DE4225755C2

DE4225755C2 - Aufhängungssteuer- bzw. -regelsystem für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE4225755C2
Application number: DE4225755A
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Shimizu; Toru Takahashi; Makoto Kimura
Original assignee: Atsugi Unisia Corp
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 1991-08-06
Filing date: 1992-08-04
Publication date: 1998-03-19
Anticipated expiration: 2012-08-05
Also published as: DE4225755A1; JPH06183236A; JP3070626B2; US5559701A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Aufhängungssteuer- bzw. -regelsystem für ein Fahrzeug entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

In JP-U-59-117510 ist ein Anti-Roll-Regelsystem für ein Kraftfahrzeug beschrieben. Dieses Regelsystem arbeitet in Abhängigkeit von dem Sensorsignal eines Beschleunigungssensors, welcher die auf den Fahrzeugkörper einwirkende Querbeschleunigung erfaßt, um zum Unterdrücken einer Wank- oder Rollbewegung die Dämpfungskraft von Stoßdämpfern oder die Federkonstante von Luftfedern zu erhöhen.

Dieses bekannte Aufhängungsregelsystem weist jedoch den Nachteil auf, daß der Sensor auch auf Lageveränderungen des Fahrzeugs beim Befahren einer geneigten Straßenoberfläche oder eines gleichbleibenden Kreisbogens anspricht.

Hierdurch wird die Übertragung von Vibrationen der Räder als ungefederte Massen auf den Fahrzeugkörper in unerwünschter Weise erhöht und damit ein unzureichender Fahrkomfort erzielt. Zudem bewirkt hier die Regelung unsinnig eine Änderung des Dämpfungsgrades von Stoßdämpfern in Abhängigkeit von der Neigung der Straßenoberfläche.

Außerdem bleibt bei einer stetigen Kurvenfahrt der Fahrzeugkörper geneigt, wenn einmal ein Rollen aufgetreten ist. Selbst wenn daher der Dämpfungsgrad des Stoßdämpfers an die stetige Kurvenfahrt angepaßt wird, wird die Änderung des Fahrzeugverhaltens nicht unterdrückt. Die Einstellung des Dämpfungsgrades von Stoßdämpfern nach einer vorübergehenden Rollbewegung bewirkt also keine Kontrolle des Wechsels im Fahrzeugver halten.

Es ist deshalb wünschenswert, eine Dämpfungs regelung eines Stoßdämpfers schon in dynamischen Fahrzuständen des Fahrzeugs zu bewirken, um plötzliche Verhaltensänderungen durch Rollbewegung zu verhindern.

Die EP 0 115 202 B1 beschreibt ein Steuer- und Regelsystem für Schwingungsdämpfer, bei dem eine zu erwartende Wankbe wegung des Fahrzeugs aus Signalen abgeleitet wird, die auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Winkelbewegung des Lenk rades beruhen. Hierbei wird der dynamische Kurvenfahrzustand im Kurvenein- und -auslauf durch ein Signal der Lenkwinkel geschwindigkeit festgestellt und eine pauschale Verstellung der Dämpfung auf "Hart" durchgeführt.

Die gattungsbildende DE 40 25 309 A1 beschreibt ein aktives Aufhängungssystem, bei dem auf der Grundlage der erfaßten Vertikalbeschleunigung im vorderen und hinteren Fahrzeugteil bzw. an der linken und rechten Seite die Wankwinkelgeschwin digkeit berechnet wird und ein Drucksteuerventil in Abhän gigkeit von der Wankwinkelgeschwindigkeit betätigt wird, um Veränderungen im Fahrzeugverhalten infolge der unterschied lichen Beschleunigungen im vorderen und hinteren bzw. im rechten und linken Fahrzeugteil zu verhindern. Damit können auch Veränderungen im Fahrzeugverhalten unterdrückt werden, die durch andere Faktoren als Längsbeschleunigung, Verzögerung, Querbeschleunigung und dergleichen verursacht werden, bei spielsweise solche durch Unebenheiten in der Straßenoberfläche.

Bei dem vorbekannten Aufhängungssystem erfolgt die Wankbewe gungssteuerung aufgrund der von einem Querbeschleunigungs fühler erfaßten Querbeschleunigung und der Differenz in der Vertikalbeschleunigung zwischen dem linken und dem rechten Fahrzeugteil, ohne daß eine Bestimmung erfolgt, ob das Fahr zeug in einer Kurve fährt oder ob es sich in einem vorüber gehenden Zustand einer Wankbewegung befindet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Aufhän gungssteuer- und -regelsystem der eingangs genannten Art die Wankbewegungen in Abhängigkeit von den jeweils vorhandenen Gegebenheiten in der Bewegung des Fahrzeugs und dessen Ge wichtsverteilung zu unterdrücken und den Komfort zu ver bessern.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmalskombi nation des Patentanspruchs 1 gelöst; die Unteransprüche haben be vorzugte Ausgestaltungsformen der Erfindung zum Inhalt.

So kann die Steueranordnung während eines Kompressionshubes des Stoßdämpfers, der an der einfedernden Seite des Fahrzeugkörpers angebracht ist, und während eines Expansionshubes des Stoßdämpfers, der an der ausfedernden Seite des Fahrzeug körpers angebracht ist, für eine Rollbewegung die Dämpfung in die harte Charakteristik ändern.

Das System enthält ferner erste und zweite vertikale Be schleunigungssensoren, von denen der erste an einem ersten Seitenteil des Fahrzeugkörpers und der zweite an einem zweiten Seitenteil gegenüber dem ersten Seitenteil des Fahrzeug körpers angebracht ist, um auf die zwei Seitenteile des Fahrzeugkörpers wirkende vertikale Beschleunigungen zu erfassen.

Die Steueranordnung bestimmt dann einen vertikalen Geschwindigkeitsunterschied zwischen dem ersten und dem zweiten Seitenteil des Fahrzeugkörpers aufgrund der von dem ersten und dem zweiten Beschleunigungssensor ermittelten vertikalen Beschleunigungen, um die Rollbewegungssteuerung zu begrenzen, wenn der vertikale Geschwindigkeitsunterschied bis auf ein vorgewähltes Ausmaß zurückgegangen ist.

Die vorliegende Erfindung kann vollständiger durch die nachfolgende ausführliche Beschreibung und durch die beigefügten Zeichnungen von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung verstanden werden. Die Zeichnungen sollen jedoch keine Begrenzung der Erfindung auf eine spezielle Ausführung beinhalten, sondern dienen allein zur Erläuterung und zum Verständnis.

In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Aufhängungssteuer- und. -regelsystem;

Fig. 2 ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Aufhängungs steuer- und -regelsystems;

Fig. 3 einen Längsschnitt eines Stoßdämpfers mit variabler Dämpfungskraft zum Unterdrücken der Wankbewegung des Fahrzeugs;

Fig. 4 in einem vergrößerten Längsschnitt eine Kolbenanord nung eines Stoßdämpfers;

Fig. 5 in einer grafischen Darstellung die Abhängigkeit zwischen der Kolbengeschwindigkeit und der Dämpfungskraft eines Stoßdämpfers;

Fig. 6 eine grafische Darstellung mit der Abhängigkeit zwischen der Winkelstellung eines Einstellstiftes und der Dämpfungskraft eines Stoßdämpfers;

Fig. 7(a) einen Schnitt entlang der Linie K-K in Fig. 4 mit einem Einstellstift in einer Position (1) in Fig. 6;

Fig. 7(b) einen Schnitt entlang der Linie M-M in Fig. 4 mit einem Einstellstift in einer Position (1) in Fig. 6;

Fig. 7(c) einen Schnitt entlang der Linie N-N in Fig. 4 mit einem Einstellstift in einer Position (1) in Fig. 6;

Fig. 8(a) einen Schnitt entlang der Linie K-K in Fig. 4 mit einem Einstellstift in einer Position (2) in Fig. 6;

Fig. 8(b) einen Schnitt entlang der Linie M-M in Fig. 4 mit einem Einstellstift in einer Position (2) in Fig. 6;

Fig. 8(c) einen Schnitt entlang der Linie N-N in Fig. 4 mit einem Einstellstift in einer Position (2) in Fig. 6;

Fig. 9(a) einen Schnitt entlang der Linie K-K in Fig. 4 mit einem Einstellstift in einer Position (3) in Fig. 6;

Fig. 9(b) einen Schnitt entlang der Linie M-M in Fig. 4 mit einem Einstellstift in einer Position (3) in Fig. 6;

Fig. 9(c) einen Schnitt entlang der Linie N-N in Fig. 4 mit einem Einstellstift in einer Position (3) in Fig. 6;

Fig. 10, 11 und 12 in grafischen Darstellungen die Abhängigkeit zwischen der Kolbengeschwindigkeit und der Dämpfungskraft wenn ein Einstellstift sich jeweils in den Positionen (1), (2) und (3) in Fig. 6 befindet;

Fig. 13 und 14 Ablaufdiagramme mit den von einer Kontrolleinheit eines Aufhängungssteuer- und -regelsystems durchgeführten logischen Schritten;

Fig. 15 ein Zeit-Ablauf-Diagramm der Funktion eines erfindungsgemäßen Aufhängungssteuer- und -regelsystems.

In der Zeichnung, insbesondere in Fig. 1, ist ein erfindungsgemäßes Aufhängungssteuer- und -regelsystem gezeigt. Dieses System enthält allgemein vier Aufhängungs einheiten, gebildet von Stoßdämpfern SA, vertikalen Be schleunigungssensoren 1 (nachfolgend auch als vertikaler G-Sensor bezeichnet), einen Lenksensor 2, und eine Steuerungseinheit 4.

Jeder der Stoßdämpfer SA ist zwischen dem Fahrzeugkörper und einem Aufhängungsglied mit einem drehbar daran angebrachten Rad angeordnet. Die vertikalen G-Sensoren 1 sind an Teilen des Fahrzeugkörpers gegenüber den Stoßdämpfern angebracht, um auf den Fahrzeugköper einwirkende vertikale Beschleunigungen zu erfassen und diesen entsprechende Signale an die Steuerungseinheit 4 zu liefern. Der Lenksensor bzw. Lenkwinkelfühler 2 ist auf einem Lenkrad ST angebracht und erfaßt einen Lenkwinkel des Lenkrades ST, welcher den jeweiligen Lenkwinkel der Vorderräder wiedergibt, und liefert ein diesem entsprechendes Signal an die Steuerungseinheit 4. Die Steuerungseinheit 4 ist gegenüber einem Fahrersitz angeordnet und sendet in Abhängigkeit der Signale von den vertikalen G-Sensoren 1 und dem Lenksensor 2 Steuersignale an Schrittmotore 3 der Stoßdämpfer SA zum Ändern von deren Dämpfkraft, um Änderungen im Fahrzeugverhalten zu unter drücken.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 enthält die Steuerungseinheit 4 eine Schnittstellenschaltung 4a, eine Zentraleinheit (CPU) 4b und eine Treiberschaltung 4c. Das Aufhängungssteuer- und -regelsystem weist ferner einen Fahrzeuggeschwindigkeits sensor 5 zum Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit und zum Erzeugen eines entsprechenden Signales und einen Bremssensor 6 zum Erfassen von Bremsvorgängen und zum Erzeugen eines entsprechenden Signales für die Steuerungseinheit 4 auf.

In Fig. 3 ist ein Längsschnitt jedes der Stoßdämpfer SA gezeigt. Der Stoßdämpfer SA enthält einen inneren Zylinder 30, eine Kolbenanordnung 31 zum Bilden einer oberen und einer unteren Kammer A und B, einen äußeren Zylinder 33 zum Bilden einer Vorratskammer 32 zwischen dem äußeren Zylinder 33 und dem inneren Zylinder 30, ein Basis- oder Bodenteil 34 zum Bilden der unteren Kammer B und der Vorratskammer 32, ein Führungsteil zur Gleitführung einer an der Kobenanordnung 31 befestigten Kolbenstange 7, eine zwischen einen am äußeren Zylinder angebrachten Flansch und den Fahrzeugkörper einge setzte Aufhängungsfeder 36, und einen Gummipuffer (oder Hülse) 37.

In Fig. 4 ist ein Längsschnitt der Kobenanordnung 31 gezeigt. Die Kolbenanordnung enthält durchgehende Bohrungen 31a und 31b, ein Ausdehnungsphasen-Dämpfungsventil 12 und ein Kompressionsphasen-Dämpfungsventil 20. Die Ausdehnungs- und Kompressionsphasen-Dämpfungsventile 12 und 20 dienen jeweils zum Öffnen und Schließen der durchgehenden Bohrungen 31a und 31b.

Die Kolbenanordnung 31 enthält ferner eine Kolbenstange 7, eine Verbindungsbohrung 39, einen Einstellstift 40, ein Ausdehnungsphasen-Absperrventil 17, ein Kompressions phasen-Absperrventil 22 und einen Halter 38 als Ventilsitz für das Absperrventil 22. Die Kolbenstange 7 ragt in die Kolbenanordnung 31. Die Verbindungsbohrung 39 ist an einem Endteil der Kobenstange 7 ausgebildet, welche eine Flüssig keitsverbindung zwischen der oberen Kammer A und der unteren Kammer B bildet. Der Einstellstift 40 enthält einen hohlen Teil 19, eine seitliche Bohrung 24, einen axialen Schlitz 25 und eine Längsnut 23 in einer seiner Außenflächen. Der Einstellstift 40 ist in der Kolbenstange drehbar gelagert, um einen Durchfluß-Profilbereich der Verbindungsbohrung 39 zu bilden. Die Drehbewegung des Einstellstiftes 40 wird, wie in Fig. 3 gezeigt, durch den Schrittmotor 3 gesteuert. Das Ausdehnungsphasen-Absperrventil 17 ist zu betätigen, um Flüssigkeit von der oberen zur unteren Kammer A und B fließen zu lassen, während das Kompressionsphasen-Absperr ventil 22 einen Flüssigkeitsstrom von der unteren zur oberen Kammer B und A erlaubt. Ferner sind in einem Endteil der Kolbenstange 7 eine erste Öffnung 21, eine zweite Öffnung 13, eine dritte Öffnung 18, eine vierte Öffnung 14 und eine fünfte Öffnung 16 angeordnet (wie nachfolgend noch beschrieben wird).

Somit sind vier Flüssigkeitsdurchgänge zwischen der oberen Kammer A und der unteren Kammer B gebildet als Flüssigkeits verbindungen während eines Ausdehnungs- oder Entlastungs hubes des Stoßdämpfers SA:

1) ein erster Ausdehnungsphasen-Durchgang D, welcher Flüssigkeit von der durchgehenden Bohrung 31b in die untere Kammer B durch eine Innenseite des geöffneten Ausdehnungs phasen-Dämpfungsventils 12 führt;
2) ein zweiter Ausdehnungsphasen-Durchgang E, welcher Flüssigkeit von der zweiten Öffnung 13, der Längsnut 23 und der vierten Öffnung 14 in die untere Kammer B durch die Außenseite des Ausdehnungsphasen-Dämpfungsventils 12 führt;
3) ein dritter Ausdehnungsphasen-Durchgang F, welcher Flüssigkeit von der zweiten Öffnung 13, der Längsnut 23 und der fünften Öffnung 16 in die untere Kammer B über das geöffnete Ausdehnungsphasen-Absperrventil 17 führt; und
4) ein Bypass G, welcher Flüssigkeit von der dritten Öffnung 18 zu der unteren Kammer B durch den axialen Schlitz 25 und den hohlen Teil 19 führt.

Für die Kompressionsphase oder während des Belastungshubes des Stoßdämpfers SA sind die folgenden drei Verbindungen für den Flüssigkeitsdurchgang vorgesehen:

1) ein erster Kompressionsphasen-Flüssigkeitsdurchgang H, welcher Flüssigkeit von der durchgehenden Bohrung 31a in die obere Kammer A durch das geöffnete Kompressions phasen-Dämpfungsventil 20 führt;
2) ein zweiter Kompressionsphasen-Flüssigkeitsdurchgang J, welcher Flüssigkeit von dem hohlen Teil 19, der seitlichen Bohrung 24 und der ersten Öffnung 21 in die obere Kammer A durch das geöffnete Kompressionsphasen-Absperrventil 22 führt; und
3) ein Bypass G, welcher Flüssigkeit von dem hohlen Teil 19, dem axialen Schlitz 25 und der dritten Öffnung 18 in die obere Kammer A führt.

Aufgrund der obigen Anordnungen bewirkt die Drehung des Einstellstiftes 40 ein Verändern des Dämpfungsgrades des Stoßdämpfers SA in zahlreichen Stufen, wie in Fig. 5 gezeigt, in einem Bereich vom niedrigsten Dämpfungsgrad (nachfolgend als eine weiche Dämpfungseinstellung bezeichnet) bis zum höchsten Dämpfungsgrad (nachfolgend als eine harte Dämpfungseinstellung bezeichnet) während der Belastungs- und Entlastungshübe.

Wie ferner in Fig. 6 gezeigt, bewirkt ein Drehen des Einstellstiftes 40 in Gegenuhrzeigerrichtung aus der weichen Einstellung eine Zunahme des Dämpfungsgrades in die harte Einstellung nur bei dem Entlastungshub (d. h. während der Expansion). Andererseits bewirkt ein Drehen des Einstellstiftes in Uhrzeigerrichtung aus der weichen Einstellung eine Änderung des Dämpfungsgrades in die harte Einstellung nur beim Belastungshub (d. h. während der Kompression) ohne eine Änderung beim Entlastungshub.

Es sei angemerkt, daß bei Drehung und Festsetzung des Einstellstiftes 40 in den drei Stellungen (1), (2) und (3) gemäß Fig. 6 die Schnittdarstellungen des Einstellstiftes entlang den Linien K-K, M-M und N-N jeweils in den Fig. 7(A), 8(A) und 9(A), den Fig. 7(B), 8(B) und 9(B) sowie den Fig. 7(C), 8(C) und 9(C) gezeigt sind.

Ferner sind die Dämpfungskraftcharakteristiken in den Einstellungen (1), (2) und (3) des Einstellstiftes 40 in den Fig. 10, 11 und 12 gezeigt.

In Fig. 13 und 14 ist ein Ablaufprogramm eines Programms oder einer Folge logischer Schritte dargestellt, wie sie von der Steuerungseinheit 4 zum Steuern des Betriebes des Schrittmotors 3 für jeden Stoßdämpfer SA durchgeführt werden. Diese Steuerung erfolgt für die Stoßdämpfer SA unabhängig voneinander. Die Steuerung kann jedoch auch alternativ für die rechten und die linken Stoßdämpfer getrennt voneinander durchgeführt werden.

Nach "Start" schaltet das Programm in den Schritt 101, in welchem die Steuerungseinheit 4 die von dem vertikalen G Sensor 1 ermittelte vertikale Beschleunigung g, den von dem Lenksensor 2 ermittelten Lenkwinkel Θ und die von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 5 ermittelte Fahrzeug geschwindigkeit V erfaßt. Das Programm schaltet dann zu Schritt 102, in welchem der Wert der ermittelten vertikalen Beschleunigung g integriert wird, um eine vertikale Geschwindigkeit V_n der gefederten Masse abzuleiten.

Das Programm schaltet dann zu einem Sub-Programm gemäß Fig. 14. Im Schritt 103 wird eine Lenkwinkelgeschwindigkeit S_V erhalten in Abhängigkeit eines Änderungsgrades des Lenkwinkels Θ und es wird ermittelt, ob die Lenkwinkel geschwindigkeit S_V größer oder nicht größer als ein vorgegebener Schwellenwert ist um zu ermitteln, ob das Fahrzeug rollt oder in einer vorübergehenden Drehung ist oder nicht. Wenn ein Ergebnis "Ja" ergibt, daß das Fahrzeug sich in einer vorübergehenden Rollbewegung befindet, schaltet das Programm zu Schritt 104. Wenn Schritt 103 dagegen ein Ergebnis "Nein" ergibt, schaltet das Programm unmittelbar zu Schritt 111. Die Ermittlung in Schritt 103 kann alternativ aufgrund des Verhältnisses zwischen dem Lenkwinkel Θ und der Fahrzeuggeschwindigkeit erfolgen.

In Schritt 104 wird ein Zeitgeber aktiviert zum Vorgeben einer minimalen Zeitperiode für das Kontrollieren der vorübergehenden Rollbewegung des Fahrzeugkörpers. Das Programm schaltet dann zu Schritt 105, in welcher eine Rollbewegungsgeschwindigkeit R_V errechnet wird auf der Grundlage einer vertikalen Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der vertikalen Geschwindigkeit V_R an einem rechten Rad und der vertikalen Geschwindigkeit V_L an einem linken Rad (R_V = V_R - V_L). Die vertikalen Geschwindigkeiten V_R und V_L können wahlweise mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit jeweils der vorderen und der hinteren Räder versehen werden.

Danach schaltet das Programm zu Schritt 106, in welchem ermittelt wird, ob die Rollbewegungsgeschwindigkeit R_V größer ist als Null oder nicht (R_V < 0 ?). Wenn ein "Ja"-Ergebnis ergibt, daß die Rollbewegung nach links gerichtet ist und den linken Teil des Fahrzeugkörpers nach unten drückt, schaltet das Programm zu Schritt 107, in welchem der Dämpfungsgrad des rechten Stoßdämpfers SA während des Entlastungshubes in die harte Einstellung und während des Belastungshubes in die weiche Einstellung gebracht wird, wogegen der Dämpfungsgrad des linken Stoßdämpfers SA während des Belastungshubes in die harte Einstellung und während des Entlastungshubes in die weiche Einstellung gebracht wird. Wenn andererseits ein "Nein"-Ergebnis in Schritt 106 ergibt, daß die Rollbewegung nach rechts gerichtet ist und den rechten Teil des Fahrzeugkörpers nach unten drückt, schaltet das Programm zu Schritt 108, in welchem der Dämpfungsgrad der rechten Stoßdämpfer SA beim Belastungshub in die harte Einstellung und beim Entlastungshub in die weiche Einstellung gebracht wird, wogegen der Dämpfungsgrad des linken Stoßdämpfers SA beim Entlastungshub in die harte Einstellung und beim Belastungshub in die weiche Einstellung gebracht wird.

Wenn bei dieser Dämpfungsgradeinstellung eine Vibration in entgegengesetzter Richtung zu dem Stoßdämpferhub infolge von Unebenheiten in der Straßenoberfläche auf die Räder übertragen wird, wird sie effektiv unter Gewährleistung des Fahrkomforts absorbiert. Es kann jedoch auch für den Belastungs- und den Entlastungshub ein und derselbe Dämpfungsgrad vorgesehen werden, um nur die Rollbewegung zu kontrollieren.

Das Programm schaltet dann zu Schritt 109, in welchem ermittelt wird, ob eine vorbestimmte Zeitperiode b nach dem Aktivieren des Zeitgebers in Schritt 104 abgelaufen ist oder nicht (t < b ?). Bei einem "Nein"-Ergebnis schaltet das Programm zurück zu Schritt 105. Bei einem "Ja"-Ergebnis schaltet das Programm dagegen zu Schritt 110, in welchem festgestellt wird, ob der Wert der Rollbewegungsgeschwindig keit R_V einen vorgegebenen Wert überschritten hat, z. B. Null oder nicht. Der vorgegebene Wert kann wahlweise auf einen Wert über Null festgesetzt werden. Zum Beispiel kann bestimmt werden, ob ein Wert der Rollbewegungsgeschwindig keit R_V auf einen Bereich innerhalb von O ± b zurückgegangen ist. Wenn ein "Nein"-Ergebnis in Schritt 110 erlangt wird, wiederholt das Programm den Schritt 110. Wenn dagegen ein "Ja"-Ergebnis erlangt wird, kehrt das Programm zu dem in Fig. 13 gezeigten Hauptablauf zurück.

Während der Schritt 109 vorgesehen ist, um das Minimum einer Zeitperiode zum Kontrollieren der Änderung im Fahrzeug verhalten während einer vorübergehenden Rollbewegung anzugeben, kann er ausgelassen werden, wobei die Rollsteuerung endet wenn die Rollbewegung Null wird.

In Schritt 111 wird ermittelt, ob die gegebene vertikale Geschwindigkeit V_n positiv ist oder nicht (V_n < 0 ?), um die Hubrichtung des Stoßdämpfers SA zu erfassen. Wenn ein "Ja"-Ergebnis ergibt, daß der Stoßdämpfer SA in einem Entlastungshub ist, schaltet das Programm zu Schritt 112. Wenn andererseits ein "Nein"-Ergebnis ergibt, daß der Stoßdämpfer SA in einem Belastungshub ist (einschließlich eines Zustandes, in welchem der Stoßdämpfer keinerlei Hub ausführt), schaltet das Programm zu Schritt 117.

In Schritt 112 wird ermittelt, ob die vertikale Geschwindigkeit V_n-1 in dem vorhergehenden Programmzyklus negativ ist oder nicht (V_n-1 < 0) um festzustellen, ob die Hubrichtung des Stoßdämpfers sich geändert hat oder nicht, ausgehend von den Ergebnissen in Schritt 111.

Wenn ein "Nein"-Ergebnis ergibt, daß die Hubrichtung des Stoßdämpfers dieselbe ist wie in dem vorhergehenden Programmzyklus, schaltet das Programm direkt zu Schritt 114. Wenn dagegen ein "Ja"-Ergebnis zeigt, das die Hubrichtung des Stoßdämpfers gewechselt hat, schaltet das Programm zu Schritt 113, in welchem ein Schwellenwert V_S für die vertikale Geschwindigkeit V_n erzeugt wird.

Das Programm schaltet dann zu Schritt 114, in welchem bestimmt wird, ob die vertikale Geschwindigkeit V_n im gegenwärtigen Programmzyklus größer ist als der Schwellenwert V_S für die vertikale Geschwindigkeit oder nicht (V_n V_S ?). Bei einem "Nein"-Ergebnis schaltet das Programm unmittelbar zu Schritt 116. Bei einem "Ja"-Ergebnis schaltet das Programm zu Schritt 115, in welchem der Schwellenwert V_S für die vertikale Geschwindigkeit auf den Wert der gegenwärtigen vertikalen Geschwindigkeit V_n gesetzt wird.

Das Programm schaltet dann zu Schritt 116, in welchem eine Zielposition n der Dämpfungssteuerung (entsprechend einem Dämpfungsgrad des Stoßdämpfers) im Entlastungshub nach der folgenden Gleichung mathematisch errechnet wird.

n = (N_t/V_S) × V_n

worin N_t eine Maximalstellung in der Dämpfungssteuerung während eines Entlastungshubes ist. Es ist anzumerken, daß die Zielposition n der Dämpfungssteuerung eine Winkel stellung des Einstellstiftes bildet, entsprechend der Zahl der Schrittimpulse des Schrittmotors 3 um den Dämpfungsgrad des Stoßdämpfers festzulegen.

In den Schritten 114 bis 116 wird der maximale Dämpfungsgrad vorgesehen, wenn die vertikale Geschwindigkeit V_n den vertikalen Geschwindigkeitsschwellenwert V_S überschreitet. Wenn andererseits die vertikale Geschwindigkeit niedriger ist als der Schwellenwert V_S, wird die Zielposition der Dämpfungssteuerung auf der Grundlage des Verhältnisses des vertikalen Geschwindigkeitsschwellenwertes V_s zu der vertikalen Geschwindigkeit V_n festgelegt.

Wenn in Schritt 111 ein "Nein"-Ergebnis erlangt wird, schaltet das Programm zu Schritt 117, in welchem bestimmt wird, ob die vertikale Geschwindigkeit V_n Null beträgt oder nicht (V_n = 0 ?). Wenn ein "Ja"-Ergebnis erlangt wird, endet das Programm. Wenn andererseits ein "Nein"-Ergebnis erlangt wird, schaltet das Programm zu Schritt 118, in dem ermittelt wird, ob die vertikale Geschwindigkeit in dem vorhergehenden Programmzyklus größer als Null ist oder nicht (V_n-1 < 0 ?). Bei einem "Nein"-Ergebnis schaltet das Programm unmittelbar zu Schritt 120. Wenn andererseits ein "Ja"-Ergebnis erhalten wird, schaltet das Programm zu Schritt 119, in welchem ein Schwellenwert V_S für die vertikale Geschwindigkeit erzeugt wird.

Das Programm schaltet dann zu Schritt 120, in welchem ermittelt wird, ob die vertikale Geschwindigkeit V_n im gegenwärtigen Programmzyklus kleiner oder gleich ist gegenüber dem Schwellenwert V_S für die vertikale Geschwindigkeit oder nicht (V_n V_S ?). Bei einem "Nein"-Ergebnis schaltet das Programm unmittelbar zu Schritt 122. Wenn ein "Ja"-Ergebnis erhalten wird, schaltet das Programm zu Schritt 121, in welchem der Schwellenwert V_S für die vertikale Geschwindigkeit auf den Wert der gegenwärtigen vertikalen Geschwindigkeit gesetzt wird.

Das Programm schaltet dann zu Schritt 122, in welchem eine Zielposition n der Dämpfungssteuerung (entsprechend einem Dämpfungsgrad des Stoßdämpfers) beim Belastungshub des Stoßdämpfers mathematisch nach der folgenden Gleichung errechnet wird.

n = (N_C/V_S) × V_n

worin N_C eine maximale Dämpfungsstellung während eines Belastungshubes ist.

In Fig. 15 ist ein Zeit-Ablauf-Diagramm dargestellt, welches die Funktion des Systems zeigt, wenn das Fahrzeug in einem Umfang gemäß Fig. 15(d) gerollt wird, verursacht durch einen Lenkvorgang mit einer Winkelgeschwindigkeit gemäß Fig. 15(a).

Wie in dem Zeitablauf dargestellt, verursacht ein Lenken nach rechts ein Rollen des Fahrzeugkörpers in die linke Richtung, wobei ein rechter Teil des Fahrzeugkörpers angehoben und ein linker Teil niedergedrückt wird. Dem entsprechend ist die vertikale Geschwindigkeit an den rechten Rädern nach oben gerichtet, während die vertikale Geschwindigkeit an den linken Rädern nach unten gerichtet ist, wie in Fig. 15(b) und (c) gezeigt.

Bevor die Lenkwinkelgeschwindigkeit S_V den Schwellenwert a überschreitet, werden die Dämpfungsgrade des Entlastungs hubes der rechten Stoßdämpfer SA gemäß Fig. 15(e) schrittweise erhöht entsprechend dem Ansteigen der vertikalen Geschwindigkeit V_n (vgl. Schritte 111 bis 116). In gleicher Weise werden die Dämpfungsgrade des Belastungshubes der linken Stoßdämpfer SA gemäß Fig. 15(f) schrittweise erhöht entsprechend dem Ansteigen der vertikalen Geschwindigkeit V_n (vgl. Schritte 111, 117 bis 122).

Wenn dann die Lenkwinkelgeschwindigkeit S_V größer wird als der Schwellenwert a, beginnt die Rollsteuerung zum Unterdrücken der vorübergehenden Rollbewegung zu starten, wie in Fig. 14 gezeigt.

Zuerst wird der Zeitgeber aktiviert, um eine Zeitperiode t zu ermitteln, welche seit dem Beginn der Rollsteuerung abgelaufen ist. In dem Zeit-Ablauf-Diagramm gibt b eine Zeitperiode wieder, in welcher der Zeitgeber aktiviert ist.

Wenn der Fahrzeugköper, wie in der Zeichnung dargestellt, nach links rollt, wird die Rollgeschwindigkeit R_V positiv. Die Steuerungseinheit 4 ändert demnach die Dämpfungsgrade während des Entlastungshubes der Stoßdämpfer SA an den rechten Rädern in die harte Einstellung, während die Dämpfungsgrade während des Belastungshubes der Stoßdämpfer SA an den linken Rädern in die harte Einstellung geändert werden, um die vorübergehende Rollbewegung nach links zu unterdrücken, welche durch die Lenkoperation nach rechts verursacht worden ist.

Die vorgenannte Rollsteuerung wird so lange fortgesetzt, wie der Zeitgeber aktiviert ist. Wenn sich dementsprechend die Rollrichtung nach rechts ändert, werden die logischen Schritte 106 bis 108 durchgeführt, in welchen die Dämpfungsgrade der rechten Stoßdämpfer SA während des Belastungshubes in die harte Einstellung und die des Entlastungshubes in die weiche Einstellung gebracht werden, während die Dämpfungsgrade der linken Stoßdämpfer SA während des Entlastungshubes in die harte Einstellung und während des Belastungshubes in die weiche Einstellung gebracht werden und dabei die durch die Lenkbewegung nach links verursachte Rollbewegung nach rechts unterdrücken.

Wenn die Zeitperiode b abgelaufen ist und die Rollgeschwindigkeit R_V Null wird, endet die in Fig. 14 dargestellte Rollsteuerung. Wenn zu diesem Zeitpunkt die Lenkwinkelgeschwindigkeit S_V niedriger als der Schwellenwert a ist, beginnt wie in Fig. 13 gezeigt die Aufhängungssteue rung zu starten, wobei die Dämpfungsgrade der Stoßdämpfer schrittweise eingestellt werden bzw. entsprechend den vertikalen Geschwindigkeiten V_n an jedem Rad.

Wenn das Fahrzeug geradeaus auf einer geneigten Straße fährt, überschreitet mit der vorstehend erläuterten Auf hängungssteuerung die Lenkwinkelgeschwindigkeit S_V nicht den Schwellenwert a, und demnach wird die Rollsteuerung, wie in Fig. 14 gezeigt, nicht ausgeführt und ein guter Fahrkomfort sichergestellt, ohne daß die Dämpfungsgrade der Stoßdämpfer in unerwünschter Weise in die harte Einstellung reguliert werden.

Wie vorstehend dargelegt, ermöglicht das erfindungsgemäße Aufhängungssteuer- und -regelsystem ein Ändern der Dämpfungskräfte der Stoßdämpfer zum Unterdrücken einer vorübergehenden Rollbewegung, zum Beispiel wenn das Fahrzeug in eine Kurve fährt oder sich dem Ende einer Kurve nähert und erlaubt dabei ein leichtes Rollen des Fahrzeugkörpers. Dementsprechend ist eine ist eine verbesserte Antiroll steuerung gegeben, ohne daß die Fahrzeuginsassen ein unangenehmes Fahrgefühl haben verglichen mit einer bekannten Antiroll-Aufhängungssteuerung, welche den Fahrzeugkörper auf eine vorgegebene Höhe während des Drehens anhebt.

Während die vorliegende Erfindung im Rahmen einer bevor zugten Ausführung erläutert wurde, um das Verständnis zu erleichtern, ist festzuhalten, daß die Erfindung in verschiedener Weise ausgeführt werden kann, ohne von dem Prinzip der Erfindung abzuweichen. Deshalb ist die Erfindung mit allen Ausführungen und Änderungen gegenüber der gezeigten Ausführung zu verstehen, welche ausgeführt werden können, ohne das Prinzip der Erfindung entsprechend den Ansprüchen zu verlassen.

Claims

1. Aufhängungssteuer- und -regelsystem für ein Fahrzeug mit:
zwischen einem Fahrzeugkörper und Aufhängungsgliedern ange ordneten Schwingungsdämpfern (SA), von denen jeder in der Dämpfungskraft innerhalb eines Bereiches von weicher zu harter Charakteristik zu ändern ist,
Einrichtungen (3) zum Ändern der Dämpfungskraft jedes der Schwingungsdämpfer (SA),
Sensoren (2) zum Ermitteln eines vorgegebenen, Wankbewegungen kennzeichnenden Fahrzustandparameters, zum Erzeugen von diese bezeichnenden Signalen,
einer die Signale verarbeitenden Steueranordnung (4) zum Ermitteln eines dynamischen Wankbewegungszustandes des Fahrzeugkörpers, wobei die Steueranordnung Steuersignale für die Schwingungsdämpfer (SA) erzeugt, um deren Dämpfungsgrad bzw. ihre Dämpfungseigenschaften zu ändern und so die Wank bewegung zu unterdrücken, wenn sich das Fahrzeug in einem dynamischen Zustand der Wankbewegung befindet, und
ersten und zweiten vertikalen Beschleunigungssensoren (1) von denen der erste an einem ersten Seitenteil des Fahrzeugkörpers und der zweite an einem dem ersten Seitenteil gegenüberliegenden zweiten Seitenteil des Fahrzeugkörpers angebracht ist, um auf die Seitenteile wirkende verti kale Beschleunigungen zu ermitteln,
wobei die Steueranordnung (4) eine vertikale Geschwindig keitsdifferenz zwischen den ersten und den zweiten Seiten teilen des Fahrzeugkörpers aufgrund der von den ersten und zweiten vertikalen Beschleunigungssensoren (1) gemessenen verti kalen Beschleunigungen bestimmt,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Lenkwinkelsensor (2) vorgesehen ist, welcher den Lenkwinkel des Lenkrades (ST) erfaßt und ein diesem ent sprechendes Signal erzeugt, wobei die Steueranordnung (4) auf der Grundlage des erfaßten Lenkwinkels die Lenkwinkel geschwindigkeit ermittelt und feststellt, daß das Fahrzeug sich in einem vorübergehenden Zustand der Wankbewegung be findet, wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit (S_V) größer ist als ein vorbestimmter Schwellenwert (a),
daß die Steueranordnung (4) die Einrichtungen zum Ändern der Dämpfung der Schwingungsdämpfer (SA) auf der Grundlage der ermittelten vertikalen Geschwindigkeitsdifferenz steuert, wenn das Fahrzeug sich im Zustand der dynamischen Wankbewegung befindet, und
daß die Steueranordnung (4) die Wankbewegungssteuerung beendet, wenn die vertikale Geschwindigkeitsdifferenz einen vorgegebenen unteren Wert erreicht.

2. Aufhängungssteuer- und -regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steueranordnung (4) einen Zeitgeber aufweist, welcher aktiviert wird, wenn die Lenk winkelgeschwindigkeit (S_V) größer wird als der vorbestimmte Schwellenwert (a), und daß die Steueranordnung (4) die Wankbewe gungssteuerung beendet, wenn die vertikale Geschwindigkeits differenz nach Ablauf einer vorgewählten Zeitperiode seit Aktivierung des Zeitgebers einen vorgegebenen unteren Wert erreicht.

3. Aufhängungssteuer- und -regelsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steueranordnung (4) die Dämpfung während eines Kompressionshubes desjeni gen Schwingungsdämpfers (SA), der sich an dem durch die Wankbewegung niedergedrückten Teil des Fahrzeugkörpers be findet, und die Dämp fung während eines Expansionshubes desjenigen Schwin gungsdämpfers (SA), der sich an dem durch die Wankbewegung angehobenen Teil des Fahrzeugkörpers befindet, jeweils in die harte Charakteristik ändert.

4. Aufhängungssteuer- und -regelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steueranordnung (4) die Dämpfung während des Expan sionshubes desjenigen Schwingungsdämpfers (SA), der sich an dem durch die Wankbewegung niedergedrückten Teil des Fahr zeugkörpers befindet, und die Dämpfung während des Kompressionshubes des jenigen Schwingungsdämpfers (SA), der sich an dem durch die Wankbewegung angehobenen Teil des Fahrzeugkörpers befindet, jeweils in die weiche Charakteristik ändert.

5. Aufhängungssteuer- und -regelsystem nach einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungs-Einstellmittel Einstellstifte (40) auf weisen, von denen jeder einen Durchflußquerschnitt eines Schwingungsdämpfers (SA) zum Einstellen des Dämp fungsgrades des Schwingungsdämpfers ändert.

6. Aufhängungssteuer- und -regelsystem nach einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ferner ein vertikaler Beschleunigungssensor (1) vorgesehen ist, welcher die auf den Fahrzeugkörper einwirkende vertikale Be schleunigung erfaßt, und daß die Steueranordnung (4) die Dämpfungskräfte der Schwingungsdämpfer (SA) entsprechend der auf der Grundlage der vertikalen Beschleunigung bestimmten vertikalen Geschwindigkeit ändert, wenn die Lenkwinkelge schwindigkeit niedriger ist als der vorgewählte Schwellen wert.