) den DOM entsprechend einer rauhen Straße ermittelt.

10. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Sensor (13) zum Detektieren einer Fahrgeschwindigkeit und mit einem Sensor (15) zum Detektieren einer Lenkwinkelgeschwindigkeit, wobei der Prozessor (3) eine Kombination der detektierten Fahrgeschwindigkeit und der detektierten Lenkwinkelgeschwindigkeit in eine Vielzahl von Bereichen unterteilt, um jeden von ihnen als Fuzzy-Variable zu setzen, und den DOM zwischen der Fuzzy-Variablen und dem Wankzustand des Fahrzeugs ermittelt.

11. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Sensor (13) zum Detektieren einer Fahrgeschwindigkeit und mit einem Sensor (14) zum Detektieren einer Querbeschleunigung des Fahrzeugaufbaus, wobei der Prozessor (3) eine Kombination aus der detektierten Fahrgeschwindigkeit und der Querbeschleunigung in eine Vielzahl von Bereichen unterteilt, um jeden von ihnen als Fuzzy-Variable zu setzen, und den DOM zwischen der Fuzzy- Variablen und dem Wankzustand des Fahrzeugs ermittelt.

12. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Sensor (13) zum Detektieren einer Fahrgeschwindigkeit und einen Sensor (14) zum Detektieren einerFahrgeschwindigkeit und einen Sensor (14) zum Detektieren einer Drosselklappenöffnungsgeschwindigkeit bzw. der Drosselklappenöffnung, wobei der Prozessor (3) eine Kombination aus der detektierten Fahrgeschwindigkeit und der detektierten Drosselklappenöffnungsgeschwindigkeit bzw. Drosselklappenöffnung in eine Vielzahl von Bereichen unterteilt, um jeden von ihnen als Fuzzy-Variable zu setzen, und den DOM zwischen der Fuzzy- Variablen und einer Lageänderung in Längsrichtung des Fahrzeugaufbaus ermittelt.