DE4015221C2 - Dämpfungssteuerung für ein Fahrzeug - Google Patents
Dämpfungssteuerung für ein FahrzeugInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dämpfungssteuerung
für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des
Patentanspruchs 1.
Sie betrifft genauer gesagt eine solche Steuervorrichtung,
mit der Nick- bzw. Wankschwankungen einer Fahrzeugkarosserie
aufgrund einer unebenen Straßenoberfläche herabgesetzt
werden können.
Es ist eine Vorrichtung zum Steuern der Dämpfungskraft eines
Schwingungsdämpfers bekannt, der zwischen der Fahrzeugkarosserie
und jedem Rad angeordnet ist, so daß Schwingungen
der Fahrzeugkarosserie aufgrund einer unebenen Straßenoberfläche
in einem frühen Stadium unterdrückt werden (JP
62-1 66 104 A). Die hierin beschriebene Vorrichtung dient zur
Verbesserung des Fahrkomforts und zum Unterdrücken von
Fahrzeugkarosserieschwingungen in einem frühen Stadium.
Hierzu wird die Dämpfung eines jeden Schwingungs- oder
Stoßdämpfers geändert, so daß sie nach Ablauf einer vorgegebenen
Verzögerungszeit ansteigt. Mit anderen Worten, die
Dämpfung wird nicht so geändert, daß sie unmittelbar nach
dem Auftreten von Fahrzeugkarosserieschwingungen ansteigt.
Diese vorgegebene Verzögerungszeit wird so eingestellt, daß
sie dem ersten Zyklus der Karosserieschwingungen entspricht
oder geringer ist als die Hälfte desselben.
Es besteht jedoch die Möglichkeit, daß sich die Phase der
Karosserieschwingungen an der Vorderradseite von der an der
Hinterradseite aufgrund der Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit
und dem Radstand des Fahrzeuges unterscheidet.
In einigen Fällen liegt die Phase der Karosserieschwingungen
an der Vorderradseite etwa 180° außerhalb der
Phase der an der Hinterradseite. In solchen Fällen erfährt
die Fahrzeugkarosserie nicht nur Hubschwingungen
(Vertikalbewegung der gesamten Fahrzeugkarosserie), sondern
auch Nickschwingungen. Solche Nickschwingungen der Fahrzeugkarosserie
bewirken für eine in dem Fahrzeug reisende
Person ein viel unangenehmeres Fahrgefühl als die vorstehend
erwähnten Hubschwingungen.
Die in der vorstehend erwähnten japanischen Patent-Offenlegungsschrift
beschriebene Vorrichtung ist in der Lage, die
Fahrzeugkarosserieschwingungen in einem frühen Stadium derselben
definitiv zu unterdrücken, wenn es sich dabei um
Hubschwingungen handelt. Diese Vorrichtung kann jedoch
nicht in wirksamer Weise Bewegungen verhindern, die aus
Nickschwingungen resultieren, die durch die Phasendifferenz
zwischen den Schwingungen an der Vorderradseite und den
Schwingungen an der Hinterradseite verursacht werden.
Es ist ferner eine Vorrichtung bekannt, bei der die Dämpfung
eines jeden Stoßdämpfers und die Federkonstante einer
jeden Federung an der Vorderradeite unabhängig von denen
an der Hinterradseite gesteuert wird, so daß natürliche
Schwingungen der Fahrzeugkarosserie, die unterschiedliche
Frequenzen an der Vorderrad- und Hinterradseite aufweisen,
in geeigneter Weise unterdrückt werden können (JP
63-4 808 U). Diese Vorrichtung steuert die Dämpfung jedoch unabhängig
von der Phasendifferenz zwischen den Schwingungen an
der Vorderradseite und den Schwingungen an der Hinterradseite.
Es ist somit hiermit unmöglich, Nickschwingungen zu
unterdrücken.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte
Steuervorrichtung für Fahrzeugkarosserieschwingungen zu
schaffen, die dieselben Nachteile nicht aufweist und in der
Lage ist, nicht nur Hubschwingungen, sondern auch Nickschwingungen
in einem frühen Stadium derselben wirksam zu
unterdrücken.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Dämpfungssteuerung
mit den Merkmalen gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst.
Beim Überfahren einer Bodenunebenheit erfährt sowohl die
Vorderrad- als auch die Hinterradaufhängung eine geschwindigkeitsabhängige
zeitlich versetzte Auslenkung, die an der
Vorderrad- und Hinterradseite des Fahrzeugs zueinander phasenverschobene
Hubschwingungen erzeugt.
Der Grundgedanke der Erfindung liegt gemäß Patentanspruch 1
nunmehr in der Konditionierung und Verstimmung dieser
Schwingungen an der Vorderrad- und Hinterradseite des Fahrzeugs,
d. h. diese Schwingungen werden durch zeitlich voneinander
beabstandetes Erhöhen der vorderen und hinteren
Dämpfung (bei damit gemäß Ω² = Ω₀²-D² gleichzeitiger Änderung/
Anpassung der jeweiligen Schwingfrequenz bzw. Schwingungsdauer)
bekämpft und unterdrückt, nachdem die jeweilige
Erhöhungszeitpunkte bzw. die Verzögerungszeiten zwischen
auftretender Radauslenkung und Dämpfungserhöhung in Abhängigkeit von der augenblicklichen Fahrzeuggeschwindigkeit
derart gewählt werden, daß ein Schwingungsgleichgang erzielt
wird und die vordere und hintere Schwingung nahezu
zum selben Zeitpunkt enden.
Die Bestimmung der jeweiligen Verzögerungszeiten, mit denen
die vordere und hintere Dämpfung erhöht wird, kann versuchstechnisch
vorgenommen werden, wobei unterschiedliche
fahrzeugspezifische Parameter (z. B. Auslegung von Federung,
Dämpfung, evtl. Niveauregelung) auch zu unterschiedlichen
Werten führen.
Grundlage für die Bestimmung der Verzögerungszeiten stellt
prinzipiell jedoch das Wissen über die technischen Zusammenhänge
zwischen der konstruktiven Fahrzeugauslegung und
dem damit verbundenen Schwingungsverhalten bzw. dessen
Beeinflussungsmöglichkeiten dar. Die hieraus im Einzelnen
resultierenden Maßnahmen zur Auslegung bzw. Optimierung des
Erfindungsgegenstands liegen in Kenntnis der erfindungsgemäßen
Lehre im Belieben des Fachmanns.
Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen
hervor.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels
in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 ein Blockdiagramm in bezug auf den Gesamtaufbau
einer erfindungsgemäß ausgebildeten
Steuervorrichtung für Vibrationen
der Fahrzeugkarosserie,
Fig. 2 ein Systemdiagramm einer bevorzugten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 3A einen Vertikalschnitt durch einen Stoßdämpfer,
der bei der in Fig. 2 dargestellten
Ausführungsform der Erfindung
verwendet wird,
Fig. 3B einen Schnitt entlang Linie IIIB-IIIB
in Fig. 3A,
Fig. 3C einen Schnitt entlang Linie IIIC-IIIC,
Fig. 3D einen Schnitt entlang Linie IIID-IIID,
Fig. 4 ein Diagramm, das zeigt, wie die Fig.
4A und 4B miteinander zu kombinieren
sind, die
Fig.
4A und 4B Ablaufdiagramme eines Steuervorganges
für Fahrzeugkarosserieschwingungen, der
von der in Fig. 2 dargestellten bevorzugten
Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung durchgeführt wird,
Fig. 5 ein Ablaufdiagramm eines Fahrzeughöhenberechnungsvorganges,
der von der in
Fig. 2 gezeigten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung
durchgeführt wird,
Fig. 6 ein Diagramm einer Karte, die zur Einstellung
der diversen Parameter verwendet
wird, und
Fig. 7 ein Zeitdiagramm, das zeigt, wie die
Dämpfungskraft der Stoßdämpfer gemäß der
in Fig. 2 gezeigten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung
gesteuert wird.
Das Prinzip der vorliegenden Erfindung wird nunmehr in Verbindung
mit Fig. 1 erläutert. Die Steuervorrichtung für
Fahrzeugkarosserievibrationen setzt sich aus zwei Fahrzeughöhensensoren
M4 und M5, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
M6, zwei Fahrzeughöhen
(Karosserie)-Vibrationsdämpfungsmechanismen M7 und M8, einer
Dämpfungskraftsteuereinrichtung M9 und einer Verzögerungszeiteinstelleinrichtung
M10 zusammen. Der Fahrzeughöhensensor
M4 ist auf der Seite der beiden Vorderräder
M1 vorgesehen und erfaßt den relativen Abstand
zwischen den Vorderrädern M1 und einer Fahrzeugkarosserie
M3, der als eine Fahrzeughöhe verwendet wird. Der Fahrzeughöhensensor
M5 ist an der Seite der beiden
Hinterräder M2 vorgesehen und erfaßt den relativen Abstand
zwischen den Hinterrädern M2 und der Fahrzeugkarosserie M3,
der als eine Fahrzeughöhe verwendet wird. Der Geschwindigkeitssensor
M6 mißt die Geschwindigkeit des Fahrzeuges.
Der Fahrzeughöhenvibrationsdämpfungsmechanismus M7
ist zwischen den Vorderrädern M1 und der Fahrzeugkarosserie
M3 vorgesehen und unterdrückt die Schwingungen der Fahrzeugkarosserie
M3. Eine vom Fahrzeughöhenvibrationsdämpfungsmechanismus
M7 zur Verfügung gestellte Dämpfungskraft wird
durch die Dämpfungskraftsteuereinrichtung M9 gesteuert. Der
Fahrzeughöhenvibrationsdämpfungsmechanismus M8 ist zwischen
den Hinterrädern M2 und der Fahrzeugkarosserie M3 vorgesehen
und unterdrückt die Schwingungen der Fahrzeugkarosserie M3.
Eine von der Fahrzeughöhenvibrationsdämpfungseinrichtung M8
zur Verfügung gestellte Dämpfungskraft wird von der
Dämpfungskraftsteuereinrichtung M9 gesteuert. Die Verzögerungszeiteinstelleinrichtung
M10 sieht eine erste Verzögerungszeit,
die auf den Fahrzeughöhenvibrationsdämpfungsmechanismus
M7 bezogen ist, und eine zweite Verzögerungszeit,
die auf den Fahrzeughöhenvibrationsdämpfungsmechanismus M8
bezogen ist, vor. Die erste und zweite Verzögerungszeit sind
variable Größen, die von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängen,
welche vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
M6 gemessen wurde. Die Dämpfungskraftsteuereinrichtung M9
steuert den Fahrzeughöhenvibrationsdämpfungsmechanismus M7
derart, daß die hiervon zur Verfügung gestellte Dämpfungskraft
auf einen erhöhten Wert geändert wird, wenn die erste
Verzögerungszeit von dem Zeitpunkt an abgelaufen ist, an dem
der Fahrzeughöhensensor M4 festgestellt hat,
daß die Fahrzeughöhe eine erste vorgegebene Fahrzeughöhe
überstiegen hat. Die Dämpfungskraftsteuereinrichtung M9
steuert den Fahrzeughöhenvibrationsdämpfungsmechanismus M8
derart, daß die hiervon zur Verfügung gestellte Dämpfungskraft
auf einen erhöhten Wert geändert wird, wenn die zweite
Verzögerungszeit von dem Zeitpunkt an abgelaufen ist, an dem
der Fahrzeughöhensensor M5 erfaßt hat, daß
die Fahrzeughöhe größer geworden ist als eine vorgegebene
zweite Fahrzeughöhe.
Die erste und zweite Verzögerungszeit, die in Abhängigkeit
von der Fahrzeuggeschwindigkeit verändert werden, dienen
dazu, die Dämpfungskräfte der Fahrzeughöhenvibrationsdämpfungsmechanismen
M7 und M8 getrennt voneinander zu verändern.
Mit anderen Worten, die Fahrzeughöhenvibrationsdämpfungsmechanismen
M7 und M8 werden in Abhängigkeit von
der Fahrzeuggeschwindigkeit getrennt voneinander gesteuert.
Diese getrennte Steuerung wurde aufgrund der nachfolgend
wiedergegebenen Kenntnisse des Erfinders vorgesehen.
Als erstes müssen die Fahrzeughöhen (Karosserie)-Schwingungen,
die an der Vorderradseite und der Hinterradseite
auftreten, nahezu zur gleichen Zeit auf Null gedrückt
werden. Als zweites müssen die Fahrzeughöhenschwingungen aus
der gleichen Richtung (ansteigende oder abfallende Richtung)
an der Vorderradseite und der Hinterradseite in Richtung auf
eine mittlere Fahrzeughöhe konvergieren und an dieser
mittleren Fahrzeughöhe den Nullwert erreichen. Wenn
mindestens die vorstehenden beiden Bedingungen erfüllt sind,
fühlt eine sich in der Fahrzeugkarosserie befindende Person,
daß die Schwingungen der Fahrzeugkarosserie M3 keine Nickschwingungen,
sondern Stoßschwingungen sind, so daß der Fahrkomfort
verbessert wird.
Wenn aufgrund einer rauhen Straßenoberfläche eine Fahrzeughöhenschwingung
auftritt, existiert ein Unterschied in der
Auftrittszeit zwischen der Vorderradseite und der Hinterradseite,
der auf das Vorhandensein der Radbasis zurückzuführen
ist. Somit müssen die Fahreughöhenschwingungen an der Vorderradseite
und der Hinterradseite nicht zur gleichen Zeit
enden und müssen nicht aus der gleichen Richtung in Richtung
auf die mittlere Fahrzeughöhe konvergieren, wenn die
Dämpfungskräfte, die von den Fahrzeughöhenvibrationsdämpfungsmechanismen
M7 und M8 zur Verfügung gestellt werden,
getrennt voneinander auf einen erhöhten Wert geändert
werden, wenn die Fahrzeughöhensensoren M4 und
M5 Fahrzeughöhenschwingungen erfassen, die unterdrückt werden
sollen. Des weiteren besteht die Möglichkeit, daß die Resonanzfrequenz
der Fahrzeughöhenschwingungen an der Vorderradseite
nicht der an der Hinterradseite entspricht. Unter Berücksichtigung
dieser Tatsache ist die Konvergierrichtung
der Fahrzeughöhe in Richtung auf die mittlere Fahrzeughöhe
an der Vorderradseite nicht die gleiche wie an der Hinterradseite,
und zwar selbst dann nicht, wenn die Fahrzeughöhenschwingungen
an der Vorderradseite und Hinterradseite
zur gleichen Zeit einen Nullwert erreichen können.
Erfindungsgemäß werden die beiden Verzögerungszeiten (erste
und zweite Verzögerungszeit) getrennt für die Vorderräder M1
und die Hinterräder M2 vorgesehen und in Abhängigkeit von
der Fahrzeuggeschwindigkeit geändert. Ferner wird die Beziehung
zwischen der ersten und zweiten Verzögerungszeit so
festgelegt, daß die Fahrzeughöhenschwingungen an der Vorderradseite
und der Hinterradseite aus der gleichen Konvergierrichtung
in Richtung auf die mittlere Fahrzeughöhe konvergieren
und nahezu zur gleichen Zeit bei der mittleren Fahrzeughöhe
auf Null gebracht werden.
Es ist möglich, die vorstehend erwähnte Beziehung für jede
Art von Fahrzeugkarosserien M3 durch praktische Experimente
zu erhalten. Mit anderen Worten, geeignete Verzögerungszeiten,
die entweder auf die Vorderräder M1 oder die Hinterräder
M2 bezogen sind, werden in Abhängigkeit von Fahrzeuggeschwindigkeiten
ausgewählt, so daß ein guter Fahrkomfort
erhalten wird und Fahrzeughöhenschwingungen in einem frühen
Stadium derselben auf Null gebracht werden können. Dann werden
geeignete Verzögerungszeiten, die auf die anderen Verzögerungszeiten
der Vorderräder M1 und der Hinterräder M2
bezogen sind, für jede Kombination von Fahrzeuggeschwindigkeiten
und geeigneten Verzögerungszeiten durch Experimente
ausgewählt, so daß die Fahrzeughöhenschwingungen an der Vorderrad-
und Hinterradseite aus der gleichen Richtung nahezu
zur gleichen Zeit in Richtung auf die mittlere Fahrzeughöhe
konvergieren. Auf diese Weise wird eine Karte 80 erhalten,
die die Beziehung zwischen den Verzögerungszeiten und den
Fahrzeuggeschwindigkeiten zeigt. Die Dämpfungskraftsteuereinrichtung
M9 bezieht sich auf eine solche Karte und wählt
die erste und zweite Verzögerungszeit aus, die unabhängig
voneinander geeignete Werte auf der Basis der gegenwärtigen
Fahrzeuggeschwindigkeit besitzen.
Es wird nunmehr eine Fahrzeughöhen-(Karosserie)-Vibrationssteuervorrichtung
gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. In Fig. 2 ist ein
Fahrzeug gezeigt, das eine Fahrzeugkarosserievibrationssteuervorrichtung
gemäß der bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung besitzt. Luftfederungen 2, 3, 4 und 5
sind zwischen einer Fahrzeugkarosserie und einem linken und
rechten Vorderrad und einem linken und rechten Hinterrad
vorgesehen. Da jede Luftfederung 2, 3, 4 und 5 den gleichen
Aufbau besitzt, wird aus Bequemlichkeitsgründen nur die
Luftfederung 2 beschrieben, die zwischen der Fahrzeugkarosserie
und dem rechten Vorderrad vorgesehen ist.
Die Luftfederung 2 besitzt eine Luftkammer 11a mit veränderlicher
Federkonstanten und einen Stoßdämpfer 12a mit veränderlicher
Dämpfungskraft. Die Luftkammer 11a dient zur
Änderung der Fahrzeughöhe. Des weiteren umfaßt die Luftfederung
2 ein Fahrzeughöhensteuerventil 13a und eine Luftfederungsbetätigungseinheit
14a. Das Fahrzeughöhensteuerventil
13a, bei dem es sich um ein Elektromagnetventil mit zwei
Öffnungen und zwei Positionen mit Federkompensation handelt,
unterbricht normalerweise den Durchgang von Druckluft von
einem Druckluftzuführ- und Abführsystem 6 und schließt den
Luftkanal an, wenn die Fahrzeughöhe eingestellt wird. Die
Luftfederungsbetätigungseinheit 14a ändert die Größe
(Niveau) der Dämpfungskraft des Stößdämpfers 12a sowie den
Wert der Federkonstanten der Luftkammer 12a. Die Luftfederungen
2, 3, 4 und 5 sind des weiteren in der US-PS 47 44 589
erläutert, deren Offenbarung hiermit in die vorliegende
Offenbarung eingearbeitet wird.
Das Druckluftzuführ- und -abführsystem 6 umfaßt einen Motor
20, einen Kompressor 2, einen Lufttrockner 22, ein Luftsolenoidventil
23 und Absperrventile 24 und 25. Der Motor 20
treibt den Kompressor 21 an, so daß dieser die zum Vergrößern
der Fahrzeughöhe erforderliche Druckluft erzeugt.
Der Lufttrockner 22 trocknet die vom Kompressor 21 über das
Absperrventil 25 zugeführte Druckluft. Das Luftsolenoidventil
23 gibt Luft von den Luftkammern 11a, 11b, 11c und 11d
ab, wenn die Fahrzeughöhe verringert werden soll. Während
der Einstellung der Fahrzeughöhe wird das Luftsolenoidventil
23 so gesteuert, daß es in einem geschlossenen oder
einem offenen Zustand aufrechterhalten wird. Wenn das Ventil
23 geschlossen ist und die Fahrzeughöhensteuerventile 13a,
13b, 13c und 13d offen sind, wird Druckluft vom Kompressor
21 den Fahrzeughöhensteuerventilen 13a, 13b, 13c und 13d zugeführt,
so daß die Fahrzeughöhe vergrößert wird. Wenn andererseits
das Luftsolenoidventil 23 geöffnet und die Fahrzeughöhensteuerventile
13a, 13b, 13c und 13d geöffnet sind,
wird Druckluft aus den Luftkammern 11a, 11b, 11c und 11d
abgegeben, so daß die Fahrzeughöhe vermindert wird.
Der Stoßdämpfer 12a wird nachfolgend in Verbindung mit den
Fig. 3A bis 3D beschrieben. Die Fig. 3B, 3C und 3D
sind Schnitte entlang den Linien IIIB-IIIB, IIIC-IIIC und
IIID-IIID in Fig. 3A. Jeder Stoßdämpfer 12b, 12c und 12d
besitzt den gleichen Aufbau wie der Stoßdämpfer 12a. Wie in
Fig. 3A gezeigt, umfaßt der Stoßdämpfer 12a eine Kolbenstange
31, die innerhalb eines Außenzylinders 30 angeordnet
ist, und einen Kolben 32, der gleitend in eine Innenwand
des Außenzylinders 30 eingepaßt ist. Innerhalb der
Kolbenstange 31 ist eine Steuerstange 33 beweglich angeordnet,
die von der Luftfederungsbetätigungseinheit 14a angetrieben
wird (Fig. 2). Ein Drehventil 34, das in die
Steuerstange 33 integriert ist, ist innerhalb der Kolbenstange
31 vorgesehen. Das Drehventil ist innerhalb der
Kolbenstange 31 vorgesehen. Das Drehventil 34 weist drei
Öffnungen 35 auf, und die Kolbenstange 31 besitzt ebenfalls
drei Öffnungen 36. Die Betätigungseinheit 14a dreht die
Steuerstange 33 derart, daß die Öffnungen 35 und 36 geöffnet
oder geschlossen und somit die durch die Öffnungen dringende
Ölmenge eingestellt wird. Durch diese Einstellung der
Dämpfungskraft des Stoßdämpfers 12a ist es möglich, die Federungscharakteristik
auf Weich, Sportlich oder Hart zu
stellen. Wenn die Dämpfungskraft auf ein niedriges Niveau
eingestellt wird, ist die Federungscharakteristik auf Weich
eingestellt. Besitzt die Dämpfungskraft ein hohes Niveau,
ist die Federungscharakteristik auf Hart eingestellt.
Sportlich ist ein Zwischenzustand zwischen weich und hart.
Die Luftfederungsbetätigungseinheit 14a umfaßt einen Gleichstrommotor
(nicht gezeigt), dessen Drehkraft über ein Zahnrad,
das mit einer Welle des Gleichstrommotors kämmt, auf
die Steuerstange 33 des Stoßdämpfers 12a übertragen wird.
Diese Anordnung ist in der US-PS 47 56 549 beschrieben,
deren Offenbarung in die vorliegende Offenbarung eingearbeitet
wird. Wenn sich der Gleichstrommotor unter der
Steuerung einer elektronischen Steuereinheit 50 (die nachfolgend
im Detail beschrieben wird) in normaler oder entgegengesetzter
Richtung gedreht wird, dreht sich die
Steuerstange 33 in normaler oder entgegengesetzter Richtung,
so daß die vorstehend erwähnten Öffnungen 35 und 36 geöffnet
oder geschlossen werden. Somit werden die Dämpfungskräfte
der Stoßdämpfer 12a, 12b, 12c und 12d verändert.
Das in Fig. 2 gezeigte Fahrzeug besitzt herkömmlich ausgebildete
Fahrzeughöhensensoren 41, 42, 43 und 44 sowie
einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 45. Jeder der Fahrzeughöhensensoren
41, 42, 43 und 44 ist zwischen der Fahrzeugkarosserie
und einem entsprechenden Rand der vier Räder
vorgesehen und gibt ein Erfassungssignal ab, das die Fahrzeughöhe
entsprechend einem Spalt zwischen der Fahrzeugkarosserie
und einem entsprechenden Aufhängungsarm (Stabilisator)
wiedergibt, der sich in Abhängigkeit von einer
vertikalen Bewegung des Rades bewegt. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
45 erfaßt die Geschwindigkeit des Fahrzeuges.
Ein Fahrzeughöheneinstellschalter 46 dient dazu, Solldaten
für die Fahrzeughöhe, wie beispielsweise einen
Schwellenwert, einzugeben.
Die Ausgangssignale der Sensoren 41-45 werden in die elektronische
Steuereinheit (hiernach einfach als ECU bezeichnet)
50 eingegeben. Die ECU 50 treibt den Motor 20 und die
Luftsolenoidventile 13a, 13b, 13c und 13d an, um die Fahrzeughöhe
zu steuern. Des weiteren treibt die ECU 50 die
Luftfederungsbetätigungseinheiten 14a, 14b, 14c und 14d an,
so daß die Dämpfungskraft eines jeden Stoßdämpfers (entsprechend
der Federungscharakteristik) wahlweise auf ein
niedriges Niveau, hohes Niveau oder Zwischenniveau und die
Federkonstante wahlweise auf einen geringen Wert, einen
großen Wert oder einen Zwischenwert eingestellt wird.
Die ECU 50 besitzt eine zentrale Verarbeitungseinheit (hiernach
einfach als CPU bezeichnet) 51, einen Lesespeicher
(hiernach einfach als ROM bezeichnet) 52 und einen Randomspeicher
(hiernach einfach als RAM bezeichnet) 53, die alle
über einen gemeinsamen Bus 54 miteinander verbunden sind,
der an eine Eingangs/Ausgangs-Schnittstellenschaltung 55
angeschlossen ist. Der ROM 52 speichert ein Programm des
Steuervorganges, der in den Fig. 4A, 4B und 5 gezeigt
ist, sowie die in Fig. 6 gezeigte Karte 80. Der RAM 53
steuert zeitweise verschiedenartige Daten. Die Signale von
den vorstehend erwähnten Sensoren 41 bis 45 werden über die
Eingangs/Ausgangs-Schnittstellenschaltung 55 in die CPU 51
eingegeben. Die CPU 51 gibt auf der anderen Seite Steuersignale
an die vorstehend erwähnte Betätigungseinheit und
Ventile über die Eingangs/Ausgangs-Schnittstellenschaltung
55 ab. Die ECU 50 besitzt des weiteren einen Unterstützungs-
RAM 56 zum Speichern einer Vielzahl von Daten. Die ECU 50
arbeitet gemäß einem Taktsignal CK, das von einem in der
ECU 50 vorgesehenen Taktgenerator erzeugt wird.
Die in Fig. 2 dargestellten Elemente entsprechen denen der
Fig. 1. Die Fahrzeughöhensensoren 41 und 42 entsprechen dem
Fahrzeughöhensensor M4, und die Fahrzeughöhensensoren
43 und 44 entsprechen dem Fahrzeughöhensensor
M5. Der Geschwindigkeitssensor 45 entspricht
dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor M6. Die
Stoßdämpfer 12a und 12b und die Luftfederungsbetätigungseinheit
14a und 14b entsprechen dem Fahrzeughöhenschwingungsdämpfungsmechanismus
M7. Die Stoßdämpfer 12c und 12d und die
Luftbetätigungseinheiten 14c und 14d entsprechen dem Fahrzeughöhenvibrationsdämpfungsmechanismus
M8. Die ECU 50 entspricht
der Dämpfungskraftsteuereinrichtung M9 und der Verzögerungszeiteinstelleinrichtung
M10.
Es wird nunmehr ein Fahrzeughöhen-(Karosserie)-Vibrationssteuervorgang
gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung in Verbindung mit den Fig. 4A, 4B, 5, 6
und 7 erläutert. Der in den Fig. 4A und 4B dargestellte
Steuervorgang wird für eine getrennte Steuerung der Vorderräder
und Hinterräder wiederholt ausgeführt. Die nachfolgende
Beschreibung bezieht sich in erster Linie auf die
Steuerung des Fahrzeughöhenvibrationsdämpfungsmechanismus
M7, der für die Vorderräder M1 vorgesehen ist (Fig. 1).
Der Steuervorgang beginnt damit, daß die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit
aus einem Ausgangswert des Geschwindigkeitssensors
45 errechnet wird (Schritt 110). Bei Schritt 120
werden unter Bezugnahme auf die in Fig. 6 gezeigte Karte 80
Dämpfungskraftänderungsparameter K₁ (mm) und K₂ (mm), die
von der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit V (km/h) abhängige
Werte besitzen, in die CPU 51 eingegeben. Die Änderungsparameter
K₁ und K₂ beziehen sich auf die getrennten
Fahrzeughöhenvibrationssteuerungen an der Vorderradseite und
der Hinterradseite. Die Parameter K₁ und K₂ werden dazu verwendet,
um zu bestimmen, ob die Dämpfungskraft erhöht werden
soll oder nicht. Bei Schritt 130 stellt die CPU 51 fest, ob
sich die momentane Dämpfungskraft auf dem niedrigen Niveau
befindet oder nicht. Beispielsweise steuert die CPU 51 entsprechende
Kennzeichen, die sich auf das vorgegebene
niedrige, mittlere und hohe Niveau der Dämpfungskraft beziehen,
und nimmt bei Schritt 130 auf diese Kennzeichen
Bezug.
Wenn die Dämpfungskraft auf niedrigem Niveau gehalten wird,
stellt die CPU 51 bei Schritt 140 fest, ob ein Absolutwert
/D₁/ einer relativen Fahrzeughöhenverschiebung, der von den
Ausgangswerten der Fahrzeugsensoren 41 und 42 für die Vorderräder
erhalten wurde, größer geworden ist als der Änderungsparameter
K₂.
Die relative Fahrzeughöhenverschiebung wird durch einen
Fahrzeughöhenberechnungsvorgang, der in Fig. 5 gezeigt ist,
immer wieder in einem vorgegebenen Intervall erneuert. Mit
anderen Worten, in Schritt 310 errechnet die CPU 51 einen
Durchschnittswert aus einer vorgegebenen Zahl von Ausgangswerten
von jedem Fahrzeughöhensensor 41, 42, 43 und 44. Bei
Schritt 320 subtrahiert die CPU 51 Ausgangswerte (Verschiebungswerte)
der Fahrzeughöhensensoren 41, 42, 43 und 44 von
den entsprechenden Durchschnittswerten, so daß die relativen
Fahrzeughöhenverschiebungen auf der Seite der vier Räder unabhängig
voneinander erhalten werden. Bei Schritt 330 errechnet
die CPU 51 einen Durchschnittswert D₁ der relativen
Fahrzeughöhenverschiebungen in bezug auf die Vorderräder
sowie einen Durchschnittswert D₂ der relativen Fahrzeughöhenverschiebungen
in bezug auf die Hinterräder.
Wie in Fig. 4A gezeigt ist, bestimmt die CPU 51 in Schritt
150, ob der Absolutwert /D₁/ größer geworden ist als der
Änderungsparameter K₁ oder nicht, wenn in Schritt 140 bestimmt
wurde, daß der Absolutwert /D₁/ dem Änderungsparameter
K₂ entspricht oder geringer als dieser ist. Wenn das
in Schritt 150 erhaltene Ergebnis NEIN ist, endet der
Steuervorgang. Danach wird der in den Fig. 4A, 4B und 5
dargestellte Steuervorgang in den vorgegebenen Intervallen
wiederholt durchgeführt. Während des Steuervorganges bestimmt
die CPU 51 jedesmal dann, wenn in Schritt 150 festgestellt
wurde, daß /D₁/ <K₁ ist, daß die Fahrzeughöhenschwingung
vernachlässigbar gering ist, so daß die Dämpfungskraft
auf dem niedrigen Niveau gehalten wird.
Es wird ein Fall betrachtet, bei dem mindestens eines der
Vorderräder über ein Hindernis oder einen Vorsprung auf
einer Straßenoberfläche läuft, so daß der Absolutwert /D₁/
den Änderungsparameter K₂ übersteigt. In diesem Fall ist das
im Schritt 140 erhaltene Ergebnis positiv. Somit rückt der
Steuervorgang zu Schritt 160 vor, bei dem die CPU 51 den
Wert der Verzögerungszeit K₃, der auf die Vorderräder
bezogen ist, und die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit V aus
der in Fig. 6 gezeigten Karte 80 eingibt. In Schritt 170
stellt die CPU 51 fest, ob die Verzögerungszeit K₃ von dem
Zeitpunkt an abgelaufen ist, an dem in Schritt 140 festgestellt
wurde, daß /D₁/ <K₂ ist, oder nicht. Die auf die
Vorderräder bezogene Dämpfungskraft wird auf dem niedrigen
Niveau gehalten, bis die Verzögerungszeit K₃ abgelaufen ist.
Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit beispielsweise 60 km/h beträgt,
wird der Wert der auf die Vorderräder bezogenen Verzögerungszeit
K₃ auf c₂ ms eingestellt.
Wenn das Ergebnis von Schritt 170 positiv wird, rückt der
Steuervorgang zu Schritt 180 vor, bei dem die CPU 51 auf die
in Fig. 6 gezeigte Karte 80 Bezug nimmt und eine Betätigungszeit
eingibt, während der die Dämpfungskraft eines
jeden Stoßdämpfers 12a und 12b in bezug auf die Vorderräder
auf dem hohen Niveau gehalten wird. Wenn die Verzögerungszeit
K₃ auf c₂ eingestellt wird, wird die Betätigungszeit
auf d₂ ms eingestellt. Während dieser Zeit werden die Luftfederungsbetätigungseinheiten
14a und 14b so angetrieben,
daß die Dämpfungskraft eines jeden Stoßdämpfers 12a und 12b
auf dem hohen Niveau gehalten wird (Schritt 190). Nachdem
die Dämpfungskraft eines jeden Stoßdämpfers 12a und 12b auf
das hohe Niveau eingestellt worden ist, wird der Steuervorgang
sofort beendet. Selbst wenn der Steuervorgang beendet
wird, wird die Dämpfungskraft eines jeden Stoßdämpfers 12a
und 12b während der Verzögerungszeit K₃ auf dem hohen Niveau
gehalten.
Die Dämpfungskraft eines jeden Stoßdämpfers 12c und 12d, die
für die Hinterräder vorgesehen sind, wird über den in den
Fig. 4A, 4B und 5 gezeigten Steuervorgang wie bei den
Stoßdämpfern 12a und 12b gesteuert. Wenn der Absolutwert
/D₁/ größer geworden ist als K₂ (in Schritt 140), nimmt die
CPU 51 in Schritt 160 auf die in Fig. 6 gezeigte Karte 80
Bezug und stellt die Verzögerungszeit K₃ auf c₅ (60 km/h)
ein.
Gemäß Fig. 7 wird ein Fall betrachtet, bei dem mindestens
eines der Vorderräder über ein Hindernis oder einen Vorsprung
(Fig. 7A) auf der Straßenoberfläche zum Zeitpunkt
t₁₀ läuft. Die Dämpfungskraft eines jeden Stoßdämpfers
12a und 12b für die Vorderräder wird auf dem niedrigen
Niveau gehalten, bis die Verzögerungszeit K₃ abgelaufen ist
(bis zum Zeitpunkt t₁₁). Somit ändert sich die relative
Fahrzeughöhenverschiebung, wie durch die durchgezogene Linie
in Fig. 7B dargestellt ist. Die Dämpfungskraft eines jeden
Stoßdämpfers 12a und 12b wird zum Zeitpunkt t₁₁ auf das hohe
Niveau geändert und während der Betätigungszeit d₂ ms aufrechterhalten.
In dem dargestellten Fall wird die Fahrzeughöhenschwingung
zum Zeitpunkt te auf Null gedrückt.
Wenn andererseits eines der Hinterräder oder beide Hinterräder
über das Hindernis oder den Vorsprung zum Zeitpunkt
t₂₀ laufen, wird die Dämpfungskraft eines jeden Hinterrades
auf dem niedrigen Niveau gehalten, bis der Verzögerungszeitwert
K₃ (dessen Wert geringer ist als der für die Vorderräder)
abgelaufen ist (bis zum Zeitpunkt t₂₁). Zum Zeitpunkt
t₂₁ wird die Dämpfungskraft eines jeden Stoßdämpfers 12c und
12d auf das hohe Niveau geändert und dann während der Betätigungszeit
d₄ ms aufrechterhalten. Wie in Fig. 7A und 7B
gezeigt ist, wird die Fahrzeughöhenschwingung an der Hinterradseite
nahezu zum gleichen Zeitpunkt auf Null abgesenkt,
wie die Fahrzeughöhenschwingung an der Vorderseite auf Null
abgesenkt wurde (Zeitpunkt te). Ferner konvergiert die relative
Fahrzeughöhenverschiebung an der Hinterradseite in
Richtung auf die mittlere Fahrzeughöhe (wo die relative
Fahrzeugverschiebung Null ist) von der Minusseite in der
gleichen Weise wie die relative Fahrzeughöhenverschiebung an
der Vorderradseite. Mit anderen Worten, die relativen Fahrzeughöhenverschiebungen
an der Vorderrad- und Hinterradseite
konvergieren in Richtung auf die mittlere Fahrzeughöhe
aus der gleichen Konvergierrichtung (Minusseite der Verschiebung).
Somit wird die Fahrzeughöhenvibration auf Null
gebracht, so daß die Fahrzeugkarosserie erhöht und gestoppt
wird. Die Dämpfungskräfte der Stoßdämpfer 12a, 12b, 12c und
12d werden derart gesteuert, daß die Fahrzeughöhenverschiebung
an der Vorderradseite nahezu zum gleichen Zeitpunkt
entlang der gleichen Konvergierrichtung auf Null gebracht
wird. Es ist auf diese Weise möglich, den Fahrkomfort zu
verbessern.
Die in Fig. 6 dargestellte Karte 80 kann durch Fahrversuche
ermittelt werden. Zuerst werden die Parameter K₁, K₂, K₄ und
K₅ (K₄ und K₅ sind Halteparameter, die nachfolgend beschrieben
werden) und die Betätigungszeit einzeln auf bestimmte
Werte festgesetzt. Als nächstes werden die Werte für die
Verzögerungszeit K₃ für die Hinterräder für diverse Fahrzeuggeschwindigkeiten
V ermittelt, so daß ein Stoß aufgrund
einer rauhen Straßenoberfläche gedämpft und die Fahrzeughöhenverschiebung
innerhalb des ersten Zyklus auf Null gebracht
wird. Danach werden Versuche unter Verwendung von
Kombinationen der Fahrzeuggeschwindigkeiten, der verschiedenen
Werte der Verzögerungszeit K₃ für die Hinterräder und
von anderen Parametern durchgeführt. In diesen Versuchen
wird die Fahrzeughöhenschwingung an der Vorderradseite mit
der Fahrzeughöhenschwingung an der Hinterradseite für jeden
unterschiedlichen Wert der Verzögerungszeit K₃ miteinander
verglichen. Schließlich werden spezielle Werte für die auf
die Vorderräder bezogene Verzögerungszeit K₃ ausgewählt.
Diese Werte ermöglichen es, daß die Fahrzeughöhenschwingung
an der Vorderradseite aus der gleichen Konvergierrichtung
nahezu zum gleichen Zeitpunkt auf Null gebracht werden kann
wie die Fahrzeughöhenschwingung an der Hinterradseite. Auf
diese Weise wird die in Fig. 6 dargestellte Karte 80 erhalten.
Falls erforderlich, werden die Werte der Parameter
K₁, K₂, K₄ und K₅ und die Betätigungszeit eingestellt.
Die Beziehungen zwischen den in Fig. 6 dargestellten Werten
sind nachfolgend wiedergegeben. Die vorliegende Erfindung
ist jedoch nicht auf die in Fig. 6 aufgeführten Werte beschränkt.
a₂ < e₁ < a₁ = b₁ = f₁
a₂ = a₃, e₁ = e₂ = e₃ = e₄ = e₅ = e₆
a₁ = a₄ = a₅ = a₆,
b₁ = b₂ = b₃ = b₄ = b₅ = b₆
f₁ = f₂ = f₃ = f₄ = f₅ = f₆
c₁ < c₂ < c₃ < c₄ = c₅ = c₆
d₁ = g₁ < d₄ = g₄
d₁ = d₂ = d₃, d₄ = d₅ = d₆
g₁ = g₂ = g₃, g₄ = g₅ = g₆.
a₂ = a₃, e₁ = e₂ = e₃ = e₄ = e₅ = e₆
a₁ = a₄ = a₅ = a₆,
b₁ = b₂ = b₃ = b₄ = b₅ = b₆
f₁ = f₂ = f₃ = f₄ = f₅ = f₆
c₁ < c₂ < c₃ < c₄ = c₅ = c₆
d₁ = g₁ < d₄ = g₄
d₁ = d₂ = d₃, d₄ = d₅ = d₆
g₁ = g₂ = g₃, g₄ = g₅ = g₆.
Die nachfolgenden Bedingungen gehen aus den vorstehend
wiedergegebenen Werten hervor. Der Wert des Änderungsparameters
K₁, der auf die Vorderräder bezogen ist, nimmt mit
einem Ansteigen der Fahrzeuggeschwindigkeit ab. Der Wert des
Änderungsparameters K₁, der auf die Hinterräder bezogen ist,
ist unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit konstant. Der
Wert des Änderungsparameters K₂ ist unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit
festgelegt. Der Wert des Parameters K₃,
der auf die Vorderräder bezogen ist, nimmt mit einem Anstieg
der Fahrzeuggeschwindigkeit ab. Der Wert des Parameters K₃,
der auf die Hinterräder bezogen ist, ist unabhängig von der
Fahrzeuggeschwindigkeit konstant. Der Wert des Parameters
K₃, der auf die Vorderräder bezogen ist, ist immer größer
als der auf die Hinterräder bezogene Wert. Der Wert der Betätigungszeit,
der auf die Vorderräder bezogen ist, ist unabhängig
von der Fahrzeuggeschwindigkeit konstant. Der Wert
der Betätigungszeit, der auf die Hinterräder bezogen ist,
ist unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit konstant.
Alternativ dazu ist es möglich, in Abhängigkeit von der
Fahrzeuggeschwindigkeit den Wert des Änderungsparameters K₁,
der auf die Hinterräder bezogen ist, und/oder den Wert des
Änderungsparameters K₂ zu ändern. Es ist ebenfalls möglich,
die Betätigungszeit in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit
zu variieren.
Wie aus Fig. 4A hervorgeht, ist das in Schritt 130 erhaltene
Ergebnis während der Zeitdauer K₃ (= d₂ ms im vorstehend
erwähnten Beispiel) negativ, nachdem die Dämpfungskraft
auf das hohe Niveau geändert worden ist. In Schritt
200 gibt die CPU 51 aus der in Fig. 6 gezeigten Karte 80
die Werte der Halteparameter K₄ und K₅ ein, die auf die
Vorderräder bezogen sind und der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit
V entsprechen. Die Halteparameter K₄ und K₅
werden zur Bestimmung verwendet, ob die Dämpfungskraft
kontinuierlich aufrechterhalten oder abgesenkt werden soll.
Wenn die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit V beispielsweise
60 km/h beträgt, sind K₄ = e₂ mm und K₅ = f₂ mm. In Schritt
210 bestimmt die CPU 51, ob der Absolutwert /D₁/ größer ist
als der Halteparameter K₅ oder nicht. Wenn das Ergebnis in
Schritt 210 JA ist, werden die Schritte 180 und 190 zum
Ändern der Dämpfungskraft auf das hohe Niveau wieder hintereinander
durchgeführt. Dadurch wird die Dämpfungskraft für
jeden Stoßdämpfer 12a und 12b für die Vorder-(Hinter)-räder
kontinuierlich während der Betätigungszeit g₂ ms nach Ablauf
der Betätigungszeit d₂ ms auf dem hohen Niveau gehalten. Mit
anderen Worten, die Zeitdauer, während der die Dämpfungskraft
kontinuierlich auf dem hohen Niveau gehalten wird,
wird verlängert, wenn eine unnormale Fahrzeughöhenverschiebung,
die die Beziehung /D₁/ <K₅ erfüllt, auftritt oder das
Fahrzeug kontinuierlich auf einer fortdauernd rauhen Straße
läuft.
Wenn in Schritt 220 bestimmt worden ist, daß /D₁/ <K₄ ist
(d. h. K₅ /D₁/ <K₄), gibt die CPU 51 die auf die momentane
Fahrzeuggeschwindigkeit V bezogene Betätigungszeit ein
(Schritt 230). Im Schritt 240 steuert die CPU 51 die für die
Vorderräder vorgesehenen Stoßdämpfer 12a und 12b derart, daß
deren Dämpfungskraft während der Betätigungszeit, die in
Schritt 230 eingegeben wird, auf dem mittleren Wert gehalten
wird. Wenn die in den Schritten 210 und 220 erhaltenen Ergebnisse
beide negativ sind, wird der Steuervorgang sofort
beendet.
Es wird nunmehr ein Fall beschrieben, bei dem K₂ /D₁/ <K₁
ist. In diesem Fall ist das in Schritt 140 erhaltene Ergebnis
NEIN, und das in Schritt 150 erhaltene Ergebnis ist JA.
Danach werden die Schritte 250 und 260 (Fig. 4B) durchgeführt.
Die Schritte 250 und 260 sind die gleichen wie die
Schritte 160 und 170. Somit wird die Dämpfungskraft eines
jeden Stoßdämpfers 12a und 12b während der Verzögerungszeit
K₃ auf dem niedrigen Niveau gehalten. Wenn /D₁/ <K₂ ist
(Schritt 270), wird danach ermittelt, daß die Fahrzeughöhenschwingung
ansteigt, so daß die Dämpfungskraft auf das hohe
Niveau eingestellt wird (Schritt 180). Wenn selbst nach
Ablauf der Verzögerungszeit K₃ K₂ /D₁/ ist, wird die
Dämpfungskraft durch Ausführung der Schritte 230 und 240 auf
den mittleren Wert eingestellt.
In der gleichen Weise werden die Stoßdämpfer 12c und 12d für
die Hinterräder gesteuert, wenn K₂ /D₁/ <K₁ ist. Es versteht
sich, daß die Dämpfungskraft nicht im ersten Steuerunterprogramm
auf den mittleren Wert eingestellt wird. Wenn
das in Schritt 220 erhaltene Ergebnis positiv ist, wird
danach die Dämpfungskraft in Schritt 230 auf den mittleren
Wert eingestellt.
Wie vorstehend erläutert, wird der Wert der Verzögerungszeit
K₃, der zum Ändern der Dämpfungskraft eines jeden Stoßdämpfers
12a und 12b für die Vorderräder auf das hohe Niveau
verwendet wird, getrennt vom Wert für die Verzögerungszeit
K₃ festgelegt, der zum Ändern der Dämpfungskraft eines jeden
Stoßdämpfers 12c und 12d für die Hinterräder verwendet wird.
Die Werte der Verzögerungszeit K₃ werden durch Fahrversuche
festgelegt, so daß die Fahrzeughöhenverschiebung an der Vorderradseite
entlang der gleichen Konvergierrichtung nahezu
zum gleichen Zeitpunkt wie an der Hinterradseite gegen Null
konvergiert. Somit ist es möglich, den Fahrkomfort zu verbessern.
Mit der vorstehend erwähnten Anordnung erhält eine
in der Fahrzeugkarosserie befindliche Person das Gefühl, daß
es sich bei der Fahrzeughöhenschwingung um eine Stoßvibration
handelt.
Die vorstehend bechriebenes Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wählt den Wert der Verzögerungszeit K₃ zwischen
dem Zeitpunkt, an dem es erforderlich ist, die Dämpfungskraft
auf das hohe Niveau zu verändern, und dem Zeitpunkt,
an dem die Dämpfungskraft tatsächlich auf das hohe Niveau
geändert wird, in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit
V aus. Zusätzlich zu dieser Steuerung ist es möglich,
die Federkonstante einer jeden Luftkammer 11a und 11b (Fig.
2) auf ein hohes Niveau zu verändern, und zwar zum
gleichen Zeitpunkt wie die Dämpfungskraft für die Vorderräder
auf das hohe Niveau gebracht wird, und die Federkonstante
einer jeden Luftkammer 11c und 11d auf ein hohes
Niveau zu bringen, und zwar ebenfalls zum gleichen Zeitpunkt
wie die Dämpfungskraft für die Hinterräder auf das
hohe Niveau geändert wird. Mit dieser Anordnung wird es
möglich, die Zyklen der Fahrzeughöhenschwingungen an der
Vorderradseite und der Hinterradseite zu reduzieren. Somit
wird die Dämpfungskraft zu einem früheren Zeitpunkt auf das
hohe Niveau geändert. Folglich kann die Verzögerungszeit K₃
auf einen kleineren Wert eingestellt werden, so daß die
Fahrzeughöhenschwingung schneller auf Null gebracht werden
kann.
Alternativ dazu ist es möglich, eine auf die Vorderräder
bezogene Federkonstante zu verwenden, die sich von einer auf
die Hinterräder bezogenen Federkonstanten unterscheidet.
Dadurch wird der Unterschied zwischen den an der Vorderradseite
und der Hinterradseite erhaltenen Schwingungszyklen erhöht,
so daß die Verzögerungszeit K₃ aus einem breiteren
Bereich von möglichen Werten ausgewählt und somit der Freiheitsgrad
in bezug auf die Konstruktion erhöht werden kann.
Geeignete Werte der Federkonstanten können durch Fahrversuche
bestimmt werden. Es ist auch möglich, unterschiedliche
Werte der Federkonstanten für unterschiedliche Fahrzeuggeschwindigkeiten
V zu verwenden. Die Fahrzeughöhenschwingung
wird mit einer Erhöhung der Federkonstanten verringert, so
daß eine in der Fahrzeugkarosse sitzende Person ein viel
bequemeres Fahrgefühl erhält. Diejenige Anordnung, bei der
die Schwingungen innerhalb des ersten Zyklus auf Null gebracht
werden, führt zu dem am wenigsten unbequemen Fahrverhalten.
Bei den Versuchen zur Aufstellung der in Fig. 6 gezeigten
Karte 80 wird festgestellt, daß die Fahrzeughöhenschwingungen
unterdrückt worden sind, wenn sie weniger als einen
vorgegebenen Fahrzeughöhenbereich ausmachen (wenn beispielsweise
die Beziehung K₁ /D₁/ erfüllt ist). Dies ist
darauf zurückzuführen, daß in der Praxis immer geringfügige
Schwingungen vorhanden sind, wenn das Fahrzeug läuft. Ein
Fahrzeughöhensensor gibt ein Nullsignal ab, wenn die Fahrzeughöhe
unter einen vorgegebenen Wert abgesunken ist. In
einem Fall, in dem jeder Fahrzeughöhensensor 41-44 aus einem
derartigen Sensor besteht, ist es möglich, festzustellen,
daß die Fahrzeughöhenschwingungen unterdrückt worden sind, wenn
das Ausgangssignal eines jeden Sensors 41-44 einen Nullwert
erreicht hat.
Claims (19)
1. Dämpfungssteuerung für ein Fahrzeug
zum Unterdrücken von vorderrad- und hinterradseitigen
Fahrzeughöhenschwingungen z. B. als Hub- oder Nickschwingungen mit
einer Anzahl von Sensoren (M4; M5) zum Erfassen der vorderen und hinteren Fahrzeughöhe und mit
einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (M6), der zusammen mit den Fahrzeughöhensensoren (M4; M5) an eine Dämpfungskraftsteuereinrichtung (M9; 51) gekoppelt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Dämpfungskraftsteuereinrichtung (M9; 51) nach Ablauf einer ersten Verzögerungszeit (K3v) von einem Zeitpunkt, an dem an der Vorderradseite der Fahrzeugkarosserie (M3) ein erster Schwellenwert der Fahrzeughöhe überschritten wird, die vorderradseitige Dämpfung erhöht und nach Ablauf einer zweiten Verzögerungszeit (K3h) von einem Zeitpunkt, an dem an der Hinterradseite der Fahrzeugkarosserie (M3) ein zweiter Schwellenwert der Fahrzeughöhe überschritten wird, die hinterradseitige Dämpfung erhöht, wofür die Dämpfungskraftsteuereinrichtung (M9; 51) mit einer Verzögerungszeiteinstelleinrichtung (M10) gekoppelt ist, die in Abhängigkeit von einer gemessenen Fahrzeuggeschwindigkeit die erste und die zweite Verzögerungszeit (K3v; K3h) so einstellt, daß die Fahrzeughöhenschwingungen an der Vorder- und Hinterradseite aus einer identischen Konvergierrichtung nahezu zur gleichen Zeit auf eine mittlere Fahrzeughöhe abdämpfbar sind.
einer Anzahl von Sensoren (M4; M5) zum Erfassen der vorderen und hinteren Fahrzeughöhe und mit
einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (M6), der zusammen mit den Fahrzeughöhensensoren (M4; M5) an eine Dämpfungskraftsteuereinrichtung (M9; 51) gekoppelt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Dämpfungskraftsteuereinrichtung (M9; 51) nach Ablauf einer ersten Verzögerungszeit (K3v) von einem Zeitpunkt, an dem an der Vorderradseite der Fahrzeugkarosserie (M3) ein erster Schwellenwert der Fahrzeughöhe überschritten wird, die vorderradseitige Dämpfung erhöht und nach Ablauf einer zweiten Verzögerungszeit (K3h) von einem Zeitpunkt, an dem an der Hinterradseite der Fahrzeugkarosserie (M3) ein zweiter Schwellenwert der Fahrzeughöhe überschritten wird, die hinterradseitige Dämpfung erhöht, wofür die Dämpfungskraftsteuereinrichtung (M9; 51) mit einer Verzögerungszeiteinstelleinrichtung (M10) gekoppelt ist, die in Abhängigkeit von einer gemessenen Fahrzeuggeschwindigkeit die erste und die zweite Verzögerungszeit (K3v; K3h) so einstellt, daß die Fahrzeughöhenschwingungen an der Vorder- und Hinterradseite aus einer identischen Konvergierrichtung nahezu zur gleichen Zeit auf eine mittlere Fahrzeughöhe abdämpfbar sind.
2. Dämpfungssteuerung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Verzögerungszeiteinstelleinrichtungen (M10) die
folgenden Bestandteile umfassen:
Karteneinrichtungen (52; 80) zum Speichern von Werten für die erste und zweite Verzögerungszeit für vorgegebene Fahrzeuggeschwindigkeitsbereiche und eine Leseeinrichtung (51) zum Auslesen eines entsprechenden Wertes der ersten Verzögerungszeit, der auf einen entsprechenden Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich bezogen ist, in dem sich die von den Fahrzeuggeschwindigkeitssensoren gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit befindet, und zum Auslesen eines entsprechenden Wertes der zweiten Verzögerungszeit, der auf den einen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich bezogen ist, aus den Karteneinrichtungen, wobei der entsprechende eine Wert der ersten Verzögerungszeit und der entsprechende eine Wert der zweiten Verzögerungszeit, die aus den Karteneinrichtungen ausgelesen wurden, den Dämpfungskraftsteuereinrichtungen zugeführt werden.
Karteneinrichtungen (52; 80) zum Speichern von Werten für die erste und zweite Verzögerungszeit für vorgegebene Fahrzeuggeschwindigkeitsbereiche und eine Leseeinrichtung (51) zum Auslesen eines entsprechenden Wertes der ersten Verzögerungszeit, der auf einen entsprechenden Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich bezogen ist, in dem sich die von den Fahrzeuggeschwindigkeitssensoren gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit befindet, und zum Auslesen eines entsprechenden Wertes der zweiten Verzögerungszeit, der auf den einen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich bezogen ist, aus den Karteneinrichtungen, wobei der entsprechende eine Wert der ersten Verzögerungszeit und der entsprechende eine Wert der zweiten Verzögerungszeit, die aus den Karteneinrichtungen ausgelesen wurden, den Dämpfungskraftsteuereinrichtungen zugeführt werden.
3. Dämpfungssteuerung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die zweite Verzögerungszeit (K3h) bei einer gegebenen
Fahrzeuggeschwindigkeit geringer ist als die erste
Verzögerungszeit (K3v).
4. Dämpfungssteuerung nach einem der vorangehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Verzögerungszeiteinstelleinrichtungen (M10; 51) die
erste Verzögerungszeit (K3v) in den
Dämpfungskraftsteuereinrichtungen derart einstellen, daß
diese mit einem Abfalllen der
Fahrzeuggeschwindigkeit ansteigt.
5. Dämpfungssteuerung nach einem der vorangehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Dämpfungskraftsteuereinrichtungen (M9; 51)
Halteeinrichtungen (51) zum Halten der ersten
Dämpfungskraft auf einem ersten erhöhten Niveau während
einer ersten Betätigungszeit umfassen, nachdem die erste
Dämpfungskraft auf das erste erhöhte Niveau geändert worden
ist, und zum Aufrechterhalten der zweiten Dämpfungskraft auf
einem zweiten erhöhten Niveau während einer zweiten
Betätigungszeit, nachdem die zweite Dämpfungskraft auf das
zweite Niveau geändert worden ist.
6. Dämpfungssteuerung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
sie des weiteren Betätigungszeiteinstelleinrichtungen (51,
52, 80) zum Einstellen der ersten und zweiten
Betätigungszeit derart umfaßt, daß die erste und zweite
Betätigungszeit sich in Abhängigkeit von der von den
Fahrzeuggeschwindigkeitssensoren gemessenen Fahrzeuggeschwindigkeit
ändern.
7. Dämpfungssteuerung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die erste Betätigungszeit unabhängig von der
Fahrzeuggeschwindigkeit konstant ist.
8. Dämpfungssteuerung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die zweite Betätigungszeit unabhängig von der
Fahrzeuggeschwindigkeit konstant ist.
9. Dämpfungssteuerung nach einem der vorangehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Dämpfungskraftsteuereinrichtung (M9; 51) die folgenden
Bestandteile umfassen:
Erste Einrichtungen (51) zum Ermitteln, ob die erste Fahrzeughöhe (Vorderachse) einen ersten vorgegebenen Wert (K₂), der den ersten vorgegebenen Fahrzeughöhenbereich bildet, übersteigt oder nicht; und
zweite Einrichtungen (51) zum Ermitteln, ob die zweite Fahrzeughöhe (Hinterachse) einen zweiten vorgegebenen Wert (K₂), der den zweiten vorgegebenen Fahrzeughöhenbereich bildet, übersteigt oder nicht.
Erste Einrichtungen (51) zum Ermitteln, ob die erste Fahrzeughöhe (Vorderachse) einen ersten vorgegebenen Wert (K₂), der den ersten vorgegebenen Fahrzeughöhenbereich bildet, übersteigt oder nicht; und
zweite Einrichtungen (51) zum Ermitteln, ob die zweite Fahrzeughöhe (Hinterachse) einen zweiten vorgegebenen Wert (K₂), der den zweiten vorgegebenen Fahrzeughöhenbereich bildet, übersteigt oder nicht.
10. Dämpfungssteuerung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
sie des weiteren Einstelleinrichtungen (51; 52; 81) zum
Einstellen des ersten und zweiten vorgegebenen Wertes (K₂) auf
der Basis der von dem
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (M6) gemessenen
Fahrzeuggeschwindigkeit umfaßt.
11. Dämpfungssteuerung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
der erste vorgegebene Wert (K₂) unabhängig von der
Fahrzeuggeschwindigkeit konstant ist.
2. Dämpfungssteuerung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
der zweite vorgegebene Wert (K₂) unabhängig von der
Fahrzeuggeschwindigkeit konstant ist.
13. Dämpfungssteuerung nach einem der vorangehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der vorgegebene Fahrzeughöhenbereich an der Vorderachse einen ersten Fahrzeughöhenabschnitt und einen zweiten Fahrzeughöhenabschnitt aufweist, der eine größere Fahrzeughöhe besitzt, als sie im ersten Fahrzeughöhenabschnitt vorhanden ist;
die Dämpfungskraftsteuereinrichtungen (M9, 51) Einrichtungen (51) zum Ermitteln aufweisen, die feststellen, ob die von den ersten Fahrzeughöhensensoren gemessene Fahrzeughöhe an der Vorderachse innerhalb des ersten Fahrzeughöhenabschnittes oder des zweiten Fahrzeughöhenabschnittes liegt;
daß die erste Dämpfungskraft auf ein erstes erhöhtes Niveau eingestellt wird, wenn die Einrichtungen zum Ermitteln feststellen, daß die Fahrzeughöhe an der Vorderachse in dem ersten Fahrzeughöhenabschnitt liegt; und
die erste Dämpfungskraft auf ein zweites erhöhtes Niveau eingestellt wird, das größer ist als das erste erhöhte Niveau, wenn die Einrichtungen zum Ermitteln feststellen, daß die erste Fahrzeuggeschwindigkeit im zweiten Fahrzeughöhenabschnitt liegt.
der vorgegebene Fahrzeughöhenbereich an der Vorderachse einen ersten Fahrzeughöhenabschnitt und einen zweiten Fahrzeughöhenabschnitt aufweist, der eine größere Fahrzeughöhe besitzt, als sie im ersten Fahrzeughöhenabschnitt vorhanden ist;
die Dämpfungskraftsteuereinrichtungen (M9, 51) Einrichtungen (51) zum Ermitteln aufweisen, die feststellen, ob die von den ersten Fahrzeughöhensensoren gemessene Fahrzeughöhe an der Vorderachse innerhalb des ersten Fahrzeughöhenabschnittes oder des zweiten Fahrzeughöhenabschnittes liegt;
daß die erste Dämpfungskraft auf ein erstes erhöhtes Niveau eingestellt wird, wenn die Einrichtungen zum Ermitteln feststellen, daß die Fahrzeughöhe an der Vorderachse in dem ersten Fahrzeughöhenabschnitt liegt; und
die erste Dämpfungskraft auf ein zweites erhöhtes Niveau eingestellt wird, das größer ist als das erste erhöhte Niveau, wenn die Einrichtungen zum Ermitteln feststellen, daß die erste Fahrzeuggeschwindigkeit im zweiten Fahrzeughöhenabschnitt liegt.
14. Dämpfungssteuerung nach einem der vorangehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der vorgegebene Fahrzeughöhenbereich an der Hinterachse einen ersten Fahrzeughöhenabschnitt und einen zweiten Fahrzeughöhenabschnitt aufweist, der eine größere Fahrzeughöhe besitzt als sie im ersten Fahrzeughöhenabschnitt vorhanden ist;
die Dämpfungskraftsteuereinrichtungen (M9; 51) Einrichtungen zum Ermitteln aufweisen, die feststellen, ob die von den zweiten Fahrzeughöhensensoren gemessene Fahrzeughöhe im ersten Fahrzeughöhenabschnitt oder im zweiten Fahrzeughöhenabschnitt liegt;
die zweite Dämpfungskraft auf ein erstes erhöhtes Niveau eingestellt wird, wenn die Einrichtungen zum Ermitteln feststellen, daß die Fahrzeughöhe an der Hinterachse innerhalb des ersten Fahrzeughöhenabschnitts liegt; und
die zweite Dämpfungskraft auf ein zweites erhöhtes Niveau eingestellt wird, das größer ist als das erste erhöhte Niveau, wenn die Einrichtungen zum Ermitteln ermitteln, daß die Fahrzeughöhe an der Hinterachse innerhalb des zweiten Fahrzeughöhenabschnitts liegt.
der vorgegebene Fahrzeughöhenbereich an der Hinterachse einen ersten Fahrzeughöhenabschnitt und einen zweiten Fahrzeughöhenabschnitt aufweist, der eine größere Fahrzeughöhe besitzt als sie im ersten Fahrzeughöhenabschnitt vorhanden ist;
die Dämpfungskraftsteuereinrichtungen (M9; 51) Einrichtungen zum Ermitteln aufweisen, die feststellen, ob die von den zweiten Fahrzeughöhensensoren gemessene Fahrzeughöhe im ersten Fahrzeughöhenabschnitt oder im zweiten Fahrzeughöhenabschnitt liegt;
die zweite Dämpfungskraft auf ein erstes erhöhtes Niveau eingestellt wird, wenn die Einrichtungen zum Ermitteln feststellen, daß die Fahrzeughöhe an der Hinterachse innerhalb des ersten Fahrzeughöhenabschnitts liegt; und
die zweite Dämpfungskraft auf ein zweites erhöhtes Niveau eingestellt wird, das größer ist als das erste erhöhte Niveau, wenn die Einrichtungen zum Ermitteln ermitteln, daß die Fahrzeughöhe an der Hinterachse innerhalb des zweiten Fahrzeughöhenabschnitts liegt.
15. Dämpfungssteuerung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß
sie des weiteren Einstelleinrichtungen (51, 52, 80) zum
Einstellen des ersten vorgegebenen Fahrzeughöhenabschnittes
in Abhängigkeit von der von dem
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (M6) gemessenen
Fahrzeuggeschwindigkeit aufweist.
16. Dämpfungssteuerung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß
der erste und zweite vorgegebene Fahrzeughöhenabschnitt
unabhängig von der von den Fahrzeuggeschwindigkeitssensoren
gemessenen Fahrzeuggeschwindigkeit konstant sind.
17. Dämpfungssteuerung nach einem der vorangehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die erste Fahrzeughöhe einen Durchschnittswert von
Änderungen der Fahrzeughöhe an der Vorderradseite über eine
vorgegebene Meßzeit darstellt und daß die zweite
Fahrzeughöhe einen Durchschnittswert von Änderungen der
Fahrzeughöhe an der Hinterradseite über eine weitere vorgegebene
Meßzeit wiedergibt.
18. Dämpfungssteuerung nach einem der vorangehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Dämpfungskraftsteuereinrichtungen (M9; 51) zwei federnde Radaufhängungen (2; 3) an der Vorderradseite und zwei federnde Radaufhängungen (4; 5) an der Hinterradseite steuern;
wobei jede Radaufhängung eine veränderbare Federkonstante besitzt; und
die Dämpfungssteuerung in den Dämpfungskraftsteuereinrichtungen Federkonstanten- Steuereinrichtungen (51) umfaßt, die die beiden an der Vorderradseite vorgesehenen Radaufhängungen so steuern, daß deren veränderliche Federkonstanten zur gleichen Zeit erhöht werden wie die erste Dämpfungskraft, und die beiden an der Hinterradseite vorgesehenen Federungen derart steuern, daß deren veränderliche Federkonstanten zur gleichen Zeit erhöht werden wie die zweite Dämpfungskraft.
die Dämpfungskraftsteuereinrichtungen (M9; 51) zwei federnde Radaufhängungen (2; 3) an der Vorderradseite und zwei federnde Radaufhängungen (4; 5) an der Hinterradseite steuern;
wobei jede Radaufhängung eine veränderbare Federkonstante besitzt; und
die Dämpfungssteuerung in den Dämpfungskraftsteuereinrichtungen Federkonstanten- Steuereinrichtungen (51) umfaßt, die die beiden an der Vorderradseite vorgesehenen Radaufhängungen so steuern, daß deren veränderliche Federkonstanten zur gleichen Zeit erhöht werden wie die erste Dämpfungskraft, und die beiden an der Hinterradseite vorgesehenen Federungen derart steuern, daß deren veränderliche Federkonstanten zur gleichen Zeit erhöht werden wie die zweite Dämpfungskraft.
19. Dämpfungssteuerung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß
jede Radaufhängung eine Luftfederung enthält.
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