DE4027997A1

DE4027997A1 - Aufhaengungssteuersystem fuer fahrzeuge

Info

Publication number: DE4027997A1
Application number: DE4027997A
Authority: DE
Inventors: Katsuya Kii; Yuji Okuyama; Kazuo Mori
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1989-09-04
Filing date: 1990-09-04
Publication date: 1991-03-28
Anticipated expiration: 2010-09-05
Also published as: GB2236083B; JP2605883B2; GB2236083A; US5131676A; DE4027997C2; GB9019283D0; JPH0392410A

Description

Die Erfindung betrifft ein Aufhängungssteuersystem für Fahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Die Erfindung befaßt sich insbesondere mit einem Steuersystem für aktive Aufhängungssysteme mit Regelung der Höhe und der Stellung des Fahrzeug aufbaus auf der Grundlage von vorgegebenen Steuerparametern. Einer dieser Steuerparameter sollen die auf den Fahrzeugaufbau ausgeübten Trägheitskräf te sein.

Die japanische offengelegte Patentanmeldung 63-1 30 418 beschreibt ein akti ves Aufhängungssystem, das Quer-, Längs- und Vertikalbeschleunigungssenso ren umfaßt, die auf den Fahrzeugaufbau ausgeübten Trägheitskräfte erfassen. Die Trägheitskräfte können die Fahrzeugstellung beeinflussen und Roll-, Tauch-, Nickbewegungen oder dergleichen zur Folge haben. Das bekannte Sy stem steuert die Dämpfungscharakteristik einzelner Aufhängungen, die zwi schen dem Fahrzeugbau und den zugehörigen Rädern angeordnet sind und Relativbewegungen zwischen Aufbau und Rädern dämpfen.

Obgleich ein derartiges aktives Aufhängungssystem im wesentlichen zufrie denstellend die Regelung der Fahrzeughöhe und der Stellung des Aufbaus er möglicht, besteht ein verbleibendes Problem in einem möglichen Resonanz frequenzbereich der verwendeten Beschleunigungssensoren. Die Beschleuni gungssensoren zur Ermittlung der Trägheitskräfte besitzen einen Resonanz frequenzbereich von beispielsweise etwa 38 Hz. Die Resonanzspitze liegt in einem derartigen Falle etwa bei 30 Hz. Wenn daher die eingegebenen Schwingungen, die durch Wellen in der Straßenoberfläche oder dergleichen verursacht werden, eine Frequenz in der Nähe des Resonanzfrequenzbereiches besitzen, wird das Sensorausgangssignal größer als es sein sollte. Die in den Beschleunigungsdaten enthaltene Fehlerkomponente kann zu einer un genauen Steuerung und damit zu einer Beeinträchtigung des Fahrkomforts und/oder der Fahrsicherheit führen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Aufhängungssteuersystem zu schaf fen, das den Einfluß der Resonanzfrequenz eines Trägheitskraftsensors aus schließt und daher eine sehr hohe Steuerungsgenauigkeit im gesamten Schwingungsfrequenzbereich bietet.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeichnen den Teil des Hauptanspruchs.

Ein erfindungsgemäßes Aufhängungssteuersystem umfaßt wenigstens einen Beschleunigungssensor zur Überwachung einer Trägheitskraft, die die Stel lung des Fahrzeugaufbaus beeinflußt. Ein Steuersystem umfaßt Einrichtungen zum Senken des Wertes eines Ausgangssignals des Beschleunigungssensors bei einer Resonanzfrequenz zur Erzielung einer höheren Genauigkeit der Trägheitskraftdaten.

Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung umfaßt ein Aufhängungs steuersystem für Kraftfahrzeuge:
eine Anzahl von Aufhängungen zwischen dem Fahrzeugaufbau und wenig stens einem Rad, die eine Relativbewegung zwischen dem Fahrzeugaufbau und dem Rad dämpfen und deren Charakteristik abhängt von Aufhän gungssteuersignalen,
einen Sensor zur Überwachung der Trägheitskraft, die auf den Fahrzeug aufbau bei Änderung von dessen Stellung ausgeübt wird, und zur Erzeu gung eines entsprechenden Signals, das repräsentativ ist für die Größe der Trägheitskraft,
eine erste Einrichtung zur Modifizierung des Sensorsignalwertes und zur Eliminierung einer Fehlerkomponente, die durch Resonanz des Sensors entstanden ist,
eine zweite Einrichtung, die das Sensorsignal aufnimmt und ein Aufhän gungssteuersignal auf der Basis des modifizierten Sensorsignals bildet.

Der Sensor überwacht die auf den Fahrzeugaufbau ausgeübten Beschleunigungen. In diesem Falle kann die erste Einrichtung Durchschnittswerte des Sen sorsignals über eine vorgegebene Periode zur Ableitung des modifizierten Sensorsignals bilden. Die zur Durchschnitts- oder Mittelwertbildung verwen dete Periode entspricht vorzugsweise einem Zyklus der Resonanzfrequenz.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Aufhängungssteuer systems;

Fig. 2 ist ein Diagramm, das die Änderung des Steuerdruckes Pc in be zug auf den Stromwert des Steuersignals i zeigt;

Fig. 3 veranschaulicht ein Beispiel eines erfindungsgemäß zu verwen denden Beschleunigungssensors;

Fig. 4 ist ein Diagramm, das die Änderung des Ausgangssignals des Be schleunigungssensors in bezug auf die auf das Fahrzeug ausgeüb te Beschleunigung veranschaulicht;

Fig. 5 ist ein Blockdiagramm des Aufhängungssteuersystems;

Fig. 6 ist ein Flußdiagramm, das den Programmablauf bei der Anti- Roll-Steuerung veranschaulicht;

Fig. 7 ist ein Flußdiagramm des Programms der Anti-Tauch-Steuerung.

Nunmehr soll auf die Zeichnung, vor allem zunächst auf Fig. 1 Bezug genom men werden. Fig. 1 zeigt eine Radaufhängung mit einer Steuerung zur Rege lung der Fahrzeughöhe und der Fahrzeugstellung durch Unterdrückung von Relativbewegungen zwischen den dem Fahrzeugaufbau 10 und Aufhängungsglie dern 12FL, 12FR, 12RL und 12RR von vorderen linken, vorderen rechten, hin teren linken und hinteren rechten Aufhängungsmechanismen 14FL, 14FR, 14RL und 14RR, die drehbar vordere linke, vordere rechte, hintere linke und hintere rechte Räder 11FL, 11FR, 11RL und 11RR abstützen. Allgemein sollen die Aufhängungsmechanismen mit 14 bezeichnet werden. Die vier Auf hängungsmechanismen 14FL, 14FR, 14RL und 14RR weisen Hydraulikzylinder 26FL, 26FR, 26RL und 26RR auf, die verallgemeinernd mit 26 bezeichnet wer den sollen.

Die Hydraulikzylinder 26 befinden sich zwischen dem Fahrzeugaufbau 10 und den Aufhängungsgliedern 12 und erzeugen eine Dämpfungskraft zur Unter drückung von Relativbewegungen zwischen dem Fahrzeugaufbau und den Auf hängungsgliedern. Die Hydraulikzylinder 26 umfassen insgesamt einen im wesentlichen geschlossenen Zylinderkörper 26a, der eine Arbeitskammer 26d begrenzt. Ein Kolben 26c ist verschiebbar und gleitend in der Kammer des Hydraulikzylinders 26 angeordnet und begrenzt in diesem eine Arbeits kammer 26d. Der Kolben 26c ist mit dem zugehörigen Aufhängungsglied 12 über eine Kolbenstange 26b verbunden. Eine Schraubenfeder 25 befindet sich ebenfalls in den Aufhängungsmechanismen. Im Gegensatz zu einer üblichen Aufhängung wird die Schraubenfeder jedoch nicht zur Bildung der vollen Fe derkraft benötigt, sondern lediglich dazu, die zur Abstützung des Fahrzeugauf baus auf den Aufhängungen benötigten Kräfte aufzubringen.

Die Arbeitskammer 26d der Hydraulikzylinder 26 ist mit Drucksteuerventilen 28FL, 28FR, 28RL und 28RR über eine Drucksteuerleitung 38 verbunden. Die Drucksteuerventile sollen künftig überwiegend auch nur noch mit "28" be zeichnet werden. Die Drucksteuerventile 28 weisen einen Steuerauslaß 28c auf, der mit der Arbeitskammer 26d über die Drucksteuerleitung 38 verbun den ist. Ferner besitzen sie einen Einlaß 28s und einen Rücklauf-Auslaß 28r. Der Einlaß 28s der Drucksteuerventile 28 ist mit einer Druckquelle 16 über eine Zufuhrleitung 35 verbunden, und der Rücklauf-Auslaß 28r steht mit ei ner Rücklaufleitung 37 in Verbindung. Das Drucksteuerventil 28 weist einen Proportionalmagneten zur Einstellung der Ventilposition entsprechend der Größe der Steuersignal I_FL, I_FR, I_RL und I_RR auf, die von der Steuereinheit 100 zugeführt werden. Die Steuersignale I_FL, I_FR, I_RL und I_RR sind Strom signale mit variablem Stromwert, die repräsentativ sind für die Steuerung des Druckes in der Arbeitskammer. Eine Zweigleitung verbindet die Arbeits kammer 26d mit einem Druckspeicher 34 über eine Leitung 33 und eine Drossel 32. Dieser Druckspeicher 34 soll im folgenden als Niederdruckspei cher bezeichnet werden. Weitere Druckspeicher 20F und 20R befinden sich in der Zufuhrleitung 35 und speichern überschüssigen Druck, der von der Druckquelle 16 abgegeben wird.

Die Drucksteuerventile 28 umfassen über die Darstellung der Fig. 1 hinaus elektrisch oder elektronisch arbeitende Betätigungsorgane, etwa Proportio nalmagneten. Die Hydraulikzylinder 26 und die Drucksteuerventile 28 kön nen in beliebiger Weise aufgebaut werden, sofern sie die Dämpfungscharakte ristik mit ausreichend günstigem Ansprechverhalten ändern. Typische Lö sungen für Hydraulikzylinder 26 und Drucksteuerventile 28 sind in den fol genden älteren Anmeldungen und Veröffentlichungen beschrieben:

US-Patentanmeldung Nr. 0 52 934 vom 22. Mai 1989,
US-Patentanmeldung Nr. 0 59 888 vom 9. Juni 1987 mit entsprechender europäischer Patentanmeldung 2 49 209,
US-Patentanmeldung Nr. 0 60 856 vom 12. Juni 1987 mit entsprechen der europäischer Patentanmeldung 2 49 227,
US-Patentanmeldung Nr. 0 60 909 vom 12. Juni 1987,
US-Patentanmeldung Nr. 0 60 911 vom 12. Juni 1987,
US-Patentanmeldung Nr. 1 76 246 vom 31. März 1988 mit entsprechen der europäischer Patentanmeldung 2 85 153,
US-Patentanmeldung Nr. 1 78 066 vom 5. April 1988 mit entsprechender europäischer Patentanmeldung 2 86 072,
US-Patentanmeldung Nr. 1 67 835 vom 4. März 1988,
US-Patentanmeldung Nr. 2 44 008 vom 14. September 1988,
US-Patentanmeldung Nr. 2 55 560 vom 11. Oktober 1988,
US-Patentanmeldung Nr. 2 66 763 vom 3. November 1988,
US-Patentanmeldung Nr. 2 61 870 vom 25. Oktober 1988,
US-Patentanmeldung Nr. 2 63 764 vom 28. Oktober 1988,
US-Patentanmeldung Nr. 2 77 376 vom 29. November 1988,
US-Patentanmeldung Nr. 3 03 338 vom 26. Januar 1989,
US-Patentanmeldung Nr. 3 10 130 vom 22. März 1989,
US-Patentanmeldung Nr. 3 27 460 vom 22. März 1989,
US-Patentanmeldung Nr. 3 03 339 vom 26. Januar 1989,
US-Patentanmeldung Nr. 3 31 602 vom 31. März 1989,
US-Patentanmeldung Nr. 3 31 653 vom 31. März 1989,
US-Patentanmeldung Nr. 3 64 477 vom 12. Juni 1989,
US-Patentanmeldung Nr. 3 65 468 vom 12. Juni 1989.

Der Inhalt der vorgenannten Veröffentlichungen wird zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung einbezogen.

Das Drucksteuerventil 28, das erfindungsgemäß verwendet wird, umfaßt ein nen Proportionalmagneten 28e zur Einstellung der Ventilposten und damit des Steuerdrucks, der der Arbeitskammer 26d des zugehörigen Hydraulikzy linders 26 zugeführt wird. In der Praxis ist das verwendete Drucksteuerventil druckgesteuert, und der Steuerdruck wird eingestellt durch die Position des Proportionalmagneten.

Zur Einstellung des Steuerdrucks an dem Steuerauslaß 28c empfängt der Proportionalmagnet 28e einen Aufhängungssteuerbefehl in der Form eines Stromsignals, dessen Strom sich entsprechend dem Steuerwert ändert. Das Aufhängungssteuersignal wird durch eine Steuereinheit 100 erzeugt. Zur Hö hen- und Stellungsregelung des Fahrzeugaufbaus ist die Steuereinheit 100 mit einer Anzahl von Sensoren verbunden, die verschiedene Aufhängungspa rameter überwachen. Die Parameter zur Durchführung der Aufhängungssteuerung und die Datenverarbeitung zur Ableitung der Aufhängungssteuersignal werte sind in verschiedenen parallelen und älteren Anmeldungen erörtert worden, die oben angegeben sind. Die folgende Beschreibung soll sich kon zentrieren auf die Anti-Roll-Steuerung, die mit einer anderen logischen Auf hängungssteuerung verbunden werden kann.

Obgleich verschiedene Arten der Steuerung der Aufhängung möglich sind, soll sich die folgende Diskussion konzentrieren auf die Anti-Roll- und Anti- Tauch-Steuerung, die die Steuereinheit 100 durchführt. Die Steuereinheit 100 ist mit einem Querbeschleunigungssensor 102 und einem Längsbe schleunigungssensor 104 verbunden. Der Querbeschleunigungssensor 102 gibt ein entsprechendes Signal g_y ab, das repräsentativ ist für die Größe der Querbeschleunigung, die auf den Fahrzeugaufbau ausgeübt wird. Zu diesem Zweck kann der Querbeschleunigungssensor in einer geeigneten Position des Fahrzeugaufbaus montiert sein. Auf der anderen Seite bildet der Längsbe schleunigungssensor 104 ein Längsbeschleunigungssignal g_x entsprechend den Längsbeschleunigungen, die auf den Fahrzeugbau ausgeübt werden. Das Querbeschleunigungssignal g_y und das Längsbeschleunigungssignal g_x sind Analogsignale, deren Spannungswert sich ändert entsprechend der Größe der Quer- und Längsbeschleunigung.

Ein Ausführungsbeispiel eines Beschleunigungssensors, der als Quer- und Längsbeschleunigungssensor 102 und 104 verwendet werden kann, ist in Fig. 3 gezeigt. Wie aus Fig. 3 hervorgeht, umfaßt der Beschleunigungssensor ein zylindrisches Gehäuse 1022 aus magnetisch leitendem Material, eine Stahl kugel 1024 im Inneren des zylindrischen Gehäuses, einen Dauermagneten 1026 außerhalb des Zylinders, der die Stahlkugel magnetisch innerhalb des Zylinders festhält, und eine zylindrische Detektorspule 1028, die den Zylin der umgibt. Eine Klemme der Detektorspule 1028 ist über einen Widerstand geerdet. Das Potential, das einen Vorsatz in der Größe entsprechend einem vorgegebenen neutralen Wert Y_GN und X_GN aufweist, kann erhalten werden am Verbindungspunkt zwischen der Detektorspule 1028 und dem Massewi derstand. Der Zylinder 1022 ist so in bezug auf den Fahrzeugaufbau gerichtet, daß seine Achse im wesentlichen in diejenige Richtung weist, in der die Trägheitskraft gemessen werden soll. Wenn der Beschleunigungssensor bei spielsweise zur Messung der Querbeschleunigung eingesetzt werden soll, ist die Achse des Zylinders oder des Zylinderkörpers 1022 waagerecht und quer zur Längsachse des Fahrzeugs gerichtet. Im Falle eines Längsbeschleuni gungssensors verläuft die Achse des Zylinderkörpers 1022 parallel zur Längs achse des Fahrzeugs. Bei dieser Anordnung wird die Stahlkugel 1024 Träg heitskräften in der zu überwachenden Richtung ausgesetzt, so daß das Magnetfeld des Dauermagneten 1026 beeinflußt wird. Die Größe dieser Be einträchtigung oder Veränderung kann abhängen von der Größe der Träg keitskraft, die auf die Stahlkugel 1024 ausgeübt wird. Das Potential am Ver bindungspunkt zwischen der Detektorspule 1028 und dem Massewiderstand wird als Sensorsignal verwendet. Das Sensorsignal ändert sich daher gegen über dem neutralen Wert Y_GN und X_GN in Abhängigkeit von der Größe und Richtung der Trägheitskraft.

Die Steuereinheit 100 umfaßt Analog-/Digital-Wandler (A/D-Wandler) 106Y und 106X, die die Analogsignale g_y und g_x in Digitalsignale umwandeln. Die Analog-/Digital-Wandler 106Y und 106X liefern Digitalsignale, die den Quer- und Längsbeschleunigungssignalen g_y und g_x entsprechen, an einen Mikro prozessor 110, der ein Eingangs-/Ausgangs-Interface 112, eine logische Schaltung 114 und einen Speicher 116 aufweist. Der Mikroprozessor 110 verarbeitet die Quer- und Längsbeschleunigungssignale g_y und g_x und erzeugt vordere linke, vordere rechte, hintere linke und hintere rechte Aufhängungs steuersignale V_FL, V_FR, V_RL und V_RR in der Form von Spannungssignalen, de ren Spannungswert repräsentativ ist für die erforderliche Größe des Steuer drucks Pc, der von den Drucksteuerventilen 28 der jeweiligen Arbeitskam mern 26d der vier Hydraulikzylinder 26 zugeführt wird. Die vier Steuersigna le V_FL, V_FR, V_RL und V_RR werden umgewandelt in Analog-Signale durch Digi tal-/Analog-Wandler (D/A) 120FL, 120FR, 120RL und 120RR. Die analog umge wandelten Aufhängungssteuersignale V_FL, V_FR, V_RL und V_RR werden Treiber schaltungen 122FL, 122FR, 122RL und 122RR zugeleitet. Die Treiberschaltun gen 122 umfassen Stromsignalgeneratoren, wie etwa gleitende Konstant stromgeneratoren, und erzeugen ein Stromsignal I_FL, I_FR, I_RL und I_RR für die vier Räder, die einen Stromwert haben, der variabel ist entsprechend den Steuersignalwerten V_FL, V_FR, V_RL und V_RR. Die Aufhängungssteuersignale I_FL, I_FR, I_RL und I_RR gelangen an die Proportionalmagneten der Drucksteuer ventile 28 und steuern den Pilotdruck in den Drucksteuerventilen und damit den Steuerdruck Pc, der den entsprechenden Arbeitskammern 26d zuge führt wird.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist der Steuerdruck Pc, der vom Drucksteuerventil 28 der Arbeitskammer 26d über die Steuerleitung 38 zugeführt wird, variabel zwischen einem vorgegebenen Maximalwert P_MAX und einem vorgegebenen Mindestwert P_MIN über einen vorgegebenen Neutraldruck P_N hinweg, wenn sich die Aufhängungssteuersignale im Hinblick auf ihren Stromwert ändern zwischen einem vorgegebenen Maximalwert I_MAX und einem vorgegebenen Minimalwert I_MIN. Der neutrale Druck P_N des Steuerdrucks Pc wird erzeugt entsprechend dem Aufhängungssteuersignal mit dem Wert I_N.

Wie andererseits aus Fig. 4 hervorgeht, sind die Ausgangssignale der Quer- und Längsbeschleunigungssensoren 102 und 104 variabel entsprechend der Charakteristik, die dargestellt ist. Wenn die Quer- und Längsbeschleunigung, die auf den Fahrzeugaufbau ausgeübt wird, gleich Null ist, ist das Ausgangs signal der Quer- und Längsbeschleunigungssensoren 102 und 104 bei einem vorgegebenen neutralen Y_GN oder X_GN konstant. Bei der gezeigten Aus führungsform erhöht der Querbeschleunigungssensor 102 die Höhe des Aus gangssignals von dem neutralen Wert G_N entsprechend einer zunehmenden, nach rechts gerichteten Querbeschleunigung. Andererseits senkt der Querbe schleunigungssensor 102 den Wert des Ausgangssignals gegenüber dem neu tralen Wert Y_GN bei einer Querbeschleunigung nach links. In ähnlicher Weise arbeitet der Längsbeschleunigungssensor 104.

Die Steuerung mit Hilfe der Steuereinheit 100 soll anschließend unter Bezug nahme auf Fig. 6 und 7 erläutert werden.

Fig. 6 und 7 zeigen Flußdiagramme des Programmablaufs der Anti-Roll- und Anti-Tauch-Steuerung, die durch den Mikroprozessor 110 durchgeführt wird. Die Programme sind als Wiederholungsprogramme ausgebildet, die also je weils nach einem gegebenen Zeitraum abbrechen und neu beginnen.

Fig. 6 zeigt die Anti-Roll-Steuerung, bei der die Größe der Fahrzeug-Roll-Be wegung ermittelt und ein die Rollbewegung unterdrückendes Steuersignal V_Y gebildet wird. Bei der gezeigten Ausführungsform läuft das Programm gemäß Fig. 6 beispeilsweise alle 2 msec ab. Unmittelbar nach dem Start wird das Querbeschleunigungssignal g_y bei 1002 ausgelesen. Von dem ausgelesenen Querbeschleunigungswert g_y wird ein laufender Mittelwert YG_ave über eine vorgegebene Anzahl von zuvor gespeicherten Querbeschleunigungssignalen gebildet. Der laufende Mittelwert YG_ave des Querbeschleunigungssignals, der bei 1004 ermittelt wird, wird im folgenden als Querbeschleunigungs-Mittel wert bezeichnet. Bei der dargestellten Ausführungsform wird der Querbe schleunigungs-Mittelwert XG_ave gebildet über dreizehn (13) Querbeschleuni gungswerte einschließlich des jeweils laufendenden Querbeschleunigungssignals. In der Praxis kann die Art der Ableitung des Querbeschleunigungs-Mittelwer tes YG_ave wie folgt ausgedrückt werden:

YG_ave - YG_ave(old) + (y_g-12 +y_g-11 . . . y_g-1 + y_g)/13 (1)

Durch Bildung des laufenden Mittelwerts über 13 Querbeschleunigungssignale beträgt die Gesamtzeit zur Mittelwertbildung 2×13 = 26 msec, so daß sie im wesentlichen einem Zyklus der Schwingungsfrequenz am Resonanzpunkt, d. h. etwa 38 Hz entspricht. Folglich kann der Ausgangswert des Querbe schleunigungssensors erheblich verringert werden. Die Mittelwertbildung bei Schritt 1004 dient auch zur Entfernung von Rauschkomponenten, die das Be schleunigungssensorsignal überlagern können.

Bei 1006 werden Querbeschleunigungsdaten Y_GR gebildet durch Abziehen des neutralen Wertes Y_GN von dem Beschleunigungs-Mittelwert YG_ave. So dann wird die Anti-Roll-Steuerungssignalkomponente V_Y errechnet auf der Basis der Querbeschleunigungsdaten Y_Gr (1008). In der Praxis wird die Anti- Roll-Steuerungskomponente V_Y gebildet durch Multiplizieren der Querbe schleunigungsdaten Y_GR mit einem vorgegebenen Gewinn oder Verstär kungsfaktor. Sodann werden bei 1010 die Aufhängungssteuersignale V_FL, V_FR, V_RL und V_RR auf der Basis der Anti-Roll-Steuerungskomponenten V_Y, einer Anti-Tauch-Steuerungskomponente V_X und eines vorgegebenen neutra len Wertes V_N gebildet, der dem neutralen Druck entspricht, und zwar unter Verwendung folgender Gleichungen:

V_FL = V_N - V_Y + V_X (2)

V_FR = V_N + V_Y + V_X (3)

V_RL = V_N - V_Y - V_X (4)

V_RR = V_N + V_Y - V_X (5)

Die Aufhängungssteuersignale V_FL, V_FR, V_RL und V_RR werden bei Schritt 1012 abgegeben.

In ähnlicher Weise erfolgt die Anti-Tauch- oder -Nick-Steuerung gemäß Fig. 7. Die Anti-Tauch-Steuerung entspricht der Anti-Roll-Steuerung. Bei der dar gestellten Ausführungsform läuft das Programm alle 5 msec ab.

Unmittelbar nach dem Start wird bei 1102 das Längsbeschleunigungssignal g_x ausgelesen. Von diesem Längsbeschleunigungssignalwert g_x wird ein lau fender Mittelwert XG_ave über eine vorgegebene Anzahl von zuvor gespeicher ten Signalwerten bei 1104 gebildet. Der laufende Mittelwert XG_ave der Längsbeschleunigungssignale, der bei 1104 gebildet wird, wird beispielsweise über fünf (5) Längsbeschleunigungssignale einschließlich des jeweils lau fenden Signals errechnet. Die Berechnung des laufenden Mittelwerts XG_ave erfolgt in der Praxis nach dieser Beziehung:

XG_ave - XG_ave(old) + (x_g-4 + x_g-3 . . . x_g-1 + x_g)/5 (6)

Durch Bildung des laufenden Mittelwertes über die zurückliegenden fünf Signalwerte hinweg entspricht die Gesamtperiode der Mittelwertbildung 5×5 = 25 msec, und sie entspricht damit im wesentlichen einem Schwingungs frequenzzyklus am Resonanzpunkt, beispielsweise 38 Hz. Dadurch kann der Ausgangssignalwert des Längsbeschleunigungssensors 104 erheblich redu ziert werden. Weiterhin bewirkt die Mittelwertbildung bei 1104 zugleich eine Beseitigung von Rauschkomponenten, die das Beschleunigungssensorsignal überlagern können.

Bei 1106 wird der Längsbeschleunigungswert X_GR gebildet durch Abziehen des neutralen Wertes X_gN von dem Mittelwert XG_ave . Sodann wird die Anti- Roll-Steuerungskomponente V_X mathematisch abgeleitet auf der Basis des Längsbeschleunigungswerts X_GR (1108). In der Praxis wird die Anti-Roll- Steuerungskomponente V_X errechnet durch Multiplizieren des Längsbe schleunigungswertes Y_GR mit einem vorgegebenen Gewinn oder Verstär kungsfaktor K_X. Bei Schritt 1010 werden die Aufhängungssteuerbefehle V_FL, V_FR und V_RR auf der Basis der Anti-Roll-Komponente V_Y, der Anti- Tauch-Komponente V_X und eines vorgegebenen Neutralwertes V_N gebildet, der dem neutralen Druck P_N entspricht, in dem die obigen Gleichungen (2), (3), (4) und (5) angewendet werden. Die Steuersignale V_FL, V_FR, V_RL und V_RR werden bei 1112 ausgegeben.

Während sich das Fahrzeug auf glatter Straßenoberfläche mit konstanter Ge schwindigkeit bewegt, treten Roll- und Tauchbewegungen nicht auf. Die Quer- und Längsbeschleunigungssignale g_y und g_x liegen daher bei den neu tralen Werten g_N. Der Mittelwert der Quer- und Längsbeschleunigung YG_ave und XG_ave , der bei 1004 und 1104 ermittelt wird, liegt im wesentlichen bei Null. Die Aufhängungssteuersignale V_FL, V_FR; V_RL und V_RR liegen im wesent lichen bei dem neutralen Wert V_N: Die Aufhängungssteuersignale I_FL, I_FR, I_RL und I_RR haben den Stromwert I_N; der dem neutralen Druck P_N entspricht.

Bei einem Lenkradeinschlag nach links tritt eine nach rechts gerichtete Trägheitskraft auf, die auf den Fahrzeugaufbau einwirkt und diesen an der rechten Seite absenkt und an der linken Seite anhebt. Der Querbeschleuni gungssignalwert g_y wird größer als Null. Andererseits liegt der Längsbe schleunigungssignalwert g_x nach wie vor bei Null. Die Anti-Roll-Steuerungs komponente V_Y wird ermittelt durch Multiplikation des Mittelwertes der Querbeschleunigung YG_ave mit einem vorgegebenen Verstärkungsfaktor oder Gewinn K_Y . In diesem Falle werden die vorderen rechten und hinteren rech ten Aufhängungssteuersignale V_FR und V_RR größer als die vorderen linken und hinteren linken Aufhängungssteuersignale V_FL und V_RL . Der Fluiddruck in den Arbeitskammern 26d der vorderen und hinteren rechten Zylinder 26FR und 26RR wird im Sinne einer härteren Dämpfung erhöht. Im Gegen satz dazu wird der Fluiddruck in den Arbeitskammern 26d der vorderen und hinteren linken Hydraulikzylinder 26FL und 26RL im Sinne einer weicheren Dämpfung verringert. Auf diese Weise wird eine Absenkung der rechten Seite des Fahrzeugaufbaus durch die härtere Aufhängungscharakteristik der vorde ren und hinteren rechten Aufhängungen 14FR, 14RR unterdrückt, und das Anheben der linken Fahrzeugseite wird verhindert durch eine weichere Auf hängungscharakteristik der vorderen und hinteren linken Aufhängungssysteme 14FL und 14RL. Auf diese Weise kann die Stellung des Fahrzeugaufbaus geregelt werden.

Wenn andererseits nach rechts gelenkt wird, ist der Querbeschleunigungs signalwert g_y kleiner als der neutrale Wert g_N. Daher wird eine entsprechende Anti-Roll-Steuerung durchgeführt, durch die die Aufhängung auf der lin ken Seite härter und diejenige auf der rechten Seite weicher gestellt wird.

Wenn das Fahrzeug beschleunigt wird, wird der Längsbeschleunigungssignal wert g_x größer als der neutrale Wert g_N. Die Anti-Tauch-Steuerungskompo nete V_X nimmt zu, und es ergibt sich eine härtere Aufhängungscharakteristik an den hinteren Aufhängungssystemen 14RL und 14RR und eine weichere Aufhängung an den vorderen Aufhängungssystemen 14FL und 14FR. Auf diese Weise werden Tauch- oder Nickbewegungen unterdrückt.

Wenn das Fahrzeug auf einer welligen Fahrbahnoberfläche bewegt wird, kann die Schwingungsfrequenz, die auf den Quer- und Längsbeschleunigungssensor 102, 104 ausgeübt wird, in die Nähe der Resonanzfrequenz der Beschleuni gungssensoren gelangen. Die Quer- und Längsbeschleunigungssignale g_y und g_x nehmen aufgrund der Resonanz zu. Bei der gezeigten Ausführungsform wird jedoch der Mittelwert in einer Zeitperiode Tr gebildet, die im wesentli chen dem Resonanzfrequenzzyklus entspricht. Auf diese Weise kann die vor dere Hälfte der Resonanzspitze aufgehoben werden durch deren hintere Hälfte. Die Quer- und Längsbeschleunigungs-Mittelwerte YG_ave und XG_ave können in der Nähe der neutralen Werte gehalten werden. Ein Einfluß der Resonanzfrequenz des Beschleunigungssensors kann vermieden werden.

Bei der gezeigten Ausführungsform wird der Einfluß der Resonanzfrequenz ausgeschaltet durch Verwendung eines laufenden Mittelwertes, so daß es nicht notwendig ist, den Signal- oder Verstärkungswert zu senken, etwa durch einen Bandfilter oder dergleichen. Auf diese Weise wird die Steuerein heit vereinfacht und in ihren Abmessungen reduziert.

Die Erfindung gestattet eine Reihe von Abwandlungen gegenüber den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen.

Beispielsweise kann anstelle der Verwendung des laufenden Mittelwertes zur Aufhebung der Fehlerkomponente des Beschleunigungssensorsignals ein ent sprechender Effekt erzielt werden durch Durchschnittsbildung einer vorge gegebenen Zahl von Beschleunigungssensorsignalen, die von Zeit zu Zeit gesam melt werden. Die Anzahl der Beschleunigungssensorsignale, aus denen der Mittelwert gebildet wird, kann beliebig gewählt werden, solange die Durch schnittsbildungsperiode in der Nähe eines Zyklus der Resonanzfrequenz liegt.

Anstelle der Ermittlung der Anti-Roll- und Anti-Tauch-Komponenten durch Multiplikation der Querbeschleunigungs- und Längsbeschleunigungsdaten mit einem vorgegebenen Verstärkungsfaktor oder Gewinn kann dies auch durch Aufsuchen in einer Tabelle erfolgen. Anstelle des verwendeten Digitalkreises zur Bildung der Steuereinheit kann diese auch auf analoger Basis arbeiten.

Die Erfindung ist nicht nur auf aktive Aufhängungssysteme, sondern auch auf passive Aufhängungssysteme anwendbar.

Claims

1. Aufhängungssteuersystem für Kraftfahrzeuge, mit
einer Anzahl von Aufhängungen zwischen einem Fahrzeugaufbau (10) und wenigstens einem Rad (11) zur Dämpfung von Relativbewegungen zwi schen dem Fahrzeugaufbau und dem Rad, welche Aufhängungen eine mit Hilfe eines Steuersignals variable Aufhängungscharakteristik aufweisen,
wenistens einem Sensor (102, 104) zur Überwachung von Trägheitskräf ten, die auf den Fahrzeugaufbau (10) ausgeübt werden und dessen Stel lung ändern, und zur Erzeugung eines für die Trägheitskräfte repräsen tativen Signals,
gekennzeichnet durch
eine erste Einrichtung zum Modifizieren des Sensorsignalwertes und Eli minieren der Fehlerkomponente aufgrund einer Resonanz des Beschleunigungs sensors (102, 104),
eine zweite Einrichtung (100, 110), die das Sensorsignal aufnimmt und ein Aufhängungssteuersignal auf der Basis des modifizierten Sensor signals bildet.

2. Aufhängungssteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (102, 104) die auf den Fahrzeugaufbau ausgeübte Beschleuni gung ermittelt.

3. Aufhängungssteuersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung einen Mittelwert des Sensorsignals über eine vor gegebene Periode bildet, und daß dieser Mittelwert das modifizierte Sensor signal darstellt.

4. Aufhängungssteuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Periode der Mittelwertbildung im wesentlichen einem Zyklus der Re sonanzfrequenz entspricht.