DE4244871C2

DE4244871C2 - Dämpfungskraftsteuer- bzw. -regelsystem für die Radaufhängung eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE4244871C2
Application number: DE4244871A
Authority: DE
Inventors: Makoto Kimura; Toru Takahashi; Hiroyuki Shimizu
Original assignee: Atsugi Unisia Corp
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-02-22
Filing date: 1992-02-20
Publication date: 1999-02-18
Anticipated expiration: 2012-02-21

Description

Die Erfindung betrifft ein System zum variablen Steuern bzw. Regeln der Dämpfungskraft eines Schwingungsdämpfers (nach folgend Dämpfer genannt) der im Oberbegriff des Patentan spruchs 1 genannten Art.

Die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung JP 64-60441 A, veröffentlicht am 7. März 1989, beschreibt ein im Stand der Technik vorgeschlagenes Dämpfungskraftsteuersystem für einen in der Dämpfungskraft variablen Dämpfer. Das vorge schlagene Dämpfungskraftsteuersystem erfaßt eine Relativ geschwindigkeit einer ungefederten Masse bezüglich einer gefederten Masse, um eine Dämpfungskraft des Dämpfers zu bestimmen, vergleicht die erfaßte Relativgeschwindigkeit mit einem vorbestimmten Schwellenwert und steuert die Dämpfungs kraft in Richtung auf eine hohe Dämpfungskraftseite, wenn die Relativgeschwindigkeit den Schwellenwert überschreitet.

Da jedoch in einem Hochfrequenzbereich, in welchem die Schwingungsfrequenz der ungefederten Masse die Resonanzfre quenz überschreitet, die Häufigkeit, mit welcher die Rela tivgeschwindigkeit den vorbestimmten Schwellenwert über schreitet, erhöht wird, wird der Dämpfer auf der hohen Dämpfungskraft gehalten. Daher wird mehr Dämpfungskraft als nötig erzeugt, so daß der Fahrzeugkomfort verschlechtert wird.

Ein weiteres variables Steuersystem für den Dämpfungskraft koeffizienten ist in der japanischen Patentveröffentlichung JP 61-163011 A (veröffentlicht am 23. Juni 1986) beschrie ben.

Dieses andere Dämpfungskraftsteuersystem verwendet die Geschwindigkeit der ungefederten Masse und die Relativge schwindigkeit zwischen der ungefederten Masse und der gefederten Masse und steuert die Dämpfungs kraft in Richtung auf die Seite einer höheren Dämpfungskraft, wenn das Vorzeichen der Ge schwindigkeit der ungefederten Masse mit dem Vorzeichen der Relativgeschwindigkeit nicht übereinstimmt, und steuert die Dämpfungskraft in Richtung auf die Seite einer niedrigeren Dämpfungskraft, wenn eine Überein stimmung zwischen den Vorzeichen vorliegt.

Obwohl bei diesem System kein Problem vorliegt, wenn die Schwingungsfrequenz der ungefederten Masse auf Seiten einer Frequenz liegt, die niedriger ist als in einem benachbarten Be reich zu einer Resonanzfrequenz der ungefederten Masse, weicht der Steuerzeitpunkt vom erforderlichen Zeitpunkt aufgrund der Ein flüsse einer elektrischen Steuerverzögerung und der hydrau lischen Ansprechverzögerung des hydraulischen Drucks einer Hydraulikkammer des Dämpfers ab. Folglicherweise wird ebenfalls der Fahrzeugkomfort verschlechtert.

Die gattungsgemäße DE 39 38 304 A1 beschreibt ein Kraftfahr zeug-Aufhängungssystem, bei dem eine Aufhängungsanordnung zwi schen der Fahrzeugkarosserie als gefederter Masse und einem Radaufhängungsteil als ungefederter Masse angeordnet ist, das das Fahrzeugrad drehbeweglich lagert. Die Aufhängungsanordnung weist einen Schwingungsdämpfer auf, der eine Relativbewegung zwischen der Fahrzeugkarosserie und dem Aufhängungsteil dämpft. Der Schwingungsdämpfer bringt einen Widerstand gegen eine Rela tivbewegung zwischen der Fahrzeugkarosserie und dem Aufhän gungsteil auf. Eine Sensoreinrichtung überwacht die Relativlage der Fahrzeugkarosserie und des Aufhängungsteiles, um ein Sensorsignal zu erzeugen, das einen Einfederungs- und einen Ausfederungshub repräsentiert. Eine Steuereinrichtung empfängt das Sensorsignal zur Unterscheidung zwischen einer niedrigen Frequenz und einer hohen Frequenz, die auf der Grundlage der Frequenz der Einfederungs- und Ausfederungsbewegung bei einem bestimmten Schwingungsfrequenzwert umschaltet, und die ein Auf hängungssteuersignal ableitet, aufgrund dessen der Schwingungs dämpfer härter eingestellt wird, wenn ein Schwingungszustand im Niedrigfrequenzbereich erfaßt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dämpfungskraft koeffizient-Steuer- bzw. Regelsystem zu schaffen, welches einen verbesserten Fahrzeugkomfort ermöglicht.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des An spruchs 1.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung anhand der Zeichnung.

Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Dämpfungskraft-Regelsystems gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 ein allgemeines, den Gegenstand der Stammanmeldung bezeichnendes Regelflußdiagramm, das von einer Steuereinrichtung (der Steuereinheit) gemäß Fig. 1 ausgeführt wird,

Fig. 3 ein detailliertes Flußdiagramm eines Schrittes 300 gemäß Fig. 2,

Fig. 4 ein detailliertes Flußdiagramm eines Schrittes 400 gemäß Fig. 2,

Fig. 5 eine Darstellung zur Erklärung einer Wellenform einer Schwingungsfrequenz der gefederten Masse,

Fig. 6 eine Darstellung zur Erklärung einer Wellenform eines maximalen Dämpfungskraftwertes (MD),

Fig. 7 ein Regelflußdiagramm, das von dem Steuergerät des Dämpfungskraft-Regelsystems gemäß der Erfindung ausgeführt wird,

Fig. 8 eine Darstellung zur Erklärung von Wellenformen der Geschwindigkeit V der gefederten Masse und der re lativen Geschwindigkeit V_R, die bei der Ausfüh rungsform gemäß Fig. 7 verwendet werden,

Fig. 9 ein charakteristischer Graph, der die Feder- Charakteristik einer gefederten Masse bezüglich einer Schwingungsfrequenz H_z der gefederten Masse darstellt, die bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 auftritt,

Fig. 10 ein der Fig. 9 entsprechender charakteristischer Graph, der die Geschwindigkeit der gefederten Mas se, die Relativgeschwindigkeit und einen Dämpfungs kraftkoeffizienten gemäß Fig. 8 darstellt, und

Fig. 11 ein virtuelles Bild eines Speichers der Steuer- bzw. Regeleinrichtung, das einen Datenplan DM darstellt, der bei der Ausführungsform der Stamm anmeldung verwendet wird, und der in der Steuer einrichtung gemäß Fig. 1 ausgeführt bzw. benutzt wird.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert:

Fig. 1 zeigt ein Dämpfungskraftsteuer- bzw. Regelsystem (nachfolgend Regelsystem genannt) gemäß einer Ausführungs form der Erfindung.

Ein Dämpfer 1 ist im Beispielsfalle als ein Dämpfer mit variabler Dämpfungskraft ausgebildet und seine Dämpfungs kraft kann in drei Stufen von Dämpfungskraftkoeffizient einstellpositionen bei der Ausführungsform variiert werden.

Der Dämpfer 1 weist eine Kolbenstange und einen Dämpfungs krafteinstellmechanismus mit einer hydraulischen Flußein stelleinrichtung auf, die in der Kolbenstange angeordnet ist. Der Dämpfungskrafteinstellmechanismus wird gemäß einem Eingangssteuersignal gedreht, das von einer Steuereinrich tung (Steuereinheit) 2 abgeleitet wird, so daß ein Dämp fungskraftbereich beim Expansionshub und beim Kompressions hub auf drei Stufen von einer weichesten Stellung bis zu einer härtesten Stellung variiert werden kann.

Ein Schritt- bzw. Impulsmotor treibt den Dämpfungskraftein stellmechanismus des Dämpfers 1 an, um die Stellung des Dämpfungskrafteinstellmechanismus auf eine Mehrzahl von Stufen (bei der ersten Ausführungsform hoch und niedrig) einzustellen, so daß der Dämpfungskrafteinstellmechanismus den Dämpfungskraftbereich auf eine der Mehrzahl von Stufen von einer minimalen Dämpfungskraft zu einer maximalen Dämpfungskraft einstellen kann.

Ein Vertikalbeschleunigungssensor 3 erfaßt eine Beschleu nigung in einer vertikalen Richtung einer gefederten Masse, d. h. im Beispielsfalle der Fahrzeugkarosserie, und gibt ein elektrisches Signal gemäß einer Größe der vertikalen Be schleunigung aus. Zusätzlich wird die erfaßte Beschleunigung integriert, um ein Geschwindigkeitssignal zu erhalten, und daher dient der Vertikalbeschleunigungssensor 3 als Einrich tung zur Erfassung der Geschwindigkeit der gefederten Masse.

Ein Gewichtssensor 4 ist als Relativgeschwindigkeitserfas sungseinrichtung vorgesehen, welcher eine Relativgeschwin digkeit der ungefederten Masse und der gefederten Masse erfaßt, d. h. eine Expansionsseitengeschwindigkeit des Dämp fers 1, wobei der Gewichtssensor 4 an einem Fahrzeuglager bereich des Dämpfers angeordnet ist, beispielsweise zur Er fassung eines Eingangsgewichtes, das vom Dämpfer 1 auf die Fahrzeugkarosserie ausgeübt wird, und um ein elektrisches Signal gemäß diesem Gewicht auszugeben.

Die Steuereinrichtung 2 gibt das Steuersignal an den Impuls motor auf der Basis des Eingangssignals, das vom Vertikal beschleunigungssensor 3 und vom Gewichtssensor 4 abgeleitet wird, so daß der Dämpfer 1 eine optimale Dämpfungskraft charakteristik in Abhängigkeit vom Steuersignal annimmt.

Im folgenden werden anhand der Fig. 2-4 die Inhalte der Steuerung bzw. Regelung, die bei der Regeleinrichtung 2 entsprechend der Stammanmeldung ausgeführt werden, beschrie ben. Aus der Stammanmeldung sind die Offenlegungsschrift DE 42 05 223 A1 sowie die Patentschrift DE 42 05 223 C2 hervorgegangen.

Die Erläuterung der Fig. 2-4 fördert das Verständnis für die erfindungsgemäße Regelung bzw. Steuerung, welche insbesondere in Fig. 7 dargestellt ist.

Die Regeleinrichtung 2 entsprechend Fig. 2 umfaßt einen Mikrocomputer, welcher folgende Komponenten aufweist: Eine CPU (Zentraleinheit); ein RAM (Direktzugriffsspeicher); ein ROM (Nurlesespeicher); und eine Eingabe/Ausgabeeinheit.

Zuerst liest in Schritt 201 die CPU ein Gewichtssignal W, das vom Gewichtssensor 4 stammt, und ein Beschleunigungs wertsignal G, das vom Vertikalbeschleunigungssensor 3 stammt. Die Routine geht dann zu Schritt 202. In Schritt 202 wird das Gewichtssignal W, das vom Gewichtssensor 4 stammt, digital konvertiert, um die Gewichtsdaten D zu bilden, und die Routine geht zu Schritt 204. In Schritt 204 wird das Beschleunigungswertsignal G digital konvertiert, um die Beschleunigungsdaten A zu bilden und die Routine geht zu Schritt 205.

In Schritt 206 berechnet die Regeleinrichtung 2 die Ge schwindigkeitsdaten V der gefederten Masse durch Integrieren der Beschleunigungsdaten A, um eine Geschwindigkeit V_U der gefederten Masse abzuleiten. Dann geht die Routine zu Schritt 300. Im Maximaldämpfungskoeffizientendurchlauf 300 geht die Routine zu Schritt 301.

In Schritt 301 bestimmt die Regeleinrichtung 2, ob die Ge schwindigkeit V der gefederten Masse auf einem Höchstwert plaziert ist. Falls sich JA ergibt, geht die Routine zu Schritt 302, und falls sich NEIN ergibt, geht die Routine zu Schritt 303. Es ist zu erwähnen, daß die Bestimmung, ob die Geschwindigkeitsdaten V der gefederten Masse auf einem Höhepunkt liegen, alternativ auch durch eine Änderung des Vorzeichens der Geschwindigkeitsdaten A durchgeführt werden kann.

In einem Schritt 302 wird eine Zeitgeberzähleinrichtung der Regeleinrichtung 2 auf Null gestellt. Dann schreitet die Routine zu einem Dämpfungskoeffizientsteuerfluß bzw. -durchgang 400 weiter.

In einem Schritt 303 bestimmt die Regeleinrichtung 2, ob die Geschwindigkeitsdaten V der gefederten Masse Null sind. Falls NEIN, geht die Routine zu einem Schritt 304. Falls JA, geht die Routine zu einem Schritt 305. Es ist hervorzuheben, daß die Geschwindigkeitsdaten V der gefederten Masse durch Bestimmung abgeleitet werden können, ob die Beschleunigungs daten A auf einem Höchstwert liegen.

Im Schritt 304 wird eine Zeitmessung durch eine Zeitgeber zähleinrichtung ausgeführt. Andererseits wird in einem Schritt 305 ein Messwert T zu diesem Zeitpunkt abgeleitet.

Die Zeitgeberzähleinrichtung wird auf Null gesetzt, wenn der Geschwindigkeitswert V der gefederten Masse auf dem Höhepunkt in den Schritten 301 und 302 liegt. Gleichzeitig, wenn der Wert V den Höchstwert überschreitet, beendet die Zeitgeberzähleinrichtung ihre Zeitmessung, wenn der Ge schwindigkeitswert V der gefederten Masse auf der Basis der Schritte 303 und 304 Null anzeigt. Folglich wird eine Zeit T₀ gemessen, welche erforderlich ist, um eine viertel Periode eines Hubes der Schwingung der gefederten Masse zu durchlaufen, was sich aus Fig. 5 ergibt.

Der darauffolgende Schritt 307 ist ein Schritt, in dem ein maximaler Dämpfungskoeffizientenwert von der so erhaltenen Schwingungsfrequenz H_Z der gefederten Masse erhalten wurde. D. h., daß die Regeleinrichtung 2 bereits eine maximale Dämpfungskoeffizientenverhältnischarakteristik entsprechend der Schwingungsfrequenz H_Z der gefederten Masse in Form von Rechnungsgleichungen speichert. Der maximale Dämpfungs koeffizientenwert MD wird auf der Basis der maximalen Dämpfungskoeffizientenverhältnischarakteristik eingestellt. Diese Charakteristik ist derart, daß der maximale Dämpfungs koeffizientenwert MD niedriger wird, wenn die Frequenz höher wird. Es ist ferner hervorzuheben, daß, obwohl drei Kalku lationsformeln gemäß dem Frequenzbereich der Fig. 6 gebildet werden, ein Gradient der Charakteristik moderat wird, wenn die Frequenz hoch wird. Zusätzlich wird die Neutralfrequenz f_n als eine Frequenz bestimmt, bei welcher die Dämpfungskraft keinen Einfluß auf die gefederte Masse ausübt.

Nach Vollendung des maximalen Dämpfungskoeffizientendurch laufes 300 geht die Routine zu einem Dämpfungskoeffi zientregeldurchlauf 400, der in Fig. 4 dargestellt ist.

Wie Fig. 4 zeigt, geht die Routine zu einem Schritt 401, in welchem ein Dämpfungskoeffizientsteuerpunkt des Dämpfers 1 aus den Datenplänen DM gemäß den Werten der Geschwindigkeit V der gefederten Masse und den Gewichtsdaten D gewonnen wird.

Die Datenpläne DM sind dazu vorgesehen, ein Tabellensuchver fahren zu empfangen. Eine Längsachse stellen die Gewichts daten D dar. Eine Seitenachse sind die Geschwindigkeitsdaten V der gefederten Masse. Ein Schnittpunkt zwischen den Daten D und V zu jeder Zeit bezeichnet einen Steuerpunkt eines optimalen Dämpfungskoeffizienten. Es ist hervorzuheben, daß die Beziehungen zwischen den Gewichtsdaten D, den Geschwin digkeitsdaten V der gefederten Masse und dem Dämpfungs koeffizienten die gleiche Beziehung wie die Kalkulations formeln haben können. Die Datenpläne DM werden dazu verwendet, den optimalen Dämp fungskoeffizienten zum Verbessern der Steueransprech charakteristik und zur Aufbauvereinfachung des Regelgerätes 2 zu gewinnen.

Die Datenpläne DM werden auf eine Mehrzahl von Steuerstufen des Dämpfers eingestellt, so daß die optimalen Dämpfungs koeffizienten, die zu übertragen sind, für die jeweiligen Steuerpunkte unterschiedlich sind.

In einem Schritt 402 bestimmt die Regeleinrichtung 2, ob der eingestellte Dämpfungskoeffizientsteuerpunkt höher ist als ein maximaler Dämpfungskoeffizientwert MD. Falls sich JA ergibt, geht die Routine zu einem Schritt 403. Falls sich NEIN ergibt, geht die Routine zu einem Schritt 404.

Im Schritt 404 gibt die Regeleinrichtung 2 das Antriebs signal aus, um die Steuerpunkte zu erreichen, die entweder in Schritt 402 oder 403 bestimmt wurden.

Im darauffolgenden Schritt 405 werden die Datenpläne DM ent sprechend den Steuerpunktausgaben im Schritt 404 gelesen. Daher sucht die Regeleinrichtung 2 in Schritt 401 die Daten pläne DM entsprechend den vorliegenden Dämpfungskoeffizient steuerpunkten, die beim Verarbeiten des Schrittes 405 gele sen werden. Beispielsweise wird der Datenplan DM, der durch eine Vorderseite der Fig. 11 dargestellt ist, im Schritt 405 gelesen, wenn das Antriebssignal ausgegeben wird, welches den Dämpfungskraftkoeffizienten auf die fünfte Stufe der gesteuerten Dämpfungskraft stellt, wie dies durch an der linken Ecke der Fig. 11 dargestellt ist.

In der Regeleinrichtung 2 wird in einem Falle in dem die Schwingungsfrequenz H_z der gefeder ten Masse niedriger ist als die Neutralfrequenz f_n, eine obere Grenze des variablen Bereiches des Dämpfungskoeffi zienten auf der Basis der Operation in einem Teil des maxi malen Dämpfungskoeffizientendurchlaufs 300 der Regeleinrich tung 2 auf den Maximalwert (1,0) eingestellt (siehe Fig. 6).

Daher wird der Dämpfer 1 auf der hohen Dämpfungskraftkoeffi zientenseite gemäß der Notwendigkeit auf der Basis der Operation des Teiles des Dämpfungskoeffizientensteuerdurch laufs 400 der Regeleinrichtung 2 gesteuert, um die Feder- Charakteristik der gefederten Masse zu unterdrücken. Daher kann der Fahrzeugkomfort verbessert werden. Wenn anderer seits die Schwingungsfrequenz H_z der gefederten Masse die Neutralfrequenz f_n überschreitet, wird die Möglichkeit, daß in dem Teil des Dämpfungskoeffizientensteuerflusses 400, der vom Steuergerät 2 ausgeführt wird, der Dämpfungskoeffizient auf die Seite des hohen Dämpfungskraftkoeffizienten ge steuert wird, erhöht. In diesem Fall wird die obere Grenze des variablen Bereichs des Dämpfungskoeffizienten allmählich auf einen Wert abgesenkt, der niedriger ist als die vorlie gende obere Grenze gemäß der Frequenz, wie dies in Fig. 11 dargestellt ist, und zwar auf der Basis der Durchführung des maximalen Dämpfungskoeffizientendurchgang 300 des Steuerge rätes 2. Wenn die Schwingungsfrequenz H_Z der gefederten Masse hoch ist, wird daher der Dämpfer 1 selten oder kaum auf den hohen Dämpfungskraftkoeffizienten eingestellt. Es ist nicht mehr Dämpfungskraft vorhanden als erforderlich. Der Fahrzeugkomfort wird daher verbessert.

Wie zuvor beschrieben, kann der Fahrzeugkomfort verbessert werden, da eine Dämpfungs kraft, die höher ist als erforderlich, nicht erzeugt wird.

Obwohl der Dämpfungskraftkoeffizient durch Wiedergewinnen des optimalen Dämpfungskraftkoeffizienten aus den Daten plänen DM gewonnen wird, kann der Aufbau der Regeleinrich tung 2 zusätzlich vereinfacht werden und die Regelansprech charakteristik kann verbessert werden.

Da die Schwingungsfrequenz Hz der gefederten Masse vor einem Hub bzw. beim Auftreten der Schwingung bei einer Änderung der Geschwindigkeitsdaten V der gefederten Masse von einem Höhepunkt auf den Wert Null erfaßt werden kann, d. h., daß die Zeit T₀ einer 1/4-Periode eines Hubes gemessen wird, bis sich der Geschwindigkeitswert V der gefederten Masse von einem Höhepunkt auf den Wert Null ändert, und daß die Inverse der Zeit T₀ multipliziert mit der Zahl 4 abgeleitet wird, wird zusätzlich die Zeit, die zur Erfassung erforderlich ist, kurz und die Steuer- bzw. Regelansprechcharakteristik wird hoch.

Wenn die Schwingungsfrequenz H_z der gefederten Masse die Totpunktfrequenz f_n überschreitet, wird der maximale Dämpfungskoeffizientenwert MD allmählich kleiner, wenn die Frequenz erhöht wird. Die Dämpfungskraftcharakteristik wird nicht abrupt geändert und der Fahrzeugkomfort kann somit nicht aufgrund einer abrupten Änderung in der Dämpfungs kraftcharakteristik verschlechtert werden.

Es sei angemerkt, daß, obwohl der maximale Dämpfungskoeffi zient allmählich entsprechend der Frequenz auf einen Fre quenzbereich, der die Totfrequenz f_n überschreitet, vermin dert wird, der maximale Dämpfungskoeffizient schrittweise vermindert werden kann. Andererseits kann der maximale Dämpfungskoeffizient alternativ auf ein Frequenzband ge ändert werden, das niedriger ist als die Totfreqzenz f_n.

Obwohl die Schwingungsfrequenz der ungefederten Masse von einer Zeit der 1/4-Periode der Vibration abgeleitet wird, können andere Mittel verwendet werden, welche den Schwin gungshub der gefederten Masse in eine Spannung konvertieren.

Fig. 7 zeigt ein allgemeines Flußdiagramm, das von der Regeleinrichtung 2 ausgeführt werden kann. Der Aufbau des Dämpfungskraftregel systems ist im wesentlichen der Gleiche wie der in Fig. 1 gezeigte.

Der Dämpfungskraftkoeffizient des Dämpfers 1 kann auf drei Stufen variiert werden.

In einem Schritt 201A der Fig. 7 liest die Regeleinrichtung 2 die Vertikalbeschleunigung G, die vom Beschleunigungssen sor 3 abgeleitet wird und liest ferner die Relativgeschwin digkeit V_R, die vom Gewichtssensor 4 abgeleitet wird.

Die Relativgeschwindigkeit V_R entspricht der Last (oder dem Gewicht), das vom Gewichtssensor 4 ermittelt wird, der am Befestigungsbereich der Kolbenstange des Kolbens des Dämpfers 1 an der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist.

In einem Schritt 202A berechnet die Regeleinrichtung 2 eine Geschwindigkeit V der gefederten Masse durch Integrieren der Vertikalbeschleunigung G, die vom Beschleunigungssensor 3 stammt.

In einem Schritt 203A bestimmt die Regeleinrichtung 2, ob die Geschwindigkeit V der gefederten Masse Null ist. Falls sich in Schritt 203A NEIN ergibt, wird Schritt 203A wiederholt, bis die Regeleinrichtung 2 bestimmt, daß die Ge schwindigkeit V der gefederten Masse Null ist. Falls sich in Schritt 203A JA ergibt, geht die Routine zu einem Schritt 204A.

Im Schritt 204A wird die Beschleunigung G₁ zu diesem Zeit punkt gespeichert, wenn bestimmt wird, daß die Geschwindig keit V der gefederten Masse zu NULL bestimmt wird, und es wird eine Zeitmessung begonnen.

In einem Schritt 205A bestimmt die Regeleinrichtung 2, ob die Relativgeschwindigkeit V_R NULL ist.

Falls sich im Schritt 205A NEIN ergibt, geht die Routine zu einem Schritt 206A, in welchem eine niedrige Dämpfungskraft steuerung derart ausgeführt wird, daß der Dämpfungskraftko effizient auf den niedrigen Dämpfungskraftkoeffizienten übertragen wird (ein Koeffizient, der in Fig. 10 durch S bezeichnet ist). Dann kehrt die Routine zum Schritt 205A zurück und die Schritte 205A und 206A werden wiederholt, bis die Geschwindigkeit der gefederten Masse Null ist. Ande rerseits, wenn sich in Schritt 205A JA ergibt, geht die Routine zu einem Schritt 207A.

Im Schritt 207A speichert die Regeleinrichtung 2 die Verti kalbeschleunigung G₂ zu der Zeit, zu der die Relativge schwindigkeit V_R mit dem Wert Null bestimmt wird. Die Zeit messung, die beim Schritt 204 begonnen wurde, wird gestoppt. Dann wird eine Zeit T₀ von der Zeit, zu der sich die Ge schwindigkeit V der gefederten Masse auf Null zu der Zeit, zu der sich die Relativgeschwindigkeit V_R auf Null befindet, gespeichert.

In einem Schritt 208A wird die Schwingungsfrequenz H_z der gefederten Masse auf der Basis der gespeicherten Werte der Vertikalbeschleunigung G₁, G₂ und der Zeit T₀ berechnet.

Wie durch den charakteristischen Graphen der Fig. 8 gezeigt ist, kann die Geschwindigkeit V der gefederten Masse durch die folgende Gleichung (1) ausgedrückt werden. Daher kann die Beschleunigung G in der folgenden Gleichung (2) ausgedrückt werden. Die Vertikalbeschleunigung G₁ bei einem Wert der Geschwindigkeit der gefederten Masse von Null und die Vertikalbeschleunigung G₂ bei einem Wert der Relativgeschwindigkeit V_R von Null werden durch die folgenden Gleichungen (3) und (4) ausgedrückt. Daher wird Omega durch die folgende Gleichung (5) ausgedrückt. Weiterhin wird die Schwingungsfrequenz H_z durch die folgende Gleichung (6) ausgedrückt.

V = A sin t (1)
G = dV/dt = A cos t (2)
G₁ = A cos x 0 = A (3)
G₂ = A cos To (4) = cos^-1(G₂/G₁)/T₀(5)
H_z = /2 = 1/2 cos^-1(G₂/G₁)/T_o(6)

In einem Schritt 209A bestimmt die Regeleinrichtung 2, ob die abgeleitete Schwingungsfrequenz H_z der gefederten Masse die Totpunktfrequenz f_n überschreitet. Falls sich im Schritt 209A NEIN ergibt, geht die Routine zu einem Schritt 210A. Falls sich im Schritt 209A JA ergibt, geht die Routine zu einem Schritt 211A. Es ist hervorzuheben, daß die Totpunkt frequenz f_n bereits im Zusammenhang mit der Ausführungsform entsprechend Fig. 2 erläutert wurde.

Wie in Fig. 9 gezeigt ist, bezeichnet der Buchstabe A einen Bereich, der als ein Bereich definiert ist, in dem die Fe der-Charakteristik des niedrigen Dämpfungskoeffizienten der gefederten Masse (eine strichpunktierte Linie) niedriger ist als diejenige des hohen Dämpfungskoeffizienten (durchge zogene Linie). Es tritt kein Problem auf, selbst wenn eine Steuerverzögerung erzeugt wird. Ein mit dem Buchstaben B bezeichneter Bereich ist als ein Bereich definiert, in wel chem die Feder-Charakteristik des hohen Dämpfungskoeffizien ten (eine gestrichelte Linie) der gefederten Masse niedriger wird als diejenige des niedrigen Dämpfungskoeffizienten (durchgezogene Linie). Es ist zu erwähnen, daß die durchge zogene Linie einem mittleren Dämpfungskoeffizienten ent spricht, der in Fig. 8 mit dem Buchstaben M bezeichnet ist.

In einem Schritt 210A führt die Regeleinrichtung die Hoch dämpfungsregelung aus, bei welcher der Dämpfungskoeffizient auf einen vorbestimmten hohen Wert gesteuert wird (ein Koeffizient, der in Fig. 8 mit dem Buchstaben H bezeichnet ist).

In einem Schritt 212A bestimmt die Regeleinrichtung 2, ob das Vorzeichen der Geschwindigkeit V der gefederten Masse das Gleiche ist wie das Vorzeichen der Relativgeschwindig keit V_R. Falls sich in Schritt 212A JA ergibt, wiederholt die Routine die Vorgänge des Schrittes 210A. Falls sich im Schritt 212A NEIN ergibt, kehrt die Routine zum anfänglichen Startpunkt zurück.

Andererseits ist Schritt 211A ein Schritt, in dem eine Steuerung zur Vermeidung einer hohen Dämpfung derart durch geführt wird, daß der Dämpfungskraftkoeffizient auf einen mittleren Dämpfungskraftkoeffizienten (M) gesteuert wird. D. h., wenn die Regeleinrichtung 2 im Schritt 213A JA bestimmt, daß das Vorzeichen der Geschwindigkeit V der gefe derten Masse das gleiche Vorzeichen wie die Relativge schwindigkeit V_R hat. Obwohl die gesteuerte Dämpfungskraft auf den hohen Dämpfungskraftkoeffizienten (H) in dem Falle des zuvor vorgeschlagenen Dämpfungskraftkoeffizientregel system gesteuert wird, ist der Dämpfungskraftkoeffizient in diesem Fall auf den mittleren Dämpfungskoeffizienten (M) eingestellt, was sich aus Schritt 211A der zweiten Ausfüh rungsform ergibt.

Ein Schritt 213A ist ein Schritt, um zu bestimmen, ob das Vorzeichen der Geschwindigkeit V der gefederten Masse das gleiche ist wie das der Relativgeschwindigkeit V_R. Falls sich JA ergibt, werden die Vorgänge des Schrittes 211A wiederholt. Falls sich NEIN ergibt, geht die Routine zum anfänglichen Startpunkt des Durchlaufs zurück.

Nachfolgend wird die Wirkungsweise der Ausführungsform beschrieben.

Wenn bei der Ausführungsform das Vorzeichen der Geschwindigkeit V der gefederten Masse das gleiche ist wie das der Relativgeschwindigkeit V_R und die Schwingungsfre quenz H_z der gefederten Masse die Totpunktfrequenz f_n über schreitet, wird der Dämpfungskraftkoeffizient auf den mittleren Dämpfungskoeffizienten M gesteuert, ohne auf den hohen Dämpfungskoeffizienten H eingestellt zu werden.

Selbst wenn der Steuerzeitpunkt aufgrund einer elektrischen Verzögerung und einer hydraulischen Druckübertragungsverzö gerung bei einem Schwingungsfrequenzbereich, der die Tot punktfrequenz f_n überschreitet, verschoben wird, wirkt dennoch der Einfluß auf den Fahrzeugkomfort nur gering.

Wie sich aus Fig. 9 ergibt und die charakteristische Graphen zeigen, welche die Feder-Charakteristik der Ausführungsform (durchgezogene Linie) mit der Feder-Charakteristik der zuvor vorgeschlagenen Dämpfungskraftregelsysteme (gestrichelte Linie) vergleicht, wird die Feder-Charakteristik der gefe derten Masse in einem Bereich oberhalb der Totpunktfrequenz f_nniedriger.

Bei der Ausführungsform wird die Feder-Charakteristik der gefederten Masse vermindert und der Fahrzeugkomfort wird verbessert.

Da die Schwingungsfrequenz H_z der gefederten Masse während einer Zeit erfaßt wird, wenn die Geschwindigkeit der gefederten Masse Null ist und die Relativgeschwindigkeit Null wird, kann die Erfassung der Schwingungsfrequenz H_z der gefederten Masse bei der Ausführungsform in einer sehr großen Zeitspanne ausgeführt und die Regelansprechcharak teristik verbessert werden.

Obwohl bei der Ausführungsform die Dämpfungskraftregelung auf eine Dämpfungskraft zwischen der hohen Dämpfungskraft und der niedrigen Dämpfungskraft ausgeführt wird, kann sie zusätzlich in Richtung auf den niedrigen Dämpfungskraft koeffizienten gesteuert werden. In diesem Fall werden die Inhalte des Schrittes 211A auf die Steuerung in Richtung auf die niedrige Dämpfungskraftkoeffizientenseite geändert. Wie zuvor beschrieben, wird beim Dämpfungskraft regelsystem gemäß vorliegender Erfindung die Schwingungsfrequenz H_z der gefederten Masse abgeleitet und der maximale Dämpfungskoeffizient MD wird eingestellt, so daß der Dämpfungskraftkoeffizient in Richtung auf die höhere Dämpfungskraftkoeffizientenseite unterdrückt wird oder die Steuerung der Dämpfungskraftkoeffizientenseite in Richtung auf eine höhere Dämpfungskraftkoeffizientenseite gemäß dem Resultat der Bestimmung vermieden wird, ob die Schwingungsfrequenz H_z der gefederten Masse erhöht wird, so daß die Totfrequenz überschritten wird; daher beeinflußt eine Dämpfungskraft des Dämpfers, die größer als notwendig ist, nicht den Fahrzeugkomfort.

Somit können eine Vielzahl von Vorteilen mit dem erfindungs gemäßen Regelsystem erreicht werden.

Vielfache Abwandlungs- und Modifikationsmöglichkeiten sind im Rahmen der Erfindung möglich.

Claims

1. Dämpfungskraftsteuer- bzw. -regelsystem für eine Fahr zeugradaufhängung:

a) mit wenigstens einem Dämpfer (1) zwischen der Fahr zeugkarosserie als gefederte Masse und dem Fahrzeugrad als ungefederte Masse, dessen Dämpfungskraft entspre chend einem Steuersignal einstellbar ist;
b) mit einer Einrichtung zum Erfassen des Fahrzeugzu standes; und
c) mit einer Steuer- bzw. Regeleinrichtung (2), welcher das Signal der Einrichtung zur Erfassung des Fahrzeug zustandes zugeführt wird, welche in Abhängigkeit des Signals die Schwingungsfrequenz der Fahrzeugkarosserie ermittelt und die Dämpfungskraft des Dämpfers (1) bei niederfrequenten Schwingungen härter einstellt,

dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Einrichtung zum Erfassen des Fahrzeugzustandes ein Sensor (3) zur Erfassung der Vertikalbeschleunigung der Fahrzeugkarosserie ist,
b) ein weiterer Sensor (4) zur Erfassung der Relativge schwindigkeit (V_R) zwischen Fahrzeugkarosserie und Fahrzeugrad angeordnet ist, und
c) die Steuer- bzw. Regeleinrichtung (2), welcher das Signal des ersten und zweiten Sensors (3, 4) zugeführt wird, zuerst die Vertikalgeschwindigkeit (V) der Fahrzeugkarosserie und anschließend die Schwingungs frequenz (Hz) basierend auf der Vertikalgeschwindig keit (V) und der Relativgeschwindigkeit (V_R) zwischen Fahrzeugkarosserie und Fahrzeugrad ermittelt, in Ab hängigkeit von der Schwingungsfrequenz (Hz) der Fahr zeugkarosserie eine maximale Dämpfungskraft (MD) fest legt und in Abhängigkeit von der Schwingungsfrequenz (Hz) (Schritt 209A) und der Relativgeschwindigkeit (V_R) zwischen Fahrzeugkarosserie und Fahrzeugrad (Schritt 206A) die Dämpfungskraft für den Dämpfer ermittelt und an dem Dämpfer einstellt, wenn die Dämpfungskraft unterhalb der maximalen Dämpfungskraft (MD) liegt.