DE4241495C2 - Aufhängungssystem für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Aufhängungssystem für Kraftfahrzeuge mit einem zwischen einem gefederten Element und einem ungefederten Element angeordneten Schwingungsdämpfer (Stoß­ dämpfer) mit einem in mehreren Stufen einstellbaren Dämpfungs­ koeffizienten.

Ein Kraftfahrzeugaufhängungssystem umfaßt im allgemeinen Schwin­ gungsdämpfer zwischen einer Karosserie (d. h. dem gefederten Ele­ ment) und den Rädern (d. h. den ungefederten Elementen), um senk­ rechte Schwingungen der Räder zu dämpfen. Im Stand der Technik sind viele Arten von Schwingungsdämpfern bekannt. So sind zum Beispiel Schwingungsdämpfer mit einem zweistufig einstell­ baren Dämpfungskoeffizienten bekannt, bei dem der Dämpfungs­ koeffizient von einer größeren Stufe auf eine niedrigere Stufe und umgekehrt verändert werden kann. Schwingungsdämpfer mit einer Vielzahl von einstellbaren Stufen oder mit einem unbe­ grenzt (stufenlos) einstellbaren Dämpfungskoeffizienten, sind eben­ falls bekannt.

Herkömmlicherweise wird bei solchen Schwingungsdämpfern ein Regelverfahren verwendet, das seinen Dämpfungskoeffizienten dahingehend ändert und reguliert, daß eine von dem Schwingungsdämpfer erzeugte tatsächliche Dämpfungskraft mit einer Solldämpfungs­ kraft (d. h. der sog. "skyhook"-Dämpfungskraft) in Einklang gebracht wird, die keine vertikale Bewegung der gefederten Teile verursacht.

In der japanischen Patent-Offenlegungs­ schrift Nr. 60-248419 A wird ein Verfahren zur Schwingungsdämpfer­ regelung offenbart, das feststellt, ob ein Vorzeichen der rela­ tiven Verschiebung zwischen dem gefederten Element und dem unge­ federten Element mit einem anderen Vorzeichen des davon abgelei­ teten (differenzierten) Werts (d. h. der relativen Geschwindigkeit zwischen dem gefederten Element und dem ungefederten Element) übereinstimmt. Sobald diese beiden Vorzeichen übereinstimmen, steigt der Dämpfungskoeffizient des Schwingungs­ dämpfers an, was ein Ansteigen der von dem Schwingungsdämpfer erzeugen Dämpfungskraft bewirkt. Andererseits wird der Dämpfungs­ koeffizient des Schwingungsdämpfers kleiner, sobald sich die beiden Vorzeichen voneinander unterscheiden, was eine Verringerung der von dem Schwingungsdämpfer erzeugten Dämpfungskraft zur Folge hat.

Obwohl bei dem oben genannten herkömmlichen Regelverfahren die Solldämpfungskraft so eingestellt wird, daß sie keine vertikale Bewegung der gefederten Elemente verursacht, nimmt die Fahrstabi­ lität doch ab, da die Räder dazu neigen, sich bei einer Schwin­ gungsfrequenz nahe dem Resonanzpunkt der ungefederten Elemente von der Fahrbahnoberfläche abzulösen.

Aus der DE 41 12 603 A1 ist eine Radaufhängung für ein Kraftfahr­ zeug mit wenigstens einem Stoßdämpfer mit veränderlicher Dämp­ fungskraft-Kennlinie zwischen einer gefederten und einer unge­ federten Masse bekannt, die eine Schätzeinrichtung zur Einschät­ zung des Vorhandenseins entweder einer schwingungsanfachenden oder einer schwingungsdämpfenden Richtung der Dämpfungskraft des Stoßdämpfers und zur Einschätzung der Größe dieser Dämpfungs­ kraft aufweist. Ferner ist eine Steuereinrichtung vorhanden zum Steuern der Dämpfungskraft-Kennlinie derart, daß diese Dämp­ fungskraft-Kennlinie höher eingestellt wird, wenn die Einschätz­ funktion größer als ein vorbestimmter Wert ist, und daß die Dämpfungskraft-Kennlinie niedriger eingestellt wird, wenn die Einschätzfunktion geringer ist als der vorbestimmte Wert. Durch eine Änderungseinrichtung wird der genannte vorbestimmte Wert der Dämpfungskraft-Kennlinie in Abhängigkeit von dem Straßen­ zustand verändert. Die Solldämpfungskraft wird in Abhängigkeit von der relativen Geschwindigkeit zwischen der gefederten und der ungefederten Masse bestimmt sowie in Abhängigkeit von ent­ weder der absoluten Geschwindigkeit der gefederten Masse oder der absoluten Geschwindigkeit der ungefederten Masse.

Ähnlich ist die Situation bei der DE 41 15 061 A1, wie zur Verstellung des Dämpfers ein Stellglied mit einem Schrittmotor verwendet wird.

Aus der prioritätsälteren, nicht vorveröffentlichten DE 41 35 525 ist ein Aufhängungssystem für ein Kraftfahrzeug mit einem Stoßdämpfer, dessen Dämpfungskraftkennwert zwischen 3 oder mehr Kennwerten verstellt werden kann, bekannt. Der Dämpfungskraft­ kennwert des Stoßdämpfers wird auf der Basis einer vorgegebenen Steuerregel nur innerhalb von eingegrenzten Dämpfungskraftkenn­ werten ausgewählt und gewechselt.

Die prioritätsältere, nicht vorveröffentlichte DE 41 37 712 A1 zeigt ein System und Verfahren zum Steuern bzw. Regeln der Dämp­ fungscharakteristik eines Stoßdämpfers, der für eine Fahrzeugauf­ hängung verwendbar ist. Der Stoßdämpfer ist mit einer Dämpfungs­ kraft-Einstelleinrichtung versehen, die zur Einstellung der Dämp­ fungskraftcharakteristik auf eine Mehrzahl von Stufen vorgesehen ist.

Aus der DE 37 38 048 A1 ist eine Vorrichtung zur Dämpfung der Eigenbewegungen der Massen eines linearen Zweimassenschwingers bekannt, wie er beispielsweise bei einem Radfederungssystem eines Kraftfahrzeugs gegeben ist. Dem zwischen den beiden Massen angeordneten Feder-Dämpfer-System ist ein Regler zugeordnet, dessen Stellsignal das Übertragungsverhalten des angesteuerten Dämpfungsgliedes in der Weise beeinflußt, daß die Dämpfungskraft proportional zur Summe der separat gewichteten Absolutgeschwin­ digkeiten der beiden Massen ist. Auf diese Weise kann die Schwin­ gungsabschirmung der beiden Feder-Dämpfer-Systeme im Frequenzbe­ reich zwischen den Eigenfrequenzen der beiden Systeme angehoben werden. Ferner kann die thermische Belastung des Dämpfungsglie­ des reduziert werden. Bei der Vorrichtung nach der DE 37 38 048 verändert sich die Wichtung der Absolutgeschwindigkeiten der beiden Massen allein aufgrund der senkrechten Radgeschwindigkeit im Falle der Rad-Resonanz mit ihren großen Bewegungsamplituden und entsprechenden Radlastschwankungen. Die Fahrsituation des Fahrzeugs selbst bleibt dabei ohne Einfluß.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Aufhängungssystem für Kraftfahrzeuge der eingangs angegebenen Art in dynamischen Fahr­ situationen die Fahrstabilität zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Das erfindungsgemäße Aufhängungssystem für Kraft­ fahrzeuge besitzt einen zwischen einem gefederten Element und einem ungefederten Element angeordneten Schwingungsdämpfer mit einem in mehreren Stufen einstellbaren Dämpfungskoeffizienten, eine Dämpfungskrafterfassungseinrichtung, die eine von dem Schwingungsdämpfer erzeugte tatsächliche Dämpfungskraft erfaßt, und ein Steuergerät, dem von der Dämpfungskrafterfassungsein­ richtung ein Signal zugeführt wird und das dann einen Dämpfungs­ koeffizienten des Schwingungsdämpfers steuert, um die von dem Schwingungsdämpfer erzeugte Dämpfungskraft mit einer Solldämpfungskraft in Einklang zu bringen. Die Solldämpfungskraft Fa wird durch die folgende Gleichung als Funktion der Geschwindigkeit Xs der vertikalen Verschiebung der gefederten Teile, d. h. der anteiligen Aufbaumasse des Fahrzeuges, und der Geschwindigkeit Xu der vertikalen Bewegung der ungefederten Teile des Fahrzeuges, also von Rad und Radaufhängung, erhalten:

Fa = -Xs · gs - Xu · gu,

wobei sowohl gs als auch gu Koeffizienten sind und die Bezie­ hungen von gs < 0 und gu 0 gelten.

Der Koeffizient gu wird in Abhängigkeit von Fahrbedingungen des Fahrzeugs bestimmt, beispielsweise dem Lenkeinschlag, der Fahrgeschwindigkeit und/oder dem Reibungskoeffizienten zwischen Rad und Fahrbahn. Durch die Erfindung kann die Griffigkeit und die Federungsarbeit der Räder gegenüber der Fahrbahnoberfläche verbessert werden. Da­ durch kann eine bessere Fahrstabilität erzielt werden.

Mit der oben beschriebenen Einrichtung wird die Solldämpfungs­ kraft unter Berücksichtigung des Glieds (Xs·gs) der vertikalen Bewegung der gefederten Elemente sowie auch des Glieds (Xu·gu) berechnet, und das Steuergerät führt die Funktion der Ände­ rungssteuerung des Dämpfungskoeffizienten des Schwingungsdämp­ fers aus, damit eine von dem Schwingungsdämpfer erzeugte tat­ sächliche Dämpfungskraft mit der Solldämpfungskraft in Ein­ klang gebracht wird. Dadurch wird die Steuerung der vertikalen Bewegung der gefederten Elemente und die Verbesserungen der Federungsarbeit erzielt, was zu Verbesserungen der Fahrstabili­ tät in entsprechenden dynamischen Fahrsituationen führt.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfin­ dung werden durch die folgende Beschreibung eines Ausführungs­ beispiels anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Aufhän­ gungssystems mit der Anordnung seiner Bauteile nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine vertikale Schnittansicht des Hauptbereichs eines Schwingungsdämpfers des Aufhängungssy­ stems nach der Erfindung,

Fig. 3 eine auseinandergezogene, perspektivische Dar­ stellung eines Stellglieds des Schwingungsdämp­ fers des Aufhängungssystems nach der Erfindung,

Fig. 4 ein Diagramm eines Schwingungsmodells des Auf­ hängungssystems nach der Erfindung,

Fig. 5 den Dämpfungskoeffizienten des Schwingungsdämp­ fers nach der Erfindung,

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung eines in den oben genannten Schwingungsdämpfer eingebauten Schrittmotors,

Fig. 7 eine Draufsicht auf einen Rotor und einen Sta­ tor des Schrittmotors nach Fig. 6,

Fig. 8 eine Unteransicht einer Abdeckung des Schrittmo­ tors nach Fig. 6,

Fig. 9 ein Blockdiagramm des Aufbaus einer Steuerein­ heit des Aufhängungssystems nach der Erfindung,

Fig. 10 ein Flußdiagramm, in der die Dämpfungskoffizien­ tenbeschränkungsroutinen dargestellt sind,

Fig. 11 ein Flußdiagramm der Basisroutinen der Ände­ rungssteuerung des Dämpfungskoeffizienten,

Fig. 12 ein Kennlinienfeld, das die wechselnde Bezie­ hung der Beschleunigung der gefederten Elemente gegenüber der Schwingungsfrequenz zeigt, und

Fig. 13 ein Kennlinienfeld, das die wechselnde Bezie­ hung der Reifenverschiebung gegenüber der Schwingungsfrequenz zeigt.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. In Fig. 1 ist die Anordnung der Bautei­ le eines Aufhängungssystems eines Ausführungsbeispiels nach der Erfindung dargestellt. Das in Fig. 1 gezeigte Aufhängungs­ system umfaßt vier Schwingungsdämpfer 1, 2, 3 und 4 für vier Räder (wobei hier nur die linken Vorderräder (LF) und die linken Hinterräder (LR) 5 und 6 dargestellt sind), um eine Federschwingung aufgrund einer Auf- und Abbewegung der Räder zu dämpfen. Jeder der Schwingungsdämpfer 1, 2, 3 und 4 beinhal­ tet ein Stellglied (siehe Fig. 2 und 3), so daß der Dämpfungs­ koeffizient in zehn verschiedenen Stufen zur Verfügung steht, sowie einen Druckfühler (nicht dargestellt), der zur Erfassung der Größe der tatsächlichen Dämpfungskraft verwendet wird. Die Schraubenfedern die mit dem Bezugszeichen 7 versehen sind, sind um die oberen Außenflächen der Schwingungsdämpfer 1, 2, 3 und 4 herum angeordnet. Eine Steuereinheit ist mit dem Bezugs­ zeichen 8 versehen und empfängt Erfassungssignale von den Druckfühlern und sendet Steuersignale an die Stellglieder, um die Dämpfungskoeffizienten der Stellglieder zu verstellen und zu regulieren (zu steuern).

Mit den Bezugszeichen 11a, 11b, 11c und 11d sind jeweils vier Beschleunigungssensoren für die gefederten Elemente bezeich­ net, die jeweils die vertikale Beschleunigung der gefederten Teile pro Rad erfassen. Mit den Bezugszeichen 13a, 13b, 13c und 13d sind jeweils vier Beschleunigungssensoren für die ungefederten Elemente bezeichnet, die jeweils die vertikale Beschleunigung der ungefederten Teile pro Rad erfassen. Ein Geschwindigkeitssensor 15 ist vorgesehen, der die Fahrgeschwin­ digkeit eines angetriebenen Rades auf der Grundlage der Rotati­ onsgeschwindigkeit des linken Vorderrades 5 erfaßt. Ein Lenk­ winkelsensor 16 erfaßt den Lenkwinkel des linken Vorderrades 5 auf der Grundlage der Drehung einer Lenkspindel. Ein vom Fah­ rer betätigter Betriebsartauswählschalter 17 wird dazu verwen­ det, aus der harten Betriebsart, der weichen Betriebsart und der kontrollierten Betriebsart die gewünschte Betriebsart hinsichtlich der Dämpfungskoeffizienten der Schwingungsdämpfer 1, 2, 3 und 4 auszuwählen. Genauer gesagt, wenn der Fahrer die harte Betriebsart auswählt, bedeutet dies, daß ein Dämpfungsko­ effizient einer höheren Stufe ausgewählt wird, um eine härtere Dämpfungskraft zu erzeugen. Wenn andererseits die weiche Be­ triebsart ausgewählt wird, bedeutet dies, daß ein Dämpfungsko­ effizient einer niedrigeren Stufe ausgewählt wird, um eine weichere Dämpfungskraft zu erzeugen. Bei der kontrollierten Betriebsart kann die Steuereinheit 8 die Dämpfungskoeffizien­ ten der Schwingungsdämpfer 1, 2, 3 und 4 entweder mit Hilfe eines Funktionslaufs oder mit Hilfe einer vorher in die Steuer­ einheit 8 eingespeicherten Tabelle verstellen und regulieren. Diese Änderungssteuerung wird später genauer erläutert.

Mit Bezug auf die Fig. 2 wird nun der Aufbau der Schwingungs­ dämpfer 1, 2, 3 und 4 dargestellt. Es sei angemerkt, daß die Druckfühler, die in jedem Schwingungsdämpfer eingebaut sind, hier aus Gründen der Einfachheit nicht gezeigt sind. Ein Zylin­ der ist mit dem Bezugszeichen 21 bezeichnet. Ein Kolben und eine Kolbenstange sind einstückig derart herausgearbeitet, daß sie eine Kolbeneinheit 22 bilden. Die Kolbeneinheit 22 wird so in den Zylinder 21 eingepaßt, daß sie in dem Zylinder 21 glei­ ten kann. Der Zylinder 21 ist mit Hilfe einer Verbindungsstruk­ tur mit dem ungefederten Element verbunden, und die Kolbenein­ heit 22 ist andererseits durch eine andere Verbindungsstruktur mit dem gefederten Element verbunden.

Die Kolbeneinheit 22 weist zwei Abschnitte auf, die zwei Öff­ nungen 23 und 24 begrenzen. Von diesen Öffnungen ist die Öff­ nung 23 so ausgebildet, daß sie immer offen bleibt, während andererseits die Öffnung 24 so ausgebildet ist, daß sie den Fluß in zehn verschiedenen Öffnungsstufen mit Hilfe des Stell­ glieds 25 drosseln kann. Das Stellglied 25, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, umfaßt eine Gleitbuchse 26, die in der Kolben­ einheit 22 fest angeordnet ist, eine Welle 27, die sich dreh­ bar durch die Gleitbuchse 26 erstreckt, einen Schrittmotor 28 (der nicht in Fig. 3, sondern in Fig. 2 gezeigt ist), der die Welle 27 um einen vorbestimmten Winkel dreht, eine erste Öff­ nungsplatte 30, die mit dem unteren Ende der Welle 27 verbun­ den ist, die sich zusammen mit der Welle 27 dreht, und die Abschnitte aufweist, die neun kreisförmige Öffnungen 29 in einer Umfangsrichtung in vorbestimmten Abständen definieren, und eine zweite Öffnungsplatte 32, die an dem unteren Ende der Gleitbuchse 26 angebracht ist und einen Abschnitt aufweist, der eine halbmondförmige Öffnung 31 in einer umfangsseitigen Richtung aufweist. Der Betrieb des Schrittmotors 28, der die Drehung der ersten Öffnungsplatte 30 zur Folge hat, bewirkt, daß sich die relativen Positionen der kreisförmigen Öffnungen 29 zu der halbmondförmigen Öffnung 31 ändern. Mit anderen Worten, in einer Lage stehen sich die Öffnungen 29 und die Öffnung 31 gegenüber, und in der anderen nicht. Desweiteren ändert sich die Anzahl der Öffnungen 29, die der Öffnung 31 gegenüberstehen, sequentiell von Null bis neun.

Obere und untere Kammern 33 und 34 in dem Zylinder 21 und ein Hohlraum im dem Zylinder 21, der mit den beiden Kammern 33 und 34 in Verbindung steht, sind mit einem Fluid mit einer geeigne­ ten Viskosität gefüllt. Dieses Fluid fließt zwischen der obe­ ren Kammer 33 und der unteren Kammer 34 entweder durch die Öffnung 23 oder durch die Öffnung 24.

In Fig. 4 ist ein Schwingungsmodell des Aufhängungssystems nach der Erfindung dargestellt, wobei ms für die Masse der gefederten Teile, mu für die Masse der ungefederten Teile, zs für die Bewegung der gefederten Teile, zu für die Bewegung der ungefederten Teile, ks für die Federkonstante der Schraubenfe­ der 7, kt für die Federkonstante des Reifens und Dk für den Dämpfungskoeffizienten der Schwingungsdämpfer 1, 2, 3 und 4 stehen.

Fig. 5 ist eine graphische Darstellung, in der die Dämpfungsko­ effizienten D1 bis D10 der Schwingungsdämpfer 1, 2, 3 und 4 dargestellt sind. Die von den Schwingungsdämpfern 1, 2, 3 und 4 erzeugte Dämpfungskraft ist auf der Ordinate dargestellt, und die Differenz zwischen der Geschwindigkeit der Bewegung der gefederten Elemente, Xs (dzs/dt), und der Geschwindigkeit der Bewegung der ungefederten Elemente, Xu (dzu/dt), (d. h. die relative Bewegungsgeschwindigkeit zwischen dem gefederten Element und dem ungefederten Element (Xs-Xu)), ist auf der Abszisse dargestellt. Die Dämpfungskoeffizienten D1 bis D10 der zehn Stufen stehen den Schwingungsdämpfern 1, 2, 3 und 4 zur Verfügung. Von diesen Dämpfungskoeffizienten ist der Dämp­ fungskoeffizient D1 ein Dämpfungskoeffizient, der die weichste Dämpfungskraft erzeugt, wohingegen der Dämpfungskoeffizient D10 ein Dämpfungskoeffizient ist, der die härteste Dämpfungs­ kraft erzeugt. Der Dämpfungskoeffizient Dk, wobei sich der Buchstabe "k" von Null bis zehn ändert und die Stufe des Dämp­ fungskoeffizienten darstellt, wird gemäß der Anzahl der kreis­ runden Öffnungen 29 ausgewählt, die mit der halbmondförmigen Öffnung 31 in Verbindung stehen (d. h. (10-k)). Deshalb wird der Dämpfungskoeffizient D1 ausgewählt, wenn alle der neun kreisförmigen Öffnungen 29 der ersten Öffnungsplatte 30 mit der halbmondförmigen Öffnung 31 der zweiten Öffnungsplatte 32 in Verbindung stehen. Der Dämpfungskoeffizient D10 dagegen wird ausgewählt, wenn keine der Öffnungen 29 mit der halbmond­ förmigen Öffnung 31 in Verbindung steht.

Die Fig. 6 und 7 veranschaulichen beide den Aufbau des Schritt­ motors 28, der aus einem mit einem Boden versehenen, röhrenför­ migen Gehäuse 40, einem Rotor 41 und einem Stator 42, die beide in dem Gehäuse 40 untergebracht sind, sowie aus einer Abdeckung 43 für das Gehäuse 40 besteht. An dem Außenumfang des Rotors 41 ist eine Vielzahl von rechteckigen Zähnen 41a vorgesehen. In entsprechender Weise ist auf dem Innenumfang des Stators 42 eine Vielzahl von rechteckigen Zähnen 42a vorge­ sehen. Ein Solenoid 44 ist um den Stator 42 gewickelt. Zwei vorstehende Anschlagstifte 45 und 46 sind auf einer Fläche des Rotors 41 angeordnet, die der Abdeckung 43 gegenüberliegt, so daß sich die Stifte 45 und 46 quer über der Rotationsachse des Rotors 41 gegenüberliegen. Auf der Unterseite der Abdeckung 43 sind zwei kreisbogenförmige Verriegelungsschlitze 47 und 48 ausgebildet, die an entsprechenden Positionen zu den Anschlag­ stiften 46 und 46 gelegen sind, wie dies in Fig. 8 gezeigt ist. Der Schlitz 47 kommt mit dem Anschlagstift 45 in Ein­ griff, um den Rotationsbereich des Schrittmotors 28 zu begren­ zen, und der Schlitz 48 kommt mit dem Anschlagstift 46 in Eingriff. Der Eingriff der Anschlagstifte 45 und 46 mit den Schlitzen 47 und 48 gewährleistet, daß die Rotationsachse des Rotors 41 nicht abweichen wird. Der Schlitz 48 hat im Verhält­ nis zu dem Mittelpunkt der Abdeckung 43 einen größeren Drehwin­ kel als der Schlitz 47, so daß der Rotationsbereich des Schrittmotors 28 hauptsächlich von dem Schlitz 47 begrenzt wird. Wenn sich der Rotor 41 der Fig. 7 im Uhrzeigersinn dreht, bewirkt dies, daß der Dämpfungskoeffizient Dk der Schwingungsdämpfer 1, 2, 3 und 4 größer wird, wodurch die sich ergebende Dämpfungskraft härter wird. Wenn sich der Rotor 41 andererseits im Gegenuhrzeigersinn dreht, bewirkt dies, daß der Dämpfungskoeffizient Dk kleiner wird, wodurch die daraus resultierende Dämpfungskraft weicher wird. Wenn außerdem der Zahn 41a des Rotors 41 zu einer Stellung wandert, in der er dem Zahn 42a des Stators 42 gegenübersteht, d. h. wenn sich der Schrittmotor 28 um einen Schritt dreht, kann der Dämpfungsko­ effizient Dk um eine Stufe verstellt werden. Wenn sich der Anschlagstift 45 somit an dem äußersten linken Ende (der ersten Bezugsposition) des Schlitzes 47 in Fig. 8 befindet, ist der Dämpfungskoeffizient Dk beim Dämpfungskoeffizienten D10, der es den Schwingungsdämpfern 1, 2, 3 und 4 ermöglicht, die härteste Dämpfungskraft zu erzeugen. Wenn der Anschlag­ stift 45 dagegen an dem ganz rechten Ende (der zweiten Bezugs­ position) des Schlitzes 47 in Fig. 8 steht, befindet sich der Dämpfungskoeffizient Dk dann bei dem Dämpfungskoeffizienten D1, der es den Schwingungsdämpfern 1, 2, 3 und 4 erlaubt, die weichste Dämpfungskraft zu erzeugen.

Zur Beschreibung des Aufbaus einer Steuereinheit des Aufhän­ gungssystems nach der Erfindung wird auf die Fig. 9 Bezug genommen. Für das linke Vorderrad 5 sind ein erster Druckfüh­ ler 51, ein erster Beschleunigungssensor 11a für die gefeder­ ten Elemente, ein erster Beschleunigungssensor 13a für die ungefederten Elemente und ein erstes Stellglied 25a vorgese­ hen. Für das (nicht dargestellte) rechte Vorderrad sind ein zweiter Druckfühler 52, ein zweiter Beschleunigungssensor 11b für die gefederten Elemente, ein zweiter Beschleunigungssensor 13b für die ungefederten Elemente und ein zweites Stellglied 25b vorgesehen. Für das linke Hinterrad 6 sind ein dritter Druckfühler 53, ein dritter Beschleunigungssensor 11c für die gefederten Elemente, ein dritter Beschleunigungssensor 13c für die ungefederten Elemente und ein drittes Stellglied 25c vorge­ sehen. Für das (nicht gezeigte) rechte Hinterrad sind ein vierter Druckfühler 54, ein vierter Beschleunigungssensor 11d für die gefederten Teile, ein vierter Beschleunigungssensor 13d für die ungefederten Elemente und ein viertes Stellglied 25d vorgesehen. Die Stellglieder 25a, 25b, 25c und 25d und das Stellglied 25 aus der Fig. 2 sind von der gleichen Art. Die Druckfühler 51, 52, 53 und 54, die in die jeweiligen Schwin­ gungsdämpfer 1, 2, 3 und 4 eingebaut sind, dienen als eine Dämpfungserfassungseinrichtung, so daß sie die Funktion des Erfassens der von den Schwingungsdämpfern 1, 2, 3 und 4 erzeug­ ten tatsächlichen Dämpfungskräfte erfüllen.

Die Bezugszeichen 15, 16 und 17 stehen jeweils für den Ge­ schwindigkeitssensor, den Lenkwinkelsensor und die Betriebsart­ auswähleinrichtung. Zusätzlich ist ein Fahrbahnoberflächen-µ- Sensor vorgesehen, der mit dem Bezugszeichen 55 versehen ist und zur Erfassung des Reibungskoeffizienten µ einer Fahrbahn­ oberfläche verwendet wird. Der Fahrbahnoberflächen-µ-Sensor 55 erfaßt den Reibungskoeffizienten mit Hilfe eines herkömmlichen Verfahrens, z. B. durch ein Verfahren, bei dem der Reibungsko­ effizient durch die Fahrgeschwindigkeit und den daraus abgelei­ teten (differenzierten) Wert der Fahrgeschwindigkeit (d. h. die Kraftfahrzeugkarosseriebeschleunigung) erfaßt wird. Die Erfas­ sungssignale dieser Sensoren, Schalter und ähnlichen Elemente werden alle der Steuereinheit 8 eingegeben. Die Steuereinheit 8 sendet Steuersignale an alle vier Stellglieder 25a bis 25d. Die Stellglieder 25a bis 25d werden von Steuersignalen betä­ tigt, um den Dämpfungskoeffizienten Dki zu verstellen und zu regulieren, wobei der Buchstabe "k" die Stufe des Dämpfungsko­ effizienten darstellt und Werte annimmt, die von eins bis zehn reichen, und der Buchstabe "i" die Stellglieder 25a bis 25d oder die Schwingungsdämpfer 1 bis 4 identifiziert und Werte annimmt, die von eins bis vier reichen. Der Geschwindigkeits­ sensor 15, der Lenkwinkelsensor 16 und der Fahrbahnoberflächen- µ-Sensor 55 erfüllen die Funktion des Erfassens der Fahrbedin­ gungen des Kraftfahrzeugs.

Im folgenden wird die Art und Weise beschrieben, in der die Steuereinheit 8 den Dämpfungskoeffizienten Dki der Schwingungs­ dämpfer 1, 2, 3 und 4 verstellt und kontrolliert. Der Ände­ rungssteuerungsvorgang wird gemäß den Flußdiagrammen nach den Fig. 10 und 11 durchgeführt. Das Flußdiagramm nach Fig. 10 zeigt die Dämpfungskoeffizienten Beschränkungsroutinen, in denen der Auswahlbereich des Dämpfungskoeffizienten Dki von zehn Stufen auf einer begrenzten Basis verstellt wird. Mit anderen Worten, aus den zehn Stufen werden bestimmte Stufen als der Auswahlbereich ausgewählt, wodurch der Dämpfungskoeffi­ zient Dki der Schwingungsdämpfer 1, 2, 3 und 4 dazu gezwungen wird, sich innerhalb der ausgewählten Stufen zu ändern. Ande­ rerseits zeigt das Flußdiagramm nach Fig. 11 die Grundroutinen der Änderungssteuerung des Dämpfungskoeffizienten, die zu dem Zeitpunkt ausgeführt werden, an dem sich die Betriebsartaus­ wähleinrichtung 16 in der Stellung der kontrollierten Betriebs­ art befindet.

Das Signal der Fahrgeschwindigkeit V, das mit Hilfe des Ge­ schwindigkeitssensors 15 erfaßt worden ist, wird zusammen mit dem Signal der vertikalen Beschleunigungen asi der gefederten Teile, die von den Beschleunigungssensoren 11a bis 11d erfaßt worden sind, zuerst der Steuereinheit 8 zugeführt (Schritt S1 in der Fig. 10).

Im Schritt S2 wird festgestellt, ob die Fahrgeschwindigkeit V größer als die erste vorbestimmte Fahrgeschwindigkeit V1 ist, die eine sehr niedrige Geschwindigkeit von beispielsweise 3 km/h ist. Wenn V < V1 ist (d. h. wenn die Diagnose NEIN lau­ tet), geht der Ablauf zu Schritt S3. Da die Fahrgeschwindig­ keit V eine sehr niedrige Geschwindigkeit angibt, wird der Dämpfungskoeffizient Dki jedes Schwingungsdämpfers bei der Stufe D8i für härtere Dämpfungskräfte festgesetzt, um zu ver­ hindern, daß es zu einer unerwünschten Bewegung, wie z. B. dem Dämpfungsnicken, kommt. Da der Dämpfungskoeffizient Dki bei D8i festgesetzt wird, werden in diesem Fall für die Änderungs­ steuerung des Dämpfungskoeffizienten Dki nach Fig. 1 keine Basisroutinen durchgeführt.

Wenn V < V1 (d. h., JA) ist, bewirkt dies, daß der Ablauf zu Schritt S4 wandert. In diesem Schritt S4 wird festgestellt, ob der absolute Wert der senkrechten Beschleunigung asi der gefe­ derten Teile größer als der vorbestimmte Wert asi0 ist (d. h., es wird überprüft, ob das Fahrzeug gerade über eine schlechte Straße fährt, deren Zustand durch einen Wert größer als asi0 angezeigt wird). Wenn die Diagnose JA lautet, bewirkt dies, daß der Ablauf zu Schritt S5 fortschreitet, in dem geprüft wird, ob die Fahrgeschwindigkeit V größer als die dritte vorbe­ stimmte Fahrgeschwindigkeit V3 (z. B. 50 km/h) ist.

Wenn das Ergebnis bei Schritt S5 JA lautet, wird der Dämpfungs­ koeffizient Dki in dem Bereich von D5i bis D7i eingestellt werden, so daß die Änderungssteuerung des Dämpfungskoeffizien­ ten Dki im Hinblick auf die Verbesserungen der Fahrstabilität innerhalb solch eines Bereichs für relativ harte Dämpfungs­ kräfte durchgeführt werden kann. Daraus ergibt sich, daß in den Basisroutinen nach Fig. 11 der Dämpfungskoeffizient D5i ein unterer Grenzwert wird. Der Dämpfungskoeffizient Dki bleibt weiterhin auf der Stufe von D5i, selbst wenn gewisse Bedingungen auftreten, die es notwendig machen, daß der momen­ tan ausgewählte Dämpfungskoeffizient Dki für eine weichere Dämpfungskraft auf eine geringere Stufe geändert wird. Der Dämpfungskoeffizient D7i dagegen wird ein oberer Grenzwert. Der Dämpfungskoeffizient Dki bleibt auch dann bei der Stufe von D7i, wenn gewisse Bedingungen, bei denen es notwendig wäre, daß der ausgewählte Dki auf eine größere Stufe für eine härtere Dämpfungskraft verstellt wird, geschaffen werden.

Wenn das Ergebnis bei Schritt S5 NEIN ist, bewirkt das, daß zum Schritt S7 weitergegangen wird. Da es notwendig ist, die Verbesserungen der Fahrstabilität kompatibel mit den Verbesse­ rungen des Fahrkomforts zu machen, wird der Dämpfungskoeffizi­ ent Dki innerhalb eines Bereichs von D3i bis D7i eingestellt, so daß der Dämpfungskoeffizient innerhalb eines Bereichs von einer Bedingung für eine relativ weiche Dämpfungskraft auf eine andere für eine harte Dämpfungskraft verstellt und gere­ gelt werden kann. Als eine Folge davon wird der Dämpfungskoef­ fizient D3i in den Basisroutinen nach Fig. 11 ein unterer Grenzwert. Der Dämpfungskoeffizient Dki bleibt auch dann auf der Stufe von D3i, wenn gewisse Bedingungen geschaffen werden, die es notwendig machen, daß der ausgewählte Dämpfungskoeffizi­ ent Dki auf eine geringere Stufe für eine weichere Dämpfungs­ kraft geändert werden würde. Der Dämpfungskoeffizient D7i dagegen wird ein oberer Grenzwert. Der Dämpfungskoeffizient Dki bleibt auf der Stufe von D7i, selbst wenn Bedingungen eintreten, die es notwendig machen, daß der nun in Auswahl befindliche Dämpfungskoeffizient Dki auf eine größere Stufe für eine härtere Dämpfungskraft verstellt wird.

Wenn die Diagnose bei Schritt S4 NEIN ist, was bedeutet, daß das Fahrzeug momentan nicht über eine schlechte Straße, son­ dern über eine Straße mit durchschnittlichen Bedingungen fährt, stellt der Schritt S8 fest, ob die Fahrgeschwindigkeit V niedriger als die zweite vorbestimmte Fahrgeschwindigkeit V2 (z. B. 30 km/h) ist. Wenn man hier ein JA erhält, wird der Dämpfungskoeffizient Dki innerhalb des Bereichs von D1i bis D3i eingestellt, so daß die Änderungssteuerung des Dämpfungsko­ effizienten Dki im Hinblick auf Fahrkomfortverbesserungen innerhalb eines Bereichs für relativ weiche Dämpfungskräfte durchgeführt werden kann. Als eine Folge davon bleibt der Dämpfungskoeffizient Dki in den Basisroutinen nach Fig. 11 bei einer Stufe D1i, selbst wenn gewisse Bedingungen eintreten, die es notwendig machen, daß der momentan ausgewählte Dämp­ fungskoeffizient Dki auf eine niedrigere Stufe für eine weiche­ re Dämpfungskraft geändert wird. Der Dämpfungskoeffizient D3i wird ein oberer Grenzwert. Der Dämpfungskoeffizient Dki bleibt auf der Stufe D3i, selbst wenn gewisse Bedingungen eintreten, die es notwendig machen, daß der momentan ausgewählte Dämp­ fungskoeffizient Dki auf eine größere Stufe für eine härtere Dämpfungskraft geändert wird.

Wenn das Ergebnis bei Schritt S8 NEIN lautet, stellt der Schritt S10 weiterhin fest, ob die Fahrgeschwindigkeit V nie­ driger als die vierte vorbestimmte Fahrgeschwindigkeit V4 (z. B. 60 km/h) ist. Wenn man bei Schritt S10 ein JA erhält, bewirkt dies, daß der Ablauf zu Schritt S11 weitergeht. Da es notwendig ist, die Verbesserung der Fahrstabilität mit den Verbesserungen des Fahrkomforts in Einklang zu bringen, wird der Dämpfungskoeffizient Dki in einem Bereich von D2i bis D6i eingestellt, so daß der Dämpfungskoeffizient Dki in dem Be­ reich von einer Bedingung für eine relativ weiche Dämpfungs­ kraft auf die andere für eine harte Dämpfungskraft verstellt und reguliert werden kann. Als Ergebnis davon wird der Dämp­ fungskoeffizient D2i in den Basisroutinen nach Fig. 11 ein unterer Grenzwert. Der Dämpfungskoeffizient Dki bleibt auf der Stufe von D2i, selbst wenn gewisse Bedingungen eintreten, die es notwendig machen, daß der momentan ausgewählte Dämpfungsko­ effizient Dki auf eine kleinere Stufe für eine weichere Dämp­ fungskraft verstellt wird. Der Dämpfungskoeffizient D61 dage­ gen wird ein oberer Grenzwert. Der Dämpfungskoeffizient Dki bleibt auf der Stufe von D6i, selbst wenn gewisse Bedingungen eintreten, die es notwendig machen, daß der momentan ausge­ wählte Dämpfungskoeffizient Dki auf eine größere Stufe für eine härtere Dämpfungskraft verstellt wird.

Wenn aber der Schritt S10 eine Diagnose von NEIN gibt, bewirkt dies, daß der Ablauf zu Schritt S12 geht, bei dem festgestellt wird, ob die Fahrgeschwindigkeit V niedriger als die fünfte vorbestimmte Fahrgeschwindigkeit V5 (z. B. 80 km/h) ist. Wenn man beim Schritt S12 ein JA erhält, geht das Verfahren zu Schritt S13, bei dem der Dämpfungskoeffizient Dki in dem Be­ reich von D4i bis D8i eingestellt wird, um den für eine gering­ fügig härtere Dämpfungskraft geeigneten Dämpfungskoeffizienten Dki zu verstellen und zu regulieren, während gleichzeitig die Fahrstabilität und der Fahrkomfort verbessert werden. Als eine Folge davon wird der Dämpfungskoeffizient D4i in den Basisrou­ tinen nach Fig. 11 ein unterer Grenzwert. Der Dämpfungskoeffi­ zient Dki bleibt auf der Stufe von D4i, selbst wenn Bedingun­ gen eintreten, die es notwendig machen, daß der momentan ausgewählte Dämpfungskoeffizient Dki auf eine niedrigere Stufe für eine weichere Dämpfungskraft verstellt wird. Der Dämpfungs­ koeffizient D8i wird andererseits ein oberer Grenzwert. Der Dämpfungskoeffizient Dki bleibt bei der Stufe von D8i, selbst wenn gewisse Bedingungen eintreten, die es notwendig machen, daß der Dämpfungskoeffizient Dki auf eine größere Stufe für eine härtere Dämpfungskraft gewechselt wird.

Wenn die Diagnose bei Schritt S12 NEIN ist, was eine hohe Fahrgeschwindigkeit anzeigt, geht das Verfahren zu Schritt S14, bei dem der Dämpfungskoeffizient Dki in dem Bereich von D7i bis D10i eingestellt wird, um den Dämpfungskoeffizienten Dki in diesem Bereich zu verstellen und zu kontrollieren, damit hinsichtlich der Fahrstabilitätsverbesserung harte Dämp­ fungskräfte erzielt werden. Als eine Folge davon wird der Dämpfungskoeffizient D7i in den Basisroutinen nach Fig. 11 ein unterer Grenzwert. Der Dämpfungskoeffizient Dki bleibt auf der Stufe von D7i, selbst wenn gewisse Bedingungen eintreten, die es notwendig machen, daß der momentan ausgewählte Dämpfungsko­ effizient auf eine niedrigere Stufe für eine weichere Dämp­ fungskraft gewechselt wird. Der Dämpfungskoeffizient Dki bleibt auf der Stufe von D10i, selbst wenn gewisse Bedingungen auftreten, die es notwendig machen, daß der momentan ausgewähl­ te Dämpfungskoeffizient Dki auf eine höhere Stufe für eine härtere Dämpfungskraft verstellt wird.

Im Hinblick auf die oben beschriebenen Basisroutinen nach Fig. 11 ist eine Beschränkungseinrichtung 61 vorgesehen. Die Be­ schränkungseinrichtung 61 bestimmt den oberen Grenzwert-Dämp­ fungskoeffizienten Dki sowie auch den unteren Grenzwert-Dämp­ fungskoeffizienten Dki jedes Schwingungsdämpfers gemäß Fahrbe­ dingungen wie z. B. die Fahrgeschwindigkeit, und begrenzt außer­ dem den Auswahlbereich für den Dämpfungskoeffizienten Dki.

In den Basisroutinen nach Fig. 11 für die Dämpfungskoeffizien­ tenänderungssteuerung werden der Lenkwinkel θH, die Fahrge­ schwindigkeit V und der Fahrbahnoberflächenreibungskoeffizient µ, die jeweils von dem Lenkwinkelsensor 16, dem Geschwindig­ keitssensor 15 und dem Fahrbahnoberflächen-µ-Sensor 55 erfaßt worden sind, eingegeben. Dann wird bei Schritt S22 festge­ stellt, ob das Fahrzeug mit einem Lenkwinkel θ dreht, dessen absoluter Wert den vorbestimmten Lenkwinkel θHO überschreitet, und bei Schritt S23 wird festgestellt, ob das Fahrzeug mit einer niedrigen Geschwindigkeit fährt, d. h. es wird festge­ stellt, ob die Fahrgeschwindigkeit V kleiner als die Fahrge­ schwindigkeit V0 ist.

Wenn man sowohl in Schritt S22 als auch in Schritt S23 ein NEIN erhält, stellt der Schritt S24 fest, ob der Fahrbahnober­ flächenreibungskoeffizient p kleiner als der vorbestimmte Wert µ0 ist, d. h. es wird festgestellt, ob das Fahrzeug gerade auf einer Fahrbahnoberfläche fährt, deren Reibungskoeffizient niedrig ist. Wenn die Diagnose bei Schritt S24 NEIN ist, was auf eine Fahrbahnoberfläche mit einem nicht niedrigen p hin­ weist, wird der Koeffizient gu bei Schritt S25 auf gu1 ge­ setzt, und wenn die Antwort JA lautet, was auf eine Fahrbahn­ oberfläche mit einem niedrigen µ hinweist, wird der Koeffizi­ ent gu bei Schritt S26 auf gu2 gesetzt. Wenn man entweder bei Schritt S22 oder bei Schritt S23 ein JA erhält, stellt der Schritt S27 fest, ob der Fahrbahnoberflächenreibungskoeffizi­ ent µ kleiner als der vorbestimmte Wert µ0 ist. Wenn die Diag­ nose bei Schritt S27 ein NEIN ergibt, wird der Koeffizient gu bei Schritt S28 auf Null gesetzt. Wenn die Diagnose bei Schritt S27 ein JA ergibt, was auf eine Fahrbahnoberfläche mit einem niedrigen µ hinweist, wird der Koeffizient gu bei Schritt S26 auf gu3 gesetzt. In diesem Fall sind gu1, gu2 und gu3 alles positive Werte, und die Beziehungen zwischen den drei Koeffizienten lauten: gu1 < gu2 < gu3.

Wenn der Koeffizient gu bei Schritt S30 gesetzt ist, werden die jeweiligen Signale der vertikalen Beschleunigungen asi der gefederten Elmente, die von den Beschleunigungssensoren 11a, 11b, 11c und 11d der gefederten Elemente erfaßt worden sind, der vertikalen Beschleunigungen aui der ungefederten Teile, die von den vertikalen Beschleunigungssensoren 13a, 13b, 13c, 13d der ungefederten Teile erfaßt worden sind, und der tat­ sächlichen Dämpfungskräfte Fsi der Schwingungsdämpfer 1, 2, 3 und 4, die von den Druckfühlern 51, 52, 53 und 54 erfaßt wor­ den sind, eingegeben. Dann wird bei Schritt S31 die vertikale Beschleunigung asi der gefederten Elemente integriert, um die vertikale Bewegungsgeschwindigkeit Xsi (=Σasi) der gefederten Elemente zu erhalten, und die vertikale Beschleunigung aui der ungefederten Teile wird integriert, um die Geschwindigkeit Xui (=Σaui) der vertikalen Verschiebung der ungefederten Elemente zu erhalten. Bei Schritt S32 wird die Solldämpfungskraft Fai als Funktion sowohl der Bewegungsgeschwindigkeit Xsi der gefederten Elemente als auch der Bewegungsgeschwindigkeit Xui der ungefederten Elemente mit der nachfolgenden Formel (1) berechnet.

Fai = -Xsi·gs - Xui·gu (1),

wobei gs ein positiver Koeffizient wie gu ist.

Bei Schritt S33 wird hαi durch folgende Gleichung (2) berech­ net.

hαi = Fsi·(Fai - α·Fsi) (2)

Danach wird bei Schritt S34 festgestellt, ob hαi positiv ist oder nicht. Wenn herausgefunden wird, daß hαi positiv ist, d. h. wenn man ein JA erhält, werden den Stellgliedern 25a, 25b, 25c und 25d bei Schritt S39 Steuersignale zugeführt, wodurch die Schrittmotoren 28 um einen Schritt im Uhrzeiger­ sinn gedreht werden, um den Dämpfungskoeffizienten D(K + 1)i um eine Stufe größer als den vorhergehenden Dämpfungskoeffizi­ enten Dki für härtere Dämpfungskräfte zu erhalten. Wenn festge­ stellt wird, daß hαi nicht positiv ist, d. h. die Diagnose lautet NEIN, dann geht das Verfahren zu Schritt S35. hβ1 wird durch die folgende Gleichung (3) berechnet.

hβi = Fsi·(Fai - β·Fsi) (3)

Danach wird bei Schritt S36 festgestellt, ob hβi negativ ist oder nicht. Wenn festgestellt wird, daß hβi negativ ist, d. h. wenn man ein JA erhält, werden als Folge davon bei Schritt S38 den Stellgliedern 25a, 25b, 25c und 25d Steuersignale zuge­ führt, die bewirken, daß die Schrittmotoren 28 der Stellglie­ der um einen Schritt im Gegenuhrzeigersinn gedreht werden, um den Dämpfungskoeffizienten D(K - 1)i um eine Stufe niedriger als den vorhergehenden Dämpfungskoeffizienten Dki für weichere Dämpfungskräfte zu erzielen. Wenn in der Zwischenzeit herausge­ funden wird, daß hβi nicht negativ ist, d. h. im Falle eines NEINs, wird der Dämpfungskoeffizient Dki nicht geändert, mit anderen Worten keiner der Schrittmotoren 28 dreht sich bei Schritt S37, und der Ablauf geht zum nächsten Zyklus, wobei der vorhergehende Dämpfungskoeffizient Dki unverändert bleibt.

Die Schwellwerte α und β dienen dazu, zu verhindern, daß der Dämpfungskoeffizient Dki häufig geändert wird, und werden folgendermaßen eingestellt: α<1; 0<β<1.

Wenn Fsi und Fai das gleiche Vorzeichen haben, bekommt (Fai- α·Fsi) der Gleichung (2) wahrscheinlich ein von Fsi unter­ schiedliches Vorzeichen, verglichen mit dem Fall, in dem Fsi nicht mit α multipliziert wird, da α<1. Als eine Folge davon wird hαi wahrscheinlich negativ, was den Dämpfungskoeffizien­ ten Dki daran hindert, auf eine größere Stufe für eine härtere Dämpfungskraft verstellt zu werden. (Fai - β·Fsi) der Glei­ chung (3) wird wahrscheinlich das gleiche Vorzeichen wie Fsi bekommen, verglichen mit dem Fall, in dem Fsi nicht mit β multipliziert wird, da 0 < β < 1. Als Folge davon wird hβi wahrscheinlich positiv, was verhindert, daß der Dämpfungskoef­ fizient Dki auf eine niedrigere Stufe für eine weichere Dämp­ fungskraft verstellt wird.

Wenn dagegen die Vorzeichen von Fsi und Fai verschieden sind, ist es unmöglich, die Dämpfungskraft Fsi mit der idealen Dämp­ fungskraft, bzw. der sog. "skyhook"-Dämpfungskraft Fai, in Einklang zu bringen. Angesichts dieser Situation ist es vor­ teilhaft, den Dämpfungskoeffizienten Dki auf etwa Null zu bringen, mit anderen Worten, den Dämpfungskoeffizienten Dki auf eine niedrigere Stufe zu wechseln, die für eine weichere Dämpfungskraft geeignet ist. Wenn bei dem vorliegenden Ausfüh­ rungsbeispiel Fsi und Fai verschiedene Vorzeichen haben, wer­ den sowohl hαi als auch hβi negative Werte aufweisen. Bedingt dadurch erlangt die Steuereinheit 8 den Dämpfungskoeffizienten D(k-1)i, der um eine Stufe niedriger als der vorhergehende Dämpfungskoeffizient Dki ist. Somit sind die oben genannten Anforderungen erfüllt.

Eine Solldämpfungskraftberechnungseinrichtung 62 ist vorgese­ hen, die die Funktion des Berechnens der Solldämpfungskraft Fai beim Verstellen und Regulieren des Dämpfungskoeffizienten Dki der Schwingungsdämpfer 1, 2, 3 und 4 (Schritt S21 bis Schritt S32) erfüllt. Eine Berechnungseinrichtung 65 für die vertikale Bewegungsgeschwindigkeit ist vorgesehen, die die Funktion des Berechnens der Bewegungsgeschwindigkeit Xs der gefederten Elemente durch Integration der vertikalen Beschleu­ nigung asi der gefederten Teile und der Bewegungsgeschwindig­ keit Xu der ungefederten Teile durch Integration der vertika­ len Beschleunigung aui der ungefederten Teile erfüllt (Schritt S31). Ein Steuergerät 63 ist vorgesehen, das die Funktion des Verstellens und des Regulierens des Dämpfungskoeffizienten Dki der Schwingungsdämpfer durchführt, wodurch die Dämpfungskraft Fsi mit der Solldämpfungskraft Fai in Einklang gebracht wird (Schritt S33 bis Schritt S39). Eine Hemmeinrichtung 64 ist vorgesehen, die die Funktion erfüllt, daß sie das Steuergerät 63 daran hindert, die Funktion des Verstellens und des Regulie­ rens des Dämpfungskoeffizienten Dki durchzuführen, wenn der Unterschied zwischen Fsi und Fai in den Bereich eines vorbe­ stimmten Werts fällt (d. h. in den Regelunempfindlichkeitsbe­ reich) (Schritt S33 bis Schritt S37).

In Übereinstimmung mit der oben beschriebenen Änderungssteue­ rung des Dämpfungskoeffizienten wird die Solldämpfungskraft Fai durch die Formel (1) berechnet, bei der das Glied (xsi·gs) der vertikalen Bewegung der gefederten Elemente und das Glied (Xui.gu) der vertikalen Bewegung der ungefederten Elemente berücksichtigt werden, und die Änderungssteuerung des Dämp­ fungskoeffizienten wird ausgeführt, damit die von dem Schwin­ gungsdämpfer erzeugte tatsächliche Dämpfungskraft Fsi mit der Solldämpfungskraft Fai in Einklang ist. Somit kann die vertika­ le Bewegung der gefederten Elemente reguliert werden, während gleichzeitig die Federungsarbeit der Räder selbst in der Nähe des Resonanzpunktes verbessert wird. Dadurch kann auch die Fahrstabilität verbessert werden.

Außerdem ist der oben genannten Koeffizient gu des Glieds der vertikalen Bewegung der gefederten Elemente eine Variable, die in Abhängigkeit von den Fahrbedingungen des Fahrzeugs schwankt. Da der Koeffizient gu zu dem Zeitpunkt, an dem das Fahrzeug eine Kurvenfahrt in einem über dem vorbestimmten Lenkwinkel θHO liegenden Winkel durchführt, Null wird, ist nur das Glied der vertikalen Bewegung der gefederten Elemente für die Solldämpfungskraft Fai übrig. Deshalb wird die Regelung ausgeführt, wobei sie hauptsächlich auf die Kontrolle der vertikalen Bewegung der gefederten Teile gerichtet ist. Da­ durch wird verhindert, daß eine Rollbewegung auftritt, und die Fahrstabilität wird gewährleistet. Selbst zu dem Zeitpunkt, an dem das Kraftfahrzeug mit einer niedrigen Geschwindigkeit fährt, die keine Resonanz in den ungefederten Teilen bewirkt, wird der Koeffizient gu des Glieds der vertikalen Bewegung der ungefederten Teile Null. Es bleibt nur das Glied der vertika­ len Bewegung der gefederten Teile für die Solldämpfungskraft Fai übrig. Die vertikale Bewegung der gefederten Teile kann sicher verhindert werden.

Der Koeffizient gu ist größer, wenn der Reibungskoeffizient µ kleiner als der vorbestimmte Wert µ0 ist, im Vergleich zu dem Fall, wenn der Reibungskoeffizient µ größer als der vorbe­ stimmte Wert µ0 ist. Somit wird die Steuerung ausgeführt, wobei sie hauptsächlich auf die Kontrolle der vertikalen Bewe­ gung der ungefederten Teile ausgerichtet ist, und die Fede­ rungsarbeit der Räder kann entsprechend dem Gleitgrad (Schlupf) der Räder verbessert werden. Die Fahrstabilität kann dadurch ebenfalls verbessert werden.

Im folgenden wird auf die Fig. 12 und 13 Bezug genommen, in denen das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Hilfe der Linie A und der Stand der Technik mit Hilfe der Linie B dargestellt ist. Wie man aus diesen Figuren entnehmen kann, und obwohl bei der vorliegenden Erfindung die Beschleuni­ gung der gefederten Teile nahe dem Resonanzpunkt w1 der gefe­ derten Teile verglichen mit dem Stand der Technik geringfügig zunimmt, nehmen sowohl die vertikale Verschiebung der Reifen als auch die Beschleunigung der gefederten Teile zu einem größeren Grad ab, wenn die Resonanz an dem Resonanzpunkt w2 der ungefederten Elemente reguliert wird.

Claims (8)

1. Aufhängungssystem für Kraftfahrzeuge, mit
zwischen Fahrzeugaufbau und Rad angeordneten Schjwingungsdämpfern mit in mehreren Stufen einstellbarem Dämpfungskoeffizienten,
einer Dämpfungskrafterfassungseinrichtung, die eine von dem Schwingungsdämpfer erzeugte tatsächliche Dämpfungskraft erfaßt, und
einem Steuergerät, dem von der Dämpfungskrafterfassungs­ einrichtung ein Signal zugeführt wird und das dann einen Dämpfungskoeffizienten des Schwingungsdämpfers steuert, um die von dem Schwingungsdämpfer erzeugte Dämpfungskraft mit einer Solldämpfungskraft in Einklang zu bringen,
wobei die Solldämpfungskraft Fa durch die Gleichung Fa = -Xs · gs - Xu · gu,als Funktion der Geschwindigkeit Xs der vertikalen Verschiebung des Fahrzeugaufbaus und der Geschwindigkeit Xu der vertikalen Bewegung des Rades erhalten wird
und sowohl gs als auch gu Koeffizienten sind, für die die Beziehung gs<0 und gu0 gelten
und wobei zur Verringerung der Radlastschwankungen in dynamischen Fahrsituationen der Koeffizient gu in Abhängigkeit von sich ändernden, von einer Fahrbedingungserfassungseinrichtung festgestellten Fahrbedingungen des Fahrzeugs, z. B. Lenkeinschlag (θHO), Fahrgeschwindigkeit (V), Reibungskoeffizient (µ) zwischen Rad und Fahrbahn, bestimmt wird.

2. Aufhängungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrbedingungserfassungseinrichtung einen Lenkwin­ kel als die Fahrbedingung erfaßt, wobei der Koeffizient gu so eingestellt wird, daß der Koeffizient gu an dem Zeit­ punkt, an dem das Kraftfahrzeug eine Kurvenbewegung macht, Null wird.

3. Aufhängungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrbedingungserfassungseinrichtung eine Fahrgeschwindigkeit als die Fahrbedingung erfaßt, wobei der Koeffizient gu so eingestellt ist, daß der Koeffizient gu an dem Zeitpunkt, an dem das Kraftfahrzeug mit einer niedrigen Geschwindigkeit fährt, Null wird.

4. Aufhängungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrbedingungserfassungseinrichtung einen Rei­ bungskoeffizienten einer Fahrbahnoberfläche, über die das Kraftfahrzeug gerade fährt, als Fahrbedingung erfaßt, wobei der Koeffizient gu so eingestellt ist, daß der Koeffizient gu größer wird, wenn der Reibungskoeffizient kleiner wird.

5. Aufhängungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungsdämpfer folgendes umfaßt:
einen Zylinder,
eine Kolbeneinheit, die einen Abschnitt aufweist, der eine Öffnung definiert, wobei die Kolbeneinheit in den Zylinder eingepaßt und eingeführt ist, und
ein Stellglied, das diese Öffnung in mehreren Stufen schrittweise drosseln kann, wobei das Stellglied folgendes umfaßt:
eine Welle, die drehbar in der Kolbeneinheit angebracht ist,
einen Schrittmotor, der die Welle zu einem Zeitpunkt um einen vorbestimmten Winkel dreht,
eine erste Öffnungsplatte, die mit dem unteren Ende der Welle verbunden ist, die sich zusammen mit der Welle dreht, und die Abschnitte aufweist, die eine Vielzahl von kreisförmigen Öffnungen definieren, die in vorbestimmten Abständen in der Umfangsrichtung der ersten Öffnungsplatte ausgebildet sind, und
eine zweite Öffnungsplatte, die in der Öffnung angebracht ist und einen Abschnitt aufweist, der eine halbmondförmige Öffnung definiert, die sich in einer gegenüberliegenden Beziehung zu der Vielzahl an kreisförmigen Öffnungen der ersten Öffnungsplatte befindet,
wobei der Schrittmotor betätigt wird, um die erste Öff­ nungsplatte zu drehen, wodurch die Anzahl aus der Vielzahl von kreisförmigen Öffnungen, die der halbmondförmigen Öffnung gegenüberliegen, geändert wird, um diese Öffnung in einer Vielzahl von Stufen zu drosseln.

6. Aufhängungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrittmotor folgendes umfaßt:
ein röhrenförmiges Gehäuse mit einem Boden,
einen in dem Gehäuse untergebrachten Rotor,
einen in dem Gehäuse untergebrachten Stator, und eine Abdeckung für das Gehäuse,
wobei eine Seitenfläche des Stators gegenüber der Abdeckung mit zwei vorstehenden Anschlagstiften versehen ist, die sich quer über dem Rotationsachse des Stators gegenüber­ liegen, und
wobei die Abdeckung mit zwei kreisbogenförmigen Verriege­ lungsschlitzen versehen ist, die jeweils mit den Anschlag­ stiften in Eingriff kommen, um den Rotor zu stützen, ohne eine Abweichung der Rotationsachse des Rotors zu verursa­ chen, und um den Rotationsbereich des Rotors zu begrenzen.

7. Aufhängungssystem nach Anspruch 1, gekenn­ zeichnet durch:
eine Beschleunigungserfassungseinrichtung für gefederte Elemente zur Erfassung einer vertikalen Beschleunigung der gefederten Elemente,
eine Beschleunigungserfassungseinrichtung für ungefederte Elemente zur Erfassung einer vertikalen Beschleunigung der ungefederten Elemente, und
eine Berechnungseinrichtung für die Geschwindigkeit der ver­ tikalen Verschiebung zur Berechnung einer Geschwindigkeit Xs einer vertikalen Bewegung der gefederten Elemente durch Integration der vertikalen Beschleunigung der gefederten Elemente, sowie auch einer Geschwindigkeit Xu einer verti­ kalen Bewegung der ungefederten Elemente durch Integration der vertikalen Beschleunigung der ungefederten Elemente, wobei das Steuergerät die Bewegungsgeschwindigkeit Xs und die Bewegungsgeschwindigkeit Xu zur Berechnung der Solldämp­ fungskraft Fa verwendet.

8. Aufhängungssystem nach Anspruch 1, desweiteren gekenn­ zeichnet durch eine Hemmeinrichtung, die das Steuergerät davon abhält, eine Änderungssteuerungsfunktion auszuführen, wenn die Differenz zwischen der von dem Schwingungsdämpfer erzeugten tatsächlichen Dämpfungskraft und der Solldämpfungskraft in den Bereich einem vorbestimmten Werts fällt.