DE4118867C2 - Aktive Aufhängungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents
Aktive Aufhängungsvorrichtung für ein KraftfahrzeugInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine aktive Aufhängungsvorrichtung
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Als passive Aufhängung bezeichnete Aufhängungsvorrichtungen,
umfassen einen
hydraulischen Dämpfer und eine Feder, beispielsweise eine
Schraubenfeder. Solche passiven Aufhängungen
haben eine im wesentlichen gleichförmige Aufhängungscharakteristik
in einem relativ kleinen Arbeitsbereich.
Andererseits wurde eine als aktive Aufhängung bezeichnete
Aufhängungsvorrichtung vorgeschlagen, die eine zwischen
einer gefederten und einer ungefederten Masse angeordnete
Fluidzylindereinheit aufweist, die so ausgebildet ist, daß
ihre Aufhängungscharakteristik durch Steuerung der Menge an
Arbeitsfluid, die der Fluideinheit zugeführt bzw. von ihr
weggeführt wird, in gewünschter Weise geändert werden kann.
Eine derartige Aufhängung ist beispielsweise in der japani
schen Patentpublikation Nr. JP 14 365/1984 B2 und in der japani
schen Offenlegungsschrift Nr. JP 1 30 418/1988 A1 offenbart.
In der DE 38 13 695 A1 ist eine aktive Aufhängungsvorrichtung beschrieben, mit
einem ersten Sensor zum Erfassen der Vertikalbeschleunigung der Fahrzeugkarosserie,
einem zweiten Sensor zum Erfassen der vertikalen Relativ-Verlagerung der
Fahrzeugkarosserie oder des zugehörigen Rades, einem Steuerventil zur Steuerung der
Einspeisung oder Abführung des vorhandenen Fluides in oder von der zugehörigen
Fluidzylindereinheit und einem Tiefpaßfilter zum Ausblenden oder Abspalten von
Hochfrequenzkomponenten der Signale, welche von den Beschleunigungssensoren
übermittelt werden. Die den Tiefpaßfilter parierenden Signale werden mit einem Verstärkungsfaktor
multipliziert, welcher der Masse der Karosserie entspricht. Bei dieser bekannten
Ausgestaltung erfolgt die Steuerung der Aufhängungsvorrichtung bei Berücksichtigung
des Verstärkungsfaktors proportional zu den Beschleunigungssignalen im vom
Tiefpaßfilter begrenzten Frequenzbereich.
Bei einer aus der DE 38 18 188 A1 entnehmbaren aktiven Aufhängungsvorrichtung
erfolgt deren Steuerung unter Berücksichtigung jeweils eines IST-Wertes des
gemittelten Bodenabstandes, eines IST-Wertes des gemittelten Wankwinkels und eines
IST-Wertes des gemittelten Nickwinkels durch einen Rechner. Dabei können auch die
zeitliche Veränderung der IST-Werte des gemittelten Bodenabstandes, des gemittelten
Rollwinkels und des gemittelten Nickwinkels berücksichtigt werden.
Die Schwingung eines Kraftfahrzeugs kann im allgemeinen in
drei Arten unterteilt werden, nämlich in Hubschwingungen,
Nickschwingungen und Wankschwingungen. Um den Fahrkomfort
und die Fahrstabilität gegen diese drei Schwingungsarten zu
verbessern, ist die aktive Aufhängung so ausgebildet, daß
die Öffnung eines Durchflußmengensteuerventils für
jedes Rad durch einen gegebenen Steuerungskoeffizienten ge
steuert wird, wobei dieser Koeffizient so eingestellt ist, daß
die Menge des Arbeitsfluids, das der Fluidzylindereinheit
für jedes Rad zugeführt oder von ihr weggeführt wird, in
Abhängigkeit von dem Fahrzustand des Kraftfahrzeugs
gesteuert wird.
Die aktive Aufhängung ist mit einer Fahrzeug
höhen-Steuereinrichtung ausgestattet, mit der die Höhe
des Kraftfahrzeugs auf eine Sollhöhe gesteuert wird, sowie
mit wenigstens einer Steuereinrichtung zur Steuerung der
Geschwindigkeit der Fahrzeughöhenänderung und einer Be
schleunigungssteuereinrichtung zur Verringerung der Schwin
gungen der Kraftfahrzeugkarosserie. Dabei wird die Öff
nung des Durchflußmengensteuerventils für jedes Rad
durch jede dieser Steuereinrichtungen gesteuert, indem die
den Fluidzylindereinheiten der einzelnen Räder zuzuführenden
bzw. von ihnen wegzuführenden Fluidmengen in Abhängigkeit
von dem gewünschten Zweck verarbeitet, die Werte addiert und
die Menge an Arbeitsfluid berechnet wird, die den Fluidzy
lindereinheiten der einzelnen Räder zuzuführen bzw. von
ihnen wegzuführen ist.
Bei einer aktiven Aufhängungsvorrichtung wird die Menge des
Arbeitsfluids, die der Fluidzylindereinheit zuzuführen oder
von ihr wegzuführen ist, größer, wenn eine hochfrequente
Anregung aus der Fahrbahn auf das Kraftfahrzeug wirkt. Dies bringt außerdem die
Gefahr mit sich, daß sich eine Schwingung ausbildet.
Diese ergibt sich aus der Steuerung der aktiven Aufhängung
durch Rückkopplung in Verbindung mit Ansprechverzögerungen
der Sensoren, des Steuersystems, der Trägheit des
mechanischen Systems usw.
Deshalb wird der Frequenzgang eines Steu
ersignals zur Betätigung des Durch
flußmengensteuerventils für jedes Rad normalerweise so ge
führt, daß der Signalpegel in einem Bereich absinkt, in dem die hoch
frequente Schwingung bzw. Anregung auftritt. Dies geschieht dadurch, daß
ein Betätigungssignal, das für die von jeder Steuereinrich
tung ermittelte Menge an Arbeitsfluid kennzeichnend ist, in
ein Durchflußmengenfilter eingegeben wird, dessen Filterkon
stante durch 1/(1+τS) gegeben ist (worin τ eine Zeitkon
stante und S ein Laplace-Operator ist).
Wenn also der Laplace-Operator mit wachsender Frequenz größer
wird, wird der Pegel des Steuersignals, das das Durchfluß
mengenfilter für das Betätigungsglied erzeugt,
herabgesetzt.
Bei aktiven Aufhängungen, die ein Durchflußmengenfilter mit
der durch 1/(1+τS) gegebenen Filterkonstanten verwenden,
wurde so versucht, die energieaufwendige Reaktion der aktiven Aufhängung in
dem Bereich, in welchem hochfrequente Schwingungen anste
hen, ausschließlich über den Laplace-Operator S zu verhin
dern, der größer wird, wenn die Frequenz anwächst, während die
Zeitkonstante τ eine Konstante bleibt. Wenn dann Schwingungs
erscheinungen auftreten, wenn der Pegel des Steuersignals
und damit die Strömungsmenge des Arbeitsfluids
groß werden, sind einige aktive Aufhängungen nicht in
der Lage, den Pegel des Steuersignals für das Betäti
gungsglied mit Hilfe des Durchflußmengenfil
ters auf einen genügend kleinen Wert zu verringern.
Deshalb besteht bei die
sen Aufhängungen das Problem, daß durch Wahl der Zeitkonstanten und damit der Filtersteilheit entweder guter Fahrkomfort durch den aktiven
Ausgleich oder hinreichend niedriger Energieverbrauch des Ausgleichssystems
erreicht werden kann, aber nicht beides zugleich.
Es ist bei aktiv lageregelnden Aufhängungsvorrichtungen für Kraftfahrzeuge bekannt,
für die Lageregelung und den Ausgleich von Schwingungsbewegungen nur Signale der
niederfrequenten Bewegungsanteile heranzuziehen, da der Ausgleich hochfrequenter
Anteile auf diesem Wege stark erhöhte Druckmittelströme und entsprechende
Pumpenleistungen sowie aufwendige, schnellschaltende Ventileinrichtungen erfordern
würde.
Zu diesem Zweck werden bei der Aufhängungsvorrichtung nach der DE 38 13 695 A1
die Signale über eine Filtereinrichtung verarbeitet, die als Tiefpaßfilter mit
entsprechend gewählter Grenzfrequenz wirkt. Dabei nimmt die Wirkung der
Signalanteile mit zunehmender Frequenz zunehmend degressiv ab.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Aufhängungsvorrichtung der im
Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen Art das Betriebsverhalten der aktiven Radaufhängung und das Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs
bei anwachsender Schwingungsfrequenz zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird die Wirkung der aktiven Aufhängevorrichtung progressiv
mit dem Anwachsen der Schwingungsfrequenz zurückgenommen. Dies erfolgt dadurch,
daß die durch die Steuereinrichtung bestimmbare Steuermenge bei einem Anwachsen
der Schwingungsfrequenz degressiv gesteuert, d. h. progressiv verringert wird. Dies
kann über den gesamten Frequenzbereich erfolgen, so daß hohe
Schwingungsfrequenzen unschädlich sind und bereits im niedrigen Frequenzbereich der
Anstieg zu höheren Schwingungsfrequenzen keine der eingangs beschriebenen Nachteile
hervorrufen kann. Dabei erfolgt die Steuerung mit variabler Zeitkonstante, die bei
größer werdender (Fluid-) Steuermenge auf einen größeren Wert eingestellt wird, so lange die
durch die Steuereinrichtung bestimmte Steuermenge unterhalb eines vorbestimmten
Wertes liegt. Die Zeitkonstante wird hingegen dem vorbestimmten Wert gleich, wenn die durch die
Steuereinheit bestimmte Steuermenge gleich oder größer ist als der vorbestimmte Wert.
Die Erfindung schlägt somit vor, die Wirkung des Tiefpaßfilters dadurch zu verbessern,
daß für Bewegungen mit niedriger erforderlicher Steuermenge an ausgleichendem
Fluidstrom (d. h. mit niedrigen Frequenzen und/oder Amplituden) die Zeitkonstante
selbst auf einen Wert kleiner als ein Grundwert gebracht wird, wobei der Wert selbst
wieder gleichlaufend mit der Steuermenge variabel ist. Erst ab einer bestimmten Größe
der Steuermenge bleibt die Zeitkonstante ein konstanter Wert.
Als Folge fällt die Übertragungsfunktion des Tiefpaßfilters bei kleinen Steuermengen
für zunehmende Frequenz flacher ab, als es beim Grundwert der Zeitkonstante der Fall
ist, d. h. die Filter-Eckfrequenz steigt für abnehmende Steuermengen, und die
Filtereinheit nimmt in erwünschter Weise mit der Steuermenge zu. Dadurch werden
bei niederfrequenten Fahrzeugbewegungen geringer Amplitude
und damit an sich niedriger Steuermenge auch höherfreuente Anteile in den aktiven Ausgleich
einbezogen und so z. B. eine Druckfluid-Fördereinrichtung im Bereich geringer
Förderung besser ausgelastet.
Bei der Erfindung eignet sich insbesondere eine Filtereinrichtung,
die so einstellbar ist, daß folgende Gleichung erfüllt
wird:
Q = Qc/(1 + k × Qo × S) ,
worin
Qc die durch die Steuereinrichtung erarbeitete Steue
rungsmenge,
k eine Konstante,
S ein Laplace-Operator, der so gewählt ist, daß er größer wird, wenn die Schwingungsfrequenz anwächst, und
Qo eine Zeitkonstante ist (wenn Qc kleiner ist als ein vorbestimmter Wert W, wird Qo gleich Qc gesetzt, und wenn Qc gleich oder größer ist als der vorbestimmte Wert W, wird Qo gleich W gesetzt).
k eine Konstante,
S ein Laplace-Operator, der so gewählt ist, daß er größer wird, wenn die Schwingungsfrequenz anwächst, und
Qo eine Zeitkonstante ist (wenn Qc kleiner ist als ein vorbestimmter Wert W, wird Qo gleich Qc gesetzt, und wenn Qc gleich oder größer ist als der vorbestimmte Wert W, wird Qo gleich W gesetzt).
Bei der vorliegenden Erfindung kann die Empfindlichkeit der
Steuerung beibehalten werden, während die Schwingung auf ein
zufriedenstellendes Maß herabgesetzt wird. Das Aufhängungs
system gemäß der Erfindung wird vorzugsweise ver
wendet, um die Steuerungsempfindlichkeit beizubehalten und
das Auftreten der Schwingung zu verhindern, wenn Schwingungen
mit großer Amplitude am Kraftfahrzeug auftreten, in
denen eine niederfrequente Schwingung von einer hochfrequen
ten Schwingung begleitet wird.
Weitere Zwecke, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter
Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung:
Es zeigt
Fig. 1 ein schematisches Diagramm einer konstrukti
ven Ausführung der erfindungsgemäßen Aufhängungs
vorrichtung für ein Kraftfahrzeug,
Fig. 2 ein Diagramm einer hydraulischen Druckschal
tung zur Zuführung oder Wegführung des Arbeits
fluids zu den bzw. von den Fluidzylindereinheiten,
Fig. 3(A), 3(B) und 3(C) Blockdiagramme eines Systems,
das in der Steuereinheit zur Berechnung der Menge
des Arbeitsfluids enthalten ist.
Die vorliegende Erfindung sei anhand der Zeichnungen näher
erläutert. In der folgenden Beschreibung bezeichnen die
Symbole "F" und "R" den vorderen bzw. den hinteren Bereich,
so daß beispielsweise die Räder 2F bzw. 2R die Räder 2 im
Frontbereich (F) bzw. im rückwärtigen Bereich (R) angeben.
Ferner bedeuten die Symbole "FL", "FR", "RL" und "RR" den
linken vorderen, den rechten vorderen, den linken hinteren
bzw. den rechten hinteren Bereich. Somit ist beispielsweise
das Rad 2FL das Rad 2 auf der linken Vorderseite usw.
Fig. 1 zeigt die Konstruktion einer erfindungsgemäßen Aufhängungs
vorrichtung für Kraftfahrzeuge. Es sei darauf hinge
wiesen, daß Fig. 1 nur die linke Seite des Fahrzeugkörpers 1
wiedergibt. Der rechte Teil des Fahrzeugkörpers 1 hat die
selbe Struktur wie die linke Seite. Wie aus Fig. 1 hervor
geht, ist zwischen einer Fahrzeugkarosserie 1 und dem linken
Vorderrad 2FL eine Fluidzylindereinheit 3 angeordnet. Eine
weitere Fluidzylindereinheit 3 ist zwischen der Fahrzeug
karosserie 1 und dem linken Hinterrad 2RL angeordnet. Die
Fluidzylindereinheit 3 besitzt einen Zylinderkörper 3a, der
mit seinem unteren Ende an einem Teil der Radanordnung befe
stigt ist, und einen Kolben 3b, der so in dem Zylinderkörper
3a eingesetzt ist, daß er in diesem eine Fluiddruckkammer 3c
bildet und begrenzt. An der Oberseite des Kolbens 3b ist
eine Kolbenstange 3d vorgesehen, deren oberes Ende von der
Fahrzeugkarosserie 1 gehalten wird. Die Zylinderkörper 3a
sind mit dem linken Vorderrad 2FL bzw. mit dem linken Hin
terrad 2RL verbunden.
Mit der Fluiddruckkammer 3c der Fluidzylindereinheit 3 ist
über einen Verbindungsdurchgang 4 eine Gasfeder 5 verbunden.
Diese wird von einer Membran 5e in eine Gaskammer 5f und
eine Fluiddruckkammer 5b unterteilt. Die Fluiddruckkammer 5g
über den Verbindungsdurchgang 4 und einen in dem Kolben
3b der Fluidzylindereinheit 3 vorgesehenen Durchgang mit
deren Fluiddruckkammer 3c verbunden.
Im vorderen Endbereich der Fahrzeugkarosserie 1 befindet
sich eine hydraulische Pumpe 8, die durch einen (nicht dar
gestellten) Motor antreibbar ist. Die hydraulische Pumpe 8
steht mit einer Fluiddruckleitung 10 in Verbindung, die ein
proportionales Durchflußmengensteuerventil 9 enthält, das
seinerseits so angeordnet ist, daß es die Durchflußmenge des
Arbeitsfluids durch Steuerung des Zuflusses oder des Abflus
ses des Arbeitsfluids zu der bzw. von der Fluidzylindereinheit
3 einstellt.
Die hydraulische Pumpe 8 ist mit einem Auslaßdrucksensor 12
zur Erfassung des Auslaßdrucks der hydraulischen Pumpe 8
ausgestattet sowie mit Fluiddrucksensoren 13 zur
Erfassung des Fluiddrucks in der Fluiddruckkammer 3c jeder
Fluidzylindereinheit 3.
Es sind ferner Fahrzeughöhensensoren 14 zur Erfassung
der vertikalen Bewegung der Fahrzeugkarosserie relativ zu
jedem der Räder 2FL und 2RL vorgesehen. Das heißt, diese
erfassen die Fahrzeughöhenverschiebung an dem linken Vor
derrad 2FL und an dem linken Hinterrad 2RL, indem sie die
Größe der Zylinderbewegung in jeder der Fluidzylindereinheiten
aufnehmen. Insgesamt drei Vertikalbeschleunigungssenso
ren 15 sind auf einer annähernd horizontalen Ebene
angeordnet. Zwei von ihnen sind in einer Position über dem
linken bzw. dem rechten Vorderrad 2FL und 2FR angeordnet,
während der dritte in einer mittleren Position in Breiten
richtung der Fahrzeugkarosserie zwischen dem rechten und dem
linken Hinterrad 2R angeordnet ist.
Weiterhin sind vorgesehen ein Querbeschleunigungssensor 16
zur Erfassung der Größe der in Querrichtung auf die Fahrzeug
karosserie einwirkenden Beschleunigung, ein Lenkwinkel
sensor 18 zur Erfassung des Lenkwinkels des Lenkrades und
ein Fahrzeugsgeschwindigkeitssensor 19 zur Erfassung der
Geschwindigkeit, mit der sich das Kraftfahrzeug bewegt. Der
Querbeschleunigungssensor 16 ist an der Position der Fahr
zeugkarosserie 1 angeordnet, an der die Schwerkraft an
greift. Die von den Sensoren 12, 13, 14, 15, 16,
18 und 19 erfaßten Signale werden einer Steuereinheit 17
eingegeben, die eine zentrale Prozessoreinheit (CPU) usw.
besitzt. Die Steuereinheit 17 ist so ausgebildet, daß sie
nach einem bestimmten Programm auf der Basis der von diesen
Sensoren erfaßten Signale arbeitet und die proportionalen
Durchflußmengensteuerventile 9 steuert und dadurch die
Aufhängungscharakteristik in gewünschter Weise ändert.
Fig. 2 zeigt den hydraulischen Druckkreis zur Steuerung der
Zuführung oder der Wegführung des Arbeitsfluids zu der bzw.
von der Fluidzylindereinheit 3.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist die hydraulische Pumpe 8
parallel zu einer hydraulischen Pumpe 21 für eine Servolen
kung angeordnet, die durch eine Antriebsvorrichtung 20 an
treibbar ist. Eine Entlastungsleitung 8a zur Ableitung des
Fluids von der hydraulischen Pumpe 21 zu der Fluidzylinder
einheit 3 ist mit einem Akkumulator 22 verbunden. Die Ablaß
leitung 8a verzweigt sich ihrerseits in einem stromabwärts
des Verbindungsabschnitts des Akkumulators 22 liegenden
Punkt in eine Leitung 23F auf der Vorderradseite und eine
Leitung 23R auf der Hinterradseite. Die Leitung 23F auf der
Vorderradseite teilt sich weiterhin auf der stromabwärtigen
Seite des Verzweigungsabschnitts aus der Leitung 23R auf der
Hinterradseite in eine linke Zweigleitung 23FL auf der Seite
des linken Vorderrades und eine rechte Zweigleitung 23FR auf
der Seite des rechten Vorderrades. Die linke Zweigleitung
23FL ist mit der Fluiddruckkammer 3c der betreffenden Fluid
zylindereinheit 3FL verbunden, während die rechte Zweiglei
tung 23FR mit der Fluiddruckkammer 3c der betreffenden Fluid
zylindereinheit 3FR verbunden ist. In entsprechender Weise
teilt sich die Leitung 23R auf der stromabwärtigen Seite des
Verzweigungsabschnittes in eine linke Zweigleitung 23RL auf
der Seite des linken Hinterrades und eine rechte Zweiglei
tung 23RR auf der Seite des rechten Hinterrades. Die linke
Zweigleitung 23RL auf der Seite des linken Hinterrades ist
mit der Fluiddruckkammer 3c der betreffenden Fluidzylinder
einheit 3RL verbunden, während die rechte Zweigleitung 23RR
auf der Seite des rechten Hinterrades mit der Fluiddruckkammer
3c der betreffenden Fluidzylindereinheit 3RR verbunden
ist.
Jede der Gasfedern 5FL, 5FR, 5RL und 5RR, die mit den be
treffenden Fluidzylindereinheiten 3FL, 3FR, 3RL und 3RR
verbunden sind, besitzt vier Gasfederelemente 5a, 5b, 5c und
5d. Jedes dieser Gasfederelemente 5a ist mit dem entspre
chenden Verbindungsdurchgang 4 über einen Abzweigverbin
dungsdurchgang 4a verbunden, der von dem Verbindungs
durchgang 4 abzweigt. In ähnlicher Weise ist jedes der Gas
federelemente 5b mit dem entsprechenden Verbindungsdurchgang
4 über einen Abzweigverbindungsdurchgang 4b verbunden, der
ebenfalls von dem Verbindungsdurchgang 4 abzweigt. Jedes der
Gasfederelemente 5c ist zunächst mit einem Abzweigverbin
dungsdurchgang 4c und dann mit dem entsprechenden Verbin
dungsdurchgang 4 verbunden, wobei der Abzweigverbindungs
durchgang 4c von dem Verbindungsdurchgang 4 abzweigt, wäh
rend jedes der Gasfederelemente 4d in ähnlicher Weise mit
dem Verbindungsdurchgang 4 über einen von diesem abzweigen
den Abzweigverbindungsdurchgang 4d verbunden ist. Die Ab
zweigverbindungsdurchgänge 4a, 4b, 4c und 4d der betreffen
den Gasfederelemente 5a, 5b, 5c und 5d besitzen jeweils
Öffnungen 25a, 25b, 25c bzw. 25d. Die Basisfunktionen der
Aufhängungsvorrichtung werden durch die Dämpfungsvorrichtung
der Öffnungen 25a, 25b, 25c und 25d und die Pufferwirkung
des in die Gaskammer 5f jeder der Gasfederelemente 5a, 5b,
5c und 5d eingefüllten Gases erreicht, wodurch die auf die
Fahrzeugkarosserie einwirkende hochfrequente Schwingung
gedämpft wird.
Der Verbindungsdurchgang 4, der zwischen dem in der nächst
möglichen Position zu jeder der Federn 5FL, 5FR, 5RL und 5RR
angeordneten ersten Gasfederelement 5a und dem in der Nähe
des ersten Gasfederelementes 5a angeordneten zweiten Gasfe
derelements 5b verläuft, ist mit einem Dämpfungskraft-Ver
schiebungsventil 26 zur Verschiebung der Dämpfungskraft
durch Einstellung des Durchgangsquerschnitts des Verbin
dungsdurchgangs 4 ausgestattet. Das Dämpfungskraft-Verschie
bungsventil 26 ist so angeordnet, daß es zwei Positionen
einnehmen kann, nämlich eine Öffnungsstellung, in der der
Verbindungsdurchgang 4 geöffnet ist, und eine zusammengezo
gene Stellung, in der der Durchgangsquerschnitt des Verbin
dungsdurchgangs 4 verringert ist. Fig. 2 zeigt den Zustand,
in welchem das Verschiebungsventil 26 sich in seiner Öff
nungsstellung befindet.
Die Ablaßleitung 8a der hydraulischen Pumpe 8 besitzt in der
Nähe der stromaufwärtigen Seite des Verbindungspunktes mit
dem Akkumulator 22 ein Überdruckventil 28. Dieses ist so
konstruiert, daß es in seine Öffnungsstellung verschoben
wird und damit das von der hydraulischen Pumpe 8 abgeleitete
Fluid direkt in einen Reservetank 29 leitet, wenn der Entla
dungsdruck des Arbeitsfluids, der von einem Entladungsdruck-
Meßgerät oder dem Auslaßdrucksensor 12 gemessen wird, gleich oder größer ist als ein
oberer Grenzwert von beispielsweise 160 kg/cm². Es wird hin
gegen in seine Schließstellung verschoben, in der das Fluid
in den Akkumulator geleitet wird, so daß der Druckakkumula
torwert des hydraulischen Drucks in den Akkumulator 22 auf
einem vorbestimmten Wert gehalten wird, wenn sein Entla
dungsdruck niedriger ist als ein vorbestimmter unterer
Grenzwert von beispielsweise 120 kg/cm². Dies macht es mög
lich, daß das Arbeitsfluid jeder Fluidzylindereinheit 3
entsprechend der Druckakkumulatorkraft des Akkumulators 22
zugeführt wird, die auf dem vorbestimmten Druckakkumulator
wert gehalten wird. Fig. 2 zeigt den Zustand, in welchem das
Überdruckventil 28 sich in seiner Schließstellung befindet.
Die Konstruktion des hydraulischen Druckkreises der Fluid
zylindereinheit 3 ist für alle Räder dieselbe, so daß im
folgenden nur der hydraulische Druckkreis für das linke
Vorderrad 2FL beschrieben wird, während die Druckkreise für
die anderen Räder zur Verkürzung der Beschreibung nicht
näher erläutert werden.
Das proportionale Durchflußmengensteuerventil 9, das in der
linken Leitung 23FL für das linke Vorderrad angeordnet ist,
besteht aus einem Dreiwegeventil, das so konstruiert ist,
daß es drei Positionen einnehmen kann: eine Schließstellung,
die in Fig. 2 dargestellt ist, in der alle Eingänge ge
schlossen sind, eine Speisestellung, in der die linke Lei
tung 23FL geöffnet ist, so daß hydraulischer Druck zugeführt
wird, und eine Entladestellung, in der die linke Leitung
23FL auf der Seite des linken Vorderrades mit einer Rückfüh
rungsleitung 32 verbunden ist. Fig. 2 zeigt den Zustand, in
welchem das proportionale Durchflußmengensteuerventil 9 sich
in seiner Schließstellung befindet. Weiterhin besitzt das
proportionale Durchflußmengensteuerventil 9 zwei Druckaus
gleichsventile 9a, die so angeordnet sind, daß sie
den Fluiddruck der Fluidzylindereinheit 3 auf einem vorbe
stimmten Wert halten, wenn das proportionale Durchflußmen
gensteuerventil 9 sich in seiner Speisestellung oder in der
Entladestellung befindet.
Das proportionale Durchflußmengensteuerventil 9 ist auf der
Seite der Fluidzylindereinheit 3 mit einem Öffnungs-/
Schließventil 23 versehen, das die linke Leitung 23FL auf
der Seite des linken Vorderrades in Abhängigkeit von einem
Steuerdruck öffnen oder schließen kann. Dieses Öffnungs-/
Schließventil 23 ermöglicht es, daß der Fluiddruck eines
elektromagnetischen Ventils 34 als Steuerdruck eingeführt
wird, wenn dieses elektromagnetische Ventil 34 geöffnet ist,
so daß der Fluiddruck der linken Leitung 23FL auf die Seite
der hydraulischen Druckpumpe 8 des proportionalen Durchfluß
mengensteuerventils 9 geleitet wird. Das Öffnungs-/Schließ
ventil 23 ermöglicht es dem proportionalen Durchflußsteuer
ventil 9, die Zuführung oder Wegführung des Arbeitsfluids zu
der oder von der Fluidzylindereinheit 3 durch Öffnen der
linken Leitung 23FL auf der Vorderradseite zu steuern, wenn
der Steuerdruck gleich oder größer als ein vorbestimmter
Wert ist.
In Fig. 2 ist ein Überdruckventil 35 dargestellt, das das in
der Fluiddruckkammer 3c enthaltene Arbeitsfluid zu der Rück
führleitung 32 zurückführt, indem es öffnet, wenn der Fluid
druck in der Fluiddruckkammer 3c der Fluidzylindereinheit 3
auf einen abnormal hohen Wert ansteigt. Mit 36 ist ein dem
Zündschlüssel zugeordnetes Ventil bezeichnet, das mit der
Ablaßleitung 8a der hydraulischen Pumpe 8 in der Nähe der
stromabwärtigen Seite des Verbindungspunkts des Akkumulators
22 verbunden ist. Dieses Ventil 36 ist so angeordnet, daß es
das in dem Akkumulator 22 gesammelte Arbeitsfluid zurück
führt, indem es das Ventil 23 öffnet, wenn der Zündschlüssel
gedreht wird. Dadurch wird dieser hohe Druckzustand aufgeho
ben. Mit 37 ist ein Pumpen-Überdruckventil bezeichnet, das
den Entladungsdruck verringert, indem das von der hydrauli
schen Druckpumpe 8 abgeleitete Fluid in den Reservetank 29
zurückgeleitet wird, wenn der Entladedruck der hydraulischen
Pumpe 8 auf einen abnormal hohen Wert ansteigt. Mit 38 ist
ein in der Rückflußleitung 32 angeordneter Rückflußakkumula
tor bezeichnet, der den Druck speichert, wenn das Arbeits
fluid aus der Fluidzylindereinheit 3 abgeleitet wird.
Die Fig. 3(A), 3(B) und 3(C) zeigen Blockdiagramme eines in
der Steuereinheit 17 angeordneten Systems zur Berechnung der
Werte zur Fluidsteuerung.
Eine Fluidsteuermengen-Recheneinheit 100 zur Berechnung
einer Größe zur Steuerung des Fluids umfaßt ein Fahrzeug
höhen-Steuersystem A zur Steuerung der Höhe der Fahrzeug
karosserie, ferner eine Steuereinheit B zur Steuerung der
Änderungsgeschwindigkeit der Höhe der Fahrzeugkarosserie,
ein Vertikalschwingungssteuersystem C zur Verringerung der
Fahrzeugschwingung in vertikaler Richtung, ein Karosserie
verwindungs-Steuersystem D zur Unterdrückung einer Verwin
dung der Fahrzeugkarosserie und ein Transversalbe
schleunigungs-Steuersystem E zur Verringerung einer Fahrzeug
schwingung in transversaler Richtung. Das Fahrzeughöhen-
Steuersystem A steuert die Verschiebung der Höhe der Fahrzeug
karosserie auf eine Sollhöhe auf der Basis von Signalen
XFL, XFR, XRL und XRR, die für die Fahrzeughöhen an den
betreffenden Rädern kennzeichnend sind und von Fahrzeughö
hensensoren 14 erfaßt und ausgegeben werden.
Das Steuersystem B für die Verschiebungsgeschwindigkeit der
Fahrzeughöhe steuert die Geschwindigkeit, mit der sich die
Höhe der Fahrzeugkarosserie ändert, auf der Basis von Signa
len YFL, YFR, YRL und YRR, die kennzeichnend sind für die
Verschiebungsgeschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie und die
durch das Differenzieren der Signale XFL, XFR, XRL bzw. XRR
gewonnen werden. Das Vertikalschwingungs-Steuersystem C
verringert die Schwingung der Fahrzeugkarosserie in vertika
ler Richtung auf der Basis von Signalen GFR, GRL und GR, die
für die Beschleunigung der Fahrzeugkarosserie in vertikaler
Richtung oder die Vertikalbeschleunigung kennzeichnend sind
und von den entsprechenden vertikalen Beschleunigungssenso
ren 15 erfaßt und ausgegeben werden. Das Steuersystem
D für die Verwindung der Fahrzeugkarosserie eliminiert
eine Verwindung der Fahrzeugkarosserie durch eine Verarbei
tung der Verbindung auf der Basis von Signalen PFL, PFR, PRL
und PRR, die für den Fluiddruck kennzeichnend sind, der von
den Fluiddrucksensoren 13 der Fluidzylinder
einheiten 3 erfaßt und ausgegeben werden. Das Querbeschleu
nigungs-Steuersystem E verringert die Vibration der Fahrzeug
karosserie in Querrichtung auf der Basis eines Signals
GL, das für die Querbeschleunigung kennzeichnend ist und von
dem Querbeschleunigungssensor 16 erfaßt wird.
Das Fahrzeughöhen-Steuersystem A ist mit Tiefpaßfiltern 40a,
40b, 40c und 40d ausgestattet, die die hochfrequenten Kom
ponenten aus den Fahrzeughöhen-Verschiebungssignalen XFL,
XFR, XRL und XRR entfernen, die von den Fahrzeughöhen-Senso
ren 14 für die entsprechenden Räder erfaßt
werden, um Geräusche aus diesen Signalen zu entfernen. Mit
anderen Worten, die Tiefpaßfilter 40a und 40b entfernen die
hochfrequenten Komponenten aus den Fahrzeughöhen-Verschie
bungssignalen XFL, XFR, die von den an dem linken und rech
ten Vorderrad 2FL und 2FR angeordneten Fahrzeughöhen-Senso
ren 14 ausgegeben werden, während alle Tiefpaßfilter
40c und 40d die hochfrequenten Komponenten aus den Fahrzeug
höhen-Verschiebungssignalen XRL und XRR entfernen, die von
den an dem linken und rechten Vorderrad 2RL und 2RR angeord
neten Fahrzeughöhen-Sensoren 14 ausgegeben werden.
Das Fahrzeughöhen-Steuersystem A besitzt einen Abschnitt 41
zur Verarbeitung einer Hubschwingungskomponente, einen
Abschnitt 42 zur Verarbeitung einer Nickschwingungskomponente
und einen Abschnitt 43 zur Verarbeitung einer Rollschwin
gungskomponente. Der Abschnitt 41 zur Verarbeitung der
Hubschwingungskomponente liefert eine Hubschwingungskom
ponente der Fahrzeugkarosserie durch Addieren der Summe der
Signale XFL und XFR, aus denen die hochfrequenten Komponen
ten entfernt werden, d. h., XFL+XFR, zu der Summe der Signa
le XRL und XRR, aus denen die hochfrequenten Komponenten
entfernt wurden, d. h. XRL+XRR. Der Abschnitt 42 dient zur
Verarbeitung einer Nickschwingungskomponente der Fahrzeug
karosserie durch Subtrahieren der Summe der Signale XRL und
XRR auf der Hinterradseite, d. h. XRL+XRR, von den Signalen
XFL und XFR auf der Vorderradseite, d. h. XFL+XFR. Der
Abschnitt 43 dient zur Verarbeitung einer Rollschwingungs
komponente der Fahrzeugkarosserie durch Addieren der Diffe
renz der Signale XFL und XFR auf der Hinterradseite, d. h.
XRL-XRR, zu der Differenz der Signale XFL und XFR auf der
Vorderradseite, d. h. XFL-XFR.
Das Fahrzeughöhen-Steuersystem A umfaßt einen Abschnitt 44
zur Steuerung von Hubschwingungen, einen Abschnitt 45 zur
Steuerung von Nickschwingungen und einen Abschnitt 46 zur
Steuerung von Rollschwingungen. Dem Abschnitt 44 werden die
durch den Abschnitt 41 zur Verarbeitung der Hubschwin
gungskomponente gegebenen Hubschwingungskomponenten der
Fahrzeugkarosserie sowie ein Sollwert TH der mittleren Fahrzeug
höhe zugeführt. Er ermittelt eine Steuer-Fluidmenge, die
der Fluidzylindereinheit 3 für jedes Rad zuzuführen ist und
die zur Steuerung der Hubschwingungskomponente auf der
Basis eines Verstärkungsfaktors KB1 dient. Der Abschnitt 45
zur Steuerung der Nickschwingungskomponente wird mit den
durch den Abschnitt 42 zur Verarbeitung der Nickschwingungs
komponente gegebenen Nickschwingungskomponenten der Fahrzeug
karosserie beaufschlagt. Sie ermittelt eine Steuer-
Fluidmenge, die der Fluidzylindereinheit 3 für jedes Rad
zuzuführen ist, um die Nickschwingungskomponente auf der
Basis eines Verstärkungsfaktors KP1 zu steuern. Die durch
den Abschnitt 43 zur Verarbeitung der Rollschwingungskom
ponente gegebenen Rollschwingungskomponenten sowie ein Soll
betrag TR der Rollbewegung werden in den Abschnitten 46 zur
Steuerung der Rollschwingung eingegeben, die eine der Fluid
zylindereinheit 3 für jedes Rad zuzuführende Steuer-Fluid
menge auf der Basis von Verstärkungsfaktoren KRF1 und KRR1
liefert. Hierdurch werden die Rollschwingungskomponenten so
gesteuert, daß sie dem Sollwert TR der Rollbewegung entspre
chen.
Das Vorzeichen Plus oder Minus der einzelnen Steuermengen,
die von dem jeweiligen Abschnitt 44 zur Steuerung der Roll
bewegung, dem Abschnitt 45 zur Steuerung der Nickschwingun
gen und dem Abschnitt 46 zur Steuerung der Rollschwingungen
abgegeben werden, wird in das entgegengesetzte Vorzeichen
invertiert. Mit anderen Worten, jedes der von den Fahrzeug
höhensensoren 14 gewonnenen Fahrzeughöhen-
Verschiebungssignale XFR, XFL, XRR und XRL werden so ver
arbeitet, daß ihr Vorzeichen in die Vorzeichen umgekehrt
werden, die den detektierten Vorzeichen entgegengesetzt
sind. Anschließend werden die Hubschwingungs-, Nickschwin
gungs- und Rollschwingungskomponenten für jedes Rad zuein
ander addiert, wodurch Steuersignale QFL1, QFR1, QRL1 und
QRR1 zur Steuerung der Fluidmenge gewonnen werden, die dem
proportionalen Durchflußmengensteuerventil 9 für jedes Rad
zuzuführen sind.
Zwischen dem Tiefpaßfilter 40a und den Abschnitten 41, 42
und 43 für die Verarbeitung der Hub-, Nick- und Roll
schwingungen, zwischen dem Tiefpaßfilter 40b und den Ab
schnitten für die Verarbeitung der Hub-, Nick- und Roll
schwingungen, zwischen dem Tiefpaßfilter 40c und den Ab
schnitten für die Verarbeitung der Prell-, Nick- und Roll
schwingungen und zwischen dem Tiefpaßfilter 40d und den Ab
schnitten zur Verarbeitung der Prell-, Nick- und Roll
schwingungen sind jeweils Blindwiderstandseinheiten 47a,
47b, 47c bzw. 47d angeordnet. Die Fahrzeughöhen-Verschie
bungssignale XFR, XFL, XRR und XRL, die von den Fahrzeug
höhensensoren 14 über die Tiefpaßfilter 40a,
40b, 40c bzw. 40d eingegeben werden, sind so beschaffen, daß
sie dem Abschnitt 44 zur Verarbeitung der Hubschwingungs
komponente, dem Abschnitt 43 zur Verarbeitung der Nick
schwingungskomponente und dem Abschnitt 43 zur Verarbeitung
der Rollschwingungskomponente nur dann zugeführt werden,
wenn die Fahrzeughöhen-Verschiebungssignale XFR, XFL, XRR
und XRL die Blindabschnitte XH, XH, XH bzw. XH durchlaufen
haben.
Das Steuersystem für die Geschwindigkeit der Fahrzeughöhen-
Verschiebung umfaßt Differenzierglieder 50a, 50b, 50c und
50d zum Differenzieren der Fahrzeughöhen-Verschiebungssigna
le XFR, XFL, XRR und XRL, die von den Fahrzeughöhensensoren
14 eingegeben wurden und aus denen die hoch
frequenten Komponenten durch die Tiefpaßfilter 40a, 40b, 40c
bzw. 40d entfernt wurden. Die Fahrzeughöhen-Verschiebungs
signale YFR, YFL, YRR und YRL werden nach folgender Glei
chung verarbeitet:
Y = (Xn - Xn-1)/T ,
worin
Xn der Betrag der Änderung der Fahr
zeughöhe im Zeitpunkt t,
Xn-1 der Betrag von der Verschiebung der Fahrzeughöhe im Zeitpunkt t-1 und
T ein Abtastzeitpunkt bedeuten.
Xn-1 der Betrag von der Verschiebung der Fahrzeughöhe im Zeitpunkt t-1 und
T ein Abtastzeitpunkt bedeuten.
Das Steuersystem für die Geschwindigkeit der Fahrzeughöhen-
Verschiebung umfaßt einen Abschnitt 51 zur Verarbeitung der
Nickschwingungskomponente sowie einen Abschnitt 52 zur Ver
arbeitung der Rollschwingungskomponente. Der Abschnitt 51
hat die Aufgabe, die Nickschwingungskomponente der Fahrzeug
karosserie zu verarbeiten, indem die Summe der Signale YRL
und YRR für die Geschwindigkeit der Fahrzeughöhen-Verschie
bung an dem linken und rechten Hinterrad 2RL und 2RR, d. h.
YRL+YRR, von der Summe der Signale YFL und YRL für die
Geschwindigkeit der Fahrzeughöhen-Verschiebung an dem linken
und rechten Vorderrad 2FL und 2FR, d. h. YFL+YFR substra
hiert wird. Der Abschnitt 52 hat die Aufgabe, die Roll
schwingungskomponente der Fahrzeugkarosserie zu verarbeiten,
indem die Differenz der Geschwindigkeitssignale YFL und YRR
für die Fahrzeughöhen-Verschiebung an den Hinterrädern, d. h.
YRL-YRR, zu der Differenz der Geschwindigkeitssignale YFL
und YFR der Fahrzeughöhen-Verschiebung an den Vorderrädern,
d. h. YFL-YFR, addiert wird.
In dem Steuersystem B für die Geschwindigkeit der Fahrzeug
höhen-Verschiebung wird die von dem Abschnitt 51 zur Verar
beitung der Nickschwingungskomponente berechnete Nickschwin
gungskomponente in den Abschnitt 53 zur Steuerung der Nick
schwingung eingegeben, und auf der Basis eines Verstärkungs
faktors KP2 wird eine Steuermenge zur Steuerung der Durch
flußmenge für jedes proportionale Durchflußmengensteuerven
til 9 zur Steuerung der Nickschwingungskomponente gewonnen.
Auf der anderen Seite wird die von dem Abschnitt 52 zur
Verarbeitung der Rollschwingungskomponente berechnete Roll
schwingungskomponente in den Steuerabschnitt 54 für die
Rollschwingungskomponente eingegeben, und auf der Basis von
Verstärkungsfaktoren KRF2 und KRR2 wird eine Steuermenge zur
Steuerung der Durchflußmenge zu jedem proportionalen Durch
flußmengensteuerventil 9 ermittelt, durch die eine Höhe der
Fahrzeugkarosserie erreicht wird, die einem Sollwert TR der
Rollbewegung entspricht.
Das Vorzeichen Plus oder Minus der von den betreffenden
Steuerabschnitten 53 und 54 für die Nickschwingung erzeugten
Steuermengen für jedes Rad wird in das entgegengesetzte
Zeichen invertiert. Mit anderen Worten, die Geschwindig
keitssignale YFR, YFL, YRR und YRL für die Fahrzeughöhen-Verschiebung,
die von den Differenziergliedern 50a, 50b, 50c
und 50d gewonnen werden, werden so verarbeitet, daß ihre
Vorzeichen Plus oder Minus in die entgegengesetzten Vorzei
chen umgekehrt werden. Sodann werden die resultierenden
Nick- und Rollschwingungs-Steuermengen für jedes der Räder
2FL, 2FR, 2RL und 2RR addiert, wodurch Signale QFL2c, QFR2c,
QRL2c bzw. QRR2c für die Durchflußmenge in das Steuersystem
B eingegeben werden.
Die resultierenden Signale QFL2c, QFR2c, QRL2c und QRR2c für
die Durchflußmenge werden in Durchflußmengenfilter 55a, 55b,
55c bzw. 55d eingegeben. Diese haben jeweils eine Filterkon
stante, die gegeben ist durch
1/(1 + k × Qo × S)
worin
Qo auf einen Wert gesetzt ist, der gleich
dem Durchflußmengensignal QFL2c, QFR2c,
QRL2c oder QRR2c ist, wenn dieses Signal
größer ist als ein vorbestimmter Wert W2
oder Qo wird auf einen Wert gesetzt, der
gleich dem vorbestimmten Wert W2 ist,
wenn das Durchflußmengensignal QFL2c,
QFR2c, QRL2c oder QRR2c gleich oder
größer ist als der vorbestimmte Wert W2,
worin ferner
k eine Konstante ist und
S ein Laplace-Operator, der einen größeren Wert ergibt, wenn die Schwingungsfre quenz größer wird.
k eine Konstante ist und
S ein Laplace-Operator, der einen größeren Wert ergibt, wenn die Schwingungsfre quenz größer wird.
Die Filterkonstante wird also kleiner, wenn die Frequenz der
auf die Fahrzeugkarosserie einwirkenden Schwingung größer
wird, wenn jedes der Durchflußmengensignale QFL2c, QFR2c,
QRL2c und QRR2c kleiner ist als der vorbestimmte Wert W2 und
wenn jedes der Durchflußmengensignale QFL2c, QFR2c, QRL2c
und QRR2c größer wird. Als Ergebnis werden die Durchflußmen
gensignale QFL2, QFR2, QRL2 und QRR2, die von den Durchfluß
mengenfiltern 55a, 55b, 55c bzw. 55d für die jeweiligen
proportionalen Durchflußmengensteuerventile 9 zu erzeugen
sind, so klein, daß ein Schwingungsphänomen verhindert wer
den kann, das dadurch entstehen kann, daß die Durchflußmen
gensignale QFL2, QFR2, QRL2 und QRR2 größer werden, d. h. daß
die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids oder Öls größer
wird. Da weiterhin Qo auf einen Wert eingestellt ist, der
dem vorbestimmten Wert W2 entspricht, wenn die Durchflußmen
gen-Betätigungssignale QFL2c, QFR2c, QRL2c und QRR2c gleich
oder größer sind als der vorbestimmte Wert W2, wird die
Filterkonstante ausschließlich bestimmt durch den Laplace-
Operator S, wenn die Durchflußmengen-Betätigungssignale
QFL2c, QFR2c, QRL2c und QRR2c gleich oder größer sind als
der vorbestimmte Wert W2. Da die Filterkonstante nicht so
klein wird, wenn eine Schwingung mit großer Amplitude an der
Fahrzeugkarosserie angreift, daß eine niederfrequente
Schwingung, die der Aufhängungssteuerung unterzogen werden
soll, eine hochfrequente Schwingung begleitet, kann die
Aufhängungssteuerung für eine solche Schwingung mit einer
gewünschten Steuerungsempfindlichkeit durchgeführt werden.
Das Steuersystem C für die vertikale Schwingung umfaßt einen
Verarbeitungsabschnitt 61 für die Hubschwingungskomponente,
einen Verarbeitungsabschnitt 62 für die Nickschwingungskomponente
und einen Verarbeitungsabschnitt 63 für die Roll
schwingungskomponente. Die Detektorsignale GFR, GFL und GR
für die Vertikalbeschleunigung, die von den Vertikal
beschleunigungssensoren 15 erfaßt werden und aus
denen die hochfrequenten Komponenten durch die betreffenden
Tiefpaßfilter 60a, 60b und 60c entfernt wurden, werden dem
Verarbeitungsabschnitt 61 für die Hubschwingungskomponente
zugeführt, die ihrerseits die Hubschwingungskomponente der
Fahrzeugkarosserie liefert, indem die Detektorsignale GFL,
GFR und GR für die Erfassung der Beschleunigung in vertika
ler Richtung, die von den betreffenden Vertikalbeschleuni
gungssensoren 15 erfaßt werden, addiert werden.
Der Bearbeitungsabschnitt für die Nickschwingungskomponente
dient zur Bestimmung der Nickschwingungskomponente der Fahr
zeugkarosserie durch Subtrahieren des Ausgangssignals GR des
Vertikalbeschleunigungssensors 16, der in einer zentralen
Position in Breitenrichtung zwischen dem rechten und dem
linken Hinterrad angeordnet ist, von der halben Summe der
Ausgangssignale GFR+GFL, d. h. (GFR+GFL)/2, der Vertikal
beschleunigungssensoren 15, die in den Positionen
über dem rechten bzw. dem linken Vorderrad angeordnet sind.
Der Verarbeitungsabschnitt 63 für die Rollschwingungskom
ponente dient zur Bestimmung der Rollschwingungskomponente
der Fahrzeugkarosserie durch Subtrahieren des Ausgangssi
gnals GFL des an dem linken Vorderrad angeordneten Vertikal
beschleunigungssensors 15 von dem Ausgangssignal GFR des an
dem rechten Vorderrad angeordneten Vertikalbeschleunigungs
sensors 15.
Das System C zur Steuerung der Vertikalbeschleunigung umfaßt
ferner einen Steuerabschnitt 64 für Hubschwingungen, einen
Steuerabschnitt 65 für Nickschwingungen und einen Steuer
abschnitt 66 für Rollschwingungen. Dem Steuerabschnitt 64
für Hubschwingungen wird der von dem Verarbeitungsab
schnitt 61 für die Hubschwingungskomponente verarbeitete
Wert der Hubschwingungskomponente zugeführt, so daß er
eine Steuermenge zur Steuerung des jedem proportionalem
Durchflußmengensteuerventil 9 zuzuführenden Fluids auf der
Basis eines Stellwerts KP3 zur Steuerung der Hubschwin
gungskomponente zuführt. Der von dem Verarbeitungsabschnitt
62 verarbeitete Wert der Nickschwingungskomponente wird in
den Steuerabschnitt für die Nickschwingung eingegeben, und
es wird eine Steuermenge für das jedem proportionalem Durch
flußmengensteuerventil 9 zur Steuerung der Nickschwingungs
komponente auf der Basis eines Verstärkungsfaktors KP3 aus
gegeben. Der von dem Verarbeitungsabschnitt 63 verarbeitete
Wert der Rollschwingungskomponente wird in den Steuerab
schnitt 66 für die Rollschwingung eingegeben, die daraufhin
eine Steuermenge für das jedem proportionalem Durchflußmen
gensteuerventil 9 zuzuführende Fluid auf der Basis von
Stellwerten KRF3 und KRR3 zur Steuerung der Nickschwingungs
komponente liefert.
Die von dem Steuerabschnitt 64 für die Hubschwingung, dem
Steuerabschnitt 65 für die Nickschwingung und dem Steuer
abschnitt 66 für die Rollschwingung in der oben beschriebe
nen Weise berechneten Steuermengen werden dann so verarbei
tet, daß ihre Vorzeichen Plus oder Minus für jedes Rad in
das entgegengesetzte Vorzeichen umgewandelt werden. Sodann
wird jede Steuermenge für jedes Rad addiert, wodurch Durch
flußmengenbetätigungssignale QFL3c, QFR3c, QRL3c und QRR3c
in das Steuersystem C eingeschrieben werden.
Zwischen dem Tiefpaßfilter 60a zum Abtrennen der hochfre
quenten Komponente und dem Verarbeitungsabschnitt 61 für die
Hubschwingungskomponente, zwischen dem Tiefpaßfilter 60b
zum Abtrennen der hochfrequenten Komponente und dem Verarbei
tungsabschnitt 62 für die Nickschwingungskomponente und
zwischen dem Tiefpaßfilter 60c zum Abtrennen der hochfre
quenten Komponente und dem Verarbeitungsabschnitt 63 für die
Rollschwingungskomponente sind Blindabschnittseinheiten 67a,
67b bzw. 67c angeordnet. Das Vertikalbeschleunigungssignal
GFR des Vertikalbeschleunigungssensors 15 wird über das
Tiefpaßfilter 60a dem Verarbeitungsabschnitt 61 für die
Hubschwingungskomponente, dem Verarbeitungsabschnitt 62 für
die Nickschwingungskomponente und dem Verarbeitungsabschnitt
63 für die Rollschwingungskomponente nur dann zugeführt,
wenn das Vertikalbeschleunigungssignal GFR den Blindab
schnitt XG überschreitet. In entsprechender Weise wird das
von dem Vertikalbeschleunigungssensor 15 über das Tiefpaß
filter 60b eingegebene Vertikalbeschleunigungssignal GFL den
Verarbeitungsabschnitten 61, 62 und 63 für die Hub-, Nick-
und Rollkomponente nur dann zugeführt, wenn das Signal GFL
den Blindabschnitt XG überschreitet. Ferner wird das an dem
Vertikalbeschleunigungssensor 15 über das Tiefpaßfilter 60c
eingegebene Vertikalbeschleunigungssignal GR nur dann in die
Verarbeitungsabschnitte 61, 62 und 63 für die Hub-, Nick-
bzw. Rollkomponente eingegeben, wenn das Signal GR den
Blindabschnitt XG überschreitet.
Die resultierenden Durchflußmengen-Betätigungssignale QFL3c,
QFR3c, QRL3c und QRR3c werden in die Durchflußmengenfilter
68a, 68b, 68c bzw. 68d eingegeben. Die Durchflußmengenfilter
68a, 68b, 68c und 68d haben jeweils eine Filterkonstante
entsprechend
1/(1 + k × Qo × S)
worin
Qo auf einen Wert gesetzt wird, der gleich
dem Durchflußmengen-Betätigungssignal
QFL3c, QFR3c, QRL3c oder QRR3c ist, wenn
dieses kleiner ist als ein vorbestimmter
Wert W3, und auf einen Wert, der gleich
dem vorbestimmten Wert W3 ist, wenn das
Durchflußmengen-Betätigungssignal QFL3c,
QFR3c, QRL3c oder QRR3c gleich oder
größer ist als der vorbestimmte Wert G3,
k eine Konstante ist und
S ein Laplace-Operator ist, der einen grö ßeren Wert ergibt, wenn die Schwingungs frequenz größer wird.
k eine Konstante ist und
S ein Laplace-Operator ist, der einen grö ßeren Wert ergibt, wenn die Schwingungs frequenz größer wird.
Damit wird die Filterkonstante also kleiner, wenn die Fre
quenz der auf die Fahrzeugkarosserie einwirkenden Schwingung
größer wird, wenn jedes der Durchflußmengen-Betätigungssi
gnale QFL3c, QFR3c, QRL3c und QRR3c unter dem vorbestimmten
Wert W3 liegt und anwächst. Infolgedessen werden die Durch
flußmengensignale QFL3, QFR3, QRL3 und QRR3, die von den
Durchflußmengenfiltern 68a, 68b, 68c und 68d für das jewei
lige proportionale Durchflußmengensteuerventil 9 zu erzeugen
sind, so klein, daß eine Schwingungserscheinung verhindert
werden kann, die aufgrund der Tatsache auftreten könnte, daß
die Durchflußmengensignale QFL3, QFR3, QRL3 und QRR3 größer
werden, d. h., daß die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids
oder Öls größer wird. Da weiterhin Qo so eingestellt ist,
daß es gleich dem vorbestimmten Wert W3 ist, wenn die Durch
flußmengen-Betätigungssignale QFL3c, QFR3c, QRL3c und QRR3c
gleich oder größer sind als der vorbestimmte Wert W3,
wird die Filterkonstante ausschließlich durch den Laplace-
Operator S bestimmt, wenn das Durchflußmengen-Betätigungs
signal QFL3c, QFR3c, QRL3c oder QRR3c gleich oder größer ist
als der vorbestimmte Wert W3. Da die Filterkonstante nicht
so klein wird, wenn eine Schwingung mit großer Amplitude auf
die Fahrzeugkarosserie einwirkt, daß eine niederfrequente
Schwingung, die der Aufhängungssteuerung unterzogen werden
soll, eine hochfrequente Schwingung begleitet, kann die
Aufhängungssteuerung für eine solche Schwingung mit der ge
wünschten Steuerungsempfindlichkeit durchgeführt werden.
Das Steuersystem D zur Eliminierung der Verwindung der Fahr
zeugkarosserie umfaßt einen Verwindungssteuerabschnitt 71,
der aus einem Verarbeitungsabschnitt 71a zur Ermittlung des
Verhältnisses des Fluiddrucks auf der Vorderseite sowie
einem Verarbeitungsabschnitt 71b zur Ermittlung des Verhält
nisses des Fluiddrucks auf der Hinterradseite besteht. Die Fluid
druckdetektorsignale PFL und PFR, die von den Fluiddrucksen
soren 13 für die Fluidzylindereinheiten 3 an
dem linken und rechten Vorderrad 2FL und 2FR erfaßt werden,
werden Tiefpaßfiltern 70a bzw. 70b zugeführt. Diese trennen
aus den Signalen PFL und PFR die hochfrequenten Komponenten
ab. Anschließend werden die resultierenden Ausgangssignale
PFL und PFR in den Verarbeitungsabschnitten 71a für das Fluid
druckverhältnis der Vorderräder eingegeben, der seinerseits
das Fluiddruckverhältnis PF zwischen der Differenz der Si
gnale PFR und PFL der betreffenden Fluiddruckkammern 3c und
3c der Fluidzylindereinheiten 3 für das rechte und
linke Vorderrad 2FR und 2FL und der Summe der Fluiddrucksi
gnale PFR und PFL, d. h., Pf = (PFR - PFL)/(PFR + PFR), ab
gibt. Der Verarbeitungsabschnitt 71a für das Fluiddruckver
hältnis der Vorderräder liefert einerseits das resultierende
Fluiddruckverhältnis Pf so wie es ist, wenn dieses Verhält
nis Pf größer ist als ein Grenzwert -ωL des Fluiddruckver
hältnisses, jedoch kleiner als +ωL. Er liefert andererseits
den Grenzwert -ωL oder +ωL des Fluiddruckverhältnisses,
wenn das Fluiddruckverhältnis Pf kleiner ist als -ωL oder
größer als +ωL. In entsprechender Weise werden die Fluid
druck-Detektorsignale PRL und PRR, die von den Fluiddruck
sensoren 13 für die Fluidzylindereinheiten 3 an
dem linken und rechten Hinterrad 2RL und 2RR erfaßt werden,
Tiefpaßfiltern 70c bzw. 70d zugeführt, die die in ihnen
enthaltenen hochfrequenten Komponenten abtrennen. Anschließend
werden die resultierenden Ausgangssignale PRL und PRR
in den Verarbeitungsabschnitt 71a für das Fluiddruckverhältnis
der Hinterräder eingegeben, der seinerseits das Fluid
druckverhältnis Pr zwischen der Differenz der Signale PRR
und PRL der betreffenden Fluiddruckkammern 3c und 3c der
Fluidzylindereinheiten 3 und 3 für das rechte und linke
Hinterrad 2RR und 2RL und der Summe der Fluiddrucksignale
PRR und PRL, d. h., Pr = (PRR - PRL)/(PRR + PRL) liefert. Der
Verwindungssteuerabschnitt 71 multipliziert das Fluiddruck
verhältnis PR an der Hinterradseite in vorbestimmten Zeit
punkten unter Verwendung eines Verstärkungsfaktors ωF und
substrahiert dann das resultierende Produkt von dem Fluid
druckverhältnis Pf auf der Vorderradseite. Das Ausgangssignal
des Verwindungssteuerabschnitts 71 wird ferner in vor
bestimmten Zeiten unter Verwendung eines Verstärkungsfaktors
ωA multipliziert. Anschließend wird das mit diesem Verstär
kungsfaktor ωA multiplizierte Ausgangssignal auf der Vor
derradseite in vorbestimmten Zeitpunkten weiterhin mit einem
Verstärkungsfaktor ωC multipliziert. Sodann wird die re
sultierende Steuermenge für das jedem Rad zuzuführende Fluid
so verarbeitet, daß sein Vorzeichen Plus oder Minus zwischen
den linken und den rechten Rädern einander entgegengesetzt
sind. Hieraus entstehen Durchflußmengensignale QFL4, QFR4,
QRL4 und QRR4.
In dem Steuersystem E für die Querbeschleunigung wird das
Querbeschleunigungs-Detektorsignal GL, das für die Beschleu
nigung in transversaler Richtung der Fahrzeugkarosserie
kennzeichnend ist und von dem Querbeschleunigungssensor 16
aufgenommen wird, einem Tiefpaßfilter 80 zugeführt, in wel
chem seine hochfrequente Komponente abgetrennt wird. Danach
wird eine Steuermenge auf der Basis eines Verstärkungsfak
tors Kg ermittelt. Die Steuermengen für das linke und das
rechte Vorderrad 2FL und 2FR werden weiterhin in vorbe
stimmten Zeitpunkten auf der Basis eines Verstärkungsfaktors
AGF multipliziert. Danach wird die Steuermenge 2FL für das
dem linken Vorderrad zuzuführende Fluid so bearbeitet, daß
sein Vorzeichen Plus oder Minus in das entgegengesetzte
Vorzeichen umgewandelt wird. Dadurch werden die Vorzeichen
der Steuermengen des dem linken und rechten Vorderrad zuzu
führenden Fluids gegeneinander umgekehrt. Andererseits wird
das Vorzeichen Plus oder Minus der Steuermenge für das dem
linken Hinterrad 2RL zuzuführende Fluid in das entgegenge
setzte Vorzeichen umgekehrt, so daß die Vorzeichen der Steu
ermengen des dem linken und dem rechten Hinterrad zuzufüh
renden Fluids voneinander verschieden sind. Dadurch werden
Durchflußmengen-Betätigungssignale gewonnen, die Durchflußmengen
signale QFL5c, QFR5c, QRL5c und QRR5c für das Querbe
schleunigungs-Steuersystem E ergeben.
Die resultierenden Durchflußmengen-Betätigungssignale QFL5c,
QFR5c, QRL5c und QRR5c werden Durchflußmengenfiltern 81a,
81b, 81c bzw. 81d zugeführt. Jedes dieser Filter hat eine
Filterkonstante, die gegeben ist durch
1/(1 + k × Qo × S)
worin
Qo auf einen Wert gesetzt wird, der gleich
dem Durchflußmengen-Betätigungssignal
QFL5c, QFR5c, QRL5c oder QRR5c ist, wenn
dieses Signal jeweils kleiner ist als
ein vorbestimmter Wert W5, bzw. auf ei
nen Wert, der gleich dem vorbestimmten
Wert W5 ist, wenn das betreffende Signal
gleich oder größer ist als der vor
bestimmte Wert W5,
k eine Konstante ist und
S ein Laplace-Operator, der einen größeren Wert liefert, wenn die Schwingungsfre quenz größer wird.
k eine Konstante ist und
S ein Laplace-Operator, der einen größeren Wert liefert, wenn die Schwingungsfre quenz größer wird.
Somit wird die Filterkonstante kleiner, wenn die Frequenz
der an der Fahrzeugkarosserie angreifenden Schwingung größer
wird, falls die Durchflußmengen-Betätigungssignale QFL5c,
QFR5c, QRL5c und QRR5c kleiner sind als der vorbestimmte
Wert W5 und diese Signale größer werden. Infolgedessen wer
den die Durchflußmengensignale QFL5, QFR5, QRL5 und QRR5,
die von den Durchflußmengenfiltern 81a, 81b, 81c bzw. 81d
für die betreffenden proportionalen Durchflußmengensteuer
ventile 9 zu erzeugen sind, so klein, daß eine Schwingungs
erscheinung verhindert werden kann, die aufgrund der Tatsa
che entstehen könnte, daß die Durchflußmengensignale QFL5,
QFR5, QRL5 und QRR5 größer werden, d. h., daß die Strömungs
geschwindigkeit des Fluids oder Öls größer wird. Da weiter
hin Qo so eingestellt wird, daß es gleich dem vorbestimmten
Wert W5 ist, wenn die Durchflußmengen-Betätigungssignale
QFL5c, QFR5c, QRL5c und QRR5c gleich oder größer sind
als der vorbestimmte Wert W5, wird die Filterkonstante aus
schließlich von dem Laplace-Operator S bestimmt, wenn die
Durchflußmengen-Betätigungssignale QFL5c, QFR5c, QRL5c und
QRR5c gleich oder größer sind als der vorbestimmte Wert W5.
Da die Filterkonstante nicht so klein wird, wenn eine
Schwingung mit großer Amplitude auf die Fahrzeugkarosserie
einwirkt, daß eine niederfrequente Schwingung, die der Auf
hängungssteuerung unterzogen werden soll, eine hochfrequente
Schwingung begleitet, läßt sich die Aufhängungssteuerung für
eine solche Schwingung mit der gewünschten Steuerungsemp
findlichkeit durchführen.
Die Durchflußmengensignale zur Steuerung der Durchflußmenge
für jedes proportionale Durchflußmengensteuerventil 9 in den
Steuersystemen A, B, C, D und E werden für jedes Rad ad
diert, und die Durchflußmengensignale für das linke und
rechte Vorderrad 2FL und 2FR werden weiterhin mit einem
Verstärkungsfaktor AF multipliziert und ergeben dann Gesamt
durchflußmengensignale QFR, QFL, QRR und QRL für die Zufüh
rung des Arbeitsfluids zu den einzelnen proportionalen
Durchflußmengensteuerventilen 9 für die betreffenden Räder.
In der Tabelle bezieht sich die Betriebsart 1 auf einen Wert
der einzelnen Steuerfaktoren 60 Sekunden nach dem Ausschal
ten der Brennkraftmaschine. Die Betriebsart 2 bezieht sich
auf einen Wert der einzelnen Steuerfaktoren in einem Zu
stand, in dem der Zündschalter eingeschaltet, die Fahrzeug
geschwindigkeit jedoch noch gleich Null ist. Betriebsart 3
bezieht sich auf einen Wert der einzelnen Steuerfaktoren,
wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich 40 km/h oder kleiner
ist, Betriebsart 4 bezieht sich auf einen Wert der einzelnen
Steuerfaktoren in einem umgekehrten Rollmodus, der durch
einen (nicht dargestellten) Rollmodus-Wahlschalter ausge
wählt wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als
30 km/h jedoch gleich oder kleiner als 60 km/h ist und wenn
das Kraftfahrzeug eine langsame Kurvenfahrt mit der Querbe
schleunigung GL von 0,3 oder weniger ausführt. Die Betriebs
art 4 wird automatisch auf Betriebsart 3, 5 oder 6 umge
schaltet, selbst wenn der umgekehrte Rollmodus gewählt ist,
sobald die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Querbe
schleunigung GL außerhalb der oben beschriebenen Bereiche
liegen. Die Betriebsart 5 bezieht sich auf einen Wert der
Steuerfaktoren in einem Zustand, in welchem das Kraftfahr
zeug eine leichte Kurvenfahrt mit einer mittleren Fahrzeug
geschwindigkeit von mehr als 40 km/h jedoch höchstens 80 km/h
ausführt und die Querbeschleunigung GL 0,2 oder weniger
beträgt. Die Betriebsart 6 bezieht sich auf einen Wert der
Steuerfaktoren in einem Zustand, in dem das Kraftfahrzeug
eine Kurvenfahrt mit einer mittleren Fahrzeuggeschwindigkeit
von mehr als 40 km/h, jedoch nicht mehr als 80 km/h ausführt
und die mittlere oder hohe Querbeschleunigung GL größer ist
als 0,2. Die Betriebsart 7 schließlich bezieht sich auf
einen Wert der Steuerfaktoren, wenn das Kraftfahrzeug mit
einer hohen Geschwindigkeit von mehr als 80 km/h fährt. Der
Steuerfaktor Qmax bezeichnet die maximale Steuermenge des
den proportionalen Durchflußmengensteuerventils 9 für jedes
Rad zuzuführenden Arbeitsfluids. Der Steuerfaktor Pmax be
zeichnet den maximalen Druck in der Fluiddruckkammer 3c der
Fluidzylindereinheit 3 und ist so eingestellt, daß das Ar
beitsfluid keine Rückströmung aus der Fluiddruckkammer 3c
der Fluidzylindereinheit 3 in den Akkumulator 22 verursacht.
Der Steuerfaktor Pmin steht für den minimalen Druck in der
Fluiddruckkammer 3c der Fluidzylindereinheit 3 und ist so
eingestellt, daß der Druck in der Fluiddruckkammer 3c der
Fluidzylindereinheit 3 nicht zu stark verringert wird, damit
keine der Gasfedern 5 zu stark ausgedehnt wird und zer
bricht.
Es sei darauf hingewiesen, daß jeder Steuerfaktor in der
Tabelle so eingestellt ist, daß die Aufhängungssteuerung,
die Belastungen hervorruft, größere Betonung auf die Fahr
stabilität legt, wenn die Ordnungszahl der Betriebsart grö
ßer wird. Hiervon ausgenommen ist die Betriebsart 4.
Bei der erfindungsgemäßen Aufhängungsvorrichtung wird das
den einzelnen proportionalen Durchflußmengensteuerventilen 9
zuzuführende Durchflußmengensignal dadurch bestimmt, daß die
entsprechenden Durchflußmengen-Betätigungssignale in die
Durchflußmengenfilter 55a bis 55d, 68a bis 68d und 81a bis
81d eingegeben werden. Jedes der Durchflußmengen-Betätigungs
signale in den Steuersystemen B, C und E hat eine Fil
terkonstante, die sich durch 1/(1 + k × Qo × S) darstellen
läßt, worin Qo so eingestellt ist, daß es gleich dem Durch
flußmengen-Betätigungssignal ist, wenn dieses kleiner ist
als der vorbestimmte Wert W2, W3 oder W5, während Qo so
eingestellt ist, daß es gleich dem vorbestimmten Wert W2, W3
oder W5 ist, wenn es gleich oder größer ist als der vorbe
stimmte Wert W2, W3 oder W5. Es ist deshalb möglich, das
Auftreten einer Schwingungserscheinung wirksam zu verhin
dern, die aufgrund eines großen Durchflußmengensignals und
einer hohen Strömungsgeschwindigkeit des Öls verursacht
werden könnte, indem die vorbestimmten Werte W2, W3 und W5
auf einen gewünschten Wert festgesetzt werden. Es ist wei
terhin möglich, die Aufhängungssteuerung für eine niederfre
quente Schwingung mit großer Amplitude durchzuführen, die
eine hochfrequente Schwingung begleitet. Dies kann in ge
wünschter Weise und ohne Verringerung der Steuerungsempfind
lichkeit erfolgen.
Die vorliegende Erfindung ist selbstverständlich nicht auf
die vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiele be
schränkt, sondern umfaßt alle Änderungen und Modifizierungen,
die innerhalb ihres Schutzumfanges liegen.
So läßt sich die Erfindung beispielsweise auch auf sogenann
te aktive Aufhängungsvorrichtungen ohne Gasfedern anwenden,
obwohl die vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiele
sich auf eine Aufhängungsvorrichtung mit Gasfedern 5 bezie
hen. Die Durchflußmengenfilter 91a bis 91d einschließlich
können in dem Steuersystem A angeordnet sein, während die
Durchflußmengenfilter 92a bis 92d einschließlich in dem
Steuersystem D angeordnet sein können.
Weiterhin enthalten die vorangehend beschriebenen Ausfüh
rungsbeispiele die Steuersysteme A, B, C, D und E. Es ist
jedoch wenigstens eines der Steuersysteme B, C, D oder E
zusätzlich zu dem Steuersystem A erforderlich. Obwohl das
Durchflußmengenfilter nur in den Steuersystemen B, C und E
vorgesehen ist, kann es auch in dem Steuersystem A und/oder
dem Steuersystem D angeordnet sein.
Es sei ferner darauf hingewiesen, daß die einzelnen Einrich
tungen nicht notwendigerweise physikalische Einheiten sein
müssen und daß die vorliegende Erfindung auch den Fall um
faßt, bei dem die Funktion der einzelnen Einrichtungen durch
Software-Mittel realisiert ist oder die Funktionen mehrerer
Einrichtungen durch eine physikalische Einrichtung reali
siert ist oder die Funktion einer Einrichtung durch mehrere
physikalische Einrichtungen realisiert ist.
Die vorliegende Erfindung kann sich in anderen spezifischen
Formen verkörpern, ohne daß damit ihr Schutzumfang verlassen
wird. Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele sind des
halb in jeder Hinsicht nur als illustrativ und nicht als
beschränkend zu betrachten.
Claims (28)
1. Aktive Aufhängungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit
- - jeweils einer Fluidzylindereinheit zwischen der Fahrzeugkarosserie und jedem Rad,
- - einem Betätigungsglied zur Zuführung und Ableitung von Arbeitsfluid zu der bzw. von der Fluidzylindereinheit,
- - einer Bewegungszustands-Detektoreinrichtung mit Sensoren zur Erfassung des Bewegungszustands des Kraftfahrzeugs,
- - einer Steuereinrichtung zur Bestimmung einer über das Betätigungsglied zu- oder abführenden Steuermenge auf der Basis eines vorbestimmten Zustands und in Abhängigkeit von durch die Bewegungszustands-Detektoreinrichtung erfaßten und erzeugten Signal und
- - einer Filtereinrichtung als Tiefpaß zur Herabsetzung der durch die Steuereinrichtung bestimmbaren Steuermenge mit zunehmender Schwingungsfrequenz,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zeitkonstante (Qo) der Filtereinrichtung mit größer werdender Steuermenge (Qc) zunimmt, solange die durch die Steuereinrichtung bestimmte Steuermenge (Qc) unterhalb eines vorbestimmten Wertes (w) liegt,
hingegen dem vorbestimmten Wert (w) gleich wird, wenn die durch die Steuereinheit bestimmte Steuermenge (Qc) gleich oder größer ist als der vorbestimmte Wert (w),
so daß bei einer Steuermenge (Qc) unterhalb des vorbestimmten Wertes (w) die Filtereinrichtung zwar für kleine Steuermengen (Qc) auch höherfrequente Schwingungsanteile aktiv ausgleicht, insgesamt jedoch die Steuermenge (Qc) in einem größeren Ausmaß, als es dem Anwachsen der Schwingungsfrequenz entspricht, herabsetzt.
daß die Zeitkonstante (Qo) der Filtereinrichtung mit größer werdender Steuermenge (Qc) zunimmt, solange die durch die Steuereinrichtung bestimmte Steuermenge (Qc) unterhalb eines vorbestimmten Wertes (w) liegt,
hingegen dem vorbestimmten Wert (w) gleich wird, wenn die durch die Steuereinheit bestimmte Steuermenge (Qc) gleich oder größer ist als der vorbestimmte Wert (w),
so daß bei einer Steuermenge (Qc) unterhalb des vorbestimmten Wertes (w) die Filtereinrichtung zwar für kleine Steuermengen (Qc) auch höherfrequente Schwingungsanteile aktiv ausgleicht, insgesamt jedoch die Steuermenge (Qc) in einem größeren Ausmaß, als es dem Anwachsen der Schwingungsfrequenz entspricht, herabsetzt.
2. Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Bewegungszustands-Detektoreinrichtung einen Fahrzeug höhendetektor (14) zur getrennten und unabhängigen Erfassung der Fahrzeughöhe an jedem Rad (2FL; 2RL) aufweist, und
- - daß die Steuereinrichtung die Steuermenge (Qc) so bestimmt, daß die tatsächliche Stellung des Kraftfahrzeugs, die auf der Basis eines Fahrzeughöhensignals gewonnen wird, das für die von dem Fahrzeughöhendetektor (14) erfaßte Fahrzeug höhe kennzeichnend ist, an jedem Rad (2FL, 2FR) einer vorbe stimmten Stellung entspricht.
3. Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Bewegungszustands-Detektoreinrichtung einen Hub-Geschwin digkeits-Detektor (50a; 50b; 50c; 50d) zur getrennten und unabhängigen Er fassung der Änderungsgeschwindigkeit der Fahrzeughöhe an jedem Rad aufweist, und
- - daß die Steuereinrichtung die Steuermenge (Qc) so bestimmt, daß die von dem Geschwindigkeits-Detektor (50a, 50b, 50c, 50d) erfaßte Ände rungsgeschwindigkeit der Fahrzeughöhe an jedem Rad (2FL, 2FR) unterdrückt wird.
4. Aufhängungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Bewegungszustands-Detektoreinrichtung mindestens einen Vertikal beschleunigungs-Detektor (15) zur Erfassung der auf die Fahrzeugkarosserie einwirkenden Vertikalbeschleunigung auf weist, und
- - daß die Steuereinrichtung die Steuermenge so bestimmt, daß die von dem Vertikalbeschleunigungs-Detektor (15) erfaß te Vertikalbeschleunigung unterdrückt wird.
5. Aufhängungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Bewegungszustands-Detektoreinrichtung einen Verwin dungsdetektor (71) zur Erfassung einer Verwindung zwischen dem vorderen und dem hinteren Teil der Fahrzeugkarosse rie aufweist, und
- - daß die Steuereinrichtung die Steuermenge (Qc) so bestimmt, daß die von dem Verwindungsdetektor (71) erfaßte Verwindung unterdrückt wird.
6. Aufhängungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Bewegungszustands-Detektoreinrichtung einen Querbe schleunigungsdetektor (16) zur Erfassung der auf die Fahr zeugkarosserie in transversaler Richtung einwirkenden Querbeschleunigung aufweist, und
- - daß die Steuereinrichtung die Steuermenge (Qc) so bestimmt, daß die von dem Querbeschleunigungsdetektor (16) erfaßte Querbeschleunigung in ihrer Wirkung im Fahrzeuginnern ausgeglichen wird.
7. Aufhängungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß ein Signal Q, das kennzeichnend ist für die von der
Filtereinrichtung zu dem Betätigungsglied (9) gegebene
Steuermenge, gemäß folgender Formel bestimmt wird:
Q = Qc/(1 + k × Qo × S)worin bedeuten:
Qc eine durch die Steuereinrichtung gewon nene Steuermenge,
k eine Konstante und
S einen Laplace-Operator, der größer wird, wenn die Schwingungsfrequenz ansteigt, und
Qo eine Zeitkonstante, die den Wert Qc annimmt, wenn dieser kleiner ist als ein vorbe stimmter Wert W, hingegen den Wert W, wenn Qc gleich oder größer ist als der vorbestimmte Wert W.
8. Aufhängungsvorrichtung nach einem der Ansprüch 2 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß auf der Basis der von den Fahrzeughöhendetektoren (14) gelieferten Fahrzeugsignale gewonnenen tatsächlichen Stel lung an jedem Rad die Fahrzeuglage nach drei Komponenten, nämlich einer Hub komponente, einer Nickkomponente und einer Wankkompo nente, bestimmt wird, und
- - daß die Steuereinrichtung die Steuermenge (Qc) für jede dieser drei Komponenten bestimmt.
9. Aufhängungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Änderungsgeschwindigkeit der Fahrzeughöhe in bezug auf zwei Komponenten, nämlich eine Nickkomponente und eine Wankkomponente, auf der Basis von Signalen bestimmt wird, die für die von dem Hub-Geschwindigkeits detektor (50, b, c, d) erfaßte Änderungsgeschwindigkeit der Fahrzeug höhe kennzeichnend sind, und
- - daß die Steuereinrichtung die Steuermenge für jede dieser beiden Komponenten bestimmt.
10. Aufhängungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß Vertikalbeschleunigungsdetektoren (15) an wenigstens drei Stellen der Fahrzeugkarosserie angeordnet sind,
- - daß die auf der Basis von Signalen jedes der Vertikalbeschleunigungsdetek toren (15) erfaßte Vertikalbeschleunigung, nach drei Schwin gungskomponenten bestimmt wird, nämlich einer Hubkom ponente, einer Nickkomponente und einer Wankkomponente, und
- - daß die Steuereinrichtung die Steuermenge für jede dieser drei Komponenten bestimmt.
11. Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Fahrzustands-Detektoreinrichtung Fahrzeug höhendetektoren (14) aufweist zur getrennten und unabhän gigen Erfassung der Fahrzeughöhe an jedem Rad sowie Hub-Geschwindigkeitsdetektoren (50a; 50b; 50c; 50d) zur getrennten und un abhängigen Erfassung der Änderungsgeschwindigkeit der Fahrzeughöhe an jedem Rad,
- - daß die Steuereinrichtung einen ersten Steuerteil sowie einen zweiten Steuerteil umfaßt, wobei der erste Steuer teil dazu dient, eine erste Steuermenge so zu bestim men, daß die auf der Basis von Fahrzeughöhensignalen, die für die von den Fahrzeughöhendetektoren (14) erfaßte Fahrzeug höhe kennzeichnend sind, gewonnene tatsächliche Stellung des Kraftfahrzeugs einer vorbestimmten ent spricht, während der zweite Steuerteil dazu dient, eine zweite Steuermenge so zu bestimmen, daß die von den Geschwindigkeitsdetektoren (50a, 50b, 50c, 50d) erfaßte Änderungsgeschwindig keit der Fahrzeughöhe an jedem Rad unterdrückt wird, und
- - daß die Filtereinrichtung so eingestellt ist, daß sie nur bei der Bestimmung der zweiten Steuermenge wirksam ist.
12. Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die tatsächliche Fahrzeugstellung nach drei Kom ponenten bestimmt wird, nämlich einer Hubkomponente, einer Nickkomponente und einer Wankkomponente, und der erste Steuerteil die erste Steuermenge für jede dieser Komponenten bestimmt, und
- - daß die Änderungsgeschwindigkeit der Fahrzeughöhe nach zwei Komponenten bestimmt wird, nämlich der Nickkom ponente und der Wankkomponente, und der zweite Steuer teil die zweite Steuermenge für jede dieser beiden Komponenten bestimmt.
13. Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Steuermenge für das Betätigungsglied (9) an jeder Radaufhängung die zugeordnete Summe aus der ersten und der zweiten Steuermenge ist.
14. Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Bewegungszustands-Detektoreinrichtung Fahrzeug höhendetektoren (14) aufweist zur getrennten und unabhän gigen Erfassung der Fahrzeughöhe an jedem Rad sowie mindestens einen Vertikalbeschleunigungsdetektor (15) zur Erfassung der an der Fahrzeugkarosserie in vertikaler Richtung auf tretenden Vertikalbeschleunigung,
- - daß die Steuereinrichtung einen ersten Steuerteil und einen dritten Steuerteil umfaßt, wobei der erste Steuer teil eine erste Steuermenge in der Weise bestimmt, daß die tatsächliche Fahrzeugstellung, die auf der Basis der Fahrzeughöhensignale der Fahrzeughöhendetektoren (14) gewonnen wird, in eine vorbestimmte Stellung gesteuert wird, und wobei die dritte Steuer einrichtung eine dritte Steuermenge in der Weise be stimmt, daß die von dem mindestens einen Vertikalbeschleunigungsdetektor (15) erfaßte Vertikalbeschleunigung unterdrückt wird, und
- - daß die dritte Einrichtung so eingestellt ist, daß sie nur bei der Bestimmung der dritten Steuermenge wirksam ist.
15. Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die tatsächliche Fahrzeugstellung nach drei Kom ponenten bestimmt wird, nämlich einer Hubkomponente, einer Nickkomponente und einer Wankkomponente, und der erste Steuerteil die erste Steuermenge für jede dieser drei Komponenten bestimmt, und
- - daß Vertikalbeschleunigungsdetektoren (15) an wenigstens drei Stellen der Fahrzeugkarosserie angeordnet sind und die Vertikalbeschleunigung nach drei Schwingungskom ponenten, nämlich einer Hubkomponente, einer Nickkom ponente und einer Wankkomponente bestimmt wird, wobei der dritte Steuerteil die dritte Steuermenge für jede der drei Komponenten so bestimmt, daß alle drei Kom ponenten der Vertikalbeschleunigung unterdrückt werden.
16. Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Steuermenge für das Betätigungsglied (9) die Summe der ersten und der dritten Steuermenge ist.
17. Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Bewegungszustands-Detektoreinrichtung Fahrzeug höhendetektoren (14) aufweist zur getrennten und unabhän gigen Erfassung der Fahrzeughöhe an jedem Rad, Hub-Geschwindigkeitsdetektoren (50a, 50b, 50c, 50d) zur getrennten und unabhängi gen Erfassung der Änderungsgeschwindigkeit der Fahr zeughöhe an jedem Rad sowie mindestens einen Vertikalbeschleuni gungsdetektor (15) zur Erfassung der in vertikaler Richtung an der Fahrzeugkarosserie einwirkenden Vertikalbe schleunigung,
- - daß die Steuereinrichtung einen ersten, einen zweiten und einen dritten Steuerteil umfaßt, wobei der erste Steuerteil eine erste Steuermenge auf der Basis der tatsächlichen, aus Fahrzeughöhensignalen der Fahrzeughöhendetektoren (14) an jedem Rad gewonnenen Fahrzeugstellung so bestimmt, daß die erfaßte Fahrzeughöhe, zu einem vorbestimm ten Wert wird, wobei der zweite Steuerteil eine zweite Steuermenge so bestimmt, daß die von den Hubge schwindigkeitsdetektoren (50a; 50b; 50c; 50d) erfaßte Änderungsgeschwindigkeit der Fahrzeughöhe unterdrückt wird, und der dritte Steuerteil eine dritte Steuermenge so bestimmt, daß die von dem Vertikalbeschleunigungsdetektor (15) erfaßte Vertikalbeschleunigung unterdrückt wird, und
- - daß die Filtereinrichtung so eingestellt ist, daß sie bei der Bestimmung der zweiten und der dritten Steuermenge oder zumin dest einer dieser Steuermengen wirksam ist.
18. Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die tatsächliche Fahrzeugstellung nach drei Kom ponenten bestimmt wird, nämlich einer Hubkomponente, einer Nickkomponente und einer Wankkomponente und der erste Steuerteil die erste Steuermenge für jede dieser Komponenten bestimmt,
- - daß die Änderungsgeschwindigkeit der Fahrzeughöhe nach zwei Komponenten bestimmt wird, nämlich der Nickkom ponente und der Wankkomponente, und der zweite Steuer teil die zweite Steuermenge für diese beiden Komponen ten bestimmt, und
- - daß Vertikalbeschleunigungsdetektoren (15) an wenigstens drei Stellen der Fahrzeugkarosserie angeordnet sind und die Vertikalbeschleunigung nach drei Schwingungskom ponenten, nämlich der Hubkomponente, der Nickkompo nente und der Wankkomponente bestimmt wird, und der dritte Steuerteil die dritte Steuermenge für jede der drei Komponenten so bestimmt, daß alle drei Komponenten der Vertikalbeschleunigung unterdrückt werden.
19. Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 17 oder 18,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Steuermenge für das Betätigungsglied (9) die Summe aus der ersten, der zweiten und der dritten Steuermenge ist.
20. Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Bewegungszustands-Detektoreinrichtung Fahrzeug höhendetektoren (14) aufweist zur getrennten und unabhän gigen Erfassung der Fahrzeughöhe an jedem Rad sowie einen Querbeschleunigungsdetektor (16) zur Erfassung der in transversaler Richtung auf die Fahrzeugkarosserie ein wirkenden Querbeschleunigung,
- - daß die Steuereinrichtung einen ersten Steuerteil um faßt zur Bestimmung einer ersten Steuermenge in der Weise, daß die tatsächliche Stellung des Kraftfahrzeugs, die auf der Basis der Fahrzeughöhensignale gewonnen wird, die für die von dem Fahrzeughöhendetektor erfaßte Fahrzeughöhe kennzeichnend sind, zu einer vorbestimmten Stellung wird, sowie einen fünften Steuer teil zur Bestimmung einer fünften Steuermenge in der Weise, daß die von dem Querbeschleunigungssensor (16) erfaß te Querbeschleunigung unterdrückt wird und
- - daß die Filtereinrichtung so eingestellt ist, daß sie nur bei der Bestimmung der fünften Steuermenge wirksam ist.
21. Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Bewegungszustands-Detektoreinrichtung weiterhin einen Querbeschleunigungsdetektor (16) zur Erfassung der auf die Fahrzeugkarosserie einwirkenden Querbeschleunigung aufweist, und
- - daß die Steuereinrichtung weiterhin einen fünften Steuer teil aufweist zur Bestimmung einer fünften Steuer menge in der Weise, daß die von dem Querbeschleuni gungsdetektor (16) erfaßte Querbeschleunigung unterdrückt wird.
22. Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 21,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Bewegungszustands-Detektoreinrichtung weiterhin einen Verwindungsdetektor (71) zur Erfassung einer Verwin dung zwischen dem vorderen und dem hinteren Teil des Fahrzeugs aufweist, und
- - daß die Steuereinrichtung ferner einen vierten Steuer teil aufweist zur Bestimmung einer vierten Steuermenge in der Weise, daß die von dem Verwindungsdetektor (71) er faßte Verwindung unterdrückt wird.
23. Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Filtereinrichtung so eingestellt ist, daß sie nur bei der Bestimmung der zweiten, dritten und fünften Steuermenge wirksam ist.
24. Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Steuermenge für das Betätigungsglied (9) die Summe aus der ersten, der zweiten, der dritten, der vierten und der fünften Steuermenge ist.
25. Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß der Geschwindigkeits-Detektor (50a; 50b; 50c; 50d) zur Erfassung der Änderungsgeschwindigkeit der Fahrzeughöhe diese Ände rungsgeschwindigkeit durch Differenzieren der von dem Fahrzeughöhendetektor (14) erfaßten Fahrzeughöhe berechnet.
26. Aufhängungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß das Betätigungsglied (9) ein Durchflußmengensteuerven til ist und
- - daß die Steuermenge (Qc) als ein Signal bestimmt wird, das kennzeichnend ist für die Durchflußmenge an Arbeitsfluid, die über das Durchflußmengensteuerventil zugeführt bzw. abgelassen wird.
27. Aufhängungsvorrichtung nach einen der Ansprüche 11
bis 26,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß ein Signal Q, das für die von der Filtereinrichtung
auszugebende Steuermenge kennzeichnend ist, gemäß fol
gender Formel bestimmt wird:
Q = Qc/(1 + k × Qo × S)worin bedeutet
Qc eine durch die Steuereinrichtung gewon nene Steuermenge,
k eine Konstante und
S einen Laplace-Operator, der größer wird, wenn die Schwingungsfrequenz ansteigt, und
Qo eine Zeitkonstante, die den Wert Qc annimmt, wenn dieser kleiner ist als ein vorbe stimmter Wert W, hingegen den Wert W, wenn Qc gleich oder größer ist als dieser vorbestimmte Wert W.
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