DE4025309C2 - Aktives Aufhängungssystem für Fahrzeuge mit Steuervorrichtung zur Unterdrückung von Stellungsänderungen des Fahrzeugaufbaus - Google Patents

Aktives Aufhängungssystem für Fahrzeuge mit Steuervorrichtung zur Unterdrückung von Stellungsänderungen des Fahrzeugaufbaus

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Description

Die Erfindung betrifft ein aktives Aufhängungssystem für Fahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein aktives Aufhängungssystem für Kraft­ fahrzeuge, das eine hohe Empfindlichkeit in bezug auf die Abtastung von Stel­ lungsänderungen des Fahrzeugaufbaus, etwa durch Rollen, das auch als Wan­ ken bezeichnet wird, oder Tauchen, das auch als Nicken bezeichnet wird, aufweist und dem Fahrzeugaufbau eine hohe Stabilität verleiht.
Ein aktives Aufhängungssystem gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs wird durch DE 38 13 695 A1 beschrieben. Es weist Vertikalbeschleunigungs­ sensoren auf, die jeweils eine vertikale Beschleunigung der Masse oberhalb einer Aufhängungseinheit erfassen, sowie Relativ-Verlagerungssensoren, die jeweils die vertikale relative Verlagerung der Massen oberhalb und unterhalb einer jeden Aufhängungseinheit erfassen. Eine Überwachungseinheit erzeugt für jede Aufhängungseinheit ein entsprechendes Steuersignal auf der Basis des Vertikalbeschleunigungssignals und des Relativ-Verlagerungssignals, so­ wie auf der Basis eines Signals für die relative Vertikalverlagerungsgeschwin­ digkeit, das durch Differenzieren des Relativ-Verlagerungssignals erhalten wird.
Die Steuersignale werden so bestimmt, daß die gesamte Fahrzeugkaros­ serie stabil gehalten ist. Das Steuersignal für eine Aufhängungseinheit wird dadurch ermittelt, daß das Signal des entsprechenden Vertikalbeschleunig­ gungssensors und das Signal sowie das differenzierte Signal des entsprechen­ den Relativ-Verlagerungssensors jeweils mit einem Verstärkungsfaktor multi­ pliziert und diese Produkte anschließend addiert werden.
Die EP 283 004 A beschreibt ein aktiv gesteuertes Aufhängungssystem mit Anti-Roll-Steuerung, das auf Seitenbeschleunigungen des Fahrzeugs anspricht und die Aufhängungs- Charakteristika einstellt. Die verwendete Steuereinheit ändert ihre Charakte­ ristik entsprechend den Rollbewegungen des Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit. In einem Bereich der Fahrzeuggeschwindig­ keit, in dem der größere Regelgewinn oder Verstärkungsfaktor der Regelung starke und nicht akzeptable, selbstinduzierte seitliche Vibrationen auslöst, wird der Gewinn auf einen kleineren Wert reduziert als bei anderen Ge­ schwindigkeitsbereichen. Insbesondere kann der größere Regelgewinn selbstinduzierte seitliche Schwingungen bei niedrigen Geschwindigkeiten auslösen, so daß der Gewinn hier auf einen kleineren Wert reduziert wird.
Die EP 285 153 A beschreibt eine aktiv gesteuerte Aufhängung für Fahrzeuge, die einen Faktor verwendet, der repräsentativ ist für einen selbstinduzierten Stellungsänderungs-Faktor als Korrekturfaktor für die Stellungsregelung. Die Aufhängungscharakteristik wird gesteuert auf der Basis von Parametern, die die Roll- und/oder Tauch­ energie repräsentieren. Der Korrekturfaktor, der repräsentativ ist für die selbstinduzierten Stellungsänderungen, wird abgeleitet auf der Basis der Än­ derungsgeschwindigkeit zur Unterdrückung der selbstinduzierten Roll- und/oder Tauchbewegungen. Durch Unterdrückung dieser Komponente aus der Roll- und/oder Tauchbeschleunigung können bessere, für die Roll- und/oder Tauchbewegungen repräsentative Charakteristika geliefert werden, so daß sich eine zufriedenstellende Fahrstabilität und ausreichender Fahr­ komfort ergeben.
Die EP 284 053 A beschreibt eine Aufhängungssteuerung für Kaftfahrzeuge zur Unterdrückung von Tauch­ bewegungen und Regelung der Stellung des Fahrzeugaufbaus. Das Aufhän­ gungssystem überwacht Tauchbewegungen des Fahrzeugs zur Einstellung von Ansprech-Charakteristika der Steuerung in Abhängigkeit von der Größe des Tauchmoments, das ausgeübt werden soll. Das Aufhängungssystem stellt die Aufhängungs-Charakteristika der vorderen und hinteren Aufhängungen unab­ hängig voneinander entsprechend vorgegebenen Anti-Tauch-Koeffizienten ein, die festgesetzt werden entsprechend den Aufhängungs-Charakteristika und/oder der Aufhängungsgeometrie des Fahrzeugs, für das sie angewendet werden.
Bei aktiven Aufhängungssystemen, die eine Steuerung zur Unterdrückung von Stellungsänderungen des Fahrzeugaufbaus auf der Basis von Längs- und/oder Querbeschleunigungen durchführen, treten Schwierigkeiten auf, wenn die Stellungsänderung des Fahrzeugaufbaus, d. h. die Roll- oder Tauchbewegung, in anderer Form als durch Längs- oder Querbeschleunigung erzeugt wird. Derartige Roll- und Tauchbewegungen können aufgrund der Form und Lage, z. B. von Wellen der Stra­ ßenoberfläche bei nicht glatter Fahrbahn, entstehen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein aktives Aufhängungssystem zu schaf­ fen, das die Möglichkeit bietet, Stellungsänderungen des Fahrzeugaufbaus auch dann zu erfassen und zu unterdrücken, wenn diese in anderer Weise als durch in dynamischen Fahrzuständen ausgeübte Beschleunigungen verursacht werden.
Die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeich­ nenden Teil des Hauptanspruchs.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform eines aktiven Aufhängungs-Steuersystems;
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau des Steuersystems für die Aufhängung gemäß Fig. 1 zeigt;
Fig. 3 ist ein Diagramm, aus dem die Beziehung zwischen dem Strom­ wert eines Aufhängungssteuersignals und dem Fluiddruck in ei­ ner der Arbeitskammern hervorgeht;
Fig. 4 ist ein Flußdiagramm, das den Ablauf der Roll-Steuerung und die entsprechende Ableitung des Aufhängungssteuersignals ver­ anschaulicht;
Fig. 5 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Regelge­ winn und der Winkelgeschwindigkeit der Rollbewegung zeigt;
Fig. 6 ist ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung einer anderen Ausführungsform des Steuersystems für die Aufhängung gemäß Fig. 1;
Fig. 7 zeigt in einem Diagramm ähnlich Fig. 5 die zusätzliche Verwen­ dung der Fahrzeuggeschwindigkeit als Parameter;
Fig. 8 ist ein Flußdiagramm, das ein anderes Steuerprogramm zur Ab­ leitung des Steuersignals für die Unterdrückung von Rollbewe­ gungen zeigt;
Fig. 9 ist ein Diagramm, aus dem die Beziehung zwischen dem Regel­ gewinn und der Winkelbeschleunigung der Rollbewegung her­ vorgeht;
Fig. 10 ist ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung des Verfahrensab­ laufs bei der Tauchsteuerung zur Ableitung des Aufhängungs- Steuerbefehls für eine Ausführungsform gemäß Fig. 2;
Fig. 11 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Regelge­ winn und der Winkelgeschwindigkeit der Tauchbewegung ver­ anschaulicht;
Fig. 12 ist ein Diagramm ähnlich Fig. 11, bezieht sich jedoch auf die zu­ sätzliche Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit als Parame­ ter;
Fig. 13 zeigt in einem Flußdiagramm eine andere Art des Verfahrensab­ laufs bei der Bildung der Aufhängungs-Steuersignale, welches durchgeführt werden kann mit einem System gemäß Fig. 6;
Fig. 14 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Regelge­ winn und der Winkelbeschleunigung der Tauchbewegung zeigt.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform des Aufhängungssystems zur Regelung der Aufbauhöhe und der Stellung des Fahrzeugaufbaus durch Unterdrückung von Relativbewegungen zwischen dem Fahrzeugaufbau 10 und den Aufhängungs­ gliedern 24Fl, 24FR, 24RL und 24RR der entsprechenden vorne links, vorne rechts, hinten links und hinten rechts liegenden Aufhängungsmechanismen 14FL, 14FR, 14RL und 14RR, die drehbar die vier Fahrzeugräder 11FL, 11FR, 11RL und 11RR tragen. Die Aufhängungsglieder sollen anschließend nur noch mit der Bezugsziffer 24 bezeichnet werden. Die Aufhängungsmechanismen sollen mit 14 bezeichnet werden. Die vier Aufhängungsmechanismen 14FL, 14FR, 14RL und 14RR weisen Hydraulikzylinder 26FL, 26FR, 26RL und 26RR auf, die überwiegend auch nur mit 26 bezeichnet werden sollen.
Die Hydraulikzylinder 26 liegen zwischen dem Fahrzeugaufbau 10 und den Aufhängungsgliedern 24 und erzeugen eine Dämpfungskraft zur Unter­ drückung von Relativbewegungen zwischen dem Aufbau und den Aufhän­ gungsgliedern. Die Hydraulikzylinder 26 umfassen insgesamt einen im we­ sentlichen geschlossenen Zylinder 26a, der eine Kammer bildet. Ein Kolben 26c ist gleitend verschiebbar in der Kammer des Hydraulikzylinders 26 ange­ ordnet und begrenzt in dieser eine Arbeitskammer 26d sowie eine Ver­ gleichsdruckkammer 26e. Die Arbeitskammer 26d kann mit der Vergleichs­ druckkammer 26e über eine Öffnung in dem Kolben mit begrenztem Durch­ laß in Verbindung stehen. Der Kolben 26c ist mit dem zugehörigen Aufhän­ gungsglied 24 über eine Kolbenstange 26b verbunden. Eine Aufhängungs- Schraubenfeder 36 ist bei der gezeigten Art der Aufhängung nicht erforder­ lich zur Erzeugung einer Federkraft in der üblicherweise notwendigen Größe, sondern lediglich für die Federkraft, die notwendig ist, den Fahrzeugaufbau oberhalb der Aufhängungsglieder zu halten.
Die Arbeitskammer 26d des Hydraulikzylinders 26 ist mit einem der Druck­ steuerventile 28FL, 28FR, 28RL und 28RR über eine Drucksteuerleitung 38 verbunden. Die Drucksteuerventile 28FL, 28FR, 28RL und 28RR sollen eben­ falls nur noch mit 28 bezeichnet werden. Die Drucksteuerventile 28 sind ih­ rerseits mit einer Druckquelle 16 über eine Zufuhrleitung 35 und eine Rück­ leitung 37 verbunden. Eine Zweigschaltung verbindet die Drucksteuerleitung 38 mit einem Druckspeicher 34 über eine Drossel, etwa die Drossel 32. Ein weiterer Druckspeicher 18 ist in der Zufuhrleitung 35 zum Speichern von übermäßen Drücken vorgesehen, die durch die Druckquelle 16 erzeugt wer­ den könnten.
Die Drucksteuerventile 28 umfassen über die Darstellung der Fig. 1 hinaus elektrisch oder elektromagnetisch betätigte Schaltorgane, wie etwa Proporti­ onalmagneten. Der Hydraulikzylinder 26 und das Drucksteuerventil 28 kön­ nen beliebig aufgebaut sein, sofern sie die Einstellung der Dämpfungs- Charakteristika mit hoher Ansprechgenauigkeit gestatten.
Die Betätigungsorgane sind mit einer auf einem Mikroprozessor basierenden Steuereinheit 100 verbunden. Die Steuereinheit 100 ist mit einem Sensor 102 für Seitenbeschleunigung, einem Sensor 104 für Längsbeschleunigungen und Sensoren 106FL, 106FR, 106RL und 106RR für Vertikalbeschleunigungen verbunden. Es ist bekannt, daß Sensoren 102 für Seitenbeschleunigungen die auf den Fahrzeugaufbau ausgeübte Beschleunigung erfassen und entsprechen­ des Signal gy abgeben können. In ähnlicher Weise überwacht der Sensor 104 für Längsbeschleunigungen diese Beschleunigung und erzeugt ein Längsbe­ schleunigungssignal gx. Die Vertikal-Sensoren 106FL, 106FR, 106RL und 106RR sind an den jeweiligen Positionen der Aufhängungen 14FL, 14FR, 14RL und 14RR vorgesehen. Diese Sensoren 106FL, 106FR, 106RL und 106RR für senkrechte Beschleunigungen überwachten diese Beschleunigungen in Ver­ bindung mit den Aufhängungsmechanismen 14FL, 14FR, 14RL und 14RR und erzeugen Signale entsprechend den senkrechten Beschleunigungen an den vier Aufhängungspositionen, welche Signale mit gzFL, gzFR, gzRL und gzRR be­ zeichnet werden.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, umfaßt die Steuereinheit 100 einen Mikroprozessor 110, der ein Eingangs-/Ausgangs-Interface 112, eine arithmetische Schal­ tung 114 und einen Speicher 116 umfaßt. Der Sensor 102 für Seitenbe­ schleunigung ist mit dem Interface 112 des Mikroprozessors 110 über einen Analog-Digital-Wandler (A/D-Wandler) 120 verbunden. Der A/D-Wandler 120 wandelt die Analogsignale der Seitenbeschleunigung gy in entsprechende Di­ gitalsignale um. Andererseits ist der Längsbeschleunigungssensor 104 mit dem Eingangs-/Ausgangs-lnterface 112 über einen A/D-Wandler 122 verbun­ den. Der A/D-Wandler 122 wandelt das Analog-Signal der Beschleunigung gx in ein Digitalsignal der Längsbeschleunigung um. Die Vertikal-Sensoren 106FL, 106FR, 106RL und 106RR an den vier Radpositionen sind mit dem Eingangs-/Ausgangs-Interface 112 über A/D-Wandler 124FL, 124FR, 124RL und 124RR verbunden. Die A/D-Wandler 124FL, 124FR, 124RL und 124RR wandeln die Analogsignale der vier Sensoren gzFL, gzFR, gzRL und gzRR in Di­ gital-Signale der Beschleunigung um. Der Mikroprozessor 110 verarbeitet die digitalen Seitenbeschleunigungssignale in Steuerbefehle SFL, SFR, SRL und SRR für die vier Räder um. Diese Steuerbefehle SFL, SFR, SRL und SRR sind Stromsignale mit einem Stromwert, der der Größe der Einstellung des Fluid­ drucks entspricht.
Wie aus Fig. 3 hervorgeht, ist der Stromwert der Aufhängungs-Steuerbefehle variabel zwischen einem vorgegebenen Minimumwert SMIN und einem vor­ gegebenen Maximumwert SMAX. Der Fluiddruck wird ein Minimaldruck PMIN bei dem Minimalwert SMIN des Steuerbefehls und wird ein Maximal­ druck PMAX bei einem Maximalwert SMAX des Steuerbefehls. Der Minimal­ wert SMIN des Steuerbefehls wird eingestellt im Hinblick auf Rauschen, das sich dem Steuerstrom überlagern kann. Es ist erkennbar, daß der Fluiddruck in der Arbeitskammer 26d des Hydraulikzylinders 26 linear variiert zwischen dem Maximaldruck PMAX und dem Minimaldruck PMIN über einen vorgege­ benen neutralen Druck PN hinweg, der dem Stromwert SN entspricht.
Fig. 4 zeigt einen Programmablauf zur Ableitung des Steuerbefehls, der durch den Mikroprozessor 110 der Steuereinheit 100 gebildet wird. Der Pro­ grammdurchlauf erfolgt bei vorgegebenen Zeiten, beispielsweise alle 20 msec. Unmittelbar nach dem Start des Programms werden die Digitalsignale gy für Querbeschleunigung, gx für Längsbeschleunigung und gzFL, gzFR, gzRL und gzRR für die senkrechten Beschleunigungen an den Radaufhängungen im Schritt 1002 ausgelesen. Auf der Basis des Seitenbeschleunigungssignals gy, des Längsbeschleunigungssignals gx und der vier senkrechten digitalen Be­ schleunigungssignale an den Aufhängungen gzFL, gzFR, gzRL und gzRR, die in der Stufe 1002 ausgelesen worden sind, werden die entsprechenden Be­ schleunigungsdaten Gy, Gx und GzFL, GzFR, GzRL und GzRR im Schritt 1004 abgeleitet.
Sodann werden in Schritt 1006 die Geschwindigkeitsdaten für die Vertikal­ bewegung vorne links, vorne rechts, hinten links und hinten rechts, die mit VzFL, VzFR, VzRL und VzRR bezeichnet sind durch Integration der entspre­ chenden senkrechten Beschleunigungsdaten GzFL, GzFR, GzRL und GzRR über eine vorgegebene Zeit ermittelt. Anschließend wird in Schritt 1008 ein Wert abgeleitet, der die Winkelgeschwindigkeit der Rollbewegung wiedergibt. Dies erfolgt auf der Basis der vorderen, linken und rechten Vertikalgeschwin­ digkeit VzFL und VzFR. Das bedeutet, daß bei der gezeigten Ausführungsform der absolute Wert der Differenz der vorderen linken und rechten Vertikalgeschwindigkei­ ten VzFL und VzFR als Wert Winkelgeschwindigkeit der Rollbewegung verwendet wird. Auf der Grundlage dieses Wertes wird ein Korrekturwert Kg für den Regelgewinn im Schritt 1010 abgeleitet. In der Praxis wird eine Tabelle mit dem Gewinn-Korrekturwert Kg im Speicher 116 der Steuerein­ heit 110 eingespeichert, so daß er in bezug auf den Wert der die Roll-Winkel­ geschwindigkeit wiedergibt, abgefragt werden kann. Bei der gezeigten Aus­ führungsform ändert die in dem Speicher 116 festgehaltene Tabelle den Re­ gelgewinn linear in bezug auf die Roll-Winkelgeschwindigkeitsdaten wie in Fig. 5 gezeigt ist.
Sodann wird in Schritt 1012 ein vorgegebener Regelgewinn Kz modifiziert durch Hinzufügen des Gewinn-Korrekturwertes Kg, der in Schritt 1010 abge­ leitet worden ist. Die Steuerwerte, die von der senkrechten Bewegungsge­ schwindigkeit abhängen und mit SzFL, SzFR, SzRL und SzRR bezeichnet sind, werden auf der Basis der vorderen, linken und rechten sowie hinteren, lin­ ken und rechten senkrechten Bewegungsgeschwindigkeits-Daten VzFL, VzFR, VzRL und VzRR in Schritt 1014 ermittelt, nachdem der Regelgewinn Kz im Schritt 1012 modifiziert worden ist. In der Praxis werden die von der senk­ rechten Bewegungsgeschwindigkeit abhängigen Steuerdaten SzFL, SzFR, SzRL und SzRR abgeleitet durch Multiplikation der senkrechten Bewegungsge­ schwindigkeitsdaten VzFL, VzFR, VzRL und VzRR mit dem Regelgewinn Kz.
Im Schritt 1016 wird ein Anti-Tauch-Korrekturwert Sx auf der Basis der Längsbeschleunigungsdaten Gx. In der Praxis wird der Korrekturwert Sx be­ rechnet durch Multiplizieren der Längsbeschleunigungsdaten Gx mit einem vorgegebenen Anti-Tauch-Regelgewinn Kx. In ähnlicher Weise wird im Schritt 1018 der Anti-Roll-Korrekturwert Sy abgeleitet auf der Basis der Querbeschleunigungsdaten Gy. In der Praxis wird der Anti-Roll-Korrektur­ wert Sy berechnet durch Multiplizieren der Querbeschleunigungsdaten Gy mit einem vorgegebenen Anti-Roll-Regelgewinn Ky.
Die Art der Ableitung des Anti-Tauch-Korrekturwertes Kx und des Anti-Roll- Korrekturwertes Ky werden beschrieben in den zuvor erwähnten parallelen US-Patentanmeldung 1 69 201, 1 76 246 und 1 72 419. Der Inhalt dieser Druckschriften wird in die vorliegende Beschreibung einbezogen.
Sodann werden die Aufhängungs-Steuerbefehle SFL, SFR, SRL und SRR im Schritt 1020 abgeleitet durch folgende Gleichungen:
SFL = SzFL + Sx + Sy + SN
SFR = SzFR + Sx + Sy + SN
SRL = SzRL + Sx + Sy + SN
SRR = SzRR + Sx + Sy + SN
In diesen Gleichungen ist SN ein vorgegebener Höhensteuerwert, der ein Wert sein kann zur Einstellung der Fahrzeughöhe in eine neutrale Höhenposi­ tion, jedoch auch in beliebiger Weise anders festgesetzt sein kann. Anschlie­ ßend werden die Aufhängungs-Steuersignale SC, die repräsentativ sind für die Aufhängungs-Steuerwerte SFL, SFR, SRL und SRR im Schritt 1020 ausge­ worfen.
Sofern das Fahrzeug auf einer flachen und glatten Straße mit konstanter Ge­ schwindigkeit geradeaus fährt, werden keine Änderungen des Fahrzeugauf­ baus hervorgerufen. Daher sind der Querbeschleunigungs-Signalwert gy, der Längsbeschleunigungs-Signalwert gx und die senkrechten Beschleunigungs- Signalwerte gzFL, gzFR, gzRL und gzRR gleich Null (0). Alle Aufhängungs-Steu­ erwerte, die im Schritt 1016 abgeleitet werden, werden SN. Die Fahrzeughö­ he wird gehalten bei der Fahrzeughöhe, die repräsentiert wird durch den Signalwert SN. Wenn der Höhensteuerungssignalwert SN den neutralen Wert des Fahrzeugaufbaus darstellt, ist der Fluiddruck in den Arbeitskammern 26d der Hydraulikzylinder 26FL, 26FR, 26RL und 26RR bei den neutralen Druck PN.
Wenn die Fahrzeugräder 11FL, 11FR, 11RL und 11RR über Wellen auf der Straßenoberfläche fahren, kann die Schwingungskomponente in einem Fre­ quenzbereich, der dem Resonanzband des Fahrzeugaufbaus entspricht, durch Fluiddruckänderungen in dem Hydrauliksystem einschließlich der Druck­ steuerventile 28FL, 28FR, 28RL und 28RR absorbiert werden. Die Aufnahme der Schwingungsfrequenz, die dem Resonanzfrequenzbereich des Fahrzeug­ aufbaus entspricht, erfolgt durch Zufuhr des Leitungsdrucks durch den Einlaß des Drucksteuerventils bis hin zur Arbeitskammer 26d oder Ablassen des Fluiddrucks in der Arbeitskammer aus dem Auslaß des Drucksteuerventils. Andererseits wird die Schwingungskomponente in einem Frequenzbereich, der der Resonanzfrequenz der Räder entspricht, welche Frequenz relativ hoch liegt gegenüber der Resonanzfrequenz des Fahrzeugaufbaus, durch die Niederdruckspeicher 34 absorbiert.
Daraus ergibt sich, daß, solange die Größe der Vibration innerhalb der Ab­ sorptionsfähigkeit des Hydrauliksystems einschließlich des Drucksteuerven­ tils und des Druckspeichers gehalten wird, eine Stellungsänderung des Fahr­ zeugaufbaus nicht eintritt. Als Ergebnis befindet sich der Fahrzeugaufbau in einer normalen oder waagerechten Stellung. Wenn andererseits die Größe der relativ niederfrequenten Schwingungen mit einem Frequenzbereich in der Nähe der Resonanzfrequenz der Fahrzeugkarosserie die Aufnahmekapazi­ tät durch die Ventilwirkung im Drucksteuerventil überschreitet, kann die Fahrzeugstellung geändert werden, so daß Roll-, Tauch- und Wippbewegun­ gen erzeugt werden. Diese Stellungsänderung führt zu einer senkrechten Verschiebung zwischen dem Fahrzeugaufbau und den jeweiligen Rädern. Als Ergebnis variiert das die senkrechte Beschleunigung wiedergebende Signal gzFL, gzFR, gzRL und gzRR gegenüber dem Wert Null (0). Daher werden die der senkrechten Beschleunigung entsprechenden Daten GzFL, GzFR, GzRL und GzRR durch die Steuereinheit 110 abgeleitet. Auf der Grundlage der senk­ rechten Beschleunigungsdaten GzFL, GzFR, GzRL und GzRR, die auf diese Wei­ se abgeleitet worden sind, werden die senkrechten Geschwindigkeitsdaten VzFL, VzFR, VzRL und VzRR ermittelt. Auf der Grundlage der vorderen, linken und rechten Vertikalbewegungsdaten VzFL und VzFR werden die Rollbewe­ gungs-Winkelgeschwindigkeitsdaten abgeleitet durch Bildung der Differenz der vorderen, linken und rechten Senkrechtsgeschwindigkeitsdaten VzFL und VzFR. Der Gewinn-Korrekturfaktor Kg wird gebildet auf der Basis der Da­ ten der Rollbewegungs-Winkelgeschwindigkeit . Als Ergebnis wird der Re­ gelgewinn Kz zur Bildung der von der Vertikalbewegung abhängigen Höhen­ steuerwerte SzFL, SzFR, SzRL und SzRR modifiziert mit dem Korrekturfaktor Kg. Die Aufhängungssteuersignale SFL, SFR, SRL und SRR werden abgeleitet zur Regelung der Fahrzeughöhe. Bei der Unterdrückung der Rollbewegung wird der Fluiddruck in der Arbeitskammer bei den Aufhängungssystemen, bei denen die Fahrzeughöhe gesenkt wird, erhöht. Andererseits wird bei den Aufhängungssystemen, bei denen die Fahrzeughöhe erhöht ist, der Druck in der Arbeitskammer gesenkt. Durch Einstellung des Fluiddrucks in den Ar­ beitskammern kann eine Rollbewegung verhindert werden.
Daraus geht hervor, daß mit Hilfe der gezeigten Ausführungsform selbst dann, wenn eine Roll- oder Wippbewegung des Fahrzeugs aufgrund von Wellen auf der Straßenoberfläche induziert wird, unabhängig von der Größe der Querbe­ schleunigung die Ermittlung der Rollbewegung und eine die Rollbewegung unterdrückende Steuerung sichergestellt werden kann.
Da weiterhin die gezeigte Ausführungsform des Steuersystems die quer- und längsgerichteten beschleunigungsabhängigen Steuerbefehlkomponenten ein­ schließt, die bei Schritt 1016 und 1018 ermittelt werden, können Stellungs­ änderungen des Aufbaus, Roll- und Tauchbewegungen, die bei der Kurven­ fahrt, bei der Beschleunigung und Verzögerung auftreten können, ebenfalls erfolgreich vermieden werden.
Fig. 6 zeigt eine andere Ausführungsform der Steuereinheit, die anwendbar ist auf ein aktives Aufhängungssystem gemäß Fig. 1. Bei dieser Ausführungs­ form ist ein Geschwindigkeitssensor 108 für die Fahrzeuggeschwindigkeit zu­ sätzlich zur Überwachung und Lieferung von geschwindigkeitsabhängigen Da­ ten V vorgesehen. Der Geschwindigkeitssensor ist als solcher bekannt und kann beispielsweise einer Ausgangswelle eines Getriebezuges oder derglei­ chen zur Überwachung der Durchschnittsgeschwindigkeit der antreibenden Räder und damit zur Überwachung der Durchschnittsgeschwindigkeit des Fahrzeugs zugeordnet sein. Der Sensor erzeugt ein Impulssignal als Ge­ schwindigkeitssignal.
Bei der gezeigten Ausführungsform kann der Gewinn-Korrekturwert Kg, der in Schritt 1008 abzuleiten ist, modifiziert werden auf der Basis der Rollbewe­ gungs-Winkelgeschwindigkeit und im übrigen der Fahrzeuggeschwindig­ keitsdaten V. In der Praxis wird in einem derartigen Falle eine Anzahl von Gewinn-Korrekturwerttabellen gemäß Fig. 7 in den Speicher 116 eingege­ ben, so daß eine Tabellen entsprechend den Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten V ausgewählt werden kann. Das Auslesen der Tabellen erfolgt entgegen der ausgewählten Tabelle unter Bezugnahme auf die Rollbewegungs-Winkelge­ schwindigkeitsdaten. Wie aus Fig. 7 hervorgeht, sind die Regelgewinn-Kor­ rekturwerttabellen, die in den Speicher 116 eingespeichert sind, mit Varia­ tions-Charakteristika versehen, so daß sie unterschiedliche Steigerungsraten des Korrekturwertes entsprechend dem Anstieg der Rollbewegungs-Winkel­ geschwindigkeitsdaten aufweisen. Bei der gezeigten Ausführungsform wird die Tabelle mit der höheren Steigerungsrate bei höherer Fahrzeuggeschwin­ digkeit ausgewählt.
Da die Größe der Fahrzeug-Rollbewegung beeinflußt wird durch die Fahrzeug­ geschwindigkeit, erlaubt die Einführung der Fahrzeuggeschwindigkeit als zu­ sätzlichen Parameter eine noch genauere Einstellung der Dämpfungscharak­ teristik des Aufhängungssystems.
Fig. 8 zeigt eine abgewandelte Programmform zur Steuerung der Fahrzeug- Rollbewegung. Bei diesem Programm ist eine Rollbewegungs-Winkelbe­ schleunigung als Parameter zur Ableitung von von der senkrechten Be­ schleunigung abhängigen Steuerwerten SGFL, SGFR, SGRL und SGRR vorgese­ hen.
Unmittelbar nach dem Start des Programms werden das die Querbeschleuni­ gung anzeigende Digitalsignal gy, das Längsbeschleunigungssignal gx und die vier Digitalsignale gzFL, gzFR, gzRL und gzRR für die vier Räder im Schritt 1102 ausgelesen. Auf der Basis des Querbeschleunigungssignals gy, des Längs­ beschleunigungssignals gx und der vier Vertikalbeschleunigungssignale gzFL, gzFR, gzRL und gzRR aus Schritt 1102 werden in Schritt 1104 ein Querbe­ schleunigungswert Gy, ein Längsbeschleunigungswert Gx und vier Vertikalbe­ schleunigungswerte GzFL, GzFR, GzRL und GzRR gebildet.
In Schritt 1106 wird ein Rollbewegungs-Winkelbeschleunigungswert abgeleitet auf der Basis der vorderen, linken und rechten Vertikalbeschleunigungsdaten GzFL und GzFR. Bei der gezeigten Ausführungsform wird ein absoluter Wert einer Differenz zwischen den vorderen, linken und rechten Vertikalbeschleu­ nigungsdaten GzFL und GzFR verwendet als Rollbewegungs-Winkelbeschleuni­ gungswert . Auf der Basis des Rollbewegungs-Winkelbeschleunigungswertes kann ein von dieser Winkelbeschleunigung abhängiger Regelgewinn KG in Schritt 1108 abgeleitet werden. Bei der gezeigten Ausführungsform ist der Regelgewinn KG variabel in Abhängigkeit von der Größe der Rollbewegungs-Winkelbeschleuni-­ gung gemäß Fig. 9.
Anschließend werden in Schritt 1110 die senkrechten, beschleunigungsab­ hängigen Werte SGFL, SGFR, SGRL und SGRR errechnet auf der Basis der senkrechten Beschleunigungsdaten GzFL, GzFR, GzRL und GzRR und des Re­ gelgewinns KG. Die von der senkrechten Beschleunigung abhängigen Steuer­ werte SGFL, SGFR, SGRL und SGRR werden nach folgenden Gleichungen abge­ leitet:
SGFL = GzFL × KG
SGFR = GzFR × KG
SGRL = GzRL × KG
SGRR = GzRR × KG
Sodann werden in Schritt 1112 die Vertikalbewegungs-Geschwindigkeitsda­ ten, VzFL, VzFR, VzRL und VzRR vorne links und rechts sowie hinten links und rechts abgeleitet durch Integration der entsprechenden Beschleunigungsda­ ten GzFL, GzFR, GzRL und GzRR über eine vorgegebene Zeit. Anschließend werden die von der Vertikalbewegungsgeschwindigkeit abhängigen Steuerda­ ten SzFL, SzFR, SzRL und SzRR abgeleitet auf der Basis der Vertikalbewegungs- Geschwindigkeitsdaten VzFL, VzFR, VzRL und VzRR für vorne links und rechts sowie hinten links und rechts und den vorgegebenen Regelgewinn Kz. Dies geschieht in Schritt 1114. In der Praxis werden die von der Vertikalge­ schwindigkeit abhängigen Aufhängungssteuerwerte SzFL, SzFR, SzRL und SzRR abgeleitet durch Multiplizieren der Vertikalgeschwindigkeitsdaten VzFL, VzFR, VzRL und VzRR mit dem Regelgewinn Kz.
Im Schritt 1116 wird ein Anti-Tauch-Korrekturwert Sx auf der Basis der Längsbeschleunigungsdaten Gx. In der Praxis wird der Korrekturwert Sx be­ rechnet durch Multiplizieren der Längsbeschleunigungsdaten Gx mit einem vorgegebenen Anti-Tauch-Regelgewinn Kx. In ähnlicher Weise wird im Schritt 1118 der Anti-Roll-Korrekturwert Sy abgeleitet auf der Basis der Querbeschleunigungsdaten Gy. In der Praxis wird der Anti-Roll-Korrektur­ wert Sy berechnet durch Multiplizieren der Querbeschleunigungsdaten Gy mit einem vorgegebenen Anti-Roll-Regelgewinn Ky.
Die Art der Ableitung des Anti-Tauch-Korrekturwertes Kx und des Anti-Roll- Korrekturwertes Ky werden beschrieben in den zuvor erwähnten parallelen US-Patentanmeldung 169 201, 176 246 und 172 419. Der Inhalt dieser Druckschriften wird in die vorliegende Beschreibung einbezogen.
Sodann werden die Aufhängungs-Steuerbefehle SFL, SFR, SRL und SRR im Schritt 1020 abgeleitet durch folgende Gleichungen:
SFL = SzFL + Sx + Sy + SN + SGFL
SFR = SzFR + Sx + Sy + SN + SGFR
SRL = SzRL + Sx + Sy + SN + SGRL
SRR = SzRR + Sx + Sy + SN + SGRR
In diesen Gleichungen ist SN ein vorgegebener Höhensteuerwert, der ein Wert sein kann zur Einstellung der Fahrzeughöhe in eine neutrale Höhenposi­ tion, jedoch auch in beliebiger Weise anders festgesetzt sein kann. Anschlie­ ßend werden die Aufhängungs-Steuersignale SC, die repräsentativ sind für die Aufhängungs-Steuerwerte SFL, SFR, SRL und SRR im Schritt 1022 ausge­ worfen.
Daraus ergibt sich, daß bei der gezeigten Ausführungsform der von der Win­ kelbeschleunigung der Rollbewegung abhängige Faktor eingeführt wird durch Verwendung des Winkelbeschleunigungs-Steuersignals SGFL, SGFR, SGRL und SGRR, so daß eine Steuerung zur Unterdrückung von Rollbewegungen auch dann durchgeführt werden kann, wenn die Rollbewegung des Fahrzeugs ohne nennenswerte Seitenbeschleunigung eingeleitet wird.
In ähnlicher Weise ist es möglich, einen von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängigen Faktor zu verwenden zur Ableitung des von der Rollbewegungs- Winkelbeschleunigung abhängigen Regelgewinns, wie im Zusammenhang mit der vorangegangenen Ausführungsform in bezug auf den Gewinn-Korrektur­ wert Kg ausgeführt wurde. Obgleich bei den vorangegangenen Ausführungsfor­ men die Winkelgeschwindigkeit und Winkelbeschleunigung der Rollbewe­ gung als Parameter für die Anti-Roll-Steuerung verwendet wird, ist es eben­ falls möglich, eine Anti-Roll-Steuerung auf der Basis des Rollwinkels auszu­ führen. Obgleich die gezeigte Ausführungsform die senkrechten Beschleuni­ gungen als Parameter verwendet, die für die relative senkrechte Verschie­ bung zwischen dem Fahrzeugaufbau und den Rädern repräsentativ ist, kann auch der senkrechte Hub eingesetzt werden. Obgleich bei den beschriebenen Ausführungsformen die Winkelgeschwindigkeit der Rollbewegung und deren Winkelbeschleunigung auf der Basis der senkrechten Beschleunigungen der Vorderräder ermittelt werden, können auch die senkrechten Beschleunigun­ gen der Hinterräder oder Durchschnittswerte der Beschleunigungen der linken und rechten Räder verwendet werden.
Fig. 10 bis 14 zeigen ein Verfahren für eine Anti-Tauch-Steuerung einer akti­ ven Fahrzeugaufhängung. Der Aufbau des Aufhängungssystems kann Fig. 1 ent­ sprechen. Ebenso kann das Steuersystem zur Durchführung der Anti-Tauch- Steuerung identisch mit Fig. 2 und 6 sein.
Fig. 10 zeigt ein Programm zur Durchführung der erfindungsgemäßen Anti- Tauch-Steuerung der Aufhängung. Das Programm wird in vorgegebenen Zeit­ abständen, etwa alle 20 msec durchgeführt. Unmittelbar nach Beginn des Programmablaufs werden das Querbeschleunigungssignal gy, das Längsbe­ schleunigungssignal gx und die vier senkrechten Beschleunigungssignale an den vier Rädern gzFL, gzFR, gzRL und gzRR im Schritt 1202 ausgelesen. Auf der Basis des Querbeschleunigungssignals gy, des Längsbeschleunigungs­ signals gx und der vier senkrechten Beschleunigungssignale gzFL, gzFR, gzRL und gzRR, die im Schritt 1202 ausgelesen worden sind, werden Querbe­ schleunigungsdaten Gy, Längsbeschleunigungsdaten Gx und die vier senk­ rechten Beschleunigungsdaten GzFL, GzFR, GzRL und GzRR im Schritt 1204 abgeleitet.
Sodann folgt Schritt 1206, bei dem die vier senkrechten Bewegungsge­ schwindigkeitsdaten, VzFL, VzFR, VzRL und VzRR abgeleitet werden durch In­ tegration der vier senkrechten Beschleunigungsdaten GzFL, GzFR, GzRL und GzRR über eine vorgegebene Zeit. Anschließend wird in Schritt 1208 ein für die Tauchbewegung repräsentativer Winkelgeschwindigkeitswert abgeleitet auf der Basis der vorderen rechten und hinteren rechten senkrechten Bewe­ gungsgeschwindigkeiten VzFR und VzRR. Bei der gezeigten Ausführungsform wird ein absoluter Wert der Differenz zwischen den vorderen linken und rechten senkrechten Bewegungsgeschwindigkeiten VzFR und VzRR verwen­ det als für die Winkelgeschwindigkeit der Tauchbewegung repräsentativer Wert Auf der Basis der Winkelgeschwindigkeitsdaten der Tauch- oder Nickbewegung wird ein Korrekturwert des Regelgewinns, mit Kg bezeichnet, in Schritt 1210 abgeleitet. In der Praxis wird eine Tabelle des Gewinn-Kor­ rekturwerts Kg in den Speicher 116 der Steuereinheit 110 eingegeben, so daß die Tabelle entsprechend den Tauchbewegungs-Winkelgeschwindigkeits­ daten ausgelesen werden kann. Bei der gezeigten Ausführungsform ändert sich die Tabelle, die in den Speicher 116 eingegeben ist, in linearer Weise in Beziehung zu den von der Tauch- oder Nickbewegung abhängigen Winkelge­ schwindigkeitsdaten wie in Fig. 11 gezeigt ist.
Sodann wird in Schritt 1212 ein vorgegebener Regelgewinn Kz modifiziert durch Hinzufügen des Gewinn-Korrekturwertes Kg, der in Schritt 1210 abge­ leitet worden ist. Sodann werden die für die senkrechte Bewegungsge­ schwindigkeit repräsentativen Steuerwerte SzFL, SzFR, SzRL und SzRR abge­ leitet auf der Basis der vorderen linken und rechten sowie hinteren linken und rechten senkrechten Bewegungsgeschwindigkeitsdaten VzFL, VzFR, VzRL und VzRR, nach Modifikation des Regelgewinns Kz in Schritt 1212 (Schritt 1214). In der Praxis werden die von der senkrechten Bewegungsgeschwin­ digkeit abhängigen Steuerdaten SzFL, SzFR, SzRL und SzRR abgeleitet durch Multiplizieren der senkrechten Bewegungsgeschwindigkeitsdaten VzFL, VzFR, VzRL und VzRR mit dem Regelgewinn Kz.
Im Schritt 1216 wird ein Anti-Tauch-Korrekturwert Sx auf der Basis der Längsbeschleunigungsdaten Gx. In der Praxis wird der Korrekturwert Sx be­ rechnet durch Multiplizieren der Längsbeschleunigungsdaten Gx mit einem vorgegebenen Anti-Tauch-Regelgewinn Kx. In ähnlicher Weise wird im Schritt 1018 der Anti-Roll-Korrekturwert Sy abgeleitet auf der Basis der Querbeschleunigungsdaten Gy. In der Praxis wird der Anti-Roll-Korrektur­ wert Sy berechnet durch Multiplizieren der Querbeschleunigungsdaten Gy mit einem vorgegebenen Anti-Roll-Regelgewinn Ky.
Die Art der Ableitung des Anti-Tauch-Korrekturwertes Kx und des Anti-Roll- Korrekturwertes Ky werden beschrieben in den zuvor erwähnten parallelen US-Patentanmeldungen 169 201, 176 246 und 172 419. Der Inhalt dieser Druckschriften wird in die vorliegende Beschreibung einbezogen.
Sodann werden die Aufhängungs-Steuerbefehle SFL, SFR, SRL und SRR im Schritt 1220 abgeleitet durch folgende Gleichungen:
SFL = SzFL + Sx + Sy + SN
SFR = SzFR + Sx + Sy + SN
SRL = SzRL + Sx + Sy + SN
SRR = SzRR + Sx + Sy + SN
In diesen Gleichungen ist SN ein vorgegebener Höhensteuerwert, der ein Wert sein kann zur Einstellung der Fahrzeughöhe in eine neutrale Höhenposi­ tion, jedoch auch in beliebiger Weise anders festgesetzt sein kann. Anschlie­ ßend werden die Aufhängungs-Steuersignale SC, die repräsentativ sind für die Aufhängungs-Steuerwerte SFL, SFR, SRL und SRR im Schritt 1220 ausge­ worfen.
Daraus geht hervor, daß im wesentlichen die selbe Art der Unterdrückung der Stellungsänderungen erreicht werden kann wie bei der Ausführungsform der Anti-Roll-Steuerung gemäß Fig. 4. Selbst wenn bei der gezeigten Aus­ führungsform die Tauch-, Nick- oder Hubbewegungen durch Wellen der Stra­ ßenoberfläche unabhängig von einer Längsbeschleunigung induziert werden, können die Abtastung der Tauch- oder Nickbewegungen und die entspre­ chende Gegensteuerung sichergestellt werden.
Bei der gezeigten Ausführungsform ist der Gewinn-Korrekturwert Kg, der in Schritt 1208 abzuleiten ist, modifizierbar auf der Basis der Tauchbewegungs- Winkelgeschwindigkeit und im übrigen des Fahrzeuggeschwindigkeitswer­ tes V. In der Praxis werden in diesem Falle mehrere Korrekturwerttabellen gemäß Fig. 12 in dem Speicher 116 festgehalten, so daß eine der Tabellen ausgewählt werden kann in Beziehung zu den Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten V, und die Tabelle ausgelesen werden kann gegen die ausgewählte Tabelle in bezug auf die Tauchbewegungs-Winkelgeschwindigkeitsdaten Wie aus Fig. 12 hervorgeht, werden die Gewinn-Korrekturwerttabellen, die im Speicher 116 festgehalten sind, mit Variationscharakteristika versehen, die eine un­ terschiedliche Steigerungsrate des Gewinn-Korrekturwertes entsprechend einer Steigerung des Tauchbewegungs-Winkelgeschwindigkeitswertes auf­ weisen. Bei der gezeigten Ausführungsform wird die Tabelle mit größerer Steigerungsrate gewählt bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten.
Da die Größe der Tauchbewegungen beeinflußt wird durch die Fahrzeugge­ schwindigkeit, bedeutet die Einführung der Fahrzeuggeschwindigkeit als zu­ sätzlichen Parameter eine weitere Steigerung der Genauigkeit bei der Ein­ stellung der Dämpfungs-Charakteristika des Aufhängungssystems.
Fig. 13 veranschaulicht die Steuerung der Tauchbewegung in einem Flußdia­ gramm. Bei dem gezeigten Programmablauf wird eine Tauchbewegungs-Win­ kelbeschleunigung verwendet als Parameter zur Ableitung von Steuerwerten SGFL, SGFR, SGRL und SGRR, die von der senkrechten Beschleunigung abhän­ gen.
Unmittelbar nach Beginn des Programmablaufs werden das Querbeschleuni­ gungssignal gy, das Längsbeschleunigungssignal gx und die vier an den Rä­ dern ermittelten Beschleunigungssignale gzFL, gzFR, gzRL und gzRR im Schritt 1302 ausgelesen. Auf der Basis dieser Signale, die im Schritt 1302 er­ mittelt worden sind, werden Querbeschleunigungsdaten Gy, Lägsbeschleuni­ gungsdaten Gx und die vier Radbeschleunigungsdaten GzFL, GzFR, GzRL und GzRR im Schritt 1304 ausgelesen.
Im Schritt 1306 wird ein Tauchbewegungs- Beschleunigungswert abgeleitet auf der Basis der vorderen linken und hin­ teren linken Vertikalbeschleunigungsdaten GzFL und GzRL. Bei der gezeigten Ausführungsform wird der Absolutwert der Differenz der vorderen linken und hinteren linken Vertikalbeschleunigungsdaten GzFL und GzRL ver­ wendet als Tauchbewegungs-Winkelbeschleunigungswert . Auf der Basis dieses Wertes wird ein tauchbewegungs-winkelbeschleunigungs-abhängiger Regelgewinn KG abgeleitet in Schritt 1308. Bei der gezeigten Ausführungs­ form ist dieser Regelgewinn KG variabel in Abhängigkeit von der Größe der Tauchbewegungs- Winkelbeschleunigung gemäß Fig. 14.
Anschließend werden in Schritt 1310 die senkrechten, beschleunigungsab­ hängigen Werte SGFL, SGFR, SGRL und SGRR errechnet auf der Basis der senkrechten Beschleunigungsdaten GzFL, GzFR, GzRL und GzRR und des Re­ gelgewinns KG. Die von der senkrechten Beschleunigung abhängigen Steuer­ werte SGFL, SGFR, SGRL und SGRR werden nach folgenden Gleichungen abge­ leitet:
SGFL = GzFL × KG
SGFR = GzFR × KG
SGRL = GzRL × KG
SGRR = GzRR × KG
Sodann werden in Schritt 1312 die Vertikalbewegungs-Geschwindigkeitsda­ ten VzFL, VzFR, VzRL und VzRR vorne links und rechts sowie hinten links und rechts abgeleitet durch Integration der entsprechenden Beschleunigungsda­ ten GzFL, GzFR, GzRL und GzRR über eine vorgegebene Zeit. Anschließend werden die von der Vertikalbewegungsgeschwindigkeit abhängigen Steuerda­ ten SzFL, SzFR, SzRL und SzRR abgeleitet auf der Basis der Vertikalbewegungs- Geschwindigkeitsdaten VzFL, VzFR, VzRL und VzRR für vorne links und rechts sowie hinten links und rechts und den vorgegebenen Regelgewinn Kz. Dies geschieht in Schritt 1314. In der Praxis werden die von der Vertikalge­ schwindigkeit abhängigen Aufhängungssteuerwerte SzFL, SzFR, SzRL und SzRR abgeleitet durch Multiplizieren der Vertikalgeschwindigkeitsdaten VzFL, VzFR, VzRL und VzRR mit dem Regelgewinn Kz.
Im Schritt 1316 wird ein Anti-Tauch-Korrekturwert Sx auf der Basis der Längsbeschleunigungsdaten Gx. In der Praxis wird der Korrekturwert Sx be­ rechnet durch Multiplizieren der Längsbeschleunigungsdaten Gx mit einem vorgegebenen Anti-Tauch-Regelgewinn Kx. In ähnlicher Weise wird im Schritt 1318 der Anti-Roll-Korrekturwert Sy abgeleitet auf der Basis der Querbeschleunigungsdaten Gy. In der Praxis wird der Anti-Roll-Korrektur­ wert Sy berechnet durch Multiplizieren der Querbeschleunigungsdaten Gy mit einem vorgegebenen Anti-Roll-Regelgewinn Ky.
Die Art der Ableitung des Anti-Tauch-Korrekturwertes Kx und des Anti-Roll- Korrekturwertes Ky werden beschrieben in den zuvor erwähnten parallelen US-Patentanmeldungen 169 201, 176 246 und 172 419. Der Inhalt dieser Druckschriften wird in die vorliegende Beschreibung einbezogen.
Sodann werden die Aufhängungs-Steuerbefehle SFL, SFR, SRL und SRR im Schritt 1320 abgeleitet durch folgende Gleichungen:
SFL = SzFL + Sx + Sy + SN + SGFL
SFR = SzFR + Sx + Sy + SN + SGFR
SRL = SzRL + Sx + Sy + SN + SGRL
SRR = SzRR + Sx + Sy + SN + SGRR
In diesen Gleichungen ist SN ein vorgegebener Höhensteuerwert, der ein Wert sein kann zur Einstellung der Fahrzeughöhe in eine neutrale Höhenposi­ tion, jedoch auch in beliebiger Weise anders festgesetzt sein kann. Anschlie­ ßend werden die Aufhängungs-Steuersignale SC, die repräsentativ sind für die Aufhängungs-Steuerwerte SFL, SFR, SRL und SRR im Schritt 1322 ausge­ worfen.
Daraus geht hervor, daß im wesentlichen die selbe Art der Unterdrückung der Stellungsänderungen erreicht werden kann wie bei der Ausführungsform der Anti-Roll-Steuerung gemäß Fig. 8. Selbst wenn bei der gezeigten Aus­ führungsform die Tauch-, Nick- oder Hubbewegungen durch Wellen der Stra­ ßenoberfläche unabhängig von einer Längsbeschleunigung induziert werden, können die Abtastung der Tauch- oder Nickbewegungen und die entspre­ chende Gegensteuerung sichergestellt werden.
In ähnlicher Weise ist es möglich, einen von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängigen Faktor zu verwenden zur Ableitung des von der Tauchbewegungs- Winkelbeschleunigung abhängigen Regelgewinns, wie im Zusammenhang mit der vorangegangenen Ausführungsform in bezug auf den Gewinn-Korrektur­ wert Kg ausgeführt wurde. Obgleich bei den vorangegangenen Ausführungsfor­ men die Winkelgeschwindigkeit und Winkelbeschleunigung der Tauchbewe­ gung als Parameter für die Anti-Tauch-Steuerung verwendet wird, ist es eben­ falls möglich, eine Anti-Tauch-Steuerung auf der Basis des Tauchwinkels auszu­ führen. Obgleich die gezeigte Ausführungsform die senkrechten Beschleuni­ gungen als Parameter verwendet, die für die relative senkrechte Verschie­ bung zwischen dem Fahrzeugaufbau und den Rädern repräsentativ ist, kann auch der senkrechte Hub eingesetzt werden. Obgleich bei den beschriebenen Ausführungsformen die Winkelgeschwindigkeit der Tauchbewegung und deren Winkelbeschleunigung auf der Basis der senkrechten Beschleunigungen der linken Räder ermittelt werden, können auch die senkrechten Beschleunigun­ gen der rechten Räder oder Durchschnittswerte der Beschleunigungen der vor­ deren und hinteren Räder verwendet werden.

Claims (13)

1. Aktives Aufhängungssystem für Fahrzeuge, mit
  • - einer Aufhängung zwischen dem Fahrzeugaufbau (10) und den einzelnen Rädern (11), die jeweils einen Fluidzylinder mit einstellbarem Druck zur aktiven Aufhängungssteuerung umfaßt,
  • - einer Druckquelle (16), die unter Druck stehendes Fluid an die Fluidzylinder gelangen läßt,
  • - einem Hydrauliksystem in Verbindung mit dem Fluidzylinder zur Einstel­ lung des Fluiddrucks in dem Zylinder, welches Hydrauliksystem ein Drucksteuerventil (28) zur Steuerung der Zufuhr und Ableitung des Druckfluids in bezug auf die Zylinder aufweist,
  • - Vertikalbeschleunigungs-Sensoren (106) zur Ermittlung von Vertikalbe­ schleunigungen (Gz) in vorderen und hinteren Bereichen des Fahrzeug­ aufbaus aus entsprechenden Sensorsignalen (gz),
  • - einem Längsbeschleunigungssensor (104) zur Ermittlung einer Längsbeschleu­ nigung (Gx) des Fahrzeugaufbaus aus Sensorsignalen (gx),
  • - einem Querbeschleunigungssensor (102) zur Ermittlung einer Querbeschleuni­ gung (Gy) des Fahrzeugaufbaus aus Sensorsignalen (gy),
  • - einer Steuereinheit (100), die aus den Sensorsignalen (gx, gy, gz) Steuer­ signale (S) für die Drucksteuerventile (28) zur Unterdrückung von Stel­ lungsänderungen des Fahrzeugaufbaus (10) ermittelt,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (100) auf der Basis der aus den Sensorsignalen (gz) ermittelten Vertikalbeschleunigung (Gz) Nick-Win­ kelwerte (Nickwinkelbeschleunigung , Nickwinkelgeschwindigkeit ) ablei­ tet, die die durch Winkelbewegungen des Fahrzeugaufbaus (10) hervorgerufe­ nen Stellungsänderungen repräsentieren, und daß die Steuereinheit (100) die Steuersignale (S) auf der Basis dieser Nick-Winkelwerte in Verbindung mit der Längsbeschleunigung (Gx) ermittelt.
2. Aktives Aufhängungssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Ver­ tikalbeschleunigungs-Sensoren (106) zur Lieferung von Sensorsignalen (gz) und zur Ermittlung von Vertikalbeschleunigungen (Gz) in linken und rechten Bereichen des Fahrzeugaufbaus, wobei die Steuereinheit (100) auf der Basis der aus den Sensorsignalen (gz) ermittelten Vertikalbeschleunigungen (Gz) Wank-Winkelwerte (Wankwinkelbeschleunigung , Wankwinkelgeschwindig­ keit in den rechten und linken Bereichen des Fahrzeugs ableitet, welche Wank-Winkelwerte Stellungsänderungen des Fahrzeugaufbaus aufgrund von Winkelbewegungen repräsentieren, und wobei die Steuereinheit (100) die Steuersignale (S) auf der Basis dieser Wank-Winkelwerte in Verbindung mit der Querbeschleunigung (Gy) ermittelt.
3. Aktives Aufhängungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertikalbeschleunigungs-Sensoren (106) auf der linken und der rechten Seite des Fahrzeugaufbaus angeordnet sind, und daß die Steuerein­ heit (100) aus den Vertikalbeschleunigungen (Gz) durch Integrieren Vertikal­ geschwindigkeiten (Vz) ermittelt und als Winkelgröße eine Wank-Winkelge­ schwindigkeit des Fahrzeugaufbaus auf der Basis einer Differenz zwischen den Vertikalgeschwindigkeiten (VzFL, VzRL; VzFR, VzRR) auf der linken und rechten Seite bestimmt.
4. Aktives Aufhängungssystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Vertikalbeschleunigungs-Sensoren (106) auf der linken und der rechten Seite des Fahrzeugaufbaus angeordnet sind, und daß die Steuer­ einheit (100) als Winkelgröße eine Wank-Winkelbeschleunigung () des Fahr­ zeugaufbaus auf der Basis einer Differenz zwischen den Vertikalbeschleuni­ gungen (GzFL, GzRL; GzFR, GzRR) auf der linken und rechten Seite bestimmt.
5. Aktives Aufhängungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertikalbeschleunigungs-Sensoren (106) in einem vorderen und einem hinteren Bereich des Fahrzeugaufbaus angeordnet sind, und daß die Steuereinheit (100) aus den Vertikalbeschleunigungen (Gz) durch Integrieren Vertikalgeschwindigkeiten (Vz) ermittelt und als Winkel­ größe eine Nick-Winkelgeschwindigkeit ) des Fahrzeugaufbaus auf der Basis einer Differenz zwischen den Vertikalgeschwindigkeiten (VzFL, VzFR; VzRL, VzRR) in dem vorderen und hinteren Bereich bestimmt.
6. Aktives Aufhängungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertikalbeschleunigungs-Sensoren (106) in einem vorderen und einem hinteren Bereich des Fahrzeugaufbaus angeordnet sind, und daß die Steuereinheit (100) als Winkelgröße eine Nick-Winkelbe­ schleunigung () des Fahrzeugaufbaus auf der Basis einer Differenz zwischen den Vertikalbeschleunigungen (GzFL, GzFR; GzRL, GzRR) in dem vorderen und hinteren Bereich bestimmt.
7. Aktives Aufhängungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Längsbeschleunigungssensor (104) Längs­ beschleunigungen des Fahrzeugaufbaus (10) abtastet und ein entsprechendes Sensorsignal (gx) liefert und daß die Steuereinheit (100) die Steuersignale (S) in Abhängigkeit von diesem Sensorsignal (gx) variiert.
8. Aktives Aufhängungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Querbeschleunigungssensor (102) Querbe­ schleunigungen des Fahrzeugaufbaus (10) abtastet und ein entsprechendes Sensorsignal (gy) liefert und daß die Steuereinheit (100) die Steuersignale (S) in Abhängigkeit von diesem Sensorsignal (gy) variiert.
9. Aktives Aufhängungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (100) eine Korrekturverstärkung (Kg) auf der Basis der Nick-Winkelgeschwindigkeit ) bestimmt und die Steuersignale (S) auf der Basis der Korrekturverstärkung liefert.
10. Aktives Aufhängungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (100) eine Korrekturverstärkung (Kg) auf der Basis der Wank-Winkelgeschwindigkeit ) bestimmt und die Steuersignale (S) auf der Basis der Korrekturverstärkung liefert.
11. Aktives Aufhängungssystem nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Korrekturverstärkung (Kg) variabel ist in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit (V).
12. Aktives Aufhängungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturverstärkung (Kg) variabel ist proportional zur Nick-Win­ kelgeschwindigkeit ).
13. Aktives Aufhängungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturverstärkung (Kg) variabel ist proportional zur Wank-Win­ kelgeschwindigkeit ).
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