DE4333347C2 - Dämpfungskraft-gesteuertes bzw. geregeltes Aufhängungssystem für ein Fahrzeug - Google Patents
Dämpfungskraft-gesteuertes bzw. geregeltes Aufhängungssystem für ein FahrzeugInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf
ein Dämpfungskraft-gesteuertes bzw.
-geregeltes Aufhängungssystem für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff
des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zum Steuern und
Regeln hierfür nach dem Oberbegriff des Anspruches 25.
Die JP 61-16 30 11 A zeigt ein sogenanntes semiaktives
Dämpfungs-Steuersystem für ein Fahrzeug.
In der oben genannten japanischen Patentanmeldung werden
die Vertikalgeschwindigkeit der gefederten Masse und die
Relativgeschwindigkeit zwischen der gefederten Masse
(Fahrzeugkarosserie) und einer ungefederten Masse (Fahrzeug
rad) bestimmt. Wenn beide Geschwindigkeiten das
gleiche Vorzeichen, d. h. die gleiche Richtung haben, werden die Charakteristiken der
Dämpfung für einen beliebigen oder mehrere Stoßdämp
fer so eingestellt, daß harte Charakteristiken vorliegen.
Wenn beide Geschwindigkeiten unterschiedliche Vorzeichen
aufweisen werden die Charakteristiken der Dämp
fung für die Stoßdämpfer so eingestellt, daß sich
weiche Charakteristiken ergeben. Diese Einstellvorgänge ba
sieren auf einer Steuerung bzw. Regelung der Dämpfungs
kraft-Charakteristiken nach der sogenannten "Sky Hook"-Theo
rie und werden unabhängig für die vier Fahrzeugräder durch
geführt.
Die DE 41 39 690 A1 beschreibt ein Dämpfungskraft-gesteuertes
Aufhängungssystem für ein Fahrzeug, bei welchem in der Nähe
von jedem der Vorder- und Hinterräder zwei Sensoren angeord
net sind, die einerseits die Vertikalgeschwindigkeit der
Fahrzeugkarosserie und andererseits die Relativgeschwindig
keit zwischen Fahrzeugkarosserie und entsprechendem Rad er
fassen. Die Signale von den jeweiligen Sensoren werden
einer Steuereinrichtung zugeführt, welche wiederum die An
triebssignale für die jeweiligen, den einzelnen Stoßdämpfern
zugeordneten Schrittschaltmotoren bestimmt und abgibt, um eine optimale
Dämpfungskraft an den entsprechenden Stoßdämpfern einzu
stellen.
Hierbei werden für die Einstellung der hinterrad
seitigen Stoßdämpfer nicht nur die von den hinterradseitigen
Sensoren - Vertikalgeschwindigkeit, Relativgeschwindigkeit -
abgegebenen Signale verarbeitet, sondern es werden auch ein aus den
vorderradseitigen Daten der Vertikalgeschwindigkeit und Re
lativgeschwindigkeit abgeleiteter Korrekturwert und eine aus der Fahrgeschwindigkeit
und der Länge des Radstandes bestimmte Zeitdifferenz bei der An
steuerung der Schrittmotoren der hinteren Stoßdämpfer mit
einbezogen.
Die GB 2 241 208 A beschreibt ein Aufhängungssteuersystem
für ein Fahrzeug, bei welchem für die Steuerung der Stoß
dämpfer ausschließlich die Vertikalgeschwindigkeit der Fahr
zeugkarosserie als ausschlaggebender Parameter herangezogen
wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dämpfungs
kraft-gesteuertes bzw. -geregeltes Aufhängungssystem und ein
Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei
einfachem Aufbau und einfacher kostengünstiger Herstell
barkeit eine verbesserte Steuer- und Regelbarkeit der den
Hinterräder zugeordneten Stoßdämpfer ermöglichen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmalskombina
tion des Anspruchs 1 bzw. 22 gelöst.
Die Unteransprüche ha
ben bevorzugte Ausgestaltungsformen der Erfindung zum In
halt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei
spielen in Verbindung mit der Zeichnung erläutert, wobei
sich hieraus weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung er
geben. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht eines Aufhängungssystems
zur Steuerung bzw. Regelung der Dämpfungs
kraft eines Fahrzeu
ges gemäß einem ersten erfindungsgemäßen Ausfüh
rungsbeispiel,
Fig. 2 ein schematisches Block-Schaltungs-Diagramm des
Steuerungs- bzw. Rege
lungssystems bei dem in Fig. 1 gezeigten ersten
Ausführungsbeispiel,
Fig. 3 eine Schnittansicht jedes Stoßdämpfers SA, welcher
in dem ersten, in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausfüh
rungsbeispielen verwendet wird,
Fig. 4 eine Teil-Längs-Schnittansicht eines Kolbenelements
und der diesem zugeordneten Bauelemente des Stoß
dämpfers SA, welcher in den Fig. 2 und 3 dargestellt
ist,
Fig. 5 eine grafische Darstellung der Dämpfungskraft-Cha
rakteristik jedes Stoßdämpfers SA, gemäß den Dar
stellungen in Fig. 2 bis 4,
Fig. 6 eine charakteristische Kurve, welche das Ergebnis
einer Drehung eines Einstellelements jedes Stoßdämp
fers SA entweder in Uhrzeigerrichtung oder in Gegen
uhrzeigerrichtung darstellt, wobei als Zentrum ein
Punkt mit einer Dämpfungskraft von null gezeigt,
ist,
Fig. 7 A bis 7 C Querschnittansichten längs einer Linie K-K
von Fig. 4,
Fig. 8 A bis 8 C Querschnittansichten längs einer Linie L-L
und längs einer Linie M-M von Fig. 4,
Fig. 9 A bis 9 C Querschnittansichten längs einer Linie N-N
von Fig. 4,
Fig. 10 bis 12 charakteristische Kurven von Dämpfungskräften
an beiden Hubseiten, nämlich der Zugstufe und der
Druckstufe jedes Stoßdämpfers SA bezüglich einer
Kolbengeschwindigkeit, wie in Fig. 3 und 4 gezeigt,
Fig. 13 ein schematisches Block-Schaltungsdiagramme eines
vertikalen G-Sensors und dessen zugeordneter LPF und
HPF-Schaltungen im Falle des ersten, in den Fig. 1
und 2 gezeigten Ausführungsbeispiels,
Fig. 14 A und 14 B ein Betriebs-Flußdiagramm, welches von
einer Steuerungs- bzw. Regelungseinheit durchlaufen
wird, welche gemäß der Darstellung der Fig. 1 und 2
im Falle des ersten Ausführungsbeispiels verwendet
wird,
Fig. 15 A, 15 B, 15 C und 15 D eine Zeitkarte jedes Signals,
welches bei dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten ersten
Ausführungsbeispiels abgeleitet wird,
Fig. 16 eine schematische Lagedarstellung von vertikalen
G-Sensoren und Fahrzeug-Höhensensoren, welche in den
Fig. 1 und 2 im Zusammenhang mit dem ersten Ausfüh
rungsbeispiel gezeigt sind,
Fig. 17 eine schematische perspektivische Darstellung eines
zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen
Steuerungs- bzw. Regelungssystems für die Dämpfungs
kraft,
Fig. 18 ein schematisches Blockdiagramm des in Fig. 17 ge
zeigten zweiten Ausführungsbeispiels,
Fig. 19 ein Betriebs-Flußdiagramm, welches durch die Steue
rungs- bzw. Regelungseinheit, welche in Fig. 18 im
Zusammenhang mit dem zweiten Ausführungsbeispiel ge
zeigt ist, durchlaufen wird,
Fig. 20 A bis 20 D Zeitkarten jedes Signals des zweiten, in
den Fig. 17 und 18 dargestellten Ausführungsbei
spiels,
Fig. 21 eine schematische Lagedarstellung von jedem der vor
derradseitigen vertikalen G-Sensoren und von drei
Fahrzeug-Höhensensoren, welche in dem zweiten Aus
führungsbeispiel, das in den Fig. 17 und 18 gezeigt
ist, verwendet werden,
Fig. 22 ein Betriebs-Flußdiagramm, welches in der Steue
rungs- bzw. Regelungseinheit, welche in Fig. 18 dar
gestellt ist, im Falle eines vierten Ausführungsbei
spiels des Dämpfungskraft-Steuerungs-
bzw. Regelungssystem in einer Subroutine eines
Schritts 200 durchlaufen wird,
Fig. 23 A bis 23 D Zeitkarten von vF, vR, (vF - vR), und
(vR - vF),
Fig. 24 ein Betriebs-Flußdiagramm, welches in der Steue
rungs- bzw. Regelungseinheit, welche in Fig. 18 dar
gestellt ist, im Falle eines fünften Ausführungsbei
spiels des Dämpfungskraft-Steuerungs-
bzw. Regelungssystems als eine Subroutine eines
Schrittes 300 durchlaufen wird,
Fig. 25 A bis 25 D jeweils eine Zeitkarte jedes Signals von
vFST1, vFST2, (vFST1 - vST2), und (vFST2 - vFST1),
Fig. 26 ein Betriebs-Flußdiagramm, welches in der Steue
rungs- bzw. Regelungseinheit im Falle eines sechsten
erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels durchlaufen
wird,
Fig. 27 eine Lagedarstellung von jedem der vertikalen G-Sen
soren und Fahrzeug-Höhensensoren, welche im Falle
des in Fig. 26 gezeigten sechsten Ausführungsbei
spiels verwendet werden, und
Fig. 28 A bis 28 D Zeitkarten jedes Signals von vFST1,
vFST2, (vFST1 - vST2), und (vFST2 - vFST1), im Falle
eines achten Ausführungsbeispiels des erfindungsge
mäßen Dämpfungskraft-Steuerungs- bzw.
Regelungssystems.
Bei der nachfolgenden Beschreibung wird zur Vereinfachung
nur von Steuerung gesprochen dieser Begriff umfaßt jedoch
sowohl eine Steuerung als auch eine Regelung.
Die Fig. 1 zeigt den Aufbau eines Systems zur Steuerung der
Dämpfungskräfte von Stoßdämpfern gemäß einem ersten erfin
dungsgemäßen Ausführungsbeispiel.
Zwischen jeweiligen Teilen einer Fahrzeugkarosserie und den
jeweiligen Rädern sind vier Stoßdämpfer (Radaufhängungsein
heiten) SA1, SA2, SA3, und SA4 angeordnet. Es ist darauf
hinzuweisen, daß SA der Einfachheit halber einen Stoßdämpfer
bezeichnet, welcher üblicherweise verwendet wird, wenn jeder
der Stoßdämpfer erklärt wird.
Es sind zwei vertikale Beschleunigungssensoren der gefeder
ten Masse (sogenannte vertikale G-Sensoren) 1 1 und 1 2 sowie
zwei vertikale Höhensensoren 2 1 und 2 2 an Bereichen der
Fahrzeugkarosserie eingebaut, welche in der Nähe der Lage
rungsstellen der rechten und linken Stoßdämpfer SA1 und SA2
der Vorderräder angeordnet sind, um Vertikal-(Longitudi
nal-)Beschleunigungen an den Vorderrädern zu ermitteln und
um jeweils Relativersetzungen zwischen der gefederten und
der ungefederten Masse im Bereich der Vorderräder festzu
stellen.
Weiterhin ist ein weiterer Fahrzeug-Höhensensor 2 3 an einer
im wesentlichen zentrischen Lage zwischen dem rechten und
dem linken Stoßdämpfer SA2 und SA3 eingebaut, um eine rela
tive Versetzung zwischen der gefederten Masse und der unge
federten Masse im Bereich der Hinterräder zu ermitteln. Die
Anordnungen der Sensoren ergeben sich aus Fig. 16.
An einem Teil der Fahrzeugkarosserie, welcher in der Nähe
eines Fahrersitzes angeordnet ist, ist eine Steuereinheit 4
eingebaut, welche Ausgangssignale von jedem G-Sensor (1 1 und
1 2) und jedem Fahrzeug-Höhensensor 2 (2 1, 22 und 2 3) und von
dem Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 5 empfängt und Steuer
signale erzeugt, welche Schrittmotoren zugeleitet werden,
welche jeweils einem Stoßdämpfer SA zugeordnet sind.
Die Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild des Steuersystems für
die Charakteristika der Dämpfungskraft gemäß dem in Fig. 1
gezeigten ersten Ausführungsbeispiel.
Die Steuereinheit 4 umfaßt, wie in Fig. 2 gezeigt, eine
Schnittstellenschaltung 4a, eine CPU 4b und eine Antriebs
schaltung 4c. Die Schnittstellenschaltung 4a empfängt Sig
nale, welche von dem jeweiligen G-Sensor 1 (1 1 und 1 2), dem
Fahrzeug-Höhensensor 2 (2 1, 2 2, 23) und dem Fahrzeug-Ge
schwindigkeitssensor 3 abgeleitet wurden.
Es ist darauf hinzuweisen, daß, wie in Fig. 13 gezeigt, die
Schnittstellenschaltung 4a Tiefpaßfilter LPF1, LPF2 und LPF3
sowie Hochpaßfilter HPF umfaßt. Der LPF1 dient dazu, Rau
schen mit hohen Frequenzen über 30 Hz von dem Ausgangssignal
jedes Vertikal-G-Sensors 1 zu eliminieren. Der LPF2 dient
dazu, das Signal, welches durch den LPF1 geleitet wurde, zu
integrieren, welches die Vertikalbeschleunigung anzeigt, um
ein Signal abzugeben, welches eine korrespondierende Verti
kalgeschwindigkeit der gefederten Masse anzeigt. Das HPF
dient dazu, eine tiefere Signalkomponente zu eliminieren und
weist eine kritische Frequenz von 1,0 Hz auf. Der LPF3 dient
zur Elimination von Rauschen mit einer kritischen Frequenz
von 1,5 Hz. Beide Filter HPF und LPF3 dienen als Bandpaßfil
ter, um ein Signal durchzuleiten, welches die Vertikalge
schwindigkeit der gefederten Masse anzeigt, welche eine Re
sonanzfrequenz der gefederten Masse umfaßt.
Die Fig. 3 zeigt eine Längs-Schnittansicht jedes Stoßdämp
fers SA. Der Stoßdämpfer SA umfaßt einen Zylinder 30, einen
Kolben 31, welcher zwei Kammern festlegt, eine obere Kammer
A und eine unter Kammer B, eine äußere Ummantelung 33, wel
che eine Reservekammer 32 am äußeren Umfang des Zylinders 30
bildet, eine Basis 34, welche die untere Kammer B und die
Reservekammer 32 begrenzt, ein Führungselement 35, welches
als Führung für eine Gleitbewegung einer Kolbenstange 7
dient, welche mit dem Hauptkörper 31 des Kolbens gekoppelt
ist, eine Aufhängungsfeder 36, welche zwischen der äußeren
Ummantelung 33 und der Fahrzeugkarosserie angebracht ist,
und einen Dämpfungsgummi 37 umfaßt.
Wie in Fig. 3 gezeigt, durchdringt eine Steuerstange 70 die
Kolbenstange 7 und ist mittels eines Schrittmotors 3 drehbar
bzw. verschwenkbar.
In Fig. 4 sind die wesentlichen Teile des Kolbens 31 in ver
größerter Darstellung abgebildet.
Wie in Fig. 4 gezeigt, sind in dem Kolben 31 zwei Kanäle
31a, 31b ausgebildet, weiterhin sind ein Dämpfungsventil 12
für die Zugstufe (Extensionshub) sowie ein Dämpfungsventil
20 für die Druckstufe (Kompressionshub) eingebaut, welche
jeweils die korrespondierenden Kanäle 31a, 31b öffnen bzw.
schließen. Ein Rückprallanschlag 41 befindet sich in spi
raligem Eingriff mit einer Spitze der Kolbenstange 7 und ist
in spiraligem oder gewindemäßigem Eingriff mit einem An
satzbolzen 38, welcher sich durch den Kolben 31 erstreckt.
An dem Ansatzbolzen 38 ist eine Verbindungsausnehmung 39
ausgebildet, um zwei Strömungsdurchlässe auszubilden, um ein
Arbeitsfluid zwischen der oberen Kammer A und der unteren
Kammer B durchzuleiten (der zweite Strömungsdurchlaß E der
Zugstufenseite, der dritte Strömungsdurchlaß F der Zugstu
fenseite, ein Bypaßströmungsdurchlaß G und ein zweiter Strö
mungsdurchlaß J der Druckstufenseite werden nachfolgend be
schrieben). Ein Einstellelement 40, welches zur Veränderung
des Querschnittsbereichs des Strömungsdurchlasses dient, ist
drehbar in der Verbindungsausnehmung 39 angeordnet. Ein
Rückschlagventil 17 für den Zughub und ein Rückschlagventil
22 für den Druckhub sind am äußeren Umfang des Ansatzbolzens
38 eingebaut, welche den Fluidfluß in dem Strömungdurchlaß,
welcher in der Verbindungsausnehmung 39 ausgebildet ist,
gemäß einer Richtung der Strömungsverbindung des Arbeits
fluids ermöglichen oder unterbrechen. Es ist darauf hinzu
weisen, daß die Steuerstange 70 mit dem Einstellelement 40
gekoppelt ist. Der Ansatzbolzen 38 ist mit einem ersten
Durchlaß 21, einem zweiten Durchlaß 13, einem dritten Durch
laß 18, einem vierten Durchlaß 14 und einem fünften Durchlaß
16 (in der von oben ausgehenden Reihenfolge) versehen.
Weiterhin sind in dem Einstellelement 40 ein hohler Bereich
19, eine erste seitliche Ausnehmung 24 und eine zweite seit
liche Ausnehmung 25 ausgebildet. Eine Längsnut 23 ist an dem
äußeren Umfang des Einstellelements 40 vorgesehen.
Die Strömungsdurchlässe, durch welche das Arbeitsfluid zwi
schen der oberen Kammer A und der unteren Kammer B im Zeit
punkt eines Zughubes (Extension) des Kolbens 31 strömen
können, umfaßt: a) Einen ersten Strömungsdurchlaß D der
Zughubseite, welcher vorgesehen ist, um das Arbeitsfluid
durch den Kanal 31b und die Innenseite des geöffneten Ven
tils des Dämpfungsventils 12 der Zughubseite zu der unteren
Kammer B zu leiten. b) Den zweiten Strömungsdurchlaß E der
Zughubseite, welcher sich durch den zweiten Durchlaß 13, der
Längsnut 23 und den vierten Durchlaß 14 erstreckt und wel
cher durch einen äußeren Umfang des geöffneten Ventils des
Dämpfungsventils 12 des Zughubes verläuft. c) Den dritten
Strömungsdurchlaß F des Druckhubs, welcher sich durch den
zweiten Durchlaß 13, die Längsnut 23, den fünften Durchlaß
16 und das geöffnete Ventil des Rückschlagventils 17 der
Zughubseite erstreckt und in Richtung auf die untere Kammer
B verlängert ist. d) Und den Bypaßdurchlaß G, welcher sich
durch den dritten Durchlaß 18, die zweite seitliche Ausneh
mung 25 und den hohlen Bereich 19 erstreckt.
Die Strömungsdurchlässe, durch welche Arbeitsfluid zwischen
der oberen Kammer A und der unteren Kammer B zum Zeitpunkt
der Druckhubseite des Kolbens 31 strömen kann, umfassen: a)
Den ersten Strömungsdurchlaß H der Druckhubseite, welcher
sich durch den Kanal 31a und das geöffnete Ventil des Dämp
fungsventils 20 der Druckhubseite erstreckt. b) Den zweiten
Strömungsdurchlaß J der Druckhubseite, welcher sich durch
den hohlen Bereich 19, die erste seitliche Ausnehmung 24 und
den ersten Durchlaß und das geöffnete Ventil des Rückschlag
ventils 22 der Druckhubseite in Richtung auf die obere Kam
mer A erstreckt. c) Und den Bypaß-Durchlaß G, welcher sich
durch den hohlen Bereich 19, die zweite seitliche Ausnehmung
25 und den dritten Durchlaß 18 in Richtung auf die obere
Kammer A erstreckt. Dies bedeutet, daß der Stoßdämpfer SA
eine derartige Dämpfungskraft-Charakteristik aufweist, daß
die Charakteristik der Dämpfungskraft von einer niedrigen
Dämpfungskraft (weich) zu einer harten Dämpfungskraft (hart)
veränderbar ist, und zwar in Abhängigkeit von der Schwenkbe
wegung des Einstellelements 40 entweder auf der Zughubseite
oder auf der Druckhubseite.
In dem ersten Ausführungsbeispiel sind die Dämpfungskraft-
Charakteristika so ausgebildet, daß sie, wie in Fig. 5 ge
zeigt, in einer Vielzahl von Schritten proportional verän
derbar sind. Eine derartige Charakteristik, wie in Fig. 5
gezeigt, wird auch als Dämpfungskoeffizient bezeichnet.
Wenn, wie in Fig. 6 gezeigt, das Einstellelement 40 aus
einer Stellung, in welcher beide, die Zugstufenseite und die
Druckstufenseite weiche Dämpfungskräfte aufweisen (nachfol
gend als weicher Charakteristik-Bereich SS bezeichnet) in
einer Gegenuhrzeigerrichtung gedreht wird, kann nur die
Dämpfungskraft auf der Zughubseite in den vielfältigen Stu
fen verändert werden, während die Druckhubseite auf einem
niedrigen Dämpfungskoeffizienten-Wert (nachfolgend als Be
reich harter Charakteristika der Zugstufenseite HS bezeich
net) fixiert ist.
Wenn im Gegensatz hierzu das Einstellelement 40 in Uhrzei
gerrichtung gedreht wird, sieht nur die Druckhubseite die
vielfältigen Stufen der Dämpfungskoeffizienten vor, die Zug
hubseite ist jedoch auf den niedrigen Dämpfungskoeffizienten
fixiert (nachfolgend als harter Charakteristikbereich SH der
Druckhubseite bezeichnet).
Wenn, wie in Fig. 6 gezeigt, das Einstellelement 40 in den
verschwenkten Stellungen 1, 2 und 3 positioniert ist, ist
der Querschnitt des Kolbens, geschnitten längs der Linie K-K
jeweils in den Fig. 7 A, 7 B und 7 C dargestellt, die Quer
schnitte längs der Linien L-L und M-M sind jeweils in den
Fig. 8 A bis 8 C wiedergegeben, und jene längs der Linie N-N
sind jeweils in den Fig. 9 A bis 9 C dargestellt.
Die Fig. 10, 11 und 12 zeigen Charakteristika der Dämpfungs
kräfte bei den jeweiligen Stellungen 1, 2 und 3 gemäß Fig.
6.
Die Fig. 14 A und 14 B zeigen eine Serie von Betriebs-Fluß
diagrammen, welche durch die Steuereinheit 4 ausgeführt wer
den, welche den Antrieb des Schrittmotors 3 steuert, um die
Dämpfungskraft für jeden oder für einen der Stoßdämpfer SA
zu steuern. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Programmrou
tine, welche in Fig. 13 gezeigt ist, unabhängig für jeden
Stoßdämpfer durchgeführt wird.
In einem Schritt 101 liest die CPU 4b die vertikalen Be
schleunigungen der gefederten Masse von den Vertikal-G-Sen
soren 11 und 12 der gefederten Masse, welche an dem linken
und rechten Vorderrad angeordnet sind und liest die relati
ven Versetzungen zwischen der gefederten Masse und der unge
federten Masse von jedem Fahrzeug-Höhensensor 2 1, 2 2 und 2 3
an der Vorderradseite und der Hinterradseite.
In einem Schritt 102 berechnet die CPU 4b die Vertikalge
schwindigkeiten vF1(n) der gefederten Masse durch Integrie
ren der ermittelten Vertikalbeschleunigungen der gefederten
Masse und berechnet die Relativgeschwindigkeiten vF2(n) und
vR2(n) von den ermittelten Relativversetzungen oder Ver
schiebungen. Es ist anzumerken, daß dann, wenn die Vorzei
chen von vF1(n), vF2(n) und vR2(n) positiv sind, die Rich
tung derselben nach oben gerichtet ist, wenn die Vorzeichen
jedoch negativ sind, die Richtung nach unten gerichtet ist.
In einem Schritt 103 bestimmt die CPU 4b, ob die Vertikalge
schwindigkeit vF1(n) der gefederten Masse gleich oder größer
ist, als ein positiv vorgegebener Schwellenwert δT. Falls
die Antwort im Schritt 103 ja ist, geht die Routine auf
einen Schritt 104 über. Wenn die Antwort nein ist, geht die
Routine auf einen Schritt 105 über.
In dem Schritt 104 werden die vorderradseitigen Stoßdämpfer
SA1 und SA2 in Richtung auf einen harten Bereich HS der Zug
hubseite gesteuert.
In dem Schritt 105 bestimmt die CPU 4b, ob die Vertikalge
schwindigkeit vF1(n) der gefederten Masse negativ unter
einem mit einem Minuswert vorbestimmten Schwellenwert - δC
liegt. Falls ja im Schritt 105, geht die Routine auf einen
Schritt 106 über. Falls nein in dem Schritt 105, geht die
Routine auf einen Schritt 107 über.
In dem Schritt 106 werden die vorderradseitigen Stoßdämpfer
SA1 und SA2 in den harten Druckstufenbereich SH gesteuert.
In dem Schritt 107 werden die vorderradseitigen Stoßdämpfer
SA1 und SA2 in den weichen Bereich SS gesteuert.
In dem Schritt 108 berechnet die CPU 4b eine vorderradsei
tige Straßenoberflächen-Eingangsgeschwindigkeit vF0(n) auf
der Basis der folgenden Gleichung:
vF0(n) = vF1(n) - vF2(n).
Es ist darauf hinzuweisen, daß das tiefgesetzte Symbol (n)
in der Gleichung die Anzahl der Steuerroutinen angibt,
welche die CPU 4b durchführt.
In einem Schritt 109 berechnet die CPU 4b, welche Anzahl von
Routinen (m) der in den Fig. 14 A und 14 B gezeigten Steuer
routine zu einer Zeitdifferenz zwischen einem Zeitpunkt, bei
welchem die Vorderräder einen Teil der Fahrbahn passiert
haben und einem Zeitpunkt, bei welchem die Hinterräder am
gleichen Teil der Fahrbahn angekommen sind, korrespondiert,
unter Verwendung der folgenden Gleichung:
m = Radstand/Fahrzeuggeschwindigkeit × 1/Δt.
In der obigen Gleichung bezeichnet Δt eine Zeit, während
der die einzelne Routine durchgeführt wurde.
In einem Schritt 110 berechnet die CPU 4b eine hinterradsei
tige Straßenoberflächen-Eingangsgeschwindigkeit vR0(n), wo
bei die folgende Gleichung verwendet wird. Dies bedeutet,
daß die Daten an den Vorderradseiten, welche dem Zeitversatz
um die Zahl von Steuerroutinen m gemäß der Zeitdifferenz,
welche auf dem gleichen Teil der Straßenoberfläche zwischen
den Vorderrädern und den Hinterrädern verstrichen ist, ent
sprechen, zur Bestimmung der Daten an den Hinterradseiten
verwendet werden.
vR0(n) = vF0(n - m).
In einem Schritt 111 berechnet die CPU 4b die Vertikalge
schwindigkeit vR1(n) der gefederten Masse der Hinterradseite
unter Verwendung der folgenden Gleichung:
vR1(n) = vR0(n) + vR2(n).
Daraufhin geht die Routine auf das Schlußdiagramm der Fig.
14 B über.
In einem Schritt 112 bestimmt die CPU 4b, ob die Vertikalge
schwindigkeit vR1(n) der gefederten Masse im negativen un
terhalb des vorbestimmten Minus-Schwellenwertes - δC liegt.
Falls ja, geht die Routine auf einen Schritt 113 über, falls
nein, geht die Routine auf einen Schritt 114 über.
In dem Schritt 113 wird die CPU 4b benutzt, um die hinter
radseitigen Stoßdämpfer SA3 und SA4 in der Zugstufenseite in
den harten Bereich HS zu steuern.
In dem Schritt 114 bestimmt die CPU 4b, ob die Vertikalge
schwindigkeit vR1(n) der gefederten Masse im negativen unter
dem vorbestimmten Minus-Schwellenwert - δC liegt. Falls ja,
geht die Routine auf einen Schritt 115 über, falls nein,
geht die Routine auf einen Schritt 116 über.
In dem Schritt 115 gibt die CPU 4b den Antriebsbefehl an den
Schrittmotor 3 ab, um die hinterradseitigen Stoßdämpfer SA3
und SA4 in der Druckstufenseite in den harten Bereich SH zu
steuern.
In dem Schritt 116 gibt die CPU 4b einen Antriebsbefehl an
den Schrittmotor 3 ab, um die hinterradseitigen Stoßdämpfer
SA3 und SA4 in den weichen Bereich SS zu steuern.
Wie oben beschrieben, wird die Dämpfungskraft-Charakteristi
ka-Steuerung für die vorderradseitigen Stoßdämpfer SA1 und
SA2 auf der Basis der Vertikalgeschwindigkeit vF1(n) der
vorderradseitigen gefederten Masse durchgeführt. Anderer
seits wird die Dämpfungskraft-Charakteristik-Steuerung für
die hinterradseitigen Stoßdämpfer SA3 und SA4 wie folgt
durchgeführt:
Erstens werden die Geschwindigkeiten vF1(n) der vorderrad
seitigen gefederten Masse und die Relativgeschwindigkeit
vF2(n) der Vorderradseite als ermittelte Daten an den Vor
derradseiten verwendet, um die vorderradseitige Straßenober
flächen-Eingangsgeschwindigkeit vF0(n) zu berechnen.
Zweitens wird die hinterradseitige Straßenoberflächen-Ein
gangsgeschwindigkeit vR0(n) (= vF0 (n - m)) von der Fahr
zeuggeschwindigkeit und dem Radstand vorausbestimmend abge
leitet.
Drittens wird auf der Basis der errechneten vorderradseiti
gen Straßenoberflächen-Eingangsgeschwindigkeit vF0(n), der
hinterradseitigen Straßenoberflächen-Eingangsgeschwindigkeit
vR0(n) und der hinterradseitigen Vertikalgeschwindigkeit
vR1(n) der gefederten Masse als ein vorausbestimmter Wert,
welcher aus der hinterradseitigen Relativgeschwindigkeit
vR2(n) berechnet ist, die Dämpfungskraft-Charakteristik-
Steuerung für diese durchgeführt.
Wie sich aus obenstehender Beschreibung ergibt, ist kein
hinterradseitiger vertikaler G-Sensor erforderlich.
Nachfolgend wird die Wirkung des oben beschriebenen ersten
Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Fig. 15 A bis 15
D beschrieben.
Wie in Fig. 15 A gezeigt, wird vorausgesetzt, daß die Verti
kalgeschwindigkeit vF1(n) und vR1(n) der gefederten Masse
sich in Form von Sinuswellen ändern.
Wenn vF1(n) und vR1(n) Werte aufweisen, welche in einen Be
reich zwischen vorbestimmten positiven und negativen Schwel
lenwerten + δT ∼ - δC fallen, werden die Stoßdämpfer SA in
den weichen Bereich SS gesteuert.
Wenn andererseits vF1(n) und vR1(n) den positiv vorbestimm
ten Schwellenwert + δT überschreiten, werden die Stoßdämp
fer SA in der Zugstufe in den harten Bereich HS gesteuert,
während der Druckstufenhub bei der niedrigen Dämpfungskraft-
Charakteristik verbleibt. Zusätzlich wird die Dämpfungscha
rakteristik auf der Zughubseite jeweils proportional zu den
Vertikalgeschwindigkeiten vF1(n) und vR1(n) der gefederten
Masse verändert. Zu diesem Zeitpunkt wird die Dämpfungs
kraft-Charakteristik C gesteuert, um folgendes Ergebnis zu
erzielen: C = k˙vF1(n), C = k˙vR1(n).
Hierbei ist k eine Proportionalkonstante.
Wenn andererseits vF1(n) und vR1(n) negativ niedriger lie
gen, als der negativ vorbestimmte Schwellenwert - δC, wird
die Dämpfungskraft-Charakteristik in der Druckstufe in den
harten Bereich SH gesteuert, während die Zughubstufenseite
auf einer niedrigen Dämpfungskraft-Charakteristik verbleibt.
Zusätzlich wird die Dämpfungskraft-Charakteristik auf der
Druckstufenseite proportional zu vF1(n) und vR1(n) variiert.
Zu diesem Zeitpunkt wird die Dämpfungskraft-Charakteristik
eingestellt, um folgendes Ergebnis zu erzielen: C = k˙v
F1(n), C = k˙vR1(n).
Wie oben beschrieben, wird bei dem ersten Ausführungsbei
spiel des erfindungsgemäßen Systems zur Steuerung der Dämp
fungskraft-Charakteristika der jeweiligen Stoßdämpfer des
Fahrzeuges die korrespondierende Hubseite des Stoßdämpfers
SA mit Bezug auf den Kolben so gesteuert, um harte Dämp
fungskraft-Charakteristika zu erreichen, wenn die Vertikal
geschwindigkeit der gefederten Masse und die Relativge
schwindigkeit zwischen der gefederten Masse und der ungefe
derten Masse das gleiche Vorzeichen aufweisen (+ oder -),
s˙iehe die in Fig. 15 B angegebenen Bereiche b und d. Wenn
sie unterschiedliche Vorzeichen aufweisen (siehe die in Fig.
15 B angegebenen Bereiche a und c) wird die korrespondieren
de Hubseite des Stoßdämpfers SA auf weiche Charakteristika
SS gesteuert.
Ein derartiger Steuermodus, wie oben beschrieben, ist der
gleiche, wie die Steuerung der Dämpfungskraft auf der Basis
der sogenannten "Sky Hook"-Theorie.
Wenn der Steuerbereich von Bereich a zum Bereich b und vom
Bereich c zum Bereich d übergeht, kann die Umschaltung des
Steuermodus für die Dämpfungskraft-Charakteristik ohne An
trieb des Schrittmotors 3 durchgeführt werden.
Im Falle des ersten Ausführungsbeispiels ergeben sich die
folgenden Vorteile und Effekte:
- 1. Da der vertikale G-Sensor, welcher an den Hinterrädern anzuordnen wäre, weggelassen werden kann, können die Herstellungskosten des Gesamtsystems reduziert werden.
- 2. Da, verglichen mit einer konventionellen Steuerung der Dämpfungskraft-Charakteristika auf der Basis der "Sky Hook"-Theorie, eine Frequenz, bei welcher eine Umschal tung oder Verstellung der Dämpfungskraft-Charakteristik mittels des Schrittmotors durchgeführt wird, kann die auf die Steuerung ansprechende bzw. von dieser abhängige Charakteristik verbessert werden, wobei die Lebensdauer des Schrittmotors erhöht wird und der elektrische Strom verbrauch reduziert wird.
Als eine Alternative oder Modifikation des ersten Ausfüh
rungsbeispiels wird, wenn die Steuereinheit 4b die hinter
radseitige Straßenoberflächen-Eingangsgeschwindigkeit vR0(n)
von der vorderradseitigen Straßenoberflächen-Eingangsge
schwindigkeit vF0(n) und der hinterradseitigen Relativge
schwindigkeit vR2(n) bestimmt, ein geringfügig früherer Er
mittlungs-Datenwert als die vorderradseitigen Straßenober
flächen-Eingangsgeschwindigkeit vR0(n) verwendet, welcher
früher ist, als der Zeitunterschied zwischen den Vorderrä
dern und den Hinterrädern, in welchem die Räder den gleichen
Teil der Straßenoberfläche passiert haben.
In dieser Alternative des ersten Ausführungsbeispiels kann,
da die Straßenoberflächen-Eingangsgeschwindigkeit an der
Hinterradseite vorherbestimmt werden kann, ein Zeitpunkt,
bei welchem die Dämpfungskraft-Charakteristik geschaltet
wird, durch den Straßenoberflächen-Eingang auf die Hinterrä
der vorausgehen, so daß, im speziellen, die Größe der Über
tragung der Schwingung auf die gefederte Masse an der Hin
terradseite im Hinblick auf einen hochfrequenten Eingang
reduziert werden kann, welcher eine hohe Ansprechcharakteri
stik erfordert.
In dem ersten Ausführungsbeispiel wird die Dämpfungskraft-
Charakteristik-Steuerung auf der Basis der Vertikalgeschwin
digkeiten der gefederten Masse durchgeführt. Der spezielle
Inhalt dieser Steuerung ist willkürlich. Die Schalt-Steue
rung der Dämpfungskraft-Charakteristika kann beispielsweise
abhängig davon durchgeführt werden, ob die Richtung der Ver
tikalgeschwindigkeit der gefederten Masse und die der Rela
tivgeschwindigkeit zwischen der gefederten Masse und der
ungefederten Masse die gleiche oder entgegengesetzte Rich
tungen haben.
In dem ersten Ausführungsbeispiel werden Fahrzeug-Höhensen
soren als Detektionsmittel für eine Relativversetzung ver
wendet. Es können jedoch andere Gewichtssensoren oder andere
Versetzungs-Sensoren verwendet werden.
Im ersten Ausführungsbeispiel sind die vertikalen G-Sensoren
und die Fahrzeuges-Höhensensoren individuell an jeweiligen
Radpositionen des Fahrzeuges eingebaut. Der vertikale G-Sen
sor und der Höhensensor können im Bereich des Schwerpunkts
des Fahrzeugs, d. h. im wesentlichen in einer mittleren Posi
tion des Fahrzeugs eingebaut sein.
Obwohl die Stoßdämpfer, welche als Stoßdämpfer SA verwendet
werden, in einer der beiden Hubseiten variabel sind (bei
spielsweise kann in einer Hubseite die harte Dämpfungs
kraft-Charakteristik variabel ausgebildet und in der
entgegengesetzten Hubseite auf der weichen Dämpfungs
kraftseite fixiert werden), können andere Stoßdämpfer, deren
Hubrichtungen beide variabel sind und in die gleiche
Richtung verändert werden können, verwendet werden.
Die Fig. 17 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des erfin
dungsgemäßen Dämpfungskraft-Charakteristika-Steuersystems
gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 18 zeigt ein Blockschaltdiagramm des in Fig. 17 gezeig
ten zweiten Ausführungsbeispiels eines Dämpfungskraft-Cha
rakteristika-Steuersystems.
Wie in den Fig. 17 und, 18 gezeigt, liegt der Unterschied zum
ersten Ausführungsbeispiel in der Verwendung nur eines ein
zigen vertikalen G-Sensors 1, welcher an einem Teil der
Fahrzeug-Karosserie eingebaut ist, welcher in der Mitte
einer geraden Linie liegt, welche die beiden Vorderräder
verbindet. Dies ergibt sich auch aus Fig. 21. Der vertikale
G-Sensor 1 dient dazu, die Vertikalbeschleunigung auf die
gefederte Masse an der Vorderradseite zu ermitteln.
Die vorderradseitigen Fahrzeug-Höhensensoren 2 1 und 22 und
an Teilen der Karosserie benachbart zu den Lagerungsstellen
des linken und des rechten Vorderrad-Stoßdämpfers SA1 und
SA2 eingebaut.
Die Steuereinheit 4 ist, ebenso wie bei dem ersten Ausfüh
rungsbeispiel, an einem Teil der Fahrzeug-Karosserie benach
bart zu dem Fahrersitz des Fahrzeuges eingebaut, und emp
fängt Ausgangssignale von dem vertikalen G-Sensor 1, welcher
oben beschrieben wurde, sowie von Fahrzeug-Höhensensoren 2
(21, 22, 23) und dem Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 5 und
gibt das Steuersignal zu einem, jedem oder allen Schrittmo
toren 3 ab, welche den Stoßdämpfern SA zugeordnet sind.
Die Steuereinheit 4 umfaßt die Schnittstellenschaltung 4a,
die CPU (zentrale Recheneinheit) 4b und die Antriebsschal
tung 4c.
Der Aufbau des Stoßdämpfers ist der gleiche, wie bei dem
ersten Ausführungsbeispiel. Es kann deshalb auf eine detail
lierte Beschreibung verzichtet werden.
Nachfolgend wird ein Betriebs-Flußdiagramm unter Bezug auf
Fig. 19 beschrieben, welches in der in Fig. 18 gezeigten
Steuereinheit 4 verwendet wird.
Gemäß Fig. 19 bestimmt die CPU 4b in einem Schritt 101 A die
Vertikalbeschleunigung der gefederten Masse von dem Aus
gangssignal des Vertikal-G-Sensors 1, welcher, wie oben be
schrieben, in der Mitte zwischen den Vorderrädern angeordnet
ist.
Zusätzlich bestimmt die CPU 4b in dem Schritt 101 A die re
lative Versetzung zwischen der gefederten Masse und der un
gefederten Masse unter Verwendung der drei Fahrzeug-Höhen
sensoren 2 (21, 22 und 23).
In einem Schritt 102 A bestimmt die CPU 4b die Vertikalge
schwindigkeit vF(n) der gefederten Masse (nach oben oder
nach unten) aus einer Integration der ermittelten Vertikal
beschleunigung in dem Schritt 101 A von dem vertikalen G-
Sensor 1, welcher in einer mittigen Position zwischen dem
linken und dem rechten Vorderrad angeordnet ist, und, be
stimmt zusätzlich die Relativgeschwindigkeiten vST1(n),
vST2(n) und vST(n) von den ermittelten Relativversetzungen
an der Seite des linken und rechten Vorderrades und in der
Mitte der Hinterradseite. Es ist darauf hinzuweisen, daß die
Vertikalgeschwindigkeit vF(n) der gefederten Masse und die
Relativgeschwindigkeiten vFST1(n), vFST2(n) und vRST(n)
positive Vorzeichen haben, wenn sie nach oben gerichtete
Richtungen anzeigen und negative Vorzeichen aufweisen, wenn
sie nach unten gerichtete Richtungen wiedergeben. Es ist
weiterhin zu bemerken, daß (n) eine Anzahl von Steuer
routinen wiedergibt, welche die Steuereinheit gemäß der in
Fig. 19 gezeigten Routine durchführt.
In einem Schritt 103 A (Fig. 19) bestimmt die CPU 4b die
Eingangsgeschwindigkeit vF0(n) der vorderradseitigen Stra
ßenoberfläche an der Seite des linken und rechten Vorder
rades auf der Basis der nachfolgenden Gleichung:
vF0(n)P = vF(n) - (vST1(n) + vFST2(n))/2
In einem Schritt 104 A bestimmt die CPU 4b, welche Anzahl
(m) von Routinen, welche die CPU ausführt, zu einer Zeitdif
ferenz zwischen einem Zeitpunkt, an welchem die Vorderräder
einen Bereich der Straßenoberfläche passiert haben und einem
Zeitpunkt, an welchem die Hinterrädern den gleichen Bereich
der Straßenoberfläche passiert haben, korrespondiert, aus
der nachfolgenden Gleichung:
m = Achsabstand/Fahrzeuggeschwindigkeit × 1/Δt.
Der Wert Δt gibt einen Zeitraum wieder, währenddessen die
CPU 4b eine einzelne Routine gemäß Fig. 19 durchführt.
In einem Schritt 105 A bestimmt die CPU 4b die Straßenober
flächen-Eingangsgeschwindigkeit vR0(n) an der Hinterradseite
auf der Basis der nachfolgenden Gleichung.
Es ist anzumerken, daß der Schritt 105 A dazu dient, die
Daten der vorderradseitigen Straßenoberflächen-Eingangsge
schwindigkeit, welche um die m-te Anzahl von Routinen früher
sind, korrespondierend zu der den gleichen Straßenbereich
passierenden Zeitdifferenz zwischen den Daten an der Vorder
radseite und der Hinterradseite, als Straßenoberflächen-Ein
gangsgeschwindigkeit an der Hinterradseite zu verwenden, und
zwar auf der Basis der nachfolgenden Gleichung:
vR0(n) = vF0(n - m).
In einem Schritt 106 A bestimmt die CPU 4b die Vertikalge
schwindigkeit vR(n) der gefederten Masse an der Hinterrad
seite unter Verwendung einer Gleichung wie folgt:
vR(n) = vR0(n) + vST(n).
In einem Schritt 107 A wird eine Nickkomponente vp der Fahr
zeug-Karosserie für jeden Stoßdämpfer SA unter Verwendung
folgender Gleichungen bestimmt:
FLvp, FRvp = vF(n) - vR(n).
FLvp, RRvp = vR(n) - vF(n).
FLvp, RRvp = vR(n) - vF(n).
Dabei bezeichnet FL die linke Vorderradseite, FR die rechte
Vorderradseite, RL die linke Hinterradseite und RR die rech
te Hinterradseite. Diese Symbole korrespondieren zu den je
weiligen Positionen der Stoßdämpfer SA1, SA2, SA3 und SA4.
In einem Schritt 108 A bestimmt die CPU 4b die Rollkompo
nente vR der Fahrzeugkarosserie auf der Basis der nachfol
genden Gleichungen:
FLvR, RLvR = vFST1(n) - vFST2(n).
FRvR, RRvR = vFST2(n) - vFST1(n).
FRvR, RRvR = vFST2(n) - vFST1(n).
In einem Schritt 110 A bestimmt die CPU 4b die Steuersignale
V für die jeweiligen numerischen Gleichungen:
FLV = α1˙vF(n) + β1˙FLvp + γ1˙FLvR,
FRV = α1˙vF(n) + β1˙Rvp + γ1˙FRvR,
RLV = α2˙vR(n) + β2˙RLvp + γ2˙RLvR,
RRV = α2˙vR(n) + β2˙RRvp + γ2˙RRvR.
FRV = α1˙vF(n) + β1˙Rvp + γ1˙FRvR,
RLV = α2˙vR(n) + β2˙RLvp + γ2˙RLvR,
RRV = α2˙vR(n) + β2˙RRvp + γ2˙RRvR.
Die Werte α 1, β 1 und γ 1 bezeichnen jeweilige Proportio
nalkonstanten für die Vorderradseiten, α2, β2 und γ2 be
zeichnen jeweilige Proportionalkonstanten für die Hinter
radseiten.
Zusätzlich umfassen die ersten Ausdrücke der jeweiligen
Gleichungen α 1 und α 2, welche Rückprall-Raten bezeichnen,
sowie β1 und β 2, welche Nick-Raten bezeichnen, und weiter
hin γ 1 und γ 2, welche Roll-Raten bezeichnen.
In einem Schritt 111 A bestimmt die CPU 4b, ob jedes der
Steuersignale, welche in der oben beschriebenen Weise be
stimmt wurden, oberhalb eines positiv vorgegebenen wertes δT
ist. Falls die Antwort im Schritt 111 A ja ist, geht die
Routine auf einen Schritt 112 A über, falls nein, geht die
Routine auf einen Schritt 113 A über.
In dem Schritt 112 A wird jeder Stoßdämpfer SA1 und SA2 (SA3
und SA4)in den harten Bereich HS der Zughubseite gesteuert.
In dem Schritt 113 A bestimmt die CPU 4b, ob jedes der
Steuersignale negativ niedriger als ein negativ vorbestimm
ter Wert - δC ist. Falls die Antwort im Schritt 113 A ja
ist, geht die Routine auf einen Schritt 114 A über, falls
nein, geht die Routine auf einen Schritt 115 A über.
In dem Schritt 114 A wird jeder Stoßdämpfer SA1 und SA2 (SA3
und SA4) so gesteuert, daß er auf der Druckhubseite in dem
harten Bereich SH liegt.
In dem Schritt 115 A wird jeder Stoßdämpfer SA1 und SA2
(SA3, SA4) so gesteuert, daß er in den weichen Bereichen SS
liegt.
Wie oben beschrieben, werden in dem zweiten Ausführungsbei
spiel die Stoßdämpfer SA1 und SA2 an den Vorderradseiten auf
der Basis der Vertikalgeschwindigkeit vF(n) der vorderrad
seitigen gefederten Masse gesteuert. Für die Stoßdämpfer SA3
und SA4 an den Hinterradseiten wird jedoch die vorderradsei
tige Eingangsgeschwindigkeit vF0(n) zuerst bestimmt, gemäß
den an der Vorderradseite ermittelten Werten, d. h. die Ver
tikalgeschwindigkeit vF(n) der gefederten Masse an der Vor
derradseite und Relativgeschwindigkeiten vFST1(n) und
vFST2(n) zwischen der gefederten Masse und der ungefederten
Masse an den Vorderradseiten und die Dämpfungscharakteristi
ka-Steuerung erfolgt auf der Basis der hinterradseitigen
Straßenoberflächen-Eingangsgeschwindigkeit vR0(n) an der
Hinterradseite (vR0(n) = vF0(n - m)), berechnet von der vor
derradseitigen Straßenoberflächen-Eingangsgeschwindigkeit
vF0(n), dem Radstand, der Fahrzeuggeschwindigkeit und der
hinterradseitigen Vertikalgeschwindigkeit vR(n) der gefeder
ten Masse, berechnet von der hinterradseitigen Relativge
schwindigkeit vRST(n) zwischen der gefederten und der unge
federten Masse.
Dies bedeutet, daß die Steuerroutine im Falle des zweiten
Ausführungsbeispiels keine vertikalen G-Sensor an der Hin
terradseite benötigt.
Die Fig. 20 A bis 20 D stellen im wesentlichen eine Zeitkar
te zur Erklärung der Betriebsweise des zweiten Ausführungs
beispiels dar.
Das Steuersignal V, welches auf der Vertikalgeschwindigkeit
vF(n) (vR(n)) der gefederten Masse basiert, wird, wie in
Fig. 20 A gezeigt, variiert, die Stoßdämpfer SA werden in
die Weichen Bereiche SS gesteuert, wenn das Steuersignal V
einen Wert zwischen einem positiv vorbestimmten Schwellen
wert + δ T und einem negativ vorbestimmten Schwellenwert - δC
fällt.
Wenn das Steuersignal V oberhalb des positiv vorbestimmten
Schwellenwertes + δ T ist, werden die Stoßdämpfer SA so ge
steuert, daß sich in dem zugstufenseitigem harten Bereich HS
befinden, während der druckstufenseitige Bereich bei einer
niedrigen Dämpfungskraft-Charakteristik gehalten wird. In
diesem Falle ist die Dämpfungskraft-Charakteristik an der
Zugstufenseite proportional zu dem Wert des Steuersignals V.
Zu diesem Zeitpunkt kann die Dämpfungskraft-Charakteristik C
durch C = k˙V ausgedrückt werden.
Wenn andererseits das Steuersignal V unterhalb des negativ
vorbestimmten Wertes - δC ist, werden die Stoßdämpfer auf
der Druckhubseite in die harten Bereiche HS gesteuert, wäh
rend sie in den Zughubseiten auf niedrigen Dämpfungskraft-
Charakteristika gehalten werden. Die Dämpfungskraft-Charak
teristik der Druckhubseite ist proportional zu dem Wert des
Steuersignals V. Zu diesem Zeitpunkt kann die Dämpfungs
kraft-Charakteristik C durch C = k˙v ausgedrückt werden.
Wie oben beschrieben, ergibt sich bei dem zweiten Ausfüh
rungsbeispiel folgendes: Wenn das Vorzeichen der Vertikalge
schwindigkeit der gefederten Masse und der Relativgeschwin
digkeit zwischen der gefederten Masse und der ungefederten
Masse gleich sind (Bereiche b und d gemäß Fig. 20 B), wird
eine der Hubseiten, deren Richtung die gleiche ist, wie das
Vorzeichen der oben beschriebenen Relativgeschwindigkeit
oder der Vertikalgeschwindigkeit der gefederten Masse so
eingestellt, daß sich harte Dämpfungskraft-Charakteristika
ergeben. Wenn sie untereinander unterschiedliche Vorzeichen
aufweisen (Bereiche a und c der Fig. 20 B), wird eine der
Hubseiten, welche zu steuern ist, so eingestellt, daß sie
weiche Charakteristika aufweist. Dies passiert auf der "Sky-
Hook"-Theorie. Derartige Dämpfungskraft-Charakteristika-
Steuerungen, wie oben beschrieben, werden mittels des einzi
gen vertikalen G-Sensors 1 und der drei Fahrzeug-Höhensenso
ren 2 durchgeführt. Wenn weiterhin der Bereich von dem Be
reich a zu dem Bereich b oder von dem Bereich a zu dem Be
reich d verschoben wird, wird die Schaltsteuerung der Dämp
fungskraft-Charakteristika-Steuerung ohne Antrieb des
Schrittmotors 3 durchgeführt.
Es ist darauf hinzuweisen, daß ein Teil der Steuerroutine,
welche in Fig. 19 im Zusammenhang mit dem zweiten Ausfüh
rungsbeispiel gezeigt ist, sich gegenüber dem dritten Aus
führungsbeispiel unterscheidet.
Wenn bei dem dritten Ausführungsbeispiel, in gleicher Weise
wie bei der Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels,
die hinterradseitige Straßenoberflächen-Eingangsgeschwindig
keit vR0(n) aus der vorderradseitigen Straßenoberflächen-
Eingangsgeschwindigkeit vF0(n) und der Relativgeschwindig
keit vRST(n) zwischen der gefederten Masse und der ungefe
derten Masse an der Hinterradseite bestimmt wird, wird ein
geringfügig früherer Ermittlungs-Datenwert als vorderradsei
tige Straßenoberflächen-Eingangsgeschwindigkeit vRS0(n) ver
wendet, bis zum abgelaufenen Zeitunterscheid zwischen den
Vorderrädern und den Hinterrädern abgeleitet gemäß dem Rad
stand und der Fahrzeuggeschwindigkeit.
Der Radstand wird als horizontaler Abstand zwischen der Rad
achse der Vorderräder und der Radachse der Hinterräder de
finiert.
Da bei dem dritten Ausführungsbeispiel die Straßenoberflä
chen-Eingangsgeschwindigkeit an der Hinterradseite vorher
vorausgesagt werden kann, kann der Schalt-Zeitpunkt der
Dämpfungskraft-Charakteristik bezüglich dem Eingangssignal
von der Straßenoberfläche an den Hinterrädern vorausgehen,
so daß die Schwingungsübertragung auf die gefederte Masse im
Bereich der Hinterräder im Bezug auf den höheren Frequenz
eingang, welcher die hohen Ansprechcharakteristika erfor
dert, reduziert werden kann.
Bei dem vierten Ausführungsbeispiel liegt im Vergleich zu
dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel ein Unterschied
in der Bestimmung der Nickkomponente vp.
Anstelle des Schrittes 107 A gemäß Fig. 19 wird in einem
Schritt 200 eine Subroutine durchgeführt, um in dem vierten
Ausführungsbeispiel die Nickkomponente vp zu bestimmen.
In einem Schritt 201 (sh. Fig. 22) wird die Nickkomponente
vPI unter Verwendung der folgenden Gleichungen bestimmt:
Vorderrad: rechts/links FRvPI, FLvPI = vF(n) - vR(n)
Hinterrad: rechts/links RRvPI, RLvPI = vR(n) - vF(n)
Vorderrad: rechts/links FRvPI, FLvPI = vF(n) - vR(n)
Hinterrad: rechts/links RRvPI, RLvPI = vR(n) - vF(n)
In dem Schritt 202 bestimmt die CPU 4b Fahrzeug-Nick-Ermitt
lungssignale an den jeweiligen Fahrzeugradpositionen (B1,
B2, B3, B4, wobei die tiefgestellten Zahlen die Stellen der
Stoßdämpfer SA1, SA2, SA3, und SA4 wiedergeben).
In dem Schritt 202 bestimmt die CPU 4b, ob Phasen der jewei
ligen Vertikalgeschwindigkeiten vF und vR der gefederten
Masse und jeweilige Nickkomponenten vPI in den gleichen Pha
sen sind (es wird auf die Bereiche verwiesen, welche schraf
fiert bzw. kreuzschraffiert in der Fig. 23 C und 23 D dar
gestellt sind) oder entgegengesetzte Phasen aufweisen. Wei
terhin bestimmt die CPU die Werte der Nickkomponenten:
Vorderrad: links B1 = vF(n) × FLvPI,
Vorderrad: rechts B2 = vF(n) × FRvPI,
Hinterrad: links B3 = vR(n) × RLvPI,
Hinterrad: rechts B4 = vR(n) × RRvPI,
Vorderrad: rechts B2 = vF(n) × FRvPI,
Hinterrad: links B3 = vR(n) × RLvPI,
Hinterrad: rechts B4 = vR(n) × RRvPI,
In einem Schritt 203 bestimmt die CPU 4b, ob jedes ein Nic
ken bestimmendes Signal B einen positiven Wert angibt (die
Phasen der Vertikalgeschwindigkeit vF und vR der gefederten
Masse sind die gleichen wie die der jeweiligen Nickkompo
nenten vPI).
Falls sich im Schritt 203 die Antwort ja ergibt (gleiche
Phase), geht die Routine auf einen Schritt 204 über, falls
nein (entgegengesetzte Phase), geht die Routine auf einen
Schritt 207 über.
In dem Schritt 204 bestimmt die CPU 4b, ob die jeweiligen
Vertikalgeschwindigkeit vF und vR der gefederten Masse posi
tive Werte anzeigen (aufwärts). Wenn die Antwort ja ist
(aufwärts) geht die Routine auf einen Schritt 205 über, wenn
nein (nach unten), geht die Routine auf einen Schritt 206
über. In dein Schritt 205 setzt die CPU 4b die Nickkomponen
ten vP (FLvp, FRvp RLvp, und RRvp) an den jeweiligen Radpo
sitionen auf B (B1, B2, B3, und B4).
In dem Schritt 206 setzt die CPU 4b die Nickkomponenten vP
(FLvp; FRvp RLvp, und RRvp) auf - B (-B1, -B2, -B3, und -B4).
In dem Schritt 207 werden die jeweiligen Nickkomponenten vP
bei den jeweiligen Nickkomponenten auf 0 gesetzt.
Nur wenn die Phasen der Vertikalgeschwindigkeiten vF und vR
der gefederten Masse und der jeweiligen Nicksignale vPI
gleich sind, werden die Nickkomponenten vP (B oder -B) zu
den Steuersignalen V addiert, so daß eine effektivere Unter
drücksteuerung durchgeführt werden kann.
Bei dem fünften Ausführungsbeispiel liegt ein Unterschied zu
dem zweiten, dritten und vierten Ausführungsbeispiel in der
Bestimmung von Rollkomponenten vR.
Anstelle des Schritts 108 in Fig. 19 wird eine Subroutine in
einem Schritt 300 durchgeführt, welche in Fig. 24 gezeigt
ist.
In einem Schritt 300 bestimmt die CPU 4b die Rollsignale vRO
unter Verwendung der nachfolgenden numerischen Gleichungen.
Es ist darauf hinzuweisen, daß die Fig. 25 A bis 25 D im we
sentlichen eine Zeitkarte jedes Signals der Relativgeschwin
digkeit vFST1(n) der linken Radseite, der Relativgeschwin
digkeit vFST2(n) der rechten Radseite, Rollsignale FRvRO,
FLvRO der linken Radseite und Rollsignale FRvRO, RRvRO der
rechten Radseite zeigen.
Vorderrad: rechts/links FRvRO, FLvRO = vFST1(n) - vFST2(n)
Hinterrad: rechts/links FRvRO, RRvRO = vFST2(n) - vFST1(n).
Hinterrad: rechts/links FRvRO, RRvRO = vFST2(n) - vFST1(n).
In einem Schritt 302 bestimmt die CPU 4b Fahrzeug-Roll-Er
mittlungssignale A an den jeweiligen Radpositionen A (A1,
A2, A3, und A4, wobei jede tiefgestellte Zahl zu der Zahl
des jeweiligen Stoßdämpfers SA1, SA2, SA3, und SA4 korres
pondiert, wobei die nachfolgenden Gleichungen verwendet
werden.
In dem Schritt 302 bestimmt die CPU 4b, ob die Phasen der
jeweiligen Vertikalgeschwindigkeiten vF und vR der gefeder
ten Masse und die jeweiligen Rollsignale vRO die gleiche
Phase anzeigen (schraffierte oder kreuzschraffierte Bereiche
der Fig. 25 C und 25 D), und bestimmt die Werte der Roll
komponenten:
linkes Vorderrad: A1 = vF(n) × FLvRO,
rechtes Vorderrad: A2 = vF(n) × FRvRO,
linkes Hinterrad: A3 = vR(n) × RLvRO,
rechtes Hinterrad: A4 = vR(n) × RRvRO.
rechtes Vorderrad: A2 = vF(n) × FRvRO,
linkes Hinterrad: A3 = vR(n) × RLvRO,
rechtes Hinterrad: A4 = vR(n) × RRvRO.
In einem Schritt 303 bestimmt die CPU 4b, ob jedes Roll-Be
stimmungssignal A einen positiven Wert aufweist (die Phasen
der Vertikalgeschwindigkeiten vF und vR der gefederten Masse
und der jeweiligen Rollsignale vRO sind die gleichen). Falls
ja (gleiche Phase), geht die Routine auf einen Schritt 304
über, falls nein (entgegengesetzte Phase), geht die Routine
auf einen Schritt 307 über.
In dem Schritt 304 bestimmt die CPU 4b, ob die jeweiligen
Vertikalgeschwindigkeiten vF und vR der gefederten Masse po
sitive Werte wiedergeben (nach oben gerichtet).
Falls die Antwort in dem Schritt 304 ja ist, geht die Rou
tine auf einen Schritt 305 über. Bei nein (nach unten ge
richtet) geht die Routine auf einen Schritt 306 über.
In dem Schritt 305 setzt die CPU 4b die Rollkomponenten vR
an den jeweiligen Rädern auf A (A1, A2, A3, A4, hierbei
geben die tiefgesetzten Zahlen die Lage der jeweiligen Stoß
dämpfer SA (SA1, SA2, SA3, SA4) wieder).
In dem Schritt 306 werden die Rollkomponenten VR an den je
weiligen Radpositionen auf -A(-A1, -A2, -A3 und -A4)
eingestellt.
In dem Schritt 307 werden die Rollkomponenten vR (FLvR,
FRvR, RLvR, RRvR) für die jeweiligen Räder auf 0 gesetzt.
In dem fünften Ausführungsbeispiel werden die Rollkomponen
ten vR (A oder -A) nur dann zu den Steuersignalen V ad
diert, wenn die Phasen der jeweiligen Vertikalgeschwindig
keiten vF und vR und der jeweiligen Rollsignale vRO die
gleichen Phasen aufweisen, so daß eine wesentlich effekti
vere Unterdrückungssteuerung einer Rollbewegung erzielt
werden kann.
Die Fig. 26 zeigt eine Steuerroutine, welche im Falle des
sechsten Ausführungsbeispiels von der Steuereinheit 4 durch
laufen wird. Der Aufbau des sechsten Ausführungsbeispiels
ist im wesentlichen gleich wie das in den Fig. 1 und 2 ge
zeigte erste Ausführungsbeispiel.
Der Aufbau jedes Stoßdämpfers SA ist der gleiche, wie im
Falle des ersten Ausführungsbeispiels, sh. Fig. 3 bis 12.
Der Aufbau der Schnittstellenschaltung 4a ist der gleiche
wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel (sh. Fig. 13). Die
Anordnung jedes G-Sensors 1 (1 1 und 1 2 der gefederten Masse
und der drei Fahrzeug-Höhensensoren 2 1 bis 2 3 (sh. Fig. 27)
sind der gleiche wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel ge
mäß Fig. 16.
Obwohl die Schritte 101 A bis 110 A im wesentlichen die
gleichen sind, wie bei dem in Fig. 19 gezeigten Ausführungs
beispiel, werden die in den jeweiligen Schritten durchge
führten Funktionen nachfolgend unter Bezug auf Fig. 26 be
schrieben.
In dem Schritt 101 A liest die CPU 4b die Vertikalbeschleu
nigung der gefederten Masse von den Ausgangssignalen der
vertikalen G-Sensoren 1 1 und 1 2 des linken und des rechten
Vorderrades aus und bestimmt die Relativversetzungen zwi
schen der gefederten Masse und der ungefederten Masse aus
den Ausgangssignalen der drei Fahrzeug-Höhensensoren 2 1, 2 2,
und 2 3.
In dem Schritt 102 A bestimmt die CPU 4b die Vertikalge
schwindigkeiten vF1(n) und vF2(n) der gefederten Masse als
Rückprall-Komponenten durch Integration der Vertikalbe
schleunigungen der gefederten Masse und bestimmt die Rela
tivgeschwindigkeiten vFST1(n), vFST2(n) und vRST(n) aus den
ermittelten Relativversetzungen.
In dem Schritt 103 A bestimmt die CPU 4b die Eingangsge
schwindigkeit vF1(n) der vorderradseitigen Straßenoberfläche
unter Verwendung der nachfolgenden Gleichung:
vF0(n) = (vF1(n) + vF2(n))/2 - (vFST1(n) + vFST2(n))/2.
In dem Schritt 104 A bestimmt die CPU 4b, welche Anzahl von
Routinen (m) zu der abgelaufenen Zeitdifferenz zwischen den
Vorderrädern und den, Hinterrädern bezüglich der gleichen
Straßenoberfläche korrespondiert:
m = (Radstand)/(Fahrzeuggeschwindigkeit) × 1/Δt.
In dem Schritt 105 A berechnet die CPU 4b die Eingangsge
schwindigkeit vR0(n) der hinterradseitigen Straßenoberfläche
wie folgt: vR0(n) = vF0(n - m).
In dem Schritt 106 A bestimmt die CPU 4b die Vertikalge
schwindigkeit vR(n) der gefederten Masse der Hinterradseite
als Rückprallkomponente: vR(n) = vR0(n) + vRST(n).
In dem Schritt 107 A werden die Nickkomponenten vP für die
jeweiligen Stoßdämpfer SA wie folgt berechnet:
FLvP, FRvP = (vF1(n) + vF2(n))/2 - vR(n),
RLvP, RRvP = vR(n) - (vF1(n) + vF2(n))/2.
RLvP, RRvP = vR(n) - (vF1(n) + vF2(n))/2.
In dem Schritt 108 A werden die Fahrzeug-Rollkomponenten VR
unter Verwendung der folgenden Gleichungen bestimmt:
FLvR, RLvR = vF1(n) - vF2(n),
FRvR, RRvR = vF2(n) - vF1(n).
FRvR, RRvR = vF2(n) - vF1(n).
In dem Schritt 109 A gibt die CPU 4b ein Kommando an die
Schnittstellenschaltung ab, um unnötige Komponenten der von
den jeweiligen Sensoren abgeleiteten Signale unter Verwen
dung der Serie von Filtern, wie in Fig. 13 gezeigt, zu eli
minieren.
In dem Schritt 110 A bestimmt die CPU 4b die Steuersignale V
für die jeweiligen Stoßdämpfer SA unter Verwendung der fol
genden Gleichungen:
FLV = α 1˙(vF1(n) + vF2(n))/2 + β 1˙FLvp + γ1˙FLv R,
FRV = α 1˙(vF1(n) + vF2(n))/2 + β1˙FRvp + γ1˙FRvR,
RLV = α2˙vR(n) + β2 ˙RLvp + γ 2˙RLvR,
RRV = α2˙vR(n) + β2 ˙RRvp + γ2˙RRvR.
FRV = α 1˙(vF1(n) + vF2(n))/2 + β1˙FRvp + γ1˙FRvR,
RLV = α2˙vR(n) + β2 ˙RLvp + γ 2˙RLvR,
RRV = α2˙vR(n) + β2 ˙RRvp + γ2˙RRvR.
α1, β1 und γ1 bezeichnen jeweils Proportionalkonstanten für
die Vorderradseiten, α2, β2 und γ2 bezeichnen jeweils Pro
portionalkonstanten für die Hinterradseiten.
In einem Schritt 111 B bestimmt die CPU 4b, ob das Steuer
signal V einen positiven, null übersteigenden Wert wieder
gibt. Falls ja, geht die Routine vom Schritt 111 B auf den
Schritt 112 A über. Falls nein, geht die Routine von 111 B
auf 113 B über.
In dem Schritt 112 A gibt die CPU 4b das Steuersignal V ab,
so daß jeder Stoßdämpfer SA (SA1 und SA2 oder SA3 und SA4)
so gesteuert wird, daß die Zughubseite im harten Bereich HS
liegt.
In dem Schritt 113 B bestimmt die CPU 4b, ob das Steuersig
nal V einen negativen Wert unter null wiedergibt.
Wenn die Antwort im Schritt 113 B ja ist, geht die Routine
auf den Schritt 114 A über, falls die Antwort nein ist, geht
die Routine auf den Schritt 115 A über.
In dem Schritt 114 A setzt die CPU 4b die jeweiligen Stoß
dämpfer SA in der Druckstufenseite in die harten Bereich SH.
In dem Schritt 115 A setzt die CPU 4b die jeweiligen Stoß
dämpfer SA1 und SA2 (SA3, SA4) in die weichen Bereiche SS.
Wenn das Steuersignal V, welches auf den Vertikalgeschwin
digkeiten vF1(n), vF2(n) (und vR(n)) der gefederten Masse
passiert, verändert wird, erfolgt dies, wie wenn das Steuer
signal in Sinuswellenform verändert wird. Wenn das Steuer
signal V momentan null ist, werden die Stoßdämpfer SA so ge
steuert, daß sie in die Weichen Bereiche SS eingestellt wer
den.
Wenn das Steuersignal V positiv wird, werden die Stoßdämpfer
SA in dem Zughubseitenbereich in die harten Bereiche HS ein
gestellt, und, andererseits, in den Druckhubseitenbereich
auf den weichen Dämpfungskraft-Charakteristika gehalten. Die
Dämpfungskraft-Charakteristika auf der Zughubseite wird pro
portional zur Größe des Steuersignals V verändert. Zu diesem
Zeitpunkt wird die Dämpfungskraft-Charakteristik C als C =
k˙V gesteuert.
Wenn das Steuersignal negativ wird, werden die Stoßdämpfer
SA so eingestellt, daß sie auf der Druckhubseite im harten
Bereich SH eingestellt sind und auf der Zughubseite bei
niedrigen Dämpfungskraft-Charakteristika gehalten werden.
Die Dämpfungskraft-Charakteristik auf der Zughubseite wird
in Proportion zu dem Steuersignal V (C = k˙V) variiert.
Die Wirkungsweisen des sechsten Ausführungsbeispiels sind im
wesentlichen die gleichen wie bei dem ersten Ausführungsbei
spiel.
Weiterhin ergibt sich bei dem sechsten Ausführungsbeispiel
die gleiche Modifikationsmöglichkeit, wie bei dem ersten
Ausführungsbeispiel.
Bei dem siebten Ausführungsbeispiel liegt ein Unterschied
gegenüber dem sechsten Ausführungsbeispiel darin, daß an
stelle des Schritts 107 A, gemäß Fig. 26 die in Fig. 22
gezeigte Subroutine gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel
angewandt wird, um die Nickkomponenten vP zu bestimmen.
Dies bedeutet, daß in dem Schritt 201 die folgenden Glei
chungen aufgestellt werden:
Linke Vorderradseite: FLvPI = vF1(n) - vR(n).
Rechte Vorderradseite: FRvPI = vF2(n) - vR(n).
Linke Hinterradseite: RLvPI = vR(n) - vF1(n).
Rechte Hinterradseite: RRvPI = vR(n) - vF2(n).
Rechte Vorderradseite: FRvPI = vF2(n) - vR(n).
Linke Hinterradseite: RLvPI = vR(n) - vF1(n).
Rechte Hinterradseite: RRvPI = vR(n) - vF2(n).
Die ein Nicken bestimmenden Signale B berechnen sich wie
folgt:
Linke Vorderradseite: B1 = vF1(n) × FLvPI.
Rechte Vorderradseite: B2 = vF2(n) × FRvPI.
Linke Hinterradseite: B3 = vR(n) × RLvPI.
Rechte Hinterradseite: B4 = vR(n) × RRvPI.
Linke Vorderradseite: B1 = vF1(n) × FLvPI.
Rechte Vorderradseite: B2 = vF2(n) × FRvPI.
Linke Hinterradseite: B3 = vR(n) × RLvPI.
Rechte Hinterradseite: B4 = vR(n) × RRvPI.
Die anderen Schritte sind bei dem siebten Ausführungsbei
spiel die gleichen, wie bei dem vierten Ausführungsbeispiel.
Bei dem achten Ausführungsbeispiel besteht ein Unterschied
zu dem sechsten Ausführungsbeispiel darin, daß anstelle des
Schrittes 108 A gemäß Fig. 26 die Subroutine des Schrittes
300 gemäß dem achten Ausführungsbeispiel durchgeführt wird,
um die Rollkomponenten vR zu bestimmen.
Die Fig. 28 A bis 28 D zeigen im wesentlichen eine Zeitkar
te, welche Veränderungen der Vertikalgeschwindigkeiten
vF1(n) der gefederten Masse an der Stelle der linksseitigen
Räder zeigen, sowie der Vertikalgeschwindigkeiten vF2(n) der
gefederten Masse an der Seite der rechten Fahrzeugräder,
sowie Rollsignale FLvRO und RLvRO, sowie Rollsignale FRvRO
und RRvRO der rechten Radseite.
Für das linke Vorderrad und das linke Hinterrad ergibt sich:
FLvRO und RLvRO = vF1(n) - vF2(n).
Für das rechte Vorderrad und das rechte Hinterrad ergibt
sich:
FRvRO und RRvRO = vF2(n) - vF1(n).
Zusätzlich ergibt sich für die linke Vorderradseite:
A1 = vF1(n) × FLvRO.
Weiterhin ergibt sich für die rechte Vorderradseite:
A2 = vF2(n) × FRvRO.
Für die Rechte Hinterradseite ergibt sich:
A3 = vR(n) × RLvRO.
Für die linke Hinterradseite ergibt sich:
A4 = vR(n) × RRvRO.
Die Inhalte der anderen Schritte sind die gleichen, wie bei
dem fünften Ausführungsbeispiel.
Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, daß das Steuer
system für die Dämpfungskraft-Charakteristika für die jewei
ligen Stoßdämpfer gemäß der vorliegenden Erfindung wie folgt
aufgebaut ist: Die Steuersignale für die jeweiligen Stoß
dämpfer werden verwendet, um die Dämpfungskraft-Charakteri
stika an der Hinterradseite auf der Basis der Eingangswerte
der Vertikalgeschwindigkeiten der vorderradseitigen Straßen
oberfläche zu steuern. Diese Eingangswerte werden bestimmt
von den Vertikalgeschwindigkeiten der vorderradseitigen
gefederten Masse und der Relativgeschwindigkeiten derselben
und den Vertikalgeschwindigkeiten der hinterradseitigen ge
federten Masse an der Hinterradseite. Die Herstellungskosten
des Systems können durch die Reduktion der vertikalen G-Sen
soren an den Hinterradseiten reduziert werden. Zusätzlich
kann das Schalt-Timing der weiteren Steuerung der Hinterrad
seite auf der Basis der Ergebnisse der Ermittlungen an der
Vorderradseite vorhergehen. Die Steuerbarkeit der hinterrad
seitigen Stoßdämpfer kann somit verbessert werden.
Weiterhin können hohe Ansprech-Charakteristika der Steuerung
der Dämpfungskraft-Charakteristika durch Verwendung der
Stoßdämpfer SA bei jedem der Ausführungsbeispiele erreicht
werden. Die Lebensdauer und der Energieverbrauch des
Schrittmotors können verbessert werden.
Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten beschränkt, viel
mehr ergeben sich für den Fachmann im Rahmen der Erfindung
vielfältige Abwandlungs- und Modifikationsmöglichkeiten.
Zusammenfassend ist folgendes festzustellen:
Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur Steuerung der
Dämpfungskraft-Charakteristika von Stoßdämpfern eines Fahr
zeuges, bei welchem jeder Stoßdämpfer zwischen einer gefe
derten Masse und einer ungefederten Masse im Bereich eines
Rades eingebaut i 01197 00070 552 001000280000000200012000285910108600040 0002004333347 00004 01078st. Es werden die Vertikalgeschwindigkeit
der gefederten Masse an der Vorderradseite sowie eine Rela
tivgeschwindigkeit zwischen der gefederten Masse und der un
gefederten Masse an der Vorderradseite bestimmt. Die Dämp
fungskraft-Charakteristika der Stoßdämpfer, welche an der
Vorderradseite angeordnet sind, werden im wesentlichen auf
der Basis des Steuersignals gesteuert, welches auf der Basis
der Vertikalgeschwindigkeit der gefederten Masse der Vorder
radseite bestimmt wurde. Die Dämpfungskraft-Charakteristika
der hinterradseitigen Stoßdämpfer werden auf der Basis eines
Steuersignals gesteuert, welches auf der Basis einer Ein
gangsgeschwindigkeit der vorderradseitigen Straßenoberfläche
bestimmt wird, welches auf der Basis der Vertikalgeschwin
digkeit der gefederten Masse der Vorderradseite und der Re
lativgeschwindigkeit der Vorderradseite, welche aus einer
vorderradseitigen Relativversetzung bestimmt wird, und einer
hinterradseitigen Vertikalgeschwindigkeit, welche aus einer
hinterradseitigen Relativgeschwindigkeit bestimmt wird.
Claims (22)
1. Dämpfungskraft-gesteuertes bzw. -geregeltes Aufhängungs
system für ein Kraftfahrzeug:
eine Bestimmungsein richtung (4) zum Bestimmen einer Hinterrad-Vertikalge schwindigkeit basierend auf der Vorderrad-Vertikalge schwindigkeit, der berechneten Zeitdifferenz
eine Bestim mungseinrichtung (4) zum Berechnen einer hinterradseiti gen Vertikalgeschwindigkeit der gefederten Masse basie rend auf der Hinterrad-Vertikalgeschwindigkeit und der durch die Detektoreinrichtung (2) bestimmten Relativgeschwindigkeit zwischen der hinterradseitigen Fahrzeugkarosserie als gefederte Masse und dem entsprechenden Hinterrad als ungefederte Masse; und
eine Steuerung (4) für die Dämpfungs-Charakteristik ei nes hinterradseitigen Stoßdämpfers zum Erzeugen und Aus geben des Steuersignales an die Dämpfungs-Änderungsein richtung (3, 70) für jeden hinterradseitigen Stoßdämp fer, wobei das Steuersignal basierend auf der berechne ten hinterradseitigen Vertikalgeschwindigkeit der gefe derten Masse erzeugt wird.
- a) mit einer Mehrzahl von Stoßdämpfern (SA), von denen jeder zwischen Vorder- bzw. Hinterrädern (ungefederte Masse) und entsprechenden Teilen der Fahrzeugkaros serie (gefederte Masse) angeordnet ist;
- b) mit einer Dämpfungs-Änderungseinrichtung (3, 70) die ein Steuersignal für die Dämpfung, die in einer Richtung der rela tiven Verschiebung zwischen der gefederten und der ungefederten Masse wirkt, auf eine aus einer Mehrzahl von Stu fen einstellt;
- c) mit einem Vertikalbeschleunigungs sensor (1) zum Erfassen einer vorderradseitigen Ver tikalbeschleunigung der gefederten Masse, aus der die vorderradseitige vertikale Geschwindigkeit be stimmt wird;
- d) mit einer Detektoreinrichtung (2) zur Ermittlung ei ner Relativgeschwindigkeit zwischen der vorderrad seitigen gefederten Masse und der vorderradseitigen ungefederten Masse;
- e) mit einer Berech nungseinrichtung (4) zum Berechnen einer Vorderrad- Vertikalgeschwindigkeit basierend auf der vorderrad seitigen Vertikalgeschwindigkeit der gefederten Mas se und der vorderradseitigen Relativgeschwindigkeit zwischen der gefederten und der ungefederten Masse;
- f) mit einer Detektoreinrichtung (2) zur Bestimmung ei ner Relativgeschwindigkeit zwischen der hinterrad seitigen gefederten Masse und der hinterradseitigen ungefederten Masse;
- g) mit einer Steuerungseinrichtung (4) zum Steuern der Dämpfungscharakteristik jedes vorderradseitigen Stoßdämpfers (SA), wobei das Steuersignal von der vorderradseitigen Vertikalgeschwindigkeit der gefe derten Masse und der vorderradseitigen Relativge schwindigkeit zwischen der gefederten und der unge federten Masse abgeleitet wird;
- h) mit einer Erfassungseinrichtung (5) zum Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit; und
- i) mit einer Zeitdifferenz-Einstelleinrichtung (4) zum Ableiten einer Zeitdifferenz zwischen einem Zeit punkt, bei welchem die Vorderräder über eine Straßenoberfläche gefahren sind, und einem Zeitpunkt, bei welchem die Hinterräder die gleiche Straßenober fläche überfahren,
eine Bestimmungsein richtung (4) zum Bestimmen einer Hinterrad-Vertikalge schwindigkeit basierend auf der Vorderrad-Vertikalge schwindigkeit, der berechneten Zeitdifferenz
eine Bestim mungseinrichtung (4) zum Berechnen einer hinterradseiti gen Vertikalgeschwindigkeit der gefederten Masse basie rend auf der Hinterrad-Vertikalgeschwindigkeit und der durch die Detektoreinrichtung (2) bestimmten Relativgeschwindigkeit zwischen der hinterradseitigen Fahrzeugkarosserie als gefederte Masse und dem entsprechenden Hinterrad als ungefederte Masse; und
eine Steuerung (4) für die Dämpfungs-Charakteristik ei nes hinterradseitigen Stoßdämpfers zum Erzeugen und Aus geben des Steuersignales an die Dämpfungs-Änderungsein richtung (3, 70) für jeden hinterradseitigen Stoßdämp fer, wobei das Steuersignal basierend auf der berechne ten hinterradseitigen Vertikalgeschwindigkeit der gefe derten Masse erzeugt wird.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bestimmung der vorderradseitigen Vertikalgeschwindigkeit über einen Vertikal-G-Sensor des lin ken Vorderrades erfolgt, welcher benachbart zu dem Stoß dämpfer des linken Vorderrades angeordnet ist, sowie ei nen Vertikal-G-Sensor des rechten Vorderrades, welcher benachbart zu dem Stoßdämpfer des rechten Vorderrades angeordnet ist,
daß die Detektoreinrichtung (2) für die vorderradseitige Re lativgeschwindigkeit einen Fahrzeug-Höhensensor des lin ken Vorderrades und einen Fahrzeug-Höhensensor des rech ten Vorderrades umfaßt, und
daß die Detektoreinrichtung (2) für die hinterradseitige Re lativgeschwindigkeit einen hinterradseitigen Fahrzeug- Höhensensor umfaßt, welcher an einem Teil der Fahrzeug karosserie angeordnet ist, welcher in einer mittigen Position zwischen einer das rechte und das linke Hinter rad verbindenden Linie angeordnet ist.
daß die Bestimmung der vorderradseitigen Vertikalgeschwindigkeit über einen Vertikal-G-Sensor des lin ken Vorderrades erfolgt, welcher benachbart zu dem Stoß dämpfer des linken Vorderrades angeordnet ist, sowie ei nen Vertikal-G-Sensor des rechten Vorderrades, welcher benachbart zu dem Stoßdämpfer des rechten Vorderrades angeordnet ist,
daß die Detektoreinrichtung (2) für die vorderradseitige Re lativgeschwindigkeit einen Fahrzeug-Höhensensor des lin ken Vorderrades und einen Fahrzeug-Höhensensor des rech ten Vorderrades umfaßt, und
daß die Detektoreinrichtung (2) für die hinterradseitige Re lativgeschwindigkeit einen hinterradseitigen Fahrzeug- Höhensensor umfaßt, welcher an einem Teil der Fahrzeug karosserie angeordnet ist, welcher in einer mittigen Position zwischen einer das rechte und das linke Hinter rad verbindenden Linie angeordnet ist.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vertikalgeschwindigkeit vF1(n) der vorderrad seitigen gefederten Masse durch Integration der Verti kalbeschleunigungen bestimmt wird, welche mittels des vorderradseitigen linken Vertikal-G-Sensors und des vor derradseitigen rechten Vertikal-G-Sensors bestimmt wer den, und
daß die vorderradseitige Relativgeschwindigkeit vF2(n) und die hinterradseitige Relativgeschwindigkeit vR2(n) aus Relativversetzungen zwischen der gefederten Masse und der ungefederten Masse an der Vorderradseite und an der Hinterradseite ermittelt werden, welche durch die jeweiligen Fahrzeug-Höhensensoren festgestellt werden.
daß die Vertikalgeschwindigkeit vF1(n) der vorderrad seitigen gefederten Masse durch Integration der Verti kalbeschleunigungen bestimmt wird, welche mittels des vorderradseitigen linken Vertikal-G-Sensors und des vor derradseitigen rechten Vertikal-G-Sensors bestimmt wer den, und
daß die vorderradseitige Relativgeschwindigkeit vF2(n) und die hinterradseitige Relativgeschwindigkeit vR2(n) aus Relativversetzungen zwischen der gefederten Masse und der ungefederten Masse an der Vorderradseite und an der Hinterradseite ermittelt werden, welche durch die jeweiligen Fahrzeug-Höhensensoren festgestellt werden.
4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Steuermittel für die Dämpfungs-Charak
teristiken erste Mittel umfassen, um zu bestimmen, ob ei
ne Größe der Vertikalgeschwindigkeit vF1(n) der gefeder
ten Masse gleich oder größer ist, als ein positiv vorbe
stimmter Schwellenwert δT, sowie zweite Mittel, um die
Stoßdämpfer SA, welche an dem linken und dem rechten
Vorderrad angeordnet sind, zu steuern, um in der Zugstufe
harte Bereiche HS zu erzielen, wenn die ersten Mittel
festgestellt haben, daß vF1(n) gleich oder oberhalb des
Wertes + δT ist, wobei (n) die laufende Nummer des Steuerprogramm-Durchlaufes bzw. des Zeittaktes be
zeichnet, welche die Dämpfungs-
Steuermittel als Folge vorbestimmter Steuerroutinen durchführt.
5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Steuermittel für die Dämpfungs-Charak
teristiken weiterhin dritte Mittel umfassen, um zu be
stimmen, ob vF1(n) negativ unterhalb eines negativ vor
bestimmten Schwellenwertes - δC liegt, sowie vierte
Mittel, um die an der Vorderradseite angeordneten Stoß
dämpfer SA so zu steuern, daß ein harter Bereich SH in der
Druckstufe vorliegt, wenn die dritten Mittel fest
stellen, daß vF1(n) negativ unterhalb - δC liegt.
6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Steuermittel für die Dämpfungs-Charak
teristiken weiterhin fünfte Mittel umfassen, um zu
bestimmen, ob vF1(n) in einen Bereich zwischen + δT und
- δC fällt, sowie sechste Mittel, um die Stoßdämpfer
SA, welche an den Vorderrädern angeordnet sind, so zu
steuern, daß beide weiche Bereiche SS aufweisen, wenn
die fünften Mittel feststellen, daß vF1(n) innerhalb des
Bereichs liegt.
7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die vorderradseitige vertikale Anregung als Eingangsgeschwindig
keit der Straßenoberfläche durch vF0(n) = vF1(n) -
vF2(n) bestimmt wird.
8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Steuermittel für die Dämpfungs-Charak
teristika siebte Mittel umfassen, um die vertikale Straßenoberflä
chen-Eingangsgeschwindigkeit vR0(n) an der Hinterradsei
te unter Verwendung der vorderradseitigen Straßenober
flächen-Eingangsgeschwindigkeit vF0(n) zu bestimmen,
wobei gilt: vR0(n) = vF0(n - m), und die Größe von m aus
der Fahrgeschwindigkeit, dem Radstand (d. h. der Zeitdifferenz) und der Taktzeit des Steuerprogramm-Durchlaufes ermittelt wird,
sowie achte Mittel zur Bestimmung der hinterradseitigen Vertikalgeschwindigkeit vR1(n) der gefederte Masse durch folgende Gleichung: vR1(n) = vR0(n) + vR2(n),
wobei vR2(n) die Relativgeschwindigkeit an der Hinter radseite wiedergibt, welche aus der Relativversetzung abgeleitet wurde, welche mittels des hinterradseitigen Fahrzeug-Höhensensors festgestellt wurde.
sowie achte Mittel zur Bestimmung der hinterradseitigen Vertikalgeschwindigkeit vR1(n) der gefederte Masse durch folgende Gleichung: vR1(n) = vR0(n) + vR2(n),
wobei vR2(n) die Relativgeschwindigkeit an der Hinter radseite wiedergibt, welche aus der Relativversetzung abgeleitet wurde, welche mittels des hinterradseitigen Fahrzeug-Höhensensors festgestellt wurde.
9. System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Steuermittel für die Dämpfungs-Charak
teristiken neunte Mittel umfassen, um zu bestimmen, ob
die Vertikalgeschwindigkeit vR1(n) der vertikalen Masse
gleich oder oberhalb des positiv vorbestimmten Schwel
lenwertes + δT liegt, und
um die Stoßdämpfer, welche an der Hinter
radseite angeordnet sind, so zu steuern, daß sie auf der
Zughubseite harte Bereiche HS aufweisen, wenn die neun
ten Mittel feststellen, daß vR1(n) gleich oder größer
ist, als + δT.
10. System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Steuermittel für die Dämpfungs-
Charakteristiken zehnte Mittel umfassen, um festzustel
len, ob vR1(n) negativ unterhalb des negativ vorbestimm
ten Schwellenwertes - δC liegt,
und elfte Mittel, um die Stoßdämpfer, welche an der Hin
terradseite angeordnet sind, so zu steuern, daß sie auf
der Druckhubseite harte Bereiche SH aufweisen, wenn die
zehnten Mittel feststellen, daß vR1(n) unter
halb des negativ vorbestimmten Schwellenwertes - δC
ist.
11. System nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Steuermittel für die Dämpfungs-
Charakteristiken die Stoßdämpfer, welche an der Hinter
radseite angeordnet sind, so steuern, daß diese weiche
Bereiche SS sowohl auf der Zughubseite als auch auf der
Druckhubseite aufweisen, wenn vR1(n) in den Bereich zwi
schen + δT und - δC fällt.
12. System nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Hubbereiche, bei welchen die Dämp
fungskraft verändert wird, Dämpfungs-Charakteristiken
aufweisen, welche nach den Gleichungen C = k˙vF1(n)
oder C = k˙v R1(n) bestimmt werden, wobei k eine
Proportionalkonstante ist.
13. System nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch ge
kennzeichnet,
daß die Detektoreinrichtung für die Vertikalgeschwindig keit der vorderradseitigen gefederten Masse einen Ver tikal-G-Sensor umfaßt, welcher an einer mittigen Posi tion einer die beiden Vorderräder verbindenden Linie angeordnet ist, und
die Detektoreinrichtung die Verti kalgeschwindigkeit vF(n) der gefederten Masse durch Integration des Ausgangssignals des Vertikal-G-Sen sors bestimmt,
daß die Detektoreinrichtung für die vorderradseitige Re lativgeschwindigkeit einen dem linken Vorderrad zuge ordneten Fahrzeug-Höhensensor umfaßt, welcher so ausge bildet ist, daß er ein Signal gibt, welches eine Rela tivversetzung zwischen der gefederten Masse und der ungefederten Masse an dem linken Vorderrad wiedergibt,
sowie einen dem rechten Vorderrad zugeordneten Fahrzeug- Höhensensor welcher so ausgebildet ist, daß er ein Signal erzeugt, welches eine Relativversetzung zwischen der gefederten Masse und der ungefederten Masse an dem rechten Vorderrad wiedergibt,
daß die Detektoreinrichtung für die vorderradseitige Re lativgeschwindigkeit die Relativgeschwindigkeiten vFST1(n) und vFST2(n) an der Seite des linken und rech ten Vorderrades gemäß den ermittelten Signalen des lin ken und rechten vorderen Fahrzeug-Höhensensors bestimmt,
daß die Detektoreinrichtung für die hinterradseitige Re lativgeschwindigkeit der gefederten Masse einen hinter radseitigen Fahrzeug-Höhensensor umfaßt, welcher an ei nem mittigen Bereich einer beide Hinterräder verbinden den Linie angeordnet ist, und
daß die Detektoreinrichtung für die hinterradseitige Re lativgeschwindigkeit die hinterradseitige Relativge schwindigkeit vRST(n) gemäß der ermittelten Relativver setzung des hinterradseitigen Fahrzeug-Höhensensors be stimmt.
daß die Detektoreinrichtung für die Vertikalgeschwindig keit der vorderradseitigen gefederten Masse einen Ver tikal-G-Sensor umfaßt, welcher an einer mittigen Posi tion einer die beiden Vorderräder verbindenden Linie angeordnet ist, und
die Detektoreinrichtung die Verti kalgeschwindigkeit vF(n) der gefederten Masse durch Integration des Ausgangssignals des Vertikal-G-Sen sors bestimmt,
daß die Detektoreinrichtung für die vorderradseitige Re lativgeschwindigkeit einen dem linken Vorderrad zuge ordneten Fahrzeug-Höhensensor umfaßt, welcher so ausge bildet ist, daß er ein Signal gibt, welches eine Rela tivversetzung zwischen der gefederten Masse und der ungefederten Masse an dem linken Vorderrad wiedergibt,
sowie einen dem rechten Vorderrad zugeordneten Fahrzeug- Höhensensor welcher so ausgebildet ist, daß er ein Signal erzeugt, welches eine Relativversetzung zwischen der gefederten Masse und der ungefederten Masse an dem rechten Vorderrad wiedergibt,
daß die Detektoreinrichtung für die vorderradseitige Re lativgeschwindigkeit die Relativgeschwindigkeiten vFST1(n) und vFST2(n) an der Seite des linken und rech ten Vorderrades gemäß den ermittelten Signalen des lin ken und rechten vorderen Fahrzeug-Höhensensors bestimmt,
daß die Detektoreinrichtung für die hinterradseitige Re lativgeschwindigkeit der gefederten Masse einen hinter radseitigen Fahrzeug-Höhensensor umfaßt, welcher an ei nem mittigen Bereich einer beide Hinterräder verbinden den Linie angeordnet ist, und
daß die Detektoreinrichtung für die hinterradseitige Re lativgeschwindigkeit die hinterradseitige Relativge schwindigkeit vRST(n) gemäß der ermittelten Relativver setzung des hinterradseitigen Fahrzeug-Höhensensors be stimmt.
14. System nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Steuermittel für die Dämpfungs-
Charakteristiken die vorderradseitige Straßenoberflä
chen-Eingangsgeschwindigkeit vF0(n) wie folgt bestimmt:
vF0(n) = vF(n) - (vFST1(n) - vFST2(n))/2,
wobei (n) einen Zeittakt angibt, während dem die Steuer mittel für die Dämpfungs-Charakteristika die Kontroll routine durchführen.
vF0(n) = vF(n) - (vFST1(n) - vFST2(n))/2,
wobei (n) einen Zeittakt angibt, während dem die Steuer mittel für die Dämpfungs-Charakteristika die Kontroll routine durchführen.
15. System nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Steuermittel für die Dämpfungs-
Charakteristiken eine Detektoreinrichtung für die Verti
kalgeschwindigkeit der hinterradseitigen gefederten Mas
se umfaßt, um die Vertikalgeschwindigkeit vR(n) der hin
terradseitigen gefederten Masse gemäß folgender Glei
chung zu bestimmen:
vR(n) = vR0(n) + vRST(n),
wobei vR0(n) die hinterradseitige Straßenoberflächen- Eingangsgeschwindigkeit wiedergibt, welche wie folgt er mittelt wird:
vR0(n) = vF0(n - m),
wobei m die Anzahl von Zeittakten wiedergibt, welche mit einer Zeitdifferenz zwischen einem Zeitpunkt, an welchem die Vorderräder einen Bereich der Straßenoberfläche passiert haben und einem Zeitpunkt, bei welchem die Hinterräder den gleichen Bereich der Straßenoberfläche passiert haben, korrespondiert.
vR(n) = vR0(n) + vRST(n),
wobei vR0(n) die hinterradseitige Straßenoberflächen- Eingangsgeschwindigkeit wiedergibt, welche wie folgt er mittelt wird:
vR0(n) = vF0(n - m),
wobei m die Anzahl von Zeittakten wiedergibt, welche mit einer Zeitdifferenz zwischen einem Zeitpunkt, an welchem die Vorderräder einen Bereich der Straßenoberfläche passiert haben und einem Zeitpunkt, bei welchem die Hinterräder den gleichen Bereich der Straßenoberfläche passiert haben, korrespondiert.
16. System nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Steuermittel für die Dämpfungs-
Charakteristiken eine Fahrzeug-Nickkomponente vP an jedem
Stoßdämpfer durch folgende Gleichungen bestimmt:
FLvP, FRvP = vF(n) - vR(n),
RLvP, RRvP = vR(n) - vF(n),
wobei FL die linke Vorderradseite, FR die rechte Vorder radseite, RL die linke Hinterradseite und RR die rechte Hinterradseite bezeichnen,
wobei die Steuermittel für die Dämpfungs-Charakte ristiken eine Fahrzeug-Wankkomponente vR an jedem Stoß dämpfer durch folgende Gleichungen bestimmt:
FLvR, RLvR = vFST1(n) - vFST2(n),
FRvR, RRvR = vFST2(n) - vFST2(n).
FLvP, FRvP = vF(n) - vR(n),
RLvP, RRvP = vR(n) - vF(n),
wobei FL die linke Vorderradseite, FR die rechte Vorder radseite, RL die linke Hinterradseite und RR die rechte Hinterradseite bezeichnen,
wobei die Steuermittel für die Dämpfungs-Charakte ristiken eine Fahrzeug-Wankkomponente vR an jedem Stoß dämpfer durch folgende Gleichungen bestimmt:
FLvR, RLvR = vFST1(n) - vFST2(n),
FRvR, RRvR = vFST2(n) - vFST2(n).
17. System nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch ge
kennzeichnet, daß, die Steuermittel für die Dämpfungs-
Charakteristiken das Steuersignal für jeden Stoßdämpfer
wie folgt bestimmt:
FLV = α1˙(vF1(n) + vF2(n))/2 + β1˙FLvp + 1˙FLvR,
FRV = α1˙(vF1(n) + vF2(n))/2 + β1˙ FRvp + 1˙FRvR,
RLV = α2˙vR(n) + β2˙RLvp + γ2˙RLvR,
RRV = α2˙vR(n) + β2˙RRvp + γ2˙RRvR,
wobei α1, β1, γ1 jeweilige Proportionalkonstanten für die Vorderradseiten und α2, β2, γ2 jeweilige Propor tionalkonstanten für die Hinterradseiten darstellen, und
wobei vF(n) und vR(n) Ausfederungs-Geschwindigkeiten für die Vorderräder und Hinterräder bezeichnen.
FLV = α1˙(vF1(n) + vF2(n))/2 + β1˙FLvp + 1˙FLvR,
FRV = α1˙(vF1(n) + vF2(n))/2 + β1˙ FRvp + 1˙FRvR,
RLV = α2˙vR(n) + β2˙RLvp + γ2˙RLvR,
RRV = α2˙vR(n) + β2˙RRvp + γ2˙RRvR,
wobei α1, β1, γ1 jeweilige Proportionalkonstanten für die Vorderradseiten und α2, β2, γ2 jeweilige Propor tionalkonstanten für die Hinterradseiten darstellen, und
wobei vF(n) und vR(n) Ausfederungs-Geschwindigkeiten für die Vorderräder und Hinterräder bezeichnen.
18. System nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Steuermittel für die Dämpfungs-
Charakteristiken bestimmen, ob eines oder mehrere der
Steuersignale einen positiv vorgegebenen Schwellenwert +
δT übersteigen, ob eines oder mehrere der Steuersignale
in einen Bereich zwischen dem positiv vorgegebenen
Schwellenwert und einem negativ vorgegebenen Schwellen
wert - δC fallen, oder ob eines oder mehrere der
Steuersignale unterhalb des negativ vorgegebenen Schwel
lenwertes liegen,
wobei die korrespondierenden Stoßdämpfer so gesteuert
werden, daß sie gemäß dem Ergebnis dieser Bestimmung auf
der Zugseite den harten Bereich HS, die weichen Be
reiche SS oder auf der Druckseite die harten Bereiche
SH aufweisen.
19. System nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Steuermittel für die Dämpfungs-
Charakteristiken folgendes umfassen:
- a) erste Mittel zur Bestimmung jedes Nicksignals vPI
für jeden Stoßdämpfer SA nach folgender Gleichung:
FRvPI, FLvPI = vF(n) - vR(n),
RRvPI, RLvPI = vR(n) - vF(n), - b) zweite Mittel zur Bestimmung jedes ein Nicken be
stimmenden Signals B für jeden Stoßdämpfer SA nach
folgenden Gleichungen:
Linkes Vorderrad: B1 = vF(n) × FLvPI,
Rechtes Vorderrad: B2 = vF(n) × FRvPI,
Linkes Hinterrad: B3 = vR(n) × RLvPI,
Rechtes Hinterrad: B4 = vR(n) × RRvPI, - c) dritte Mittel, um zuerst zu bestimmen, ob jedes ein Nicken anzeigendes Signal B einen positiven Wert an gibt, und um zweitens zu bestimmen, ob jede Verti kalgeschwindigkeit vF(n), vR(n) der gefederten Masse einen positiven Wert aufweist,
- d) vierte Mittel zum Einstellen einer Nickkomponente vP (FLvP, FRvP, RLvP, RRvP) für jedes Rad auf einen Wert B (B1, B2, B3, B4), wenn jeder Wert B jeweils einen positiven Wert einnimmt und jede Vertikalge schwindigkeit der gefederten Masse einen positiven Wert aufweist,
- e) fünfte Mittel zur Einstellung einer Nickkomponente vP (FLvP, FRvP, RLvP, RRvP) für jedes Rad auf einen Wert -B (-B1, -B2, -B3, -B4), wenn jeder Wert B einen positiven Wert wiedergibt, jedoch jeder Wert der Vertikalgeschwindigkeit der gefederten Masse ei nen negativen Wert aufweist,
- f) sechste Mittel zur Einstellung einer Nickkomponente vP (FLvP, FRvP, RLvP, RRvP) für jedes Rad auf einen Nullwert, wenn die dritten Mittel ermitteln, daß je der Wert B einen negativen Wert wiedergibt,
- g) siebte Mittel zur Bestimmung jedes Steuersignals für jeden Stoßdämpfer gemäß dem Wert B, welcher durch eines der vierten, fünften und sechsten Mittel ein gestellt wurde.
20. System nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Steuermittel für die Dämpfungs-
Charakteristiken folgendes umfassen:
- a) erste Mittel zur Bestimmung eines Rollsignals vRO
für jeden Stoßdämpfer nach folgenden Gleichungen:
FLvRO und RLvRO = vFST1(n) - vFST2(n).
FRvRO und RRvRO = vFST2(n) - vFSTl(n). - b) b) zweite Mittel zur Bestimmung jedes ein Rollen be
stimmenden Signals A für jeden Stoßdämpfer SA nach
folgenden Gleichungen:
linkes Vorderrad: A1 = vF(n) × FLvRO,
rechts Vorderrad: A2 = vF(n) × FRvRO,
linkes Hinterrad: A3 = vR(n) × RLvRO,
rechtes Hinterrad: A4 = vR(n) × RRvRO, - c) dritte Mittel, um zuerst zu bestimmen, ob jedes ein Nicken wiedergebendes Signal B einen positiven Wert aufweist, und um zweitens zu bestimmen, ob jede Ver tikalgeschwindigkeit vF(n), vR(n) der gefederten Masse einen positiven Wert wiedergibt,
- d) vierte Mittel zur Einstellung einer Rollkomponente vR (FLvR, FRvR, RLvR, RRvR) für jedes Rad auf einen Wert A (A1, A2, A3, A4), wenn der jeweilige Wert A einen positiven Wert wiedergibt und wenn jede Verti kalgeschwindigkeit der gefederten Masse einen posi tiven Wert aufweist,
- e) fünfte Mittel zur Einstellung einer Rollkomponente vR (FLvR, FRvR, RLvR, RRvR) für jedes Rad auf einen Wert -A (-A1, -A2, -A3, -A4), wenn jeder Wert A einen positiven Wert aufweist, jedoch jede Vertikal geschwindigkeit der gefederten Masse einen negativen Wert hat,
- f) sechste Mittel zur Einstellung einer Rollkomponente vR (FLvR, FRvR, RLvR, RRvR) für jedes Rad auf einen Nullwert, wenn die dritten Mittel feststellen, daß jeder Wert A einen negativen Wert aufweist, und
- g) siebte Mittel zur Bestimmung jedes Steuersignals für jeden Stoßdämpfer gemäß dem Wert A, welcher durch eines der vierten, fünften und sechsten Mittel ein gestellt wurde.
21. System nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Steuermittel für die Dämpfungs-
Charakteristiken eine Fahrzeug-Nickkomponente vP für
jeden Stoßdämpfer nach folgenden Gleichungen bestimmt:
FLvP, FRvP = (vF1(n) + vF2(n))/2 - vR(n),
RLvP, RRvP = (vR(n) - vF1(n) + vF2(n))/2,
daß die Steuermittel für die Dämpfungs-Charakteristik eine Fahrzeug-Wankkomponente vR für jeden Stoßdämpfer SA nach folgenden Gleichungen bestimmt:
FLvR, RLvR = (vF1(n) - vF2(n),
FRvR, RRvR = (vF2(n) - vF1(n),
daß die Steuermittel für die Dämpfungs-Charakteristik das Steuersignal V für jeden Stoßdämpfer wie folgt bestimmt:
FLV = α1˙(vF1(n) + vF2(n))/2 + β1˙FLvP + 1˙FLvR,
FRV = α1˙(vF1(n) + vF2(n))/2 + β1˙FRv P + 1˙FRvR,
RLV = α2˙vR(n) + β2˙RLvP + γ2 •˙RLvR,
RRV = α2˙vR(n) + β2˙RRvp + γ2˙RRvR,
wobei α1, β1 und γ1, jeweils Proportionalkonstanten für die Vorderradseiten und α 2, β 2 und γ 2 jeweils Proportionalkonstanten für die Hinterradseiten sind.
FLvP, FRvP = (vF1(n) + vF2(n))/2 - vR(n),
RLvP, RRvP = (vR(n) - vF1(n) + vF2(n))/2,
daß die Steuermittel für die Dämpfungs-Charakteristik eine Fahrzeug-Wankkomponente vR für jeden Stoßdämpfer SA nach folgenden Gleichungen bestimmt:
FLvR, RLvR = (vF1(n) - vF2(n),
FRvR, RRvR = (vF2(n) - vF1(n),
daß die Steuermittel für die Dämpfungs-Charakteristik das Steuersignal V für jeden Stoßdämpfer wie folgt bestimmt:
FLV = α1˙(vF1(n) + vF2(n))/2 + β1˙FLvP + 1˙FLvR,
FRV = α1˙(vF1(n) + vF2(n))/2 + β1˙FRv P + 1˙FRvR,
RLV = α2˙vR(n) + β2˙RLvP + γ2 •˙RLvR,
RRV = α2˙vR(n) + β2˙RRvp + γ2˙RRvR,
wobei α1, β1 und γ1, jeweils Proportionalkonstanten für die Vorderradseiten und α 2, β 2 und γ 2 jeweils Proportionalkonstanten für die Hinterradseiten sind.
22. Verfahren zum Steuern und/oder Regeln einer Dämpfungs
kraft eines Fahrzeugaufhängungssystems, wobei das Fahr
zeugaufhängungssystem
- a) eine Mehrzahl von Stoßdämpfern (SA) aufweist, von denen jeder zwischen Vorder- und Hinterrädern (unge federte Masse) und entsprechenden Teilen der Fahr zeugkarosserie (gefederte Masse) angeordnet ist; sowie
- b) eine Dämpfungs-Änderungseinrichtung (3, 70), welche auf ein Eingangsänderungs-Steuersignal zum Ändern der Dämpfung, die in einer Richtung der relativen Verschiebung zwischen der gefederten und der ungefe derten Masse wirkt, auf eine Mehrzahl von Stufen an spricht, wobei das Verfahren folgende Schritte um faßt:
- c) Erfassen einer Vorderradseitigen Vertikalbeschleuni gung der gefederten Masse;
- d) Erfassen einer Relativgeschwindigkeit zwischen der vorderradseitigen gefederten Masse und der vorder radseitigen ungefederten Masse;
- e) Berechnen einer vorderrad-Vertikalgeschwindigkeit basierend auf der vorderradseitigen Vertikalge schwindigkeit der gefederten Masse und der vorder radseitigen Relativgeschwindigkeit zwischen der ge federten und der ungefederten Masse;
- f) mit einer Detektoreinrichtung (2) zur Bestimmung ei ner Relativgeschwindigkeit zwischen der hinterrad seitigen gefederten Masse und der hinterradseitigen ungefederten Masse;
- g) mit einer Detektoreinrichtung (2) zur Bestimmung ei ner Relativgeschwindigkeit zwischen der hinterrad seitigen gefederten Masse und der hinterradseitigen ungefederten Masse;
- h) Steuern der Dämpfungscharakteristik jedes vorderrad seitigen Stoßdämpfers, wobei das Steuersignal von der vorderradseitigen Vertikalgeschwindigkeit der gefederten Masse und der vorderradseitigen Relativ geschwindigkeit zwischen der gefederten und der un gefederten Masse abgeleitet wird;
- i) Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit; und
- j) Ableiten einer Zeitdifferenz zwischen einem Zeit punkt, zu welchem die Vorderräder über eine Straßen oberfläche gefahren sind, und einem Zeitpunkt, zu welchem die Hinterräder die gleiche Straßenoberflä che überfahren,
- a) Bestimmen einer Hinterrad-Vertikalgeschwindigkeit basierend auf der Vorderrad-Vertikalgeschwindigkeit, der berechneten Zeitdifferenz und einer vorgegebenen Länge des Radstandes;
- b) Berechnen einer hinterradseitigen Vertikalgeschwin digkeit der gefederten Masse basierend auf der Hin terrad-Vertikalgeschwindigkeit und der hinterradsei tigen Relativgeschwindigkeit zwischen der hinterrad seitigen Fahrzeugkarosserie als gefederte Masse und dem entsprechenden Hinterrad als ungefederte Masse; und
- c) Erzeugen und Ausgeben des Steuersignales an die Dämpfungs-Änderungseinrichtung für jeden hinterrad seitigen Stoßdämpfer, wobei das Steuersignal basie rend auf der berechneten hinterradseitigen Vertikal geschwindigkeit der gefederten Masse erzeugt wird.
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