DE4244253C2 - Steuervorrichtung zur variablen Einstellung der Dämpfungskraft von Schwingungsdämpfern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung zur variablen Einstellung der Dämpfungskraft eines hydraulischen Schwin­ gungsdämpfers (auch als Dämpfer bezeichnet, nachfolgend je­ doch als Stoßdämpfer angegeben), der zwischen Fahrzeugaufbau und -rad angeordnet ist, gemäß dem Oberbegriff von Patent­ anspruch 1. Der Stoßdämpfer ist mit Einstellmitteln ver­ sehen, um seine Dämpfungskraft in mehreren Stufen entspre­ chend einem Steuersignal zu ändern.

Eine am 10. 08. 1987 veröffentlichte japanische Patentanmel­ dung JP 62-181 908 A hat eine früher vorgeschlagene Einrich­ tung zum Steuern des Dämpfungskoeffizienten eines Kraftfahr­ zeugstoßdämpfers zum Gegenstand.

Die in dieser japanischen Patentanmeldung vorgeschlagene Einrichtung zum Steuern des Dämpfungskoeffizienten umfaßt: Beschleunigungs-Erfassungsmittel zum Erfassen einer Verti­ kalbeschleunigung in Auf- und Abwärtsrichtungen eines Fahr­ zeugaufbaus; und Befehlsausgabemittel zum Erzeugen und Aus­ geben eines Befehls an eine in dem Stoßdämpfer vorgesehene Anordnung zum Ändern des Dämpfungskoeffizienten, um die Dämpfungskraft auf einen höheren Wert während einer vorgege­ benen Zeitperiode abzuwandeln, während der die erfaßte Ver­ tikalbeschleunigung einen vorgegebenen Wert übersteigt und der Fahrzeugaufbau in eine neutrale Stellung bezüglich des zugehörigen Rades zurückkehrt. Wenn daher eine starke Schwingungskraft auf den Fahrzeugaufbau einwirkt, kann der Fahrzeugaufbau schnell in seine neutrale Lage bezüglich des Rades innerhalb einer halben Schwingungsperiode zurückkeh­ ren.

Da jedoch die vorgeschlagene Einrichtung zum Steuern des Dämpfungskoeffizienten keine Gegenmessung gegen einen Fehler in ihrer Steuereinrichtung aufweist, wird ein unzutreffendes Steuersignal von der Steuereinrichtung an ein Stellglied der Einrichtung zum Ändern des Dämpfungskoeffizienten ausgegeben und das Fahrzeug nimmt ein unrichtiges Fahrverhalten an, wenn eine Störung die Zentralrecheneinheit der Steuereinheit zu einem anormalen Verhalten veranlaßt. Dementsprechend können die Stabilität des Fahrzeugs und der Fahrkomfort be­ einträchtigt werden.

Da ferner in der vorgeschlagenen Einrichtung zum Steuern des Dämpfungskoeffizienten eine Einheit zum Errechnen einer op­ timalen Dämpfungskraft aus von zugehörigen Sensoren empfan­ genen Signalen sowie eine Einheit zum Erzeugen des Steuer­ signals zum Betätigen des Stellgliedes auf der Grundlage des Rechenergebnisses dieser Einheit in die Steuereinheit inte­ griert sind, kann das Steuersignal zum Betreiben des Stell­ gliedes nicht an diesen übertragen werden, wenn ein Fehler wie etwa eine Leitungsunterbrechung zwischen der Kontroll­ einheit und dem Stellglied auftreten sollte. Selbst wenn die Kontrolleinheit die Abweichung erfaßt und das Stellglied in eine sichere Einstellung gebracht wird, kann die Steuerein­ heit das Stellglied nicht ansteuern.

Die gattungsbildende DE 35 45 053 A1 offenbart ein Steuer­ system für Hydraulik-Dämpfer, von denen jeder eine Einrich­ tung zur Erzeugung einer Dämpfungskraft enthält. Zudem ist ein Dämpfungskraft-Einstellelement zur Einstellung der wirk­ samen Durchtrittsfläche einer Öl-Durchtrittsöffnung in der Einrichtung zur Erzeugung der Dämpfungskraft vorgesehen und ein Schrittmotor mit der Einrichtung zur Erzeugung der Dämp­ fungskraft verbunden. Ferner umfaßt das Steuersystem eine Einrichtung zur Überwachung der Betriebsdauer des Schritt­ motors. Wenn die Betriebsdauer einen vorgegebenen Wert über­ schreitet, wird das Dämpfungskraft-Einstellelement mittels des Schrittmotors zwangsweise in eine vorgegebene Stellung bewegt und somit eine erzwungene Notsteuerung der Dämpfungs­ kraft-Einstellung durchgeführt. Bei diesem Steuersystem tritt das Problem auf, daß bei fehlerhafter Ansteuerung des Schrittmotors, beispielsweise aufgrund von Übertragungsfeh­ lern von den Sensoren, diese anormalen Steuersignale eine fehlerhafte Schrittmotor-Ansteuerung bewirken und keine oder zumindest eine verspätete Fehlererkennung durch die Einrich­ tung zur Überwachung der Betriebsdauer auftritt. Der Schrittmotor bewirkt folglich, zumindest anfänglich, eine fehlerhafte Dämpfungskraft-Einstellung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerein­ richtung zur variablen Einstellung der Dämpfungskraft an wenigstens einem Schwingungsdämpfer eines Fahrzeuges zu schaffen, welche bei Auftreten einer Fehlfunktion oder einer Anormalität der Steuereinrichtung eine Einstellung des Stellgliedes und damit der Dämpfungskraft des Schwingungs­ dämpfers auf einen sicheren Wert ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst, die Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltdiagramm einer Einrichtung zum Steuern des Dämpfungskoeffizienten eines Stoßdämp­ fers in einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausfüh­ rung,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung eines Stoßdämpfers in der Ausführung gemäß Fig. 1

Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht eines Kolbens und der ihn umgebenden Teile des Stoßdämpfers nach der Ausführung gemäß Fig. 1 und 2,

Fig. 4 eine charakteristische graphische Darstellung der Änderung in der Dämpfungskraft in Abhängigkeit von der Kolbengeschwindigkeit in dem Stoßdämpfer gemäß der bevorzugten Ausführung nach Fig. 1 bis 3,

Fig. 5 eine charakteristische Kurve der Änderung des Dämp­ fungskoeffizienten in Abhängigkeit von dem Schritt­ winkel eines Einstellers in dem Stoßdämpfer nach der bevorzugten Ausführung gemäß Fig. 1 bis 4,

Fig. 6(A) bis 6(C) Schnittansichten an den Linien K-K, L-L und N-N in Fig. 3, wenn die Dämpfungseinstellung auf (2) eingestellt ist,

Fig. 7(A) bis 7(C) Schnittdarstellungen jeweils an den Li­ nien K-K, M-M und N-N in Fig. 3, wenn die Dämpfungs­ einstellung auf (1) eingestellt ist,

Fig. 8(A) bis 8(C) Schnittansichten jeweils entlang den Li­ nien K-K, M-M und N-N wenn die Dämpfungseinstellung auf (3) eingestellt ist,

Fig. 9 eine charakteristische Kurve der Dämpfungskraft in Bezug auf die Kolbengeschwindigkeit, wenn der Stoß­ dämpfer in der ersten Einstellung (1) in Fig. 5 ein­ gestellt ist,

Fig. 10 eine charakteristische Kurve der Dämpfungskraft in Bezug auf die Kolbengeschwindigkeit, wenn der Stoß­ dämpfer in die zweite Einstellung (2) in Fig. 5 ein­ gestellt ist,

Fig. 11 eine charakteristische Kurve der Dämpfungskraft in Bezug auf die Kolbengeschwindigkeit bei der bevor­ zugten Ausführung der Einrichtung zum Steuern des Dämpfungskoeffizienten, wenn der Stoßdämpfer in der dritten Einstellung (3) eingestellt ist,

Fig. 12 eine Schnittdarstellung eines Schrittmotors in der bevorzugten Ausführung der Einrichtung zum Steuern des Dämpfungskoeffizienten,

Fig. 13 ein Blockschaltdiagramm einer Steuereinheit in der bevorzugten Ausführung der Einrichtung zum Steuern des Dämpfungskoeffizienten,

Fig. 14 eine charakteristische Darstellung eines Koeffizien­ tensteuersignals zur Steuerung des Dämpfungskoeffi­ zienten und eines Antriebs/Steuerungs-Signals für ein Stellglied in der bevorzugten Ausführung der Er­ findung.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nachfolgend auf die Zeichnung Bezug genommen.

Fig. 1 zeigt ein vollständiges Blockschaltdiagramm einer Einrichtung zum Steuern des Dämpfungskoeffizienten in einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführung.

In Fig. 1 sind vier Stoßdämpfer SA mit variabler Dämpfungs­ kraft zwischen einer gefederten Masse (Fahrzeugkörper) und einer ungefederten Masse (Fahrzeugrad) angeordnet. Jeder Stoßdämpfer SA ist so ausgebildet, daß er seinen Dämpfungs­ koeffizient in Abhängigkeit vom Antrieb des Schrittmotors (Stellglied) 3 ändert, wie später noch beschrieben wird.

Longitudinal-G-(Beschleunigungs-)Sensoren 1 zum Erfassen von Längsbeschleunigungen bzw. eines Verhaltens des Fahrzeugkör­ pers sind an Teilen des Fahrzeugkörpers angrenzend an die Anbringungsstellen der jeweiligen Stoßdämpfer SA an dem Fahrzeugkörper befestigt.

Ferner ist ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 5a und ein Lenkwinkelsensor 5b an die Steuereinheit 4 angeschlossen.

Die Steuereinheit 4 setzt sich aus einer Hauptsteuereinheit 41 und einer Untersteuereinheit 42 zusammen.

Die Hauptsteuereinheit 41 besteht aus einem sog. Mikrocom­ puter, der in der Nähe des Fahrersitzes an dem Fahrzeugkör­ per installiert ist (nicht dargestellt).

Fig. 1 zeigt eine Eingangsschaltung 41a, die Signale von den Sensoren 1, 5a und 5b empfängt, eine Rechnerschaltung (Dämp­ fungskoeffizienten-Steuereinheit) 41b, die einen optimalen Dämpfungskoeffizient für den Stoßdämpfer SA auf der Grund­ lage des von der Eingangsschaltung 41a abgeleiteten Fahr­ zeugverhaltens errechnet und das den Dämpfungskoeffizient bestimmende Koeffizienten-Steuersignal dv ausgibt, und eine ersten Anormalitäts-Erfassungsschaltung 41c, die ein Vorlie­ gen oder Nichtvorliegen einer Anormalität in der Rechner­ schaltung 41b aufgrund des von der Rechnerschaltung 41d aus­ gegebenen Koeffizienten-Steuersignals dv bestimmt und ein Signal evl für das Vorliegen einer Anormalität ausgibt, wenn die Anormalität erfaßt wurde. Das Erfassen der Anormalität wird später beschrieben.

In der Darstellung ist ein Schrittmotor 3 zwischen einer Steuereinheit 4, d. h. der Untersteuereinheit 42 und dem zu­ gehörigen Stoßdämpfer zwischengeschaltet.

Die Untersteuereinheit 42 ist integral in den Schrittmotor 3 einbezogen.

Wie in Fig. 1 dargestellt umfaßt die Untersteuereinheit 42: eine Antriebssignal-Rechnerschaltung (Antriebssteuereinheit) 42a die ein Antriebs/Steuer-Signal tv auf der Grundlage des Koeffizienten-Steuersignals dv aus der Rechnerschaltung 41b errechnet; eine Antriebsschaltung 42b, die ein Antriebs/­ Steuer-Signal tv für den Antrieb des Schrittmotors 3 aufgrund des Rechenergebnisses der Antriebssignal-Rechner­ schaltung 42a erzeugt und ausgibt; eine zweite Anormalitä­ ten-Erfassungsschaltung 42c, die das Vorliegen oder Nicht­ vorliegen einer Anormalität in der Steuersignal-Rechner­ schaltung 42a und der Antriebsschaltung 42b aufgrund des von der Antriebsschaltung 42b ausgegebenen Antriebs/Steuer- Signals tv bestimmt; und eine Ausfallsicherungs-Schaltung 42d, die nach Empfang eines der Anormalitäts-Signale ev1 oder ev2 von den jeweiligen Anormalitäts-Erfassungschaltun­ gen 41c und 42c einen vorgegebenen Ausfallsicherungsantrieb für den Schrittmotor 3 erzeugt.

Fig. 2 zeigt als nächstes eine Schnittdarstellung eines der Stoßdämpfer SA.

Jeder Stoßdämpfer SA weist gemäß Fig. 2 auf: einen Zylinder 30, einen Kolben 31 in dem Zylinder 30 um diesen in eine obere Kammer A und eine untere Kammer B zu unterteilen, eine äußere Umhüllung 33 zum Bilden eines Reservoirs C am Außen­ umfang des Zylinders 30, eine Basis 34 zum Begrenzen der unteren Kammer B und des Reservoirs C, ein Führungsteil 35 zum gleitenden Führen der mit dem Kolben 31 verbundenen Kolbenstange 7, eine Druckfeder 36 zwischen der äußeren Umhüllung 33 und dem Fahrzeugkörper, und einen Gummipuffer (oder Buchse) 37.

Fig. 3 zeigt als nächstes einen vergrößerten Schnitt des Kolbens 31 und der ihn umgebenden Teile.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist der Kolben 31 mit Durchgangsöff­ nungen 31a und 31b ausgebildet, und ein Ausdehnungshubsei­ ten-Dämpfungsventil 12 sowie ein Kompressionshubseiten-Dämp­ fungsventil 20 dienen zum Öffnen und Schließen der Durch­ gangsöffnungen 31a und 31b. Eine Verbindungsöffnung 39 ist an einem Ende der Kolbenstange 7 ausgebildet und durchsetzt den Kolben 31. Die Verbindungsöffnung 39 verbindet die obere Kammer A und die unter Kammer B. Ein Einsteller 40 verändert im Betrieb den Strömungsquerschnitt der Verbindungsöffnung 39.

Es sind Ausdehnungshubseiten- und Kompressionshubseiten Rückschlagventile 17 und 22 vorgesehen, die die Strömungs­ verbindung der Verbindungsöffnung 39 entsprechend der Rich­ tung des Fluidstroms ermöglichen oder unterbrechen.

Wie später noch beschrieben, wird der Einsteller 40 durch den Schrittmotor 3 gedreht. An dem Ende der Kolbenstange sind ein erster Durchlaß 21, ein zweiter Durchlaß 13, ein dritter Durchlaß 18 und ein fünfter Durchlaß 16 ausgebildet. Ein Halteteil 38 ist am Sitz des Kompressionsseiten-Rück­ schlagventils 22 angeordnet.

Weiterhin weist der Einsteller 40 einen hohlen Teil 19, eine erste seitliche Öffnung 24 und eine zweite seitliche Öffnung 25 auf. Außerdem ist an seinem äußeren Umfang eine Längsnut 23 ausgebildet.

In jedem Stoßdämpfer SA sind vier Strömungswege vorhanden, durch welche ein Arbeitsfluid beim Ausdehnungshub des Kolbens zwischen der oberen Kammer A und der unteren Kammer B kommunizieren kann: 1) ein erster Ausdehnungsseiten- Strömungsweg D, der den Fluidstrom von der Durchgangsöffnung 31b durch die Innenseite des geöffneten Ausdehnungsseiten- Dämpfungsventils 12 in die untere Kammer B leitet, 2) ein zweiter Ausdehnungsseiten-Strömungsweg E, der den Fluidstrom von dem zweiten Durchlaß 13, der Längsnut 23 und dem vierten Durchlaß 14 durch die Außenseite des geöffneten Ventils des Ausdehnungsseiten-Dämpfungsventils 12 in die untere Kammer B leitet, 3) ein dritter Ausdehnungsseiten-Strömungsweg F, der den Fluidstrom durch den zweiten Durchlaß 13, die Längsnut 23 und den fünften Durchlaß 16 in die untere Kammer B über das geöffnete Ausdehnungsseiten-Rückschlagventil 17 leitet, und 4) ein Bypass-Strömungsweg G, der den Fluidstrom durch den dritten Durchlaß 18, eine zweite seitliche Öffnung 25 und den hohlen Teil 19 in die untere Kammer B leitet.

Ferner ist der Strömungsweg des während des Kompressionshubs in der unteren Kammer B komprimierten Arbeitsfluids in die obere Kammer A in drei Wege unterteilt: 1) ein erster Kom­ pressionsseiten-Strömungsweg H durch das offene Kompres­ sionsseiten-Dämpfungsventil 20, 2) ein zweiter Kompressions­ seiten-Strömungsweg J von dem hohlen Teil 19, der ersten seitlichen Öffnung 24 und dem ersten Durchlaß 21 durch das geöffnete Kompressionsseiten-Rückschlagventil 22 in die obere Kammer A, und 3) ein Bypass-Strömungsweg G von dem hohlen Teil 19, der zweiten seitlichen Öffnung 25 und dem dritten Durchlaß 18 in die obere Kammer A.

Im einzelnen ist der Stoßdämpfer SA so aufgebaut, daß er den Dämpfungskoeffizient in mehreren Stufen entweder auf der Ausdehnungshubseite oder auf der Kompressionshubseite mit einer in Fig. 4 dargestellten Charakteristik ändert, wenn der Einsteller 40 gedreht wird.

In weiteren Einzelheiten ist dann, wenn der Einsteller aus einer Stellung, in der der Dämpfungskoeffizient sowohl auf der Ausdehnungs- als auch auf der Kompressionshubseite in einem weichen Bereich ist (nachfolgend als weicher Bereich SS bezeichnet), im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, der Dämpfungskoeffizient nur auf der Ausdehnungshubseite in mehreren Stufen veränderbar und der Dämpfungskoeffizient auf der Kompressionshubseite (nachfolgend als harter Expansions­ hubseiten-Bereich HS bezeichnet) ist fest. Wenn andererseits der Einsteller aus der oben genannten Stellung im Uhrzeiger­ sinn gedreht wird, ist nur der Dämpfungskoeffizient auf der Kompressionshubseite in mehreren Stufen veränderbar und der an der Expansionshubseite ist fest (nachfolgend als harter Kompressionshubseiten Bereich SH bezeichnet).

Für die Einstellungen, in denen der Einsteller gedreht und in eine der Stellungen (1), (2) und (3) von Fig. 5 gebracht ist, sind Schnittdarstellungen entlang den Linien K-K, M-M und N-N aus Fig. 3 jeweils in Fig. 6(A) bis 8(C) gezeigt und ihre Dämpfungscharakteristiken in den jeweiligen Einstel­ lungen sind in den Fig. 9 bis 11 gezeigt.

Als nächstes zeigt Fig. 12 einen vergrößerten Schnitt mit einer Einstellung des Schrittmotors 3.

Der Schrittmotor 3 weist ein Gehäuse 3a, eine Abtriebswelle 3b, einen Rotorkern 3c, einen Rotormagnet 3d, eine Stator­ spule 3e und einen Statorkern 3f auf. Die Bezugsziffern 3g und 3h in Fig. 12 bezeichnen Lagerzapfen.

Die Untersteuereinheit 42 ist in das obere Ende des Gehäuses 3a eingesetzt.

Als nächstes wird das Erfassen einer Anormalität durch die Schaltungen 41c, 42c erläutert.

Fig. 13 zeigt ein Blockschaltdiagramm eines wesentlichen Teils der Steuereinheit 4.

Das Koeffizienten-Steuersignal dv, das von der Hauptsteuer­ einheit 41 zu der Untersteuereinheit 42 übertragen wird, setzt sich aus 6 Arten von Null- und Eins-Bitmustern zu­ sammen (AH, AL, BH, BL, CH und CL), d. h. aus einem Muster von 6 Null/Eins-Bitsignalen. Außerdem besteht das Antriebs/­ Steuer-Signal tv, das von der Untersteuereinheit 42 an den Schrittmotor 3 übertragen wird, aus 3 Arten von Null- und Eins-Bitmustern (u, v, w) bzw. aus einem Muster von 3 Null/­ Eins-Bitsignalen.

Fig. 14 zeigt die Bitmuster des Koeffizienten-Steuersignals dv und des Antriebs/Steuer-Signals tv.

Die Bitmuster des Koeffizienten-Steuersignals dv und des Antriebs/Steuer-Signals tv sind in Fig. 14 auf der Grundlage der Antriebsschritte in dem Schrittmotor 3 dargestellt.

Wenn somit die Steuereinheiten 41 und 42 beide normal arbei­ ten, wird das Koeffizienten-Steuersignal dv nacheinander in dem Null/Eins-Bitmuster in Fig. 14 geändert, so daß z. B., wenn das gegenwärtige Muster Nr. 6 in der Drehrichtung ist, das nächste Signalmuster Nr. 5 oder Nr. 7 ist. Dasselbe ist bei dem Antriebs/Steuer-Signal tv der Fall.

Die erste Anormalitäts-Erfassungsschaltung 41c stellt eine Änderung bei dem Koeffizienten-Steuersignal dv fest. Wenn das Koeffizienten-Steuersignal dv in ein nicht mögliches Bitmuster abgewandelt wird, wird das Signal ev1 zum Vorlie­ gen einer Anormalität an die Rechnerschaltung 41b und die Ausfallsicherungsschaltung 42d ausgegeben.

Andererseits erfaßt die zweite Anormalitäts-Erfassungs­ schaltung 42c sowohl das Koeffizienten-Steuersignal dv als auch das Antriebs/Steuer-Signal tv, um zu bestimmen, ob die beiden Signalmuster mit den in Fig. 14 dargestellten über­ einstimmen. Falls keine Übereinstimmung gegeben ist, wird das das Vorliegen einer Anormalität anzeigende Signal ev2 an die Ausfallsicherungsschaltung 42c ausgegeben.

Nachfolgend wird der Aufbau und die Wirkungsweise der Aus­ fallsicherungsschaltung 42d beschrieben.

Wenn ein Signal ev1 über das Vorliegen einer Anormalität von der ersten Anormalitäts-Erfassungsschaltung 41c eingegeben wird, wird das Antriebs/Steuerungs-Signal tv an den Schritt­ motor 3 ausgegeben, das den Dämpfungskoeffizient in den oben erläuterten harten Ausdehnungshubseiten-Bereich HS bringt. Wenn andererseits das Signal ev2 des Vorliegens einer Anormalität von der zweiten Anormalität-Erfassungsschaltung 42c eingegeben wird, wird der Ablauf der Treiberschaltung 42d angehalten und das Ausgeben des Antriebs/Steuerungs-Sig­ nals tv wird unterbrochen.

Nachfolgend wird die Dämpfungskoeffizienten-Steuerung der Rechnerschaltung 41b erläutert.

Die Rechnerschaltung 41b verarbeitet die von dem Longitudi­ nal-G-Sensor 1 abgeleitete Längsbeschleunigung zum Berechnen der Längsgeschwindigkeit der gefederten Masse. Danach wird der Dämpfungskoeffizient des Stoßdämpfers SA in Beziehung zu der Richtung und der Größe der Längsgeschwindigkeit der gefederten Masse gesetzt.

Das bedeutet, daß dann, wenn die Längsgeschwindigkeit der gefederten Masse positiv (aufwärts) ist, der Dämpfungskoef­ fizient in den harten Ausdehnungshubseiten-Bereich HS gebracht wird, und wenn die Längsgeschwindigkeit der gefederten Masse negativ (abwärts) ist, der Dämpfungskoeffi­ zient in den harten Kompressionshubseiten-Bereich HS gebracht wird. Wenn ferner die Längsgeschwindigkeit der gefederten Masse größer wird, wird auch der Dämpfungskoeffi­ zient auf der gedämpften Seite höher. Wenn somit bei dieser Ausführung die Fahrzeuggeschwindigkeit größer wird, wird der Dämpfungskoeffizient höher.

Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorgegebenen Ge­ schwindigkeitswert überschreitet und die Lenkung eine Ände­ rungsrate aufweist, die einen bestimmten Wert übersteigt, wie es durch die Eingangswerte des Fahrzeuggeschwindigkeit­ sensors 5a und des Lenkwinkelsensors 5b erfaßt wird, ermit­ telt die Steuereinheit 4, daß eine Roll- bzw. Neigungsbewe­ gung des Fahrzeugkörpers erfolgt, und die zwei Stoßdämpfer SA an der abwärts bewegten Fahrzeugseite (verringerte Fahr­ zeughöhe) erhalten die Dämpfungskoeffizienten des harten Kompressionshubseiten-Bereiches SH, und die beiden Stoßdämp­ fer SA an der aufwärts bewegten Fahrzeugseite (vergrößerte Fahrzeughöhe) erhalten die Dämpfungskoeffizienten des harten Expansionshubseiten-Bereichs HS.

Die Einrichtung zum Steuern des Dämpfungskoeffizienten nach der bevorzugten Ausführungsform arbeitet wie folgt.

A) Wenn eine Anormalität oder ein Fehler in der Rechner­ schaltung auftritt: Wenn die Anormalität in der Rechner­ schaltung 41b auftritt und das Koeffizienten-Steuersignal dv in ein nach Fig. 14 nicht mögliches Muster abgewandelt wird, wird das Signal ev1 über das Auftreten einer Anormalität an die Rechnerschaltung 41b und die Ausfallsicherungsschaltung 42d ausgegeben.

Daraufhin unterbricht die Rechnerschaltung 41b die Steuerung und der Ausgang wird vollständig auf AUS geschaltet; die Ausfallsicherungsschaltung 42d steuert die Antriebsschaltung 42b derart, daß das Antriebs/Steuer-Signal tv von der Antriebsschaltung 42b ausgegeben wird, um den Dämpfungskoef­ fizient des Stoßdämpfers SA auf einen vorbestimmten Wert in dem harten Ausdehnungshubseiten-Bereich HS einzustellen.

B) Wenn die Untersteuereinheit 42 anormal arbeitet: Wenn die Anormalität in der Untersteuereinheit 42 auftritt und das Koeffizienten-Steuersignal dv mit dem Antriebs/Steuer- Signal tv nicht übereinstimmt, gibt die zweite Anormali­ täts-Erfassungsschaltung 42c das Signal ev2 über das Vorliegen einer Anormalität an die Ausfallsicherungs­ schaltung 42d.

Dementsprechend unterbricht die Ausfallsicherungsschaltung 42d den Ablauf der Antriebsschaltung 42b um die Ausgabe des Antriebs/Steuer-Signals tv an den Schrittmotor 3 zu unterbinden.

Wenn, wie vorstehend beschrieben, die Anormalität in der Hauptsteuereinheit 41 auftritt, wird der Stoßdämpfer SA in dem harten Ausdehnungshubseiten-Bereich HS festgelegt.

Wenn andererseits die Anormalität in der Untersteuereinheit 42 vorliegt, wird die Steuerung des Dämpfungskoeffizienten an dem Stoßdämpfer SA angehalten, um einen Ausfallsiche­ rungsantrieb durchzuführen.

Da sich dann, wenn die anormale Steuerung nicht mit dem Fahrzeugverhalten übereinstimmt, das Fahrzeug nicht unge­ wöhnlich verhält, kann auch beim Auftreten einer Anormalität ein Effekt wie Verringerung der Lenkstabilität und des Fahr­ komforts nicht auftreten.

Wenn zwischen der beim Fahrersitz angeordneten Hauptsteuer­ einheit 41 und dem am oberen Ende jedes Stoßdämpfers SA angeordneten Schrittmotor 3 ein Leitungsbruch erfolgt, kann die Einrichtung den entsprechenden Schrittmotor in die soge­ nannte sichere Seite steuern, in der der Schrittmotor die Dämpfungscharakteristik des harten Ausdehnungshubseiten-Be­ reiches HS erzeugt.

Wenn auch bei der vorgeschriebenen Ausführungsform der Ge­ schwindigkeitssensor bzw. die Geschwindigkeitssensoren für die Längsgeschwindigkeit der gefederten Masse und der Lenk­ winkelsensor als Mittel zum Erfassen des Fahrzeugverhaltens angegeben sind, so können auch andere Sensoren zur Anwendung kommen, wie etwa ein Sensor bzw. Sensoren, die eine Relativ­ geschwindigkeit zwischen den Längsgeschwindigkeiten der gefederten und der ungefederten Masse erfassen, ferner ein Lastsensor bzw. Lastsensoren, ein Dämpfungssensor bzw. Dämp­ fungssensoren, ein Sensor bzw. Sensoren zum Erfassen seit­ licher Beschleunigungen des Fahrzeugkörpers, und/oder ein Sensor bzw. Sensoren zum Erfassen von Beschleunigungen in der und gegen die Fahrtrichtung.

Ferner kann, abweichend von der beschriebenen Ausbildung des Ausfallsicherungsantriebs die Antriebe wie etwa für das Stellglied beim Erfassen einer Anormalität in folgender Weise augebildet sein: ein Antrieb dahingehend, daß der Stoßdämpfer SA in dem harten Ausdehnungshubseiten-Bereich HS festgelegt wird; ein Antrieb dahingehend, daß die Dämpfungs­ koeffizienten-Steuerung für den Stoßdämpfer SA angehalten wird; andere Mittel zum Einstellen des Dämpfungskoeffizien­ ten in weiche Bereiche in den Ausdehnungs- und Kompressions­ hubseiten, zum Einstellen des Dämpfungskoeffizienten in harte Bereiche auf den Ausdehnungs- und Kompressionshub­ seiten, und zum Einstellen des Dämpfungskoeffizienten in mittleren Bereichen.

Die Dämpfungskoeffizienten-Charakteristik ist somit nicht auf die der bevorzugten Ausführungsform beschränkt.

Bei der bevorzugten Ausführung ist die erste Schaltung 41c zum Erfassen einer Anormalität in der Hauptsteuereinheit 41 vorgesehen. Es können jedoch auch die Antriebssignal-Erzeu­ gerschaltung 42a und/oder die zweite Schaltung 42c zur Anor­ malitätserfassung in der Hauptsteuereinheit 41 untergebracht sein.

Wie vorstehend beschrieben ist bei der erfindungsgemäßen Einrichtung zum Steuern des Dämpfungskoeffizienten an Stoß­ dämpfern in der Steuereinheit eine Dämpfungskoeffizienten- Steuereinheit zum Ermitteln eines optimalen Dämpfungskoeffi­ zienten durch einen Rechenvorgang elektrisch und mechanisch (physikalisch) von der Antriebs/Steuer-Einheit getrennt, die ein Signal zum Antrieb des Stellgliedes erzeugt, und die An­ triebs/Steuer-Einheit ist räumlich in das Stellglied einbe­ zogen. Das Stellglied hat eine Ausfallsicherungs-Steuerein­ heit, um das Stellglied in die ausfallsichere Seite einzu­ stellen, wenn ein eine Anormalität anzeigendes Signal ein­ geht. Das Stellglied kann in die sichere Seite gesteuert werden, wenn entweder die Dämpfungskoeffizienten-Steuerein­ heit oder das Stellglied versagt, obwohl die Dämpfungskoef­ fizienten-Steuereinheit räumlich von dem Stellglied getrennt ist.

Somit wird eine zuverlässigere Wirkung erzielt und die Lenk­ stabilität sowie der Fahrkomfort können beim Auftreten einer Anormalität verbessert werden. Dieser Effekt wird auch erreicht, wenn die Verbindung zwischen der Dämpfungskoeffi­ zient-Steuereinheit und dem Stellglied unterbrochen ist.

Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine Einrichtung zum Steuern eines variablen Dämpfungskoeffizienten für wenig­ stens einen Fahrzeugstoßdämpfer, der zwischen einem Fahr­ zeugkörper und einem Fahrzeugrad angeordnet ist. Ein Ein­ steller des Stoßdämpfers ist so ausgebildet, daß er die Ein­ stellung zum Erzielen eines optimalen Dämpfungskoeffizienten des Stoßdämpfers in Abhängigkeit vom Antrieb eines Stell­ gliedes (Schrittmotor) ändert. Ein Fühler ist so ausgebil­ det, daß er das Fahrzeugverhalten erfaßt. Eine Dämpfungsko­ effizienten-Steuereinheit erzeugt einen optimalen Dämpfungs­ koeffizient entsprechend dem jeweiligen Fahrzeugverhalten. Eine Antriebs/Steuer-Einheit zum Erzeugen eines Antrieb­ /Steuer-Signals für die Betätigung des Stellgliedes ist von der Dämpfungskoeffizient-Steuereinheit getrennt und räumlich in das Stellglied einbezogen. Ferner ist eine Ausfallsiche­ rungs-Schaltung räumlich in das Stellglied einbezogen und dient zum Bilden eines bestimmten Ausfallsicherungs-Antriebs für das Stellglied aufgrund eines Signals, welches das Auf­ treten einer Anormalität entweder in der Dämpfungskoeffi­ zient-Steuereinheit oder in der Antriebs/Steuer-Einheit der Dämpfungskoeffizient-Steuerung anzeigt.

Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Abwandlungen möglich.

Claims (10)

1. Steuervorrichtung zur variablen Einstellung der Dämp­ fungskraft von wenigstens einem hydraulischen Schwin­ gungsdämpfer (SA), der zwischen Fahrzeugaufbau und -rad angeordnet ist, mit

• a) Einrichtungen (1; 5a; 5b) zur Erfassung des Fahrzeug­ zustands;
• b) einer Steuereinheit, welcher die Signale der Einrich­ tungen (1; 5a; 5b) zur Erfassung des Fahrzeugzustands zugeführt werden und welche in Abhängigkeit der Sig­ nale die Dämpfungskraft für den Schwingungsdämpfer (SA) ermittelt und ein Steuersignal erzeugt, und
• c) einem Stellglied (3), welchem das Steuersignal der Steuereinheit zugeführt wird und welches derart ein­ gestellt wird, daß eine Dämpfungskraft von dem Schwingungsdämpfer (SA) gemäß dem Fahrzeugzustand geliefert wird, wobei die Steuereinheit bei einer Fehlfunktion während der Verstellung des Schwin­ gungsdämpfers ein Signal zur Einstellung einer vorge­ gebenen Dämpfungskraft an das Stellglied (3) abgibt,

dadurch gekennzeichnet, daß

• a) eine Steuereinheit (41) zur Ermittlung der Dämpfungs­ kraft und eine Steuereinheit (42) zur Erzeugung des Steuersignals für das Stellglied vorgesehen sind, wobei die Steuereinheit (42) zur Erzeugung des Steuersignals in das Stellglied (3) integriert und von der Steuereinheit (41) zur Ermittlung der Dämp­ fungskraft räumlich getrennt ist,
• b) Einrichtungen (41c; 42c) vorgesehen sind, welche eine entweder in der Steuereinheit (41) zur Ermittlung der Dämpfungskraft und/oder der Steuereinheit (42) zur Erzeugung des Steuersignals auftretende Fehlfunktion erfassen und dann jeweils ein Signal an eine Steuer­ einheit (42d) zur Ausfallsicherung abgeben, und
• c) die Steuereinheit (42d) zur Ausfallsicherung zusammen mit der Steuereinheit (42) zur Erzeugung des Steuer­ signals in dem Stellglied (3) angeordnet ist und bei einer Fehlfunktion der Steuereinheiten (41; 42) in Abhängigkeit der Signale der Einrichtungen (41c; 42c) ein Steuersignal zur Einstellung einer vorgegebenen Dämpfungskraft an das Stellglied (3) abgibt oder die Übertragung des Steuersignals an das Stellglied (3) unterbricht.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Einrichtung (42c) zum Erfassen einer Fehl­ funktion in das Stellglied (3) integriert ist, um eine Fehlfunktion in dem Stellglied (3) zu erfassen und ein Signal über das Auftreten der Fehlfunktion zu erzeugen und an die Ausfallsicherungs-Steuereinheit (42d) sowie an die Steuereinheit (41) zur Ermittlung der Dämpfungs­ kraft zu übertragen, und daß die Steuereinheit (41) zur Ermittlung der Dämpfungskraft aufgrund des Signals über das Vorliegen der Fehlfunktion von der die Fehlfunktion erfassenden Einrichtung (42c) eine vorgegebene Ausfall­ sicherung ausführt.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die von der Ausfallsicherungs-Steuereinheit (42d) durchgeführte Ausfallsicherung auf das Stellglied (3) in der Weise erfolgt, daß die Zugstufe des Schwin­ gungsdämpfers (SA) auf eine relativ hohe Dämpfung einge­ stellt wird, und daß die vorgegebene Ausfallsicherung, welche von der Steuereinheit (41) zur Ermittlung der Dämpfungskraft durchgeführt wird, so abläuft, daß die Übertragung der ermittelten Werte für die Dämpfungskraft an das Stellglied (3) verhindert wird.

4. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (1; 5a; 5b) zur Erfassung des Fahrzeugzustands einen Sensor für die Vertikalbeschleunigung der gefederten Masse aufweist, der an dem Fahrzeugaufbau benachbart zu dem Schwingungs­ dämpfer (SA) angeordnet ist.

5. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (1; 5a; 5b) zur Erfassung des Fahrzeugzustands einen Fahrzeugge­ schwindigkeitssensor aufweist, der die Fahrzeuggeschwin­ digkeit erfaßt, sowie einen Lenkwinkelsensor, und daß mehrere Schwingungsdämpfer (SA) vorgesehen sind, von denen jeder zwischen dem Fahrzeugaufbau und dem ent­ sprechenden Fahrzeugrad angeordnet ist.

6. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, da­ durch gekennzeichnet, daß das Stellglied (3) durch einen Schrittmotor gebildet wird, der mit einer Anordnung zum Verändern der Dämpfungskraft verbunden ist.

7. Steuervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Anordnung zum Verändern der Dämpfungs­ kraft einen Einsteller (40) aufweist, der an dem Schwin­ gungsdämpfer (SA) angebracht ist, und daß die Einstel­ lung des Einstellers (40) in drei Stellungen entspre­ chend dem Drehwinkel aufgrund des Antriebssignals des Schrittmotors veränderbar ist.

8. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (41) zur Ermittlung der Dämpfungskraft ein Signal an die Ausfall­ sicherungs-Steuereinheit (42d) sowie an eine Rechner­ einheit der Steuereinheit (41) zur Ermittlung der Dämpfungskraft ausgibt, wenn die Fehlfunktion in der Steuereinheit (41) zur Ermittlung der Dämpfungskraft erfaßt wird.

9. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, da­ durch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (41) zur Ermittlung der Dämpfungskraft aus einem Mikrocomputer als Hauptsteuereinheit besteht und daß die Steuereinheit (41) zur Ermittlung der Dämpfungskraft bei normaler Betriebsweise ein Dämpfungskraft-Signal (dv) an die Steuereinheit (42) zur Erzeugung des Steuersignals ausgibt.

10. Steuervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steuereinheit (42) zur Erzeugung des Steuersignals von der Steuereinheit (42d) zur Ausfall­ sicherung, der Einrichtung (42c) zum Erfassen einer Fehlfunktion, einem Antriebssignalgenerator und einer Antriebsschaltung für den Schrittmotor gebildet wird, daß die Antriebsschaltung ein Steuersignal (tv) entspre­ chend dem Dämpfungskraft-Signal (dv) ausgibt, wenn die Steuereinheit (42) zur Erzeugung des Steuersignals als eine Untersteuereinheit normal arbeitet, und daß die Einrichtung (42c) zum Erfassen einer Fehlfunktion jedes Bitmuster des Dämpfungskraft-Signals (dv) und des Steuersignals (tv) erfaßt und das Signal über das Vor­ liegen der Fehlfunktion an die Steuereinheit (42d) zur Ausfallsicherung ausgibt, wenn sie ermittelt, daß eines der Bitmuster des Dämpfungskraft-Signals (dv) oder des Steuersignals (tv) nicht mit dem anderen Bitmuster übereinstimmt.