DE19540161A1

DE19540161A1 - Fahrzeug-Radaufhängungsanordnung

Info

Publication number: DE19540161A1
Application number: DE19540161A
Authority: DE
Inventors: Takeshi Kimura; Hideo Tobata
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1994-10-28
Filing date: 1995-10-27
Publication date: 1996-05-02
Anticipated expiration: 2015-10-28
Also published as: DE19540161B4; US5740039A

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeug-Radaufhängungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Bei einer bekannten Fahrzeug-Radaufhängung gemäß der JP-A 61-135811 wird die Straßenoberfläche mit einem Ultraschallsensor abgetastet, dessen Ausgangssignale die Wellen oder Unregelmäßigkeiten der Straßenoberfläche repräsentieren. Die Ausgangssignale und ein Ausgangssignal, das die Fahr zeuggeschwindigkeit repräsensiert, werden in einem Rechner verarbeitet zur Steuerung eines Ventils eines hydraulischen Betätigungsorgans zwischen ei nem Rad und dem Fahrzeugaufbau, und zwar derart, daß die relative Position des Rades zur Fahrzeugkarosserie variiert entsprechend den abgetasteten Unregelmäßigkeiten der Straßenoberfläche.

Die JP-A 61-166715 beschreibt eine Fahrzeug-Radaufhängungsanordnung bei der ein Vertikal-Beschleunigungssensor vorgesehen ist, der die Vertikalkom ponente der Beschleunigung feststellt. Das Ausgangssignal des Sensors wird verwendet zur Steuerung des Aufhängungssystems eines Hinterrades auf der gleichen Seite des Fahrzeugs.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeug-Radaufhän gungsanordnung zu schaffen, die eine von der Straßenoberfläche abhängige Steuerung derart ermöglicht, daß die zwischen dem Radträger und der Fahr zeugkarosserie wirkende Kraft optimal in bezug auf Schwingungen im Bereich der Resonanz der Karosserie als auch in bezug auf Schwingungen im Bereich der Resonanz des Radträgers unter allen vorhersehbaren Fahrbedingungen eingestellt wird.

Die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich im einzelnen aus den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Eine erfindungsgemäße Fahrzeug-Radaufhängungsanordnung für ein Fahrzeug mit einer Fahrzeugkarosserie umfaßt:
einen Radträger, der beweglich an der Fahrzeugkarosserie angebracht ist;
eine Aufhängungsfeder, die zwischen dem Radträger und der Fahrzeugkaros serie wirkt;
ein Betätigungsorgan, das entsprechend einem Steuersignal betätigbar ist und eine die Karosserie abstützende Kraft erzeugt, die zwischen der Karos serie und dem Radträger wirkt; und
eine Steuerung, die das Steuersignal entwickelt.

Die Steuerung leitet eine kombinierte Kraft ab, die auf die Karosserie über die Aufhängungsfeder und das Betätigungsorgan entsprechend der Vertikalkom ponente der Schwingungen des Radträgers einwirkt.

Die Steuerung modifiziert die abgeleitete kombinierte Kraft und bestimmt ei ne Kraft, die die modifizierte kombinierte Kraft ausgleicht.

Die abgeleitete kombinierte Kraft wird derart modifiziert, daß die Übertra gung von Schwingungen auf die Fahrzeugkarosserie im Bereich der Karosse rieresonanz und im Bereich der Radträgerresonanz ausgeschaltet wird.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert:

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Aufhängungs anordnung eines Fahrzeugs;

Fig. 2 ist ein Blockdiagramm eines Steuersystems für die Auf hängungsanordnung der Fig. 1;

Fig. 3 ist ein Diagramm, das die Abhängigkeit des hydrauli sches Drucks des Druckregelventils der Fig. 1 von dem elektrischen Steuerstrom zeigt;

Fig. 4 zeigt in einem Diagramm das Signal des Hubsensors der Fig. 1 in Abhängigkeit von dem Hub des Radträ gers in bezug auf die Fahrzeugkarosserie;

Fig. 5 ist ein Diagramm, das das Sensorsignal der Vertikal- Beschleunigungssensoren gemäß Fig. 1 in Abhängig keit von der Vertikal-Beschleunigungskomponente der Fahrzeugkarosserie in der Nähe des Rades zeigt;

Fig. 6 ist eine schematische Darstellung einer einzelnen Rad aufhängungsanordnung gemäß der Erfindung;

Fig. 7 ist ein Flußdiagramm des Steuerprogramms des Steu ersystems gemäß der ersten Ausführungsform der Er findung;

Fig. 8 ist ein Flußdiagramm des Steuerprogramms des Steu ersystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 9 zeigt in einem Diagramm zwei Kurven, die die Abhän gigkeit des Steuergewinns oder der Steuerverstärkung von der Frequenz wiedergeben;

Fig. 10 zeigt drei unterschiedliche Kurven zur Wiedergabe der Abhängigkeit des Steuergewinns von der Frequenz;

Fig. 11 zeigt drei weitere Kurven gleicher Art;

Fig. 12 ist ein Flußdiagramm des Steuerprogramms für das Steuersystem gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 13 ist ein Flußdiagramm des Steuerprogramms für ein Steuersystem gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 14 zeigt weitere zwei Kurven zur Abhängigkeit des Steu ergewinns von der Frequenz ähnlich Fig. 9;

Fig. 15 zeigt zwei weitere Kurven der Art der Fig. 9;

Fig. 16 zeigt weitere zwei Kurven zusätzlich zu den in Fig. 15 gezeigten Kurven;

Fig. 17 zeigt eine Kurve über die Abhängigkeit des Steuerge winns von der Frequenz gemäß Fig. 9;

Fig. 18 zeigt zwei weitere Kurven dieser Art zusätzlich zu der Kurve der Fig. 9;

Fig. 19 zeigt eine weitere, von Fig. 9 abweichende Kurve;

Fig. 20 zeigt eine modifizierte Aufhängungsanordnung gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 21 zeigt ein Flußdiagramm des Steuerprogramms für das Steuersystem der fünften Ausführungsform;

Fig. 22 ist ein Blockdiagramm eines Steuersystems für die Auf hängungsanordnung der Fig. 20.

In Fig. 1 ist eine einzelne Radaufhängungsanordnung schematisch dargestellt, die sich auf ein System mit zwei Massen bezieht. Die Radaufhängungsanord nung gemäß Fig. 6 umfaßt ein Rad 11, einen Radträger 14 als ungefederte Masse und eine Fahrzeugkarosserie 10 als gefederte Masse. Der Radträger 14 ist so an der Fahrzeugkarosserie 10 angebracht, daß die Fahrzeugkarosserie 10 aufwärts und abwärts in bezug auf das Rad 11 bewegt werden kann. Eine Feder 36 mit einer Federkonstante K wirkt zwischen der Karosserie 10 und dem Radträger 14. Die Karosserie 10 und der Radträger 14 sind ferner durch ein hydraulisches Betätigungsorgan mit einem hydraulischen Dämpfer 18 verbunden. Der hydraulische Dämpfer 18 weist einen Dämpfungswider stand oder -koeffizienten C auf und umfaßt ein Zylinderrohr 18a, eine Kolben stange 18b und einen Kolben 18c, der mit einem Drosselkanal versehen ist, der einen Ölstrom zwischen den beiden Kammern durch den Kolben 18c hindurch gestattet. Der Kolben 18c ist in dem Zylinderrohr 18a hin- und her gehend beweglich. Die Kolbenstange 18b erstreckt sich aufwärts von der obe ren Endfläche des Kolbens 18c. Der Kolben 18c weist eine untere Oberfläche auf, die eine unter Druckkammer LP begrenzt. Diese Druckkammer LP steht mit einem Speicher über ein Drosselventil in der in Fig. 1 dargestellten Wei se in Verbindung, wie später genauer beschrieben werden soll.

Ein Druckregelventil 20 dient zur Steuerung der Ölzufuhr zu der Druckkam mer LP und zum Ablassen des Öls aus der Kammer entsprechend einem elek trischen Strom, der dem Ventil zugeführt wird. Das Druckregelventil 20 ist ein elektromagnetisches Druckreduzierventil mit drei Auslässen und einem Proportionalmagneten. Ein derartiges elektromagnetisches Ventil wird be schrieben in der JP-A 64-74111, die der am 3. Juli 1990 ausgegebenen US- PS 4 938 499 entspricht. Auf dieses US-Patent wird hier ausdrücklich Bezug genommen. Das elektromagnetische Ventil 20 weist ein Ventilgehäuse mit drei Anschlüssen auf, nämlich einem Einlaß, einem Auslaß und einem Rück laufauslaß, die in das Ventilgehäuse eintreten, in dem sich ein Ventilkörper gleitend bewegt. Ein Proportionalmagnet dient zur Steuerung der Position des Ventilkörpers. Die Position des Ventilkörpers wird bestimmt entspre chend einem Strom i, der durch eine Spule des Proportionalmagneten hin durchgeht. Der Einlaß des Ventils 20 ist mit einer Öldruckquelle verbunden, und der Auslaß steht mit der Druckkammer LP in Verbindung.

Fig. 3 zeigt den Druck P am Auslaß, bezogen auf den Steuerstrom i. Der Min deststrom i_min wird zur Berücksichtigung des Rauschens festgelegt. Der Druck P nimmt den niedrigsten Wert P_min bei dem Mindeststrom i_min an und erhöht sich proportional mit Zunahme des Stromes i. Bei dem Maximal strom i_max nimmt der Druck den Maximalwert P_max an, der so hoch ist wie der Druck in der Druckölquelle. In Fig. 3 repräsentieren i_N und P_N einen neutralen Strom und einen neutralen Druck.

Das hydraulische Betätigungsorgan 18 erzeugt eine Abstützkraft für die Karos serie, die bestimmt wird durch den Druck P innerhalb des Zylinderrohres 18a und die Differenz zwischen der dem Druck ausgesetzten Fläche auf der Oberseite des Kolbens 18c und der Unterseite des Kolbens. Diese Kraft wirkt zwischen der Karosserie 10 und dem Radträger 14 und stützt die Fahrzeug karosserie 10 ab.

Ein Hubsensor 27 liefert ein Ausgangssignal S in der Form eines elektrischen Signals, das dem Hub des Kolbens 18c entspricht. Dieses elektrische Signal entspricht der Position des Radträgers 14 in bezug auf die Fahrzeugkaros serie. Fig. 4 zeigt das Sensorsignal des Hubsensors 27 im Verhältnis zu dem Hub des Kolbens 18c. Die Einstellung des hydraulischen Betätigungsorgans 18 erfolgt derart, daß bei dem neutralen Druck P_N der Kolben 18c seine neu trale Position einnimmt und die Fahrzeugkarosserie in einer vorgegebenen Zielhöhe hält. Der Hubsensor 27 erzeugt ein Signal von 0 Volt, wenn der Kol ben 18c die neutrale Position einnimmt. Wenn die Fahrzeugkarosserie 10 über die Zielhöhe angehoben wird, erzeugt der Hubsensor 27 ein negatives Spannungssignal, und umgekehrt erzeugt der Hubsensor beim Absenken der Fahrzeugkarosserie ein positives Spannungssignal. Das Vorzeichen des elek trischen Signals des Hubsensors 27 gibt die Richtung der Abweichung der Höhe der Fahrzeugkarosserie von der Zielhöhe an, und die Größe dieses elek trischen Signals entspricht dem Ausmaß der Abweichung.

Ein Vertikal-Beschleunigungssensor 28 ist an der Fahrzeugkarosserie 10 in der Nähe der Radposition angeordnet und erzeugt ein Sensorsignal ZG als elektrisches Signal, das der Vertikalkomponente der Beschleunigung ent spricht. Gemäß Fig. 5 erzeugt der Vertikal-Beschleunigungssensor 28 eine Nullspannung wenn die Vertikalkomponente der Beschleunigung Null ist. Wenn die Fahrzeugkarosserie 10 einer Vertikalbeschleunigung in Aufwärts richtung ausgesetzt wird, erzeugt der Vertikal-Beschleunigungssensor 28 ein positives elektrisches Signal, dessen Größe der Größe der Vertikalbeschleu nigungskomponente entspricht. Wenn die Fahrzeugkarosserie einer Abwärts beschleunigung in Vertikalrichtung ausgesetzt wird, erzeugt der Vertikal-Be schleunigungssensor 28 ein negatives elektrisches Signal, dessen Größe der Größe der abwärts gerichteten Vertikalbeschleunigung entspricht.

Die Sensorsignale S und ZG werden einer Steuerung 30 zugeleitet, die den Steuerstrom i steuert, der dem Druckregelventil 20 zugeführt wird.

Bei der Anordnung der Fig. 6 wird die Vertikalbewegung des Radträgers 14 gegenüber einer Bezugshöhe, die dem Achsabstand über der Straße ent spricht, mit X, und die Vertikalbewegung der Fahrzeugkarosserie 10 gegen über der Zielhöhe mit Y bezeichnet.

Unter Verwendung von X und Y kann das Ausgangssignal S des Hubsensors 27 wie folgt ausgedrückt werden:

S = X - Y (1).

Eine Differenzierung beider Seiten der Gleichung (1) nach der Zeit ergibt fol gendes:

dS/dt = dX/dt - dY/dt (2).

Eine Integration des Sensorsignals ZG (Karosseriebeschleunigung) des Verti kal-Beschleunigungssensors 28 ergibt die senkrechte Geschwindigkeit ZV der Karosserie, die als dY/dt ausgedrückt wird. Dies läßt sich wie folgt aus drücken:

dY/dt = ZV = ∫ ZGdt (3).

Durch Einsetzen der Gleichung (3) in die Gleichung (2) und Auflösen von dX/dt ergibt sich die folgende Beziehung für die ungefederte Vertikalge schwindigkeit aufgrund von Unregelmäßigkeiten der Straßenoberfläche:

dX/dt = dS/dt + ∫ ZGdt (4).

Die Bewegung X kann ausgedrückt werden durch das Integral der senkrech ten Geschwindigkeit der ungefederten Massen über die Zeit:

X = ∫ (dX/dt)dt (5).

Die kombinierter Kraft F, die auf die Karosserie 10 einwirkt, kann ausge drückt werden als die Summe einer ersten Kraftkomponente Fs, die durch die Feder 36 entsprechend den Unregelmäßigkeiten der Straßenoberfläche erzeugt wird, und eine zweite Kraftkomponente Fd, die durch das hydrauli sche Betätigungsorgan 18 entsprechend den Straßenunebenheiten gebildet wird. Die erste und zweite Kraftkomponente Fs und Fd können wie folgt aus gedrückt werden:

Fs = KX (6)

Fd = C(dX/dt) (7)

in diesen Gleichungen ist K die Federkonstante und C der Dämpfungskoeffizient.

Die Kraft UP, die der kombinierten Kraft F das Gleichgewicht hält, läßt sich wie folgt ausdrücken:

UP = -F (8).

Wenn eine Kraft UN erforderlich ist, die zwischen der Fahrzeugkarosserie 10 und dem Radträger 14 wirkt und die Fahrzeugkarosserie in einer statischen Situation in der Zielhöhe hält, läßt sich die Kraft U, die erforderlich ist unter Berücksichtigung der Unregelmäßigkeiten der Straßenoberfläche, wie folgt darstellen:

U = UN - K_BZV + UP (9)

in dieser Gleichung ist K_B der Rückprallkoeffizient.

E)Bei der Aufhängungsanordnung gemäß Fig. 6 berechnet die Steuerung 30 die Kraft U. Sodann bestimmt die Steuerung 30 den erforderlichen Strom i für die ermittelte Kraft U, beispielsweise durch Aufsuchen in einer Tabelle ge mäß Fig. 3, nachdem die festgelegte Kraft in einen hydraulischen Druck um gewandelt worden ist. Entsprechend dem erforderlichen Strom i stellt das Druckregelventil 20 den hydraulischen Druck in der Druckkammer LP so ein, daß das hydraulische Betätigungsorgan 18 die Kraft U erzeugt.

Zur Bestätigung der Richtigkeit des dritten Term UP in der Gleichung (9) ist in Fig. 9 ein Diagramm wiedergegeben, das die Abhängigkeit der Verstärkung von der Frequenz darstellt. Die Kurve A repräsentiert Schwingungen, wenn der dritte Term UP aus der Gleichung (9) fortgelassen wird, während die Kurve B Schwingungen wiedergibt, die sich einstellen, wenn der dritte Term UP in der Gleichung (9) belassen wird.

Vergleicht man die Kurve B mit der Kurve A, so zeigt sich, daß die Isolierung der Fahrzeugkarosserie 10 gegenüber Schwingungen im Bereich der Karosse rieresonanz von 1 bis 2 Hz auf Kosten einer schlechteren Isolierung der Ka rosserie 10 oberhalb 5 oder 6 Hz verbessert wird.

Aufgrund der Verzögerung durch den Rechenvorgang und die Hydraulik führt der dritte Term UP der Gleichung (9) zu schlechten Ergebnissen im Falle von Schwingungen im Bereich der Resonanz des Radträgers.

Erfindungsgemäß wird die Kraft F modifiziert zu einer modifizierten kombi nierten Kraft F*, und es wird die Kraft UP* bestimmt, die die modifizierte kombinierte Kraft F* aufhebt. Die Kraft UP* kann wie folgt ausgedrückt wer den:

UP* = -F* (10).

Unter Verwendung von UP* kann die Kraft U*, die notwendig ist zur Berück sichtigung von Unregelmäßigkeiten der Straßenoberfläche wie folgt ausge drückt werden:

U* = UN - K_BZV + UP* (11)

in dieser Gleichung ist ZV das Integral von ZG über die Zeit.

Die modifizierte kombinierte Kraft F* kann wie folgt ausgedrückt werden:

F* = αF (12)

in dieser Gleichung ist α die Steuerverstärkung.

In Fig. 10 sind Kurven C, D und E zusätzlich zu den Kurven A und B in Fig. 9 wiedergegeben, die das Verhältnis von Steuerverstärkung zu Frequenz zeigt. Die Kurve C repräsentiert Schwingungen bei einer Steuerverstärkung α = 0,75; die Kurve D bezieht sich auf Schwingungen bei einer Steuerverstärkung von α = 0,5 und die Kurve D bezieht sich auf Schwingungen bei einer Steuer verstärkung α = 0,25.

Wie aus diesen Kurven C, D und E hervorgeht, wird die Isolierung der Fahr zeugkarosserie 10 schlechter bei Schwingungen im Bereich der Karosserie resonanz (1 bis 2 Hz), wenn die Steuerverstärkung α kleiner wird, während die Isolierung der Fahrzeugkarosserie gegenüber Schwingungen im Bereich der Radträgerresonanz (oberhalb von 5 oder 6 Hz) besser wird. Wenn der Steuergewinn α größer wird, wird die Isolierung der Fahrzeugkarosserie 10 besser in bezug auf Schwingungen im Bereich der Karosserie, während die Isolierung der Fahrzeugkarosserie schlechter wird bei Schwingungen im Be reich der Radträgerresonanz.

Daher schlägt die vorliegende Erfindung einen abnehmenden Steuergewinn α vor, wenn Schwingungen im Bereich der Radträgerresonanz vorherrschen. In diesem Falle ergibt sich ein nachteiliger Effekt von Schwingungen im Bereich der Karosserieresonanz, die bei abnehmendem Steuergewinn zunehmen. Da jedoch die Schwingungen im Bereich der Karosserieresonanzen vorherr schend sind, können sie auf niedrigem Niveau gehalten werden.

Es wird ferner vorgeschlagen, den Steuergewinn α zu erhöhen, wenn Schwingungen im Bereich der Karosserieresonanz vorherrschen. In diesem Falle wird der nachteilige Effekt von Schwingungen im Bereich der Radträ gerresonanz aufgrund des erhöhten Steuergewinns verstärkt. Da jedoch die Schwingungen im Bereich der Radträgerresonanz nicht vorherrschen, kön nen diese Einflüsse auf niedrigem Niveau gehalten werden.

Bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nimmt der Steu ergewinn α zwei Werte a1 und a2 an, bei denen a2 nicht kleiner als a1 ist. Die Werte a1 und a2 liegen nicht unter 0 und sind nicht größer als 1. Wenn Schwingungen im Bereich der Karosserieresonanz vorherrschen, wird der Steuergewinn α auf a2 gesetzt, während, wenn Schwingungen im Bereich der Radträgerresonanz vorherrschen, der Steuergewinn auf a1 gesetzt wird. Der Wert a1 beträgt beispielsweise 0,2 und der Wert a2 0,7.

Zur Bestimmung des Steuergewinns α bildet die Steuerung 30 die Spektral dichte oder das Leistungsspektrum der Signale ZG des Vertikal-Beschleuni gungssensors 28. Sodann rechnet die Steuerung 30 die Amplitude des Spit zenwertes im Bereich von 0,5 bis 5 Hz (im Bereich der Karosserieresonanz) aus, bewertet das berechnete Ergebnis und setzt das bewertete Ergebnis als Plow. Die Steuerung 30 berechnet die Amplitude des Spitzenwertes im Be reich von 6 bis 10 Hz (Bereich der Radträgerresonanz), bewertet das berech nete Ergebnis und setzt das gewertete Ergebnis als Phigh. Das ermittelte Er gebnis im Bereich von 6 bis 10 Hz wird stärker gewichtet als das Ergebnis im Bereich von 0,5 bis 5 Hz. Dies beruht auf dem üblichen menschlichen Emp finden für Schwingungen.

Die Steuerung 30 vergleicht Plow und Phigh und setzt den Steuergewinn α auf a1 (= 0,2) oder a2 (= 0,7) entsprechend dem Ergebnis des Vergleichs. Wenn Plow größer als Phigh ist, wird der Steuergewinn α auf a2 (0,7) gesetzt. Ist Phigh größer als Plow, wird der Steuergewinn α auf a1 (0,2) gesetzt.

Das Flußdiagramm der Fig. 7 veranschaulicht einen Programmdurchlauf eines bevorzugten Einsatzes der ersten Ausführungsform gemäß der Erfindung. Die Steuerung 30 führt das Steuerprogramm gemäß Fig. 7 in regelmäßigen Inter vallen Ts, beispielsweise in Abständen von 20 ms durch.

Gemäß Schritt 100 werden in die Steuerung 30 die Information über den Hub S von dem Hubsensor 27 und die Information über die Vertikalbeschleu nigung ZG der Karosserie von dem Vertikal-Beschleunigungssensor 28 einge gehen.

In Schritt 102 integriert die Steuerung 30 die Vertikalbeschleunigung ZG der Karosserie über die Zeit und differenziert den Hub F nach der Zeit. Die Summe des integrierten und differenzierten Ergebnisses liefert die Vertikal geschwindigkeit dX/dt der ungefederten Masse.

In Schritt 104 integriert die Steuerung 30 die Vertikalgeschwindigkeit dX/dt der ungefederten Masse über die Zeit und liefert als Ergebnis X, die Summe von KX (= Fs) und CdX/dt (= Fd), die die kombinierte Kraft F ergeben.

In Schritt 106 bestimmt die Steuerung 30 den Steuergewinn α entsprechend dem Ergebnis des Leistungsspektrum der Vertikalbeschleunigung ZG der Ka rosserie. Insbesondere berechnet die Steuerung 30 die Amplitude des Spit zenwertes im Bereich von 0,6 bis 5 Hz, bewertet das berechnete Ergebnis und setzt das bewertete Ergebnis als Plow. Sodann berechnet die Steuerung 30 die Amplitude des Spitzenwertes im Bereich von 6 bis 10 Hz, bewertet das berechnete Ergebnis und setzt das bewertete Ergebnis als Phigh. Die Steuerung 30 vergleicht Plow mit Phigh und setzt den Steuergewinn α gleich a2 (= 0,7), wenn Plow größer ist als Phigh, andererseits auf a1 (= 0,2), wenn Phigh größer ist als Plow.

In Schritt 108 berechnet die Steuerung 30 das Produkt von α und F zur Er mittlung der modifizierten kombinierten Kraft F*, und sie bestimmt UP*, das ausgedrückt wird als -F*.

In Schritt 110 berechnet die Steuerung 30 die Kraft U*, die ausgedrückt wird als U* = UN - K_BZV + UP*.

In Schritt 112 bestimmt die Steuerung 30 einen hydraulischen Druckwert P, bei dem die Druckkammer LP bewirkt, daß das hydraulische Betätigungsor gan 18 die Kraft U* erzeugt. Die Steuerung 30 bestimmt sodann einen Strom wert i für den angegebenen hydraulischen Druck P und stellt den Strom, der durch den Proportionalmagneten des Druckregelventils 20 fließt, auf den Re gelwert i ein, so daß der Druck innerhalb der Druckkammer LP den ermittel ten Wert P annimmt (Fig. 3) und das hydraulische Betätigungsorgan 18 die festgelegte Kraft U* erzeugt.

Das oben erwähnte Flußdiagramm veranschaulicht eine Anwendung der er sten Ausführungsform. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Verwen dung des Leistungsspektrums von ZG bei der Bestimmung des Steuergewinns α beschränkt. Eine Abwandlung besteht darin, daß zwei Bandfilter verwendet werden, mit einem Bandfilter mit einem einzigen durchlassenden Band, bei dem nach unten Frequenzen ab 0,5 Hz und nach oben Frequenzen ab 5 Hz ab geschnitten werden, und einem zweiten Bandfilter, das zwischen 6 und 10 Hz durchläßt. Die Signale ZG werden diesen Bandfiltern zugeführt. Die Steue rung 30 integriert die Ausgangssignale des ersten Bandfilters über eine Zeit einheit, quadriert das integrierte Ergebnis, bewertet das quadrierte Ergebnis und setzt das bewertete Ergebnis als Jlow. In ähnlicher Weise integriert die Steuerung das Signal des zweiten Bandfilters über eine Zeiteinheit, quadriert das integrierte Ergebnis, bewertet dieses quadrierte Ergebnis und setzt es als Jhigh. Das quadrierte Ergebnis des zweiten Bandfiltersignals wird stärker ge wichtet als das quadrierte Ergebnis des ersten Bandfilters, da dies dem menschlichen Empfinden entgegenkommt und der größeren Bandbreite des zweiten Bandfilters Rechnung trägt. Die Steuerung 30 vergleicht Jlow mit Jhigh und setzt den Steuergewinn α als a2 (= 0,7), wenn Jlow größer als Jhigh ist, andererseits α auf a1 (= 0,2), wenn Jhigh größer als Jlow ist.

Nach der vorangehenden Beschreibung nimmt der Steuergewinn α jeweils ei nen von zwei bestimmten Werten a1 und a2 an. Auf die Verwendung derarti ger bestimmter Werte a1 und a2 als Steuergewinn α ist die Erfindung nicht beschränkt. Eine Abwandlung besteht darin, den Steuergewinn α kontinuier lich zwischen 1 und 0 zu variieren, und in diesem Falle kann der Steuerge winn α wie folgt ausgedrückt werden:

α = Plow/(Phigh + Plow) (13).

Die Steuerung 30 berechnet die obige Gleichung (13) unter Verwendung der Werte Plow und Phigh und liefert den Steuergewinn α. Gemäß der Gleichung (13) nähert sich der Steuergewinn α dem Wert 1, wenn der Spitzenwert der Schwingungen im Bereich der Karosserieresonanz vorherrschend wird, und dem Wert 0, wenn der Spitzenwert der Schwingungen im Bereich der Rad trägerresonanz vorherrscht.

Die Verwendung der Werte Jlow und Jhigh in Verbindung mit dem Steuerge winn α kann wie folgt dargestellt werden:

α = Jlow/(Jhigh + Jlow) (14).

Die Steuerung 30 rechnet die obige Gleichung (14) aus und liefert den Steu ergewinn α. Gemäß der Gleichung (14) nähert sich der Steuergewinn α der Zahl 1, wenn der Spitzenwert der Schwingungen im Bereich der Karosserie resonanz vorherrscht, und dem Wert 0, wenn der Spitzenwert der Schwin gungen im Bereich der Radträgerresonanz vorherrschend ist.

Nach der vorangegangenen Beschreibung wird der Steuergewinn α entspre chend den Schwingungen im Bereich der Karosserieresonanz und der Rad trägerresonanz variiert. Alternativ kann der Steuergewinn α variiert werden entsprechend Änderungen des Absolutwertes des Signals ZG für Vibrationen im Bereich der Karosserieresonanz und der Radträgerresonanz.

Bei der Aufhängungsanordnung nach Fig. 6 wird das Signal F des Hubsensors 27 verwendet zur Bestimmung der Vertikalbeschleunigung dX/dt der ungefe derten Masse. Wenn ein Vertikal-Beschleunigungssensor an dem Radträger 14 vorgesehen ist, kann die Vertikalgeschwindigkeit dX/dt der ungefederte Masse als Integral des Signals des Vertikal-Beschleunigungssensors am Rad träger 14 ermittelt werden.

In der zuvor wiedergegebenen Gleichung (12) erscheint die kombinierte mo difizierte Kraft F* als das Produkt α · F. Gewünschtenfalls kann die modifizier te kombinierte Kraft F* erhalten werden durch Ausfiltern der Frequenzen oberhalb einer Grenzfrequenz fc mit Hilfe eines Tiefpaßfilters LPF. Zum bes seren Verständnis läßt sich die modifizierte kombinierte Kraft F* wie folgt ausdrücken:

F* = fc(F) (15).

Die Kurven F, G und I in Fig. 11 zeigen zusätzlich zu den Kurven A und B in Fig. 9 die Abhängigkeit des Steuergewinns α von der Frequenz. Die Kurve F entspricht Schwingungen, wenn die Grenzfrequenz fc des Tiefpaßfilters 8 Hz beträgt, die Kurve G entspricht Schwingungen, wenn die Grenzfrequenz fc 4 Hz beträgt, die Kurve I repräsentiert Schwingungen bei einer Grenzfrequenz bis Filter von 2,0 Hz.

Wie die Kurven F, G und I zeigen, wird die Isolierung der Fahrzeugkarosserie 10 schlechter bei Vibrationen im Bereich der Karosserieresonanz (1 bis 3 Hz), wenn die Grenzfrequenz fc niedriger wird, während die Isolierung der Fahrzeugkarosserie 10 gegenüber Schwingungen im Bereich der Radträger resonanz (oberhalb 5 oder 6 Hz) besser wird. Wenn die Grenzfrequenz fc hö her liegt, wird die Isolierung der Fahrzeugkarosserie 10 gegenüber Schwin gungen im Bereich der Karosserieresonanz besser, während die Isolierung der Fahrzeugkarosserie 10 gegenüber Schwingungen im Bereich der Radträ gerresonanz schlechter wird.

Die Erfindung führt daher zu der Erkenntnis, daß die Grenzfrequenz fc des Tiefpaßfilters zu senken ist, wenn die Vibrationen im Bereich der Radträger resonanz vorherrschen. In diesem Falle ergeben sich Nachteile für Schwin gungen im Bereich der Fahrzeugkarosserie, die bei niedriger Grenzfrequenz zunehmen. Da jedoch Schwingungen im Bereich der Fahrzeugresonanz nicht vorherrschen, können diese Schwingungen auf niedrigem Niveau gehalten werden.

Die Erfindung schlägt weiter vor, die Grenzfrequenz fc des Tiefpaßfilters an zuheben, wenn Schwingungen im Bereich der Karosserieresonanz vorherr schen. In diesem Falle ergibt sich der nachteilige Effekt, daß Schwingungen im Bereich der Radträgerresonanz zunehmen. Da jedoch die Schwingungen in diesem Bereich nicht vorherrschen, können die Schwingungen der Fahr zeugkarosserie insgesamt auf niedrigem Wert gehalten werden.

Bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung nimmt die Grenzfrequenz fc zwei Werte von beispielsweise 8 Hz und 2 Hz an. Wenn Schwingungen im Be reich der Karosserieresonanz vorherrschen, wird die Grenzfrequenz bei spielsweise auf 8 Hz gesetzt, während bei vorherrschenden Schwingungen im Bereich der Radträgerresonanz die Grenzfrequenz fc bei 2 Hz liegt.

In ähnlicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform berechnet die Steue rung 30 Plow und Phigh und vergleicht die beiden Werte. Die Steuerung 30 setzt die Grenzfrequenz fc auf 8 Hz, wenn Plow größer als Phigh ist, und um gekehrt auf 2 Hz, wenn Phigh größer als Plow ist.

Das Flußdiagramm gemäß Fig. 8 zeigt einen Programmablauf bei einer bevor zugten Anwendung der zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Er findung. Die Steuerung 30 führt das Steuerungsprogramm gemäß Fig. 8 in re gelmäßigen Intervallen von beispielsweise 20 ms durch.

Das Steuerprogramm gemäß Fig. 8 entspricht im wesentlichen demjenigen, das bei Fig. 7 vorausgesetzt wurde, mit der Ausnahme, daß zwei Schritte 114 und 116 anstelle der Schritte 106 und 108 vorgesehen sind.

In Schritt 114 bestimmt die Steuerung 30 die Grenzfrequenz fc entspre chend dem Ergebnis des Leistungsspektrums der Vertikal-Karosseriebe schleunigung ZG. Insbesondere berechnet die Steuerung 30 die Amplitude des Spitzenwertes im Bereich 0,6 bis 5 Hz, bewertet das Ergebnis und setzt das bewertete Ergebnis als Plow. Sodann berechnet die Steuerung 30 die Am plitude des Spitzenwertes im Bereich von 6 bis 10 Hz, bewertet dieses Er gebnis und setzt das bewertete Ergebnis als Phigh. Die Steuerung 30 ver gleicht Plow und Phigh und setzt die Grenzfrequenz fc auf 8 Hz, wenn Plow größer als Phigh ist, umgekehrt auf 2 Hz, wenn Phigh größer als Plow ist.

In Schritt 116 filtert die Steuerung 30 Frequenzen von F oberhalb der Grenz frequenz aus und liefert die modifizierte kombinierte Kraft F*, aus der UP* bestimmt wird als -F*.

Das obige Flußdiagramm zeigt nur eine Anwendung der zweiten Ausführungs form. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Verwendung des Leistungs spektrums von ZG bei der Bestimmung der Grenzfrequenz fc beschränkt. Ei ne mögliche Abwandlung besteht darin, zwei Bandfilter zu verwenden, näm lich ein Filter mit einem einzigen Übertragungsband mit Tiefgrenzfrequenz 0,5 Hz und Obergrenze von 5 Hz und ein zweites Bandfilter mit Übertra gungsband mit Tiefgrenze von 6 Hz und Obergrenze von 10 Hz. Die Signale ZG werden diesen Bandfiltern zugeleitet. Die Steuerung 30 integriert das Ausgangssignal des ersten Bandfilters über eine Zeiteinheit, quadriert das Er gebnis, bewertet dieses und setzt das bewertete Ergebnis als Jlow. In ähnli cher Weise integriert die Steuerung 30 das Signal des zweiten Bandfilters über eine Zeiteinheit, quadriert das integrierte Ergebnis, bewertet dieses und setzt dieses Ergebnis als Jhigh. Das quadrierte Ergebnis des zweiten Bandfilters wird stärker gewichtet als das des ersten Bandfilters, da dies dem menschlichen Empfinden und der größeren Bandbreite des zweiten Bandfil ters entspricht. Die Steuerung 30 vergleicht Jlow mit Jhigh und setzt die Grenzfrequenz fc auf 8 Hz, wenn Jlow größer als Jhigh ist, umgekehrt jedoch auf 2 Hz, wenn Jhigh größer als Jlow ist.

Aus der vorangegangenen Beschreibung ergibt sich, daß die Grenzfrequenz fc einen der beiden bestimmten Werte 8 Hz und 2 Hz annimmt. Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung solcher fester Werte von 8 Hz und 2 Hz als Grenzfrequenz beschränkt. Eine Abwandlungsmöglichkeit besteht in einer kontinuierlichen Variierung der Grenzfrequenz. In diesem Falle kann der Steuergewinn wie folgt ausgedrückt werden:

fc = (2Phigh + 8Plow)/(Phigh + Plow) (16).

Die Steuerung 30 rechnet die obige Gleichung (16) aus unter Verwendung der Werte Plow und Phigh und ermittelt die Grenzfrequenz fc. Gemäß der <Gleichung (16) nähert sich die Grenzfrequenz 8 Hz, wenn der Spitzenwert der Schwingungen im Bereich der Karosserieresonanz vorherrschend wird, während die Grenzfrequenz 2 Hz beträgt, wenn der Spitzenwert der Schwin gungen im Bereich der Radträgerresonanz vorherrscht.

Bei der Verwendung der Werte Jlow and Jhigh kann die Grenzfrequenz fc wie folgt ausgedrückt werden:

fc = (2Jigh + 8Jlow)/(Jhigh + Jlow) (17).

Die Steuerung 30 rechnet die obige Gleichung (17) aus und liefert die Grenz frequenz fc. Entsprechend dieser Gleichung (17) nähert sich die Grenzfre quenz 8 Hz, wenn der Spitzenwert der Schwingungen im Bereich der Karos serieresonanz vorherrscht, während sich die Grenzfrequenz 2 Hz nähert, wenn der Spitzenwert der Schwingungen im Bereich der Radträgerresonanz gewichtiger ist.

In der vorangegangenen Beschreibung wird die Grenzfrequenz fc variiert ent sprechend Schwingungen im Bereich der Karosserieresonanz und der Rad trägerresonanz. Alternativ kann die Grenzfrequenz fc variiert werden ent sprechend Änderungen des Absolutwertes des Signals ZG für Schwingungen im Bereich entweder der Karosserieresonanz oder der Radträgerresonanz.

In der Gleichung (8) wird die Kraft UP ausgedrückt als UP = -F. Die kombi nierte Kraft F wird definiert als Summe der ersten Kraftkomponente Fs und der zweiten Kraftkomponente Fd.

In Fig. 14 sind Kurven J und K zur Wiedergabe der Abhängigkeit des Steuer gewinns von der Frequenz dargestellt. Die Kurve J repräsentiert die Schwin gungen, wenn in der Gleichung (9) die Kraft UP durch -Fd wiedergegeben wird, während die Kurve K die Schwingungen repräsentiert, wenn in Glei chung (9) die Kraft UP durch -Fs wiedergegeben wird.

Wie aus der Kurve K ersichtlich ist, ist die Kraft UP notwendig zum Ausglei chen der ersten Kraftkomponente Fs, die durch die Feder 36 aufgrund von Unregelmäßigkeiten der Fahrbahnoberfläche erzeugt wird. Diese Kraft ist notwendig zur Isolierung der Fahrzeugkarosserie 10 gegenüber Schwingun gen im niedrigen Frequenzbereich unterhalb von 5 Hz. Die Kurve J zeigt, daß eine Reduzierung der Kraft UP, die die zweite Kraftkomponente Fd des hy draulischen Betätigungsorgans 18 in Folge von Straßenunebenheiten aus gleicht, den Nachteil von Schwingungen im hohen Frequenzbereich aus gleicht.

Auf der Basis dieser Erkenntnis läßt sich die modifizierte kombinierte Kraft F* durch folgende Gleichung wiedergeben:

F*=Fs+αFd (18)

in dieser Gleichung ist α < 1, beispielsweise 0,50.

Durch Kombination der Gleichung (18) mit der Gleichung (9) ergibt sich fol gende Beziehung:

UP* = -(Fs + αFd) (19).

In Fig. 15 ist eine Kurve L zur Abhängigkeit des Steuergewinns von der Fre quenz ähnlich den Kurven A und B wiedergegeben. Die Kurve L repräsentiert die Schwingungen bei einem Steuergewinn α von 0,5.

Die Kurve L zeigt, daß die Isolierung der Fahrzeugkarosserie 10 gegenüber Schwingungen im Bereich oberhalb 6 Hz verbessert wird gegenüber der Kur ve A.

Das Flußdiagramm gemäß Fig. 12 zeigt einen Programmdurchlauf bei der be vorzugten Anwendung der dritten Ausführungsform der Erfindung. Die Steue rung 30 führt das in Fig. 12 gezeigte Programm in regelmäßigen Intervallen von beispielsweise 20 ms durch.

Das Steuerprogramm gemäß Fig. 12 ist im wesentlichen dasselbe wie das Steuerprogramm gemäß Fig. 7, mit der Ausnahme, daß die Schritte 118 und 120 anstelle der Schritte 104, 106 und 108 vorgesehen sind.

In Schritt 118 berechnet die Steuerung 30 die erste Kraftkomponente Fs und die zweite Kraftkomponente Fd.

In Schritt 120 berechnet die Steuerung das Produkt oder die zweite Kraft komponente Fd und den Steuergewinn α und sodann die Summe des Pro dukts und die erste Kraftkomponente Fs zur Bildung der modifizierten kom binierten Kraft F*. Sodann bestimmt die Steuerung 30 die Kraft UP*, die als -F* ausgedrückt wird.

Der Steuergewinn α beträgt weniger als 1, beispielsweise 0,5.

Bei diesem Beispiel ist der Steuergewinn α festgelegt. Der Steuergewinn α kann jedoch auch variiert werden.

Die Kurven M und N in Fig. 16 beziehen sich zusätzlich zu den Kurven A, L und K in Fig. 15 und 14 auf die Abhängigkeit des Steuergewinns von der Frequenz. Die Kurve A repräsentiert die Schwingung bei einem Steuergewinn α von 1. Die Kurve M bezieht sich auf eine Schwingung bei einem Steuergewinn α von 0,75, und die Kurve L bezieht sich auf Schwingungen bei einem Steuergewinn α von 0,50. Die Kurve N zeigt das Schwingungsverhalten bei einem Steuergewinn α von 0,25, und die Kurve K repräsentiert die Vibrationen bei einem Steuergewinn α von 0.

Wie aus den Kurven der Fig. 16 hervorgeht, wird bei einem Steuergewinn α unterhalb von 1 bis hin zu 0 das Schwingungsverhalten im Bereich von Frequenzen von 6 bis 10 Hz, das heißt im Resonanzbereich der Radträger unterdrückt. Die Isolierung der Fahrzeugkarosserie 10 gegenüber Schwingungen in Bereichen von Frequenzen von 1 bis 5 Hz, das heißt im Bereich der Resonanz der Karosserie, wird schlechter. Ein Vergleich der Kurve K und der Kurve A (siehe Fig. 15) zeigt, daß die Stärke der Isolierung der Fahrzeugkarosserie gegenüber Schwingungen im Resonanzbereich der Karosserie zufriedenstellend ist und Schwingungen im Bereich der Resonanzfrequenz des Radträgers nahezu ausgeschaltet werden.

Daher kann der Steuergewinn α zwei Werte b1 und b2 annehmen, von denen b2 nicht kleiner als b1 ist. Diese Werte b1 und b2 sind nicht kleiner als 0 und nicht größer als 1. Die Werte b1 und b2 werden manuell durch den Fahrer, beispielsweise mit Hilfe eines Drehschalters eingestellt. Der Wert b1 beträgt beispielsweise 0,2 und der Wert b2 0,8. Gewünschtenfalls kann der Steuergewinn α kontinuierlich zwischen 0 und 1 entsprechend der Betätigung eines Schalters durch den Fahrer geändert werden.

In der vorangegangenen Beschreibung ist davon ausgegangen worden, daß der Steuergewinn α fest ist oder variabel entsprechend der Betätigung eines Schalters durch den Fahrer des Fahrzeugs. Die dritte Ausführungsform ist auf die Verwendung eines festen Steuergewinns oder eines manuell wählbaren Steuergewinns nicht festgelegt.

Eine Möglichkeit besteht in der automatischen Variierung des Steuergewinns α. In diesem Falle bestimmt die Steuerung 30 den Steuergewinn α entspre chend dem Ergebnis des Leistungsspektrums der Vertikalbeschleunigung ZG, wie es bereits im Zusammenhang mit Schritt 100 des Flußdiagramms der Fig. 7 beschrieben wurde. Insbesondere berechnet die Steuerung 30 die Amplitu de des Spitzenwertes im Bereich von 1 bis 5 Hz, das heißt im Bereich der Karosserieresonanz, wertet das berechnete Ergebnis aus und setzt das Ergeb nis als Plow. Sodann berechnet die Steuerung 30 die Amplitude des Spitzen wertes im Bereich von 6 bis 10 Hz, wertet das Ergebnis aus und setzt das Er gebnis als Phigh. Das berechnete Ergebnis für den Bereich von 6 bis 10 Hz wird stärker gewichtet als das Ergebnis für den Bereich von 1 bis 5 Hz, da dies dem menschlichen Empfinden entgegenkommt. Die Steuerung 30 ver gleicht Plow und Phigh und setzt den Steuergewinn α auf c2, wenn Plow grö ßer als Phigh ist, andererseits auf c1, wenn Phigh größer als Plow ist. Der Wert c2 ist größer als der Wert c1, und die Werte c1 und c2 sind nicht klei ner als 0 und nicht größer 1.

Entsprechend dieser Ausführung wird der Steuergewinn α auf c2, beispiels weise 1 gesetzt, wenn Plow größer als Phigh ist, das heißt, wenn Vibrationen im Bereich der Karosserieresonanz vorherrschen, während der Steuergewinn α auf c1, beispielsweise 0 gesetzt wird, wenn Phigh größer als Plow ist, das heißt, wenn Vibrationen im Bereich der Radträgerresonanz vorherrschen.

Die dritte Ausführungsform der Erfindung ist nicht begrenzt auf die Verwen dung des Leistungsspektrums von ZG bei der Bestimmung des Steuergewinns α. Ahnlich wie bei der ersten Ausführungsform besteht eine Möglichkeit in der Verwendung von zwei Bandfiltern mit einem ersten Bandfilter mit Durch laß zwischen einer unteren Grenzfrequenz von 1 Hz und einer oberen Grenz frequenz von 5 Hz und einem zweiten Filter mit einem Durchlaßband zwi schen einer unteren Grenzfrequenz von 6 Hz und einer oberen Grenzfre quenz von 10 Hz. Die Signale ZG werden diesen Bandfiltern zugeleitet. Die Steuerung 30 integriert das Signal des ersten Bandfilters über eine Zeitein heit, quadriert das Ergebnis, wertet es aus und setzt das ausgewertete Ergeb nis als Jlow. In ähnlicher Weise integriert die Steuerung 30 das Signal des zweiten Bandfilters über eine Zeiteinheit, quadriert das Ergebnis und setzt das quadrierte und ausgewertete Ergebnis als Jhigh. Das quadrierte Signal des zweiten Bandfilters wird stärker gewichtet als das quadrierte Signal des ersten Bandfilters. Dies entspricht dem menschlichen Empfinden und der Tatsache, daß die Bandbreite des zweiten Filters größer ist. Die Steuerung 30 vergleicht Jlow und Jhigh und setzt den Steuergewinn α auf c2 (= 1), wenn Jlow größer als Jhigh ist und auf c1 (= 0), wenn Jhigh größer als Jlow ist.

Bei der beschriebenen Variante der dritten Ausführungsform nimmt der Steuergewinn α einen von zwei bestimmten Werten c1 und c2 an. Diese Ein schränkung auf bestimmte Werte c1 und c2 ist jedoch nicht notwendig. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Steuergewinn α kontinuierlich zwi schen 1 und 0 zu variieren. Unter Verwendung der Werte Plow und Phigh kann der Steuergewinn α durch die oben aufgeführte Gleichung (13) wieder gegeben werden.

Die Steuerung 30 rechnet die Gleichung (13) aus unter Verwendung der Wer te Plow und Phigh und liefert den Steuergewinn α. Gemäß Gleichung (13) nä hert sich der Steuergewinn α dem Wert 1, wenn der Spitzenwert der Schwingungen im Bereich der Karosserieresonanz vorherrscht, während sich der Steuergewinn α dem Wert 0 nähert, wenn der Spitzenwert der Schwin gungen im Bereich der Radträgerresonanz vorherrscht.

Im Falle der Verwendung der Werte Jlow und Jhigh kann der Steuergewinn α entsprechend der vorgenannten Gleichung (14) ausgedrückt werden.

Die Steuerung 30 rechnet die Gleichung (14) aus und ermittelt den Steuerge winn α. Entsprechend der Gleichung (14) nähert sich der Steuergewinn α dem Wert 1, wenn der Spitzenwert der Schwingungen im Bereich der Karos serieresonanz vorherrscht. Andererseits nähert sich der Steuergewinn α dem Wert 0, wenn der Spitzenwert der Schwingungen im Bereich der Radträger resonanz gewichtiger ist.

Bei der vorstehend beschriebenen Variante der dritten Ausführungsform wird der Steuergewinn α variiert entsprechend Vibrationen im Bereich der Karos serieresonanz und Vibrationen im Bereich der Radträgerresonanz. Alternativ kann der Steuergewinn α variiert werden entsprechend Änderungen des Ab solutwertes des Signals ZG für Vibrationen im Bereich entweder der Karosse rieresonanz oder der Radträgerresonanz.

In Fig. 14 fällt die Kurve J unter die Kurve B im Bereich von Frequenzen oberhalb von 2,2 Hz ab. Das bedeutet, daß die Aufhebung der ersten Kraftkomponente Fs bei der Bestimmung der Gegenkraft UP zu einer besseren Isolierung der Fahrzeugkarosserie 10 gegenüber Vibrationen im Bereich von Frequenzen oberhalb von 2,2 Hz führt, als die Verwendung der Summe der ersten und zweiten Kraftkomponente Fs und Fd bei der Bestimmung der Gegenkraft UP.

Auf der Basis dieser Erkenntnis wird die modifizierte kombinierte Kraft F* ermittelt durch Ausfiltern von Frequenzen der ersten Kraftkomponente Fs oberhalb einer Frequenzgrenze fc mit Hilfe eines Tiefpaßfilters LPF. Zur Vereinfachung der Erläuterung läßt sich die kombinierte modifizierte Kraft F* wie folgt ausdrücken:

F* = fc(Fs) + Fd (20)

In Fig. 17 ist eine Kurve O wiedergegeben, die das Verhältnis von Steuergewinn zu Frequenz ähnlich wie bei den Kurven A und B darstellt. Die Kurve O repräsentiert Schwingungen, wenn die Grenzfrequenz 4,0 Hz beträgt und Frequenzen oberhalb von 4,0 Hz bei Berechnung der Gleichung (20) und Bestimmung von UP* entsprechend UP*=-F* ausgefiltert werden.

Vergleicht man die Kurve O mit der Kurve B, so zeigt es sich, daß die Spitze der Schwingungen in der Nähe von 8 Hz gesenkt wird, so daß störende Schwingungen im Bereich von 3 bis 8 Hz unterdrückt werden.

Das Flußdiagramm gemäß Fig. 13 veranschaulicht einen Programmdurchlauf einer bevorzugten Anwendung einer vierten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Steuerung 30 führt das in Fig. 13 gezeigte Steuerungsprogramm in regelmäßigen Intervallen von beispielsweise 20 ms durch.

Das Steuerungsprogramm gemäß Fig. 13 entspricht im wesentlichen dem Steuerungsprogramm gemäß Fig. 12 mit der Ausnahme, daß ein Schritt 122 anstelle des Schrittes 120 vorgesehen ist.

In dem Schritt 122 filtert die Steuerung 30 Frequenzen der ersten Kraft komponente Fs oberhalb der Grenzfrequenz, beispielsweise 4,0 Hz aus, und sie berechnet sodann die Summe der ersten Kraftkomponente Fs nach dem Filtervorgang und der zweiten Kraftkomponente Fd zur Lieferung der modifi zierten kombinierten Kraft F*. Sodann bestimmt die Steuerung 30 die Kraft UP*, die der Kraft -F* entspricht.

In diesem Beispiel ist die Grenzfrequenz fc festgelegt. Die Grenzfrequenz kann jedoch auch variieren.

In Fig. 18 sind Kurven P und Q dargestellt, die die Abhängigkeit des Steuer gewinns von der Frequenz zum Vergleich zu den Kurven A und B zeigen. Die Kurve P entspricht den Schwingungen, wenn die Frequenz der ersten Kraft komponente Fs oberhalb der Grenzfrequenz von 7,0 Hz ausgefiltert werden, und die Kurve Q entspricht den Schwingungen, wenn die Frequenz der er sten Kraftkomponente Fs oberhalb einer Grenzfrequenz von 3,0 Hz ausgefil tert werden.

Diese Kurven P und Q zeigen, daß, wenn die Grenzfrequenz fc hoch ist, das heißt fc = 7,0 Hz beträgt, eine gute Isolierung der Fahrzeugkarosserie gegen über Schwingungen im Bereich von Frequenzen von 1 bis 2 Hz erreicht wird, während, wenn die Grenzfrequenz niedrig ist, das heißt fc = 3,0 Hz beträgt, eine gute Isolierung der Fahrzeugkarosserie 10 bei Schwingungen im Bereich der Frequenzen von 3 bis 7 Hz erzielt wird.

Dabei wird bei dieser Variante der vierten Ausführungsform die Grenzfre quenz fc variiert entsprechend dem variablen Vibrationsverhalten der Fahr zeugkarosserie 10.

Wenn die Grenzfrequenz fc niedriger angesetzt wird, wird die Isolierung der Fahrzeugkarosserie 10 bei Schwingungen mit Frequenzen oberhalb 2,2 Hz wirkungsvoller, während die Isolierung der Fahrzeugkarosserie 10 bei Schwingungsfrequenzen im Bereich von 1 bis 2 Hz nachläßt. Wenn die Grenz frequenz fc höher wird und sich 1 nähert, wird die Isolierung der Fahrzeug karosserie 10 gegenüber Schwingungen mit Frequenzen oberhalb von 2,2 Hz weniger wirksam, jedoch die Isolierung bei Schwingungen mit Frequenzen im Bereich von 1 bis 2 Hz wirkungsvoller.

Daher kann die Grenzfrequenz fc zwei Werte von beispielsweise 3 Hz und 7 Hz annehmen. Diese Werte können manuell durch den Fahrer des Fahrzeugs, beispielsweise mit Hilfe eines Schalters gewählt werden. Gewünschtenfalls kann die Grenzfrequenz fc kontinuierlich zwischen 3 Hz und 7 Hz entspre chend der Betätigung eines Schalters durch den Fahrer variiert werden.

Bei der vorstehenden Beschreibung der vierten Ausführungsform ist ange nommen worden, daß die Grenzfrequenz fc fest oder variabel ist entspre chend der Betätigung eines Schalters oder Drehknopfs durch den Fahrer. In soweit ist die vierte Ausführungsform jedoch nicht beschränkt.

Entsprechend einer Variante der vierten Ausführungsform kann die Grenz frequenz fc automatisch variiert werden. In diesem Falle bestimmt die Steue rung 30 die Grenzfrequenz fc entsprechend dem Ergebnis des Leistungs spektrums der Vertikalbeschleunigung ZG in der bereits im Zusammenhang mit Schritt 106 des Flußdiagramms der Fig. 7 beschriebenen Art und Weise. Insbesondere berechnet die Steuerung 30 die Amplitude des Spitzenwertes im Bereich von 1 bis 2 Hz, wertet das berechnete Ergebnis und setzt an schließend das Ergebnis als Plow. Sodann berechnet die Steuerung 30 die Amplitude des Spitzenwertes im Bereich von 3 bis 7 Hz, wertet das Ergebnis und setzt das bewertete Endergebnis als Phigh. Das berechnete Ergebnis für den Bereich von 3 bis 7 Hz ist wichtiger als das Ergebnis für 1 bis 2 Hz im Hinblick auf das menschliche Empfinden und die Tatsache, daß der zweite Bandbereich größer ist. Die Steuerung 30 vergleicht Plow und Phigh und setzt die Grenzfrequenz fc auf 7 Hz, wenn Plow größer als Phigh ist, und auf 3 Hz, wenn Phigh größer als Plow ist.

Die vierte Ausführungsform der Erfindung ist nicht auf die Verwendung des Leistungsspektrums von ZG bei der Bestimmung der Grenzfrequenz fc be schränkt. In ähnlicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform besteht die Möglichkeit, zwei Bandfilter zu verwenden mit einem ersten Bandfilter mit einem einzigen Übertragungsband mit unterer Grenzfrequenz von 1 Hz und oberer Grenzfrequenz von 2 Hz und einem zweiten Filter mit einem Übertra gungsband mit unterer Grenzfrequenz von 3 Hz und oberer Grenzfrequenz von 7 Hz. Die Signale ZG werden diesen Bandfiltern zugeleitet. Die Steuerung 30 integriert die Signale des ersten Bandfilters über eine Zeiteinheit, qua driert das Ergebnis und wertet das Quadrat und setzt das Endergebnis als Jlow. In ähnlicher Weise integriert die Steuerung 30 das Signal des zweiten Bandfilters über eine Zeiteinheit, quadriert das Ergebnis, wertet das Quadrat und setzt das gewertete Endergebnis als Jhigh. Das quadrierte Resultat des zweiten Bandfiltersignals wird stärker gewichtet als das quadrierte Resultat des ersten Bandfiltersignals, da dies dem menschlichen Empfinden ent spricht und das zweite Filterband breiter ist als das erste. Die Steuerung 30 vergleicht Jlow und Jhigh und setzt die Grenzfrequenz fc auf 7 Hz, wenn Jlow größer als Jhigh ist, dagegen auf 3 Hz, wenn Jhigh größer als Jlow ist.

In der vorangegangenen Beschreibung der Varianten der vierten Ausfüh rungsform nimmt die Grenzfrequenz zwei bestimmte Werte an. Eine weitere Variante der vierten Ausführungsform, die auf das vorgenannte Verfahren nicht beschränkt ist, besteht in einer kontinuierlichen Variierung der Grenz frequenz zwischen 3 Hz und 7 Hz. Unter Verwendung der Werte Plow und Phigh kann die Grenzfrequenz wie folgt ausgedrückt werden:

fc = (3Phigh + 7Plow)/(Phigh + Plow) (21).

Die Steuerung 30 rechnet die Gleichung (21) unter Verwendung der Werte Plow und Phigh aus und liefert die Grenzfrequenz fc. Entsprechend der Glei chung (21) nähert sich die Grenzfrequenz dem Wert von 7 Hz, wenn der Spitzenwert der Schwingungen im Frequenzbereich von 1 bis 2 Hz vor herrscht, während die Grenzfrequenz fc sich dem Wert von 3 Hz nähert, wenn der Spitzenwert der Schwingungen im Frequenzbereich von 3 bis 7 Hz überwiegt.

Bei Verwendung der Werte Jlow und Jhigh kann die Grenzfrequenz fc wie folgt ausgedrückt werden:

fc = (3Jhigh + 7Jlow)/(Jhigh + Jlow) (22).

Die Steuerung 30 rechnet die Gleichung (22) aus und liefert die Grenzfre quenz fc. Gemäß der Gleichung (22) nähert sich die Grenzfrequenz fc dem Wert von 7 Hz, wenn der Spitzenwert der Schwingungen des Frequenzbe reichs von 1 bis 2 Hz vorherrscht, während sich die Grenzfrequenz fc dem Wert von 3 Hz nähert, wenn der Spitzenwert der Schwingungen im Fre quenzbereich von 3 bis 7 Hz vorherrschend wird.

In der vorgenannten Beschreibung einer der Varianten der vierten Ausfüh rungsform wird angegeben, daß die Grenzfrequenz entsprechend den Schwingungen im Frequenzbereich von 1 bis 2 Hz und der Schwingungen im Bereich von 3 bis 7 Hz variiert wird. Alternativ kann die Grenzfrequenz fc va riiert werden entsprechend Änderungen des Absolutwertes des Signals ZG für Schwingungen in einem der beiden Frequenzbereiche.

Bei der dritten Ausführungsform (siehe Fig. 12) und deren Ausführungsvarian ten wird die erste Kraftkomponente Fs unmodifiziert verwendet, und bei der vierten Ausführungsform (Fig. 13) und deren Varianten wird die zweite Kraft komponente Fd unmodifiziert verwendet. Gewünschtenfalls können die Steu erungen gemäß der dritten und vierten Ausführungsform kombiniert werden zur Ermittlung der modifizierten kombinierten Kraft F* in folgender Weise:

F* = fc(Fs) + αFd (23).

Fig. 19 zeigt eine Kurve R, die die Abhängigkeit des Steuergewinns von der Frequenz darstellt und mit den Kurven A und B verglichen wird. Die Kurve R repräsentiert die Schwingungen, wenn die Grenzfrequenz 3 Hz beträgt und der Steuergewinn α 0,75 beträgt. Es ergibt sich aus der Kurve R, daß bei ei ner zufriedenstellenden Isolierung der Fahrzeugkarosserie gegenüber Schwingungen im Bereich der Karosserieresonanz die Schwingungsspitze in der Nähe von 8 Hz im wesentlichen gesenkt wird.

Das zuvor beschriebene System kann ausgedehnt werden zur Lieferung einer individuellen Steuerung jeder Ecke der Fahrzeugkarosserie durch Verwen dung eines Vertikal-Beschleunigungssensors an jeder Ecke oberhalb des je weiligen Rades und eines Hubsensors zwischen dem Rad und der Fahrzeugka rosserie. In diesem Falle können nicht nur Schwellenwerte für die Gerade ausfahrt, wie oben angegeben wurde, sondern auch eine Wanksteuerung und eine Tauchsteuerung mit den eigenen bestimmten Schwellenwerten und Fre quenzgrenzen vorgesehen sein. Das kann eine Anwendung bedeuten auf Wank- und Tauchbewegungen bei der Fahrt oder aufgrund von Bremsungen, Beschleunigungen oder Lenkmanövern. In den letztgenannten Fällen sind ge eignete Sensoren vorgesehen, die die Bewegungen abtasten, insbesondere die Änderungsgeschwindigkeit der Bewegung.

Im folgenden sollen zwei Anwendungsfälle einer derartigen individuellen Steuerung beschrieben werden.

Fig. 1 zeigt eine Radaufhängungsanordnung 12 für ein Kraftfahrzeug mit einer Fahrzeugkarosserie 10 und vier Rädern, nämlich einem vorderen linken Rad 11FL, einem vorderen rechten Rad 11FR, einem hinteren linken Rad 11RL und einem hinteren rechten Rad 11RR. Bei der Anordnung gemäß Fig. 1 sind vier Radträger 14 für die vier genannten Räder vorgesehen. Die Radträger 11 besitzen hydraulische Betätigungsorgane 18FL, 18FR, 18RL und 18RR in Ver bindung mit den Radträgern sowie Aufhängungsfedern 36 in Verbindung mit diesen. Die hydraulischen Betätigungsorgane und Aufhängungsfedern ent sprechen im wesentlichen denjenigen der Fig. 6, die bereits beschrieben wurden. Die Radträger 14 weisen jeweils ein Druckregelventil 20FL, 20FR, 20RL und 20RR auf. Die Druckregelventile sind ähnlich aufgebaut und wirken ähnlich wie diejenigen der Fig. 6. Die Radträger 14 besitzen Hub sensoren 27FL, 27FR, 27RL und 27RR und Vertikal-Beschleunigungssensoren 28FL, 28FR, 28RL und 28RR in Verbindung mit diesen. Die Hubsensoren und die Vertikal-Beschleunigungssensoren entsprechen ebenfalls denen der Fig. 6. Jeder der Vertikal-Beschleunigungssensoren ist an der Fahrzeugkarosserie 10 oberhalb des jeweiligen Radträgers 14 angeordnet und mißt die Vertikal komponente der Karosseriebeschleunigung an diesem Punkt.

Jedes hydraulische Betätigungsorgan kann eine die Karosserie abstützende Kraft erzeugen, die zwischen dem jeweiligen Radträger und der Fahrzeugka rosserie 10 wirkt. Diese Kraft wird bestimmt durch Druck in der Druckkam mer LP und die Differenz der Druckfläche der unteren Stirnfläche und der oberen Stirnfläche des Kolbens. Jedes der Zylinderrohre 18a ist verbunden mit einem zugehörigen Radträger 14, und eine Kolbenstange 18b, die zu dem Zylinderrohr 18a gehört, ist mit der Fahrzeugkarosserie 10 verbunden. Die Druckkammern LP sind über zugehörige Drosselventile 32 mit den zugehöri gen Speichern 34 verbunden. Diese Speicher 34 sind vorgesehen zur Aufnah me von Schwingungen der ungefederten Massen. Die Druckkammern LP sind über Leitungen 38 verbunden mit den Auslässen der zugehörigen Druckregel ventile 20FL, 20FR, 20RL und 20RR. Jede der Aufhängungsfedern 36 ist in be kannter Weise zwischen dem Zylinderrohr 18a und dem Kolben 18b angeord net und wirkt zwischen der Fahrzeugkarosserie 10 und dem Radträger 14.

Jedes der Druckregelventile 20FL, 20FR, 20RL und 20RR ist mit einer Ölzu fuhrleitung 21S und mit einer Ölrückleitung 21R verbunden. Durch die Zu fuhrleitung 21S wird Öl unter Druck von einer Druckölquelle 22 den Druck regelventilen 20FL, 20FR, 20RL und 20RR zugeführt, und das von den Druck regelventilen abgegebene Öl kann zu der Druckölquelle über die Rückleitung 21R zurückströmen. Jedes der Druckregelventile ist für sich bekannt und wird im Zusammenhang mit Fig. 2 der US-PS 4 938 499 beschrieben, auf die hier Bezug genommen wird.

Ein vorderer Druckspeicher 24F ist mit der Zufuhrleitung 21S angrenzend an die Druckregelventile 21FL und 21FR der Vorderräder 11FL und 11FR ver bunden, während ein hinterer Druckspeicher 24R verbunden ist mit der Zu fuhrleitung 21S angrenzend an die Druckregelventile 20RL und 20RR der Hinterräder 11RL und 11RR.

Im folgenden soll, soweit ohne Mißverständnis möglich, jeweils nur die gene relle Bezugsziffer ohne Index für die vier identischen Elemente an den vier Rädern verwendet werden.

Das Sensorsignal S der vier Hubsensoren 27 und das Sensorsignal ZG der vier Vertikal-Beschleunigungssensoren 28 gelangen an eine Steuerung 30, die den Steuerstromwert i für die vier Druckregelventile 20 bestimmt und ent sprechend einstellt.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, umfaßt die Steuerung 30 Analog/Digital-Wandler (A/D) 43, die mit den Vertikal-Beschleunigungssensoren 28, den Hubsenso ren 27 und einem Mikroprozessor mit Eingangs/Ausgangs-Interface-Schal tung 44a, einem Zentralrechner (CPU) 44b und einem Speicher 44c verbun den sind. Der Speicher 44c weist RAM- und ROM-Speicher und -Register auf. Die Steuerung 30 umfaßt weiterhin Digital/Analog-Wandler (D/A) 45, die mit Ventiltreiberschaltungen 46FL, 46FR, 46RL und 46RR für die jeweiligen Druckregelventile 20 verbunden sind.

Sensorsignale S_FL, S_FR, S_RL und S_RR der vier Hubsensoren 27 und Sensor signale ZG_FL, ZG_FR, ZG_RL und ZG_RR der vier Vertikal-Beschleunigungssenso ren 28 werden in Digitalsignale durch die zugehörigen A/D-Wandler 43 um gewandelt. Die Digitalsignale der Wandler 43 gelangen an die Eingangs/Aus gangs-Interface-Schaltung 44a. Der Mikroprozessor 44 bestimmt die Druck steuerwerte P_FL, P_FR, P_RL und P_RR, die über die Eingangs/Ausgangs-Schal tung 44a den zugehörigen D/A-Wandlern 45 zugeleitet und in Analogsignale umgewandelt werden. Die Analogsignale der D/A-Wandler 45 werden in den Treiberschaltungen 46 in Stromsteuerwerte i_FL, i_FR, i_RL und i_RR für die zuge hörigen Druckregelventile 20 umgewandelt.

Die Steuerung 30 ist ausgelegt auf einen Steuerungsbeginn beim Drehen des Zündschlüssels des Fahrzeugs.

Auf der Radaufhängung mit mehreren Rädern gemäß Fig. 1 sind die Steuersy steme für hydraulische Betätigungsorgane 18 unabhängig, so daß das Aus gangssignal S_FL des vorderen linken Hubsensors 27FL und das Ausgangssignal ZG_FL des vorderen linken Vertikal-Beschleunigungssensors 28FL berücksich tigt werden bei der Bestimmung des Steuerstromwertes i_FL für das vordere linke Drucksteuerventil 20FL. Für die drei anderen Räder gilt dies entspre chend.

Die Steuerung 30 führt für jedes der vorderen und hinteren Radaufhängungs systeme ein Steuerprogramm ähnlich demjenigen durch, das bei den zuvor geschilderten Ausführungsformen und deren Varianten angewendet worden ist. Bei jedem Radaufhängungssystem bestimmt die Steuerung die modifizier te kombinierte Kraft F* durch Rechenvorgang auf der Basis einer Informa tion, die aus den Sensorsignalen S und ZG des zugehörigen Hubsensors und Vertikal-Beschleunigungssensors abgeleitet wird. Sodann bestimmt die Steuerung 30 die Kraft UP* durch Invertieren von F*, wie es in Gleichung (10) gezeigt ist, und die Karosserie-Abstützkraft U* durch Ausrechnen der Gleichung (11). Die Steuerung 30 bestimmt ferner einen Drucksteuerwert P für die festgelegte Karosserie-Abstützkraft U* für jedes der vier Räder und wandelt in der zugehörigen Ventiltreiberschaltung den Drucksteuerwert P in einen Stromsteuerwert i für das zugehörige Drucksteuerventil um. Der Strom, der durch die entsprechende Spule der Drucksteuerventile fließt, wird entsprechend dem vorgegebenen Stromsteuerwert i eingestellt.

Es soll nun angenommen werden, daß die Steuerung 30 ein ähnliches Steue rungsprogramm durchläuft, wie es in Verbindung mit der ersten Ausfüh rungsform beschrieben und in Fig. 7 durch eine Flußdiagramm dargestellt ist.

Die Steuerung 30 nimmt Hubsignale S_FL, S_RL, S_RLL und S_RR der vier Hubsen soren 27 und Vertikal-Beschleunigungssignale ZG_FL, ZG_FR, ZG_RL und ZG_RR der Vertikal-Beschleunigungssensoren 28 auf.

Sodann bestimmt die Steuerung 30 die Vertikalgeschwindigkeit dX_FL/dt, dX_FR/dt, dX_RL/dt und dX_RR/dt der ungefederten Massen durch Aus rechnen der folgenden Gleichungen:

dX_FL/dt = dS_FL/dt + ∫ ZG_FLdt (24)

dX_FR/dt = dS_FR/dt + ∫ ZG_FRdt (25)

dX_RL/dt = dS_RL/dt + ∫ ZG_RLdt (26)

dX_RR/dt = dS_RR/dt + ∫ ZG_RRdt (27).

Die Steuerung 30 bestimmt die ersten und zweiten Kraftkomponenten Fs_FL & Fd_FL, Fs_FR & Fd_FR, Fs_RL & Fd_RL und Fs_RR & Fd_RR durch Ausrechnen der folgenden Gleichungen:

Fs_FL = K_FL ∫ (dX_FL/dt)dt (28)

Fs_FR = K_FR ∫ (dX_FR/dt)dt (29)

Fs_RL = K_RL ∫ (dX_RL/dt)dt (30)

Fs_RR = K_RR ∫ (dX_RR/dt)dt (31)

in diesen Gleichungen bedeuten K_FL, K_FR, K_RL und K_RR Federkonstanten.

Fd_FL = C_FL (dX_FL/dt) (32)

Fd_FR = C_FR (dX_FR/dt) (33)

Fd_RL = C_RL (dX_RL/dt) (34)

Fd_RR = C_RR (dX_RR/dt) (35)

in diesen Gleichungen bedeuten C_FL, C_FR, C_RL und C_RR Dämpfungskonstanten.

Die Steuerung 30 bestimmt die kombinierte Kraft F_FL, F_FR, F_RL und F_RR durch Ausrechnen der folgenden Gleichungen:

F_FL = Fs_FL + Fd_FL (36)

F_FR = Fs_FR + Fd_FR (37)

F_RL = Fs_RL + Fd_RL (38)

F_RR = Fs_RR + Fd_RR (39).

Die Steuerung 30 bestimmt den Steuergewinn α_FL, α_FR, α_RL und α_RR auf der Basis des Leistungsspektrums von ZG_FL, ZG_FR, ZG_RL und ZG_RR in derselben Weise, wie es zuvor in Verbindung mit dem Schritt 106 des Flußdiagramms in Fig. 7 beschrieben wurde.

Sodann bestimmt die Steuerung 30 modifizierte kombinierte Kräfte F*_FL, F*_FR, F*_RL und F*_RR, die durch die folgenden Gleichungen ausgedrückt werden:

F*_FL = α_FLF_FL (40)

F*_FR = α_FRF_FR (41)

F*_RL = α_RLF_RL (42)

F*_RR = α_RRF_RR (43).

Die Steuerung 30 bestimmt die Kräfte UP*_FL, UP*_FR, UP*_RL und UP*_RR, die durch die folgenden Gleichungen ausgedrückt werden:

UP*_FL = -F*_FL (44)

UP*_FR = -F*_FR (45)

UP*_RL = -F*_RL (46)

UP*_RR = -F*_RR (47).

Die Steuerung 30 bestimmt die Kräfte U*_FL, U*_FR, U*_RL und U*_RR durch Be rechnung der folgenden Gleichungen:

U*_FL = UN_F - K_BZV_FL + UP*_FL (48)

U*_FR = UN_F - K_BZV_FR + UP*_FR (49)

U*_RL = UN_R - K_BZV_RL + UP*_RL (50)

U*_RR = UN_R - K_BZV_RR + UP*_RR (51)

in diesen Gleichungen sind UN_F und UN_R Kräfte, die erforderlich sind zum Halten der Fahrzeugkarosserie 10 in einer Zielhöhe;

K_B ist der Rückprall-Koeffizient;
ZV_FL ist das Integral ZG_FL über die Zeit;
ZV_FR ist das Integral ZG_FR über die Zeit;
ZV_RL ist das Integral ZG_RL über die Zeit;
ZV_RR ist das Integral ZG_RR über die Zeit.

Sodann bestimmt die Steuerung 30 die Drucksteuerwerte P_FL, P_FR, P_RL und P_RR für die hydraulischen Betätigungsorgane 18FL, 18FR, 18RL und 18RR, die bewirken, daß die Betätigungsorgane Stützkräfte U*_FL, U*_FR, U*_RL und U*_RR erzeugen.

Der Mikroprozessor 40 der Steuerung 30 gibt diese Drucksteuerwerte P_FL, P_FR, P_RL und P_RR über die Eingangs/Ausgangs-Interface-Schaltung 44a ab.

Diese Signale werden über die zugehörigen D/A-Wandler 45 den zugehörigen Ventiltreiberschaltungen 46FL, 46FR, 46RL und 46RR der zugehörigen Druck regelventile 20 zugeleitet.

Die vier Ventiltreiberschaltungen 46 erzeugen Stromsignale i, die den Druck steuerwerten P für die jeweiligen Räder entsprechen, und sie stellen den elektrischen Strom, der durch die Spulen der Drucksteuerventile 20 hin durchgeht, ein.

Die Integration der Signale der vier Vertikal-Beschleunigungssensoren und die Differenzierung der Signale der vier Hubsensoren erfolgen mathematisch als Teil des Steuerprogramms. Die Integration und Differenzierung kann elektronisch durch eine Integrier- und eine Differenziereinheit erfolgen.

Die Steuerung der Bewegung der Fahrzeugkarosserie 10 soll anschließend be trachtet werden. Wenn sich das Fahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit auf einer glatten und flachen Straßenoberfläche bewegt, gelten die folgenden Be ziehungen:

Fs_FL = 0 (52)

Fs_FR = 0 (53)

Fs_RL = 0 (54)

Fs_RR = 0 (55)

Fd_FL = 0 (56)

Fd_FR = 0 (57)

Fd_RL = 0 (58)

Fd_RR = 0 (59)

UP*_FL = 0 (60)

UP*_FR = 0 (61)

UP*_RL = 0 (62)

UP*_RR = 0 (63)

ZV_FL = 0 (64)

ZV_FR = 0 (65)

ZV_RL = 0 (66)

ZV_RR = 0 (67).

Dabei stellen sich folgende Stützkräfte für die Karosserie an den jeweiligen Radaufhängungssystemen ein:

U*_FL = UN_F (68)

U*_FR = UN_F (69)

U*_RL = UN_R (70)

U*_RR = UN_R (71).

Auf diese Weise wird die Fahrzeugkarosserie in der Zielhöhe gehalten.

Wenn die Vorderräder 11FL und 11FR einfedern, so daß die Zylinderrohre 18a der vorderen hydraulischen Betätigungsorgane 18FL und 18FR in bezug auf die zugehörigen Kolben 18c angehoben werden, ändern sich die Aus gangssignale S_FL und S_FR der Hubsensoren 27FL und 27FR von 0 auf positive Signale, da die vorderen Hubsensoren 27FL und 27FR den negativen Hub oder das Zusammenschieben der zugehörigen Betätigungsorgane 18FL und 18FR abtasten. Zur Vereinfachung der weiteren Erläuterung soll angenom men werden, daß die Ausgangssignale S_RLL und S_RR der hinteren Hubsenso ren 27RL und 27RR im wesentlichen bei 0 bleiben. Die Ausgangssignale ZG_FL und ZG_FR der vorderen Vertikal-Beschleunigungssensoren 28FL und 28FR werden geändert zu positiven Signalen, und die Ausgangssignale ZG_RL und ZG_RR der hinteren Vertikal-Beschleunigungssensoren 28RL und 28RR blei ben im wesentlichen bei 0.

Unter Vernachlässigung einer Änderung der Werte ZG_RL und ZG_RR gelten die folgenden Gleichungen:

Fs_FL < 0 (72)

Fs_FR < 0 (73)

Fd_RL < 0 (74)

Fd_FR < 0 (75)

Fs_RL = 0 (76)

Fs_RR = 0 (77)

Fd_RL = 0 (78)

Fd_RR = 0 (79)

UP*_FL < 0 (80)

UP*_FR < 0 (81)

UP*_RL = 0 (82)

UP*_RR = 0 (83)

ZV_FL < 0 (84)

ZV_FR < 0 (85)

ZV_RL = 0 (86)

ZV_RR = 0 (87).

Daraus ergeben sich die folgenden Karosserie-Abstützkräfte an den vier Rad aufhängungssystem:

U*_FL = UN_F - K_BZV_FL + UP*_FL (88)

U*_FR = UN_F - K_BZV_FR + UP*_FR (89)

U*_RL = UN_F (90)

U*_RR = UN_F (91).

Aus den Gleichungen (88) bis (91) ist erkennbar, daß die Karosserie-Abstütz kräfte U*_FL und U*_FR an den Vorderrädern abnehmen, während die Abstütz kräfte U*_RL und U*_RR an den Hinterräder unverändert bleiben. Wenn die Vertikalkomponenten der Karosseriegeschwindigkeit ZV_FL und ZV_FR an den Vorderrädern sich ändern, ändern sich die Karosserie-Stützkräfte U*_FL und U*_FR entsprechend, damit die Fahrzeugkarosserie in der Zielhöhe gehalten wird.

Eine andere Anwendung der Einzelsteuerung soll anschließend unter Bezug nahme auf Fig. 20, 21 und 22 beschrieben werden.

Die Radaufhängungsanordnung gemäß Fig. 20 und das Steuersystem gemäß Fig. 22 entsprechen im wesentlichen denjenigen der Fig. 1 und 2.

Ein wesentlicher Unterschied liegt darin, daß die Vertikalgeschwindigkeits daten dX_FL/dt und dX_FR/dt der ungefederten Massen der Vorderräder in Verzögerungseinrichtungen gespeichert werden und die gespeicherten Daten verwendet werden als Vertikalgeschwindigkeitsdaten dX_RL/dt und dX_RR/dt für die Hinterräder. Die Verzögerungseinrichtungen können die Verzöge rungszeit entsprechend eines für die Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentati ven Signals V eines Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 50 variieren. Der Vor teil liegt in der Einsparung von zwei hinteren Hubsensoren. Im übrigen ist diese Art der Datenverarbeitung besonders wirksam bei der Geradeausfahrt. Die Verzögerungseinrichtung umfaßt ein programmgesteuertes Schieberegi ster in einem Speicher 44c des Mikroprozessors 44 der Steuerung 30.

Gemäß Fig. 20 unterscheidet sich die Aufhängungsanordnung von derjenigen der Fig. 1 dadurch, daß die beiden hinteren Hubsensoren 27RL und 27RR fehlen und der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 50 das Geschwindigkeits signal V an die Steuerung 30 abgibt. In dem Steuersystem gemäß Fig. 22 wird das Geschwindigkeitssignal V über einen A/D-Wandler 43 einer Eingangs- /Ausgangs-Interface-Schaltung 44a zugeführt, und der Mikroprozessor 44 speichert die Vertikalgeschwindigkeitsdaten dX_FL/dt und dX_FR/dt der unge federten Massen der Vorderräder 11FL und 11FR in dem Schieberegister des Speichers 44c zusammen mit der Verzögerungszeit τ (tau) und bewegt die zuvor gespeicherten Daten in das Schieberegister, nachdem die entspre chende Verzögerungszeit um die Prüfzeit Ts, beispielsweise 20 ms, verrin gert worden ist. Die gespeicherten Daten, deren entsprechende Verzöge rungszeit zu Null geworden ist, werden verwendet zur Bestimmung der Kräf te UP_RL und UP_RR für die Hinterräder 11RL und 11RR.

Die Verzögerungszeit τ (tau) wird wie folgt ausgedrückt:

τ = (L/V) - τs (92)

in dieser Gleichung ist τ die Verzögerungszeit;
L der Abstand der Achsen oder der Vorder- und Hinterräder auf einer Seite des Fahrzeugs;
V die Fahrzeuggeschwindigkeit; und
τs die Steuerverzögerung einschließlich der hydraulischen Verzögerung und der Rechnerverzögerung des Systems.

Nach dem Verschieben der gespeicherten Daten und der zugehörigen gespei cherten Verzögerungszeit τ in den Verschieberegisterbereich wird jede ge speicherte Verzögerungszeit τ aktualisiert nach Verminderung um die Prüf zeit Ts, die mit einem Korrekturfaktor Δτ korrigiert wird. Der Korrekturfak tor ΔT kann wie folgt ausgedrückt werden:

Δτ = L/ΔV (93)

in dieser Gleichung ist ΔV die Abweichung des laufenden Wertes der Fahrzeuggeschwindigkeit von dem letzten Maßwert Ts, der aus einem Fenster mit der Zahl 0 herausfällt.

Unter Verwendung eines derartigen Korrekturfaktors erfolgt die Korrektur derart, daß die Verkleinerung, um die die Verzögerungszeit T variiert, mit der Fahrzeuggeschwindigkeit variiert.

Das Flußdiagramm der Fig. 21 veranschaulicht einen Steuerungsablauf einer bevorzugten Anwendung des oben erwähnten Steuersystems. Die Steuerung 30 führt das Steuerungsprogramm gemäß Fig. 21 in regelmäßigen Intervallen Ts der Prüfzeit von 20 ms durch.

In einem ersten Schritt 130 nimmt die Steuerung 30 Informationen über den Hub S_FL und S_FR von den vorderen Hubsensoren 27FL und 27FR, über die vertikale Karosseriebeschleunigung ZG_FL und ZG_FR sowie ZG_RL und ZG_RR nicht nur von den vorderen Beschleunigungssensoren 28FL und 28FR, sondern auch von hinteren Beschleunigungssensoren 28RL und 28RR auf. Die Steuerung 30 nimmt im übrigen eine Information über die Fahrzeugge schwindigkeit V von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 50 auf.

In Schritt 132 bestimmt die Steuerung 30 die Vertikalgeschwindigkeit dX_FLdt und dX_FR/dt der ungefederten Massen der Vorderräder durch Aus rechnen der Gleichungen (24) und (25).

Gemäß Schritt 134 bestimmt die Steuerung 30 die erste und zweite Kraft komponente Fs_FL & Fd_FL und Fs_FR & Fd_FR durch Ausrechnen der Gleichun gen (28), (29), (32) und (33).

In Schritt 136 bestimmt die Steuerung die modifizierte kombinierte Kraft F*_FL und F*_FR für die Vorderräder und UP*_FL und UP*_FR für die Vorderrä der durch Umkehren der zugehörigen kombinierten Kraft F*_FL und F*_FR.

In Schritt 138 bestimmt die Steuerung 30 die Verzögerungszeit τ entspre chend den jeweiligen Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten V durch Ausrechnen der Gleichung (92).

In Schritt 140 bestimmt die Steuerung 30 den Korrekturfaktor Δτ durch Aus rechnen der Gleichung (93).

In Schritt 142 speichert die Steuerung 30 einen Satz von laufenden oder neuen Daten dX_FL/dt und dX_FR/dt und τ in einem Speicherplatz des Schiebe registerbereichs, nachdem die jeweilige Verzögerungszeit τ aller zuvor ge speicherten alten Datensätze in unterschiedlichen Speicherpositionen des Schieberegisters verringert und alle vorhergehenden Datensätze in den an grenzenden Speicherplatz des Schieberegisters verschoben worden sind.

In Schritt 144 sucht die Steuerung 30 einen der gespeicherten Datensätze, deren zugehörige Verzögerungszeit zu 0 geworden ist, aus dem Speicherplatz des Schieberegisters als (dX_FL/dt)alt und (dX_FR/dt)alt und löscht den Spei cherplatz.

In Schritt 148 bestimmt die Steuerung 30 erste und zweite Kraftkomponen ten Fs_RL Fd_RL und Fs_RR & Fd_RR durch Ausrechnen der Gleichungen (30), (31), (34) und (35), nachdem dX_RL/dt und dX_RR/dt anstelle von (dX_RL/dt)alt und (dX_FR/dt)alt eingesetzt worden sind.

In Schritt 148 bestimmt die Steuerung 30 eine unmodifizierte kombinierte Kraft F_RL für das linke Hinterrad als die Summe Fs_RL und Fd_RL und eine un modifizierte kombinierte Kraft F_RR für das rechte Hinterrad als Summe Fs_RR und Fd_RR und bestimmt die Kraft UP_RL und UP_RR durch Umkehrung von F_RL und F_RR.

In Schritt 150 bestimmt die Steuerung 30 unter Verwendung der in Schritt 136 und 148 erzielten Daten die Werte U*_FL und U*_RL durch Ausrechnen der Gleichungen (48) und (49) und bestimmt U_RL und U_RR durch Ausrech nen der folgenden Gleichungen:

U_RL = UN_R - K_BZV_RL + UP_RL (94)

U_RR = UN_R - K_BZV_RR + UP_RR (95).

In Schritt 152 bestimmt die Steuerung 30 die Drucksteuerwerte P_FL, P_FR P_RL und P_RR der hydraulischen Betätigungsorgane 18FL, 18FR, 18RL und 18RR, so daß diese die Karosserie abstützenden Kräfte U*_FL, U*_FR, U*_RL und U*_RR bilden, und liefert die Steuerwerte über die Eingangs/Ausgangs-In terface-Schaltung 48a ab.

Diese Ausgangssignale gelangen über die zugehörigen D/A-Wandler 45 zu den zugehörigen Ventiltreiberschaltungen 46FL, 46FR, 46RL und 46RR der zuge hörigen Druckregelventile 20FL, 20FR, 20RL und 20RR.

Die Ventiltreiberschaltungen 46FL, 46FR, 46RL und 46RR erzeugen Steuer werte i_FL, i_FR, i_RL und i_RR entsprechend den Drucksteuerwerten P_FL, P_FR, P_RL und P_RR und stellen den elektrischen Strom ein, der durch die Spulen der Druckregelventile 20FL, 20FR, 20RL und 20RR hindurchgeht.

Claims

1. Fahrzeug-Radaufhängungsanordnung für ein Fahrzeug mit Fahrzeugkaros serie (10), mit
einem Radträger (14), der beweglich an der Fahrzeugkarosserie (10) ange bracht ist;
einer Aufhängungsfeder (36), die zwischen dem Radträger (14) und der Fahrzeugkarosserie (10) wirkt;
einem Betätigungsorgan (18), das entsprechend einem Steuersignal betätig bar ist und eine Stützkraft für die Karosserie erzeugt, die zwischen der Karos serie und dem Radträger (14) wirkt; und
einer Steuerung (30) zur Entwicklung des Steuersignals,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerung (30) derart betätigbar ist, daß sie eine kombinierte Kraft entwickelt, die auf die Karosserie über die Aufhängungsfeder (36) und das Betätigungsorgan (18) entsprechend den vertikalen Schwingungskomponen ten des Radträgers (14) einwirkt;
welche Steuerung ferner derart betätigbar ist, daß sie die abgeleitete kombi nierte Kraft modifiziert und eine Kraft bestimmt, die die modifizierte kombi nierte Kraft im Gleichgewicht hält;
welche Steuerung ferner derart betätigbar ist, daß sie das Steuersignal derart variiert, daß die Stützkraft der Karosserie entsprechend der bestimmten Aus gleichskraft variiert;
welche abgeleitete kombinierte Kraft derart modifiziert wird, daß die Karos serie gegenüber einer Übertragung von Schwingungen im Bereich der Reso nanzfrequenz der Karosserie und ebenso im Bereich der Resonanzfrequenz des Radträgers (14) isoliert wird.

2. Fahrzeug-Radaufhängungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Steuerung (30) derart ausgebildet ist, daß sie die abgeleite te kombinierte Kraft durch Berechnung eines Produkts der abgeleiteten kombinierten Kraft und eines Steuergewinns (α) modifiziert, und daß der Steuergewinn (α) reduziert wird, wenn Schwingungen der Karosserie im Be reich der Radträgerresonanz vorherrschen.

3. Fahrzeug-Radaufhängungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Steuerung (30) derart ausgebildet ist, daß sie die abgeleite te kombinierte Kraft modifiziert durch Berechnen eines Produkts der abge leiteten kombinierten Kraft und eines Steuergewinns (α), und den Steuerge winn erhöht, wenn Schwingungen der Karosserie (10) im Bereich der Karos serieresonanz vorherrschen.

4. Fahrzeug-Radaufhängungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Steuerung (30) derart betätigbar ist, daß sie die abgeleitete kombinierte Kraft modifiziert durch Ausfiltern von Frequenzen der abgeleite ten kombinierten Kraft oberhalb einer Grenzfrequenz und daß die Steuerung die Grenzfrequenz senkt, wenn Schwingungen der Karosserie (10) im Be reich der Radträgerresonanz vorherrschen.

5. Fahrzeug-Radaufhängungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Steuerung (30) derart betätigbar ist, daß sie die abgeleitete kombinierte Kraft modifiziert durch Ausfiltern von Frequenzen der abgeleite ten kombinierten Kraft oberhalb einer Grenzfrequenz und die Grenzfrequenz erhöht, wenn Schwingungen im Bereich der Karosserieresonanz vorherr schen.

6. Fahrzeug-Radaufhängungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Hubsensor (27) zur Erzeugung eines ersten Sensorsignals (S) entsprechend der Position des Radträgers (14) in bezug auf die Karosserie (10) und einen Beschleunigungssensor (28) zur Erzeugung eines zweiten Sensorsignals (ZG) entsprechend der Vertikalkomponente der Beschleuni gung der Karosserie in der Nähe des Rades, und daß die Steuerung (30) der art betätigbar ist, daß sie die Vertikalkomponente der Geschwindigkeit des Radträgers aus den ersten und zweiten Sensorsignalen (S,ZG) und die kombi nierte Kraft aus der abgeleiteten Vertikalkomponente der Geschwindigkeit des Radträgers ableitet.

7. Fahrzeug-Radaufhängungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Steuerung (30) derart betätigbar ist, daß sie eine erste Kraftkomponente (Fs), die auf die Karosserie (10) durch die Aufhängungsfe der (36) entsprechend der Vertikalkomponente von Schwingungen des Rad trägers einwirkt, und eine zweite Kraftkomponente (Fd) ableitet, die auf die Karosserie durch das Betätigungsorgan entsprechend der Vertikalkomponen te von Schwingungen einwirkt, und daß die Summe aus der ersten und zwei ten Kraftkomponente als kombinierte Kraft abgeleitet wird.

8. Fahrzeug-Radaufhängungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die Steuerung (30) derart betätigbar ist, daß sie die abgeleitete kombinierte Kraft (F) durch Berechnen eines Produkts aus der abgeleiteten zweiten Kraftkomponente (Fd) und einem unter 1 liegenden Steuergewinn (α) ermittelt.

9. Fahrzeug-Radaufhängungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die Steuerung (30) derart betätigbar ist, daß sie die abgeleitete kombinierte Kraft modifiziert durch Ausfiltern von Frequenzen der abgeleite ten ersten Kraftkomponente (Fs) oberhalb einer Grenzfrequenz.

10. Fahrzeug-Radaufhängungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Steuerung (30) derart betätigbar ist, daß sie den Steue rungsgewinn (α) entsprechend dem Zustand der Vibrationen der Karosserie (10) einstellt.

11. Fahrzeug-Radaufhängungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Steuerung (30) derart betätigbar ist, daß sie die Grenzfre quenz (fc) entsprechend dem Zustand der Schwingungen der Karosserie (10) einstellt.

12. Fahrzeug-Radaufhängungsanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von Radträgern (14), eine Anzahl von Aufhängungsfedern (36), eine Anzahl von Betätigungsorganen (18) und eine Anzahl von Hubsensoren (27) und Vertikal-Beschleunigungssensoren (28) in Verbindung mit den Radträgern (14) vorgesehen ist, daß die Radträ ger die vorderen und hinteren Räder auf beiden Seiten der Karosserie tragen und daß die Steuerung (30) Signale von allen Hub- und Beschleunigungssen soren aufnimmt und damit die relativen Bewegungen der einzelnen Radträger abtastet.

13. Fahrzeug-Radaufhängungsanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von Radträgern (14) für die Vor der- und Hinterräder auf derselben Seite der Fahrzeugkarosserie (10), eine Anzahl von Aufhängungsfedern (36), eine Anzahl von Betätigungsorganen und eine Anzahl von Hubsensoren und Vertikal-Beschleunigungssensoren (27, 28) in Verbindung mit den Radträgern für die Vorder- und Hinterräder vorgese hen ist, und daß jeweils ein Hubsensor (27) nur dem Radträger des jeweili gen Vorderrades zugeordnet ist.

14. Fahrzeug-Radaufhängungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekenn zeichnet, daß die Steuerung (30) Verzögerungseinrichtungen zum Speichern der Daten der Signale der Hubsensoren (27) und der Vertikal-Beschleuni gungssensoren (28) für die Vorderräder und einer Verzögerungszeit umfaßt, und daß die Steuerung (30) die in der Verzögerungseinrichtung gespeicher ten Daten für die Hinterräder als Maßstab für die Bewegung der Radträger der Hinterräder ableitet.

15. Fahrzeug-Radaufhängungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekenn zeichnet, daß ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (50) vorgesehen ist und daß die Steuerung (30) die Verzögerungszeit entsprechend dem Signal des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors variiert.

16. Fahrzeug-Radaufhängungsanordnung nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (30) ein Schieberegister mit der Funktion einer Verzögerungseinrichtung aufweist.

17. Fahrzeug-Radaufhängungsanordnung nach Anspruch 16, dadurch gekenn zeichnet, daß die Steuerung neue Daten und die zugehörige Verzögerungszeit in einem Speicherplatz in dem Schieberegister nach dem Aktualisieren der zuvor gespeicherten Verzögerungszeit und der zuvor gespeicherten Daten einspeichert und die zuvor gespeicherten Daten und die zugehörige aktuali sierte Verzögerungszeit in den nächsten Speicherplatz weiterschiebt.

18. Fahrzeug-Radaufhängungsanordnung nach Anspruch 17, dadurch gekenn zeichnet, daß die Steuerung (30) die gespeicherten Daten in dem Schiebere gisterbereich verwendet, nachdem die zugehörige Verzögerungszeit zu 0 ge worden ist, und damit das Betätigungsorgan (18) für das jeweilige Hinterrad steuert.