DE4132276C2 - Verfahren und System zum Überwachen aktiver Aufhängungen für ein Fahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Überwachen aktiver Aufhängungen für ein Fahrzeug mit den Merkmalen der Oberbegriffe des Anspruchs 1 (Verfahren) und des Anspruchs 3 (System).

Ein bekanntes System aktiver Aufhängungen eines Fahrzeuges umfaßt Aufhängungen, denen ein Fluid zugeführt bzw. aus denen Fluid abgeführt wird, und zwar unabhängig voneinander, um eine Sollfahrzeughöhe zu halten. Dabei werden die Aufhängungen ausgedehnt bzw. kontrahiert und zwar auf vertikale Relativlageveränderungen zwischen den Rädern und dem Fahrzeugkörper an den Stellen der jeweiligen Aufhängungen hin.

Die JP-OS 2-95, 911 zeigt ein aktives Aufhängungssystem, wie es oben beschrieben ist, wobei ein Longitudinal-G-(Beschleunigungs)-Sensor zum Erfassen auf das Fahrzeug wirkender Longitudinalbeschleunigung und ein Lateral-G-(Beschleunigungs)-Sensor zum Erfassen auf das Fahrzeug wirkender seitlicher Beschleunigung vorgesehen sind. Bei dem System werden der Grad der Neigung und des Rollens des Fahrzeuges entsprechend der während der Beschleunigung, der Abbremsung und der Kurvenfahrt des Fahrzeuges erfaßten Longitudinal- und Lateral-Beschleunigung geschätzt. Die Schätzung erfolgt mittels des Zuführens und Abführens von Mengen Fluids zu den bzw. aus den entsprechenden Aufhängungen, um das Neigen und Rollen des Fahrzeuges zu unterdrücken.

Die JP-OS 2-1 24 310 offenbart ein aktives Aufhängungssystem, wie es oben beschrieben ist, wobei allerdings ferner ein Schalter zum Auswählen der Richtung und des Grades des Rollens des Fahrzeuges während einer Kurvenfahrt vorgesehen ist. Bei dem System werden das Zuführen und das Abführen des Fluids in die bzw. aus den entsprechenden Aufhängungen derart geregelt, daß das Fahrzeug auf einem optimalen Rollwinkel gehalten wird, und zwar auf der Grundlage der Lateral-Beschleunigung und der gewählten Richtung sowie des Grades Rollen.

Die oben beschriebenen aktiven Aufhängungssysteme weisen ein rückgekoppeltes Regelsystem zum Regeln der Aufhängungen auf. Die Regelung erfolgt derart, daß eine Sollfahrzeughöhe gehalten wird, und zwar auf Relativlageveränderungen zwischen den entsprechenden Rädern und dem Fahrzeugkörper hin. Die aktiven Aufhängungssysteme weisen zusätzlich zu dem rückgekoppelten Regelsystem ein vorwärtsgekoppeltes Regelsystem auf. Es dient zum Halten des Rollens und Neigens des Fahrzeuges entsprechend der Longitudinal- und Lateral-Beschleunigung, die während der Beschleunigung, der Abbremsung und der Kurvenfahrt des Fahrzeuges erfaßt werden. Durch Kombinieren des vorwärtsgekoppelten Regelsystems mit dem rückgekoppelten Regelsystem wird die Höhe des Fahrzeuges ohne Verzögerung auf einem gewünschten Wert gehalten.

Die bekannten aktiven Aufhängungssysteme sind jedoch insofern noch verbesserungsbedürftig, als der Fahrer einem unnatürlichen Eindruck bzw. einer unnatürlichen Wahrnehmung ausgesetzt ist, und zwar insofern, als daß er einem Druck von vorne unterliegt, weil die Kontraktion der Aufhängung des äußeren Rades sehr klein bzw. auf Null eingeregelt ist.

Bei einem weiteren bekannten Aufhängungssystem (EP 0 392 507 A2) wird die Fahrzeughöhe abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit auf einer Sollhöhe gehalten. Dabei wird die Querbeschleunigung gemessen und einem Regler zugeführt, der die Seitenneigung durch Verändern der Drucke in den einzelnen Aufhängungseinheiten so ausgleicht, daß ein unkomfortables Rollen des Fahrzeugs unterdrückt wird.

In einem Aufhängungssystem nach EP 0 392 508 A1 werden die Fahrzeughöhe und die Fahrzeuggeschwindigkeit sowie die Höhenabweichungen von Sollhöhen erfaßt. Ferner werden die Änderungsgrößen der Höhenabweichungen mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit mittels einer Regeleinrichtung derart vergrößert, daß die Stabilität und Lenkbarkeit des Fahrzeuges bei hohen Geschwindigkeiten und der Fahrkomfort bei niedrigen Geschwindigkeiten verbessert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Unzulänglichkeiten zu überwinden und ein Verfahren sowie ein System zum Überwachen aktiver Aufhängungen eines Fahrzeuges anzugeben, das dem Fahrer bei der Kurvenfahrt einen angenehmen Eindruck bzw. ein angenehmes Gefühl gibt.

Erfindungsgemäß umfaßt ein Verfahren zum Überwachen aktiver Aufhängungen eines Fahrzeuges die in Anspruch 1 angegebenen Schritte.

Ein erfindungsgemäßes System zum Überwachen aktiver Aufhängungen eines Fahrzeuges hat die Merkmale des Anspruchs 3.

Erfindungsgemäß wird der gesamte Körper um so weiter abge­ senkt, je größer die seitliche Beschleunigung während einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs ist, so daß der Fahrer nicht das Gefühl hat, daß Druck von vorne auf ihn ausgeübt wird. Das Absenken des Fahrzeugkörpers bringt ein Absenken des Fahrzeugschwerpunktes mit sich, was darüber hinaus eine Reduktion des Rollmoments und eine Reduktion der Verschiebung der Bodenkontaktlast der Räder mit sich bringt. Demzufolge ist das Kurvenfahrverhalten des Fahrzeuges verbessert, wodurch die maximal erlaubte seitliche Beschleunigung gesteigert ist.

Nachstehend ist die Erfindung anhand bevorzugter Ausfüh­ rungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeich­ nung mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht eines Kraftfahrzeuges, die eine Auslegung eines Systems zum Überwachen aktiver Aufhängungen nach der Erfindung zeigt;

Fig. 2 einen Schaltplan eines hydraulischen Systems für Aufhängungen, wie es er­ findungsgemäß verwendet wird;

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines ersten Aus­ führungsbeispiels des erfindungsge­ mäßen Systems;

Fig. 4 ein Diagramm eines Beispiels der Be­ ziehung zwischen der erfaßten seit­ lichen Beschleunigung und der zu ver­ ändernden Sollfahrzeughöhe; und

Fig. 5 ein Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungs­ gemäßen Systems.

Die Fig. 1 und 2 zeigen ein System aktiver Aufhängungen, bei dem die Erfindung Anwendung finden kann. In Fig. 2 be­ zeichnen Bezugszeichen 1a und 1b die Aufhängungen des linken bzw. rechten Vorderrades eines Kraftfahrzeuges, während die Bezugszeichen 1c und 1d die Aufhängung des linken bzw. rech­ ten Hinterrades bezeichnen. Jede Aufhängung 1a, 1b, 1c und 1d weist eine pneumatische Kammer D und einen hydraulischen Zylinder E auf. Die Kammer D umfaßt eine Ölkammer A und eine Luftkammer B, die mittels eines Diaphragmas C voneinander getrennt sind. Die Ölkammer A der Kammer D und eine Ölkammer F eines hydraulischen Zylinders E kommunizieren über eine Öffnung G miteinander. Gemäß Fig. 1 ist ein Endabschnitt des hydraulischen Zylinders E (ein Bodenabschnitt des Zylin­ ders) mit einem Aufhängungsarmteil 30 an dem Fahrzeugrad W verbunden, während der andere Endabschnitt (eine Kolben­ stange) des hydraulischen Zylinders E mit einem Teil 31 eines Fahrzeugchassis verbunden ist. Entsprechend der Last auf dem Zylinder E fließt Hydrauliköl der Ölkammer F in die bzw. aus der Ölkammer A, und zwar über die Öffnung G, um eine geeignete Dämpfungskraft zu erzeugen und gleichzeitig Federungseigenschaften zu bewirken, und zwar aufgrund der Volumen-Elastizität der in der Luftkammer B eingeschlos­ senen Luft. Das beschriebene System stellt ein bekanntes hydro-pneumatisches Aufhängungssystem dar.

Steuerventile 2a, 2b, 2c und 2d führen der Ölkammer F des Hydraulikzylinders E Öl zu bzw. führen Öl daraus ab. Die Steuerventile 2a, 2b, 2c und 2d werden unabhängig voneinander mittels eines Ventilsteuersignals von einem Überwacher 3 be­ trieben, der weiter unten beschrieben ist. Gemäß Fig. 1 sind die Steuerventile 2a, 2b, 2c und 2d in zwei Gruppen getrennt voneinander installiert, und zwar für die vorderen und die hinteren Aufhängungen.

Eine Ölpumpe 5 ist mittels eines Motors 6 angetrieben, um Öl aus einem Ölreservoir 4 in das System zu pumpen. Bei dem ge­ zeigten System werden eine Ölpumpe 5′ für die Servo-Lenkung und die Ölpumpe 5 von dem Motor 6 angetrieben.

Das von der Ölpumpe 5 abgegebene Öl wird durch ein Rück­ schlagventil 7 geleitet und in einem Hochdruck-Sammelbehäl­ ter 8 gespeichert. Gemäß Fig. 1 ist der Sammelbehälter 8 in zwei Bereiche geteilt, und zwar für die vordere und die hintere Aufhängung. Wenn einige der Steuerventile 2a, 2b, 2c und 2d auf den Zuführungszweig geschaltet sind, wird über diejenigen Steuerventile, die auf den Zuführungszweig ge­ schaltet sind, unter Hochdruck stehendes Öl abgegeben, und zwar an die Ölkammern F der Aufhängungen 1a, 1b, 1c und 1d. Wenn einige der Steuerventile 2a, 2b, 2c und 2d auf den Ab­ führungszweig geschaltet sind, wird Öl aus den Ölkammern F der Aufhängungen 1a, 1b, 1c und 1d abgeführt. Das Öl passiert einen Ölkühler 9 und fließt in das Ölreservoir 4.

Fig. 2 zeigt ein Überdruckventil 10 und ein Zuführ-Abführ- Ventil 11. Wenn das Ventil 11 in den Abführ-Zustand geschal­ tet ist, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, zeigen Signale, die von dem Überwacher 3 entsprechend Signalen von einem Druck­ sensor 81 erzeugt werden, an, daß der Hochdruck-Sammelbe­ hälter 8 einen vorbestimmten Druck angenommen hat. Wenn das Ventil 11 auf den Abführzweig geschaltet ist, fließt das von der Ölpumpe 5 abgeführte Öl in den Ölkühler 9 und dann in das Ölreservoir 4.

Die Aufhängungen 1a, 1b, 1c und 1d weisen Aufhängungshub­ sensoren 13 gemäß den Fig. 1 und 2 auf. Ein solcher Sensor 13 erfaßt vertikale Relativlageveränderungen für die jewei­ lige Aufhängung zwischen dem Rad und dem Fahrzeugkörper und gibt die Information betreffend die relative Lageveränderung für die jeweilige Aufhängung 1a, 1b, 1c und 1d an den Über­ wacher 3.

Um das Verhalten des Fahrzeugs zu erfassen, sind ein Ver­ tikal-G-Sensor (Vertikal-Beschleunigungssensor) 12 zum Er­ fassen der Vertikalbeschleunigung des Fahrzeuges (Vertikal- G), ein Lateral-G-Sensor (Lateral-Beschleunigungssensor) 15 zum Erfassen der seitlichen Beschleunigung (Lateral-G) des Fahrzeuges und ein Longitudinal-G-Sensor (Longitudinal-Be­ schleunigungssensor) 14 zum Erfassen der Longitudinalbe­ schleunigung (Longitudinal-G) des Fahrzeugs vorgesehen. Der Lateral-G-Sensor 15 ermittelt die seitliche Beschleunigung auf der Grundlage von Signalen von einem Fahrzeuggeschwindig­ keitsensor und einem Steuerwinkelsensor. Es kann auch vor­ gesehen sein, daß die seitliche Beschleunigung von dem er­ faßten Steuermoment und der Steuerungshilfskraft berechnet wird. Die Positionen, an denen die G-Sensoren 12, 14 und 15 installiert sind, sind Fig. 1 zu entnehmen. Signale von den Sensoren 12, 13, 14 und 15 werden dem Überwacher 3 einge­ geben. Entsprechend den Signalen bestimmt der Überwacher 3 die Menge der Öl-Zuführung bzw. -Abführung bei der Über­ wachung für jede Aufhängung. Er sendet Ventil-Ansteuerungs­ signale an die entsprechenden Steuerventile 2a, 2b, 2c und 2d, wie dies weiter unten unter Bezugnahme auf Fig. 3 er­ läutert ist.

In Fig. 3 stellt der von einer strichpunktierten Linie umgebene Abschnitt ein Blockschaltbild einer von vier Auf­ hängungen 1a, 1b, 1c und 1d dar, beispielsweise die Aufhän­ gung 1a des linken Vorderrades. Obwohl in Fig. 3 nicht dar­ gestellt, sind insgesamt vier Sätze desselben Überwachungs­ systems zum unabhängigen Überwachen der entsprechenden Auf­ hängungen 1a, 1b, 1c und 1d vorgesehen.

In jeder Aufhängungseinheit werden die Vertikalbeschleunigung und die vertikale Relativlageveränderung (Hub) mittels der Sensoren 12 bzw. 13 erfaßt. Das Signal betreffend die Verti­ kalbeschleunigung von dem Vertikal-G-Sensor 12 durchläuft ein Tiefpaßfilter LPF, um die entsprechenden Hochfrequenz­ komponenten zu reduzieren. Das Signal durchläuft sodann eine Totzeitschaltung I₁, um ein Signal eines vorbestimmten Be­ reiches in der Nachbarschaft von Null zu eliminieren. Das re­ sultierende Signal wird mittels einer Verstärkerschaltung G₁ einer Multiplikation unterzogen. Somit wird ein Steuerbefehl­ betrag gewonnen, welcher den Charakteristika der entsprechen­ den Steuerventile 2a, 2b, 2c bzw. 2d entspricht.

Das Signal betreffend die vertikale Relativlageveränderung oder den Hub, das von dem Hubsensor 13 ausgegeben wird, wird einer Differenzierschaltung Dc und einer Totzeitschaltung I₃ zugeführt. Dasjenige Signal, welches die Differenzierschal­ tung Dc passiert, wird in ein Geschwindigkeitssignal betref­ fend die vertikale Relativlageveränderung oder den Hub ge­ wandelt. Das Geschwindigkeitssignal durchläuft eine Totzeit­ schaltung I₂, welche daraus einen Signalanteil innerhalb einer vorbestimmten Zone in der Nachbarschaft von Null ent­ fernt. Das resultierende Signal passiert eine Verstärker­ schaltung G₂, so daß daraus ein Steuerbefehlbetrag Q₂ wird, der mit den Charakteristika des entsprechenden Steuerventiles übereinstimmt.

Durch Setzen eines Justierschalters 16 für die Fahrzeughöhe wird ein Signal betreffend die Sollfahrzeughöhe von einer Schaltung H zum Erzeugen einer Sollfahrzeughöhe erzeugt. Das Signal betreffend die Sollfahrzeughöhe wird von dem Signal betreffend die vertikale Relativlageveränderung subtrahiert. Das resultierende Signal wird der Totzeitschaltung I₃ einge­ geben und ein Signal betreffend die aktuelle Relativlagever­ änderung wird gewonnen. Das Signal betreffend die aktuelle Relativlageveränderung passiert die Totzeitschaltung I₃, wo ein Signalanteil innerhalb eines gesetzten Bereiches in der Nachbarschaft von Null davon eliminiert wird. Das resultie­ rende Signal passiert eine Verstärkerschaltung G₃, um zu einem Steuerbefehlbetrag Q₃ zu werden, welcher mit den Charakteristika des entsprechenden Steuerventils überein­ stimmt.

Der Steuerbefehlbetrag (Q₁, Q₂ und Q₃), der mit den Charak­ teristika des entsprechenden Steuerventils übereinstimmt, stellt sich folgendermaßen dar: wenn das Steuerventil bei­ spielsweise ein Strömungsmengen-Steuerventil ist, so ist der Steuerbefehlbetrag die Länge der Öffnungszeit oder der Öffnungsgrad des Steuerventils, die bzw. der nötig ist, um eine gewünschte Menge Hydrauliköls zuzuführen oder abzufüh­ ren. Die Länge der Ventilöffnungszeit oder der Ventilöff­ nungsgrad wird unter Berücksichtigung der Charakteristika des Öffnens bzw. Schließens des Ventils festgelegt.

Die drei Steuerbefehlbeträge Q₁, Q₂ und Q₃ werden wie gezeigt addiert. Die resultierende Summe der Beträge passiert eine Steuerbetrag-Korrekturschaltung R, um in einen korrigierten Steuerbetrag Q gewandelt zu werden, der entsprechend den Umgebungsbedingungen, wie etwa der Temperatur und dem Druck­ verlust infolge der Leitungslänge korrigiert ist. Der kor­ rigierte Betrag Q passiert eine Schaltung W zum Erzeugen eines Ventilsteuersignals, die daraufhin ein Signal zum Öffnen/Schließen eines Steuerventils erzeugt. Somit wird das Steuerventil 2a auf den Ölzuführ- oder den -abführzweig ge­ schaltet. Im Ergebnis wird ein Zuführen oder Abführen von Öl des Befehlbetrages in die bzw. aus der Aufhängung 1a erreicht.

Wenn bei der oben beschriebenen Steuerung eine Vertikalbe­ schleunigung erfaßt wird, wird Öl aus der Aufhängung 1a, beispielsweise entsprechend einer Aufwärtsbeschleunigung ab­ geführt. Im Falle einer Abwärtsbeschleunigung wird Öl der Aufhängung 1a zugeführt. Mittels einer derartigen Überwachung werden sanfte bzw. weiche und stark gedämpfte Aufhängungs­ charakteristika im Hinblick auf Kräfte von unten, wie etwa ein Stoß oder Ruck von der Fahrbahnoberfläche erzeugt. Im Hinblick auf Kräfte von oben (d. h. von dem Fahrzeugkörper) werden offensichtlich harte Aufhängungscharakteristika er­ zeugt, um die Fahrzeughöhe auf der Sollfahrzeughöhe zu halten, und zwar infolge der Überwachung entsprechend der Geschwindigkeit des Vertikalhubes und dem Vertikalhub durch Überwachen des Zuführens und Abführens von Öl.

Das Überwachungssystem reagiert nicht auf Vibrationen im Hochfrequenzbereich betreffend Resonanzen der Masse unterhalb der Aufhängungen, weil das Vertikalbeschleunigungssignal das Tiefpaßfilter LPF passiert. Es reagiert jedoch auf Vibratio­ nen im Niederfrequenzbereich betreffend Resonanzen der Masse oberhalb der Aufhängungen. Das Überwachungssystem kann daher Stampfbewegungen vermeiden, so daß die Steuerbarkeit verbes­ sert ist, was der Verschwendung von Energie für die Überwa­ chung vorbeugt.

Bei dem Justierschalter 16 für die Fahrzeughöhe handelt es sich um einen Umschalter zum Umschalten beispielsweise von einer normalen Fahrzeughöhe auf eine größere Fahrzeughöhe. Wenn die normale Fahrzeughöhe gewählt ist, erzeugt die Schal­ tung H zum Erzeugen des Signals für die Sollfahrzeughöhe ein Signal betreffend eine geringe Sollfahrzeughöhe. Wenn der Justierschalter 16 für die Fahrzeughöhe in die Stellung für die große Fahrzeughöhe umgeschaltet wird, erzeugt die Schal­ tung H zum Erzeugen des Signals betreffend die Sollfahrzeug­ höhe ein Signal für eine große Sollfahrzeughöhe.

Die Überwachung entsprechend dem Vertikalhubsignal von dem Sensor 13 dient dazu, die Fahrzeughöhe auf der Sollfahrzeug­ höhe zu halten. Wenn die Sollfahrzeughöhe von der normalen Sollfahrzeughöhe auf die große Sollfahrzeughöhe umgeschaltet wird, wird daher der Steuerbefehlbetrag Q₃ zum Zuführen von Öl erzeugt. Dadurch wird Öl beispielsweise der Aufhängung 1a zugeführt, um die Fahrzeughöhe auf die große Sollfahrzeug­ höhe anzuheben. Wenn der Justierschalter 16 für die Fahr­ zeughöhe in die Stellung für die normale Fahrzeughöhe zu­ rückgebracht wird, wird der Steuerbefehlbetrag Q₃ für das Abführen von Öl erzeugt. Somit wird Öl aus der Aufhängung 1a abgeführt. Demzufolge sinkt die Fahrzeughöhe auf die normale Sollfahrzeughöhe. Das Abführen und Zuführen von Öl wird gleichzeitig für alle Aufhängungen ausgeführt, und zwar durch Umschalten des Justierschalters 16 für die Fahrzeug­ höhe.

Zusätzlich zu der Überwachung im normalen Betriebszustand ist auch eine Überwachung für den Fall nötig, daß das Fahr­ zeug infolge plötzlichen Bremsens, abrupter Beschleunigung oder plötzlicher Kurvenfahrt einer plötzlichen Beschleu­ nigung in longitudinaler oder seitlicher Richtung des Fahr­ zeuges ausgesetzt ist. In solch einem Fall ist eine prompte und wirksame Überwachung der Fahrzeughöhe ohne Verzögerung nötig. Zu diesem Zweck ist ein Überwachungssystem geschaffen, das auf den Erfassungssignalen von dem Longitudinal-G-Sensor 14 und dem Lateral-G-Sensor 15 beruht.

Wie in Fig. 3 gezeigt, passiert das von dem Longitudinal-G- Sensor 14 abgegebene Longitudinalbeschleunigungssignal eine Hystereseschaltung 17 und eine Totzeitschaltung 18, wo es gewandelt wird. Mittels der Hystereseschaltung 17 und der Totzeitschaltung 18 wird das Longitudinalbeschleunigungs­ signal gewandelt, um eine Überwachung zu erhalten, die nicht auf longitudinale Beschleunigungsveränderungen normalen Um­ fangs während der normalen Fahrt reagiert, sondern auf star­ ke Neigung des Fahrzeugkörpers bei maximal möglicher Be­ schleunigung oder bei einem Grad des Abbremsens über das Mittelmaß hinaus. Das so gewandelte Signal wird dann einer Schaltung 19 zum Berechnen eines Betrages der Longitudinal­ lastverschiebung zugeführt.

Die Berechnungsschaltung 19 berechnet den Lastverschiebungs­ betrag in der Longitudinalrichtung und zwar auf das zuge­ führte Eingangssignal hin entsprechend vorher gespeicherter Daten betreffend den Fahrzeugtyp und Informationen über die aktuelle Höhe des Fahrzeugschwerpunktes über Grund, die von dem Justierschalter 16 für die Fahrzeughöhe festgelegt ist.

Das berechnete Ergebnis wird einer Schaltung 20 zum Berechnen der Veränderung einer Aufhängungsreaktionskraft zugeführt. Die Berechnungschaltung 20 berechnet die Veränderungen der Aufhängungsreaktionskraft, die von dem Lastverschiebungsbe­ trag an jeder Position der Aufhängung herrühren kann, und zwar unter Berücksichtigung der Antriebskraft und der Brems­ kraft, welche auf die Reifen wirken, entsprechend den einge­ gebenen Informationen und anderen Informationen, wie etwa über den Typ der Aufhängungen und den Antriebstyp (Vorder­ radantrieb, Hinterradantrieb, Allradantrieb usw.).

Wie in dem Falle des Longitudinal-G-Sensors 14, passiert das Signal betreffend die von dem Lateral-G-Sensor 15 erfaßte seitliche Beschleunigung ebenfalls eine Hystereseschaltung 21 und eine Totzeitschaltung 22. Somit vermeidet die Über­ wachung eine Reaktion auf kleinere Lateral-G-Schwankungen während des normalen Fahrbetriebes. Auf diese Weise werden nur Signale oberhalb eines vorbestimmten Wertes an die Schal­ tung 23 zum Berechnen des Rollmomentes und an die Schaltung 28 zum Ändern der Sollfahrzeughöhe gegeben.

Die Änderungsschaltung 28 ändert die Sollfahrzeughöhe ent­ sprechend dem ihr eingegebenen Signal in der Art und Weise, wie sie in Fig. 4 gezeigt ist. Das heißt, daß dann, wenn der Absolutwert des eingegebenen Signals betreffend die seitliche Beschleunigung steigt, der Betrag des Ausgangs­ signals von der Schaltung 28 derart verändert wird, daß die Sollfahrzeughöhe sinkt. Die Sollfahrzeughöhe sinkt gemäß Fig. 4 linear. Das Ausgangssignal der Schaltung 28 ist ein Veränderungssignal betreffend die Sollfahrzeughöhe und wird zur Korrektur des Signals betreffend die Relativlageverän­ derung auf der Grundlage des Signals von dem Aufhängungshub­ sensor 13 und von der Schaltung H zum Erzeugen des Signals betreffend die Sollfahrzeughöhe verwendet, bevor das Signal betreffend die Relativlageveränderung der Totzeitschaltung I₃ zugeführt wird. Das Veränderungssignal für die Sollfahr­ zeughöhe wird von dem Signal betreffend die aktuelle Rela­ tivlageveränderung abgezogen.

Die Berechnungsschaltung 23 berechnet aus ihrem Eingangs­ signal das Rollmoment auf der Grundlage vorher gespeicherter Fahrzeugspezifikationen und von Informationen betreffend die Höhe des Schwerpunktes des Fahrzeugkörpers, erfaßt mittels des Justierschalters 16 für die Fahrzeughöhe und mittels Ver­ änderungsdaten betreffend die Sollfahrzeughöhe entsprechend dem Absolutwert der seitlichen Beschleunigung . Das Berech­ nungsergebnis wird an eine Schaltung 24 zum Berechnen eines seitlichen Lastverschiebungsbetrages gegeben.

Die Berechnungsschaltung 24 verteilt das erzeugte Rollmoment, das ihr von der Berechnungsschaltung 23 für das Rollmoment eingegeben wird, an die Vorder- und Hinterräder und berechnet den seitlichen Lastverschiebungsbetrag zwischen dem linken und dem rechten Vorder- bzw. Hinterrad auf der Grundlage eines Verteilungsverhältnisses für das longitudinale Rollmoment, das von einer Schaltung 29 zum Setzen des Verteilungsverhält­ nisses für das longitudinale Rollmoment festgelegt wird.

Das resultierende Ausgangssignal der Berechnungsschaltung 24 wird einer Schaltung 25 zum Berechnen der Veränderung der Aufhängungs-Reaktionskraft zugeführt. In der Berechnungs­ schaltung 25 wird diejenige laterale Gesamtkraft, welche ent­ sprechend der erzeugten seitlichen Beschleunigung auf die Räder wirkt, auf die Vorder- und Hinterräder verteilt, und zwar auf der Grundlage einer Gleichgewichtsbeziehung betref­ fend das Giermoment, in die die Position des Schwerpunktes des Fahrzeuges und der Abstand zwischen der Vorder- und der Hinterachse eingehen. Sodann werden unter Berücksichtigung des seitlichen Lastverschiebungsbetrages zwischen den Vorder- und den Hinterrädern, der von der Berechnungsschaltung 24 berechnet worden ist, der Seitenkräfte, die auf die Vorder- und Hinterräder wirken, der Fahrzeughöhe und des Typs der Aufhängungen die Veränderung der Aufhängungsreaktionskraft berechnet, und zwar unabhängig voneinander für jede der vorderen und hinteren Aufhängungen.

Die von den Berechnungsschaltungen 20 und 25 berechneten Ver­ änderungen der Aufhängungsreaktionskräfte werden in einer Schaltung 26 addiert, um einen Überwachungsbetrag zu be­ rechnen. Die Gesamtveränderung der Aufhängungsreaktionskraft wird für jede Aufhängung bestimmt. Darüber hinaus entspricht der Steuerbetrag der Zuführung und Abführung von Öl der Ge­ samtveränderung der Aufhängungsreaktionskraft, um den Innen­ druck jeder Aufhängung zu halten. Der resultierende Steuer­ betrag wird in einer Schaltung 27 zum Wandeln des Steuer­ betrages in einen Steuerbefehlbetrag Q₄ umgewandelt, welcher mit den Spezifikationen bzw. Charakteristika des Ventils übereinstimmt. Der gewandelte Steuerbefehlbetrag Q₄ wird den Steuerbefehlbeträgen Q₁, Q₂ und Q₃ zuaddiert. Der resultie­ rende Betrag wird einer Schaltung R zum Korrigieren des Steuerbetrages zugeführt.

Wenn eine Longitudinalbeschleunigung oder eine Lateralbe­ schleunigung auf das Fahrzeug wirkt, so ergibt dies eine longitudinale bzw. laterale Verschiebung infolge der Be­ schleunigung. Daraus ergibt sich, daß eine Veränderung der Fahrzeughöhe in der Richtung einer Neigung auftritt, wie etwa ein Abtauchen bzw. Absenken des Bugs, bzw. eine Änderung der Fahrzeughöhe im Sinne des Rollens. Bei der Überwachung kann dann leicht eine Verzögerung auftreten, wenn eine nor­ male rückgekoppelte Überwachung verwendet wird, bei der die Fahrzeughöhe auf Signale von einem Aufhängungshubsensor hin auf eine normale Höhe eingeregelt wird, wobei der Sensor Auf­ hängungshubveränderungen infolge longitudinaler und latera­ ler Beschleunigungen erfaßt. Insbesondere dann, wenn eine relativ große longitudinale oder laterale Beschleunigung auf das Fahrzeug plötzlich für eine sehr kurze Zeit wirkt, kann eine Verzögerung bei der Höhenüberwachung nicht ver­ mieden werden, so daß sich die Fahrzeughöhe ändert, und danach wieder den Normalwert annimmt.

Die Verzögerung bei der Höhenüberwachung kann mit einer prä­ zisen Fahrzeughöhenüberwachung bemerkenswert klein gemacht werden, wenn eine vorwärtsgekoppelte Überwachung zusätzlich zu der rückgekoppelten Überwachung verwendet wird. Solch eine vorwärtsgekoppelte Überwachung umfaßt die Erfassung longitudinaler und lateraler Beschleunigungen, das Berechnen von Lastverschiebungsbeträgen auf der Grundlage der erfaßten Beschleunigungen, die Berechnung von Aufhängungsreaktions- Veränderungen, die für jede Aufhängung zu erzeugen sind, und zwar unter Berücksichtigung der Bremskraft, der Antriebskraft und der Seitenkraft, welche auf die Räder in Abhängigkeit von dem Typ der Aufhängung und dem Typ des Antriebs wirken, und das Überwachen des Zuführens und Abführens von Öl in jede bzw. aus jeder Aufhängung entsprechend der berechneten Aufhängungsreaktionsveränderung für jede Aufhängung.

Wenn jedoch nur eine merkliche Reduzierung der Verzögerung bei der Überwachung durch das Hinzufügen der vorwärtsgekop­ pelten Überwachung während einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs erzielt wird, senkt sich das Fahrzeug während der Kurvenfahrt nur leicht auf der Außenradseite ab, so daß der Fahrer in unnatürlicher Weise wahrnimmt, daß er einem Druck von der Vorderseite ausgesetzt ist.

Um solch einen unnatürlichen Eindruck zu eliminieren, ist gemäß der Erfindung eine Überwachung vorgesehen, bei der, wie oben beschrieben, die Sollfahrzeughöhe während einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs entsprechend dem Absolutwert der von dem Lateral-G-Sensor 15 erfaßten Lateralbeschleunigung Y verändert wird, so daß der gesamte Fahrzeugkörper abgesenkt wird. Durch eine solche Überwachung wird der Fahrzeugkörper mehr abgesenkt, wenn die laterale Beschleunigung betragsmäßig zunimmt, während der Fahrzeugkörper in im wesentlichen hori­ zontaler Lage gehalten wird. Je kleiner die laterale Be­ schleunigung ist, um so kleiner ist der Grad der Absenkung des Fahrzeugkörpers. Aufgrund solcher Veränderungen des Gra­ des der Absenkung des Fahrzeugkörpers in Abhängigkeit von der lateralen Beschleunigung ist der unnatürliche Eindruck des Druckes von vorne eliminiert.

Durch Reduzieren der Fahrzeughöhe abhängig von der lateralen Beschleunigung während der Kurvenfahrt eines Fahrzeuges wird darüber hinaus die Höhe des Schwerpunktes des Fahrzeuges über Grund kleiner, wenn die laterale Beschleunigung größer wird, so daß das Rollmoment reduziert wird, wodurch der Betrag der Verschiebung der Bodenkontaktlast der Räder reduziert ist, und zwar verglichen mit dem Fall der herkömmlichen Überwa­ chung. Daher ist das Kurvenfahrvermögen des Fahrzeuges, d. h. der maximal erlaubbare Betrag der lateralen Beschleunigung während einer Kurvenfahrt verbessert bzw. vergrößert.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung wirkt die Überwachung der Verminderung der Soll­ fahrzeughöhe entsprechend dem Betrag der lateralen Beschleu­ nigung auf ein aktives Aufhängungssystem, das den Rollwinkel des Fahrzeuges während einer Kurvenfahrt auf Null hält. Die Überwachung der Verminderung der Sollfahrzeughöhe, welche von dem Betrag der lateralen Beschleunigung abhängt, kann aber genauso gut an einem anderen Typ eines aktiven Aufhän­ gungssystems angewendet werden, wobei die Richtung und der Grad des Rollens entsprechend der Wahl des Fahrers einge­ stellt werden können (vgl. JP-OS 2-1 24 310).

Fig. 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei die Überwachung im Hinblick auf die Verminderung der Sollfahrzeughöhe auf den obengenannten anderen Typ des aktiven Aufhängungssystems angewendet ist.

In Fig. 5 bezeichnen dieselben Bezugszeichen entsprechende Elemente wie in Fig. 3, weshalb nur abweichende Elemente nachstehend erläutert sind.

Wie gezeigt, ist ein Schalter S_R zum Wählen des Sinnes und des Grades von Rollen vorgesehen. Ein Befehlssignal ent­ sprechend dem gewählten Rollsinn und dem gewählten Rollgrad wird von dem Wahlschalter S_R an eine Korrekturschaltung 23A der Berechnungsschaltung 23 für das Rollmoment gegeben. In Abhängigkeit von dem Befehlssignal von dem Schalter S_R und dem Eingangssignal von dem Lateral-G-Sensor 15, das den Betrag der auf das Fahrzeug wirkenden lateralen Beschleuni­ gung darstellt, berechnet die Korrekturschaltung 23A einen Zielrollwinkel und ein Zielrollmoment, das als Ergebnis der seitlichen Verschiebung des Schwerpunktes des Fahrzeuges wegen der Fahrzeugkörperneigung entsprechend dem Zielroll­ winkel erzeugt wird. Auf der Grundlage des berechneten Roll­ winkels und des berechneten Rollmomentes korrigiert die Kor­ rekturschaltung 23A dasjenige Rollmoment, das von der Be­ rechnungsschaltung 23 für das Rollmoment berechnet worden ist, und zwar entsprechend dem Betrag der erfaßten lateralen Beschleunigung, vorher gespeicherter Fahrzeugcharakteristika und Informationen betreffend die aktuelle Fahrzeughöhe.

Die Schaltung 25 zum Berechnen der Veränderung der Aufhän­ gungsreaktionskraft weist eine Korrekturschaltung 25A auf. Die Schaltung 25A empfängt das Befehlssignal von dem Wahl­ schalter S_R. Entsprechend dem Befehlssignal von dem Schalter S_R, das den gewählten Rollsinn und den gewählten Rollgrad darstellt, berechnet die Korrekturschaltung 25A eine Defor­ mation jeder Aufhängungsanlenkung, die infolge eines gesetz­ ten Rollwinkels erzeugt wird, der durch das Befehlssignal von dem Wahlschalter S_R und dem Betrag der lateralen Be­ schleunigung gegeben ist. Auf der Grundlage der Deformation einer jeden Aufhängungsanlenkung korrigiert die Korrektur­ schaltung 25A die Veränderung der Aufhängungsreaktionskraft.

Darüber hinaus ist die Schaltung 26 zum Berechnen des Befehl­ betrages mit einer Korrekturschaltung 26A versehen. Die Schaltung 26A empfängt das Befehlssignal von dem Wahlschalter S_R. Entsprechend dem Befehlssignal von dem Wahlschalter S_R korrigiert die Korrekturschaltung 26A den Befehlbetrag, wel­ cher mittels der Berechnungsschaltung 26 berechnet worden ist, so daß ein Aufhängungshub entsprechend dem gesetzten Rollwinkel erzeugt wird, der durch das Befehlssignal und den Betrag der lateralen Beschleunigung gegeben ist.

Ferner ist eine Schaltung 29 zum Korrigieren der Sollfahr­ zeughöhe vorgesehen. Das Ausgangssignal der Totzeitschaltung 22 und das Befehlssignal von dem Wahlschalter S_R werden der Schaltung 29 zugeführt. Die Korrekturschaltung 29 berechnet einen Korrekturbetrag entsprechend den eingegebenen Signalen und gibt den Korrekturbetrag aus, um das Eingangssignal der Totzeitschaltung I₃ zum Konstanthalten des gesetzten Roll­ winkels zu korrigieren.

Wird das oben beschriebene System verwendet, ist es möglich, einen Fahrzeugrollwinkel entsprechend dem Rollsinn und dem Rollgrad zu halten, welche mittels des Wahlschalters SR ge­ wählt worden sind.

Bei dem unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschriebenen System wird das Signal betreffend die aktuelle Aufhängungshubver­ änderung in dem rückgekoppelten Überwachungssystem mittels des Korrektursignals von der Veränderungsschaltung 28 für die Sollfahrzeughöhe korrigiert, und zwar entsprechend dem Absolutwert der lateralen Beschleunigung. Durch die Korrektur werden die Sollfahrzeughöhen für die vier Räder reduziert und die Daten sowie die Berechnungsvorschriften in dem vor­ wärtsgekoppelten Überwachungssystem werden derart verändert, daß sie eine Veränderung der Höhe des Schwerpunkts des Fahr­ zeuges über Grund wegen der Reduzierung der Sollfahrzeughöhe einschließen, und zwar abhängig von einem Anstieg des Betra­ ges der lateralen Beschleunigung. Die obige Überwachung wird so ausgeführt, daß der gewählte Rollsinn und der gewähl­ te Rollgrad gehalten werden.

Daher hat der Fahrer nicht den unnatürlichen Eindruck, Druck von vorne ausgesetzt zu sein. Darüber hinaus ist der Betrag der Verschiebung der Bodenkontaktlast der Räder kleiner als bei dem herkömmlichen aktiven Aufhängungssystem, und die Kurvenfahrfähigkei ist verbessert.

Die Erfindung ist in der Anwendung auf ein aktives Aufhän­ gungssystem unter Verwendung hydropneumatischer Aufhängungen gemäß den Fig. 1 und 2 beschrieben worden. Es ist jedoch möglich, die Erfindung bei einem aktiven Aufhängungssystem unter Verwendung pneumatischer Aufhängungen zu verwenden, wobei Luft oder andere Gase den Aufhängungen zugeführt bzw. aus diesen abgeführt werden und unterstützende Dämpfer vor­ gesehen sind.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen sowie der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung können so­ wohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Aus­ führungsformen wesentlich sein.

Claims (4)

1. Verfahren zum Überwachen aktiver Aufhängungen eines Fahr­ zeuges mit folgenden Schritten: Erfassen vertikaler Relativlageveränderungen zwischen einem Fahrzeugkörper und entsprechenden Rädern des Fahrzeuges, Überwachen des Zu­ führens und Abführens eines Fluids in entsprechende Fluid-Aufhängungen bzw. aus den Fluid-Aufhängungen (1a, 1b, 1c, 1d) für die entsprechenden Räder, um die Aufhängungen auszudehnen bzw. zu kontrahieren, und zwar unabhängig voneinander, um die Aufhängungen auf einer Sollfahrzeughöhe zu halten, Erfassen der auf das Fahrzeug wirkenden Querbeschleunigung und Überwachen des Zu- bzw. Abführens des Fluids derart, daß das Rollen des Fahrzeuges auf einem vorbestimmten Wert gehalten wird: dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren ferner umfaßt: Vermindern der Sollfahrzeughöhe, wenn der Absolutwert () der erfaßten Querbeschleunigung steigt, um den Fahrzeugkörper abzusenken, während das Rollen des Fahrzeuges auf dem vorbestimmten Wert gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Sollfahrzeughöhe linear mit dem Steigen des genannten Absolutwertes gesenkt wird.

3. System zum Überwachen aktiver Aufhängungen eines Fahr­ zeuges, das folgendes umfaßt: Fluid-Aufhängungen (1a, 1b, 1c, 1d) für die einzelnen Räder, eine Einrichtung zum Zuführen und Abführen von Fluid an die bzw. aus den entsprechenden Fluid-Aufhängungen, um die Aufhängungen unabhängig voneinander auszudehnen bzw. zu kontrahieren, Aufhängungshubsensoren (13) für die einzelnen Räder, um die vertikalen Relativlageveränderungen zwischen einem Fahrzeugkörper und den jeweiligen Rädern zu erfassen, eine Regeleinrichtung, die entsprechend den von den Aufhängungshubsensoren (13) erfaßten Relativlageveränderungen die Einrichtungen zum Zu- und Abführen unabhängig voneinander derart steuert, daß die Aufhängungen (1a, 1b, 1c, 1d) auf einer Sollfahrzeughöhe gehalten werden, einen Querbeschleunigungs-Sensor (15) zum Erfassen auf das Fahrzeug wirkender Querbeschleunigung und eine Steuereinrichtung, die entsprechend der jeweiligen Querbeschleunigung die Einrichtungen zum Zu- und Abführen unabhängig voneinander derart steuert, daß das Rollen des Fahrzeuges während einer Kurvenfahrt auf einem vorbestimmten Wert gehalten wird, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (28), die entsprechend der erfaßten Querbeschleunigung die Sollfahrzeughöhe ändert und ihr Ausgangssignal an die Regeleinrichtung gibt, so daß die Sollfahrzeughöhe sinkt, wenn der Absolutwert () der Querbeschleunigung steigt, um den Fahrzeugkörper abzusenken, während das Rollen des Fahrzeuges auf dem vorbestimmten Wert gehalten wird.

4. System nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Korrektureinrichtung (29) für die Sollfahrzeughöhe, die abhängig von der erfaßten Querbeschleunigung und von einem Wahlsignal betreffend Richtungssinn und Betrag des Rollens einer Wähleinrichtung (S_R) einen Korrekturbetrag berechnet und ein Ausgangssignal entsprechend dem Korrekturbetrag an die Regeleinrichtung gibt, so daß die Sollfahrzeughöhe derart geändert wird, daß ein gesetzter Rollwinkel des Fahrzeuges konstant gehalten wird, der durch den gewählten Richtungssinn und Betrag des Rollens bestimmt ist.