DE4113387C2 - Verfahren zur Steuerung semiaktiver hydraulischer Schwingungsdämpfer der Radaufhängungen von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung semiaktiver hydraulischer Schwingungsdämpfer der Radaufhängungen von Kraftfahrzeugen.

Aus der DE 36 32 920 A1 ist eine Dämpfkraftverstellung von Kraftfahrzeugen in Abhängigkeit von Ausgangssignalen eines am Fahrzeugaufbau angeordneten Gebers bekannt, die aufbereitet werden und in bezug auf einen vorgegebenen Schwellwert ein die Dämpfkraft änderndes Signal auslösen. Für den Schwellwert ist dabei eine Abhängigkeit von der Beladung des Fahrzeuges sowie bevorzugt auch von der Außentemperatur, der Fahrgeschwindigkeit und/oder dem Lenkwinkel berücksichtigt, um mit solchen verschiedenen Parametern eine kontinuierliche Dämpfkraftverstellung steuern zu können.

Aus der Literatur D. Karnopp et al "Journal of Engineering for Industry", May 1974, Seiten 619 bis 626, sind verschiedene Möglichkeiten der Steuerung semiaktiver hydraulischer Schwingungsdämpfer der Radaufhängungen von Kraftfahrzeugen bekannt, bei denen mit einem Vorzeichenwechsel der radweise ermittelten Relativbewegung zwischen gefederter und ungefederter Masse jeder Wechsel zwischen einer harten und einer weichen Einstellung der Dämpfungskraft gesteuert wird.

Solche Steuerungen semiaktiver hydraulischer Schwingungs­ dämpfer sind daneben auch bekannt aus der japanischen Offenlegungsschrift JP 61-163 011 A, wo der für einen Wechsel zwischen der harten und der weichen Einstellung der Dämpfkraft berücksichtigte Vorzeichenwechsel mit der radweisen Ableitung der Relativgeschwindigkeit aus der Relativbewegung zwischen gefederter und ungefederter Masse bestimmt wird bzw. auch mit der Berücksichtigung der vertikalen Geschwindigkeit.

Aus den ungeprüften japanischen Gebrauchsmusterveröffent­ lichungen JP 61-110 412 U1 und JP 63-40 213 U1 sind für solche semiaktive hydraulische Schwingungsdämpfer daneben noch die Steuerung eines insensitiven Bereichs in der Nähe ihrer neutralen Position in bezug auf die Relativbewegung zwischen der gefederten und der ungefederten Masse bekannt, um dafür einen häufigeren Wechsel der Dämpfkrafteinstellung zu verhindern und dabei gleichzeitig die weiche Einstellung beizubehalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung semiaktiver hydraulischer Schwingungsdämpfer der Radaufhängungen von Kraftfahrzeugen bereitzustellen, mit welchem unter Einbeziehung der Fahrgeschwindigkeit und des Lenkwinkels eine Erhöhung des Fahrkomforts und der Fahr­ stabilität im wesentlichen durch Vermeidung von unnötigen Wechseln zwischen der harten und der weichen Einstellung der Dämpfungskraft erreicht werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den in dem Patent­ anspruch angegebenen Merkmalen gelöst.

Dabei sind für das Verfahren einmal die Festlegung zweier Kriterien bestimmend, nämlich eines ersten Kriteriums für die vertikale Schwingung der gefederten Masse und eines zweiten Kriteriums für den Fahrzustand des Fahrzeuges und die Fahrbahnbeschaffenheit, so daß ein Vergleich dieser Kriterien als Grundlage für die semiaktive Steuerung in einer harten oder einer weichen Ein­ stellung der Dämpfungskraft der einzelnen Schwingungsdämpfer berücksichtigt werden kann.

Daneben ist mit der Vorgabe von Schaltwerten für die vertikale Geschwindigkeit der gefederten Masse bzw. auch für die Relativgeschwindigkeit und die Relativbewegung zwischen gefederter und ungefederter Masse die Schaffung eines insensitiven Bereichs mit fester Dämpfer-Einstellung statt semiaktiver Dämpfersteuerung vorgesehen, um mit dieser Maßnahme hauptsächlich eine Schonung der Schwin­ gungsdämpfer durch Vermeidung eines zu häufigen Wechsels der Dämpfungskraft zu erreichen.

Die Bestimmung des insensitiven Bereiches und der dabei einzustellenden festen Dämpfung erfolgt so, daß für erkennbare Resonanz-Schwingungen von Fahrzeugaufbau und/oder Rad aus Sicherheitsgründen eine harte Dämpfungs­ einstellung erfolgt, während außerhalb der Resonanzüberhöhung die Dämpfung weich eingestellt ist.

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 Lenkeinschlag 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 hydraulischen Schwingungsdämpfern 1 bis 4 ausgebildet, die an den einzelnen Rädern, wie dem linken Vorderrad 5L und dem linken Hinterrad 6L, angeordnet sind. Jeder dieser Dämpfer ist mit einem Stellorgan 25 (Fig. 2) versehen, um die Schwingungsdämpfung entweder härter oder weicher einzustellen. In der unmittelbaren Nähe jedes Dämpfers ist noch ein Höhensensor (nicht dargestellt) angeordnet, welcher die relative Bewegung zwischen einer gefederten Masse und einer ungefederten Masse des Fahrzeuges erfassen läßt. Jeder Dämpfer 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. Der Steuereinrichtung wird dafür von jedem Höhensensor ein von der relativen Bewegung abhängiges Signal zugeführt, und die einzelnen Signale werden zu entsprechenden Stellsignalen für die Stellorgane der einzelnen Dämpfer verarbeitet.

In der Nähe der vier Schwingungsdämpfer sind weiter vier Beschleuni­ gungssensoren 11 bis 14 angeordnet, welche die Beschleunigung der gefederten Masse jedes zugeordneten Rades in der vertikalen Richtung 7 erfassen. Das Fahrzeug weist einen üblichen Geschwindigkeitssensor 15 zur Erfassung der Fahrgeschwindigkeit auf, die mit einem Tachometer am Armaturenbrett zur Anzeige gebracht wird. Ein Sensor 16 erfaßt den Lenkeinschlag der Vorderräder, der mit einer Drehung der Lenkwelle erhalten wird und mit einem Drehwinkel der Lenkwelle gemessen werden kann. Ein Sensor 17 erfaßt die Öffnung der mit dem Fahr­ pedal betätigten Drosselklappe eines Vergasers, und ein Bremsdruckschalter 18 erfaßt eine Bremsbetätigung durch eine Überwachung des Druckes der Bremsflüssigkeit. Mit einem Wählschalter 19 kann schließlich der Fahrer die Dämpfungskraft-Kennlinie der vier Dämpfer auf eines der verschiedenen Niveaus HARD, SOFT oder CONTROL einstellen. 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 Dämpfer aus einem Zylinder 21, in welchem ein Kolben 22 mit einer Kolbenstange verschieblich angeordnet ist. Der Zylinder 21 und der Kolben 22 jedes Dämpfers sind an der jeweils zugeordneten Radachse als einer ungefederten Masse mu oder an der Fahrzeugkaros­ serie als einer federnden Masse ms über Verbindungsgelenke befestigt.

Der Kolben 22 jedes Dämpfers ist mit zwei Drosseln 23, 24 für die von ihm verdrängte Hydraulikflüssigkeit versehen. Die eine Drossel 23 ist ständig offen. Die zweite Drossel 24 ist durch das zugeordnete Stellorgan 25 wahlweise geöffnet oder geschlossen. 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. Durch den Kolben 22 wird 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, kann Hydraulikflüssigkeit zwischen den beiden Kammern 29 und 30 nur über die Drossel 23 übertreten. Der Dämpfer, der für diesen Zustand in Fig. 2A dargestellt ist, entwickelt dann eine höhere Dämpfungskraft und ergibt somit eine härtere Schwingungsdämpfung, was mit der Einstellung HARD an dem Wählschalter 19 erhalten wird. Wenn andererseits der Elektromagnet 26 stromdurchflossen ist, wird dann die Steuerstange 27 als Folge der von dem Elektro­ magneten erzeugten Magnetkraft nach oben bewegt und bei dieser Bewegung durch die Feder 28b unterstützt. Durch die Bewe­ gung der Steuerstange 27 wird die Drossel 24 geöffnet, so daß die beiden Kammern 29 und 30 über die beiden Drosseln 23 und 24 miteinander verbunden sind. Der Dämpfer entwickelt jetzt eine niedrigere Dämpfungskraft, was mit der Einstellung SOFT des Wählschalters 19 erhalten und durch die Darstellung in Fig. 2B vermittelt wird. Durch die Einstel­ lung der Dämpfer auf die härtere Dämpfungskraft bei stromlosen Elektromagneten ist eine Beibe­ haltung dieser Einstellung auch dann gesichert, wenn bei der Steuereinrichtung 8 Funktionsstörungen auftreten sollten, so daß damit auch ein stabiles Laufverhalten des Fahrzeuges ohne jede nachteiligen Auswirkungen auf die Lenkung beibehalten wird.

Gemäß der Schemadarstellung in Fig. 3 sind bei einer Radaufhängung eine gefederte Masse ms und eine ungefederte Masse mu vorhanden, die eine Ver­ schiebung Zs und Zu in vertikaler Richtung erfahren und durch die Spiralfeder 7 jedes Dämpfers mit einer Federkonstante ks gegeneinander vorgespannt sind. Die ungefederte Masse mu ist an jedem Dämpfer durch das zugeordnete Rad mit einer Feder­ konstanten kt des Reifens abgefedert. Für jeden Dämpfer wird somit ein Dämpfungskoeffizient v(t) erhalten.

Das Blockdiagramm der Fig. 4 zeigt die Steuereinrichtung 8 und verdeutlicht die verschiedenen Signale, welche die Steuereinrichtung erhält, um damit die Stellorgane der einzelnen Schwingungsdämpfer für eine Veränderung ihrer Dämpfungskraft zu steuern. Neben den vier Beschleunigungssensoren 11 bis 14 und den vier Sensoren 15 bis 18 zur Erfassung der Fahrgeschwindigkeit Vs, des Lenkein­ schlages ΘH, der Drosselklappenöffnung TV0 und des Bremsdruckes BP sind noch weitere vier Höhensensoren 41 bis 44 gezeigt, mit denen die Signale r1 bis r4 für eine relative Bewegung zwischen der gefederten und der ungefederten Masse an jedem Dämpfer an die Steuereinrichtung 8 angeliefert werden. Die Signale erhalten dabei fortlaufende Zahlen mit einem positiven Vorzeichen, wenn sich ein Dämpfer ausdehnt, und mit einem negativen Vorzeichen, wenn sich ein Dämpfer verkürzt. Eine relative Bewegung wird durch eine Abweichung von einem Nullwert erhalten, der bei stehendem Fahrzeug vorliegt. Die Differenz zwischen der Bewegung Zs der gefederten Masse ms und der Bewegung Zu der ungefederten Masse mu ergibt die relative Bewegung zwischen diesen beiden Massen, die mit den Steuersignalen r1 bis r4 berücksichtigt wird.

Durch die Beschleunigungssensoren 11 bis 14 werden Signale G1 bis G4 geliefert, welche die vertikale Beschleunigung in der vertikalen Richtung Z der gefederten Masse ms jedes Dämpfers ergeben. Auch diese Signale sind mit fortlaufenden Zahlen versehen, die ein positives Vorzeichen erhalten, wenn die gefederte Masse ms nach oben beschleunigt wird, und ein negatives Vorzeichen, wenn die gefederte Masse nach unten beschleunigt. Fortlaufende Nummern erhalten auch die von den Sensoren 15 bis 18 gelieferten Signale. Das von dem Geschwindigkeits­ sensor 15 gelieferte Geschwindigkeitssignal VS erhält ein positives Vorzeichen bei der Vorwärtsfahrt und ein negatives Vorzeichen bei der Rückwärtsfahrt des Fahrzeuges. Das von dem Sensor 16 für den Lenkeinschlag gelieferte Signal ΘH erhält ein positives Vorzeichen für einen Lenkeinschlag nach links und ein nega­ tives Vorzeichen für einen Lenkeinschlag nach rechts, somit 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 erhält nur ein positives Vorzeichen, indem die bei der Beschleunigung des Fahrzeuges sich verändernde Drehstellung der Drosselklappe auf deren Schließstellung bezogen wird. Das von dem Sensor 18 gelieferte Bremsdrucksignal BP erhält nur zwei Zahlenwerte als Alternativen für eine Betätigung der Bremse und deren unbetätigten Zustand.

Durch die Steuereinrichtung 8 werden vier Steuer­ signale v1 bis v4 an die vier Stellorgane 25a bis 25d der verschiedenen Dämpfer 1 bis 4 geliefert. Diese Steuersignale erhalten nur zwei alternative Zahlenwerte (1) oder (0). Der eine Zahlenwert (1) ergibt einen stromlosen Zustand des zugeordneten Elektromagneten 26, und der zweite Zahlenwert (0) ergibt sich für dessen stromdurchflossenen Zustand. Es wird so entweder die Einstellung HARD mit der höheren Dämpfungskraft oder die Einstellung SOFT mit der niedrigeren Dämpfungskraft erhalten. Diese verschiedenen Einstellungen sowie noch zusätzlich die Einstellung CONTROL für eine veränderliche und voneinander unabhängige Steuerung der Dämpfungskraft aller Dämpfer wird durch parallele Signale erhalten, die mittels des Wählschalters 19 an die Steuereinrichtung 8 angeliefert werden.

Das in Fig. 5 gezeigte Flußdiagramm der einzelnen Steuersignale beinhaltet ein Steuerprogramm der Steuereinrichtung 8, das nach dem Starten 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 der Einstellung HARD für die höhere Dämpfungskraft der vier Schwingungsdämpfer entspricht oder nicht. Bei der Einstellung HARD wird in der Stufe S1 die Feststellung YES erhalten. Unter Vermittlung der Stufe S21 erhalten dann die vier Steuersignale v1 bis v4 den Zahlenwert (1), mit welchem unter Vermittlung der Stufe S16 die Stellorgane 25a bis 25d unbetätigt bleiben, weil an ihre Elektromagneten kein Strom angeliefert wird.

Wenn mittels des Wählschalters 19 die Einstellung SOFT vorgewählt wird, wird diese Einstellung in einer zweiten Stufe S2 mit der Feststellung YES ermittelt. Unter Vermittlung der Stufe S22 werden dann die Steuersignale v1 bis v4 auf den Zahlenwert (0) eingestellt, so daß unter Vermittlung der Stufe S16 dann eine Betätigung der Stellorgane 25a bis 25d erfolgt und mit einem gesteuerten Stromfluß durch die verschiedenen Elektromagneten die Umschaltung der Dämpfer auf die weiche Schwingungsdämpfung erhalten wird.

Wenn durch die beiden Stufen S1 und S2 die Feststellung NO ermittelt wird und damit feststeht, daß mit dem Wählschal­ ter 19 die Einstellung CONTROL für eine veränderliche und vonein­ ander unabhängige Steuerung der Dämpfungskraft aller Dämpfer vorgegeben wurde, werden zunächst in einer Stufe S3 die Steuersignale r1 bis r4 für die Relativbewegung zwischen der gefederten und der ungefederten Masse bei den einzelnen Dämpfern berücksichtigt. Durch eine Differenzierung oder eine sonstige Ableitung werden dann in einer Stufe S4 korrespondierende Signale ₁ bis ₄ für die relative Geschwindigkeit zwischen der gefederten und der ungefederten Masse an jedem Dämpfer erhalten. Die Stufen S3 und S4 ergeben also eine die relative Geschwindigkeit zwischen der gefederten und der ungefederten Masse erfassende Einrichtung 51, welche unter Mitwirkung der Höhensensoren 41 bis 44 den Unterschied zwischen der vertikalen Geschwindigkeit s1 bis s4 der gefederten Masse ms und der vertikalen Geschwindigkeit u1 bis u4 der ungefeder­ ten Masse mu ermittelt.

In einer folgenden Stufe S5 werden die Signale G1 bis G4 für die mit den Beschleunigungssensoren 11 bis 14 erfaßte vertikale Beschleunigung der gefederten Masse ms jedes Dämpfers berücksichtigt. Durch eine Integration werden in einer nachfolgenden Stufe S6 korrespondierende Signale _G1 bis _G4 für die vertikale Geschwindigkeit der gefederten Masse erhalten, die dann in einer Stufe S7 zu Signalen s1 bis s4 für die vertikale Geschwindigkeit der gefederten Masse ms ausgewertet werden, sobald in für die vorhergehende Stufe S6 eine Anwesenheit von drei Signalen feststeht, so daß dann für das vierte Signal eine Ersatzgröße berücksichtigt werden kann. 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 Dämpfer 1 bis 4 die Koordinaten (xs1, ys1) bis (xs4, ys4) angegeben werden. Für die vertikale Geschwindigkeit s1 bis s4 der gefederten Masse ms der Dämpfer 1 bis 4 ist dann in der Stufe S7 die folgende Formel erfüllt:

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

Die Stufen S5, S6 und S7 ergeben eine weitere Einrichtung 52, mit welcher die vertikale Geschwindigkeit _S1 bis _S4 der gefederten Masse ms der Dämpfer 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 mitwirken, ergibt sich bei der Einrichtung 52 eine Mitwirkung auch der Beschleunigungssensoren 11 bis 14, welche die Steuersignale G1 bis G4 liefern.

In einer folgenden Stufe S8 wird der Absolutwert der vertikalen Geschwindigkeit _Si der gefederten Masse ms radweise dahin überprüft, ob er größer als ein erster Schaltwert δ_Zi ist. Bei einer Feststellung YES wird der Absolutwert der Relativgeschwindigkeit i zwischen der gefederten und der ungefederten Masse radweise in einer folgenden Stufe S9 dahin überprüft, ob er kleiner als ein zweiter Schaltwert δ_ri ist. Eine NO-Feststel­ lung wird in eine Stufe S10 übernommen.

Der in der Stufe S8 berücksichtigte Schaltwert δ_Zi ergibt die Festlegung eines insensitiven Bereichs, mit welchem eine wechselnde Steuerung der Dämpfungskraft aller Dämpfer in bezug auf die vertikale Geschwindigkeit Z_Si der gefederten Masse ms eingeschränkt wird. Das Schaubild der Fig. 6 zeigt, daß der Absolutwert der vertikalen Geschwindigkeit |_Si| der gefederten Masse ms kleiner ist als der Schaltwert δ_Zi, sobald die Schwingungshäufigkeit höher ist als der Resonanzpunkt w2 der ungefederten Masse. Der für die Stufe S9 berücksich­ tigte Schaltwert δ_ri ergibt die Festlegung eines insensitiven Bereichs, mit welchem eine wechselnde Steuerung der Dämpfungskraft der Dämpfer in bezug auf die relative Geschwindigkeit _i zwischen der gefederten und der ungefederten Masse eingeschränkt wird. Das Schaubild der Fig. 7 zeigt, daß der Absolutwert der relativen Geschwindigkeit |_i| zwischen der gefederten und der ungefederten Masse kleiner ist als der Schaltwert δ_ri, sobald die Schwin­ gungshäufigkeit kleiner ist als der Resonanzpunkt w1 der gefeder­ ten Masse ms und die Schwingungshäufigkeit höher ist als der Resonanz­ punkt w2 der ungefederten Masse.

Wenn in der Stufe S9 eine YES-Feststellung erhalten wird, so erhalten die Steuersignale v1 bis v4 in einer nachfolgenden Stufe S17 den Zahlenwert (1), der in eine Ausgangsstufe S18 übernommen wird. Bei einer NO- Feststellung wird unter Vermittlung der Stufe S10 in einer Stufe S19 der Zahlenwert (0) für die Steuersignale v1 bis v4 erhalten und in eine Ausgangsstufe S20 übernommen. Die Stufen S8 bis S10 und S17 bis S20 ergeben eine Einrichtung zur Festlegung eines insensitiven Bereichs, welche die Dämpfungskraft der Dämpfer 1 bis 4 in der SOFT-Einstellung beläßt, wenn sowohl die vertikale Geschwindigkeit Z_si der gefeder­ ten Masse ms als auch entweder die relative Geschwindigkeit _i oder die Relativbewegung r_i zwischen der gefederten und der ungefederten Masse in den insensitiven Bereichen sind und somit in der Stufe S8 die NO-Feststellung und in der Stufe S10 die YES-Feststellung erhalten wird. Umgekehrt wird die Dämpfungskraft an den Stoßdämpfern 1 bis 4 in der HARD-Einstellung belassen, wenn die vertikale Geschwindigkeit _si der gefederten Masse ms außerhalb des insensitiven Bereichs ist und die Relativ­ geschwindigkeit _i zwischen gefederter und ungefederter Masse in dem insensitiven Bereich liegen und somit in den beiden Stufen S8 und S9 die YES-Feststellung erhalten wird.

In der folgenden Stufe S11 wird ein Kriterium hi für die vertikale Schwingung der gefederten Masse ms mit der folgenden Formel erhalten, sofern in den Stufen S9 oder S10 eine NO-Feststellung getroffen wird:

hi = i × si (i = 1, 2, 3, 4).

Das Kriterium hi ist somit das Produkt aus der relativen Geschwindigkeit i zwischen der gefederten und der ungefederten Masse und der vertikalen Geschwindigkeit si der gefederten Masse, jeweils in Radnähe.

In einer nächsten Stufe S12 werden das Geschwindigkeitssignal VS und das Steuersignal ΘH für den Lenkeinschlag berücksichtigt, und in einer folgenden Stufe S13 wird ein Verstärkungsfaktor g eingestellt. Der Verstärkungsfaktor g ist ein Produkt aus einem Verstärkungsfaktor g1 für die Fahr­ geschwindigkeit Vs und einem Verstärkungsfaktor g2 für den Lenkeinschlag Θ_H. Beide Verstärkungsfaktoren g1 und g2 werden aus den Kennlinien der Fig. 8 und 9 erhalten und ergeben beide eine Abnahme, wenn die Fahrgeschwindigkeit VS und der Lenkeinschlag Θ_H zunehmen. Unter Berücksichtigung des in der Stufe S13 eingestellten Verstärkungs­ faktors g kann damit in der nächsten Stufe S14 ein Kriterium Ki festgelegt werden, welches das Produkt aus dem Verstärkungsfaktor und dem Quadrat der Relativgeschwindigkeit i zwischen der gefederten und der ungefederten Masse ist und damit die Fahrbahnbeschaffenheit und den Fahrzustand des Fahrzeuges beschreibt.

Nach der Festlegung des Kriteriums Ki wird in einer Stufe S15 eine Einstellung der Steuersignale vi entweder auf den Zahlenwert (1) für eine harte Schwingungs­ dämpfung oder auf den Zahlenwert (0) für eine weiche Dämpfung vorgenommen, sofern der in der Stufe S11 für das Kriterium hi erhaltene Wert größer bzw. gleich oder kleiner als das Kriterium Ki ist. Die Steuersignale v1 bis v4 werden dann in der Stufe S15 an die Stellorgane 25a bis 25d übergeben. Durch die Stufen S11, S15 und S16 ist eine Rechnereinrichtung 53 ausgebildet, die das Produkt aus der Relativgeschwindigkeit i und der vertikalen Geschwindigkeit si der gefederten Masse berechnet, welches das Kriterium hi ergibt, und auch die Umschaltung zwischen der harten und der weichen Schwingungsdämpfung steuert. Sofern eine Gleichheit zwischen den Kriterien hi und Ki ermittelt wird, verbleibt es andererseits bei der aktuellen Einstellung für die Dämpfungskraft.

Wenn mittels des Wählschalters 19 die Einstellung CONTROL für eine veränderliche und voneinander unabhängige Steuerung der Dämpfungskraft aller Schwingungsdämpfer ausgewählt ist und dabei das Kriterium hi mit einem Wert größer als das Kriterium Ki ermittelt wird, dann wird eine harte Schwingungsdämpfung vorgenommen. Die Dämpfungskraft wirkt dabei nach unten, wenn die gefederte Masse nach oben bewegt wird, so daß sich die Stoßdämpfer strecken, oder es wirkt die Dämpfungskraft nach oben, wenn die gefederte Masse nach unten ausweicht, wobei dann jeder Dämpfer zusammengedrückt wird. Wenn andererseits das Kriterium hi gleich oder kleiner als das Kriterium Ki ist, wird dann eine weiche Dämpfung vorgenommen. Die von jedem Dämpfer erzeugte Dämpfungskraft wirkt dabei in der schwingungsanfachenden Richtung in bezug auf die vertikale Schwingung der gefederten Masse. Die schwin­ gungsdämpfende Energie wird somit in jedem Fall größer als die schwingungsanfachende Energie, die an die gefederte Masse über­ geben wird, womit eine bequeme Fahrweise und gleich­ zeitig eine stabile Laufeigenschaft des Fahrzeuges erhalten ist.

Im hohen Schwingungsbereich der gefederten Masse ergibt das Kriterium Ki einen größeren Wert, weshalb dabei kaum auf eine harte Schwingungsdämpfung gewechselt wird. Es wird somit eine unnötige Veränderung der Dämpfungskraft verhindert, was eine wichtige Voraussetzung für eine bequeme Fahrweise und ein stabiles Fahrverhalten selbst bei einer sehr schlechten Fahrbahnbeschaffenheit ist. Wegen der abnehmenden Tendenz der beiden Verstärkungsfaktoren g1 und g2 bei zunehmender Fahrgeschwindigkeit Vs und zunehmendem Lenkeinschlag Θ_H ergibt sich im übrigen eine harte Dämpfungskraft bei einer schnellen Fahrt und bei jeder Kurvenfahrt mit einem größeren Lenkeinschlag, wodurch das Fahrverhalten verbessert wird.

Wenn die gefederte Masse im insensitiven Bereich schwingt, solange die relative Geschwindigkeit _i der gefederten und der ungefederten Masse oder die absolute Geschwindigkeit _si der ge­ federten Masse kleiner sind als ihre Schaltwerte δi und δi, so wird dabei ein Wechsel der Dämpfungskraft eingeschränkt. Es ergibt sich daraus eine geringere Geräuschbildung. Ein bequemeres Fahrverhalten wird dabei auch mit Rücksicht darauf erhalten, daß die Schwingungsdämpfer in der SOFT-Einstellung belassen werden, solange die Schwingungshäufigkeit höher ist als der Resonanzpunkt w2 der ungefederten Masse bzw. in der HARD-Einstellung, solange die Schwingungshäufigkeit kleiner ist als der Resonanzpunkt w1 der gefederten Masse.

Anstelle der relativen Geschwindigkeit _i zwischen der gefederten und der ungefederten Masse sowie anstelle der vertikalen Geschwin­ digkeit _Si der gefederten Masse können bei der zur Einstellung eines insensitiven Bereichs eingegliederten Einrichtung 55 auch die relative Bewegung r_i und die relative Geschwindigkeit _i zwischen gefederter und ungefederter Masse für die Abgrenzung der Schwin­ gungshäufigkeit nach einem höheren und einem niedrigeren Bereich berücksichtigt werden. Sowohl der Absolutwert der Relativbewegung |r_i| als auch der Absolutwert der Relativgeschwindigkeit |_i| zwischen gefederter und ungefederter Masse weisen an den Resonanzpunkten w1 der gefederten Masse ms und w2 der ungefederten Masse mu ein Maximum auf und ergeben eine Abnahme, sobald die Schwingungshäufigkeit niedriger wird als der Resonanzpunkt w1 der gefederten Masse und höher als der Resonanzpunkt w2 der ungefederten Masse. Es wird daher ein insensitiver Bereich zur Beschränkung des Wechselns der Dämpfungskraft auch dann ausgebildet, wenn der Absolutwert der Relativbewegung |r_i| zwischen gefederter und ungefederter Masse kleiner ist als der Schaltwert. In diesem Fall wird die niedrigere Dämpfungskraft beibehalten, wenn sowohl die vertikale Geschwindigkeit Z_si der gefederten Masse als auch die Relativbewegung r_i zwischen der gefederten und der ungefederten Masse in dem insensitiven Bereich liegen. Die höhere Dämpfungskraft wird beibehalten, wenn die vertikale Geschwindigkeit Z_si der gefederten Masse ms außerhalb ihres insensitiven Bereichs ist und die Relativ­ bewegung r_i der gefederten und der ungefederten Masse innerhalb des insensitiven Bereichs liegt.

Anstelle einer bloßen Differenzierung der Dämpfungskraft nach einem höheren und einem niedrigeren Niveau kann auch eine veränderliche Steuerung der Dämpfungs­ kraft unter Zwischenschaltung von mehreren Zwischenstufen zwischen diesen beiden Niveaus realisiert werden.

Claims (1)

1. Verfahren zur Steuerung semiaktiver hydraulischer Schwin­ gungsdämpfer der Radaufhängungen von Kraftfahrzeugen, mit folgenden Merkmalen:

   • - Ableitung der Relativgeschwindigkeit (_i) radweise aus der Relativbewegung (r_i) zwischen gefederter (ms) und ungefederter (mu) Masse,
   • - Bestimmung der vertikalen Geschwindigkeit (_si) der ge­ federten Masse (ms) jeweils in Radnähe aus der dort gemessenen vertikalen Beschleunigung (_Gi) der gefederten Masse (ms),
   • - Festlegung eines Kriteriums (h_i) für die vertikale Schwingung der gefederten Masse (ms) als Produkt aus der Relativgeschwindigkeit (_i) und der vertikalen Geschwindigkeit (_si),
   • - Festlegung eines den Fahrzustand des Fahrzeugs und die Fahrbahnbeschaffenheit beschreibenden Kriteriums (K_i) als Produkt des Quadrates der Relativgeschwindigkeit (_i) und eines Verstärkungsfaktors (g), der von der Fahrgeschwindigkeit (V_s) des Fahrzeuges und/oder dem Lenkeinschlag (Θ_H) abhängt und mit zunehmenden Werten dieser Parameter abnimmt,
   • - wechselnde Steuerung der Schwingungsdämpfer bei der verti­ kalen Schwingung der gefederten Masse (ms) auf eine harte Einstellung (h_i<K_i) erhalten wird, und auf eine weiche Einstellung, solange für die beiden Kriterien (h_i, K_i) die Beziehung (h_iK_i) vorliegt,
   • - wobei die Schwingungsdämpfer unabhängig von der Schwingung der gefederten Masse (ms) auf der harten Einstellung verbleiben, solange die Beziehungen |_si|<δ_i und |_i|<δ_i oder |r_i|<δ_ri gemeinsam oder die Beziehungen |_i|<δ_i bzw. |r_i|<δ_ri allein gelten bzw. auf der weichen Einstellung verbleiben, solange die Beziehungen |_si|<δ_i und |_i|<δ_i oder |ri|<δ_ri gemeinsam oder die Beziehungen |_i|<δ_i bzw. |r_i|<δ_ri allein gelten, wobei
     δ_i = Schaltwert für die vertikale Geschwindigkeit (_si) der gefederten Masse (ms),
     δ_i = Schaltwert für die Relativgeschwindigkeit (_i) zwischen gefederter und ungefederter Masse und
     δ_ri = Schaltwert für die Relativbewegung (r_i) zwischen gefederter und ungefederter Masse.