DE4418625A1

DE4418625A1 - Aufhängungssteuereinrichtung für ein Fahrzeug, Abstimmverfahren für Aufhängungs-Federkonstante und Abstimmverfahren für Aufhängungs-Dämpfungsmaß

Info

Publication number: DE4418625A1
Application number: DE4418625A
Authority: DE
Inventors: Yoshio Kojima; Osamu Murata; Hirobumi Ohta
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 1993-05-27
Filing date: 1994-05-27
Publication date: 1994-12-01
Anticipated expiration: 2014-05-28
Also published as: US5446662A; DE4418625B4

Description

Die Erfindung betrifft eine Aufhängungssteuereinrichtung für ein Fahrzeug, welches ein komfortables Fahren (Fahrgefühl) und ein hervorragendes Fahrverhalten für den Fahrer eines Fahrzeugs, bei jeder Fahrgeschwindigkeit zwischen niedriger und hoher Geschwin digkeit, bietet.

Es ist ein Verfahren bekannt, bei dem die Federrate (Federkonstante) einer Kraftfahrzeug aufhängung nach Maßgabe der Fahrgeschwindigkeit variiert wird (z. B. Japanische Patent- Offenlegungsschrift 63-46911). Nach diesem Verfahren wird die Federkonstante derart ge steuert, daß sie auf einen unterhalb eines Normalwerts liegenden Wert reduziert wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt und einen vorbestimmten Wert überschreitet. Keine Aufmerksamkeit wird bei diesem Verfahren dem Effekt einer Kraft geschenkt, die durch den Luftstrom hervorgerufen wird, wie er normalerweise bei einem fahrenden Fahrzeug vorhanden ist (diese Kraft soll im folgenden als "aerodynamische Kraft" bezeich net werden).

Es ist ferner ein weiteres herkömmliches Verfahren bekannt, bei dem das Dämpfungsmaß der Fahrzeugaufhängung nach Maßgabe der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs variiert wird (z. B. Japanische Patent-Offenlegungsschrift 60-71315). Bei diesem Verfahren wird das Dämpfungsmaß auf einen oberhalb eines Normalwerts liegenden hohen Wert einge stellt, wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt, und wird auf einen unterhalb eines Normalwerts liegenden, relativ niedrigen Wert eingestellt, wenn das Fahrzeug langsam fährt. Bei diesem Stand der Technik wird dem Effekt der auf das fahrende Fahrzeug einwirkenden aerodynamischen Kraft ebenfalls keine Aufmerksamkeit geschenkt.

Die Auswirkung der aerodynamischen Kraft auf die Bewegung eines Fahrzeugs verstärkt sich, wenn die Fahrgeschwindigkeit zunimmt. Um deshalb das Fahrgefühl für den Fahrer und auch das Ansprechverhalten und die Sicherheit des Fahrzeugs zu verbessern, muß die aerodynamische Kraft in die Berechnung zum Variieren zumindest der Federkonstanten oder des Dämpfungsmaßes eingehen.

Die Auswirkung der aerodynamischen Kraft auf die Bewegung eines Fahrzeugs wurde bis lang nicht im einzelnen studiert. Die Erfinder haben in diesem Zusammenhang Einzelhei ten des aerodynamischen Effekts unter Anwendung der Prinzipien der Aeroelastizität ana lysiert.

Ein erstes Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Verbesserung des Fahrgefühls (des kom fortablen Fahrens), des Ansprechverhaltens und der Sicherheit eines Fahrzeugs, indem die Federkonstante und/oder das Dämpfungsmaß einer Fahrzeugaufhängung unter Berücksichti gung einer auf die Fahrzeugbewegung einwirkenden aerodynamischen Kraft gesteuert wird.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Verbesserung eines herkömmlichen experimentellen Federkonstanten-Abstimmverfahrens für eine Aufhängung, basierend auf einer Prüfung unter Verwendung eines Prüffahrzeugs, um ein neues Federkonstanten-Ab stimmverfahren für eine Fahrzeugaufhängung anzugeben, bei dem eine auf das Fahrzeug einwirkende aerodynamische Kraft und die Federkonstante einer als elastisches Element dienenden Aufhängung miteinander gekoppelt werden, indem das Prinzip der Aeroelastizi tät angewendet wird.

Ein drittes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein herkömmliches experimentelles Dämpfungsmaß-Abstimmverfahren für eine Fahrzeugaufhängung, basierend auf einer Prü fung unter Verwendung eines tatsächlichen Fahrzeugs, zu verbessern, um ein neues Dämpfungsmaß-Abstimmverfahren für eine Fahrzeugaufhängung anzugeben, bei dem eine auf ein Fahrzeug einwirkende aerodynamischen Kraft und das Dämpfungsmaß einer als elastisches Element dienenden Aufhängung miteinander gekoppelt werden, indem die Aero elastizität angewendet wird.

Die Erfinder haben die Änderung des aerodynamischen Verhaltens bei einer Änderung der Höhe des fahrenden Fahrzeugs analysiert. Fig. 2 und 3 zeigen eine nach oben und nach unten gehende Hebebewegung sowie eine Nick- oder Kippbewegung um den Schwerpunkt eines Fahrzeugs.

Um das Fahrgefühl und das Fahrverhalten (Beherrschbarkeit) des Fahrzeugs im Laufzu stand des Fahrzeugs zu verbessern, in welchem die Hebebewegung und die Kippbewegung des Fahrzeugs eine äußerst wichtige Rolle bei der Gesamtbewegung des Fahrzeugs spielen, beispielsweise beim Geradeausfahren des Fahrzeugs, ist es grundsätzlich in höchstem Maße wirksam, das Ansprechverhalten auf die Hebebewegung sowie die Kippbewegung zu ver bessern. Wenn auf die Verbesserung der Hebebewegung und der Kippbewegung abgezielt wird, reicht es aus, lediglich eine Hälfte eines Kraftfahrzeugmodells, welches ein Vorder rad und ein Hinterrad enthält, zu berücksichtigen, um ausgehend davon die Fahrzeugbe wegung anhand der Hebebewegung und der Kippbewegung des Fahrzeug-Halbmodells zu formulieren und abzuschätzen.

Fig. 2A, 2B und Fig. 3A, 3B zeigen die Änderung eines Auftriebsbeiwert C_L und eines Kippmomentkoeffizienten C_PM in Abhängigkeit der Höhenänderung eines Fahrzeugs (He beversatz) bzw. der Änderung eines Kippwinkels.

Wie aus den Fig. 2A, 2B und den Fig. 3A, 3B entnehmbar ist, sind der Auftriebsbeiwert und der Kippmomentkoeffizient annähernd proportional dem Hebeversatz und der Kipp winkeländerung in einer eine praktische Rolle spielende Höhenversatzzone des Fahrzeugs, wobei die Gradienten dieser Faktoren linear sind.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird zumindest die Federkonstante oder das Dämp fungsmaß (oder beide Werte) einer Fahrzeugaufhängung auf den optimalen Wert einge stellt, indem ein Verhalten ausgenutzt wird, gemäß dem sich die oben beschriebene aerodynamische Kennlinie im wesentlichen proportional zum Hebeversatz und zur Kipp winkeländerung in dem praktischen Höhenänderungsbereich eines Fahrzeugs ändert.

Mit anderen Worten: der Umstand, daß die eine aerodynamische Kraft auf ein Fahrzeug im wesentlichen proportional zum Hebeversatz und zur Kippwinkeländerung einwirkt, zeigt, daß die auf das Fahrzeug einwirkende aerodynamische Kraft Kräfte hervorruft, die im wesentlichen proportional zu der Höhenänderung des Fahrzeugs sind, und außerdem proportional zu der Höhenänderungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs sind.

Insbesondere haben die Erfinder herausgefunden, daß ein Fahrzeug in seiner Aufhängung ein Federelement und ein Dämpfungselement aufweist, und daß die aerodynamische Kraft scheinbar die Federkonstante und das Dämpfungsmaß der Aufhängung ändert, wobei das Fahrgefühl und das Fahrverhalten (Beherrschbarkeit) des Fahrzeugs beeinflußt werden. Da weiterhin die auf das Fahrzeug einwirkende aerodynamische Kraft sich nach Maßgabe der Fahrgeschwindigkeit und der Höhe des Fahrzeugs ändert, müssen verschiedene Annahmen und Bedingungen in Betracht gezogen werden, um Grundsätze der Aerodynamik auf ein Bewegungsmodell eines Fahrzeugs anzuwenden, so daß das Modell-System kompliziert wird.

Um die obigen Nachteile zu überwinden, haben die Erfinder herausgefunden, daß die aero dynamische Kraft für die Änderung der Fahrzeughöhe repräsentiert wird durch eine kon stante aerodynamische Ableitung (Differentialquotienten) zum Aufstellen einer linearisier ten Bewegungsgleichung, und das Einschwingverhalten des Fahrzeugs nach einer externen Störung in der gleichen Weise behandelt werden kann wie ein Einschwingproblem eines allgemeinen Feder- und Dämpfungssystems.

Erfindungsgemäß wird große Aufmerksamkeit auf das Federelement der Aufhängungsele mente eines Fahrzeugs gerichtet, und der Effekt der aerodynamischen Kraft wird abge schätzt als Änderung des Federelements, wodurch die Abänderung der Federkonstanten aufgrund des Effekts der aerodynamischen Kraft durch einen veränderlichen Federmechanis mus kompensiert wird.

Außerdem wird erfindungsgemäß dem Dämpfungselement der Aufhängungselemente des Fahrzeugs viel Aufmerksamkeit geschenkt, und die Auswirkung der aerodynamischen Kraft wird abgeschätzt als Änderung des Dämpfungselements, wodurch die Änderung des Dämp fungsmaßes aufgrund der Auswirkung der aerodynamischen Kraft durch einen variablen Dämpfungsmechanismus kompensiert wird.

Um die obigen Ziele zu erreichen, enthält eine Aufhängungssteuereinrichtung für ein Fahr zeug gemäß einem Aspekt der Erfindung eine Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektoreinrichtung zum Ermitteln der Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Federkonstantenänderungs-Berech nungseinrichtung zum Berechnen der Änderung der scheinbaren Federkonstanten einer Fahrzeugaufhängung aufgrund einer Zunahme oder einer Abnahme der Fahrzeuggeschwin digkeit auf der Grundlage der von der Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektoreinrichtung ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit, und/oder eine Dämpfungsmaßänderungs-Berech nungseinrichtung zum Berechnen der Änderung des scheinbaren Dämpfungsmaßes der Fahrzeugaufhängung aufgrund einer Zunahme oder einer Abnahme der durch die Detektor einrichtung ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit, und mindestens eine Federkonstanten- Korrektureinrichtung zum veränderlichen Korrigieren der Federkonstanten der Fahrzeug aufhängung auf einen vorbestimmten Wert, basierend auf der Änderung der Federkonstan ten, bzw. eine Dämpfungsmaß-Korrektureinrichtung zum veränderlichen Korrigieren des Dämpfungsmaßes der Fahrzeugaufhängung auf einen vorbestimmten Wert bei der Ände rung des Dämpfungsmaßes.

Bei der Aufhängungssteuereinrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird die Fahrzeuggeschwindigkeit von der Detektoreinrichtung ermittelt, und die Änderung der scheinbaren Federkonstanten der Fahrzeugaufhängung aufgrund einer Zunahme oder einer Abnahme der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder die scheinbare Dämpfungsmaßänderung der Fahrzeugaufhängung aufgrund einer Zunahme oder einer Abnahme der Fahrzeug geschwindigkeit wird bzw. werden berechnet durch die Federkonstantenänderungs-Berech nungseinrichtung bzw. die Dämpfungsmaßänderungs-Berechnungseinrichtung.

Die Federkonstante und/oder das Dämpfungsmaß der Aufhängung wird bzw. werden auf der Grundlage der berechneten scheinbaren Federkonstantenänderung bzw. der berechneten scheinbaren Dämpfungsmaßänderung korrigiert in der Federkonstanten-Korrektureinrich tung bzw. der Dämpfungsmaß-Korrektureinrichtung, so daß zumindest die Federkonstante oder das Dämpfungsmaß, oder aber beide Werte, welche in geeigneter Weise das Fahrge fühl, das Ansprechverhalten und die Sicherheit des Fahrzeugs verbessern, eingestellt wer den.

Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Federkonstante und/oder das Dämpfungsmaß der Aufhängung nach Maßgabe der Fahrgeschwindigkeit des Fahr zeugs korrigiert unter Berücksichtigung der Auswirkung der aerodynamischen Kraft, so daß der Fahrer ein besseres Fahrgefühl hat (das Fahrgefühl wird verbessert), und darüberhin aus das Ansprechverhalten und die Sicherheit des Fahrzeugs verbessert werden.

Um die obigen Ziele zu erreichen, weist ein Federkonstanten-Abstimmverfahren gemäß ei nem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung folgende Schritte auf: Messen zumindest einer der aerodynamischen Ableitungen in Hebe- und Kipprichtung, welche einen Hebeef fekt und einen Kippeffekt auf einen Auftriebsbeiwert und einen Kippmomentkoeffizienten eines Fahrzeugs haben, Lösen der Änderung der aerodynamischen Kraft in Heberichtung und/oder der Änderung der aerodynamischen Kraft in Kipprichtung in einer Bewegungs gleichung des Fahrzeugs unter Berücksichtigung der aerodynamischen Ableitungen in Hebe- und Kipprichtung als eine Änderung der scheinbaren Federkonstanten der Auf hängung in einer Bewegungsgleichung des Fahrzeugs, welches die aerodynamischen Ableitungen in Hebe- und Kipprichtung nicht berücksichtigt, und Einstellen der Federkon stanten der Aufhängung auf der Grundlage der Änderung der scheinbaren Federkonstanten.

Es werden nun die Arbeitsweise und die Auswirkung des Federkonstanten-Abstimmver fahrens für die Aufhängung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung erläutert.

Bei dem Federkonstanten-Abstimmverfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wird zunächst die aerodynamische Ableitung in Heberichtung, welche den Anhebeeffekt auf den Auftriebsbeiwert und den Kippmomentkoeffizienten des Fahrzeugs repräsentiert, und/oder die aerodynamische Ableitung in Kipprichtung, welche den Kippeffekt auf den Auftriebskoeffizienten und den Kippmomentkoeffizienten des Fahrzeugs repräsentiert, ge messen.

Als nächstes wird die Bewegungsgleichung des Fahrzeugs aufgestellt, in der zumindest eine der aerodynamischen Ableitungen in Hebe- und Kipprichtung berücksichtigt ist, um die Änderung der aerodynamischen Kraft in Heberichtung und/oder die Änderung der aerodynamischen Kraft in Kipprichtung in die Bewegungsgleichung des Fahrzeugs ein zubringen.

Als nächstes wird die Bewegungsgleichung des Fahrzeugs, in welcher die aerodynamischen Differentialquotienten in Hebe- und Kipprichtung nicht berücksichtigt sind, aufgestellt, und anschließend wird unter der Annahme, daß die Bewegungsgleichung des Fahrzeugs, die die aerodynamischen Ableitungen nicht berücksichtigt, äquivalent zu der Bewegungsgleichung des Fahrzeugs ist, welche die aerodynamischen Ableitungen berücksichtigt, mindestens eine der Änderungen der aerodynamischen Kraft in Heberichtung bzw. der aerodynami schen Kraft in Kipprichtung in der Bewegungsgleichung, welche die aerodynamischen Ableitungen berücksichtigt, ausgelöst als Änderung der scheinbaren Federkonstanten der Aufhängung in der Bewegungsgleichung des Fahrzeugs, welche die aerodynamischen Ableitungen nicht berücksichtigt, wodurch die Änderung der aerodynamischen Ableitung abgeschätzt werden kann als Änderung der scheinbaren Federkonstante der Fahrzeug aufhängung.

Weiterhin wird dadurch, daß die Federkonstante der Aufhängung auf der Grundlage der scheinbaren Federkonstantenänderung der Aufhängung eingestellt wird, die Möglichkeit er öffnet, die Federkonstante der Aufhängung unter Berücksichtigung der Wirkung der aero dynamischen Kraft einzustellen.

Unter Verwendung der so eingestellten Federkonstanten wird die Federkonstante der Auf hängung nach Maßgabe der Laufgeschwindigkeit des Fahrzeugs unter Berücksichtigung der Auswirkung der aerodynamischen Kraft korrigiert, so daß ein komfortableres Fahren für den Fahrer möglich ist und außerdem das Ansprechverhalten und die Sicherheit des Fahrzeugs verbessert werden können.

Um die obigen Ziele zu erreichen, weist das Dämpfungsmaß-Abstimmverfahren gemäß ei nem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung folgende Schritte auf: Messen zumindest einer der aerodynamischen Ableitungen (Differentialquotienten) in Hebe- und Kipprich tung, welche einen Hebeeffekt bzw. einen Kippeffekt auf einen Auftriebsbeiwert und einen Kippmomentkoeffizienten eines Fahrzeugs repräsentieren, Lösen der Änderung der aerodynamischen Kraft in Heberichtung und/oder der Änderung der aerodynamischen Kraft in Kipprichtung in einer Bewegungsgleichung des Fahrzeugs, welche die aerodynamischen Ableitungen in Hebe- und Kipprichtungen berücksichtigt, als eine Änderung des scheinba ren Dämpfungsmaßes der Aufhängung in einer Bewegungsgleichung des Fahrzeugs, welche die aerodynamischen Ableitungen in Hebe- und Kipprichtungen nicht berücksichtigt, und Einstellen des Dämpfungsmaßes der Aufhängung auf der Grundlage der Änderung der scheinbaren Dämpfungsmaßänderung.

Das Dämpfungsmaß-Abstimmverfahren für die Aufhängung sowie dessen Auswirkung ge mäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden im folgenden beschrieben.

Gemäß dem Dämpfungsmaß-Abstimmverfahren nach dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird zunächst mindestens eine von den aerodynamischen Ableitungen in Heberichtung, die den Hebeeffekt auf den Auftriebsbeiwert und den Kippmomentkoeffi zienten des Fahrzeugs repräsentiert, und in Kipprichtung, welche den Kippeffekt auf den Auftriebsbeiwert und den Kippmomentkoeffizienten des Fahrzeugs repräsentiert, gemessen.

Als nächstes wird die Bewegungsgleichung des Fahrzeugs aufgestellt, in der mindestens eine der genannten aerodynamischen Ableitungen in Hebe- und Kipprichtung berücksichtigt ist, um die Änderung der aerodynamischen Kraft in Heberichtung und/oder die Änderung der aerodynamischen Kraft in Kipprichtung in die Bewegungsgleichung des Fahrzeugs einzubringen.

Dann wird die Bewegungsgleichung des Fahrzeugs, in der die aerodynamischen Ableitun gen in Hebe- und Kipprichtung nicht berücksichtigt sind, aufgestellt, und dann wird unter der Annahme, daß die Bewegungsgleichung des Fahrzeugs, welche die aerodynamischen Ableitungen nicht berücksichtigt, äquivalent ist zu der Bewegungsgleichung des Fahrzeugs, welche die aerodynamischen Ableitungen berücksichtigt, mindestens eine der Änderungen der aerodynamischen Kraft in Heberichtung bzw. in Kipprichtung in der die aerodynami schen Ableitungen berücksichtigenden Fahrzeug-Bewegungsgleichung ausgelöst als eine Änderung des scheinbaren Dämpfungsmaßes der Aufhängung in der Bewegungsgleichung des Fahrzeugs, welche die aerodynamischen Ableitungen nicht berücksichtigt, wodurch die Änderung der aerodynamischen Ableitung abgeschätzt werden kann als eine Änderung des scheinbaren Dämpfungsmaßes der Aufhängung.

Weiterhin wird durch Einstellen des Dämpfungsmaßes der Aufhängung auf der Grundlage der scheinbaren Dämpfungsmaßänderung der Aufhängung die Möglichkeit eröffnet, das Dämpfungsmaß der Aufhängung unter Berücksichtigung der Auswirkung der aerodynami schen Kraft einzustellen.

Unter Verwendung des so eingestellten Dämpfungsmaßes wird das Dämpfungsmaß der Aufhängung abhängig von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs unter Berücksichtigung der Auswirkung der aerodynamischen Kraft korrigiert, so daß für den Fahrer ein komfor tableres Fahrverhalten des Fahrzeugs spürbar ist und darüberhinaus das Ansprechverhalten und die Sicherheit des Fahrzeugs verbessert werden können.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines grundlegenden Aufbaus gemäß der Erfindung,

Fig. 2A ein Diagramm, welches die Hebeversetzung veranschaulicht,

Fig. 2B eine graphische Darstellung der Änderung einer aerodynamischen Ableitung in Heberichtung,

Fig. 3A ein Diagramm, welches die Kippwinkelveränderung veranschaulicht,

Fig. 3B eine graphische Darstellung der Änderung einer aerodynamischen Ableitung in Kipprichtung,

Fig. 4 den grundlegenden Aufbau einer ersten und einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 5 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Federkonstanten-Än derung und der Fahrgeschwindigkeit gemäß der ersten Ausführungsform,

Fig. 6A und 6B graphische Darstellungen des Ansprechverhaltens eines Fahrzeugs gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 7A und 7B graphische Darstellungen des Ansprechverhaltens eines Fahrzeugs gemäß der ersten Ausführungsform,

Fig. 8 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Federkonstanten-Än derung und der Fahrgeschwindigkeit gemäß einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 9A und 9B graphische Darstellungen des Ansprechverhaltens eines Fahrzeugs gemäß der zweiten Ausführungsform,

Fig. 10 den grundlegenden Aufbau einer dritten, einer vierten und einer fünften Aus führungsform,

Fig. 11 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Dämpfungsmaß-Än derung und der Fahrgeschwindigkeit gemäß der dritten Ausführungsform,

Fig. 12 eine graphische Darstellung des Ansprechverhaltens eines Fahrzeugs gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 13 eine graphische Darstellung des Ansprechverhaltens eines Fahrzeugs gemäß der dritten Ausführungsform,

Fig. 14 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Federkonstanten-Än derung und der Fahrgeschwindigkeit gemäß der vierten Ausführungsform,

Fig. 15 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Dämpfungsmaß-Än derung und der Fahrzeuggeschwindigkeit gemäß der vierten Ausführungsform,

Fig. 16 eine graphische Darstellung des Ansprechverhaltens eines Fahrzeugs gemäß der vierten Ausführungsform,

Fig. 17 eine graphische Darstellung der Beziehung der Federkonstanten-Änderung und der Fahrzeuggeschwindigkeit gemäß der fünften Ausführungsform,

Fig. 18 eine graphische Darstellung der Dämpfungsmaß-Änderung und der Fahrzeug geschwindigkeit gemäß der fünften Ausführungsform,

Fig. 19A und 19B graphische Darstellungen des Ansprechverhaltens eines Fahrzeugs gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 20A und 20B graphische Darstellungen des Ansprechverhaltens eines Fahrzeugs gemäß der fünften Ausführungsform,

Fig. 21 eine graphische Darstellung des Ansprechverhaltens eines Fahrzeugs gemäß einer sechsten Ausführungsform,

Fig. 22 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Federkonstanten-Än derung und der Fahrzeuggeschwindigkeit gemäß der siebten Ausführungsform, und

Fig. 23 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Dämpfungsmaß-Än derung und der Fahrzeuggeschwindigkeit gemäß der siebten Ausführungsform.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher er läutert.

Erste Ausführungsform

Bei einer ersten Ausführungsform gelangt eine erfindungsgemäße Aufhängungssteuerein richtung zur Anwendung bei einem Fahrzeug, bei dem die Federkonstante (Federrate) ei ner Aufhängung auf einen veränderlichen Wert eingestellt werden kann.

Die Aufhängungssteuereinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform enthält einen Fahr zeuggeschwindigkeitsmesser 11, eine Steuerschaltung 21, eine Treiberschaltung 41 und einen Luftfedermechanismus 101, der gemäß Fig. 4 ein Steuerobjekt ist.

Der Fahrzeuggeschwindigkeitsmesser 11 enthält einen Tachometer, einen Luftgeschwindig keitssensor oder dergleichen, und er dient zum Ausgeben eines elektrischen Signals, wel ches der gemessenen Geschwindigkeit entspricht und als Fahrzeuggeschwindigkeitssignal U bezeichnet wird. Die Steuerschaltung 21 hat die Aufgabe, den Wert einer scheinbar sich ändernden Federkonstanten auf der Grundlage des Fahrzeuggeschwindigkeitssignal U zu berechnen, und den berechneten Wert als scheinbare Federkonstanten-Änderung auszuge ben.

Die Berechnung der scheinbaren Federkonstanten-Änderung in der Steuerschaltung 21 wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 2A, 2B, 3A und 3B erläutert.

Wie aus den Fig. 2A, 2B, 3A und 3B hervorgeht, ändern sich der Auftriebsbeiwert und der Kippmomentkoeffizient im wesentlichen proportional zum Höhenversatz und zur Kippwinkeländerung innerhalb einer praktischen Lageänderungszone für die Höhe eines Fahrzeugs, wobei die Gradienten dieser Koeffizienten linear sind.

Mit anderen Worten: die Wirkung der aerodynamischen Kraft ist im wesentlichen propor tional zu dem Hebe- oder Höhenversatz sowie der Kippwinkeländerung, so daß man er wartungsgemäß davon ausgehen kann, daß die Wirkung der aerodynamischen Kraft äquivalent zu der Funktion einer Feder ist, welche eine Kraft hervorruft, die proportional zu einem Bewegungshub einer Aufhängung ist.

Auf der Grundlage dieser Äquivalenz kann die Wirkung der aerodynamischen Kraft die Änderung der Höhe eines Fahrzeugs insoweit verändert werden, daß die Änderungs geschwindigkeit sowohl des Auftriebsbeiwerts als auch des Kippmomentkoeffizienten in Abhängigkeit des Hebe- bzw. Höhenversatzes und der Kippwinkeländerung durch einen konstanten Wert dargestellt wird, so daß sich die Änderungsgeschwindigkeit als aerodyna mischer Differentialkoeffizient in die Bewegungsgleichung für das Fahrzeug einführen läßt. Die Bewegungsgleichung eines Fahrzeugs, welches die aerodynamische Ableitung berück sichtigt, ist unten angegeben. Bei der folgenden Beschreibung wird die zeitliche Ableitung (der Differentialkoeffizient) einer Variablen x mit x′ bezeichnet.

a_f, a_r: Strecke vom Schwerpunkt eines Fahrzeugs zur Lage der Vor derräder bzw. der Hinterräder [m]
a: Radstand (= a_f + a_r) [m]
A: Vordere Projektionsfläche eines Fahrzeugs [m²]
c_f, c_r: Dämpfungskoeffizienten der vorderen bzw. hinteren Aufhän gung [Ns/m]
C_LZ: Aerodynamische Ableitung des Auftriebsbeiwerts in Heberich tung (= ∂C_L/∂z)[1/m]
C_LTH: Aerodynamische Ableitung des Auftriebsbeiwerts in Kipprich tung (= ∂C_L/∂R)[1/rad]
C_PMZ: Aerodynamische Ableitung des Kippmomentkoeffizienten in Heberichtung (= ∂C_PM/∂z)[1/m]
C_PMTH: Aerodynamische Ableitung in Nickrichtung des Kippmoment koeffizienten (= ∂C_PM/∂R)[1/rad]
F_L, F_PM: äußere Kräfte in Hebe- und Nickbewegungsrichtung [N]
I: Trägheitsmoment bezüglich der Nickachse [kgm²]
k_f, k_r: Federkonstanten der Vorderradaufhängung bzw. der Hinter radaufhängung [N/m]
M: Gefederte Fahrzeugmasse [kg]
R: Kippwinkeländerung (Nickwinkeländerung) [rad]
P: Winkelgeschwindigkeit der Kippbewegung (= R′) [rad/s]
R: Strecke vom Schwerpunkt eines Fahrzeugs zur vorderen Spitze der Fahrzeugkarosserie [m]
U: Fahrzeuggeschwindigkeit [m/s]
z: Hebeversatz des Schwerpunkts eines Fahrzeugs [m]
z_f, z_r: Hebeversatz der Zentren von Vorder- und Hinterrad [m]
w: Geschwindigkeit der Hebebewegung (= z′) [m/s]
x_f, x_r: Hübe der vorderen und hinteren Aufhängung [m]
ρ Luftdichte [kg/m³]

Die Gleichung (1) hat präsentiert eine externe Kraft in Richtung der Hebebewegung, wäh rend die Gleichung (2) eine externe Kraft in Richtung der Kipp- bzw. Nickbewegung re präsentiert. Aus diesen Gleichungen (1) und (2) ist ersichtlich, daß die externen Kräfte, die proportional zu den Änderungen z und R sind, in Hebe- bzw. Nickrichtung erfolgen. Au ßerdem sind diese externen Kräfte proportional zum Quadrat der Fahrzeuggeschwindigkeit und zu den aerodynamischen Ableitungen C_LZ, C_LTH, C_PMZ, C_PMTH, welche sich notwendi gerweise nach Maßgabe der Fahrzeugform bestimmen.

Die aerodynamischen Ableitungen werden nach folgender Prozedur gemessen:
In einem Windkanal wird ein Testfahrzeug oder ein Modell angeordnet, und die Höhe des Testfahrzeugs wird in Heberichtung sowie in Kipprichtung um vorbestimmte Beträge be züglich einer Referenzhöhe versetzt, wobei in der Referenzhöhe das Fahrzeug unbesetzt und unbeladen horizontal angeordnet ist (Fig. 2A und 3A). Im Fall eines realen Fahrzeugs verändert sich die Höhe des Fahrzeugs relativ zu der Referenzhöhe durch Einbringen von Gewichten in das Fahrzeuginnere, den Kofferraum und den Motorraum des Fahrzeugs, d. h. dort, wo keine Einwirkung seitens des Luftstroms gegeben ist. Im Fall eines Modells, wird die Höhe des Modells dadurch um einen vorbestimmten Betrag geändert, daß man die Halterungsposition der Räder ändert, oder die Länge der Drähte, oder den Einstellwin kel von Haltestangen ändert, wenn das Modell mit Drähten oder Haltestangen gelagert ist. Die aerodynamischen Kennwerte (C_L und C_PM) in der Referenzhöhe und die vorbestimmte Versatzhöhe werden gemessen, und es wird die Beziehung zwischen dem Versatz und den gemessenen aerodynamischen Kennwerten dargestellt (Fig. 2B und 3B). Die Beziehung zwischen dem Versatz oder der Änderung und jedem der aerodynamischen Kennwerte ist in einem bei normaler Fahrt anzunehmenden Versatzbereich oder Änderungsbereich linear, so daß man die aerodynamische Ableitung bestimmt, welche durch die Neigung der er haltenen Linie definiert wird.

Die Bewegungsgleichungen entsprechend den Gleichungen (1) bis (4) werden in Zustands gleichungen transformiert, und die Hebebewegung sowie die Nickbewegung werden unter Verwendung der Zustandsgleichungen folgendermaßen dargestellt:

wobei,

Wf = Zf′, Wr = Zr′, q = (1/2)ρU² (7)

Aus dem ersten und dem dritten Term, welche die aerodynamischen Ableitungen auf den rechten Seiten der Gleichungen (5) und (6) enthalten, d. h., durch die nachstehenden Glei chungen, ist gezeigt, daß sich die Federkonstante aufgrund der aerodynamischen Kraft scheinbar ändert.

Die Werte A₁ und A₂, die von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängen, werden unter Ver wendung der Gleichungen (8) bis (11) innerhalb der Steuerschaltung 21 gemäß der vorlie genden Ausführungsform der Erfindung berechnet, um eine scheinbare Federkonstante oder Federrate zu berechnen, welche eine solche Bedingung erfüllt, daß die Änderung ei ner Federkonstanten einer Aufhängung, die durch einige Terme (die die Koeffizienten k_f, k_f enthalten) der so berechneten Gleichungen A₁ bis A₄ repräsentiert wird (Berechnungser gebnis), scheinbar äquivalent ist der Änderung einer Federkonstanten einer Aufhängung, die man durch eine Bewegungsgleichung erhält, welche die aerodynamischen Ableitungen nicht berücksichtigt, d. h., eine Bewegungsgleichung, in welcher die Fahrzeuggeschwindig keit U auf 0 gesetzt ist. D.h.: wenn man die scheinbaren Federkonstanten der vorderen und hinteren Aufhängung des Fahrzeugs in dessen Fahrzustand mit k_f* bzw. k_r* bezeichnet, so erfüllen k_f* bzw. k_r* die folgende Gleichung (12)

Die Lösung des kleinsten Quadrats der obigen Gleichung liefert die scheinbaren Federkon stanten k_f* und k_r* der vorderen und der hinteren Radaufhängungen für das Fahrzeug, und man erhält die Differenz zwischen der scheinbaren Federkonstanten und der tatsächlichen Federkonstanten k_f, k_r, d. h. die scheinbaren Federkonstanten-Änderungen Δk_f = k_f-k_f* und Δk_r = k_r-k_r*.

Fig. 4 zeigt ein Beispiel der Steuerschaltung 21 gemäß dieser Ausführungsform, in welcher diese Werte nacheinander unter Verwendung eines Mikrocomputers 51 für eine Aufhän gung berechnet werden. Alternativ kann man folgendermaßen vorgehen: da die Federkon stanten-Änderung repräsentiert wird als eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit, wie es oben erläutert ist, werden vorab nach Art einer Kartenübersicht Korrekturwerte für ein zelne Fahrzeuggeschwindigkeiten gespeichert, und jeder der Korrekturwerte wird schritt weise für eine jeweilige Fahrzeuggeschwindigkeit ausgegeben.

Die Treiberschaltung 41 dient zum Variieren und Korrigieren der Federkonstanten der Aufhängung nach Maßgabe der Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Grundlage des Ausgangs signals der Steuerschaltung 21, um den Luftfedermechanismus 101 zu steuern.

Der Luftfedermechanismus 101 ist bislang als Luftfedertyp-Aufhängevorrichtung bekannt geworden und er enthält ein Zylinderglied 112, dessen unterer Endabschnitt an einem als Radachsteil dienenden Arm 15 befestigt ist, eine Kolbenstange 113 deren oberes Ende am Fahrzeugkörper 116 befestigt ist, und eine Luftkammer 114 zwischen dem Zylinderglied 112 und der Kolbenstange 113. Die Auf-Abwärts-Bewegung des Fahrzeugkörpers wird durch den Luftdruck, der abgedichtet in der Luftkammer 114 enthalten ist, elastisch aufgenommen. Die Federkonstante oder Federrate der Aufhängung läßt sich dadurch ver ändern, daß man der Luftkammer 114 Luft zuführt, oder Luft aus der Luftkammer 114 ab läßt. Die Luftzufuhr und -abfuhr in die bzw. aus der Luftkammer 114 wird von Solenoid ventilen 111 und 121 gesteuert, wobei die Luftmenge zur Eingabe in die oder zum Ablas sen aus der Luftkammer 114 auf der Grundlage des Ausgangssignals der Treiberschaltung 41 variiert und korrigiert wird.

Fig. 5 ist eine graphische Darstellung der scheinbaren Federkonstanten-Änderung, wie sie von der Steuerschaltung 21 berechnet wird. Bei dieser Ausführungsform wird die Feder konstante veränderlich gesteuert (eingestellt oder justiert) auf der Grundlage eines Bezie hungsausdrucks zwischen der scheinbaren Federkonstanten-Änderung und der Fahrzeugge schwindigkeit gemäß folgenden Gleichungen:

k_f = α_fU² (13)
k_r = α_rU² (14).

In den obigen Gleichungen (13) und (14) sind α_f und α_r Konstanten, die auf der Grundlage des jeweiligen Fahrzeugtyps bestimmt werden. Bei dieser Ausführungsform werden die folgenden Werte als Beispiel für einen Personenkraftwagen normaler Größe verwendet:

α_f = 0,79, α_r = 0,44 [N·S²/m³].

Bei einem Kompakt-Personenwagen geringeren Gewichts werden folgende Werte als Bei spiel verwendet:

α_f = 0,74, α_r = 0,36 [N·S²/m³].

Wie oben beschrieben, läßt sich die Federkonstante der Aufhängung, die sich scheinbar nach Maßgabe der Zunahme oder Abnahme der Fahrzeuggeschwindigkeit ändert, so steu ern, daß sie nicht von irgendeiner möglicherweise zunehmenden oder abnehmenden Fahr zeuggeschwindigkeit abhängt, indem die Federkonstante der Aufhängung derart variiert und korrigiert wird, daß die scheinbare Federkonstanten-Änderung ausgeglichen wird, um auf diese Weise ein Fahrzeug-Verhalten zu erreichen, welches ein stabiles Fahrgefühl und ein stabiles Fahrverhalten gewährleistet.

Fig. 6A und 6B zeigen das Ansprechverhalten eines Fahrzeugs nach dem Stand der Tech nik, Fig. 7A und 7B zeigen das Ansprechverhalten eines Fahrzeugs mit der Aufhängungs steuereinrichtung gemäß der Erfindung.

Fig. 6A und 7A zeigen eine Impulsansprechkennlinie, welche den Höhenversatz eines Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Zeit repräsentiert, wenn das Fahrzeug bei Geradeaus fahrt über eine feine Stufe fährt, und Fig. 6B und 7B zeigen das Einschwingverhalten der Verschiebung der Fahrzeughöhe im Frequenzband, wenn das Fahrzeug über die feine Stufe fährt.

Beim Stand der Technik ohne Steuervorgang gemäß Fig. 6B verringert sich die Reso nanzfrequenz der Einschwing-Wellenform stärker, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit sich erhöht. Das bedeutet: wenn das Fahrzeug eine externe Störung erhält, während es fährt, so fällt die Winkeländerung moderater aus, wenn das Fahrzeug schnell fährt, und das Ein schwingverhalten der Bewegung neigt dazu, schlechter zu werden, wie aus Fig. 6A hervorgeht.

Wenn allerdings diese Ausführungsform gesteuert oder geregelt durchgeführt wird, verbessert sich der Trend der Verringerung der Resonanzfrequenz, wie es in Fig. 7B ge zeigt ist, und die das zeitabhängige Einschwingverhalten repräsentierende Wellenform ist im wesentlichen auch dann unverändert, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit ändert. D.h. wie aus Fig. 7A hervorgeht, läßt sich auch bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit das gleiche Ausmaß des Einschwingverhaltens in Abhängigkeit von einer externen Kraft erreichen, wie bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit.

Zweite Ausführungsform

Bei einer zweiten Ausführungsform ist die Art und Weise der Berechnung seitens der Auf hängungssteuerschaltung 21 geändert. Gegenüber der Steuereinrichtung nach dem oben be schriebenen ersten Ausführungsbeispiel.

Die zweite Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Federkon stanten unter Berücksichtigung lediglich der Änderung der aerodynamischen Ableitung in Nickrichtung berechnet wird, weil die Änderung der aerodynamischen Ableitung in Heberichtung geringer ist, als die in Kipprichtung (Nickrichtung) und somit vernachlässig bar ist. Bezüglich des aerodynamischen Verhaltens und des Fahrzeugmodells lassen sich die gleichen Angaben machen, wie in Verbindung mit der ersten Ausführungsform, und in den Gleichungen (1) bis (11) können die aerodynamischen Ableitungen in Heberichtung C_LZ und C_PMZ auf Null gesetzt werden.

Wenn die scheinbaren Federkonstanten der Vorderrad- und Hinterradaufhängungen eines fahrenden Fahrzeugs mit k_f* bzw. k_r* bezeichnet werden, erfüllen k_f* und k_r* folgende Glei chung (15):

Eine Lösung der obigen Gleichung liefert die scheinbare Federkonstante k_f* und k_r* für die Vorderrad- und Hinterradaufhängung des Fahrzeugs, und die Differenz zwischen der scheinbaren Federkonstante und der tatsächlichen Federkonstante k_f, k_r, d. h. die scheinba ren Federkonstanten-Änderungen Δk_f = k_f-k_f* und Δk_r = k_r-k_r* stehen zur Verfügung.

Fig. 8 ist eine graphische Darstellung, welche die scheinbare Änderung der Federkon stanten darstellt, wie sie von der Steuerschaltung 21 berechnet wird. Bei dieser Ausfüh rungsform wird die Federkonstante veränderlich gesteuert (eingestellt) auf der Grundlage eines Relations-Ausdrucks zwischen der scheinbaren Federkonstanten-Änderung und der Fahrzeuggeschwindigkeit gemäß folgenden Gleichungen:

k_f = α_fU² (16)
k_r = α_rU² (17)

In den obigen Gleichungen (16) (17) sind α_f und α_r Konstanten, die auf der Grundlage des Fährzeugtyps bestimmt werden. Bei dieser Ausführungsform werden die folgenden Werte als Beispiel für einen Personenkraftwagen normaler Größe verwendet:

α_f = 1,2, and α_r = 0,35 [N·S²/m³].

Für einen kompakten, leichtgewichtigen Personenkraftwagen werden die folgenden Werte als Beispiel verwendet:

a_f = 1,3, and α_r = 0,37 [N·S²/m³].

Wie oben beschrieben, läßt sich die Federkonstante der Aufhängung, die sich scheinbar in Abhängigkeit der Zunahme oder Abnahme der Fahrzeuggeschwindigkeit ändert, so steu ern, daß sie nicht von irgendeiner zwischen einem niedrigen Wert und einem hohen Wert sich ändernden Fahrzeuggeschwindigkeit abhängt, indem die Federkonstante der Aufhän gung derart variiert und korrigiert wird, daß die scheinbare Änderung der Federkonstanten wettgemacht wird, um dadurch Fahrzeugeigenschaften zu erzielen, welche ein stabiles Fahrgefühl und Fahrverhalten gewährleisten.

Der Effekt der Aufhängungssteuereinrichtung gemäß dieser Ausführungsform ist in den Fig. 9A und 9B dargestellt und wird deutlich durch Vergleich mit den Fig. 6A und 6B, welche das Ansprechverhalten eines zum Stand der Technik gehörenden Fahrzeugs veranschaulichen. Fig. 9A und 9B zeigen das Ansprechverhalten eines Fahrzeugs mit der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung.

Die Fig. 6A und 9A zeigen eine Impulsantwort (Impulsansprechcharakteristik), welche den Höhenversatz des Fahrzeugs in Abhängigkeit der Zeit repräsentiert, wenn das geradeaus fahrende Fahrzeug über eine feine Stufe fährt, und die Fig. 6B und 9B zeigen das Ein schwingverhalten des Höhenversatzes des Fahrzeugs in einem Frequenzband, wenn das Fahrzeug über die feine Stufe fährt.

Für den Stand der Technik ohne Steuerung gemäß Fig. 6B gilt, daß die Resonanzfrequenz der Einschwingverhalten-Wellenform sich stärker verringert, wenn das Fahrzeug schneller fährt. Dies bedeutet: Wenn das fahrende Fahrzeug eine äußere Störung erfährt, ist die Winkeländerung moderater, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit höher ist, und das Ein schwingverhalten der Bewegung neigt dazu in der in Fig. 6A dargestellten Weise ver schlechtert zu werden.

Bei der vorliegenden Ausführungsform mit der Steuereinrichtung wird jedoch die Abnah me-Tendenz der Resonanzfrequenz verbessert, wie es in Fig. 9B gezeigt ist und die das Einschwingverhalten in Abhängigkeit der Zeit repräsentierende Wellenform ist auch dann praktisch unverändert, wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt. Aus Fig. 9A ergibt sich also, daß bei einer von außen einwirkenden Kraft das Einschwingverhalten des Fahrzeugs bei hoher Fahrgeschwindigkeit praktisch das gleiche ist, wie bei geringer Fahr zeuggeschwindigkeit.

Wie oben beschrieben, läßt sich durch die zweite Ausführungsform der gleiche Effekt er zielen, wie durch die erste Ausführungsform.

Dritte Ausführungsform

Bei einer dritten Ausführungsform ist die Art und Weise der Berechnung der Aufhängungs steuerschaltung 21 hinsichtlich der Aufhängungssteuereinrichtung gegenüber der ersten Ausführungsform geändert, und die Aufhängungssteuereinrichtung findet Anwendung bei einem Fahrzeug, bei dem das Dämpfungsmaß der Aufhängung unterschiedlich gesteuert werden kann.

Die Aufhängungssteuereinrichtung der dritten Ausführungsform enthält einen Fahrzeugge schwindigkeitsmesser 11, eine Steuerschaltung 21, eine Treiberschaltung 41 und einen va riablen Dämpfungsmechanismus 302, der als zu steuerndes Objekt dient, wie aus Fig. 10 ersichtlich ist.

Der Fahrzeuggeschwindigkeitsmesser 11 enthält einen Tachometer, einen Luftstrom-Ge schwindigkeits-Sensor oder dergleichen und gibt ein elektrisches Signal aus, welches als Fahrzeuggeschwindigkeitssignal U der gemessenen Geschwindigkeit entspricht. Die Steuer schaltung 21 dient zum Berechnen des Wertes eines sich scheinbar ändernden Dämpfungs maßes auf der Grundlage des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals U, und sie gibt den berech neten Wert als scheinbare Dämpfungsmaßänderung aus.

Gemäß Fig. 10 ist der Luftfedermechanismus 101 als Federelement der Aufhängung dargestellt, allerdings ist bei der dritten Ausführungsform kein variabler Luftfedermecha nismus vorgesehen, weil er zum Steuern des Federelements bei der dritten Ausführungs form nicht notwendig ist.

Anstelle der Luftfeder kann eine Schraubenfeder oder dergleichen bei dieser dritten Aus führungsform vorhanden sein.

Die Berechnung der scheinbaren Dämpfungsmaßänderung innerhalb der Steuerschaltung 21 wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 2A, 2B und Fig. 3A, 3B beschrieben.

Wie aus den Fig. 2A, 2B und den Fig. 3A, 3B ersichtlich ist, ändern sich der Auftriebs beiwert und der Nickmomentkoeffizient im wesentlichen proportional zum Hebeversatz und zur Kippwinkeländerung in einer praktischen Höhenversatzzone eines üblichen Fahr zeugs, wobei die Gradienten dieser Koeffizienten linear sind.

Eine strikte Berücksichtigung des Höhenversatzes eines Fahrzeugs bei dessen Bewegung ergibt, daß sich die vordere Spitze des Fahrzeugs mit einer Fahrzeuggeschwindigkeit be wegt, und darüberhinaus sich auch mit einer Hebegeschwindigkeit und einer Nickge schwindigkeit oder Kippgeschwindigkeit in vertikaler Fahrzeugrichtung bewegt (entspre chend dem Produkt aus der Kippwinkelgeschwindigkeit und der Strecke zwischen der Lage des Schwerpunkts des Fahrzeugs und der Spitze des Fahrzeugs). D.h.: die Spitze des Fahrzeugs wird in der Richtung eines zusammengesetzten Vektors aus den obigen drei Geschwindigkeiten in Relation zu der Luft bewegt. Dieser Höhenversatz ist unabhängig von der Bewegung, die durch die Kippwinkeländerung um den Schwerpunkt des Fahrzeugs dargestellt wird, wie es in Verbindung mit der ersten Ausführungsform beschrieben wird, und somit muß die Kippwinkelveränderung unter Berücksichtigung des Höhenversatzes korrigiert werden. Die korrigierte Nickwinkeländerung beträgt:

R = R -(z′ + RR′)/U (18)

wobei R: tatsächliche Nickwinkeländerung [rad].

Unter Verwendung der tatsächlichen Nickwinkel oder Kippwinkeländerung werden die äußere Kraft F_L der Hebebewegung, wie sie durch die Gleichung (1) bei der ersten Aus führungsform und die externe Kraft F_PN der Nickbewegung gemäß der Gleichung (2) in Verbindung mit der ersten Ausführungsform repräsentiert werden, in folgende Gleichungen (19) und (20) umgesetzt:

F_L = (½)ρU² A (C_LZZ + C_LTHR) (19)
F_PM = (½)ρU² Aa (C_PMZ + C_PMTHR) (20).

Die Gleichung (19) repräsentiert die externe Kraft in Richtung Hebebewegung, und die Gleichung (20) repräsentiert die externe Kraft in Richtung der Nickbewegung. Es ist er sichtlich aus diesen Gleichungen (18) bis (20), daß die äußeren Kräfte in Hebe- und Kipp richtung proportional sind zu dem Hebeversatz z und der tatsächlichen Nickwinkeländerung R, d. h., der Kippwinkeländerung, der Hebeversatzgeschwindigkeit und der Kippwinkelän derungsgeschwindigkeit. Außerdem sind diese Kräfte proportional zum Quadrat der Fahr zeuggeschwindigkeit und den aerodynamischen Ableitungen C_LZ, C_LTH, C_PMZ und C_PMTH, die notwendigerweise in Abhängigkeit der Form des Fahrzeugs bestimmt werden.

Die Bewegungsgleichungen, die durch drei Gleichungen (3), (4) sowie (18) bis (20) reprä sentiert werden, werden in eine Zustandsgleichungs-Form transformiert und unter Ver wendung dieser Zustandsgleichungen ergeben die Hebebewegung und die Nickbewegung durch folgende Gleichungen:

wobei,

Wf = Zf′, Wr = Zr′, q = (1/2)ρU² (23)

Die die aerodynamischen Ableitungen enthaltenden Terme in dem ersten bis vierten Term auf den rechten Seiten der Gleichung (21) und (22) bedeuten, daß die Bewegungskennwerte des Fahrzeugs durch die aerodynamische Kraft variiert werden. D.h.: die Wirkung der aerodynamischen Kraft unter Berücksichtigung der Höhenänderung des Fahrzeugs wird als äquivalent zu der Wirkung einer Feder betrachtet, welche eine Kraft im Verhältnis zu ei nem Hub der Aufhängung hervorruft, sowie äquivalent zu der Wirkung eines Dämpfers, der eine Kraft im Verhältnis zu der Hubänderungsgeschwindigkeit der Aufhängung er zeugt. Betrachtet man den zweiten und den vierten Term auf der rechten Seite der Glei chungen (21) und (22), so ist ersichtlich, daß das Dämpfungsmaß von der aerodynami schen Kraft scheinbar geändert wird.

Wie aus den Gleichungen (5), (21) und den Gleichungen (6), (22) ersichtlich ist, läßt sich die scheinbare Federkonstante in dergleichen Weise behandeln, auch wenn man irgendeine Kippwinkeländerung gemäß der ersten und der zweiten Ausführungsform, bei der der Effekt der aerodynamischen Kraft auf das Dämpfungsmaß nicht berücksichtigt ist, und die Kippwinkeländerung nach der dritten Ausführungsform, bei der der Effekt der aerodyna mischen Kraft auf das Dämpfungsmaß berücksichtigt wird, verwendet. Deshalb ist bei der ersten und der zweiten Ausführungsform die Kippwinkeländerung, welche keine scheinbare Dämpfungsmaßänderung enthält, verwendet, wie durch die Gleichungen (5) und (6) gezeigt ist, während bei der dritten Ausführungsform, die durch die Gleichung (20) repräsentierte momentane Kippwinkeländerung dazu verwendet wird, die scheinbare Dämpfungsmaßände rung zu berechnen, wie dies durch die Gleichungen (21), (22) angegeben wird.

Die Koeffizienten des zweiten und des vierten Terms auf der rechten Seite der Gleichun gen (21) und (22) werden durch folgende Gleichungen dargestellt:

Die Werte von D₁ bis D₄, die auf dem Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit basieren, wer den unter Zugrundelegung der Gleichung (24) bis (27) durch die Steuerschaltung 21 dieser Ausführungsform berechnet, um ein scheinbares Dämpfungsmaß zu berechnen, damit die Bedingung erfüllt ist, daß die Änderung eines Dämpfungsmaßes einer Aufhängung, repräsentiert durch einige Terme (welche die Koeffizienten c_f, c_r enthalten) der Gleichun gen D₁ bis D₄ (Rechenergebnis), scheinbar äquivalent ist zu der Änderung eines Dämp fungsmaßes einer Aufhängung, welche man durch eine Bewegungsgleichung erhält, die die aerodynamischen Ableitungen nicht berücksichtigt, d. h. eine Bewegungsgleichung, in der die Fahrgeschwindigkeit U auf Null gesetzt ist. D.h.: wenn die scheinbaren Federkonstan ten der Vorderrad- und Hinterradaufhängungen des Fahrzeugs im Fahrzustand c_f* und c_r* sind, so erfüllen c_f* und c_r* folgende Gleichung (28):

Die Lösung nach dem kleinsten Quadrat der obigen Gleichung liefert die scheinbaren Dämpfungsmaße für die Vorderrad- und Hinterradaufhängung des Fahrzeugs, c_f* und c_r*, man erhält die Differenz der scheinbaren Federkonstanten und der tatsächlichen Federkon stanten, c_f und c_r, d. h. die scheinbaren Federkonstanten-Änderungen Δc_f = c_r-c_f* und Δc_r = c_r-c_r*.

Fig. 10 zeigt ein Beispiel für die Steuerschaltung 21 gemäß dieser Ausführungsform, in welcher diese Werte nacheinander unter Verwendung eines Mikrocomputers 51 für eine Aufhängung berechnet werden. Alternativ kann man folgendermaßen vorgehen:
weil die Änderung des Dämpfungsmaßes als eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit gemäß obiger Beschreibung dargestellt wird, lassen sich vorab Korrekturwerte für reprä sentative Fahrzeuggeschwindigkeiten in Form einer Karte oder Tabelle speichern, und je der der Korrekturwerte wird für die jeweilige Fahrzeuggeschwindigkeit schrittweise aus gegeben. Die Treiberschaltung 41 dient dazu, das Dämpfungsmaß der Aufhängung in Ab hängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Grundlage des Ausgangssignals der Steu erschaltung 21 zu variieren und zu korrigieren, um den veränderlichen Dämpfungsmecha nismus 301 zu steuern.

Der veränderliche Dämpfungsmechanismus 301 ist bekannt und diente bislang als Ein richtung zum veränderlichen Einstellen des Dämpfungsmaßes des Stoßdämpfers, abhängig vom Fahrzustand des Fahrzeugs. In den veränderlichen Dämpfungsmechanismus 301 wird der Durchmesser einer in den veränderlichen Dämpfungsmechanismus eingebauten Öff nung durch einen Aktuator 302 variiert, um den Strömungswiderstand für ein die Öffnung durchströmendes Dämpfungsöl so einzustellen, daß das Dämpfungsmaß auf den jeweils erforderlichen Wert geändert wird. Der Aktuator 302 wird auf der Grundlage des Aus gangssignals der Treiberschaltung 41 veränderlich und zum Zwecke der Korrektur gesteu ert.

Fig. 11 ist eine graphische Darstellung der scheinbaren Änderung des Dämpfungsmaßes, wie sie von der Steuerschaltung 21 berechnet wird. Bei dieser Ausführungsform wird das Dämpfungsmaß veränderlich gesteuert (eingestellt) auf der Grundlage eines Verhältnis- Ausdrucks zwischen der scheinbaren Dämpfungsmaß-Änderung und der Fahrzeugge schwindigkeit gemäß folgenden Gleichungen:

c_f = δ_fU (29)
c_r = δ_rU (30).

In den obigen Gleichungen (29) und (30) sind δ_f und δ_r Konstanten, die abhängig vom Fahrzeugtyp bestimmt werden. Bei dieser Ausführungsform werden die folgenden Werte als Beispiel für einen Personenkraftwagen normaler Größe verwendet:

δ_f = 2,4 and, δ_r = -0,43 [N·S²/m³].

Bei einem leichtgewichtigen Kompakt-Personenkraftfahrzeug werden beispielsweise fol gende Werte zugrunde gelegt:

δ_f = -2,0, and δ_r = -0,27 [N·S²/m³].

Wie oben beschrieben, läßt sich das Dämpfungsmaß der Aufhängung, welches abhängig von einer Zunahme oder Abnahme der Fahrzeuggeschwindigkeit sich scheinbar ändern würde, so steuern, daß es nicht von irgendeiner zwischen niedriger und hoher Geschwin digkeit liegenden Fahrzeuggeschwindigkeit abhängt, indem das Dämpfungsmaß der Aufhängung derart variiert und korrigiert wird, daß die scheinbare Dämpfungsmaßände rung ausgeglichen wird und damit Fahrzeugkennwerte erhalten werden, die ein stabiles Fahrgefühl und hohe Fahrleistung erlauben.

Fig. 12 zeigt das Ansprechverhalten eines Fahrzeugs gemäß des Stands der Technik, und Fig. 13 zeigt das Ansprechverhalten eines Fahrzeugs mit der erfindungsgemäßen Aufhän gungssteuereinrichtung.

Fig. 12 und 13 zeigen anhand graphischer Darstellungen eine Impulsantwort, die reprä sentativ ist für den Höhenversatz des Fahrzeugs in Abhängigkeit der Zeit, wenn das gera deausfahrende Fahrzeug über eine feine Stufe fährt.

Beim Stand der Technik ohne Steuervorgang gemäß Fig. 12 wird ein erstes Tal des Hebeversatzes abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit stark variiert, wenn das Fahr zeug während seines Laufs einer externen Störung ausgesetzt wird, und das Fahrzeug besitzt unterschiedliches Bewegungsverhalten bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit und niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit. Folglich ändert sich das Fahrgefühl beim Fahren des Fahrzeugs abhängig von der Fahrgeschwindigkeit, und der Fahrer oder die Insassen des Fahrzeugs können beim Fahren ein unangenehmes Gefühl haben.

Bei der vorliegenden Ausführungsform mit dem Steuerbetrieb jedoch wird gemäß Fig. 13 die Änderung des Einschwingverhaltens in Abhängigkeit der Zeit praktisch auch dann auf geringstem Wert gehalten, wenn das Fahrzeug mit unterschiedlicher Geschwindigkeit fährt. Das Fahrverhalten ändert sich also nicht zwischen hoher und niedriger Fahrzeuggeschwin digkeit, so daß man ein stabiles Fahrgefühl auch im Bereich niedriger Fahrzeuggeschwin digkeit erhält.

Vierte Ausführungsform

Bei der vierten Ausführungsform wird die Art und Weise der Berechnung seitens der Auf hängungssteuerschaltung 21 der Aufhängungssteuereinrichtung gemäß der ersten Aus führungsform der Erfindung abgewandelt, und die Aufhängungssteuereinrichtung findet Anwendung bei einem Fahrzeug, bei dem sich die Federkonstante, sowie das Dämpfungs maß der Aufhängung gleichzeitig variabel steuern läßt.

Die Aufhängungssteuereinrichtung gemäß der vierten Ausführungsform enthält einen Fahr zeuggeschwindigkeitsmesser 11, eine Steuerschaltung 21, eine Treiberschaltung 41, einen veränderlichen Dämpfungsmechanismus 301 und einen Luftfedermechanismus 101, bei denen es sich gemäß Fig. 10 um zu steuernde Objekte handelt.

Der Fahrzeuggeschwindigkeitsmesser 11 enthält einen Tachometer, einen Luftgeschwindig keitssensor oder dergleichen und liefert ein elektrisches Signal, welches als Fahrzeugge schwindigkeitssignal U der ermittelten Geschwindigkeit entspricht. Die Steuerschaltung 21 dient zum Berechnen der sich scheinbar ändernden Federkonstanten und des sich scheinbar ändernden Dämpfungsmaßes auf der Grundlage des Geschwindigkeitssignals U, und sie gibt die berechneten Werte als scheinbare Federkonstanten- und Dämpfungsmaß-Änderungen aus.

Die Berechnung der scheinbaren Federkonstanten- und Dämpfungsmaß-Änderungen in nerhalb der Steuerschaltung 21 wird im folgenden erläutert.

Die die aerodynamischen Ableitungen in den ersten bis vierten Termen auf der rechten Seite der Zustandsgleichungen (21), (22) der dritten Ausführungsform enthaltenden Terme bedeuten, daß das Bewegungsverhalten des Fahrzeugs durch die aerodynamische Kraft variiert werden kann. D.h., die folgenden Gleichungen bedeuten, daß die Federkonstante und das Dämpfungsmaß durch die aerodynamische Kraft scheinbar variiert werden.

Die auf dem Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit basierenden Werte B₁ bis B₈ werden unter Verwendung der Gleichungen (31) bis (38) von der Steuerschaltung 21 dieser Ausfüh rungsform berechnet, um die scheinbare Federkonstante und das scheinbare Dämpfungs maß zu erhalten, welche eine solche Bedingung erfüllen, daß eine Federkonstanten-Ände rung und eine Dämpfungsmaß-Änderung einer Aufhängung, die durch einige die Koeffi zienten k_f, k_r, c_f, c_r enthaltenden Terme der so berechneten Gleichungen B₁ bis B₈ (Rechen ergebnis) repräsentiert werden, scheinbar äquivalent sind zu einer Federkonstanten-Än derung und einer Dämpfungsmaß-Änderung einer Aufhängung, die man durch eine Bewegungsgleichung erhält, die die aerodynamischen Ableitungen nicht berücksichtigt, d. h., eine Bewegungsgleichung, bei der die Fahrzeuggeschwindigkeit U auf Null gesetzt ist. D.h.: wenn man die scheinbaren Federkonstanten und die scheinbaren Dämpfungsmaße der Vorderrad- und Hinterradaufhängungen des Fahrzeugs im Fahrzustand mit k_f* , k_r* und c_f* , c_r* bezeichnet, so erfüllen die Werte von k_f* , k_r* bzw. c_f*, c_r* folgende Beziehungen (39) und (40):

Die Lösung mit dem kleinsten Quadrat der obigen Gleichungen liefert die scheinbaren Fe derkonstanten k_f* und k_r* sowie die scheinbaren Dämpfungsmaße c_f* und c_r* der Vorderrad- und Hinterradaufhängung des Fahrzeugs, und man erhält als Ausgangsgröße die Differenz zwischen den scheinbaren Federkonstanten und den tatsächlichen Federkonstanten k_f, k_r, d. h. die scheinbaren Federkonstanten-Änderungen Δk_f = k_f-k_f* und Δk_r = k_r-k_r*, und die Differenz zwischen den scheinbaren Dämpfungsmaßen und den tatsächlichen Dämp fungsmaßen c_f, c_r, d. h. die scheinbaren Dämpfungsmaß-Änderungen Δc_f = c_f-c_f* und Δc_r = c_r-c_r*.

Fig. 10 zeigt ein Beispiel für die Steuerschaltung 21 nach dieser Ausführungsform, in wel cher diese Werte sequentiell unter Verwendung eines Mikrocomputers 51 für die Fahr zeugaufhängung berechnet werden. Alternativ dazu kann man, weil die Änderung der Fe derkonstanten (des Dämpfungsmaßes) als Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit dargestellt wird, Korrekturwerte für repräsentative Fahrzeuggeschwindigkeiten vorab als Tabelle oder Karte speichern, um dann für die jeweilige Fahrzeuggeschwindigkeit die entsprechenden Korrekturwerte auszulesen.

Die Treiberschaltung 41 dient zum Variieren und Korrigieren der Federkonstanten und des Dämpfungsmaßes der Aufhängung, abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Grundlage des Ausgangssignals der Steuerschaltung 21, um den Luftfedermechanismus 101 und den veränderlichen Dämpfungsmechanismus 301 zu steuern.

Der Luftfedermechanismus 101 war bislang als Luftfeder-Aufhängeeinrichtung bekannt, und er besitzt den veränderlichen Dämpfungsmechanismus 301, dessen unterer Endab schnitt an einem als Radachse dienenden Arm 115 angebracht ist, eine Kolbenstange 113, dessen oberer Endabschnitt an der Fahrzeugkarosserie 114 angebracht ist, und eine Luftkammer 114 zwischen dem veränderlichen Dämpfungsmechanismus 301 und der Kol benstange 113. Die Auf-und-Niederschwingung des Fahrzeugkörpers wird durch den Luft druck der dicht in der Luftkammer 114 enthaltenen Luft elastisch aufgenommen. Die Federkonstante der Aufhängung läßt sich dadurch variieren, daß man in die Luftkammer 114 Luft eingibt oder aus der Luftkammer 114 Luft ausläßt. Luftzufuhr und Luftabfuhr in die bzw. aus der Luftkammer 114 wird von Solenoidventilen 111 und 121 gesteuert, wobei die Luftmenge, die der Luftkammer 114 zuzuführen bzw. aus der Luftkammer 114 abzulassen ist, auf der Grundlage des Ausgangssignals der Treiberschaltung 41 variiert und korrigiert wird.

Der veränderliche Dämpfungsmechanismus 301 ist bekannt als Einrichtung zum veränderli chen Einstellen des Dämpfungsmaßes des Dämpfers nach Maßgabe des Laufzustands des Fahrzeugs. Der Durchmesser einer in dem veränderlichen Dämpfungsmechanismus ausgebildeten Öffnung wird von einem Aktuator 302 variiert, um den Strömungswiderstand für das durch die Öffnung strömende Dämpfungsöl einzustellen und dadurch das Dämp fungsmaß zu variieren. Gesteuert wird der Aktuator 302 auf der Grundlage des Ausgangs signals der Treiberschaltung 41.

Fig. 14 ist eine graphische Darstellung der scheinbaren Federkonstanten-Änderung, wie sie von der Steuerschaltung 21 berechnet wird, und Fig. 15 ist eine graphische Darstellung der scheinbaren Dämpfungsmaßänderung, wie sie von der Steuerschaltung 21 zusammen mit der Berechnung der Federkonstanten berechnet wird. Bei dieser Ausführungsform wird das Dämpfungsmaß variabel gesteuert (justiert) auf der Grundlage von Verhältnisausdrücken zwischen jeder der scheinbaren Federkonstanten-Änderung und der scheinbaren Dämp fungsmaß-Änderung und der Fahrzeuggeschwindigkeit gemäß folgenden Gleichungen:

k_f = β_fU² (41)
k_r = β_rU² (42)
c_f = γ_fU (43)
c_r = γ_rU (44).

In den obigen Gleichungen (41) bis (44) sind die Werte von β_f, β_r, γ_f, γ_r Konstanten, die sich auf der Grundlage des Fahrzeugtyps bestimmen lassen. Bei dieser Ausführungsform werden als Beispiel für einen Personenkraftwagen normaler Größe folgende Werte zugrun degelegt:

B_f = 0,79, β_r = 0,44 [N·S²/m³]
γ_f = -2,4, γ_r = -0,43 [N·S²/m²].

Für einen Personenkraftwagen kompakter, leichter Bauart werden z. B. folgende Werte ver wendet:

B_f= 0,74, β_r = 0,36 [N·S²/m³]
γ_f -2,0, γ_r = -0,27 [N·S²/m²].

Wie oben beschrieben, lassen sich die Federkonstante und das Dämpfungsmaß der Aufhän gung, die bei einer Zunahme oder Abnahme der Fahrzeuggeschwindigkeit scheinbar geän dert würden, derart steuern, daß sie nicht von der sich zwischen niedriger und hoher Ge schwindigkeit ändernden Fahrzeuggeschwindigkeit abhängen, indem die Federkonstante und das Dämpfungsmaß der Aufhängung derart variiert und korrigiert werden, daß die scheinbare Federkonstanten-Änderung sowie die scheinbare Dämpfungsmaß-Änderung aus geglichen werden, und so ein Fahrzeugverhalten erreicht wird, welches ein stabiles Fahrgefühl und hohe Fahrleistungen ermöglicht.

Fig. 12 und 16 sind graphische Darstellungen einer Impulsantwort, die den Höhenversatz des Fahrzeugs in Abhängigkeit der Zeit repräsentiert, wenn das geradeausfahrende Fahr zeug über eine feine Stufe fährt.

Fig. 12 den zum Stand der Technik gehörigen Ablauf ohne Steuervorgang, wobei ein er stes Tal des Höhenversatzes sich abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit stark ändert, wenn das Fahrzeug während der Fahrt einer externen Störung ausgesetzt wird, wobei das Fahrzeug bei hoher Geschwindigkeit ein anderes Bewegungsverhalten aufweist als bei nied riger Geschwindigkeit. Deshalb ändert sich bei diesem Fahrzeug das Fahrgefühl abhängig davon, mit welcher Geschwindigkeit das Fahrzeug fährt, was von dem Fahrer und/oder den Fahrgästen als möglicherweise unangenehm empfunden wird.

Andererseits bleibt bei dieser Ausführungsform mit dem in Fig. 16 dargestellten Steuerbe trieb die Änderung des Einschwingverhaltens in Abhängigkeit der Zeit bei verschiedenen Fahrzeuggeschwindigkeiten praktisch unverändert. D.h., man erhält ein Fahrgefühl, wel ches sich bei hoher Geschwindigkeit nicht von dem bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit unterscheidet.

Fünfte Ausführungsform

Bei einer fünften Ausführungsform wird die Aufhängungssteuereinrichtung der vierten Ausführungsform bei einem Fahrzeug angewendet, dessen Aufhängungs-Federkonstante und -Dämpfungsmaß gleichzeitig variabel gesteuert werden können. Bei dieser Ausfüh rungsform gilt als repräsentatives Fahrzeug ein Wagen, dessen Höhe mehr als 1,7 m be trägt.

Fig. 17 zeigt als graphische Darstellung die scheinbare Federkonstanten-Änderung, wie sie von der Steuerschaltung 21 berechnet wird, und Fig. 18 zeigt als graphische Darstellung die scheinbare Dämpfungsmaß-Änderung, wie sie von der Steuerschaltung 21 gleichzeitig mit der Berechnung der scheinbaren Federkonstanten-Änderung berechnet wird. Bei dieser Ausführungsform wird das Dämpfungsmaß auf der Grundlage eines Verhältnis-Ausdrucks zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der scheinbaren Federkonstanten- und Dämp fungsmaß-Änderung, wie sie durch die Gleichungen (41) bis (44) repräsentiert werden, variabel gesteuert.

In den Gleichungen (41) bis (44) sind β_f, β_r, γ_f, γ_r konstante Werte, die auf der Grundlage eines Fahrzeugtyps bestimmt werden. Als Beispiele seien folgende Werte angegeben:

β_f = 0,69, β_r = -1,39 [N·S²/m³]
γ_f = -1,5, γ_r = 2,0 [NS²/m²].

Weiterhin werden als Beispiel für einen leichtgewichtigen Kompakt-Personenkraftwagen folgende Werte hergenommen:

β_f = 0,79, β_r = -1,38 [N·S²/m³]
γ_f -1,8, γ_r = 1,4 [N·S²/m].

Der Effekt der Aufhängungssteuereinrichtung gemäß dieser Ausführungsform ist in Fig. 20 im Vergleich zum Stand der Technik nach Fig. 19 dargestellt.

Fig. 19A und 20A zeigen eine Impulsantwort, die den Höhenversatz des Fahrzeugs in Ab hängigkeit der Zeit für den Fall repräsentiert, daß das geradeausfahrende Fahrzeug über eine feine Stufe fährt. Fig. 19B und 20B zeigen das Einschwingverhalten bei dem Höhen versatz des Fahrzeugs in einem Frequenzband zur Zeit, wenn das Fahrzeug über die feine Stufe fährt.

Für den zum Stand der Technik gehörigen Betrieb ohne Steuerung gemäß Fig. 19A und 19B gilt, daß die Winkeländerung bei zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit schnell wird, wenn das fahrende Fahrzeug einer externen Störung ausgesetzt wird, wodurch sich das Fahrgefühl verschlechtert. Die Amplitude der Wellenform fällt bei zunehmender Fahr zeuggeschwindigkeit stärker aus, und dies bedeutet, daß das Fahrgefühl und das Fahrver halten beeinträchtigt werden. Bewiesen wird dies noch durch den in Fig. 19B dargestellten Umstand, wonach die Resonanzfrequenz sich bei zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht.

Wie in Fig. 20 hingegen gezeigt ist, verringert sich die Änderung der Resonanzfrequenz bei der Ausführungsform mit Steuerbetrieb, wie aus Fig. 20B erkennbar ist und gleichzei tig reduziert sich auch die Änderung der Amplitude der Wellenform, wie aus Fig. 20A er sichtlich ist. D.h.: das Einschwingverhalten in Abhängigkeit der Zeit hat unabhängig von der sich ändernden Fahrzeuggeschwindigkeit praktisch immer die gleiche Form, und man erhält bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit das gleiche Ausmaß des Einschwingverhaltens in Abhängigkeit von einer externen Kraft, wie man es bei niedrigen Fahrzeuggeschwindig keiten erhält.

Bei diesen Ausführungsformen ist die Polarität der Werte β_f, β_r, γ_f und γ_r derjenigen nach der vierten Ausführungsform entgegengesetzt. D.h.: die Wirkung der aerodynamischen Kraft ist nicht bei sämtlichen Fahrzeugen gleichförmig, und somit müssen die Federkon stante und das Dämpfungsmaß nach Maßgabe nicht nur der Fahrzeuggeschwindigkeit, sondern auch in Abhängigkeit der aerodynamischen Kennwert eines Fahrzeugs, welches mit der Aufhängungssteuereinrichtung dieser Ausführungsform ausgestattet ist, gesteuert werden.

Wie aus der obigen Erläuterung hervorgeht, können durch Ändern und Korrigieren der Fe derkonstanten und des Dämpfungsmaßes der Aufhängung zum Ausgleich der scheinbaren Federkonstanten-Änderung und der scheinbaren Dämpfungsmaß-Änderung die Federkon stante und das Dämpfungsmaß, die sich bei Zunahme oder Abnahme der Fahrzeugge schwindigkeit scheinbar ändern, so eingestellt werden, daß sie unabhängig von irgendeiner Fahrzeuggeschwindigkeit zwischen niedriger und hoher Geschwindigkeit sind, und als Fol ge davon läßt sich eine Fahrzeugcharakteristik realisieren, welche ein unverändertes Fahrgefühl und ein unverändertes Fahrverhalten (Steuerbarkeit) gewährleistet.

Sechste Ausführungsform

In einer sechsten Ausführungsform wird die Art und Weise der Berechnung durch die Auf hängungssteuerschaltung 21 der Aufhängungssteuereinrichtung für ein Fahrzeug nach der vierten Ausführungsform geändert, und die Aufhängungssteuereinrichtung findet Anwen dung bei einem Fahrzeug, bei dem die Federkonstante und das Dämpfungsmaß der Auf hängung mit einer zeitlichen Verzögerung gegenüber der Zeit gesteuert werden, zu der die externe Störung aufgebracht wird.

Die Aufhängungssteuereinrichtung nach der sechsten Ausführungsform enthält den Fahr zeuggeschwindigkeitsmesser 11, die Steuerschaltung 21, die Treiberschaltung 41, den ver änderlichen Dämpfungsmechanismus 301 und den Luftfedermechanismus 101, bei denen es sich um gesteuerte Objekte handelt, wie in Fig. 10 dargestellt ist. Außerdem ist ein (nicht gezeigter) Sensor für externe Störungen vorhanden.

Der Fahrzeuggeschwindigkeitsmesser 11 enthält einen Tachometer, einen Luftgeschwin digkeitssensor oder dergleichen und liefert als Fahrzeuggeschwindigkeitssignal U ein elek trisches Signal entsprechend einer ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit. Der (nicht darge stellte) Sensor für externe Störungen ist ein Sensor für mindestens eine der folgenden Größen: eine Versetzung, eine Geschwindigkeit oder eine Beschleunigung der Hebebewe gung des Fahrzeugs, einen Winkelversatz, eine Winkelgeschwindigkeit oder eine Winkel beschleunigung der Nickbewegung des Fahrzeugs, einen Versatz, eine Geschwindigkeit oder eine Beschleunigung einer ungefederten Masse, eine auf den Federmechanismus einwirkende Kraft und eine auf den Dämpfungsmechanismus einwirkende Kraft, wobei der Sensor ein entsprechendes elektrisches Signal als externes Störungssignal liefert.

Die Steuerschaltung 21 dient zum Berechnen der sich scheinbar ändernden Federkonstanten und des sich scheinbar ändernden Dämpfungsmaßes auf der Grundlage der Fahrzeugge schwindigkeit U, und sie gibt die berechneten Werte als scheinbare Federkonstanten- und Dämpfungsmaß-Änderungen nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeitspanne aus, nach dem das äußere Störungssignal einen vorbestimmten Wert überschritten hat.

Die Berechnung der scheinbaren Dämpfungsmaß-Änderung und der scheinbaren Federkon stanten-Änderung sind die gleichen wie bei der vierten Ausführungsform, und der übrige Aufbau ist im wesentlichen demjenigen der vierten Ausführungsform ähnlich.

Der Effekt der Aufhängungssteuereinrichtung dieser Ausführungsform ist in Fig. 21 im Vergleich zu dem Ergebnis der vierten Ausführungsform nach Fig. 16 dargestellt.

Fig. 16 und 21 zeigen jeweils eine Impulsantwort, die den Höhenversatz des Fahrzeugs in Abhängigkeit der Zeit repräsentiert, wenn das geradeausfahrende Fahrzeug über eine feine Stufe fährt.

Wie aus Fig. 16 als Ergebnis der vierten Ausführungsform ersichtlich ist, ändert sich der Maximalwert einer ersten Versetzungsamplitude, nachdem das Fahrzeug während seiner Geradeausfahrt über die feine Stufe fährt, abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit.

Um die Wirkung der vierten Ausführungsform noch zu steigern, sieht die sechste Ausfüh rungsform eine Zeitverzögerung vor, wenn die Änderungen der Federkonstante und des Dämpfungsmaßes von der Steuerschaltung 21 ausgegeben werden. Bei dieser Ausführungs form berechnet die Steuerschaltung 21 die scheinbare Federkonstanten-Änderung und die scheinbare Dämpfungsmaß-Änderung in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit. Wenn ein externes Störungssignal von einem nicht-gefederten Beschleunigungssensor, der als externer Störungssensor dient, den Wert IG übersteigt, werden die scheinbaren Ände rungen nach Verstreichen von 0,25 s ausgegeben.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 21 besitzt die zeitabhängige Einschwingkurve, die die Amplitudenänderung mit dem ersten Maximalwert nach dem Überfahren der Stufe durch das Fahrzeug enthält, eine im wesentlichen von der Fahrzeuggeschwindigkeit unabhängige Wellenform. D.h.: man erkennt, daß auch bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit das gleiche Einschwingverhalten gegenüber einer externen Störung und das gleiche Fahrverhalten wie bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit erzielt werden können.

Siebte Ausführungsform

Als nächstes wird eine siebte Ausführungsform der Erfindung erläutert, bei der die Feder konstante und das Dämpfungsmaß unter Berücksichtigung einer Last-(Gewicht-)Ver teilung auf Vorder- und Hinterräder des Fahrzeugs gesteuert werden.

Fig. 22 zeigt ein Beispiel der Änderung der scheinbaren Federkonstante, wie sie von der Steuerschaltung 21 berechnet wird, und Fig. 23 zeigt ein Beispiel für die Änderung des scheinbaren Dämpfungsmaßes, die gleichzeitig von der Steuerschaltung berechnet wird.

Die Verteilung der Last (des Gewicht) auf die Vorder- und Hinterräder des Fahrzeugs läßt sich behandeln wie die Lage des Schwerpunkts des Fahrzeugs. Bezeichnet man also den Abstand zwischen der Lage der Achsen von Vorder- und Hinterrädern und der Lage des Schwerpunkts mit e, die Beziehung zwischen der Höhe der Achsenlage der Vorder- und Hinterräder mit z und den momentanen Hebeversatz der Lage des Schwerpunkts mit Z, so ergibt sich folgende Beziehung:

Z = z - eR (98)

Hier ist e der Abstand zwischen der Lage der Achse der Vorder- und Hinterräder und der Lage des Schwerpunkts [m];
Z ist der momentane oder tatsächliche Hebeversatz des Schwerpunkts [m].

Unter Verwendung der Gleichung (98) stellen sich die externe Kraft F_L der Hubbewegung und das externe Kraftmoment F_PM der Nickbewegung gemäß dem dritten Ausführungsbei spiel wie folgt dar:

Durch Transformieren der durch die Gleichungen (21) (22) und die Terme der externen Kraft und des externen Kraftmoments nach den Gleichungen (97) bis (99) der dritten Aus führungsform repräsentierten Bewegungsgleichung in Zustandsgleichungen, und durch Um schreiben von R zu R und Z zu z, läßt sich die Hebebewegung sowie die Nick- oder Kipp bewegung folgendermaßen darstellen:

wobei

w_f = z′_f, w_r = z′_r, q = (1/2)ρU² (103)

Die die aerodynamischen Ableitungen in dem ersten bis vierten Term auf der rechten Seite der obigen Zustandsgleichungen (101) und (102) enthaltenden Terme bedeuten, daß das Bewegungsverhalten des Fahrzeugs durch die aerodynamische Kraft variiert wird. D.h.: die nachstehenden Gleichungen bedeuten, daß die Federkonstante und das Dämpfungsmaß scheinbar von der aerodynamischen Kraft verändert werden.

Werte von G₁ bis G₈, die auf der Fahrzeuggeschwindigkeit beruhen, werden gemäß dieser Ausführungsform in der Steuerschaltung 21 unter Verwendung der Gleichungen (16) bis (23) berechnet, um eine scheinbare Federkonstante und ein scheinbares Dämpfungsmaß zu erhalten, welche einer solchen Bedingung genügen, daß die Änderungen des Dämpfungs maßes und der Federkonstante einer Aufhängung, die durch die so berechneten Gleichun gen G₁ bis G₈ erhalten werden (Berechnungsergebnisse) scheinbar äquivalent sind zu den Änderungen des Dämpfungsmaßes und der Federkonstante einer Aufhängung, die man durch eine Bewegungsgleichung erhält, in welcher die Fahrzeuggeschwindigkeit U auf Null gesetzt ist. D.h.: wenn man das scheinbare Dämpfungsmaß und die scheinbaren Federkon stanten von Vorderrad- und Hinterradaufhängungen des Fahrzeugs im Fahrzustand mit c_f*, c_r* bzw. mit k_f* , k_r* bezeichnet, so erfüllen diese Werte folgende Gleichungen (112) und (113):

Die Lösung nach den kleinsten Quadraten der obigen Gleichungen liefert die scheinbaren Dämpfungsmaße c_f* und c_r* und die scheinbaren Federkonstanten k_f* und k_r* der Vorderrad- und Hinterradaufhängungen des Fahrzeugs, sowie die Differenz zwischen den scheinbaren Dämpfungsmaßen und den tatsächlichen Dämpfungsmaßen c_f, c_r, d. h. die scheinbaren Dämpfungsmaß-Änderungen Δc_f = c_f-c_f* und Δc_r = c_r-c_r*, sowie die Differenz zwi schen den scheinbaren Federkonstanten und den tatsächlichen Federkonstanten k_f, k_r, d. h. die scheinbaren Federkonstanten-Änderungen Δk_f = k_f-k_f* und Δk_r = k_r-k_r*.

k_f = ξ_fU² (114)
k_r = ξ_rU² (115)
c_r = η_fU (116)
c_r = η_rU (117)

In den obigen Gleichungen (114) bis (117) sind die Werte von ξ_f, ξ_r, η_f, η_r konstante Werte, die anhand des Fahrzeugtyps bestimmt werden. Bei dieser Ausführungsform wer den die folgenden Werte als Beispiel für einen Personenkraftwagen normaler Größe (bei dem sich die Lage des Schwerpunkts von der Mittelstellung zwischen den Radachsen um etwa 10% des Radstands zur Seite der Vorderräder hin verschiebt) benutzt:

ξ_f = 0,73, ξ_r = 0,38 [N·S²/m³]
η_f = -2,2, η_r = -0,35 [N·S²/m²]

Für einen leichtgewichtigeren kompakten Personenkraftwagen werden folgende Werte ein gesetzt:

ξ_f = 0,68, ξ_r = 0,30 [N·S²/m³]
η_f = -1,9, η_r = -0,21 [N·S²/m²]

Weiterhin werden die folgenden Werte als Beispiel für einen Wagen mit einer Höhe von 1,7 m oder darüber verwendet (bei dem die Lage des Schwerpunkts gegenüber der Mitte des Radstands um 10% des Radstand-Wertes zur Seite der Vorderräder hin verschoben ist):

ξ_f = 0,34, ξ_r = -1,7 [N·S²/m³]
η_f = -0,6, η_r =2,3 [N·S²/m²]

Weiterhin werden die folgenden Werte als Beispiel für einen Leichtwagen verwendet:

ξ_f = 0,42, ξ_r = -1,7 [N·S²/m³]
η_f = -0,9, η_r = 1,7 [N·S²/m²]

Bei der siebten Ausführungsform lassen sich die Federkonstante und das Dämpfungsmaß unter Berücksichtigung der Verschiebung des Schwerpunkts richtig einstellen. Wenn ein Sensor zum Feststellen der Lasten für die Vorder- und Hinterräder verwendet wird, berechnet sich die Verschiebung des Schwerpunkts für die Einstellung der Federkonstante und des Dämpfungsmaßes unter Berücksichtigung der Schwerpunktverschiebung während der tatsächlichen Fahrt.

Wie in Verbindung mit dem ersten bis siebten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, werden die Änderungen der scheinbaren Federkonstante und des scheinbaren Dämpfungsmaßes von dem Fahrzeugtyp, der Fahrzeug-Spezifikation und der Verschiebung des Schwerpunkts be einflußt. Eine Proportionalitätskonstante, welche die scheinbare Federkonstante festlegt, fällt vorzugsweise in folgende Bereiche (wobei die Einheit N·S²/m³ ist): wenn das Fahr zeug ein Personenwagen mit einer Höhe von weniger als 1,7 m ist, 0,5 bis 1,4 für die Vorderräder und 0,2 bis 0,5 für die Hinterräder; handelt es sich um ein Personenfahrzeug mit einer Höhe von mehr als 1,7 m, 0,2 bis 1,7 für die Vorderräder und -2,7 bis -1,2 für die Hinterräder. Die Proportionalitätskonstante, welche das scheinbare Dämpfungsmaß bestimmt, fällt vorzugsweise in folgende Bereiche (wobei die Einheit N·S²/m² ist): handelt es sich um ein Personenfahrzeug mit einer Höhe von weniger als 1,7 m, -2,5 bis -1,8 für die Vorderräder und -0,5 bis -0,1 für die Hinterräder; bei einem Personenfahrzeug mit einer Höhe von mehr als 1,7 m, -1,9 bis -0,5 für die Vorderräder und 1,0 bis 3,0 für die Hinterräder.

Claims

1. Aufhängungssteuereinrichtung für ein Fahrzeug, umfassend:
eine Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektoreinrichtung (11) zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit;
eine Federkonstantenänderungs-Berechnungseinrichtung (21) zum Berechnen der Änderung einer scheinbaren Federkonstanten der Aufhängung eines Fahrzeugs auf grund einer Zunahme oder Abnahme der Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Grundlage der von der Detektoreinrichtung (11) ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit, und/oder eine Dämpfungsmaßänderungs-Berechnungseinrichtung (21) zum Berechnen einer Änderung eines scheinbaren Dämpfungsmaßes der Aufhängung des Fahrzeugs aufgrund einer Zunah me oder einer Abnahme der von der Detektoreinrichtung ermittelten Fahrzeuggeschwindig keit; und
eine veränderliche Federkonstanten-Korrektureinrichtung zum Variieren und Korrigieren der Federkonstanten der Fahrzeugaufhängung auf einen vorbestimmten Wert, basierend auf der Änderung der Federkonstanten, und/oder eine Dämpfungsmaßänderungs- Korrektureinrichtung zum Variieren und Korrigieren des Dämpfungsmaßes der Fahrzeug aufhängung auf einen vorbestimmten Wert, basierend auf der Änderung des Dämpfungs maßes.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der die Änderung der scheinbaren Feder konstanten proportional zu der Änderung der aerodynamischen Kraft ist, welche auf die Höhenänderung des Fahrzeugs zurückzuführen ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, bei der die aerodynamische Kraft abhängt von einer Aerodynamik-Kennlinie, die sich ihrerseits auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwin digkeit und der Form des Fahrzeugs bestimmt.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, bei der die Aerodynamik-Kennlinie durch eine aerodynamische Ableitung (Differentialquotient) dargestellt wird, welche der Änderungs geschwindigkeit des Höhenversatzes und/oder der Nickwinkeländerung für einen Auftriebs beiwert und einen Kippmomentkoeffizienten entspricht.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der die scheinbare Federkonstanten-Ände rung auf der Grundlage des Quadrats der Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Proportiona litätskonstanten berechnet wird, und die zeitliche Änderung der Höhe des Fahrzeugs unge achtet der Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit im wesentlichen invariabel ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, bei der die Proportionalitätskonstante (α) auf einen Wert in den folgenden Bereichen eingestellt wird, wenn es sich bei dem Fahrzeug um ein Personenauto mit einer Höhe von weniger als 1,7 m handelt, wobei f und r die Vorderrad- bzw. die Hinterradaufhängung bedeutet und die Einheit N·S²/m³ ist: α_f = 0,5 to 1,4, and α_r =0,2 to 0,5.

7. Einrichtung nach Anspruch 5, bei der die Proportionalitätskonstante (β) auf einen Wert in den folgenden Bereichen eingestellt wird, wenn das Fahrzeug ein Personen wagen mit einer Höhe von mehr als 1,7 m ist, wobei f und r die Vorderrad- bzw. die Hin terradaufhängung bedeuten und die Einheit N·S²/m³ ist: β_f = 0,2 to 1,7, and β_r = -2,7 to -1,2.

8. Einrichtung nach Anspruch 5, bei der die scheinbare Federkonstanten-Ände rung seriell als eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet wird.

9. Einrichtung nach Anspruch 5, bei der die scheinbare Federkonstanten-Ände rung vorab in einer Tabelle als Korrekturbetrag für jeweils eine repräsentative Fahrzeug geschwindigkeit gespeichert wird.

10. Einrichtung nach Anspruch 5, bei der die Federkonstanten-Korrekturein richtung aufweist: eine Kolbenstange (113), die mit einem Ende an einem Aufhängungsarm und mit dem anderen Ende am Fahrzeugkörper befestigt ist, eine Luftkammer (114), deren Volumen nach Maßgabe einer Streck- und Kontraktionsbewegung der Kolbenstange veränderlich ist, eine Luftquelle für die Zufuhr von Luft zu der Luftkammer, eine Ventil anordnung (111, 121) zum Ändern der Federkonstanten dadurch, daß in die Luftkammer Luft eingeführt bzw. aus der Luftkammer Luft abgelassen wird, und eine Steuereinrichtung (51) zum Steuern des Öffnens und des Schließens der Ventilanordnung.

11. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der die scheinbare Dämpfungsmaß-Än derung proportional zu der Änderung der aerodynamischen Kraft ist, die durch die Änderungsgeschwindigkeit der Fahrzeughöhe hervorgerufen wird.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, bei der die aerodynamische Kraft von einer Aerodynamik-Kennlinie abhängt, die sich auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Form des Fahrzeugs bestimmt.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, bei der die Aerodynamik-Kennlinie darge stellt wird durch eine aerodynamische Ableitung entsprechend einer Proportionalitätskon stanten für einen Hebeversatz und/oder eine Nickwinkeländerung für einen Auftriebs beiwert und einen Kippmomentkoeffizienten.

14. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der die scheinbare Dämpfungsmaß-Än derung auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Proportionalitätskon stanten bestimmt wird, und die zeitliche Änderung der Fahrzeughöhe im wesentlichen in variabel ist, ungeachtet einer Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit.

15. Einrichtung nach Anspruch 14, bei der die Proportionalitätskonstante (γ) auf einen Wert in den nachstehenden Bereichen eingestellt wird, wenn das Fahrzeug ein Personenwagen von weniger als 1,7 m Höhe ist, wobei f und r die Vorderrad- bzw. Hinterradaufhängung bedeuten und die Einheit N·S²/m² ist: γ_f = -2,5 to -1,8, and γ_r = -0,5 to -0,1.

16. Einrichtung nach Anspruch 15, bei der die Proportionalitätskonstante (γ) auf einen Wert in den folgenden Bereichen eingestellt wird, wenn das Fahrzeug ein Perso nenwagen mit einer Höhe von mehr als 1,7 m ist, wobei f und r die Vorderrad- bzw. Hin terradaufhängung bedeuten und die Einheit N·S²/m² ist: γ_f = -1,9 to -0,5, and γ_r = 1,0 to 3,0.

17. Einrichtung nach Anspruch 14, bei der die scheinbare Dämpfungsmaß-Än derung seriell als eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet wird.

18. Einrichtung nach Anspruch 14, bei der die scheinbare Dämpfungsmaß-Än derung vorab in einer Tabelle als Korrekturwert für eine repräsentative Fahrzeuggeschwin digkeit gespeichert wird.

19. Einrichtung nach Anspruch 14, bei der die Dämpfungsmaß-Korrekturein richtung aufweist: eine Kolbenstange, die mit einem Ende an einem Aufhängungsarm (115) und mit dem anderen Ende am Fahrzeugkörper (116) befestigt ist, eine Dämpfungseinrich tung (301) zum Erzeugen einer Dämpfungskraft nach Maßgabe der Streck- und Kontrak tionsgeschwindigkeit der Kolbenstange, eine veränderliche Membraneinrichtung (302) zum Variieren des Durchmessers einer Membranöffnung, die in die Dämpfungseinrichtung eingebaut ist, um den Strömungswiderstand für das die Öffnung durchströmende Dämp fungsöl einzustellen und dadurch das Dämpfungsmaß zu variieren, und eine Steuereinrich tung (51) zum Steuern der veränderlichen Membraneinrichtung, um den Durchmesser der Öffnung zu variieren.

20. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen externen Stö rungssensor zum Messen einer externen Störung auf der Grundlage von zumindest einer der folgenden Größen: Versatz, Geschwindigkeit oder Beschleunigung einer Hubbewe gung des Fahrzeugs, Winkeländerung, Winkelgeschwindigkeit oder Winkelbeschleunigung einer Nickbewegung des Fahrzeugs, Versetzung, Geschwindigkeit oder Beschleunigung eines nicht-gefederten Elements, auf einen Federmechanismus aufgebrachte Kraft und auf einen Dämpfungsmechanismus aufgebrachte Kraft, wobei die Federkonstanten-Korrektur einrichtung und die Dämpfungsmaß-Korrektureinrichtung die scheinbare Federkonstante oder das scheinbare Dämpfungsmaß auf einen vorbestimmten Wert korrigiert, nachdem eine vorbestimmte Zeit seit dem Zeitpunkt verstrichen ist, zu dem die externe Störung einen vorbestimmten Wert überschritten hat.

21. Einrichtung nach Anspruch 20, bei der die vorbestimmte Zeit auf 0,2 bis 0,3 Sekunden eingestellt wird.

22. Federkonstanten-Einstellverfahren für eine Aufhängung, gekenn zeichnet durch folgende Schritte:
Messen oder Berechnen der Änderung der auf eine Hubbewegung eines Fahr zeugs zurückzuführenden aerodynamischen Kraft und/oder der Änderung der auf eine Nickbewegung des Fahrzeugs zurückzuführenden aerodynamischen Kraft;
Lösen einer aerodynamischen Kraftänderung, welche durch den Versatz der Fahrzeughöhe verursacht wird, in einer Bewegungsgleichung für das Fahrzeug, in welcher die Änderung der aerodynamischen Kraft aufgrund der Hubbewegung und/oder die Änderung der aerodynamischen Kraft aufgrund der Nickbewegung berücksichtigt ist (sind), als eine scheinbare Federkonstanten-Änderung für die Aufhängung in einer Bewegungs gleichung für das Fahrzeug, in der die Änderung der aerodynamischen Kraft aufgrund der Hubbewegung und die Änderung der aerodynamischen Kraft aufgrund der Nickbewegung nicht berücksichtigt ist; und
Einstellen einer Federkonstanten der Aufhängung auf der Grundlage der scheinbaren Federkonstanten-Änderung.

23. Verfahren nach Anspruch 22, bei dem das Fahrzeug ein Gebrauchsfahrzeug ist.

24. Verfahren nach Anspruch 22, bei dem das Fahrzeug ein Modell ist.

25. Verfahren nach Anspruch 22, bei dem die aerodynamische Kraft von einer Aerodynamik-Kennlinie abhängt, die nach Maßgabe der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Form des Fahrzeugs bestimmt wird.

26. Verfahren nach Anspruch 25, bei dem die Aerodynamik-Kennlinie darge stellt wird durch eine aerodynamische Ableitung entsprechend der Änderungsgeschwin digkeit einer Hebeversetzung und/oder einer Nickwinkeländerung für einen Auftriebs beiwert und einen Kippmomentkoeffizienten.

27. Verfahren nach Anspruch 26, bei dem die Änderungsgeschwindigkeit ein Festwert ist.

28. Verfahren nach Anspruch 22, bei dem die Lösung aufgrund der Annahme ermittelt wird, daß die Bewegungsgleichung, welche die Änderung der aerodynamischen Kraft berücksichtigt, äquivalent ist zu einer Bewegungsgleichung, welche die Änderung der aerodynamischen Kraft nicht berücksichtigt.

29. Verfahren nach Anspruch 28, bei dem die Äquivalenz zwischen den Bewe gungsgleichungen der Identität in der Einschwingkurve der Fahrzeug-Höhenversetzung entspricht, welche durch die Bewegungsgleichung dargestellt wird.

30. Verfahren nach Anspruch 29, bei dem die Identität der Einschwingkurve des Fahrzeug-Höhenversatzes im wesentlichen identisch mit der zeitlichen Änderung der Fahrzeughöhe ist.

31. Verfahren nach Anspruch 30, bei dem der Versatz der Fahrzeughöhe der Änderung der Hubbewegung und/oder der Winkeländerung der Nickbewegung entspricht.

32. Verfahren nach Anspruch 22, bei dem die Lösung auf der Grundlage der Änderung der aerodynamischen Kraft zufolge der Hebe- oder Nickbewegung erhalten wird.

33. Verfahren nach Anspruch 22, bei dem die Lösung unter Verwendung des Verfahrens der kleinsten Quadrate für die aerodynamischen Kraftänderungen aufgrund der Hebe- und Nickbewegungen erhalten wird.

34. Dämpfungsmaß-Einstellverfahren für eine Aufhängung, gekenn zeichnet durch die Schritte:
Messen oder Berechnen der Änderung der aerodynamischen Kraft aufgrund einer Hubbewegung eines Fahrzeugs und/oder der Änderung der aerodynamischen Kraft aufgrund einer Nickbewegung des Fahrzeugs;
Lösen einer aerodynamischen Kraftänderung, die verursacht wird durch die Än derungsgeschwindigkeit der Fahrzeughöhe in einer Bewegungsgleichung des Fahrzeugs, in welcher die Änderung der aerodynamischen Kraft aufgrund der Hubbewegung und/oder die Änderung der aerodynamischen Kraft aufgrund der Nickbewegung berücksichtigt ist (sind), als eine scheinbare Dämpfungsmaß-Änderung für die Aufhängung des Fahrzeugs in einer Bewegungsgleichung für das Fahrzeug, in welcher die Änderung der aerodynamischen Kraft aufgrund der Hubbewegung und/oder die Änderung der aerodynamischen Kraft auf grund der Nickbewegung nicht berücksichtigt sind; und
Einstellen eines Dämpfungsmaßes der Aufhängung auf der Grundlage der scheinbaren Dämpfungsmaß-Änderung.

35. Verfahren nach Anspruch 34, bei dem das Fahrzeug ein Gebrauchsfahrzeug ist.

36. Verfahren nach Anspruch 34, bei dem das Fahrzeug ein Modell ist.

37. Verfahren nach Anspruch 34, bei dem die aerodynamische Kraft von einer Aerodynamik-Kennlinie abhängt, die sich nach Maßgabe der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Form des Fahrzeugs bestimmt.

38. Verfahren nach Anspruch 37, bei dem die Aerodynamik-Kennlinie darge stellt wird durch eine aerodynamische Ableitung entsprechend einer Änderungsgeschwin digkeit für eine Hubbewegung und/oder eine Nickbewegung für einen Auftriebsbeiwert und einen Kippmomentkoeffizienten.

39. Verfahren nach Anspruch 38, bei dem die Änderungsgeschwindigkeit ein Festwert ist.

40. Verfahren nach Anspruch 34, bei dem die Lösung aufgrund der Annahme ermittelt wird, daß die Bewegungsgleichung, welche die Änderung der aerodynamischen Kraft berücksichtigt, äquivalent ist zu der Bewegungsgleichung, welche diese Änderung der aerodynamischen Kraft nicht berücksichtigt.

41. Verfahren nach Anspruch 40, bei dem die Äquivalenz zwischen den Bewegungsgleichungen identisch ist mit der Einschwingkurve der Änderung der Fahrzeug höhe, welche durch die Bewegungsgleichung dargestellt wird.

42. Verfahren nach Anspruch 41, bei dem die Einschwingkurve der Fahrzeug höhenänderung im wesentlichen der zeitlichen Änderung der Fahrzeughöhe entspricht.

43. Verfahren nach Anspruch 42, bei dem der Änderung der Fahrzeughöhe der Änderung der Hubbewegung und/oder der Winkeländerung der Nickbewegung entspricht.

44. Verfahren nach Anspruch 43, bei dem die Winkeländerung der Nickbewe gung im Hinblick auf die Richtungsverschiebung eines zusammengesetzten Vektors aus Fahrzeuggeschwindigkeit, Lösung auf der Grundlage der Änderung der aerodynamischen Kraft aufgrund der Hubgeschwindigkeit und Nickgeschwindigkeit korrigiert wird.

45. Verfahren nach Anspruch 34, bei dem die Lösung auf der Grundlage der Änderung der aerodynamischen Kraft infolge der Hub- oder Nickbewegung ermittelt wird.

46. Verfahren nach Anspruch 34, bei dem die Lösung unter Verwendung des Verfahrens der kleinsten Quadrate für die aerodynamischen Kraftänderungen aufgrund der Hub- und Nickbewegungen erhalten wird.