DE4139692A1 - System und verfahren zum steuern bzw. regeln der daempfungskraftcharakteristik eines stossdaempfers, der fuer eine automobilaufhaengung verwendbar ist - Google Patents
System und verfahren zum steuern bzw. regeln der daempfungskraftcharakteristik eines stossdaempfers, der fuer eine automobilaufhaengung verwendbar istInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum
Steuern bzw. Regeln einer Dämpfungskraftcharakteristik eines
Stoßdämpfers (im folgenden Dämpfer genannt), der zwischen
einer ungefederten Masse und einer gefederten Masse eines
Fahrzeuges, insbesondere eines Automobils, angeordnet ist.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein Steuer- bzw. Regel
system und ein Verfahren mit einer Gegenmaßnahme gegen Stör-
bzw. Geräuschsignnale.
In der nicht geprüften japanischen Patentanmeldung mit der
Veröffentlichungsnummer 61-1 63 011 ist ein Dämpfungskraft
steuersystem vorgeschlagen, das eine Gegenmaßnahme gegen
Störsignale aufweist.
Dieses vorgeschlagene Dämpfungskraftsteuersystem weist im
wesentlichen folgende Teile auf: eine Dämpfungskraft-Er
fassungseinrichtung zur Erfassung einer Dämpfungskraft des
Fahrzeugdämpfers; eine Berechnungseinrichtung für eine
relative Verschiebung, zum Berechnen einer relativen Ver
schiebung zwischen einer Fahrzeugkarosserie und einem Rad
aus einer erfaßten Dämpfungskraft; eine Straßenfahrzustands
bestimmungseinrichtung zum Bestimmen eines Zustandes der
Straße, auf welcher das Fahrzeug fährt gemäß einer Spanne
der relativen Verschiebung, die größer ist als eine vorbe
stimmte Verschiebung aus der berechneten relativen Verschie
bung; und eine Dämpfungskraft-Schalteinrichtung zum Schalten
der Dämpfungskraft des Dämpfers in Abhängigkeit eines
Signales, das der Straßenzustandsbestimmungseinrichtung
entnommen wird.
Das bedeutet, daß die Dämpfungskraft des Fahrzeugdämpfers
durch die Dämpfungskraft-Erfassungseinrichtung bestimmt wird
und die relative Verschiebung zwischen der Fahrzeugkaros
serie und dem Rad wird durch die Relativverschiebungs-Be
rechnungseinrichtung abgeschätzt.
Dann bestimmt ein Steuergerät, ob die Straße im gepfla
sterten oder rauhen Zustand vorliegt, und zwar während einer
Zeitspanne, während welcher eine größere Verschiebung als
die vorbestimmte Verschiebung aus der abgeschätzten rela
tiven Verschiebung auftritt, und eine Dämpfungskraft des
Dämpfers wird mittels der Dämpfungskraft-Schalteinrichtung
umgeschaltet. Somit wird der Straßenoberflächenzustand, wie
eine gepflasterte Straße, eine rauhe Straße, oder auch Hin
dernisse, bestimmt, so daß eine geeignete Dämpfungskraft
steuerung gemäß dem Straßenoberflächenzustand ausgeführt
werden kann.
Bei dem vorgeschlagenen Dämpfungskraftsteuersystem wird
jedoch die Bestimmung des Straßenoberflächenzustandes, wie
gepflasterte Straße, rauhe Straße, Schlaglöcher oder
Hindernisse, durch Vergleich der relativen Verschiebung
zwischen dem Rad und der Fahrzeugkarosserie mit einem
stationären vorbestimmten Referenzmaß ausgeübt, so daß ein
Zustand, bei welchem die berechnete Verschiebung das
Referenzmaß überschreitet, aufrecht erhalten wird, wenn das
Fahrzeug dreht bzw. eine Kurve umfährt, oder Zickzack-Linien
fährt.
Daher wird eine geeignete Dämpfungskraftsteuerung gemäß dem
Straßenoberflächenzustand nicht ausgeführt, so daß der Fahr
zeugkomfort und die Lenkstabilität vermindert werden.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
Dämpfungskraftsteuer- bzw. Regelsystem und ein derartiges
Verfahren zu schaffen, welche eine geeignete Dämpfungskraft
steuerung- bzw. Regelung selbst dann ausführen können, wenn
das Fahrzeug dreht bzw. eine Kurve umfährt und/oder Zick
zack-Linien fährt, so daß sichergestellt wird, daß der
Fahrzeugkomfort und die Lenkstabilität verbessert werden.
Diese Aufgabe wird zunächst durch ein erfindungsgemäßes
Dämpfungskraftsteuer- bzw. Regelsystem (nachfolgend Regel
system genannt) für einen Dämpfer einer Fahrzeugaufhängung
gelöst, welches folgende Bestandteile umfaßt: a) eine Däm
pfungskraftänderungseinrichtung, die auf ein Eingangssteuer
signal zum Ändern der Dämpfungskraftcharakteristik des
Dämpfers auf eine Mehrzahl von Stufen anspricht; b) eine
Beschleunigungserfassungseinrichtung zur Erfassung einer
Beschleunigung der ungefederten Masse des Fahrzeugkörpers;
c) eine Steuereinrichtung zum Empfangen eines erfaßten Be
schleunigungssignales von der Beschleunigungserfassungsein
richtung und zum Ausgeben des Steuersignales zur Dämpfungs
kraftänderungseinrichtung, so daß die Dämpfungskraftcharak
teristik des Dämpfers, die durch die Dämpfungskraftän
derungseinrichtung geändert wird, über einen vorbestimmten
variablen Bereich optimal gesteuert bzw. geregelt wird; d)
eine Durchschnittswertberechnungseinrichtung zum Berechnen
eines Durchschnittswertes der Beschleunigung der ungefeder
ten Masse, der von der Beschleunigungserfassungseinrichtung
zur Beschleunigung der ungefederten Masse abgeleitet wird;
und e) eine Korrektureinrichtung für den variablen Bereich
zum Einstellen einer Totzone bzw. neutralen Zone einer vor
bestimmten Breite mit dem Durchschnittswert der Beschleu
nigung der ungefederten Masse als Mittelpunkt der Totzone,
und zum Verschieben einer Minimal-Dämpfungskraftstellung im
vorbestimmten variablen Bereich der Dämpfungskraftcharak
teristik, die durch die Steuereinrichtung gesteuert wird, in
Richtung auf eine relativ hohe Dämpfungskraftseite, wenn
eine Frequenz, bei der die erfaßte Beschleunigung der
ungefederten Masse die Totzone überschreitet, oberhalb eines
eingestellten Wertes liegt.
Die obengenannte Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren zum
Steuern bzw. Regeln einer Dämpfungskraft eines Fahrzeug
dämpfers mit einer Dämpfungskraftänderungseinrichtung, die
auf ein Eingangssteuersignal zum Ändern der Dämpfungskraft
charakteristik des Dämpfers auf eine Mehrzahl von Stufen
anspricht, erreicht, welches Verfahren folgende Schritte
umfaßt: a) Erfassen einer Beschleunigung einer ungefederten
Masse der Fahrzeugkarosserie; b) Empfangen eines erfaßten
Beschleunigungssignales und Ausgeben des Steuersignales, so
daß die Dämpfungskraftcharakteristik des Dämpfers über einen
vorbestimmten variablen Bereich optimal gesteuert wird; c)
Berechnen eines Durchschnittswertes der Beschleunigung, die
in Schritt a) abgeleitet wird; und d) Einstellen einer
Totzone einer vorbestimmten Breite mit dem berechneten
Durchschnittswert der Beschleunigung als Mittelpunkt der
Totzone und Verschieben einer Minimaldämpfungskraftposition
im vorbestimmten variablen Bereich der Dämpfungskraftcharak
teristik auf eine relativ hohe Dämpfungskraftseite, wenn
eine Frequenz, bei der die Beschleunigung der ungefederten
Masse die Totzone bzw. neutrale Zone überschreitet, oberhalb
eines eingestellten Wertes liegt.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungs
beispielen anhand der Zeichnung. Es zeigt:
Fig. 1 ein Schaltkreis-Blockdiagramm eines Dämpfungskraft
steuer- bzw. Regelsystems gemäß einer bevorzugten
erfindungsgemäßen Ausführungsform;
Fig. 2 ein allgemeines Steuer-Flußdiagramm, das von einer
in Fig. 1 dargestellten Steuereinrichtung ausge
führt wird;
Fig. 3 eine Prinzipdarstellung eines Datenplanes, der in
einem Speicherschaltkreis der Steuereinrichtung
gemäß Fig. 1 gespeichert ist;
Fig. 4 einen charakteristischen Graphen der Dämpfungs
kraft, die durch das Dämpfungskraftregelsystem
gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
erreicht wird;
Fig. 5 ein anderes Steuer-Fließdiagramm, das von der in
Fig. 1 dargestellten Steuereinrichtung ausgeführt
wird;
Fig. 6 einzelne Zeitpunkt- bzw. Timingverläufe von
Änderungen in einer Beschleunigung G während des
Fahrzeugbetriebes, eines angenäherten Geschwindig
keitswertes V′, und eines Differentialwertes des
angenäherten Geschwindigkeitswertes V′ zur Erläu
terung der Wirkungsweise des Dämpfungskraftregel
systems gemäß der bevorzugen Ausführungsform; und
Fig. 7 ein Timing-Diagramm einer Überlagerung auf die
Änderung der Beschleunigung G während des Fahrzeug
betriebes und auf die Änderung des Differential
wertes des angenäherten Geschwindigkeitswertes zur
Erläuterung der Wirkungsweise des Dämpfungskraft
regelsystems der bevorzugten Ausführungsform.
Fig. 1 zeigt ein Dämpfungskraftsteuer- bzw. Regelsystem
(nachfolgend Regelsystem genannt) gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung.
Ein mit dem Bezugszeichen 1 bezeichneter Dämpfer ist ein in
der Dämpfungskraft variabler Dämpfer, und seine Dämpfungs
kraftcharakteristik kann in drei Stufen von Dämpfungs
stellungen bei der bevorzugten Ausführungsform variiert
werden.
Der Aufbau des Dämpfers 1 ist beispielhaft in dem US-Patent
Nr. 49 61 483 dargestellt, dessen Offenbarungsinhalt hiermit
durch Bezugnahme zum Inhalt vorliegender Anmeldung gemacht
wird.
Der in Fig. 1 dargestellt Dämpfer 1 ist ferner in der
japanischen Patentanmeldung Nr. Heisei 3-84 237 dargestellt,
bei welchem die Dämpfungskraft in einer unbegrenzten Anzahl
von Stufen (bzw. stufenlos) variiert werden kann. Auch der
Inhalt dieser Anmeldung wird zum Offenbarungsinhalt vor
liegender Anmeldung gemacht.
Der Dämpfer 1 weist eine Kolbenstange und eine Dämpfungs
krafteinstelleinrichtung (Mechanismus) 7 auf, die einen
Hydraulikflußeinsteller aufweist, der in der Kolbenstange
angeordnet ist. Die Dämpfungskrafteinstelleinrichtung 7 wird
gedreht, so daß ein Dämpfungskraftbereich bei einem Expan
sionshub und bei einem Kompressionshub auf vier Stufen von
einer weichen Einstellung bis auf eine harte Einstellung
variiert werden kann.
Ein Schrittschaltmotor 2 treibt die Dämpfungskrafteinstell
einrichtung 7 des Dämpfers 1 an, um die Stellung der
Dämpfungskrafteinstelleinrichtung 7 auf eine Mehrzahl von
Stufen einzustellen (bei der bevorzugten Ausführungsform 3
Stufen), so daß die Dämpfungskrafteinstelleinrichtung 7 den
Dämpfungskraftbereich in eine der Mehrzahl von Stufen von
einem Minimaldämpfungskraftbereich einen Maximal
dämpfungskraftbereich kann, wie dies in Fig. 4
dargestellt ist.
Die Zahlen und bezeichnen einen auf der weichen Seite
liegenden Zwischenbereich bzw. einen auf der harten Seite
liegenden Zwischenbereich, um sowohl den Maximal- wie auch
den Minimaldämpfungskraftbereich in drei Bereiche unter
teilen zu können, wie sich dies aus Fig. 4 ergibt.
Ein Vertikalbeschleunigungssensor 3 erfaßt eine Beschleuni
gung in einer vertikalen Richtung einer gefederten Masse,
beispielsweise der Fahrzeugkarosserie, und gibt ein elek
trisches Signal gemäß einer Größe der vertikalen Beschleuni
gung aus. Zusätzlich wird die erfaßte Beschleunigung inte
griert, um ein Geschwindigkeitssignal zu erhalten, so daß
der Vertikalbeschleunigungssensor 3 als eine Einrichtung zur
Erfassung der Geschwindigkeit der ungefederten Masse dient.
Ein Gewichtssensor 4 ist als Relativgeschwindigkeitser
fassungseinrichtung vorgesehen, welche eine Relativgeschwin
digkeit zwischen der ungefederten Masse und der gefederten
Masse erfaßt, das heißt die Expansionsseitengeschwindigkeit
des Dämpfers 1, und ist an einem Fahrzeuglagerbereich des
Dämpfers 1 beispielsweise zur Erfassung eines Eingangsge
wichtes angeordnet, das vom Dämpfer 1 auf die Fahrzeug
karosserie ausgeübt wird, und zur Ausgabe eines elektrischen
Signales gemäß dem Gewicht.
Ein Steuergerät (Steuereinheit) 6 gibt ein Antriebssignal an
den Schrittschaltmotor 2 auf der Basis des Eingangssignales
vom Vertikalbeschleunigungssensor 3 und vom Gewichtssensor 4
aus, so daß der Dämpfer 1 eine optimale Dämpfungskraft
charakteristik annimmt.
Das bedeutet, daß das Steuergerät 6 folgendes umfaßt: einen
Tiefpaßfilter 60, der eine Hochfrequenzkomponente des
Beschleunigungssignals der ungefederten Masse eliminiert,
das vom Vertikalbeschleunigungssensor 3 abgeleitet wird;
einen Interface-Schaltkreis 61, welcher ein vom Vertikalbe
schleunigungssensor 3 und Gewichtssensor 4 stammendes Signal
eingibt; einen Analog/Digital Umwandler (A/D) 62, welcher
ein analoges Eingangssignal in ein entsprechendes digitales
Signal umwandelt; und eine Zentraleinheit (CPU) 64, welche
Steuerungen des Suchens, Wiedergewinnens, Bestimmens und
arithmetische Operationen auf der Basis der Eingangssignale
und der Datenpläne DM (siehe Fig. 3) ausführt, die in einem
Speicherschaltkreis 63 gespeichert sind. Ein Antriebsschalt
kreis 65 gibt das Antriebssignal an den Schrittschaltmotor 2
auf der Basis eines Ergebnisses der Steuerung aus, die durch
die CPU 64 ausgeführt wird.
Die Inhalte der Steuerung, die von dem Steuergerät 6 ausge
führt werden, werden anhand der Fig. 2 beschrieben.
Zunächst liest die CPU 64 in einem Schritt 101 einen Ge
wichtswert D, der vom Gewichtssensor 4 stammt, einen Be
schleunigungswert G, der vom Vertikalbeschleunigungssensor 3
stammt, und einen angenäherten Geschwindigkeitswert V′, der
vom Vertikalbeschleunigungssensor 3 stammt, ein.
Der angenäherte Geschwindigkeitswert V′ ist ein Wert, der
durch Beseitigung der Hochfrequenzkomponente des Signals
erhalten wird, die vom Beschleunigungssensor 3 eingegeben
wird, um einen im wesentlichen Durchschnittswert der Be
schleunigung zu erhalten, und der danach durch Integration
des ungefähren Durchschnittswertes erhalten wird.
Das heißt, daß eine Wellenform und eine Zeitspanne des Be
schleunigungswertes G, die in Fig. 6 gezeigt ist, in Form
des angenäherten Geschwindigkeitswertes V′, der in Fig. 7
gezeigt ist, verarbeitet wird.
Danach berechnet in Schritt 102 das Steuergerät 64
| G-dV/dt |.
| G-dV/dt |.
Das heißt, daß der angenäherte Geschwindigkeitswert V′
differenziert wird, um einen angenäherten Durchschnittswert
(dV′/dt) der Beschleunigung zu erhalten, und der angenäherte
Durchschnittswert der Beschleunigung wird mit dem Beschleu
nigungswert G verglichen, der durch den Beschleunigungs
sensor 3 erfaßt wird, um eine Differenz zwischen den Werten
zu erhalten.
Das heißt, daß, wie in Fig. 6 gezeigt, der angenäherte
Durchschnittswert (dV′/dt) wellenformartig ausgebildet ist,
wobei die Hochfrequenzkomponente aus dem Beschleunigungswert
G eliminiert ist.
In einem Schritt 103 bestimmt das Steuergerät 6, ob ein
Absolutwert der Differenz, die in Schritt 102 ermittelt
wurde, einen eingestellten Wert a überschreitet. Falls sich
in Schritt 103 JA ergibt, geht die Routine zu einem Schritt
104, in welchem eine Häufigkeit H, die den eingestellten
Wert überschreitet, gezählt wird. Falls sich in Schritt 103
NEIN ergibt, geht die Routine zu einem Schritt 105, in
welchem die Häufigkeit nicht gezählt wird.
Das heißt, daß das Steuergerät 6 in den Schritten 103, 104
und 105 bestimmt, ob der erfaßte Beschleunigungswert G eine
Tot- bzw. Neutralzone E (= dV′/dt±a), die in Fig. 7
gezeigt ist, überschreitet, und die Zahl der Zeiten (Häufig
keit H, die den gesetzten Wert a überschreitet) H wird
gezählt.
Im folgenden Schritt 107 bestimmt das Steuergerät 6, ob die
Zahl der Zeiten bzw. Auftrittszeiten H größer ist als eine
eingestellte Ruhefrequenz k. Falls sich in Schritt 107 JA
ergibt, geht die Routine zu einem Schritt 108. Falls sich in
Schritt 107 NEIN ergibt, geht die Routine zu einem Schritt
109.
Im Schritt 109 bestimmt das Steuergerät 6, ob die Häufigkeit
H größer ist als eine eingestellte Zwischenhäufigkeit 1.
Falls sich in Schritt 109 JA ergibt, geht die Routine zu
einem Schritt 110. Falls sich im Schritt 109 NEIN ergibt,
geht die Routine zu einem Schritt 111.
Die Schritte 108, 110, 111 dienen dazu, einen variablen
Bereich des Dämpfungskraftbereiches einzustellen. Im Schritt
108 wird die minimale Dämpfungskraft im variablen Bereich
(nachfolgend niedrige Dämpfungskraftseitenbasis genannt) auf
den harten Zwischenbereich so daß der
variable Bereich in einem Bereich von R1 eingestellt wird,
der in Fig. 4 gezeigt ist.
In einem Schritt 110 wird die niedrige Dämpfungsseitenbasis
auf die weiche Seite des Zwischenbereiches 2 eingestellt, so
daß die niedrige Dämpfungsseitenbasis auf die weiche Seite
des Zwischenbereiches 2 eingestellt wird, und der variable
Bereich wird in einen Bereich R2 eingestellt, der in Fig. 4
gezeigt ist.
In einem Schritt 111 wird die niedrige Dämpfungsseitenbasis
auf den Minimaldämpfungsbereich 1 eingestellt, so daß der
variable Bereich in den Bereich von R3 eingestellt wird, der
in Fig. 4 gezeigt ist.
In einem Schritt 112 wird ein Steuerpunkt des Schrittschalt
motors 2 aus den Datenplänen DM gemäß dem Gewichtswert D und
dem angenäherten Geschwindigkeitswert V′ wiedergewonnen.
Das heißt, daß der Speicherschaltkreis 63 die Datenpläne DM
speichert, die in Fig. 3 gezeigt sind. Die Datenpläne DM
zeigen den angenäherten Geschwindigkeitswert V′ in der obe
ren Spalte (Zeile) an, den Gewichtswert D, der vom Gewichts
sensor 4 erfaßt wird, in der linken Spalte, und den Steuer
punkt, der einen optimalen Dämpfungskraftbereich gemäß dem
angenäherten Geschwindigkeitswert V′ und dem Gewichtswert D
an jedem Schnittpunkt zwischen der oberen Spalte und der
linken Spalte wiedergibt.
Es ist zu erwähnen, daß die Datenpläne DM von einer Mehrzahl
von Seiten gebildet werden, die der Zahl der schaltbaren
Stufen der Dämpfungskrafteinstelleinrichtung 7 entsprechen.
Die Datenpläne DM entsprechen dem momentanen bezogenen
Steuerbereich, um die Dämpfungskraft zu steuern.
Es ist ferner hervorzuheben, daß der optimale Dämpfungs
kraftbereich entsprechend dem angenäherten Geschwindigkeits
wert V′ und dem Gewichtswert D, der an jedem Schnittpunkt
der Datenpläne DM angezeigt wird, derart ist, daß die
Dämpfungskraft in Richtung auf die hohe Dämpfungskraftseite
gesteuert wird, wenn die Geschwindigkeitsrichtung des ange
näherten Geschwindigkeitswertes V′ mit der Richtung der
Ausdehnung und der Zusammenziehung des Dämpfers zusammen
fällt, die durch den Gewichtswert D angezeigt wird, und daß
die Dämpfungskraft auf die niedrige Dämpfungskraftseite ge
steuert wird, wenn sie nicht miteinander zusammenfallen.
Im darauffolgenden Schritt 113 bestimmt das Steuergerät 6,
ob der Steuerpunkt, der im Schritt 112 wiedergewonnen wurde,
unterhalb des Dämpfungsbereiches der niedrigen Dämpfungs
seitenbasis liegt. Falls sich in Schritt 113 JA ergibt, geht
die Routine zu einem Schritt 114, in welchem der Steuerpunkt
auf einen Dämpfungsbereich der niedrigen Dämpfungsseiten
basis eingestellt wird. Falls sich in Schritt 114 NEIN
ergibt, geht die Routine direkt zum Schritt 115.
Im Schritt 115 wird ein Befehlssignal an den Schrittschalt
motor 2 ausgegeben, um den Dämpfungskraftbereich ent
sprechend dem Steuerpunkt einzustellen.
Wie zuvor beschrieben, endet der Betriebsablauf und der
Ablauf wird im Steuergerät 6 wiederholt.
Nachfolgend wird ein Ablauf als Ergebnis der Regelung durch
das Dämpfungskraftregelsystem der bevorzugten Ausführungs
form beschrieben:
Zunächst sei erwähnt, daß der Vertikalbeschleunigungssensor
3 Vertikal-Beschleunigungsmesser und der Gewichtssensor 4
Lastsensor genannt wird.
Der Aufbau des Steuergerätes 6 mit derartigen Sensoren ist
in der US-Patentanmeldung Nr. 07/682, 593 von 08. April 1991
beschrieben. Diese Anmeldung wird durch Bezugnahme zum
Inhalt vorliegender Anmeldung gemacht.
Wenn das Fahrzeug auf einer gepflasterten Straße fährt, ist
der Eingang bzw. Input von der Radseite auf die Fahrzeug
karosserie so gering, daß die Zahl von Malen H, um die der
Beschleunigungswert G den Totzonenbereich E überschreitet,
niedriger ist, als die eingestellte Ruhefrequenz k und die
eingestellte mittlere Frequenz 1.
Da daher die niedrige Dämpfungskraftseitenbasis auf den
minimalen Dämpfungskraftbereich in Fig. 4) ein
gestellt wird, wird die Dämpfungskraftcharakteristik optimal
über einen Bereich des maximalen variablen Bereiches R3
geregelt.
Wenn das Fahrzeug andererseits auf einer rauhen bzw.
holprigen Straße fährt, ist der Eingang bzw. Input von der
Radseite auf die Fahrzeugkarosserie so groß, daß der Be
schleunigungswert G eine Anzahl von Malen H die Totzone E
überschreitet.
In diesem Fall, wenn die Anzahl von Zeitpunkten H die einge
stellte mittlere Frequenz 1 überschreitet, jedoch unterhalb
der eingestellten hohen Frequenz k liegt, wird die niedrige
Dämpfungskraftseitenbasis auf die weiche Seite des mittleren
Bereiches und die Dämpfungskraftregelung wird
im variablen Bereich von R2 ausgeführt, wie in Fig. 4
gezeigt.
In einem Fall, in dem die Anzahl H die eingestellte hohe
Frequenz k überschreitet, wird die Dämpfungskraftregelung im
variablen Bereich von R1 ausgeführt, wie in Fig. 4 gezeigt
ist.
Wenn das Fahrzeug auf einer rauhen Straße fährt, kann, wie
oben beschrieben, die Dämpfungskraftregelung nicht in
Richtung auf die niedrige Dämpfungskraftseite ausgeführt
werden, so daß die Haftkraft der Räder und die Lenkstabili
tät sichergestellt werden kann.
Wenn das Fahrzeug eine Kurve umfährt oder in Zickzack-Linien
fährt, tritt ein Stellungs- bzw. Lagewechsel in der Fahr
zeugkarosserie auf.
Wenn in diesem Fall die Fahrzeugkarosserie ihre Lage ändert,
wird der Beschleunigungswert G groß. Mit anderen Worten, der
erfaßte Beschleunigungswert G enthält eine Beschleunigungs
komponente aufgrund des Lagewechsels und eine Beschleuni
gungskomponente aufgrund des Eingangs von der Straßenober
fläche.
In einem Fall, in dem der Beschleunigungswert G aufgrund des
Lagewechsels in großem Maße aufgrund des Lagewechsels
geändert wird, wird auf diese Weise der Durchschnittswert
von einer Komponente des Lagewechsels geändert. Wie in Fig.
6 gezeigt, wird folglicher Weise (dV′/dt), das heißt der
angenäherte Durchschnittswert, geändert, und die Neutralzone
E wird entsprechend geändert.
Wenn auf gleiche Art und Weise das Fahrzeug geradeaus fährt,
kann der Eingang von den Rädern, das heißt der Straßen
flächenzustand, gemäß der Frequenz H bestimmt werden, die
die Neutralzone E des Beschleunigungswertes G überschreitet.
Daher kann die Dämpfungskraft genau gemäß dem Straßen
flächenzustand ohne Einfluß durch den Wechsel der Karos
serielage geregelt werden, und die genaue Regelung gemäß dem
Straßenflächenzustand kann selbst dann durchgeführt werden,
wenn das Fahrzeug Kurven umfährt oder Zickzack-Linien be
schreibt.
Bei der bevorzugten Ausführungsform wird die optimale
Dämpfungskraft durch Berücksichtigung der Datenpläne DM, die
im Speicherschaltkreis 63 gespeichert sind, ohne eine Be
rechnung auf der Basis des Eingangssignales eingestellt.
Daher kann der Aufbau des Steuergerätes 6 vereinfacht und
eine Kostenreduzierung erreicht werden. Gleichzeitig kann
die Ansprechcharakteristik der Regelung aufgrund des bloßen
Wiedergewinnens aus den Datenplänen DM verbessert werden.
Obwohl bei der bevorzugten Ausführungsform die Dämpfungs
kraftregelung auf der Basis der Datenplanwiedergewinnung
ausgeführt wird, kann die nachfolgend beschriebene Alterna
tive ebenfalls bei der Dämpfungskraftregelung angewendet
werden.
Wie in dem Flußdiagramm der Fig. 5 gezeigt, liest das
Steuergerät 6 den Gewichtswert D, der vom Gewichtssensor 4
erhalten wird, und den Beschleunigungswert G, der vom Ver
tikalbeschleunigungssensor 3 erhalten wird, in einem Schritt
201, vergleicht ihre Vorzeichen (+ oder -) miteinander in
einem Schritt 202, und führt die Dämpfungskraftregelung auf
der Basis des Ergebnisses des Vergleiches in den Schritten
203 und 204 aus.
Es ist zu erwähnen, daß die Grenzwerte der Neutralzone und
der eingestellte Wert der Frequenz H, der die Neutralzone
überschreitet, nicht fixiert werden müssen, sondern ver
schoben (variiert) werden können, und zwar gemäß der Größe
der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Lenkwinkels und gemäß
den Betätigungen des Fahrzeugbeschleunigungspedales oder der
Bremsen.
Wie zuvor beschrieben wurde, wird bei dem Dämpfungskraft
regelsystem und dem Verfahren gemäß vorliegender Erfindung
eine Erfassungseinrichtung für die Beschleunigung der
ungefederten Masse zum Erfassen einer Beschleunigung der
ungefederten Masse an der Fahrzeugkarosserie als eine Er
fassungseinrichtung für das Fahrzeugverhalten installiert.
Ferner wird bei dem Steuergerät des Dämpfungskraftregel
systems und des entsprechenden Verfahrens durch einen Be
rechnungblock der Wert der Beschleunigung der ungefederten
Masse, der von der Beschleunigungseinrichtung der unge
federten Masse abgeleitet wird, bestimmt. Ein Durchschnitts
wertberechnungsblock ist vorgesehen, der den Durchschnitts
wert der Beschleunigung der ungefederten Masse, die von der
Beschleunigungserfassungseinrichtung für die ungefederte
Masse ermittelt wird, ableitet. Ferner wird die Neutralzone
der vorbestimmten Breite mit dem Durchschnittswert der
Beschleunigung der ungefederten Masse, der vom Durch
schnittswert der ungefederten Masse abgeleitet wird, als
Mittelpunkt eingestellt. Wenn die Frequenz, die die erfaßte
Beschleunigung der ungefederten Masse überschreitet,
oberhalb des eingestellten Wertes liegt, wird ein Kor
rekturblock für einen variablen Bereich vorgesehen, in
welchem die minimale Dämpfungskraft aus den variablen
Bereichen der Dämpfungskraftcharakteristik, die vom Steuer
gerät geregelt wird, in Richtung auf die höhere Dämpfungs
kraftseite verschoben wird. Daher kann die Regelung
entsprechend dem Straßenoberflächenzustand ohne Einfluß auf
den Fahrzeugkarosseriegradienten während der Fahrzeugdrehung
und der Zickzack-Fahrten des Fahrzeuges auf der Basis der
Verschiebung der Neutralzone entsprechend dem Fahrzeug
karosseriegradienten ausgeführt werden. Daher können der
Fahrzeugkomfort und die Lenkstabilität sichergestellt und
verbessert werden. Insbesondere kann die Haftkraft der Fahr
zeugräder während einer Drehung bzw. eines Kurvenfahrens und
während des Fahrens in Zickzack-Linien und beim Befahren von
Straßen mit rauhem Straßenbelag sichergestellt werden und
die Lenkstabilität kann verbessert werden.
Claims (11)
1. Dämpfungskraftsteuer- bzw. Regelsystem für einen Dämpfer
(1) einer Fahrzeugaufhängung
- a) mit einer Dämpfungskraftänderungseinrichtung (7), die auf ein Eingangssteuersignal zum Ändern der Däm pfungskraftcharakteristik des Dämfers (1) auf eine Mehrzahl von Stufen anspricht;
- b) mit einer Erfassungseinrichtung (3) zur Erfassung einer Beschleunigung der ungefederten Masse einer Fahrzeugkarosserie;
- c) mit einer Steuereinrichtung (6) zum Empfangen eines erfaßten Beschleunigungssignales von der Erfassungs einrichtung (3) für die Beschleunigung der ungefeder ten Masse und zum Ausgeben des Steuersignales an die Dämpfungskraftänderungseinrichtung (7), so daß die Dämpfungskraftcharakteristik des Dämpfers (1), die von der Dämpfungskraftänderungseinrichtung (7) geändert wird, optimal über einen vorbestimmten variablen Bereich gesteuert bzw. geregelt wird;
- d) mit einer Berechnungseinrichtung für einen Durch schnittswert zum Berechnen eines Durchschnittswertes der Beschleunigung der ungefederten Masse, die von der Erfassungseinrichtung (3) für die Beschleunigung der ungefederten Masse abgeleitet wird; und
- e) mit einer Korrektureinrichtung für einen variablen Bereich zum Einstellen einer Neutralzone einer vorbe stimmten Breite mit dem Durchschnittswert der Be schleunigung der ungefederten Masse als Mittelpunkt der Neutralzone und zum Verschieben einer minimalen Dämpfungskraftstellung im vorbestimmten variablen Bereich der Dämpfungskraftcharakteristik, die von der Steuereinrichtung (6) geregelt wird, auf eine relativ hohe Dämpfungskraftseite, wenn eine Frequenz, bei der die erfaßte Beschleunigung der ungefederten Masse die Neutralzone überschreitet, oberhalb eines einge stellten Wertes liegt.
2. Dämpfungskraftsteuer- bzw. Regelsystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Erfassungseinrichtung
für die Geschwindigkeit der Expansion bzw. Zusammen
ziehung zum Erfassen einer Verschiebungsgeschwindigkeit
des Dämpfers vorgesehen ist, und daß die Steuereinrich
tung (6) eine Richtung einer Geschwindigkeit der ungefe
derten Masse, die von der Beschleunigungserfassungsein
richtung (3) für die ungefederte Masse erfaßt wird, mit
einer Richtung der Verschiebung des Dämpfers, die von
der Verschiebungsgeschwindigkeit-Erfassungseinrichtung
erfaßt wird, vergleicht und das Steuersignal an die
Dämpfungskraftänderungseinrichtung (7) abgibt, so daß
die Dämpfungskraftcharakteristik auf eine relativ hohe
Dämpfungskraftseite verschoben wird, wenn beide Ge
schwindigkeitsrichtungen miteinander zusammenfallen und
die Dämpfungskraftcharakteristik in Richtung auf eine
niedrige Dämpfungskraftseite verschoben wird, wenn sie
nicht miteinander zusammenfallen.
3. Dämpfungskraftsteuer- bzw. Regelsystem nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Durchschnittswertbe
rechnungseinrichtung einen Tiefpaßfilter (60) aufweist,
der zur Eliminierung von Hochfrequenzkomponenten, die
eine vorbestimmte niedrige Frequenz überschreiten, aus
dem Beschleunigungssignal der ungefederten Masse vorge
sehen ist, das von der Beschleunigungserfassungseinrich
tung für die ungefederte Masse erhalten wird, und zum
Integrieren des hindurchverlaufenden Beschleunigungs
signales der ungefederten Masse vorgesehen ist, und daß
ein Differentialberechnungsblock zum Differenzieren des
integrierten Wertes des Beschleunigungssignales der
ungefederten Masse vorgesehen ist.
4. Dämpfungskraftsteuer- bzw. Regelsystem nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungskraftänderungs
einrichtung (7) die Dämpfungskraftcharakteristik auf
vier Stufen ändert, und daß die Steuereinrichtung (6)
das Steuersignal an die Dämpfungskraftänderungseinrich
tung (7) ausgibt, so daß die Dämpfungskraftänderungs
einrichtung (7) einen Dämpfungskraftbereich auf vier
vorbestimmte variable Bereiche von einer minimalen Däm
pfungskraftgrenze zu einer maximal Dämpfungskraftgrenze
ändert.
5. Dämpfungskraftsteuer- bzw. Regelsystem nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung
für die Expansions- und Zusammenziehungsgeschwindigkeit
einen Gewichtssensor (4) aufweist, der einen Gewichts
wert an die Steuereinrichtung (6) ausgibt, und daß die
Steuereinrichtung (6) ein Steuergerät umfaßt, das die
Durchschnittswertberechnungseinrichtung und die Korrek
tureinrichtung für den variablen Bereich aufweist.
6. Dämpfungskraftsteuer- bzw. Regelsystem nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (6) den
Gewichtswert (D), der vom Gewichtssensor (4) stammt, und
den Beschleunigungswert (G), der vom Beschleunigungs
sensor (3) stammt, und einen angenäherten Geschwindig
keitswert (V′), der vom Tiefpaßfilter (60) stammt,
liest.
7. Dämpfungskraftsteuer- bzw. Regelsystem nach Anspruch 5
oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (6)
folgende Berechnung durchführt: |G-dV′/dt|;
bestimmt, ob |G-dV′/dt| einen gesetzten Wert (a)
überschreitet; die Frequenz (H), mit der |G-dV′/dt|
den gesetzten Wert (a) überschreitet; bestimmt, ob die
gezählte Frequenz (H) eine eingestellte Ruhefrequenz (k)
überschreitet; und bestimmt, ob die gezählte Frequenz
eine eingestellte mittlere Frequenz (1) überschreitet.
8. Dämpfungskraftsteuer- bzw. Regelsystem nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (6) das
Steuersignal an die Dämpfungskrafteinstelleinrichtung
(7) ausgibt, so daß die Minimaldämfpungskraftgrenze in
einen harten Zwischenbereich eingestellt wird, und der
vorbestimmte variable Bereich auf R1 eingestellt wird,
wenn H<1 ist, und daß das Steuergerät (6) das Steuer
signal an die Dämpfungskraftänderungseinrichtung (7)
ausgibt, so daß die Minimaldämpfungskraft auf ein
niedrigstes Dämpfungsbereichlimit eingestellt wird und
der vorbestimmte variable Bereich auf R3 eingestellt
wird, wenn Hk und H1 ist.
9. Dämpfungskraftsteuer- bzw. Regelsystem nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (6) den
Gewichtswert (D) und den Beschleunigungswert (G) liest,
bestimmt, ob die Vorzeichen von D und G jeweils gleich
sind, und das Steuersignal an die Dämpfungskraftän
derungseinrichung (7) ausgibt, so daß die Dämpfungs
kraftcharakteristik entweder auf eine relativ hohe
Dämpfungskraftseite oder auf eine relativ niedrige
Dämpfungskraftseite gemäß dem Ergebnis der Bestimmung
der Vorzeichen geändert wird.
10. Dämpfungskraftsteuer- bzw. Regelsystem nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungskraftänderungs
einrichtung (7) einen Schrittschaltmotor (2) aufweist,
der das Steuersignal vom Steuergerät (6) empfängt und
ein Antriebssignal an die Dämpfer (1) gemäß dem Steuer
signal ausgibt.
11. Verfahren zum Steuern bzw. Regeln einer Dämpfungskraft
eines Dämpfers (1) für eine Fahrzeugaufhängung mit einer
Dämpfungskraftänderungseinrichtung (7), die auf ein
Eingangssteuersignal zum Ändern der Dämpfungskraft
charakteristik des Dämpfers (1) auf eine Mehrzahl von
Stufen anspricht, wobei das Verfahren folgende Schritte
umfaßt:
- a) Erfassen einer Beschleunigung einer ungefederten Masse einer Fahrzeugkarosserie;
- b) Empfangen eines erfaßten Beschleunigungssignales und Ausgeben des Steuersignales, so daß die Dämpfungs kraftcharakteristik des Dämpfers (1) optimal über einen vorbestimmten variablen Bereich gesteuert bzw. geregelt wird;
- c) Berechnen eines Durchschnittswertes der Beschleuni gung, die in Schritt a) bestimmt wird; und
- d) Einstellen einer Neutralzone einer vorbestimmten Breite mit dem berechneten Durchschnittswert der Beschleunigung als Mittelpunkt der Neutralzone und Verschieben einer minimalen Dämpfungskraftstellung in dem vorbestimmten variablen Bereich der Dämpfungs kraftcharakteristik auf eine relativ hohe Dämpfungs kraftseite, wenn eine Frequenz, mit der die erfaßte Beschleunigung der ungefederten Masse die Neutralzone überschreitet, oberhalb eines eingestellten Wertes liegt.
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