DE4326227A1

DE4326227A1 - Fahrzeug-Aufhängungssystem mit einem Stoßdämpfer mit variabler Dämpfungskraft

Info

Publication number: DE4326227A1
Application number: DE4326227A
Authority: DE
Inventors: Makoto Kimura
Original assignee: Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 1992-08-04
Filing date: 1993-08-04
Publication date: 1994-02-10
Anticipated expiration: 2013-08-05
Also published as: JPH0648146A; DE4326227C2; JP3066445B2; US5467280A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug-Aufhängungs system, bei welchem mehrere Stoßdämpfer mit variabler Dämpfungskraft verwendet werden, wobei jeder Stoßdämpfer einen variablen, semi-aktiven hydraulischen Dämpfer umfaßt, welcher in optimaler Weise verwendet wird, um Springbewe gungen, Rollbewegungen und Nickbewegungen des Fahrzeugs zu unterdrücken. Im speziellen bezieht sich die Erfindung auf ein System, welches in der Lage ist, die Dämpfungskoeffi zienten mehrerer semi-aktiver hydraulischer Dämpfer aktiv und gleichmäßig zu steuern bzw. zu regeln, abhängig von einer Vertikalgeschwindigkeit einer gefederten Masse, wie etwa der Fahrzeugkarosserie.

Es wurden in jüngster Zeit vielfältige Fahrzeug-Aufhängungs systeme vorgeschlagen und entwickelt, welche variable semi-aktive hydraulische Dämpfer verwenden, um aktiv Verän derungen der Fahrzeugstellung unter vielfältigen Fahrbe dingungen und Straßenoberflächenbedingungen zu unterdrücken. Ein derartiges Aufhängungssystem, welches variable semi aktive Dämpfer umfaßt, ist in der japanischen Patent-Erst veröffentlichung Nr. 61-163011 beschrieben. Bei diesem be kannten System kann ein variabler, semi-aktiver Dämpfer im wesentlichen in einer Weise betrieben werden, welche ähnlich zu dem hypothetischen "sky-hook" ("am Himmel aufgehängt")- Dämpfer ist, welcher in dem US-Patent 4,742,998 diskutiert wird. Eine gutbekannte Steuerungspolitik für einen der artigen "sky-hook"-Dämpfer schreibt vor, daß der Dämpfer auf eine härtere Dämpfungscharakteristik eingestellt wird, wenn das Vorzeichen des Produktes der absoluten Vertikalge schwindigkeit der gefederten Masse mal der Relativgeschwin digkeit zwischen der gefederten Masse und der ungefederten Masse, wie etwa einem Rad, positiv oder plus ist, d. h. größer als Null. Wenn im Gegensatz hierzu das Vorzeichen des vorgenannten Produktes negativ oder minus ist, d. h. kleiner als Null, verlangt die Steuerungspolitik, daß der Dämpfer auf weichere Dämpfungscharakteristika eingestellt wird. Die oben beschriebene Steuerung der Dämpfungscharakteristik wird unabhängig bei vier variablen, semi-aktiven Dämpfern durch geführt, wobei jeder jeweils einem Rad zugeordnet ist. Wenn sich ein semi-aktiver Dämpfer in seinem EIN-Zustand befin det, kann der Dämpfungskoeffizient desselben zwischen einer großen (theoretisch unbegrenzten) Anzahl von unterschied lichen Größen modifiziert werden. Im allgemeinen umfaßt der Dämpfer ein Ventilelement, welches mehrere Positionen ein nehmen kann, um kontinuierlich variable Dämpfungskoeffizien ten des Dämpfers zu ermöglichen sowie ein Betätigungsele ment, welches antriebsmäßig mit dem Ventilelement gekoppelt ist. Vorausgesetzt, der Dämpfer wird in der weichsten Dämpfungskraftcharakteristik gehalten, wenn die absolute Vertikalgeschwindigkeit der gefederten Masse Null ist, kann der Dämpfungssteuervorgang für den Dämpfer für den Fall wiederholt durchgeführt werden, daß die absolute Vertikal geschwindigkeit in einem geringfügigen Geschwindigkeitsbe reich schwankt, d. h. in der Nähe der Vertikalgeschwindigkeit von ungefähr "0", bedingt durch hochfrequente Schwingungen, welche durch das Rad auf die Fahrzeugkarosserie während einer Hochgeschwindigkeits-Geradeausfahrt des Fahrzeugs auf einem trockenen Straßenbelag übertragen werden. Wie oben beschrieben, weist das aus dem Stand der Technik bekannte Aufhängungssystem mit dem variablen, semi-aktiven Dämpfer den Nachteil auf, daß das Betätigungselement häufig in Ab hängigkeit von hochfrequenten Schwingungen mit Energie be aufschlagt wird, welche von der Straßenoberfläche während einer Hochgeschwindigkeitsfahrt auf einer trockenen Pflaste rung übertragen werden, was zu dem Ergebnis führt, daß die Haltbarkeit des hydraulischen Dämpfers verschlechtert wird und daß der Energieverbrauch des Systems ansteigt. Um das oben beschriebene Problem zu überwinden, ist es vorteilhaft, eine Ansprech- oder Regelunempfindlichkeit für die ermittel te absolute Vertikalgeschwindigkeit der gefederten Masse vorzusehen, um häufige Energiebeaufschlagungen des Betäti gungselementes, welches in dem Dämpfer angeordnet ist, bedingt durch geringfügige Geschwindigkeitsschwankungen zu vermeiden. Bei der voreingestellten Regelunempfindlichkeit bezüglich der absoluten Vertikalgeschwindigkeit der gefe derten Masse kann, da das Betätigungselement nicht mit Ener gie beaufschlagt wird, wenn der Wert der absoluten Vertikal geschwindigkeit in der vorbestimmten Regelunempfindlichkeit liegt, die Frequenz der Energiebeaufschlagung des Betäti gungselements reduziert werden. Wenn jedoch der Wert der absoluten Vertikalgeschwindigkeit das Band der Regelunemp findlichkeit verläßt, kann der hydraulische Dämpfer schnell auf unterschiedliche Dämpfungskraftcharakteristika umge schaltet werden, mit dem Ergebnis, daß der Dämpfer Stoß kräften erheblicher Größe ausgesetzt werden kann. Wie sich aus obenstehender Erläuterung ergibt, können sich die Fahrzeuginsassen unangenehm fühlen, wenn das Regelunemp findlichkeitsband verlassen wird.

Es ist deshalb im Hinblick auf die obengenannten Nachteile ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Fahr zeug-Aufhängungssystem mit zumindest einem variablen, semi- aktiven Dämpfer zu schaffen, welcher eine hohe Lebensdauer des Systems sicherstellen und den Energieverbrauch in dem System reduzieren kann, wobei dies durch Verhinderung einer unerwünschten Energiebeaufschlagung, welche bei einem Betä tigungselement auftreten kann, welches in dem Dämpfer einge baut ist, bedingt durch geringfügige positive und negative Geschwindigkeitsschwankungen, welche durch hochfrequente Schwingungseingaben von dem Fahrzeugrad geschaffen werden, beispielsweise während einer Hochgeschwindigkeits-Geradeaus fahrt auf einer trockenen Pflasterung, erfolgen kann.

Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, eine gleichmäßige oder glatte Modifikation von einer Dämpfungskraftcharakteri stik eines variablen, semi-aktiven Dämpfers, welcher in einem Fahrzeug-Aufhängungssystem eingebaut ist, auf eine andere Dämpfungscharakteristik während eines Überganges aus einem vorbestimmten Regelunempfindlichkeitsband bezüglich einer absoluten Vertikalgeschwindigkeit der gefederten Masse, sicherzustellen.

Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, die Ansprech-Emp findlichkeit eines Fahrzeug-Aufhängungssystems bezüglich einer absoluten Vertikalgeschwindigkeit der gefederten Masse, welche als Steuerparameter dient, zu steigern.

Um die oben genannten und weitere Ziele der Erfindung zu erreichen, umfaßt ein Fahrzeug-Aufhängungssystem einen Stoß dämpfer oder Schwingungsdämpfer mit variabler Dämpfungs kraft, welcher zwischen einer Fahrzeugkarosserie und einem der Räder eingebaut ist, und welcher einen variablen, semi- aktiven hydraulischen Dämpfer umfaßt, welcher zwischen mehreren unterschiedlichen Dämpfungscharakteristika betätig bar ist, sowie einen Sensor zur Ermittlung einer absoluten Vertikalgeschwindigkeit einer gefederten Masse des Fahr zeugs, um ein Signal zu erzeugen, welches die absolute Vertikalgeschwindigkeit anzeigt, sowie eine Steuereinheit, welche in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit arbeitet, um ein Steuer- bzw. Regelsignal zu erzeugen, welches auf der Vertikalgeschwindigkeit basiert, um die Dämpfungscharakteristik des Dämpfers einzustellen, wobei die Steuereinheit Steuer- oder Regelmittel für ein Tot-Band (Regelunempfindlichkeit bzw. Ansprechunempfindlichkeit) umfaßt, um die Dämpfungscharakteristik nur auf eine minimale Dämpfungscharakteristik einzustellen, wenn das Steuersignal innerhalb eines gesteuerten Grenzwertes eines Tot-Bandes der Vertikalgeschwindigkeit gehalten wird, wobei sich diese Anordnung dadurch auszeichnet, daß die Tot-Band-Steuermittel anfänglich den Schwellenwert des Tot-Bandes so einstellen, daß ein Verhältnis der Dämpfungskraft, welche bei einer minimalen Dämpfungscharakteristik erzeugt wird, zu einer Dämpfungskraft, welche bei einer maximalen Dämpfungskraft bei einer vorbestimmten Kolbengeschwindigkeit des Dämpfers durch einen vorbestimmten Schwellenwert des Steuersignal wertes in Relation zu der maximalen Dämpfungskraftcharak teristik, erzeugt wird, multipliziert wird, und daß die Tot-Band-Steuermittel den vorgewählten Schwellenwert durch einen laufenden Wert des Steuersignals erneuert, bis der Steuersignalwert einen Spitzenwert von dem Zeitpunkt aus erreicht, an dem der Steuersignalwert den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, und zunehmend den anfangs ein gestellten Schwellenwert des Tot-Bandes in Proportion zu einem Anstieg des vorgewählten Schwellenwertes verändert. Der Schwellenwert des Tot-Bandes wird auf dem ursprünglich eingestellten Schwellenwert gehalten, wenn der Absolutwert des Steuersignals größer als Null ist und kleiner als der vorgewählte Schwellenwert während eines Anstiegs auf den Spitzenwert. Der Schwellenwert wird in Proportion zu einem Anstieg des Steuersignalwertes erhöht, wenn der absolute Wert des Steuersignalwertes größer ist als der voreinge stellte Schwellenwert und kleiner als der Spitzenwert während des Anstiegs auf den Spitzenwert. Der Schwellenwert wird auf einem höheren Schwellenniveau als der ursprünglich eingestellte Schwellenwert während eines Rückganges von dem Spitzenwert auf Null beibehalten. Bevorzugterweise wird das Verhältnis der Dämpfungskraft, welche bei der minimalen Dämpfungskraftcharakteristik erzeugt wird, zu der Dämpfungs kraft, welche bei der maximalen Dämpfungskraftcharakteristik erzeugt wird, abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit so verändert, daß das Verhältnis in Übereinstimmung mit einem Anstieg der Fahrzeuggeschwindigkeit reduziert wird. Ein anfänglicher Schwellenwert des Tot-Bandes der Vertikalge schwindigkeit für die Ausdehnungsphase oder Zugphase des Stoßdämpfers und ein anfänglicher Schwellenwert des Tot-Bandes der Vertikalgeschwindigkeit für die Kompressions phase oder Druckphase des Stoßdämpfers können unabhängig auf unterschiedliche Werte eingestellt werden. Alternativ können ein anfänglicher Schwellenwert des Tot-Bandes der Vertikal geschwindigkeit für die Vorderradseite und ein anfänglicher Schwellenwert des Tot-Bandes für die Vertikalgeschwindigkeit der Hinterradseite unabhängig auf unterschiedliche Werte eingestellt werden. Der Dämpfer ist betätigbar zwischen einem harten Zugphasenbereich, bei welchem die Dämpfungscha rakteristik für die Zugphase variabel eingestellt wird und die Dämpfungscharakteristik für die Druckphase stationär bei der niedrigsten Dämpfungscharakteristik beibehalten wird, einem harten Bereich einer Druckphase, in welchem die Dämp fungscharakteristik für die Druckphase variabel eingestellt und die Dämpfungscharakteristik für die Zugphase stationär auf der niedrigsten Dämpfungscharakteristik beibehalten wird und einem weichen Bereich, in welchem die Dämpfungscharak teristik für die Zugphase und die Druckphase beide auf den niedrigsten Dämpfungscharakteristika beibehalten werden. Die Steuereinheit stellt die Dämpfungscharakteristik des Dämp fers in den harten Bereich der Zugphase ein, wenn die Rich tung der Vertikalgeschwindigkeit eine nach oben gerichtete Richtung ist und der Steuersignalwert einen oberen Schwel lenwert des Tot-Bandes überschreitet, und in den harten Bereich der Druckphase, wenn die Richtung der Vertikalge schwindigkeit eine nach unten gerichtete Richtung ist und der Steuersignalwert einen unteren Schwellenwert des Tot- Bandes überschreitet, und in den weichen Bereich, wenn die Vertikalgeschwindigkeit sich in dem Tot-Band befindet. Das Steuersignal kann äquivalent zu dem eine vertikale Geschwin digkeit anzeigenden Signal sein, welches von dem Sensor erzeugt wird. Das Steuersignal kann abhängig sein von dem Produkt zwischen einer Springrate, einer Nickrate und einer Rollrate, wobei diese von dem die Vertikalgeschwindigkeit anzeigenden Signal abgeleitet werden. Die Springrate kann auf der Basis eines Mittelwertes von vier Vertikalgeschwin digkeiten abgeleitet werden, welche an vier Punkten der Fahrzeugkarosserie, welche jeweils benachbart zu den vier Rädern angeordnet sind, ermittelt wurden. Um eine präzisere Dämpfungscharakteristik-Steuerung bzw. Regelung für vier Stoßdämpfer zu erhalten, wobei jeweils einer einem von vier Rädern zugeordnet ist, ist es wünschenswert, daß unabhängig voneinander vier Springraten auf der Basis der jeweiligen Vertikalgeschwindigkeiten, welche an vier Punkten der Fahr zeugkarosserie, welche jeweils benachbart zu den vier Rädern angeordnet sind, abgeleitet werden.

Das Fahrzeug-Aufhängungssystem kann weiterhin einen Last sensor umfassen, welcher in dem Stoßdämpfer angeordnet ist, um eine Dämpfungskraft des Stoßdämpfers zu ermitteln. In diesem Falle führt die Steuereinheit eine Dämpfungskraft steuerung für den Dämpfer auf der Basis eines Vergleiches zwischen dem augenblicklichen Signalwert der ermittelten Vertikalgeschwindigkeit und dem Schwellenwert des Tot- Bandes, welcher durch die Tot-Band-Steuermittel gesteuert wird, durch, wenn das Produkt des Steuersignalwertes mal der Dämpfungskraft, welche von dem Lastsensor ermittelt wurde, positiv ist. Die Steuereinheit stellt die Dämpfungscharak teristik des Dämpfers in den weichen Bereich, wenn das Pro dukt negativ ist. Der hydraulische Dämpfer kann einen stufenweise variablen semi-aktiven Dämpfer umfassen, in welchem die Dämpfungscharakteristik desselben schrittweise durch einen elektronisch betätigten Pulsmotor, wie etwa einen Schrittmotor, geschaltet werden kann. Es ist vorteil haft, wenn der hydraulische Dämpfer einen kontinuierlich variablen semi-aktiven Dämpfer umfaßt, bei welchem die Dämp fungscharakteristik kontinuierlich mittels eines elektro nisch betätigten Betätigungselementes schaltbar ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei spielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung, welche ein Fahrzeug zeigt, welches mit einem Auf hängungssystem verbunden ist, welches einen variab len semi-aktiven hydraulischen Dämpfer gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist,

Fig. 2 ein Blockdiagramm, welches ein erstes Ausführungs beispiel des erfindungsgemäßen Aufhängungssystems zeigt,

Fig. 3 eine Teil-Schnittansicht eines Stoßdämpfers mit variabler Dämpfungskraft, welcher einen hydrauli schen Dämpfer aufweist,

Fig. 4 eine vergrößerte Teil-Schnittansicht des hydrauli schen Dämpfers, welcher in dem Stoßdämpfer gemäß Fig. 3 eingebaut ist,

Fig. 5 eine grafische Darstellung charakteristischer Kurven des in Fig. 4 gezeigten Dämpfers, wobei unterschiedliche Dämpfungskräfte gegen die Kolben geschwindigkeit angetragen sind,

Fig. 6 eine grafische Darstellung, welche die Dämpfungs kraftcharakteristika bei verschiedenen Schrittwin keln oder Winkelstellungen eines magnetischen Schrittmotors zeigt, welcher dem Stoßdämpfer zuge ordnet ist,

Fig. 7A, 7B, 7C seitliche Schnittansichten, welche jeweils längs der Linien K-K, L-L oder M-M und N-N von Fig. 4 an der ersten Winkelstellung, welche in Fig. 6 darge stellt ist, entnommen sind,

Fig. 8A, 8B, 8C seitliche Schnittansichten, welche jeweils längs der Linien K-K, L-L oder M-M und N-N von Fig. 4 in der zweiten in Fig. 6 gezeigten Winkelstellung abgenommen sind,

Fig. 9A, 9B, 9C seitliche Schnittansichten, welche jeweils längs der Linien K-K, L-L oder M-M und N-N von Fig. 4 in der dritten Winkelstellung gemäß Fig. 6 entnommen sind,

Fig. 10A, 10B, 10C grafische Darstellungen, welche die Charakteristika des Stoßdämpfers jeweils in der ersten, der zweiten und der dritten Winkelstellung, wie in Fig. 6 gezeigt, darstellen, wobei die Dämpfungskraft gegen die Kolbengeschwindigkeit angetragen ist,

Fig. 11 ein Flußdiagramm, welches einen Steuervorgang einer Steuereinheit für den hydraulischen Dämpfer dar stellt, welcher in dem System des ersten Ausfüh rungsbeispiels verwendet ist,

Fig. 12 eine Zeitkarte, welche eine Beziehung zwischen einem Signal, welches eine absolute Vertikalge schwindigkeit wiedergibt, und einem Signal, welches eine Zielposition anzeigt, darstellt,

Fig. 13 eine Zeitkarte, welche eine Beziehung zwischen einem die absolute Vertikalgeschwindigkeit anzei genden Signal und einem ein Tot-Band anzeigenden Signal darstellt,

Fig. 14 eine grafische Darstellung eines Verhältnisses der Charakteristika der minimalen Dämpfungskraft zu den Charakteristika der maximalen Dämpfungskraft gegen über einer Fahrzeuggeschwindigkeit,

Fig. 15 ein schematisches Diagramm, welches eine Steuerein heit des zweiten Ausführungsbeispiels zeigt,

Fig. 16 eine Darstellung eines Stoßdämpfers mit variabler Dämpfungskraft, welcher für ein drittes Ausfüh rungsbeispiel des erfindungsgemäßen Aufhängungs systems verwendet wird,

Fig. 17 eine grafische Darstellung, welche die Charakteri stika des Dämpfungskoeffizienten gegenüber dem Schrittwinkel für den Stoßdämpfer, welcher in dem dritten Ausführungsbeispiel verwendet wird, dar stellt,

Fig. 18 ein Blockdiagramm, welches das System des dritten Ausführungsbeispiels erläutert, und

Fig. 19 eine grafische Darstellung, welche eine Beziehung zwischen einem Verhältnis der minimalen Dämpfungs kraftcharakteristika zu den maximalen Dämpfungs kraftcharakteristika und einer Vertikalbeschleuni gung darstellt, welche auf die gefederte oder die ungefederte Masse aufgebracht wird.

Erstes Ausführungsbeispiel

In Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Kraftfahr zeugs dargestellt, welches vier Stoßdämpfer mit variabler Dämpfungskraft SA1, SA2, SA3 und SA4 aufweist, welche je weils an einem der Räder des Fahrzeugs angeordnet sind und einen variablen, semi-aktiven hydraulischen Dämpfer um fassen. Die Stoßdämpfer werden nachfolgend allgemein mit "SA" bezeichnet. An der Fahrzeugkarosserie ist in der Nähe des jeweiligen Stoßdämpfers SA ein Vertikalbeschleunigungs sensor 1 angeordnet, um eine auf die Fahrzeugkarosserie auf gebrachte Vertikalbeschleunigung zu überwachen. Der Verti kalbeschleunigungssensor 1 wird nachfolgend als "G-Sensor" abgekürzt. Wie in Fig. 1 dargestellt, ist ein Schrittmotor, wie etwa ein magnetischer Schrittmotor 3 auf jedem der Stoßdämpfer SA angeordnet, um vielfältige unterschiedliche Dämpfungskoeffizienten des Dämpfers vorzusehen, wie nach folgend im Detail erläutert werden wird. Benachbart zu einem Fahrersitz ist eine Steuereinheit 4 angeordnet, welche ein Ausgangssignal an jeden der Schrittmotoren 3 auf der Basis des Signaleingangs von dem G-Sensor abgibt. Der Schritt motor 3 dreht sich schrittweise bis zu einer Ziel-Winkel stellung oder einem Schrittwinkel in Abhängigkeit von dem Steuersignal.

In Fig. 2 ist gezeigt, daß die Steuereinheit 4 eine Ein gangs-Schnittstellenschaltung 4a, eine zentrale Rechenein heit 4b und eine Antriebsschaltung 4c umfaßt. Die Eingangs- Schnittstellenschaltung 4a empfängt Signale von den G-Sen soren 1, welche eine Vertikalbeschleunigung anzeigen, während die Antriebsschaltung oder Treiberschaltung 4c mit den jeweiligen Schrittmotoren 3 verbunden ist, um einen wünschenswerten Schrittwinkel jedes Motors 3 zu erzielen.

Die Fig. 3 zeigt eine Stoßdämpferanordnung SA mit variabler Dämpfungskraft, welche einen inneren Zylinder 30, einen Kol ben 31, welcher in dem Zylinder so angeordnet ist, daß er einen Innenraum, welcher in dem Zylinder 30 ausgebildet ist, in eine obere Kammer A und eine untere Kammer B unterteilt, wobei beide mit Arbeitsfluid, wie etwa Hydrauliköl gefüllt sind, und einen äußeren Zylinder 33, welcher koaxial so an geordnet ist, daß er den inneren Zylinder 30 in flüssig keitsdichter Weise umgibt, umfaßt. Das Bezugszeichen 32 re präsentiert eine Reservoirkammer 32. Die Stoßdämpferanord nung umfaßt weiterhin eine Basis 34, welche hermetisch das untere Öffnungsende des inneren Zylinders 30 abdeckt, um auf diese Weise teilweise die untere Kammer B zu bilden, sowie ein Führungselement 35, welches an dem oberen Ende des inne ren Zylinders 30 angebracht ist, um eine Kolbenstange 7 ver schiebbar zu führen oder aufzunehmen, welche fest mit ihrem oberen Ende an der Fahrzeugkarosserie befestigt ist, sowie eine Aufhängungsfeder 36, welche betriebsmäßig zwischen dem äußeren Zylinder 33 und der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist, und einen im wesentlichen ringförmigen Prellgummi 37, welcher axial an der Kolbenstange 7 angeordnet und fest an dieser verankert ist, um eine maximale Kompressionsbewegung des Kolbens 31 relativ zu dem Zylinder 30 durch Anschlag des Prellgummis 37 und des oberen Endes des Zylinders 30 zu begrenzen.

Wie in Fig. 4 gezeigt, umfaßt der hydraulische Dämpfer des Stoßdämpfers SA den Kolben 31, welcher eine zylindrische Bohrung 31a der Kompressions- oder Druckphase sowie eine zylindrische Bohrung 31b der Expansions- oder Zugphase auf weist, sowie ein Dämpfungsventil 20 der Kompressions- oder Druckphase, welches vorgesehen ist, um eine Fluidströmung von der unteren Kammer B über das obere Öffnungsende der Bohrung 31a zu der oberen Kammer A zu drosseln, sowie ein Dämpfungsventil 12 der Ausdehnungs- oder Zugphase, welches vorgesehen ist, um eine Fluidströmung von der oberen Kammer A über das untere Öffnungsende der Bohrung 31b in die untere Kammer B zu drosseln. Wie in Fig. 4 dargestellt, wird jedes der beiden Dämpfungsventile 20 und 12 durch mehrere auf einandergelegte Federscheiben gebildet, um eine ausreichende Flexibilität sicherzustellen. Das Bezugszeichen 41 bezeichnet einen Rückprall-Anschlag, welcher fest an dem unteren Ende der Kolbenstange 7 angebracht ist, um eine maximale Ausdehnungs- oder Zugbewegung des Kolbens 31 rela tiv zu dem Zylinder 30 durch Anlage zwischen dem Rückprall- Anschlag 41 und dem Führungselement 35 zu begrenzen. Der Dämpfer umfaßt auch einen sich in axialer Richtung erstrecken den Ansatzbolzen 38, welcher fest mit dem unteren, mit einem Außen-Schraubengewinde versehenen Ende des Anschlags 41 verbunden ist und koaxial zu der Kolbenstange 7 angeord net ist. Der Ansatzbolzen 38 weist einen Bereich mit einem innenliegenden Schraubengewinde auf, welcher mit dem Anschlag 41 verbunden ist, sowie einen mit einem relativ kleinen Durchmesser versehenen, sich axial erstreckenden zylindrischen hohlen Bereich, auf welchem der Kolben mittels einer nicht mit Bezugsziffer versehenen Befestigungsmutter befestigt ist. In dem zylindrischen hohlen Bereich des Ansatzbolzens 38 ist eine sich in axialer Richtung erstrecken de zentrische Bohrung 39 ausgebildet, welche als Ver bindungskanal dient, um die obere Kammer A und die untere Kammer B miteinander zu verbinden. Der Dämpfer umfaßt ein im wesentlichen zylindrisches Ventilelement 40, welches koaxial zu dem hohlen zylindrischen Bereich des Ansatzbolzens 38 ausgerichtet und drehbar in diesem angeordnet ist. Das Bezugszeichen 70 bezeichnet eine axiale ländliche Steuer stange, welche mit der Antriebswelle des Schrittmotors 30 an deren oberen Ende verbunden ist und welche mit festem Preß sitz mit ihrem unteren Ende in das obere Ende des Ventil elementes 40 eingesetzt ist. Wie in den Fig. 4, 7A, 7B und 7C dargestellt, weist der Ansatzbolzen 38 fünf sich radial erstreckende Durchlässe auf, nämlich erste Durchlässe 21, zweite Durchlässe 13, dritte Durchlässe 18, vierte Durch lässe 14 und fünfte Durchlässe 16, während das Ventilelement 40 eine sich axial erstreckende zentrische Bohrung 90 auf weist, sowie erste Seitenbohrungen 24, zweite Seitenboh rungen 25 und längliche Seitennuten 23. Der Dämpfer umfaßt auch ein Paar von Rückschlagventilen, nämlich ein Ausdeh nungs- bzw. Zugphasen-Rückschlagventil 17, welches strö mungsmäßig angeordnet ist, um eine gedrosselte oder be grenzte Fluidströmung von der Kammer A zu der Kammer B über einen vorbestimmten Fluidweg F zu ermöglichen, und um eine Rückströmung in deren entgegengesetzter Richtung während des Ausdehnungs- bzw. Zughubes (Rückprallhub) zu blockieren. Weiterhin ist ein Kompressions- oder Druckphasen-Rückschlag ventil 22 vorgesehen, welches strömungsmäßig angeordnet ist, um eine gedrosselte Fluidströmung von der Kammer B zu der Kammer A über einen vorbestimmten Flüssigkeitsweg J zu er möglichen, und um eine Rückströmung in deren entgegenge setzte Richtung während eines Kompressions- oder Druckhubes (Prallhub) zu blockieren. Jedes der Rückschlagventile 17 und 22 ist ringförmig ausgebildet und umfaßt eine Federscheibe. Die oben genannten zwei Durchlaßwege F und J werden nach folgend im Detail erläutert.

Bei der oben beschriebenen Anordnung sind für die Kompres sions- oder Druckphase drei Durchlaßwege definiert, nämlich ein erster Druckphasen-Strömungsweg H, welcher eine Strömung von Dämpfungsfluid von der unteren Kammer B über die zylind rische Bohrung 31a und das Kompressionsphasen-Dämpfungsven til 20 zu der oberen Kammer A ermöglicht, ein zweiter Kom pressions- oder Druckphasenweg J, welcher eine Strömung von Dämpfungsfluid von der unteren Kammer B durch die zentrische Bohrung 19 des Ventilelements 40 gestattet, die ersten Seitenbohrungen 24, die ersten Seitendurchlässe 21 und das Kompressions- bzw. Druckphasen-Rückschlagventil 22 zu der Kammer A ermöglicht, und ein Bypass-Strömungsweg G, welcher eine Strömung von Dämpfungsfluid von einer der oberen oder unteren Kammern A und B zu der anderen über die zentrale Bohrung 19 des Ventilelementes 40 ermöglicht, die zweiten Seitenbohrungen 25 und die dritten Durchlässe 18.

Für die Ausdehnungs- oder Zugphase sind vier Durchlaßwege vorgesehen. Ein erster Zugphasen-Durchlaßweg D gestattet eine Strömung von Dämpfungsfluid von der oberen Kammer A durch die zylindrische Bohrung 31b und das Zugphasen- Dämpfungsventil 12 in die untere Kammer B. Ein zweiter Zug phasen-Durchlaßweg E gestattet eine Strömung von Dämpfungs fluid von der oberen Kammer A durch die zweiten Durchlässe 13, die Seitennuten 23, die vierten Durchlässe 14 und das Zugphasen-Dämpfungsventil 12 zu der unteren Kammer B. Ein dritter Zugphasen-Durchlaßweg F gestattet eine Strömung von Dämpfungsfluid von der oberen Kammer A durch die zweiten Durchlässe 13, die Seitennuten 23, die fünften Durchlässe 16 und das Zugphasen-Rückschlagventil 17 zu der unteren Kammer B. Weiterhin dient der oben beschriebene Bypass-Durchlaß D als vierter Durchlaßweg.

Der Schrittwinkel des Schrittmotors 3 kann schrittweise in Abhängigkeit von dem Steuersignalwert von der Steuereinheit 4 eingestellt werden, wobei eine relative Winkelposition des Ventilkörpers 40 zu dem Ansatzbolzen 38 zwischen einer großen (theoretisch unbegrenzten) Anzahl von Stellungen schaltbar ist. Wie sich aus obenstehender Beschreibung ergibt, dient jeder der Durchlässe, 21, 13, 18, 14 und 16 als variable Drossel oder Öffnung, deren Drosselungsverhält nis abhängig von der Winkelstellung des Ventilelements 40 verändert wird. Wie nachfolgend im Detail beschrieben, ist der Ventilkörper 40 zwischen ersten, zweiten und dritten Winkelstellungen anwendbar, jeweils in den Fig. 7A, 7B und 7C, den Fig. 8A, 8B, 8C und den Fig. 9A, 9B und 9C gezeigt.

In den Fig. 7A, 7B und 7C wird der Ventilkörper 40 in der ersten Winkelstellung gehalten, in welcher der Ventilkörper 40 in Gegenuhrzeigerrichtung aus einer neutralen Stellung des Schrittmotors 3 gedreht ist. In der ersten Winkelstel lung sind nur die ersten Durchlässe 21 offengehalten, wie in Fig. 7A gezeigt, während die restlichen vier Durchlässe 13, 18, 14 und 16 geschlossen gehalten werden, wie in den Fig. 7B und 7C gezeigt. Dies führt zu dem Ergebnis, daß der zweite Druckphasen-Durchlaßweg J offengelassen ist, während die restlichen Durchströmwege E, F und G geschlossen gehal ten sind. Die erste Winkelstellung des Ventilelementes 40 korrespondiert zu der am meisten links befindlichen Stel lung, welche in Fig. 6 gezeigt ist. In diesem Zustand zeigt der semi-aktive Dämpfer des Stoßdämpfers SA extrem harte Dämpfungscharakteristika für die Zugphase, da eine stark gedrosselte Fluidströmung nur durch den ersten Zugphasen- Durchströmweg D offengehalten wird, und weiche Dämpfungscha rakteristika für die Druckphase, wegen einer relativ weichen oder gleichmäßigen Fluidströmung durch die ersten und zweiten Druckphasen-Durchströmwege H und J, welche beide offengehalten sind. In der ersten Winkelstellung des Ventil elements 40 zeigt der Dämpfer die in Fig. 10A gezeigten Dämpfungskraftcharakteristika gegenüber der Kolbengeschwin digkeit.

In den Fig. 8A, 8B und 8C ist das Ventilelement 40 in der zweiten Winkelstellung gehalten, welche im wesentlichen der neutralen Stellung des Motors 3 entspricht, in welcher alle fünf Durchlässe, 21, 13, 18, 14 und 16 offengehalten werden. Dies führt dazu, daß der zweite und der dritte Zugphasen- Durchströmweg E und F und der zweite Druckphasen-Durchström weg J sowie der Bypass-Durchströmweg G offen sind. Die zweite Winkelstellung des Ventilelements 40 korrespondiert zu der zentralen Stellung, welche in Fig. 6 dargestellt ist. In diesem Zustand zeigt der Dämpfer weiche Dämpfungskraft charakteristika sowohl für die Zugphase als auch für die Druckphase, da eine vollständige Fluidverbindung durch alle Zugphasen und Druckphasen-Durchströmwege D, E, F und H, J sowie dem Bypass-Durchströmweg G vorliegt. In der zweiten Winkelstellung zeigt der Dämpfer die Dämpfungskraftcharak teristika gegenüber der Kolbengeschwindigkeit, welche in Fig. 10B gezeigt sind.

In den Fig. 9A, 9B und 9C wird das Ventilelement 40 in der dritten Winkelstellung gehalten, in welcher der Ventilkörper 40 in Uhrzeigerichtung aus der neutralen Stellung gedreht ist. In der dritten Winkelstellung sind der zweite, der vierte und der fünfte Durchlaß 13, 14, 16 offengehalten, wie in den Fig. 9B und 9C gezeigt, während der erste und der dritte Durchlaß 21 und 18 geschlossengehalten sind, wie in den Fig. 9A und 9B gezeigt. Dies führt zu dem Ergebnis, daß der zweite und der dritte Zugphasen-Durchströmweg E und F offengehalten sind, während die übrigen Durchströmwege G und J geschlossengehalten sind. Die dritte Winkelstellung korrespondiert mit der am meisten rechts befindlichen Stellung, welche in Fig. 6 gezeigt ist. Bei diesem Betriebs zustand zeigt der Dämpfer weiche Dämpfungskraftcharakteri stika für die Zugphase, da eine relativ gleichmäßige Fluid strömung durch den ersten, den zweiten und den dritten Zugphasen-Durchströmweg D, E und F stattfindet und eine relativ harte Dämpfungscharakteristika für die Druckphase, da eine gedrosselte oder beschränkte Fluidströmung nur durch den ersten Druckphasen-Durchströmweg H erfolgt. In der dritten Winkelstellung zeigt der Dämpfer Charakteristika der Dämpfungskraft gegenüber der Kolbengeschwindigkeit, welche in Fig. 10C gezeigt sind.

Wie sich aus obenstehender Erläuterung ergibt, wird, voraus gesetzt, daß das Ventilelement 40 in Gegenuhrzeigerrichtung auf der neutralen Stellung, welche in den Fig. 8A, 8B und 8C gezeigt ist, zu der ersten Winkelstellung, welche in den Fig. 7A, 7B und 7C dargestellt ist, gedreht ist, ein Fluid durchströmbereich in der Öffnung jedes der zweiten, dritten, vierten und fünften Durchlässe, 13, 18, 14 und 16 graduell gedrosselt, bedingt durch die Gegenuhrzeiger-Bewegung von der neutralen Stellung in die erste Winkelstellung. Dies führt zu dem Ergebnis, daß die jeweiligen Fluiddurchströmbe reiche der zweiten und der dritten Zugphasen-Durchströmwege E und F und der Bypass-Durchströmweg G graduell abnehmen. Somit steigt die Dämpfungskraft für die Zugphase graduell an, wie in der linken Hälfte der Fig. 6 gezeigt. In diesem Falle sichert, da ein Fluiddurchströmbereich des jeweiligen ersten Durchlasses 21 nicht verringert wird, unabhängig von der Gegenuhrzeigerrichtungs-Bewegung des Ventilelements 40, der zweite Druckphasen-Durchströmweg J eine relativ glatte oder gleichmäßige Fluidströmung während der Druckphase oder dem Sprunghub. Dies führt zu dem Ergebnis, daß weiche Dämp fungskraftcharakteristika in der Druckphase stationär beibe halten werden, während eine Verschiebung von der neutralen Position zu der ersten Winkelposition erfolgt.

Andererseits wird, vorausgesetzt, daß das Ventilelement 40 in Uhrzeigerrichtung aus der neutralen Stellung, welche in den Fig. 8A, 8B und 8C gezeigt ist, zu der dritten Winkel stellung gedreht wird, welche in den Fig. 9A, 9B und 9C gezeigt ist, ein Fluid-Durchströmbereich der Öffnung jedes der ersten und dritten Durchlässe 21 und 18 graduell ge drosselt, bedingt durch die Uhrzeigerrichtungs-Bewegung aus der neutralen Stellung zu der dritten Winkelstellung. Dies führt zu dem Ergebnis, daß die jeweiligen Fluid-Durchström bereiche des Bypass-Durchströmwegs G und des zweiten Druck phasen-Durchströmwegs J graduell abnehmen. Somit wird die Dämpfungskraft für die Druckphase graduell gesteigert, wie in der rechten Bildhälfte von Fig. 6 dargestellt. In diesem Falle arbeitet, da beide Fluid-Durchströmbereiche des zwei ten und des vierten Durchlasses 13 und 14 stationär gehalten werden, unabhängig von der Uhrzeigerrichtungs-Bewegung des Ventilelements 40, und ein Fluid-Durchströmbereich des je weils fünften Durchlasses, bedingt durch die oben genannte Uhrzeigerichtungs-Bewegung, zunimmt, der erste Zugphasen- Durchströmweg D mit dem zweiten und dem dritten Zugphasen- Durchströmweg E und F zusammen, um eine relativ gleichmäßige oder glatte Fluidströmung während der Zugphase oder der Rückprallphase sicherzustellen. Dies führt zu dem Ergebnis, daß weiche Dämpfungskraftcharakteristika für die Zugphase stationär während einer Verschiebung von der neutralen Stellung zu der dritten Winkelstellung beibehalten werden.

In Fig. 6 ist ein enger Bereich SS gezeigt, welcher nahe an der neutralen Stellung (zweite Winkelstellung) liegt, und welcher nachfolgend als "Bereich weicher Dämpfungskraftcha rakteristika" bezeichnet wird, in welchem die Dämpfungskraft für die Zugphase und die Dämpfungskraft für die Druckphase beide niedrig gehalten werden. Der linkerhand dargestellte Bereich HS wird als "Bereich harter Dämpfungskraftcharak teristika der Zugphase" bezeichnet, in welchem die Dämp fungskraft für die Zugphase graduell in Übereinstimmung mit einer Zunahme in dem Schrittwinkel in der Gegenuhrzeiger richtung zunimmt und die Dämpfungskraft für die Druckphase niedrig gehalten wird. Der rechterhand dargestellte Bereich SH wird nachfolgend als "Bereich mit harter Dämpfungskraft in der Druckphase" bezeichnet, in welchem die Dämpfungskraft für die Druckphase graduell in Übereinstimmung mit einer Zunahme des Schrittwinkels in der Uhrzeigerrichtung zunimmt und die Dämpfungskraft für die Zugphase niedrig gehalten wird.

Wie in Fig. 5 gezeigt, zeigt der Stoßdämpfer SA mit dem semi-aktiven Dämpfer somit Charakteristika einer schritt weise variablen Dämpfungskraft gegenüber der Kolbengeschwin digkeit, wobei er abhängig von der Winkelstellung des Ven tilelements oder dem Schrittwinkel des Schrittmotors 3 auf vielfältige Stufen einstellbar ist. Der Schrittmotor wird durch die Steuereinheit 4 gesteuert. Der Betrieb der Steuer einheit wird nachfolgend im Detail unter Bezugnahme auf das in Fig. 11 gezeigte Flußdiagramm beschrieben.

In einem Schritt 201 wird ein Signalwert Vn, welcher eine absolute Vertikalgeschwindigkeit der gefederten Masse, wie etwa der Fahrzeugkarosserie, anzeigt, von dem Sensoraus gangssignal des G-Sensors 1 über einen Integrationsprozeß abgeleitet, in welchem die nach oben gerichtete Vertikalge schwindigkeit als positiver Wert und die nach unten gerich tete Vertikalgeschwindigkeit als negativer Wert berücksich tigt werden.

Im Schritt 202 wird überprüft, ob der die Vertikalgeschwin digkeit anzeigende Signalwert Vn Null übersteigt. Wenn die Antwort im Schritt 202 bejahend ist (JA), wird mit dem Schritt 203 fortgefahren, in welchem überprüft wird, ob der vorhergehende, eine Vertikalgeschwindigkeit anzeigende Signalwert Vn-1 vor dem die derzeitige Vertikalgeschwindig keit anzeigenden Signalwert Vn gleicher oder kleiner als Null ist. Wenn die Antwort im Schritt 202 negativ ist (NEIN), wird mit dem Schritt 210 weitergearbeitet, in welchem bestimmt wird, ob der vorhergehende, eine Vertikal geschwindigkeit anzeigende Signalwert Vn-1 gleich oder größer als Null ist. Es sind zwei Paare von Schritten (202, 203) und (202, 210) vorgesehen, um zu bestimmen, ob das eine Vertikalgeschwindigkeit des Fahrzeugs anzeigende Signal Vn sich in einem Null-Durchgangsbereich befindet oder nicht.

Wenn die Antwort im Schritt 203 bestätigend ist, wird mit dem Schritt 204 weitergefahren. Wenn im Gegensatz hierzu die Antwort im Schritt 203 negativ ist, geht das Verfahren auf den Schritt 205 über. Im Schritt 204 wird ein Schwellenwert Ns eines Tot-Bandes (Ansprechempfindlichkeit, Regelunemp findlichkeit) für den eine nach oben gerichtete Vertikalge schwindigkeit anzeigenden Signalwert Vn auf einen anfäng lichen Schwellenwert eingestellt, welcher auf der Basis der folgenden Gleichung berechnet wurde:

Ns = (Fmin/Fmax)Vp1.

Dabei repräsentiert Fmin/Fmax ein Verhältnis der Dämpfungs kraft, welche auf der Kurve Fmin der minimalen Dämpfungs kraftcharakteristik für die Zugphase aufgetragen ist, zu der Dämpfungskraft, welche auf der Kurve Fmax der maximalen Dämpfungskraftcharakteristik für die Zugphase aufgetragen ist, bei einer vorgegebenen Kolbengeschwindigkeit des Stoß dämpfers SA. Vp1 repräsentiert einen oberen Schwellenwert, welcher bei der maximalen Dämpfungsstellung vorgewählt wurde, welche zu der ersten Winkelstellung des Ventilelemen tes 40 korrespondiert, bei welcher der Dämpfer für die Zug phase die maximale Dämpfungskraft Fmax gegenüber der Kolben geschwindigkeitscharakteristik zeigt. Es ist zu erwähnen, daß der obere Stellenwert Vp1 nicht gleich ist zu dem Schwellenwert Ns, welcher als obere Begrenzung des Tot- Bandes eingestellt wurde, sondern zu dem vorgewählten oberen Schwellenwert für die nach oben gerichtete Vertikalgeschwin digkeit in Beziehung zu der maximalen Dämpfungskraftcharak teristik für die Zugphase korrespondiert. Somit zeigt der Stoßdämpfer SA in der Zugphase maximale Dämpfungskraftcha rakteristika in einem Geschwindigkeitsbereich oberhalb des vorgewählten oberen Schwellenwertes Vp1.

In dem Schritt 205 wird bestimmt, ob der gegenwärtige, eine Vertikalgeschwindigkeit anzeigende Signalwert Vn den vorge wählten oberen Schwellenwert Vp1 überschreitet. Wenn die Antwort zum Schritt 205 bejahend ist, wird mit dem Schritt 206 weiterverfahren. Wenn die Antwort in dem Schritt 205 negativ ist, springt der Ablauf auf den Schritt 207. Im Schritt 206 wird der vorgewählte obere Schwellenwert Vp1 erneuert und ersetzt durch den derzeitigen, eine Vertikal geschwindigkeit anzeigenden Signalwert Vn. Der Schwellenwert Ns wird ebenfalls wegen des erneuerten oberen Schwellenwerts Vp1 erneuert. Die Erneuerungen der Schwellenwerte Vp1 und Ns werden beide in dem Bereich c (s. Fig. 12) durchgeführt, bis der die Vertikalgeschwindigkeit anzeigende Signalwert Vn einen Spitzenwert P1 (s. Fig. 12 und 13) von dem Zeitpunkt an erreicht, bei welchem der die Vertikalgeschwindigkeit an zeigende Signalwert Vn den vorgewählten oberen Schwellenwert Vp1 überschreitet. Im Schritt 207 wird bestimmt, ob der die Vertikalgeschwindigkeit anzeigende Signalwert Vn gleich oder kleiner ist als der derzeitige obere Schwellenwert Ns. Wenn die Antwort im Schritt 207 bestätigend ist, geht der Ver fahrensablauf auf den Schritt 208 über, in welchem die Win kelstellung des Ventilelements 40 oder des Schrittmotors 3 in Richtung auf die neutrale Stellung verschoben wird, welche in den Fig. 8A, 8B und 8C gezeigt ist und auf den Ziel-Schrittwinkel Null eingestellt wird, was zu dem Ergeb nis führt, daß der Stoßdämpfer in dem Bereich SS der weichen Dämpfungscharakteristik eingestellt ist. Wenn alternativ hierzu die Antwort in Schritt 207 negativ ist, geht das Verfahren auf den Schritt 209 über, in welchem die Ziel- Winkelstellung des Schrittmotors 3 oder die Zieldämpfungs stellung des Stoßdämpfers SA auf der Basis der Größe des derzeitigen, eine Vertikalgeschwindigkeit anzeigenden Sig nalwertes Vn abgeleitet wird, um eine angemessene Dämpfungs charakteristik für den Stoßdämpfer in einem harten Dämp fungscharakteristikabereich HS der Zugphase sicherzustellen. Die aktuelle Ableitung der Ziel-Winkelstellung des Schritt motors wird nachfolgend im einzelnen im Zusammenhang mit dem zweiten Ausführungsbeispiel und einer Modifikation desselben erklärt.

Im Schritt 210 geht, wenn die Antwort bejahend ist, das Ver fahren auf den Schritt 211 über, in welchem ein Schwellen wert Ns für den die derzeitige nach unten gerichtete Verti kalgeschwindigkeit anzeigenden Signalwert Vn auf der Basis der folgenden Gleichung berechnet wird:

Ns = (Fmin/Fmax) Vp2.

Dabei repräsentiert Fmin/Fmax ein Verhältnis der Dämpfungs kraft, welche auf der Kurve Fmin der Charakteristika der minimalen Dämpfungskraft in der Druckphase angetragen ist, zu der Dämpfungskraft, welche auf der Kurve Fmax der Charak teristika der maximalen Dämpfungskraft der Druckphase bei einer vorbestimmten Kolbengeschwindigkeit des Stoßdämpfers SA angetragen ist. Vp2 repräsentiert einen unteren Schwel lenwert, welcher bei der maximalen Dämpfungsstellung vorge wählt wurde, welche zu der dritten Winkelstellung des Ven tilelementes 40 korrespondiert, bei welcher der Dämpfer die maximale Dämpfungskraft gegenüber der Kolbengeschwindig keitscharakteristik Fmax für die Druckphase zeigt. Es ist zu erwähnen, daß der untere Schwellenwert Vp2 nicht gleichbe deutend ist mit dem Schwellenwert Ns, welcher als untere Begrenzung des Tot-Bandes eingestellt ist, sondern zu dem vorgewählten unteren Schwellenwert für die nach unten ge richtete Vertikalgeschwindigkeit in Beziehung zu der maxi malen Dämpfungskraftcharakteristik für die Druckphase korrespondiert. Somit zeigt der Stoßdämpfer SA die maximalen Dämpfungscharakteristika der Druckphase in einem Geschwin digkeitsbereich oberhalb des voreingestellten unteren Schwellenwertes Vp2. Es ist vorteilhaft, wenn das oben be schriebene Verhältnis Fmin/Fmax variabel ist, abhängig von der Vertikalgeschwindigkeit Vs, um einen optimalen Schwel lenwert Ns für das Tot-Band zur Verfügung zu stellen. Die Beziehung des Verhältnisses Fmin/Fmax zu der Fahrzeugge schwindigkeit Vs wird in der Steuereinheit 4 als Datenblatt, wie in Fig. 14 gezeigt, gespeichert. Wie sich aus Fig. 14 ergibt, tendiert das Verhältnis dazu, in Übereinstimmung mit einer Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit reduziert zu werden.

Wenn, unter Bezugnahme auf den Schritt 210, die Antwort negativ ist, geht der Verfahrensfluß von dem Schritt 210 auf den Schritt 212 über. Im Schritt 212 wird bestimmt, ob der Absolutwert Vn des die Vertikalgeschwindigkeit anzeigenden Signalwertes Vn den vorgewählten unteren Schwellenwert Vp2 überschreitet. Wenn die Antwort im Schritt 212 bejahend ist, geht der Verfahrensablauf auf den Schritt 213 über, in welchem der vorgewählte untere Schwellenwert Vp2 erneuert und durch den absoluten Wert Vn der Vertikalgeschwindigkeit ersetzt wird. Der Schwellenwert Ns wird ebenfalls, wegen des erneuerten unteren Schwellenwertes Vp2, wie sich aus der Gleichung Ns = (Fmin/Fmax) Vp2 ergibt, erneuert. Die Erneuerungen der Schwellenwerte Vp2 und Ns erfolgen beide in dem Bereich f (s. Fig. 12), bis der die Vertikalgeschwindig keit anzeigende Signalwert Vn einen Spitzenwert P2 (s. Fig. 12 und 13) von dem Zeitpunkt an erreicht, bei welchem der die Vertikalgeschwindigkeit anzeigende Signalwert Vn den vorgewählten unteren Schwellenwert Vp2 überschreitet. Wenn die Antwort zu dem Schritt 212 negativ ist, geht das Ver fahren auf den Schritt 214 über, in welchem bestimmt wird, ob der Absolutwert Vn der Vertikalgeschwindigkeit gleich oder kleiner ist als der derzeitige Schwellenwert Ns des Tot-Bandes. Wenn die Antwort im Schritt 214 bejahend ist, geht das Verfahren auf den Schritt 215 über, in welchem die Winkelstellung des Ventilelementes 40 in Richtung auf die neutrale Stellung, welche in den Fig. 8A, 8B und 8C gezeigt ist, verschoben wird und auf einen Ziel-Schrittwinkel von Null eingestellt wird. Wenn im Gegensatz hierzu die Antwort auf den Schritt 214 negativ ist, geht das Verfahren auf den Schritt 216 über, in welchem die Ziel-Winkelposition des Schrittmotors 3 oder die Ziel-Dämpfungsstellung des Stoß dämpfers SA auf der Basis der Größe des derzeitigen, eine Vertikalgeschwindigkeit anzeigenden Signalwertes Vn abgelei tet wird, um eine geeignete Dämpfungscharakteristik für den Stoßdämpfer in dem Bereich SH der harten Druckphasen-Dämp fungscharakteristik sicherzustellen.

Auf diese Weise wird ein Zyklus des Steuerverfahrens been det. Die oben beschriebene Routine wird wiederholt und unmittelbar nach dem Ablauf der Zeit für einen Zyklus gestartet.

Der Betrieb des Aufhängungssystems des ersten Ausführungs beispiels wird nachfolgend in Zusammenhang mit der in Fig. 12 gezeigten Zeitkarte diskutiert.

Wie in dem Bereich a von Fig. 12 ersichtlich ist, wird, wenn der die Vertikalgeschwindigkeit anzeigende Signalwert Vn in einem vorbestimmten Tot-Band konditioniert ist, welches durch ein Paar von oberen und unteren Schwellenwerten Ns definiert ist, welche auf der Basis der vorstehend beschrie benen Gleichung Ns = (Fmin/Fmax) Vp1 und Ns = (Fmin/Fmax) Vp2 abgeleitet wurden, der Stoßdämpfer SA in einen Bereich SS weicher Dämpfungscharakteristika durch Drehung des Schrittmotors 3 eingestellt. Die Verwendung des Tot-Bandes verhindert einen unerwünschten Energieverbrauch, da das System unempfindlich ist für geringfügige positive und negative Schwankungen der Vertikalgeschwindigkeit in der Nähe der Geschwindigkeit Null. Die Lebensdauer des Schritt motors kann hierdurch gesteigert werden.

Wie aus dem Bereich b der Fig. 12 ersichtlich ist, wird der Stoßdämpfer SA, bis der positive Signalwert Vn der nach oben gerichteten Vertikalgeschwindigkeit den vorgewählten oberen (Zugphase) Schwellenwert Vp1 erreicht, nachdem der positive Signalwert den unteren Schwellenwert Ns des Tot-Bandes über schritten hat, in den Bereich HS einer harten Dämpfungscha rakteristik der Zugphase eingestellt, so daß die Dämpfungs charakteristik für die Druckphase niedrig (weich) gehalten und die Dämpfungscharakteristik für die Zugphase gleichmäßig durch Verschieben der Ziel-Dämpfungsstellung des Stoßdämp fers in Proportion zu der Größe der Vertikalgeschwindigkeit Vn der gefederten Masse nach oben verschoben wird, d. h. durch schrittweises Weiterschalten der Winkelstellung des Schrittmotors 3 von der neutralen Stellung in Richtung auf die am weitesten links befindliche Winkelstellung, welche in Fig. 6 dargestellt ist, in Gegenuhrzeigerichtung einer An triebswelle.

Wie aus dem Bereich e der Fig. 12 ersichtlich ist, wird der Stoßdämpfer SA, bis der negative Signalwert Vn der nach unten gerichteten Vertikalgeschwindigkeit den vorgewählten unteren (Druckphase) Schwellenwert Vp2 erreicht, nachdem der absolute Wert des negativen Signalwertes den unteren Schwellenwert Ns des Tot-Bandes überschritten hat, in den Bereich SH der harten Druckphasen-Dämpfungscharakteristik eingestellt, so daß die Dämpfungscharakteristik für die Zug phase niedrig (weich) bleibt und die Dämpfungscharakteristik für die Druckphase gleichmäßig durch Verschiebung der Ziel- Dämpfungsposition des Stoßdämpfers in Proportion zu der Größe des Absolutwertes der Vertikalgeschwindigkeit Vn der gefederten Masse nach oben verschoben wird, d. h. durch stufenweises Schalten der Winkelposition des Schrittmotors von der neutralen Stellung in Richtung auf die am weitesten rechts befindliche Winkelposition, welche in Fig. 6 darge stellt ist, in Uhrzeigerrichtung. In den Bereichen b und e kann der Dämpfungskoeffizient C für die Zugphase und für die Druckphase so gesteuert werden, daß er in Proportion zur Größe der Vertikalgeschwindigkeit Vn in Übereinstimmung mit der Gleichung C = k (Vn) zunimmt, wobei k eine Konstante ist. Während einer Verschiebung von dem Bereich a zu dem Bereich b oder von dem Bereich a zu dem Bereich e kann das System, da der Ausgangspunkt der schrittweisen Steuerung der Dämpfungscharakteristik in dem weichen Dämpfungscharakteri stikbereich SS gehalten wird, schnelle Veränderungen in der Dämpfungscharakteristik des Stoßdämpfers SA vermeiden und zusätzlich einen sehr weit variablen Bereich für die Dämp fungskraft vorsehen.

Wie in dem Bereich c der Fig. 12 dargestellt, wird der vorgewählte Schwellenwert Vp1, bis der eine nach oben gerichtete (positive) Vertikalgeschwindigkeit anzeigende Signalwert Vn den oberen Spitzenwert P1 von dem Zeitpunkt an, bei welchem der die Vertikalgeschwindigkeit anzeigende Signalwert Vn den vorgewählten Zugphasen-Schwellenwert Vp1 überschreitet, erreicht, durch die derzeitige Vertikalge schwindigkeit Vn ersetzt und gleichzeitig wird der obere Schwellenwert Ns des Tot-Bandes erneuert und in Proportion zu dem Anstieg zwischen dem ursprünglich vorgewählten oberen Schwellenwert Vp1 und dem erneuerten oberen Schwellenwert Vp1 angehoben. Daraufhin wird, bis die Richtung der Verti kalgeschwindigkeit umgekehrt wird, nach dem die Vertikalge schwindigkeit Vn von dem oberen Spitzenwert abfällt, die Dämpfungscharakteristik für den Stoßdämpfer SA von dem Bereich HS der harten Zugphasen-Dämpfungscharakteristik zu dem Bereich SS der weichen Dämpfungscharakteristik stufen weise verschoben (s. Bereich d von Fig. 12). Wie in dem Bereich f von Fig. 12 dargestellt, wird der vorgewählte Schwellenwert Vp2, bis der nach unten gerichtete (negative) eine Vertikalgeschwindigkeit anzeigende Signalwert Vn den unteren Spitzenwert P2 von dem Zeitpunkt an, an welchem der Absolutwert Vn des die nach unten gerichtete Vertikalge schwindigkeit anzeigenden Signalwerts Vn den vorgewählten Druckphasen-Schwellenwert Vp2 überschreitet, erreicht, durch den absoluten Wert Vn der momentanen Vertikalgeschwindigkeit Vn erneuert und gleichzeitig wird der untere Schwellenwert Ns des Tot-Bandes erneuert und in Proportion zu der Diffe renz zwischen dem ursprünglich vorgewählten unteren Schwel lenwert Vp2 und dem erneuerten unteren Schwellenwert Vp2 angehoben. Nachfolgend wird, bis die Richtung der Vertikal geschwindigkeit umgekehrt wird, nach dem die Vertikalge schwindigkeit Vn durch den Spitzenwert P2 gegangen ist, die Dämpfungscharakteristik für den Stoßdämpfer SA von dem Bereich SH der harten Dämpfungscharakteristik der Druckphase zu dem Bereich SS der weichen Dämpfungscharakteristik stoß weise verschoben (s. Bereich g von Fig. 12).

Wie sich aus obenstehender Beschreibung ergibt, ist der obere Schwellenwert des Tot-Bandes für die Vertikalgeschwin digkeit nicht konstant, sondern wird auf ein höheres Niveau (in der positiven Richtung) verschoben als dessen ursprüng lich eingestellter Wert, wenn die nach oben gerichtete Ver tikalgeschwindigkeit Vn zu dem Spitzenwert P1 ansteigt, während der untere Schwellenwert des Tot-Bandes für die Ver tikalgeschwindigkeit nicht konstant ist, sondern auf ein höheres Niveau (in der negativen Richtung) verschoben wird als dessen ursprünglich eingestellter Wert, wenn die nach unten gerichtete Vertikalgeschwindigkeit Vn auf den Spitzen wert P2 ansteigt. Wie deutlich in Fig. 13 gezeigt, wird der Schwellenwert Ns des Tot-Bandes für die Vertikalgeschwindig keit Vn variabel gesteuert bzw. geregelt, so daß für die Zugphase der Schwellenwert Ns auf einem niedrigen Schwellen niveau gehalten wird, korrespondierend zu seinem ursprüng lich eingestellten Wert, welcher repräsentiert wird durch (Fmin/Fmax) Vp1, wenn die nach oben gerichtete Vertikalge schwindigkeit Vn in einem Bereich konditioniert ist, welcher definiert durch 0 < Vn Vp1, während des Anstiegs auf den Spitzenwert P1, und in Proportion zu der Zunahme der Vertikalgeschwindigkeit Vn angehoben wird, wenn die nach oben gerichtete Vertikalgeschwindigkeit Vn in einem Bereich konditioniert ist, welcher durch Vp1 < Vn < P1 wiedergegeben wird, während eines Anstiegs auf den Spitzenwert P1, und auf einem hohen Schwellenniveau gehalten wird, welcher durch (Fmin/Fmax) P1 wiedergegeben wird, wenn die nach oben gerichtete Vertikalgeschwindigkeit Vn in einem Bereich konditioniert ist, welcher durch 0 < Vn < P1 definiert wird, während eines Rückgangs von dem Spitzenwert P1, und so, daß für die Druckphase der Schwellenwert Ns auf einem hohen Schwellenniveau gehalten wird, korrespondierend zu dessen ursprünglich eingestelltem Wert, der durch (Fmin/Fmax) Vp2 wiedergegeben wird, wenn die nach unten gerichtete Vertikal geschwindigkeit Vn in einem Bereich konditioniert ist, welcher durch 0 < Vn < Vp2 definiert wird, während eines Anstiegs auf den Spitzenwert P2, und angehoben wird in Pro portion zu einem Anstieg in der Vertikalgeschwindigkeit Vn, wenn die nach unten gerichtete Vertikalgeschwindigkeit Vn in einem Bereich konditioniert ist, welcher durch Vp2 < Vn < P2 definiert wird, während eines Anstiegs auf den Spitzenwert P2, und auf einem höheren Schwellenniveau gehalten wird, welches durch (Fmin/Fmax) P2 definiert wird, wenn die nach unten gerichtete Vertikalgeschwindigkeit Vn in einem Bereich konditioniert ist, welcher durch 0 < Vn < P2 definiert ist, während eines Rückgangs von dem Spitzenwert P2. Wie sich aus obenstehender Erläuterung ergibt, werden zu Beginn eines Rückgangs der Vertikalgeschwindigkeit Vn von den Spitzen werten P1 und P2 die jeweiligen Schwellenwerte Vp1 oder Vp2 erneuert. Somit ist der Absolutwert der laufenden Vertikal geschwindigkeit Vn geringer als der erneuerte Schwellenwert Vp1 oder Vp2, zusätzlich ist die laufende Vertikalgeschwin digkeit Vn notwendigerweise größer als der Schwellenwert Ns des Tot-Bandes. Dies führt zu dem Ergebnis, daß in Fig. 11 der Steuer- oder Regelvorgang von dem Schritt 205 auf den Schritt 207 oder von dem Schritt 212 auf den Schritt 214 übergeht und nachfolgend schnell auf den Schritt 209 oder den Schritt 216 weiterschreitet, um eine schnelle und gleichmäßige stufenweise Modifikation auf eine weichere Dämpfungscharakteristik sicherzustellen. Da weiterhin der Schwellenwert Ns des Tot-Bandes auf ein höheres Niveau ver schoben wird als sein ursprünglich eingestellter Schwellen wert, innerhalb des Geschwindigkeitsbereiches, welcher von den Spitzenwerten abnimmt, wird am Ende des Rückganges der Vertikalgeschwindigkeit Vn von den Spitzenwerten der Steuer modus des Systems schnell von dem die Dämpfungscharakteri stik steuernden Modus auf den Tot-Band-Modus verschoben, in welchem das System keine Steuerung der Dämpfungscharakteri stik ausführt und die Dämpfungscharakteristik des Stoßdämp fers weich gehalten wird. Deshalb kann das System des ersten Ausführungsbeispieles eine Antwort einer angemessenen Modi fikationssteuerung der Dämpfungscharakteristika bezüglich von Veränderungen in der Vertikalgeschwindigkeit der gefe derten Masse steigern.

In den Fig. 15 bis 19 sind ein zweites und ein drittes Aus führungsbeispiel der Fahrzeugaufhängung gezeigt, welche einen variablen, semi-aktiven Dämpfer verwenden. Die Basis konstruktion des Systems des zweiten und des dritten Aus führungsbeispiels ist ähnlich zu der des ersten Ausführungs beispiels. Folglich werden die gleichen Bezugszeichen, welche in den Fig. 1 bis 14 für das erste Ausführungsbei spiel benutzt wurden, für korrespondierende Elemente in dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel verwendet, um einen Vergleich zwischen dem ersten, dem zweiten und dem dritten Ausführungsbeispiel zu ermöglichen.

Zweites Ausführungsbeispiel

Das zweite Ausführungsbeispiel, welches in Fig. 15 gezeigt ist, unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel darin, daß ein Steuersignalwert V auf der Basis der absolu ten Vertikalgeschwindigkeit Vn der gefederten Masse abge leitet wird, obwohl in dem ersten Ausführungsbeispiel die Vertikalgeschwindigkeit Vn direkt als ein Steuersignal dient. Um eine präzisere Steuerung zur Unterdrückung einer Änderung der Stellung des Fahrzeuges sicherzustellen, weist das System des zweiten Ausführungsbeispiels vier Anordnungen von Filterschaltungen auf, von denen jede in der Schnitt stellenschaltung 4a der Steuereinheit 4 vorgesehen ist und jeweils mit einem G-Sensor 1 verbunden ist. Wie in Fig. 15 gezeigt, besteht jede der Filterschaltungen aus einem ersten Tiefpaßfilter LPF1, welcher direkt mit dem G-Sensor 1 ver bunden ist und so ausgebildet ist, daß er Rauschen bei einer Frequenzrate, wie etwa 30 Hz oder mehr, ausfiltert, sowie einem zweiten Tiefpaßfilter LPF2, welcher mit dem ersten Tiefpaßfilter verbunden ist, um das gefilterte, eine Verti kalbeschleunigung anzeigende Signal von dem Filter LPF1 zu empfangen und um ein eine absolute Vertikalgeschwindigkeit anzeigendes Signal Vn durch einen Integrationsprozeß abzu leiten, einen ersten Bandpaßfilter BPF1, welcher mit dem zweiten Tiefpaßfilter LPF2 verbunden ist, um eine Komponente v einer Springbewegung durch Durchleiten des empfangenen eine Vertikalgeschwindigkeit anzeigenden Signals Vn durch ein spezielles Frequenzband, welches eine Spring-Resonanz frequenz der gefederten Masse umfaßt, zu erzeugen, sowie einen zweiten Bandpaßfilter BPF2, welcher mit dem Filter LPF2 verbunden ist, um eine Nickbewegungskomponente v′ durch Durchleiten des empfangenen, eine Vertikalgeschwindigkeit anzeigenden Signals Vn durch ein spezielles Frequenzband, welches eine Nick-Resonanzfrequenz der gefederten Masse um faßt, zu erzeugen, und einen dritten Bandpaßfilter BPF3, welcher mit dem Filter LPF2 zur Erzeugung einer Rollbewe gungskomponente v′′ durch Durchleiten des empfangenen, die Vertikalgeschwindigkeit anzeigenden Signals Vn durch ein spezielles Frequenzband, welches eine Roll-Resonanzfrequenz der gefederten Masse umfaßt, zu erzeugen. Wie bei einer Gruppe von Steuersignalwerten V1, V2, V3 und V4, einer Gruppe von Springbewegungskomponenten v1, v2, v3 und v4, einer Gruppe von Nickbewegungskomponenten v1′, v2′, v3′ und v4′ und einer Gruppe Rollbewegungskomponenten v1′′, v2′′, v3′′ und v4′′, sind die zugefügten Zahlen 1, 2, 3 und 4 den jeweiligen Stoßdämpfern SA1, SA2, SA3 und SA4 zugeordnet. In dem zweiten Ausführungsbeispiel werden die Steuersignalwerte V (V1, V2, V3, V4), welche auf dem die Vertikalgeschwindig keit anzeigenden Signalen Vn1, Vn2, Vn3 und Vn4 basieren, welche jeweils bezogen sind auf das vordere rechte, das vordere linke, das hintere rechte und das hintere linke Rad, durch die folgende Formel berechnet. Der Dämpfungskoeffi zient C wird in Übereinstimmung mit dem errechneten Wert eingestellt, welcher durch die Gleichung C = kV abgeleitet wird.

V₁ = (v1+v2+v3+v4)αf/4+βf(v1′-v3′)+γf(v1′′-v2′′)
V₂ = (v1+v2+v3+v4)αf/4+βf(v2′-v4′)+γf(v2′′-v1′′)
V₃ = (v1+v2+v3+v4)αr/4+βr(v3′-v1′)+γr(v3′′-v4′′)
V₄ = (v1+v2+v3+v4)αr/4+βr(v4′-v2′)+γr(v4′′-v3′′).

Dabei sind αf, βf, γf, αr, βr und γr Konstanten. Auf der rechten Seite der obenstehenden Formel repräsen tieren die jeweiligen Ausdrücke, welche die Symbole αf oder αr umfassen, eine Springrate, welche im wesentlichen zu einem Springbewegungs-Dämpfungskoeffizienten korrespon dieren. Der jeweilige zweite Term, welcher Symbole βf oder βr umfaßt, repräsentiert eine Nickrate, welche im wesentli chen zu einem Nickraten-Dämpfungskoeffizienten korrespon diert. Der jeweilige dritte Term, welcher Symbole γf oder γr umfaßt, repräsentiert eine Rollrate, welche im wesentli chen zu einem Rollbewegungs-Dämpfungskoeffizienten korre spondiert. Die konstanten Werte αf und αr werden jeweils in Abhängigkeit von einer vorderradseitigen Federkonstante und einer hinterradseitigen Federkonstante ermittelt. Die kon stanten Werte βf und βr werden jeweils in Abhängigkeit von einer vorderradseitigen Nickfestigkeit und einer hinterrad seitigen Nickfestigkeit ermittelt. In gleicher Weise werden die konstanten Werte γf und γr jeweils in Abhängigkeit von einer vorderradseitigen Rollfestigkeit und einer hinterrad seitigen Rollfestigkeit ermittelt.

Wie sich aus obenstehender Erläuterung ergibt, kann das System des zweiten Ausführungsbeispiels, da die Nickrate und die Rollrate sowie die Springrate in dem Steuersignalwert V reflektiert sind, einen überlegenen Fahrkomfort und eine Fahrstabilität durch Bereitstellung geeigneter Dämpfungs charakteristika sicherstellen, welche geeignet sind, alle Spring-, Nick- und Rollbewegungen zu unterdrücken. Da in diesem Ausführungsbeispiel die G-Sensoren 1 nur an der Fahr zeugkarosserie als Sensoreinrichtung für einen Steuerpara meter installiert sind, erniedrigen sich die gesamten Her stellungskosten für das System auf ein Minimum, verglichen mit konventionellen Systemen, welche vielfältige Sensoren benötigen, wie etwa einen Höhensensor, welcher eine Relativ versetzung zwischen der gefederten Masse und der ungefeder ten Masse ermittelt, einen Vertikalbeschleunigungssensor und ähnliches. Weiterhin sichern drei unterschiedliche Propor tionalkonstanten α, β und γ präzisere Berechnungen der Spring-, Nick- und Rollraten auch dann, wenn die Spring- Resonanzfrequenz, die Nick-Resonanzfrequenz und die Roll- Resonanzfrequenz sich voneinander unterscheiden.

Die vorbeschriebene arithmetische Schaltung des zweiten Ausführungsbeispiels kann durch eine andere arithmetische Schaltung ersetzt werden, welche eine Berechnung nach der folgenden Formel durchführt:

V₁ = αfv1+βf(v1′-v3′)+γf(v1′′-v2′′)
V₂ = αfv2+βf(v2′-v4′)+γf(v2′′-v1′′)
V₃ = αrv3+βr(v3′-v1′)+γr(v3′′-v4′′)
V₄ = αrV4+βr(v4′-v2′)+γr(v4′′-v3′′).

Die oben beschriebene Modifikation des zweiten Ausführungs beispiels ist dem zweiten Ausführungsbeispiel darin über legen, daß vier Springraten v unabhängig voneinander auf der Basis der jeweiligen Vertikalgeschwindigkeiten abgeleitet werden, welche an vier Punkten der Fahrzeugkarosserie über wacht werden, welche jeweils benachbart zu den vier Stoß dämpfern SA1, SA2, SA3 und SA4 in dieser Modifikation ange ordnet sind, obwohl vier Springraten auf der Basis von nur einem Hauptwert der vier Vertikalgeschwindigkeiten in dem zweiten Ausführungsbeispiel abgeleitet werden. Mit anderen Worten, die Modifikation kann eine Dämpfungscharakteristik- Steuerung oder Regelung schaffen, welche mehr für die Springbewegung als für Nick- und Rollbewegungen geeignet ist.

Drittes Ausführungsbeispiel

Es wird nunmehr auf die Fig. 16 bis 19 Bezug genommen, in welchen das dritte Ausführungsbeispiel des Fahrzeugaufhän gungssystems dargestellt ist, welches einen konventionellen Stoßdämpfer mit variabler Dämpfungskraft umfaßt, welcher eine Dämpfungscharakteristik gemäß Fig. 17 aufweist, in welcher eine Dämpfungskoeffizientencharakteristik für die Zugphase und eine Dämpfungskoeffizientencharakteristik für die Druckphase beide in Abhängigkeit von einer Veränderung in einem Schrittwinkel des Schrittmotors in im wesentlichen der gleichen Weise variiert werden, so daß die Dämpfungscha rakteristika für die Zugphase und die Druckphase beide bei einem relativ kleinen Schrittwinkel hart gehalten werden, während die beiden Dämpfungscharakteristika bei einem rela tiv großen Schrittwinkel weich gehalten werden. Ein derarti ger aus dem Stand der Technik bekannter Stoßdämpfer wurde in der vorläufigen Veröffentlichung des japanischen Gebrauchs musters 63-11 29 14 beschrieben, auf diese Offenbarung wird hiermit Bezug genommen. Wie in Fig. 18 dargestellt, umfaßt das System des dritten Ausführungsbeispiels vier Lastsenso ren 6 zusätzlich zu den Schaltungen des in Fig. 2 gezeigten ersten Ausführungsbeispiels. Wie in Fig. 16 gezeigt, ist der jeweilige Lastsensor 6 in einem der Stoßdämpfer vorgesehen, um ein Signal zu erzeugen, welches eine Relativgeschwindig keit zwischen der Fahrzeugkarosserie und dem Aufhängungs element durch Ermittlung einer Dämpfungskraft F des Stoß dämpfers wiedergibt. Der Lastsensor 6 ist an der Kolben stange 7 an einer Stelle gelagert, welche geringfügig von der Verbindung zwischen dem oberen Ende des Stoßdämpfers und der Fahrzeugkarosserie beabstandet ist.

In dem System des dritten Ausführungsbeispiels bestimmt die Steuereinheit 4, ob das Vorzeichen des Produktes des abge leiteten Steuersignalwertes V mal der Dämpfungskraft F des jeweiligen Stoßdämpfers, welcher durch den Lastsensor 6 überwacht wird, positiv oder negativ ist. Wenn das Vorzei chen des Produktes positiv ist, d. h. das Vorzeichen der Dämpfungskraft F gleich ist zu dem Vorzeichen des Steuer signalwertes V, steuert die Steuereinheit 4 die Dämpfungs kraft des Stoßdämpfers SA in Übereinstimmung mit dem Steuerverfahren, welches in dem Flußdiagramm des ersten Ausführungsbeispiels, welches in Fig. 11 gezeigt ist, dar gestellt ist. Wenn das Vorzeichen des Produktes negativ ist, d. h. das Vorzeichen der Dämpfungskraft F unterschiedlich ist zu der Dämpfungskraft des Steuersignalwertes V, werden die jeweiligen Dämpfungscharakteristika für die Zugphase und für die Druckphase auf die weichsten Dämpfungscharakteristika eingestellt. In dem Fall, daß das System des dritten Aus führungsbeispiels den in Fig. 11 gezeigten Steuerablauf des ersten Ausführungsbeispiels verwendet, muß der als Steuer parameter dienende, eine Vertikalgeschwindigkeit anzeigende Signalwert Vn durch den Steuersignalwert V ersetzt werden, welcher gemäß der in Zusammenhang mit dem zweiten Ausfüh rungsbeispiel diskutierten Formel abgeleitet wurde. Wie sich aus obenstehender Erläuterung ergibt, kann das Aufhängungs system des dritten Ausführungsbeispiels den gleichen Effekt bewirken wie bei dem ersten und dem zweiten Ausführungs beispiel.

Obwohl bei dem zweiten Ausführungsbeispiel 4 vertikale Geschwindigkeiten an vier Punkten der Fahrzeugkarosserie der individuellen Räder verwendet werden, so daß die Nickbe wegungskomponente v′ auf der Basis der Differenz zwischen der vorderradseitigen Vertikalgeschwindigkeit und der hinterradseitigen Vertikalgeschwindigkeit berechnet wird und die Rollbewegungskomponente v′′ auf der Basis der Differenz der rechtsradseitigen Vertikalgeschwindigkeit und der links radseitigen Vertikalgeschwindigkeit abgeleitet wird, kann eine Veränderung in dem Nickwinkel und eine Veränderung in dem Rollwinkel, welche durch einen Kreiselsensor (gyro) erzeugt wurde, welcher an der Karosserie gelagert ist, für Ableitungen der Nickbewegungskomponenten und der Rollbe wegungskomponenten verwendet werden.

Wie vorangehend im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungs beispiel besprochen, kann, obwohl das Verhältnis Fmin/Fmax der minimalen Dämpfungscharakteristik zu der maximalen Dämp fungscharakteristik abhängig von der Größe der Fahrzeugge schwindigkeit Vs veränderbar ist, das Verhältnis Fmin/Fmax abhängig von der Vertikalbeschleunigung verändert werden, welche auf die gefederte Masse oder die ungefederte Masse aufgebracht wird, oder der Relativgeschwindigkeit zwischen der gefederten Masse und der ungefederten Masse.

Weiterhin können ein anfänglicher Tot-Band-Schwellenwert für die Zugphase und ein anfänglicher Tot-Band-Schwellenwert für die Druckphase auf unterschiedliche Werte eingestellt werden. Alternativ hierzu können ein anfänglicher Tot-Band- Schwellenwert für die Vorderradseite und ein anfänglicher Tot-Band-Schwellenwert für die Hinterradseite auf unter schiedliche Werte eingestellt werden, um eine präzisere Tot-Band-Steuerung des Systems sicherzustellen.

In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen kann, obwohl der Schrittmotor zur stufenweisen Schaltung der Dämpfungs charakteristik des hydraulischen Dämpfers verwendet wird, ein elektronisch betätigter Proportional-Elektromagnet zur kontinuierlichen Schaltung der Dämpfungscharakteristika des Dämpfers durch eine Arbeitszyklussteuerung verwendet werden, gemäß der der Elektromagnet in Abhängigkeit von einem Ar beitsverhältnis aktiviert wird, welches im wesentlichen proportional zu der Größe des Steuersignalwertes ist, welcher durch die Steuereinheit erzeugt wurde.

Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbei spiele beschränkt, vielmehr ergeben sich für den Fachmann im Rahmen der Erfindung vielfältige Abwandlungs- und Modifika tionsmöglichkeiten.

Zusammenfassend ist folgendes festzustellen:
Ein Fahrzeug-Aufhängungssystem umfaßt einen Stoßdämpfer SA mit variabler Dämpfungskraft, welcher einen variablen, semi-aktiven hydraulischen Dämpfer verwendet, welcher mehrere oder unterschiedliche Dämpfungscharakteristika auf weist, sowie einen Sensor G zur Ermittlung einer absoluten Vertikalgeschwindigkeit einer gefederten Masse des Fahr zeugs, und eine Steuereinheit (4), welche in Abhängigkeit von der Vertikalgeschwindigkeit ein Steuersignal erzeugt, welches auf der Vertikalgeschwindigkeit basiert, um die Dämpfungscharakteristik des Dämpfers einzustellen. Die Steuereinheit (4) umfaßt eine Tot-Band-Steuerschaltung, um die Dämpfungscharakteristik nur dann auf eine minimale Dämp fungscharakteristik einzustellen, wenn der Steuersignalwert innerhalb eines Tot-Bandes für die Vertikalgeschwindigkeit beibehalten wird. Die Tot-Band-Steuerschaltung variiert obere und untere Schwellenwerte des Tot-Bandes in Abhängig keit von der Größe der Vertikalgeschwindigkeit.

Claims

1. Fahrzeug-Aufhängungssystem mit
einem Stoßdämpfer (SA) mit variabler Dämpfungskraft, welcher zwischen einer Fahrzeugkarosserie und einem der Räder angeordnet ist und einen variablen semi-aktiven hydraulischen Dämpfer umfaßt, welcher mit mehreren unterschiedlichen Dämpfungscharakteristika betätigbar ist,
einem Sensor (G) zur Ermittlung einer absoluten Verti kalgeschwindigkeit einer gefederten Masse des Fahrzeugs zur Erzeugung eines eine absolute Vertikalgeschwindig keit wiedergebenden Signals,
einer Steuereinheit (4), mittels derer die Vertikalge schwindigkeit zur Erzeugung eines Steuersignals basie rend auf der Vertikalgeschwindigkeit zur Einstellung der Dämpfungscharakteristik des Dämpfers verarbeitbar ist, und
Tot-Band-Steuermitteln, welche in der Steuereinheit (4) zur Einstellung der Dämpfungscharakteristik auf eine minimale Dämpfungscharakteristik nur dann, wenn der Steuersignalwert innerhalb eines gesteuerten Schwellen wertes des Tot-Bandes für diese Vertikalgeschwindigkeit aufrechterhalten wird, ausgebildet sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Tot-Band-Steuermittel anfänglich den Schwellen wert des Tot-Bandes so einstellen, um ein Verhältnis der Dämpfungskraft, welche bei einer minimalen Dämpfungscha rakteristik erzeugt wird, zu einer Dämpfungskraft, welche bei einer maximalen Dämpfungscharakteristik erzeugt wird, bei einer vorgegebenen Kolbengeschwindig keit des Dämpfers, mit einem vorgewählten Schwellenwert des Steuersignalwertes in Beziehung zu der maximalen Dämpfungscharakteristik zu multiplizieren, und
daß die Tot-Band-Steuermittel den vorgewählten Schwel lenwert durch einen laufenden Wert des Steuersignales erneuern, bis der Steuersignalwert einen Spitzenwert von dem Zeitpunkt an erreicht, zu dem der Steuersignalwert den vorgewählten Schwellenwert überschreitet, und ansteigend den anfänglich eingestellten Schwellenwert des Tot-Bandes in Proportion zu einem Anstieg in dem vorgewählten Schwellenwert anhebt.

2. Fahrzeug-Aufhängungssystem nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Schwellenwert des Tot-Bandes auf dem anfänglich eingestellten Schwellenwert beibehalten wird, wenn der absolute Wert des Steuersignalwertes größer als Null und kleiner als der vorgewählte Schwel lenwert während des Anstiegs auf den Spitzenwert ist, und in Proportion zu einem Anstieg des Steuersignal wertes angehoben wird, wenn der absolute Wert des Steuersignalwertes größer ist als der vorgewählte Schwellenwert und kleiner als der Spitzenwert während des Anstiegs auf den Spitzenwert, und auf einem höheren Schwellenniveau als der anfänglich eingestellte Schwel lenwert während des Rückgangs des Schwellenwertes auf Null aufrechterhalten wird.

3. Fahrzeug-Aufhängungssystem nach Anspruch 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Dämpfungs kraft, welche bei der minimalen Dämpfungscharakteristik erzeugt wird, zu der Dämpfungskraft, welche bei der maximalen Dämpfungscharakteristik erzeugt wird, in Ab hängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit verändert wird.

4. Fahrzeug-Aufhängungssystem nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, daß das Verhältnis in Übereinstimmung mit einem Anstieg der Fahrzeuggeschwindigkeit reduziert wird.

5. Fahrzeug-Aufhängungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein anfänglicher Schwellenwert des Tot-Bandes der Vertikalgeschwindigkeit für die Zugphase des Stoßdämpfers (SA) und ein anfäng licher Schwellenwert des Tot-Bandes der Vertikalge schwindigkeit für die Druckphase des Stoßdämpfers (SA) unabhängig auf unterschiedliche Werte eingestellt werden.

6. Fahrzeug-Aufhängungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein anfänglicher Schwellenwert des Tot-Bandes der Vertikalgeschwindigkeit für die Vorderradseite und ein anfänglicher Schwellen wert des Tot-Bandes der Vertikalgeschwindigkeit für die Hinterradseite unabhängig auf unterschiedliche Werte eingestellt werden.

7. Fahrzeug-Aufhängungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfer zwischen einem harten Bereich der Zugphase, in welchem die Dämp fungscharakteristik für die Zugphase variabel einge stellt wird und die Dämpfungscharakteristik für die Druckphase stationär auf der niedrigsten Dämpfungscha rakteristik gehalten wird, einem harten Bereich der Druckphase, in welcher die Dämpfungscharakteristik für die Druckphase variabel eingestellt und die Dämpfungs charakteristik für die Zugphase stationär auf der nied rigsten Dämpfungscharakteristik gehalten wird, und einem weichen Bereich, bei welchem die Dämpfungscharakteristik für die Zugphase und die Druckphase beide auf der nied rigsten Dämpfungscharakteristik gehalten wird, betätig bar ist, und
daß die Steuereinheit (4) die Dämpfungscharakteristik des Dämpfers in den harten Bereich der Zugphase ein stellt, wenn die Richtung der Vertikalgeschwindigkeit eine nach oben gerichtete Richtung ist und der Steuer signalwert einen oberen Schwellenwert des Tot-Bandes übersteigt, und in den harten Bereich der Druckphase, wenn die Richtung der Vertikalgeschwindigkeit eine nach unten gerichtete Richtung ist und der Steuersignalwert einen unteren Schwellenwert des Tot-Bandes überschrei tet, und in einen weichen Bereich, wenn die Vertikalge schwindigkeit innerhalb des Tot-Bandes liegt.

8. Fahrzeug-Aufhängungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal äquivalent zu dem eine Vertikalgeschwindigkeit anzeigen den, von dem Sensor (G) erzeugten Signal ist.

9. Fahrzeug-Aufhängungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal abhängig ist von dem Produkt zwischen einer Springrate, einer Nickrate und einer Rollrate, wobei diese Raten alle von dem die Vertikalgeschwindigkeit anzeigenden Signal abgeleitet werden.

10. Fahrzeug-Aufhängungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Springrate auf der Basis eines Mittelwertes von vier Vertikalgeschwin digkeiten abgeleitet ist, welche an vier Punkten der Fahrzeugkarosserie, welche jeweils benachbart zu den vier Rädern angeordnet sind, ermittelt sind.

11. Fahrzeug-Aufhängungssystem nach Anspruch 9 oder 10, da durch gekennzeichnet, daß vier Springraten unabhängig voneinander auf der Basis der jeweiligen Vertikalge schwindigkeiten abgeleitet sind, welche an vier Punkten der Fahrzeugkarosserie, welche jeweils benachbart zu den vier Rädern angeordnet sind, ermittelt sind.

12. Fahrzeug-Aufhängungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch einen Lastsensor (6), welcher in dem Stoßdämpfer (SA) zur Ermittlung einer Dämpfungskraft des Stoßdämpfers (SA) angeordnet ist, wobei die Steuereinheit (4) eine Dämpfungskraftsteuerung für den Dämpfer auf der Basis eines Vergleichs zwischen dem laufenden Signalwert der ermittelten Vertikalge schwindigkeit und dem Schwellenwert des Tot-Bandes durchführt, welcher durch die Tot-Band-Steuermittel gesteuert ist, wenn das Produkt des Steuersignalwertes mal der Dämpfungskraft, welche durch den Lastsensor (6) ermittelt wurde, positiv ist, und wobei die Steuerein heit (4) die Dämpfungscharakteristik des Dämpfers in den weichen Bereich verstellt, wenn das Produkt negativ ist.

13. Fahrzeug-Aufhängungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfer einen stufenweise variablen semi-aktiven Dämpfer umfaßt, in welchem die Dämpfungscharakteristika desselben stufen weise durch einen elektronisch betätigbaren Schrittmotor (3) einstellbar sind.

14. Fahrzeug-Aufhängungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfer einen kontinuierlich variablen, semi-aktiven Dämpfer umfaßt, in welchem die Dämpfungscharakteristika desselben stufenweise durch ein elektronisch betätigbares Betäti gungselementes geschaltet werden.