DE4113387A1 - Radaufhaengung bei einem kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Radaufhängung bei einem Kraftfahrzeug, bei welcher wenigstens ein Stoßdämpfer mit ver­ änderlicher Dämpfungskraft-Kennlinie zwischen einer gefederten und einer ungefederten Masse vorgesehen ist.

Bei den bis jetzt bekannten Radaufhängungen dieser Art sind Vorkehrungen dafür verwirklicht, daß die veränderliche Dämpfungs­ kraft-Kennlinie bei einer ersten Gruppe nur zwischen einem hohen und einem niedrigen Niveau verändert wird und bei einer zweiten Gruppe diese Veränderung zwischen solchen unterschiedlichen Niveaus über zahlreiche Zwischenstufen oder auch stufenlos vor­ genommen wird.

Aus der JP-OS 61-1 63 011 ist ein Stoßdämpfer bekannt, bei welchem die veränderliche Dämpfungskraft-Kennlinie über eine Erfassung der absoluten Geschwindigkeit der gefederten Masse und der relati­ ven Geschwindigkeit zwischen der gefederten und der ungefederten Masse mit einer Überprüfung ihrer Vorzeichen gesteuert wird. Wenn die Vorzeichen unterschiedlich sind, so wird daraus auch die Erzeugung einer Dämpfungskraft in der sog. schwingungsanfachenden Richtung in Bezug auf die vertikale Schwingung des Fahrzeuges rückgeschlossen, sodaß die Dämpfungskraft-Kennlinie dann eine niedrigere oder sog. SOFT-Einstellung erfährt. Wenn andererseits eine Gleichheit der Vorzeichen ermittelt wird, dann wird damit eine Dämpfungskraft in der schwingungsdämpfenden Richtung voraus­ gesetzt und eine Einstellung der Dämpfungskraft-Kennlinie auf ein höheres Niveau bzw. eine sog. HARD-Einstellung bewirkt. Mit dieser Steuerung wird eine bequeme Fahrweise und ein stabiles Laufverhalten des Kraftfahrzeuges bezweckt.

Aus der JP-GM 61-1 10 412 und der JP-GM 63-40 213 sind Stoßdämpfer bekannt, bei welchen ein insensitiver Bereich nahe der neutralen Position in Bezug auf die relative Verschiebung zwischen der gefederten und der ungefederten Masse ausgebildet wird, um einen häufigen Wechsel der Dämpfungskraft-Kennlinie der Stoßdämpfer nahe der neutralen Position dieser Verschiebung zu verhindern. Innerhalb dieses insensitiven Bereichs wird ein Wechsel der Dämpfungskraft-Kennlinie des Stoßdämpfers beschränkt und die niedrigere Dämpfungskraft-Kennlinie wird aufrecht erhalten.

Eine Aufrechterhaltung der niedrigeren Dämpfungskraft-Kennlinie in dem insensitiven Bereich ist wirksam, wenn die gefederte Masse eine große Schwingungshäufigkeit als Folge schlechter Straßenver­ hältnisse besitzt. Wenn diese niedrigere Dämpfungskraft-Kennlinie jedoch auch dann beibehalten wird, wenn die gefederte Masse eine niedrige Schwingungsfrequenz bei hinreichend guten Straßenverhält­ nissen aufweist, dann wird dadurch für das Fahrzeug eine ver­ schlechterte Laufeigenschaft erhalten.

Für eine Problemlösung kann hier an ein Verfahren gedacht werden, bei dem die Schwingungshäufigkeit der gefederten Masse durch einen Sensor erfaßt wird, sodaß die Dämpfungskraft-Kennlinie in dem insensitiven Bereich niedriger eingestellt wird während der hohen Schwingunghäufigkeit und umgekehrt eine höhere Einstellung während der niedrigeren Schwingungshäufigkeit erfährt. Die dabei erforderliche Verwendung eines besonderen Sensors zur Erfassung der Schwingungshäufigkeit ergibt jedoch entsprechend höhere Kosten.

Wenn andererseits der Absolutwert der absoluten Geschwindigkeit der gefederten Masse und der Absolutwert entweder der relativen Verschiebung zwischen der gefederten und der ungefederten Masse oder die relative Geschwindigkeit zwischen der gefederten Masse und der ungefederten Masse in Bezug auf die Schwingungshäufigkeit betrachtet wird, dann wird dabei entsprechend der Darstellung in Fig. 6 der Absolutwert der absoluten Geschwindigkeit der gefeder­ ten Masse während der niedrigeren Schwingungshäufigkeit höher gehalten als der Resonanzpunkt der ungefederten Masse und umge­ kehrt wird er gegenüber dem Resonanzpunkt der ungefederten Masse verringert, wenn die Schwingungshäufigkeit größer ist. Auch kann in diesem Zusammenhang noch festgehalten werden, daß sowohl der Absolutwert der relativen Geschwindigkeit zwischen der gefederten und der ungefederten Masse als auch der Absolutwert der relativen Verschiebung zwischen der gefederten und der ungefederten Masse entsprechend der Darstellung in Fig. 7 im Resonanzpunkt der gefederten Masse und auch im Resonanzpunkt der ungefederten Masse jeweils am höchsten sind und eine abfallende Tendenz aufweisen, wenn die Schwingungshäufigkeit kleiner ist als der Resonanzpunkt der gefederten Masse und die Schwingungshäufigkeit größer ist als der Resonanzpunkt der ungefederten Masse. Der Resonanzpunkt w2 der ungefederten Masse kann bspw. bei 10-20 Hz liegen, wenn der Resonanzpunkt w1 der gefederten Masse bei etwa 1.0-2.0 Hz liegt.

Die durch die Patentansprüche gekennzeichnete Erfindung löst die Aufgabe, eine Radaufhängung der angegebenen Gattung derart auszu­ bilden, daß damit ein Absolutwert der absoluten Geschwindigkeit einer gefederten Masse, ein Absolutwert der relativen Verschiebung zwischen der gefederten und einer ungefederten Masse und ein Absolutwert der relativen Geschwindigkeit zwischen der gefederten und der ungefederten Masse als Steuergrößen bei einer gleichzeiti­ gen Differenzierung der Schwingungshäufigkeit nach einem höheren und einem niedrigeren Bereich derart berücksichtigt werden, daß die veränderliche Dämpfungskraft-Kennlinie innerhalb eines insen­ sitiven Bereichs entweder höher oder niedriger eingestellt bleibt.

Die durch die erfindungsgemäße Radaufhängung erzielbaren Vorteile sind im wesentlichen darin erkennbar, daß mit der Eingliederung der einen insensitiven Bereich einstellenden Einrichtung in eine zum Steuern der Dämpfungskraft-Kennlinie in der angegebenen Art und Weise vorgesehene Steuereinrichtung nur unter ganz bestimmten Voraussetzungen die Dämpfungskraft-Kennlinie innerhalb des insen­ sitiven Bereichs in Abhängigkeit von dem jeweils vorhandenen Schwingungszustand des Fahrzeuges gewechselt wird. Durch die damit zwangsweise erreichte Beschränkung des Wechsels der Däm­ pfungskraft-Kennlinie wird andererseits aber keine Behinderung hinsichtlich der Beibehaltung einer bequemen Fahrweise erhalten, während gleichzeitig die Kosten für das Vorsehen eines besonderen Sensors zur Erfassung der Schwingungshäufigkeit vermieden werden.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Radaufhängung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Perspektivansicht eines Kraftfahrzeuges mit einer Darstellung der gesamten Radaufhängung,

Fig. 2 eine Schnittansicht eines Stoßdämpfers der Radauf­ hängung in zwei unterschiedlichen Bewegungszu­ ständen,

Fig. 3 eine schaubildliche Darstellung zur Erläuterung der verschiedenen Einflußgrößen, die bei der Radaufhängung wirken,

Fig. 4 ein Blockdiagramm der für die Radaufhängung vorgesehenen Steuereinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform,

Fig. 5 ein Flußdiagramm zur näheren Erläuterung der Steuereinrichtung gemäß Fig. 4,

Fig. 6 und 7 grafische Darstellungen zur Erläuterung der Abhängigkeit zwischen dem Absolutwert der absolu­ ten Geschwindigkeit einer gefederten Masse bzw. dem Absolutwert einer relativen Geschwindigkeit zwischen einer gefederten und einer ungefederten Masse jeweils von der Schwingungsfrequenz und

Fig. 8 und 9 grafische Darstellungen zur Erläuterung der Abhängigkeit eines Verstärkungsfaktors von der Fahrgeschwindigkeit und dem Lenkungseinschlag als weiteren Einflußgrößen für eine Berücksichtigung durch die Steuereinrichtung gemäß Fig. 4.

Gemäß der Darstellung in Fig. 1 ist die Radaufhängung eines Kraftfahrzeuges mit vier Stoßdämpfern 1 bis 4 ausgebildet, die an den einzelnen Rädern, wie dem linken Vorderrad 5L und dem linken Hinterrad 6L, angeordnet sind. Jeder dieser Stoßdämpfer ist mit einem Stellorgan 25 (Fig. 2) ausgerüstet um die Dämpfungskraft- Kennlinie entweder auf ein höheres Niveau oder auf ein niedrigeres Niveau einzustellen. Außerdem ist in der unmittelbaren Nähe dieses Stoßdämpfers ein Höhensensor (nicht dargestellt) angeordnet, welcher die relative Verschiebung zwischen einer gefederten Masse und einer ungefederten Masse des Fahrzeuges erfassen läßt. Jeder Stoßdämpfer ist außerdem an einem oberen Abschnitt mit einer Spiralfeder 7 versehen und kann unter Vermittlung einer Steuer­ einrichtung 8 hinsichtlich seiner Dämpfungskraft veränderlich gesteuert werden, indem dafür dieser Steuereinrichtung von jedem Höhensensor ein von der damit erfaßten relativen Verschiebung abhängiges Signal zugeführt wird und die einzelnen Signale in entsprechende Stellsignale für das Stellorgan der einzelnen Stoßdämpfer verarbeitet werden.

In der Nähe der vier Stoßdämpfer sind nun weiter vier Beschleuni­ gungssensoren 11 bis 14 angeordnet, welche die Beschleunigung der gefederten Masse jedes zugeordneten Rades in der vertikalen Richtung C erfassen. Weiterhin ist das Fahrzeug mit einem üblichen Geschwindigkeitssensor 15 zur Erfassung der Fahrgeschwindigkeit versehen, die mit einem Tachometer am Armaturenbrett zur Anzeige gebracht wird. Das Fahrzeug weist auch einen Sensor 16 zur Erfas­ sung des Lenkungseinschlages der Vorderräder auf, der mit einer Drehung der Lenkwelle erhalten wird und daher mit einem Drehwinkel der Lenkwelle gemessen werden kann. Weiterhin ist ein Beschleuni­ gungssensor 17 vorgesehen, welcher die Öffnung der mit dem Fahr­ pedal betätigten Drosselklappen eines Vergasers erfaßt, sowie ein Bremsdruckschalter 18, mit welchem eine Bremsbetätigung durch eine Überwachung des Druckes der Bremsflüssigkeit geprüft wird. Schließlich ist noch ein Wählschalter 19 vorhanden, mit welchem der Fahrer die Dämpfungskraft-Kennlinie der vier Stoßdämpfer auf eines der verschiedenen Niveaus HARD, SOFT oder CONTROL einstellen kann. Die verschiedenen Sensoren 11 bis 17 und die Schalter 18, 19 sind alle an die Steuereinrichtung 8 angeschlossen.

Gemäß der Darstellung in Fig. 2 besteht jeder Stoßdämpfer aus einem Zylinder 21, in welchem ein Kolben 22 mit einer Kolbenstange verschieblich angeordnet ist. Der Zylinder 21 und der Kolben 22 jedes Stoßdämpfers sind an der jeweils zugeordneten Radachse als einer betreffenden ungefederten Masse oder an der Fahrzeugkaros­ serie als einer betreffenden federnden Masse über Verbindungsge­ lenke befestigt.

Der Kolben 22 jedes Stoßdämpfers ist nun weiterhin mit zwei Drosseln 23, 24 für die von ihm verdrängte Hydraulikflüssigkeit versehen, von denen die eine Drossel 23 ständig offen ist und die zweite Drossel 24 durch das zugeordnete Stellorgan 25 wahlweise geöffnet oder geschlossen werden kann. Das Stellorgan 25 ist mit einem Elektromagneten 26 ausgebildet, durch dessen Magnetkraft eine in dem Kolben vertikal verschiebliche Steuerstange 27 bewegt werden kann, an welcher zwei Federn 28a und 28b einander entgegen­ wirken. Durch die Steuerstange 27 wird das Öffnen und Schließen der Drossel 24 vermittelt. Im übrigen wird durch den Kolben 22 eine obere Kammer 29 gegen eine untere Kammer 30 abgedichtet, wobei diese beiden Kammern über die beiden Drosseln 23, 24 mit­ einander verbunden sind.

Wenn der Elektromagnet 26 stromlos ist, wird die Steuerstange 27 durch die Feder 28a entgegen der Wirkung der Feder 28b in die Schließstellung der Drossel 24 gedrückt. Wenn die Drossel 24 geschlossen ist, dann kann Hydraulikflüssigkeit zwischen den beiden Kammern 29 und 30 nur über die Drossel 23 übertreten. Der Stoßdämpfer, der für diesen Zustand in Fig. 2A dargestellt ist, entwickelt dann eine Dämpfungskraft-Kennlinie mit dem höheren Niveau, was der Einstellung HARD an dem Wählschalter 19 entspricht. Wenn andererseits der Elektromagnet 26 mit Strom versorgt wird, so wird dann die Steuerstange 27 als Folge der von dem Elektro­ magneten erzeugten Magnetkraft nach oben bewegt, wobei diese Bewegung durch die Feder 28b unterstützt wird. Durch diese Bewe­ gung der Steuerstange 27 wird die Drossel 24 geöffnet, sodaß dann die beiden Kammern 29 und 30 über die beiden Drosseln 23 und 24 miteinander verbunden sind. Für den Stoßdämpfer wird damit eine Dämpfungskraft-Kennlinie mit dem niedrigen Niveau erhalten, was der Einstellung SOFT des Wählschalters 19 entspricht und durch die Darstellung in Fig. 2B verdeutlicht wird. Durch die Einstel­ lung der Stoßdämpfer auf die Dämpfungskraft-Kennlinie des höheren Niveaus im stromlosen Zustand der Elektromagneten ist eine Beibe­ haltung dieser Einstellung auch dann gesichert, wenn bei der Steuereinrichtung 8 Funktionsstörungen auftreten sollten, sodaß damit auch ein stabiles Laufverhalten des Fahrzeuges ohne jede nachteiligen Auswirkungen auf die Lenkung beibehalten wird.

In Fig. 3 ist veranschaulicht, wie die Radaufhängung zu verstehen ist. Gemäß dieser Schemadarstellung ist eine gefederte Masse ms und eine ungefederte Masse mu vorhanden, die jeweils eine Ver­ schiebung Zs und Zu in vertikaler Richtung erfahren und durch die Spiralfeder 7 jedes Stoßdämpfers mit einer Federkonstante ks gegeneinander vorgespannt sind. Die ungefederte Masse mu ist an jedem Stoßdämpfer durch das zugeordnete Laufrad mit einer Feder­ konstanten kt des Reifens abgefedert, sodaß mit diesen Einfluß­ größen für jeden Stoßdämpfer ein Dämpfungskoeffizient v(t) erhal­ ten wird.

Das Blockdiagramm der Fig. 4 zeigt nun die Steuereinichtung 8 und verdeutlicht gleichzeitig die einzelnen Signale, welche die Steuereinrichtung erhält, um damit die Stellorgane der einzelnen Stoßdämpfer für eine Veränderung ihrer Dämpfungskraft-Kennlinie zu steuern. Neben den bereits erwähnten vier Beschleunigungssen­ soren 11 bis 14 und den ebenfalls bereits erwähnten vier Sensoren 15 bis 18 zur Erfassung der Fahrgeschwindigkeit, des Lenkungsein­ schlages, der Drosselklappenöffnung und des Bremsdruckes sind daher für diese Darstellung noch weitere vier Höhensensoren 41 bis 44 gezeigt, mit denen für die relative Verschiebung zwischen der gefederten und der ungefederten Masse an jedem Stoßdämpfer die Signale r1 bis r4 an die Steuereinrichtung 8 angeliefert werden. Die Signale erhalten dabei fortlaufende Zahlen mit einem positiven Vorzeichen, wenn sich der betreffende Stoßdämpfer aus­ dehnt, und mit einem negativen Vorzeichen, wenn der betreffende Stoßdämpfer verkürzt wird, wobei die relative Verschiebung durch eine Abweichung von einem Nullwert erhalten wird, der bei stehen­ dem Fahrzeug vorliegt. Hier wird also die Differenz zwischen der Verschiebung Zs der gefederten Masse und der Verschiebung Zu der ungefederten Masse als eine solche relative Verschiebung zwischen diesen beiden Massen erfaßt und mit den Steuersignalen r1 bis r4 berücksichtigt.

Durch die einzelnen Beschleunigungssensoren 11 bis 14 werden gleichartig Signale ZG1 bis ZG4 geliefert, mit welchen die absolu­ te Beschleunigung in der vertikalen Richtung der jeweils zugeord­ neten gefederten Masse jedes Stoßdämpfers berücksichtigt werden. Auch diese Signale sind wieder mit fortlaufenden Zahlen darge­ stellt, die ein positives Vorzeichen erhalten, wenn die gefederte Masse nach oben beschleunigt wird, und ein negatives Vorzeichen, wenn die gefederte Masse sich nach unten beschleunigt. Solche fortlaufenden Nummern erhalten auch die von den Sensoren 15 bis 18 gelieferten Signale. Dabei nimmt das von dem Geschwindigkeits­ sensor 15 gelieferte Geschwindigkeitssignal VS ein positives Vorzeichen bei der Vorwärtsfahrt und ein negatives Vorzeichen bei der Rückwärtsfahrt des Fahrzeuges an. Das von dem Sensor 16 für den Lenkungseinschlag gelieferte Signal OH erhält ein positives Vorzeichen für einen Lenkungseinschlag nach links und ein nega­ tives Vorzeichen für einen Lenkungseinschlag nach rechts und damit also für eine Drehung der Lenkwelle entweder entgegen dem Uhrzeigersinn oder im Uhrzeigersinn. Das von dem Sensor 17 für die Öffnung der Drosselklappe gelieferte Signal TVO nimmt nur ein positives Vorzeichen an, indem die bei der Beschleunigung des Fahrzeuges sich verändernde Drehstellung der Drosselklappe auf deren Schließstellung bezogen wird. Das von dem Sensor 18 schließ­ lich gelieferte Bremsdrucksignal BP nimmt schließlich nur zwei Zahlenwerte an als Alternativen für eine Betätigung der Bremse und deren unbetätigten Zustand.

Durch die Steuereinrichtung 8 werden andererseits vier Steuer­ signale v1 bis v4 an die vier Stellorgane 25a bis 25d der einzel­ nen Stoßdämpfer 1 bis 4 geliefert. Diese Steuersignale erhalten ebenfalls nur zwei alternative Zahlenwerte (1) oder (0), wobei der eine Zahlenwert für einen stromlosen Zustand des betreffenden Elektromagneten 26 und der zweite Zahlenwert für dessen stromdurch­ flossenen Zustand reserviert ist, um damit entweder die Einstel­ lung HARD mit der höheren Dämpfungskraft-Kennlinie gemäß dem Zustand des Stoßdämpfers in der Darstellung gemäß Fig. 2A oder die Einstellung SOFT mit der niedrigeren Dämpfungskraft-Kennlinie gemäß dem Zustand des Stoßdämpfers in der Darstellung gemäß Fig. 2B zu erhalten. Diese beiden unterschiedlichen Einstellungen sowie noch zusätzlich die Einstellung CONTROL für eine veränderliche und voneinander unabhängige Steuerung der Dämpfungskraft-Kenn­ linien aller Stoßdämpfer wird im übrigen durch parallele Signale erhalten, die mittels des Wählschalters 19 der Steuereinrichtung 8 zuleitbar sind.

Gemäß dem für die Verarbeitung der einzelnen Steuersignale durch die Steuereinrichtung 8 angelegten Flußdiagramm gemäß Fig. 5 kann zunächst vorausgesetzt werden, daß damit ein Steuerprogramm der Steuereinrichtung verdeutlicht wird, das nach einem Startvorgang in einem vorgegebenen Zeitintervall zwischen etwa 1 ms und 10 ms ständig wiederholt wird. Bei diesem Steuerprogramm wird zunächst in einer ersten Stufe S1 das mit dem Wählschalter 19 angelieferte Steuersignal dahin überprüft, ob es des Einstellung HARD für die höhere Dämpfungskraft-Kennlinie der vier Stoßdämpfer entspricht oder nicht. Wenn die Einstellung HARD gewählt ist, dann wird dadurch in der Stufe S1 die Einschätzung YES festgestellt und über die Stufe S21 eine Einstellung der vier Steuersignale v1 bis v4 auf den einen Zahlenwert (1) erreicht, mit welchem dann unter Vermittlung der Stufe S16 die einzelnen Stellorgange 25a bis 25d unbetätigt bleiben, weil an ihre Elektromagneten kein Strom angeliefert wird.

Wenn mittels des Wählschalters 19 die Einstellung SOFT vorgewählt wird, dann wird diese Einstellung in der zweiten Prüfstufe S2 erfaßt, sodaß das betreffende Steuersignal mit der Einschätzung YES an die Stufe S22 weitergeleitet werden kann. In dieser Stufe werden dann die einzelnen Steuersignale v1 bis v4 auf den anderen Zahlenwert (0) eingestellt, sodaß in der nachfolgenden Stufe S16 an die einzelnen Stellorgane 25a bis 25d dann die Mitteilung erfolgt, mit einem Stromfluß durch den jeweils zugeordneten Elektromagneten den Schaltzustand der Stoßdämpfer gemäß der Darstellung in Fig. 2B zu bewirken.

Wenn durch die beiden Stufen S1 und S2 jeweils die Einschätzung NO erhalten wird und damit also feststeht, daß mit dem Wählschal­ ter 19 die Einstellung CONTROL für eine veränderliche und vonein­ ander unabhängige Steuerung der Dämpfungskraft-Kennlinien aller Stoßdämpfer vorgegeben wurde, so werden zunächst in der nachfolgen­ den Stufe S3 die Steuersignale r1 bis r4 für die relative Ver­ schiebung zwischen der gefederten und der ungefederten Masse bei den einzelnen Stoßdämpfern berücksichtigt und bspw. durch eine Differenzierung oder eine sonstige Abwandlung in der Stufe S4 zu korrespondierenden Signalen für die relative Geschwindigkeit zwischen der gefederten und der ungefederten Masse an jedem Stoßdämpfer umgewandelt. Durch die Stufen S3 und S4 ist damit also eine die relative Geschwindigkeit zwischen der gefederten und der ungefederten Masse erfassenden Einrichtung 51 bereitge­ stellt, mit welcher somit an jedem Stoßdämpfer der Unterschied zwischen der absoluten Geschwindigkeit Zs1 bis Zs4 der gefederten Masse und der absoluten Geschwindigkeit Zu1 bis Zu4 der ungefeder­ ten Masse ermittelt wird.

In der nächsten Stufe S5 werden die einzelnen Signale ZG1 bis ZG4 für die mit den einzelnen Beschleunigungssensoren 11 bis 14 erfaßte absolute Beschleunigung der gefederten Masse jedes Stoß­ dämpfers berücksichtigt, die dann durch eine Integration in der nachfolgenden Stufe S6 zu Signalen für die absolute Geschwindig­ keit der gefederten Masse in der vertikalen Richtung zur Bereit­ stellung an die nächste Stufe S7 verwandelt werden. Die in der Stufe S7 berücksichtigten Signale Zs1 bis Zs4 für die absolute Geschwindigkeit der gefederten Masse werden ausgewertet, sobald in der vorhergehenden Stufe S6 bei den vier verwandelten Steuer­ signalen eine Anwesenheit von drei Signalen feststeht, sodaß dann für das vierte Signal eine Ersatzgröße berücksichtigt wird. Wenn daher bspw. für das Fahrzeug neben der vertikalen Richtung Z ein horizontales x, y-Koordinatensystem gemäß der Verdeutlichung in Fig. 1 berücksichtigt wird, dann können als Koordinaten für die Beschleunigungssensoren 11 bis 13 die Angaben (xG1, yG1) bis (xG3, yG3) und für die einzelnen Stoßdämpfer 1 bis 4 die Koordina­ ten (xs1, ys1) bis (xs4, ys4) angegeben werden. Für die absolute Geschwindigkeit Zs1 bis Zs4 der gefederten Masse der einzelnen Stoßdämpfer 1 bis 4 ist daher für die Stufe S7 die folgende Formel erfüllt:

wobei zwei berücksichtigte Matrizen und ein Produkt derselben vorbestimmt und als eine Konstante vorgegeben sind.

Durch die Stufen S5, S6 und S7 wird somit eine weitere Einrichtung 52 bereitgestellt, mit welcher die absolute Geschwindigkeit der gefederten Masse der einzelnen Stoßdämpfer erfaßt wird. Während bei der die relative Geschwindigkeit zwischen der gefederten und der ungefederten Masse erfassenden Einrichtung 51 auch die Höhen­ sensoren 41 bis 44 eingeschlossen sind, werden somit bei dieser weiteren Einrichtung 52 auch die Beschleunigungssensoren 11 bis 14 eingeschlossen, welche für die bei dieser Einrichtung primäre Stufe S5 die dabei zu berücksichtigende Steuersignale ZG1 bis ZG4 liefern.

In der folgenden Stufe S8 wird der Absolutwert der absoluten Geschwindigkeit der gefederten Masse an jedem Rad dahin überprüft, ob er mehr als ein vorbestimmter Wert dzi ist. Wird diese YES- Ermittlung getroffen, dann wird der Absolutwert der relativen Geschwindigkeit ri zwischen der gefederten und der ungefederten Masse an jedem Rad in der nächsten Stufe S9 dahin überprüft, ob er weniger als ein vorbestimmter Wert dri ist. Eine NO-Feststel­ lung wird dann auch in eine nachfolgende Stufe S10 übernommen.

Der für die Stufe S8 berücksichtigte vorbestimmte Wert dzi ergibt die Einstellung eines insensitiven Bereichs, welcher ein Schalten der Dämpfungskraft-Kennlinie aller Stoßdämpfer in Bezug auf die absolute Geschwindigkeit der ungefederten Masse beschränkt. Durch das Schaubild der Fig. 6 ist in diesem Zusammenhang ableitbar, daß der Absolutwert der absoluten Geschwindigkeit der gefederten Masse kleiner eingestellt ist als der vorbestimmte Wert, während die Schwingungshäufigkeit höher ist als der Resonanzpunkt w2 der ungefederten Masse. Der für die Stufe S9 andererseits berücksich­ tigte vorbestimmte Wert dri dient der Einstellung eines insensi­ tiven Bereichs, mit welchem der Wechsel der Dämpfungskraft-Kenn­ linie der einzelnen Stoßdämpfer in Bezug auf die relative Geschwin­ digkeit zwischen der gefederten und der ungefederten Masse ent­ sprechend eingeschränkt wird. Es ist dazu aus dem Schaubild der Fig. 7 ableitbar, daß der Absolutwert der relativen Geschwindig­ keit zwischen der gefederten und der ungefederten Masse kleiner eingestellt wird als der vorbestimmte Wert, während die Schwin­ gungshäufigkeit kleiner ist als der Resonanzpunkt w1 der gefeder­ ten Masse und die Schwingungshäufigkeit höher ist als der Resonanz­ punkt w2 der ungefederten Masse.

Wenn in der Stufe S9 andererseits eine YES-Feststellung getroffen wird, dann werden die einzelnen Steuersignale v1 bis v4 in einer nachfolgenden Stufe S17 auf einen Zahlenwert (1) eingestellt und in eine Ausgangsstufe S18 übernommen. Umgekehrt wird die NO- Feststellung unter Vermittlung der Stufe S10 in einer nachfolgen­ den Stufe S19 mit dem Zahlenwert (0) bei den einzelnen Steuer­ signalen v1 bis v4 belegt und damit einer Ausgangsstufe S20 zugeleitet. Mit den Stufen S8 bis S10 und S17 bis S20 ist damit in die Steuereinrichtung 8 eine Einrichtung zum Einstellen eines insensitiven Bereichs integriert, welche die Dämpfungskraft- Kennlinie der einzelnen Stoßdämpfer 1 bis 4 in der SOFT-Einstel­ lung beläßt, wenn sowohl die absolute Geschwindigkeit der gefeder­ ten Masse als auch entweder die relative Geschwindigkeit oder die relative Verschiebung zwischen der gefederten und der ungefederten Masse in den insensitiven Bereichen sind und also in der Stufe S8 die NO-Feststellung und in der Stufe S10 die YES-Feststellung erhalten wird. Umgekehrt wird die Dämpfungskraft-Kennlinie an den einzelnen Stoßdämpfern 1 bis 4 in der HARD-Einstellung belassen, wenn die absolute Geschwindigkeit der gefederten Masse sich außerhalb des insensitiven Bereichs befindet und die relative Geschwindigkeit zwischen der gefederten und der ungefederten Masse sich in dem insensitiven Bereich befinden und dabei also in den beiden Stufen S8 und S9 die YES-Feststellung erhalten wird.

In der folgenden Stufe S11 wird eine Einschätzfunktion hi mit der folgenden Formel erhalten, sofern in den Stufen S9 oder S10 eine NO-Feststellung getroffen wird:

hi = ri × Zsi (i = 1, 2, 3, 4).

Diese Einschätzfunktion hi stellt sich somit dar als ein Produkt aus der relativen Geschwindigkeit ri zwischen der gefederten und der ungefederten Masse an jedem Stoßdämpfer multipliziert mit der absoluten Geschwindigkeit Zsi der gefederten Masse.

In der nächsten Stufe S12 werden das Geschwindigkeitssignal VS und das Steuersignal RH für den erfaßten Lenkungseinschlag berücksich­ tigt, während in einer folgenden Stufe S13 ein Verstärkungsfaktor g eingestellt wird. Bei diesem Verstärkungsfaktor g handelt es sich um ein Produkt eines Verstärkungsfaktors g1 für die Fahrge­ schwindigkeit multipliziert mit einem Verstärkungsfaktor g2 für den Lenkungseinschlag, wobei diese beiden Verstärkungsfaktoren aus den Kennlinien der Fig. 8 und 9 erhalten werden. Die beiden Verstärkungsfaktoren weisen somit eine abfallende Tendenz auf, wenn sich die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges erhöht bzw. wenn sich der Lenkungseinschlag der Lenkräder vergrößert. Unter Berücksichtigung dieses in der Stufe S10 eingestellten Verstärkungs­ faktors g kann damit in der nächsten Stufe S14 ein vorbestimmter Wert Ki eingestellt werden, bei welchem es sich um ein Produkt des Verstärkungsfaktors g multipliziert mit dem Quadrat der relativen Geschwindigkeit ri zwischen der gefederten und der ungefederten Masse handelt.

Nach der erfolgten Einstellung des vorbestimmten Wertes Ki wird in der nächsten Stufe S15 eine Einstellung der Steuersignale vi entweder auf den Zahlenwert (1) oder auf den Zahlenwert (0) vorgenommen, sofern der in der Stufe S11 für die Einschätzfunktion hi erhaltene Wert größer bzw. gleich oder kleiner als der vorbe­ stimmte Wert Ki ist. Die einzelnen Steuersignale v1 bis v4 werden dann an die einzelnen Stellorgane 25a bis 25d übergeben, wobei diese Übergabe in der bereits erwähnten Stufe S16 erfolgt. In diesem Zusammenhang ist dann noch eine Rechnereinrichtung 53 vorhanden, welche das Produkt aus der relativen Geschwindigkeit ri zwischen der gefederten und der ungefederten Masse multipli­ ziert mit der absoluten Geschwindigkeit Zsi der gefederten Masse berechnet, wobei dieses Produkt die Einschätzfunktion hi der Stufe S11 ergibt, wobei diese Rechnereinrichtung weiterhin auch die Stufen S15 und S16 umfaßt, in welchen die Dämpfungskraft- Kennlinie jedes Stoßdämpers 1 bis 4 entweder auf das Niveau HARD oder auf das Niveau SOFT eingestellt wird, und zwar in Abhängig­ keit davon, ob die Einschätzfunktion hi größer oder kleiner als der vorbestimmte Wert Ki ist. Sofern eine Gleichheit zwischen der Einschätzfunktion hi und dem vorbestimmten Wert Ki ermittelt wird, so wird die augenblickliche Einstellung für die Dämpfungs­ kraft-Kennlinie beibehalten.

Aus den vorstehenden Hinweisen ist damit ableitbar, daß, wenn mittels des Wählschalters 19 die Einstellung CONTROL für eine veränderliche und voneinander unabhängige Steuerung der Dämpfungs­ kraft-Kennlinie aller Stoßdämpfer ausgewählt ist, die durch jeden Stoßdämpfer erzeugte Dämpfungskraft für eine Wirkung in der schwingungsdämpfenden Richtung in bezug auf die vertikale Schwin­ gung der gefederten Masse eingeschätzt wird, sobald die Einschätz­ funktion hi, die sich als Produkt der relativen Geschwindigkeit zwischen der gefederten und der ungefederten Masse multipliziert mit der absoluten Geschwindigkeit der gefederten Masse darstellt, mehr als der vorbestimmte Wert Ki ist. Die Dämpfungskraft wirkt dabei nach unten, wenn die gefederte Masse nach oben bewegt wird, sodaß sich die einzelnen Stoßdämpfer strecken oder es wirkt die Dämpfungskraft nach oben, wenn die gefederte Masse nach unten ausweicht, wobei dann jeder Stoßdämpfer verkürzt wird. Bei dieser speziellen Dämpfungskraft-Kennlinie der einzelnen Stoßdämpfer wird daher ein Wechsel auf die Einstellung HARD bewirkt. Unter den gegensätzlichen Bedingungen, wenn also die Einschätzfunktion hi gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert Ki ist, ist andererseits vorausgesetzt, daß die von jedem Stoßdämpfer erzeugte Dämpfungskraft in der schwingungsanfachenden Richtung in Bezug auf die vertikale Schwingung der gefederten Masse wirkt. In diesem Fall wirkt dann die Dämpfungskraft-Kennlinie der einzelnen Stoßdämpfer in die Einstellung SOFT übergewechselt. Die schwin­ gungsdämpfende Energie wird somit in jedem Fall größer als die schwingungsanfachende Energie, die an die gefederte Masse über­ geben wird, womit eine entsprechend bequeme Fahrweise und gleich­ zeitig eine stabile Laufeigenschaft des Fahrzeuges erhalten ist.

In diesem Zusammenhang interessiert weiter, daß der vorbestimmte Wert Ki das Produkt aus dem Verstärkungsfaktor g multipliziert mit dem Quadrat der relativen Geschwindigkeit ri zwischen der gefederten und der ungefederten Masse ist. Im hohen Schwingungs­ bereich der gefederten Masse wird daher dieser vorbestimmte Wert Ki relativ groß, sodaß die Dämpfungskraft-Kennlinie auf die Einstellung HARD gewechselt wird, in welcher eine unnötige Verände­ rung der Kennlinie der Dämpfungskraft verhindert wird. Es ist daher hier anzumerken, daß auch damit eine wichtige Voraussetzung für eine bequeme Fahrweise und ein stabiles Fahrverhalten selbst bei einem sehr schlechten Straßenzustand getroffen wird, der eben die Ursache für eine höhere Frequenz der gefederten Masse ist.

Dabei ist auch noch der Hinweis darauf anzubringen, daß wegen eines Fehlens einer besonderen Einrichtung zum Erfassen des Straßenzustandes oder auch des Schwingungsverhaltens des Fahrzeu­ ges bei der den vorbestimmten Wert Ki verändernden Änderungsein­ richtung 54 hier eine entsprechende Einsparung von Kosten möglich ist. Schließlich ist hier auch noch anzugeben, daß wegen der abfallenden Tendenz der beiden Verstärkungsfaktoren g1 und g2 bei der Vergrößerung der Fahrgeschwindigkeit und der Vergrößerung des Lenkungseinschlages der Lenkräder die Dämpfungskraft-Kennlinie die Einstellung HARD bei einer schnellen Fahrweise und bei jeder Kurvenfahrt mit einem größeren Lenkungseinschlag erhält, was wiederum eine entsprechende Verbesserung des Fahrverhaltens ergibt.

Wenn die gefederten Masse im insensitiven Bereich schwingt, solange die relative Geschwindigkeit der gefederten und der ungefederten Masse oder die absolute Geschwindigkeit der gefeder­ ten Masse kleiner sind als ihre vorbestimmten Werte dri und dzi, so wird dabei ein Wechsel der Dämpfungskraft-Kennlinie an den einzelnen Stoßdämpfern 1 bis 4 beschränkt. Durch diese Beschrän­ kung ergibt sich eine geringere Geräuschbildung, wobei für diese Verhältnisse noch davon auszugehen ist, daß dabei die einzelnen Stoßdämpfer in der SOFT-Einstellung belassen werden, während die Schwingungshäufigkeit höher ist als der Resonanzpunkt w2 der ungefederten Masse, oder alternativ in der HARD-Einstellung, sofern die Schwingungshäufigkeit kleiner ist als der Resonanzpunkt w1 der gefederten Masse.

Anstelle der relativen Geschwindigkeit zwischen der gefederten und der ungefederten Masse sowie anstelle der absoluten Geschwin­ digkeit der gefederten Masse können bei der zur Einstellung eines insensitiven Bereichs eingegliederten Einrichtung 55 auch die relative Verschiebung zwischen der gefederten und der ungefederten Masse und die relative Geschwindigkeit zwischen der gefederten und der ungefederten Masse für eine Differenzierung der Schwin­ gungshäufigkeit nach einem höheren und einem niedrigeren Bereich berücksichtigt werden. Hier kann somit die Feststellung getroffen werden, daß sowohl der Absolutwert der relativen Verschiebung als auch der Absolutwert der relativen Geschwindigkeit zwischen der gefederten und der ungefederten Masse an den Resonanzpunkten w1 der gefederten Masse und w2 der ungefederten Masse ein Maximum erhalten und eine abfallende Tendenz aufweisen, während die Schwingungshäufigkeit niedriger ist als der Resonanzpunkt w1 der gefederten Masse und höher ist als der Resonanzpunkt w2 der ungefederten Masse. Es wird daher ein insensitiver Bereich zur Beschränkung des Wechselns der Dämpfungskraft-Kennlinie auch dann ausgebildet, wenn der Absolutwert der relativen Verschiebung zwischen der gefederten und der ungefederten Masse kleiner ist als der vorbestimmte Wert. In diesem Fall wird die Dämpfungskraft- Kennlinie auf ihrem niedrigen Niveau beibehalten, wenn sowohl die absolute Geschwindigkeit der gefederten Masse als auch die rela­ tive Verschiebung zwischen der gefederten und der ungefederten Masse in dem insensitiven Bereich liegen und umgekehrt wird die Dämpfungskraft-Kennlinie auf ihrem höheren Niveau beibehalten, wenn die absolute Geschwindigkeit der gefederten Masse sich außerhalb ihres insensitiven Bereichs befindet und die relative Verschiebung zwischen der gefederten und der ungefederten Masse innerhalb des insensitiven Bereichs liegt.

Abschließend sei noch erwähnt, daß anstelle einer bloßen Differen­ zierung der Dämpfungskraft-Kennlinie nach einem höheren und einem niedrigeren Niveau auch eine veränderliche Steuerung der Dämpfungs­ kraft unter Zwischenschaltung von mehreren Zwischenstufen zwischen diesen beiden Niveaus realisiert werden kann.

Claims (10)

1. Radaufhängung bei einem Kraftfahrzeug, bei welcher wenigstens ein Stoßdämpfer mit veränderlicher Dämpfungskraft-Kennlinie zwischen einer gefederten und einer ungefederten Masse vorge­ sehen ist,

• - mit einer die absolute Geschwindigkeit der gefederten Masse erfassenden ersten Einrichtung;
• - mit einer die relative Geschwindigkeit zwischen der gefeder­ ten und der ungefederten Masse erfassenden zweiten Einrich­ tung;
• - mit einer Steuereinrichtung zum Steuern der Dämpfungskraft- Kennlinie derart, daß wenn ein mit den gelieferten Signalen der ersten und der zweiten Einrichtung gebildetes Produkt mehr als ein vorbestimmter Wert ist, die Dämpfungskraft- Kennlinie höher eingestellt wird und wenn das Produkt weniger ist als der vorbestimmte Wert, die Dämpfungskraft-Kennlinie niedriger eingestellt wird; und
• - mit einer einen insensitiven Bereich der Steuereinrichtung einstellenden dritten Einrichtung, um den Wechsel der Däm­ pfungskraft-Kennlinie zu beschränken, wenn ein Absolutwert der absoluten Geschwindigkeit der gefederten Masse und ein Absolutwert entweder der relativen Geschwindigkeit oder der relativen Verschiebung zwischen der gefederten und der ungefederten Masse weniger als ein jeweils vorbestimmter Wert sind, wobei die Dämpfungskraft-Kennlinie mit dem niedri­ geren Wert beibehalten wird, wenn die absolute Geschwindig­ keit der gefederten Masse und entweder die relative Geschwin­ digkeit oder die relative Verschiebung zwischen der gefeder­ ten und der ungefederten Masse innerhalb des jeweiligen insensitiven Bereichs liegen, und die Dämpfungskraft-Kenn­ linie mit dem höheren Wert beibehalten wird, wenn die absolu­ te Geschwindigkeit der gefederten Masse außerhalb ihres insensitiven Bereichs und entweder die relative Geschwindig­ keit oder die relative Verschiebung zwischen der gefederten und der ungefederten Masse innerhalb des jeweiligen insensi­ tiven Bereichs liegen.

2. Radaufhängung nach Anspruch 1, bei welcher der vorbestimmte Wert für eine Einstellung des insensitiven Bereichs der absolu­ ten Geschwindigkeit der gefederten Masse höher eingestellt ist als der Absolutwert der absoluten Geschwindigkeit der gefeder­ ten Masse, während die Schwingungshäufigkeit größer ist als ein Resonanzpunkt der ungefederten Masse, und bei welcher der vorbestimmte Wert für eine Einstellung des insensitiven Bereichs entweder der relativen Geschwindigkeit oder der relativen Verschiebung zwischen der gefederten und der ungefederten Masse höher eingestellt ist als deren Absolutwert, während die Schwingungshäufigkeit kleiner ist als ein Resonanzpunkt der gefederten Masse und während die Schwingungshäufigkeit größer ist als der Resonanzpunkt der ungefederten Masse.

3. Radaufhängung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher eine den vorbestimmten Wert der Dämpfungskraft-Kennlinie in Abhängig­ keit von dem Straßenzustand verändernde Änderungseinrichtung in der Steuereinrichtung vorgesehen ist.

4. Radaufhängung nach Anspruch 3, bei welcher die Änderungsein­ richtung den vorbestimmten Wert als Produkt aus dem Quadrat der mit der zweiten Einrichtung erfaßten relativen Geschwindig­ keit zwischen der gefederten und der ungefederten Masse multi­ pliziert mit einem Verstärkungsfaktor einstellt.

5. Radaufhängung nach Anspruch 4, bei welcher der Verstärkungs­ faktor abfällt, wenn sich die Fahrgeschwindigkeit des Kraft­ fahrzeuges erhöht.

6. Radaufhängung nach Anspruch 4 oder 5, bei welcher der Verstär­ kungsfaktor abfällt, wenn sich der Lenkungseinschlag der Lenkräder des Kraftfahrzeuges vergrößert.

7. Radaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welcher die erste Einrichtung einen in der Nähe des Stoßdämpfers angeordneten Beschleunigungssensor aufweist und durch eine Integration die mit diesem Sensor erfaßte vertikale Beschleuni­ gung in die absolute Geschwindigkeit der gefederten Masse umwandelt.

8. Radaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welcher der oder jeder Stoßdämpfer mit einem Zylinder, einem in dem Zylinder verschieblich geführten Kolben und zwei Drosseln des Kolbens für eine mit dem Kolben verdrängte Hydraulikflüssigkeit ausgebildet ist, von denen die eine Drossel ständig offen ist und die zweite Drossel durch ein Stellorgan wahlweise geöffnet oder geschlossen wird, um die Dämpfungskraft-Kennlinie des Stoßdämpfers auf ein höheres oder auf ein niedrigeres Niveau zu verändern.

9. Radaufhängung nach Anspruch 8, bei welcher das Stellorgan mit einem Elektromagneten ausgebildet ist und die Dämpfungskraft- Kennlinie des Stoßdämpfers für den stromlosen Zustand dieses Elektromagneten auf das höhere Niveau eingestellt wird.

10. Radaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welchem jeweils ein Stoßdämpfer mit veränderlicher Dämpfungskraft- Kennlinie für die vier Räder eines Kraftfahrzeuges vorgesehen ist und mittels eines Wählschalters die Dämpfungskraft- Kennlinie dieser vier Stoßdämpfer auf eines der verschiedenen Niveaus HARD, SOFT oder CONTROL eingestellt werden kann, wobei die Einstellung HARD eine höhere Dämpfungskraft-Kenn­ linie als die Einstellung SOFT ergibt und wobei die Einstel­ lung CONTROL eine veränderliche und voneinander unabhängige Steuerung der Dämpfungskraft-Kennlinien aller Stoßdämpfer ergibt.