DE3518503C1 - Vorrichtung zur rechnergestuetzten,fahrbahnabhaengigen Steuerung von Daempfern einer Fahrzeugfederung - Google Patents

Vorrichtung zur rechnergestuetzten,fahrbahnabhaengigen Steuerung von Daempfern einer Fahrzeugfederung

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DE3518503C1
DE3518503C1 DE3518503A DE3518503A DE3518503C1 DE 3518503 C1 DE3518503 C1 DE 3518503C1 DE 3518503 A DE3518503 A DE 3518503A DE 3518503 A DE3518503 A DE 3518503A DE 3518503 C1 DE3518503 C1 DE 3518503C1
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Walter Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Klinkner
Fritz Dr.-Ing. 7050 Waiblingen Schmidt
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Daimler Benz AG
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Description

P = a0 + a\H + a2W + a$H w - F= bo + biH+ O2W+ bzH w
. .
wobei ao bis a3 und i>o bis Z)3 vorgebbare Konstanten sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Aufbau fm^/sowie an einem Radträger bzw. einer Radachse (mn) jeweils ein Beschleunigungssensor (1,2) angeordnet ist, deren Ausgangssignale (za, zr) zur Erzeugung eines die Höhe (h) der momentan überfahrenen Fahrbahnunebenheit wiedergebenden Signales in einer Summierstufe (8) miteinander und mit dem in einer Integrierstufe (9,9') erzeugten zeitliehen Doppelintegral des Ausgangssignals (zn)des- am Radträger bzw. der Radachse (uir) angeordneten Beschleunigungssensors (1) additiv verknüpft werden, und daß aus diesen zeitlich aufeinanderfolgenden, die Höhen (h) der Fahrbahnunebenheiten wiedergebenden Ausgangssignalen der Summierstufe (8) im Rechner das der gemittelten Höhe (H) und das der Welligkeit (w) der Fahrbahnunebenheiten entsprechende Signal gebildet werden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitlich aufeinanderfolgenden, die jeweilige Höhe (h) der Fahrbahnunebenheiten wiedergebenden Signale im Rechner zur Bildung des der gemittelten Höhe (H) entsprechenden Signals direkt exponentiell gemittelt werden und parallel dazu zur Bildung des der Welligkeit (w) entsprechenden Signals über ein im Frequenzbereich der Achsresonanz des Fahrzeuges durchlässiges Hochpaßfilter (12) und parallel dazu über ein im Frequenzbereich der Aufbauresonanz durchlässiges Tiefpaßfilter geführt werden, deren Ausgangssignale ebenfalls exponentiell gemittelt und dann in einer Divisionsstufe (14) im Sinne einer Division miteinander verknüpft werden.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur exponentiellen Mittelwertbildung die entsprechenden Signale jeweils einer Quadrierstufe (11, 11', 11") zugeführt werden, deren Ausgang über einen Eingangswiderstand (A3) mit einem Eingang einer Summierstufe (13, 13', 13") verbunden ist, deren zweiter Eingang jeweils mit dem Ausgang über einen Widerstand (A4) rückgekoppelt ist, welcher etwas größer als der Eingangswiderstand (A3) ist, und der eine Radizierstufe (15) nachgeschaltet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Divisionsstufe (14) zwischen die Summierstufen (13,13') und die Radizierstufe (15) geschaltet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der einem Radträger bzw. einer Radachse zugeordnete Beschleunigungssensor (1) an der Vorderachse bzw. einem vorderen Radträger angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der einem Radträger bzw. einer Radachse zugeordnete Beschleunigungssensor (1) bei Rechtsverkehr in der Nähe des rechten und bei Linksverkehr in der Nähe des linken Vorderrades angeordnet ist.
8; Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der aufbauseitige Beschleunigungssensor (2) im vorderen Fahrzeugbereich angeordnet ist.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur rechnergestützten, fahrbahnabhängigen Steuerung von Dämpfern einer Fahrzeugfederung, mit am Fahrzeug angebrachten Sensoren, die für die Unebenheit der Fahrbahn charakteristische elektrische Signale abgeben, mit einer Auswerteschaltung, die die Sensorsignale empfängt und daraus auf die gemittelten Höhen der langwelligen und der kurzwelligen Unebenheiten der Fahrbahn unterschiedlich abgestimmte Stellsignale für die Dämpfer erzeugt, und mit Dämpfern, die jeweils zumindest zwei über einen steuerbaren Bypass kommunizierende Kammern aufweisen, deren eine sich beim Einfedern und deren andere sich beim Ausfedern verkleinert und in deren Bypass durch die Stellsignale der Auswerteschaltung steuerbare Drossel- und/oder Ventilvorrichtungen mit steuerbarem Drosselquerschnitt und/oder steuerbarem Ventilschließdruck angeordnet sind.
Bei einer in der nicht vorveröffentlichten EP-A 01 51 421 dargestellten entsprechenden Vorrichtung wird die Fahrbahn mit einem Ultraschallsensor abgetastet, dessen elektrische Ausgangssignale dementsprechend die Fahrbahnunebenheiten wiedergeben. Die Ausgangssignale werden parallel einem Hochpaß- sowie einem Tief-
paß-Filter zugeleitet, denen jeweils ein Gleichrichter nachgeschaltet ist. Dementsprechend stellt der Ausgang des dem Tiefpaßfilter nachgeschalteten Gleichrichters ein Maß für die langwelligen Unebenheiten der Fahrbahn dar, während der Pegel des Ausganges des dem Hochpaßfilter nachgeschalteten Gleichrichters ein Maß für die kurzwelligen Fahrbahnunebenheiten ist. Die Dämpfer des Federungssystems können zwischen einer weichen und einer harten Betriebsweise umgeschaltet werden. Dies erfolgt in Abhängigkeit davon, ob der Pegel des Ausganges des dem Tiefpaßfilter nachgeschalteten Gleichrichters den Pegel eines Referenzsignales über- oder unterschreitet. Falls der Pegel des genannten Ausganges über dem Referenzpegel liegt, werden die Dämpfer auf harte Betriebsweise, d. h. auf starke Dämpfung umgeschaltet. Der Ausgang des dem Hochpaßfilter nachgeschalteten Gleichrichters beeinflußt nun den Pegel des Referenzsignales derart, daß der Referenzpegel erhöht wird, wenn der Ausgangspegel des genannten Gleichrichters ansteigt.
Aus der DE-OS 24 41 172 ist eine Vorrichtung bekannt, welche mit Sensoren für die Beschleunigung des Fahrzeugaufbaues sowie den Abstand zwischen Rad- bzw. Radträger und Fahrzeugaufbau arbeitet. Dabei werden die Dämpfer entsprechend dem Maß der Beschleunigung sowie dem Maß des Abstandes gesteuert, und zwar derart, daß die tatsächliche Beschleunigung des Aufbaues in Richtung eines Sollwertes verändert wird, welcher vom Maß des Abstandes abhängt.
In der GB-PS 16 04 416 wird ein System mit hydropneumatischen Abstützaggregaten beschrieben. Deren Steuerung erfolgt in Abhängigkeit der Signale von Sensoren für den Hydraulikdruck sowie Sensoren für die Relativgeschwindigkeit zwischen Rad bzw. Achse und Aufbau. Damit wird die Möglichkeit geschaffen, die Dämpfung der hydropneumatischen Abstützaggregate entsprechend einer vorgebbaren, in der GB-PS 16 04 416 nicht näher beschriebenen Beziehung zwischen Druck und Geschwindigkeit zu steuern.
Die DE-OS 34 26 014 zeigt eine Vorrichtung mit Beschleunigungssensoren am Aufbau sowie an den Radträgern. Die Signale dieser Sensoren werden in einem Rechner verarbeitet, der die Dämpfer der Fahrzeugfederung steuert. Dabei soll insbesondere eine besonders geringe Dämpfung dann erzielt werden, wenn sich Rad und Aufbau in die gleiche Richtung bewegen, d. h. eine Beschleunigung in gleicher Richtung erleiden. Dies ist vor allem dann erwünscht, wenn zugleich die Geschwindigkeit der Radachse größer ist als die des Aufbaues, weil in diesen Schwingungsphasen im Falle einer zu starken Dämpfung die Bewegung des Aufbaues noch zusätzlich angeregt würde.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Vorrichtung zur fahrbahnabhängigen, rechnergestützten Steuerung von Dämpfern einer Fahrzeugfederung dahingehend zu verbessern, daß die Dämpfer praktisch unter allen denkbaren Fahrbedingungen optimal eingestellt werden können, wobei insbesondere berücksichtigt werden soll, ob bzw. in welchem Maße durch die Fahrbahnunebenheiten Schwingungen im Aufbauresonanz- und/oder Schwingungen im Achsresonanzbereich angeregt werden.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs angegebenen Gattung dadurch gelöst, daß die Auswerteschaltung (Rechner) die Sensorsignale in Signale umformt, von denen eines der gemittelten Höhe der Fahrbahnunebenheiten insgesamt und eines dem als Welligkeit bezeichneten Verhältnis zwischen den je für sich gemittelten Höhen der langwelligen Fahrbahnunebenheiten entsprechen, und aus diesen Signalen mittels Kennfeldern die Stellsignale für die Steuersysteme der Dämpfer derart bildet, daß der Drosselquerschnitt S und/oder der Ventilschließdruck Pfolgenden Funktionen folgen:
P= ao + a\H+ a2w 4- a$H w F= bo + b\H+ biw+ bzH w
wobei ao bis a% und bo bis 63 vorgebbare Konstanten sind.
Mit der Erfindung kann berücksichtigt werden, daß im Hinblick auf geringe Aufbaubewegungen grundsätzlich eine relativ starke Dämpfung bei Schwingungen im Aufbauresonanzbereich und eine schwache Dämpfung bei Schwingungen im Achsresonanzbereich wünschenswert ist. Wenn Schwingungen im Aufbauresonanzbereich stark überwiegen, ist das Maß der Welligkeit wgroß, bei stark überwiegenden Schwingungen im Achsresonanzbereich hat die Welligkeit w einen kleinen Wert. Nach der Erfindung ist nun vorgesehen, daß die Dämpfer entsprechend dem steigenden oder sinkenden Pegel der Welligkeit härter bzw. weicher werden, indem der Drosselquerschnitt oder der Ventilschließdruck, vorzugsweise Drosselquerschnitt und Ventilschließdruck, entsprechend einer härteren Dämpfung (verengter Drosselquerschnitt, erhöhter Schließdruck) oder weicheren Dämpfung (vergrößerter Drosselquerschnitt, verringerter Schließdruck) verändert werden. Dabei liegt ein besonderer Vorzug der Erfindung darin, daß insbesondere der Schließdruck auch von dem Produkt der gemittelten Höhe der Fahrbahnunebenheiten sowie der Welligkeit, d. h. dem Verhältnis der langwelligen und kurzwelligen Fahrbahnunebenheiten, abhängt.
Um einerseits die Höhe der Fahrbahnunebenheiten festzustellen bzw. ein diese Höhe wiedergebendes Signal zu erzeugen und andererseits die Welligkeit zu bestimmen und entsprechende Signale bereitzustellen, ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß am Aufbau sowie an einem Radträger bzw. einer Radachse jeweils ein Beschleunigungssensor angeordnet ist, deren Ausgangssignale zur Erzeugung eines die Höhe der momentan überfahrenen Fahrbahnunebenheit wiedergebenden Signales in einer Summierstufe miteinander und mit dem in einer Integrierstufe erzeugten zeitlichen Doppelintegral des Ausgangssignales des am Radträger bzw. der Radachse angeordneten Beschleunigungssensors additiv verknüpft werden, und daß aus diesen zeitlich aufeinanderfolgenden, die Höhen der Fahrbahnunebenheiten wiedergebenden Ausgangssignalen der Summierstufe im Rechner das der gemittelten Höhe und das der Welligkeit der Fahrbahnunebenheiten entsprechende Signal gebildet werden.
Dabei werden die zeitlich aufeinanderfolgenden, die jeweilige Höhe der Fahrbahnunebenheiten wiedergebenden Signale im Rechner bevorzugt zur Bildung des der gemittelten Höhe entsprechenden Signales direkt exponentiell gemittelt und parallel dazu zur Bildung des der Welligkeit entsprechenden Signales über ein im
Frequenzbereich der Achsresonanz des Fahrzeuges durchlässiges Hochpaßfilter und parallel dazu über ein im Frequenzbereich der Aufbauresonanz durchlässiges Tiefpaßfilter geführt, deren Ausgangssignale ebenfalls exponentiell gemittelt und dann in einer Divisionsstufe im Sinne einer Division miteinander verknüpft werden.
In diesem Zusammenhang ist es zweckmäßig, wenn zur exponentiellen Mittelwertbildung die entsprechenden Signale jeweils einer Quadrierstufe zugeführt werden, deren Ausgang über einen Eingangswiderstand mit einem Eingang einer Summierstufe verbunden ist, deren zweiter Eingang jeweils mit dem Ausgang über einen Widerstand rückgekoppelt ist, welcher etwas größer als der Eingangswiderstand ist, und der eine Radizierstufe nachgesehaltet ist.
Um eine schnelle Reaktion auf wechselnde Fahrbahnverhältnisse zu ermöglichen, ist bevorzugt vorgesehen, ίο den dem Radträger bzw. einer Radachse zugeordneten Beschleunigungssensor bei Rechtsverkehr in der Nähe des rechten und bei Linksverkehr in der Nähe des linken Vorderrades anzuordnen.
Darüber hinaus sollte der aufbauseitige Beschleunigungssensor im vorderen Fahrzeugbereich angeordnet sein.
Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfindung auf die Unteransprüche verwiesen. Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren erläutert. Dabei zeigt F i g. 1 ein Zweimassensystem, welches in modellhafter Weise ein Fahrzeug repräsentiert,
Fi g. 2 ein Diagramm, welches in stark vereinfachter Weise die Abhängigkeit der gemittelten Unebenheitshöhe von der Erregerfrequenz bzw. der Wellenlänge der Unebenheit wiedergibt, Fig.3 ein Diagramm, welches den Bypassquerschnitt in Abhängigkeit vom Effektivwert der Höhe der Fahrbahnunebenheiten sowie der Welligkeit zeigt,
F i g. 4 eine entsprechende Darstellung für den Schließdruck,
F i g. 5 ein schematisches Bild eines Fahrzeuges mit erfindungsgemäßer Dämpfersteuerung und
F i g. 6 ein Schaltungsbild für eine Anordnung zur Erzeugung von Signalen, welche einerseits den gemittelten Wert der Höhe der Unebenheiten sowie andererseits das Verhältnis der langwelligen und kurzwelligen Unebenheften repräsentieren.
Gemäß F i g. 1 läßt sich ein Fahrzeug vereinfacht als Zweimassenmodell mit der Aufbaumasse ttia sowie der Rad- bzw. Achsmasse tür wiedergeben. Dabei ist zwischen der Aufbaumasse ttia und der Radmasse tür eine Feder mit Federkonstante ca sowie — parallel dazu — ein Dämpfer mit dem Dämpfungswiderstand Ica angeordnet. Die Radmasse niR ist gegenüber dem Untergrund mittels der Reifen gefedert; dies wird durch die Reifenfeder mit der Federkonstante Cr dargestellt. Gegenüber einem Bezugsniveau hat eine Straßenunebenheit die Höhe h, die Aufbaumasse τωα sowie die Radmasse tür haben von diesem Bezugsniveau einen vertikalen Abstand zAbzw.ZR.
Für die auf den Aufbau bzw. die Aufbaumasse /zu wirkenden Kräfte gilt:
TTlAZA + ICa(Za-Zr) + CA(zA — Zr) = 0 (I)
Für die auf die Räder bzw. die Radmasse tür wirkenden Kräfte gilt: .
TTlRZR — kA(±A — Zr) — Ca(Za — Zr) + CrZr = CRh (II)
Durch Addition der Gleichungen I und II und Auflösung nach h ergibt sich dann für die Unebenheitshöhe h
h = zR + (ttiaza + ttirzr)/cr (III)
Dementsprechend kann die Unebenheitshöhe h aus der Aufbaubeschleunigung za sowie der Radbeschleunigung zr bestimmt werden, dabei ist zu beachten, daß der Abstand Zr der Radmasse ttir vom Bezugsniveau durch eine Doppelintegration der Radbeschleunigung zr über die Zeit bestimmt werden kann gemäß:
Wird nun die Unebenheit h in Abhängigkeit von der Zeit t dargestellt, so würde sich eine Kurve bilden, die sich als additive Überlagerung von Schwingungen unterschiedlicher Frequenz und Phasenlage bzw. als additive Überlagerung von Sinuskurven unterschiedlicher Wellenlänge und Phasenlage beschreiben läßt.
Aus dem Zeitverlauf der Unebenheiten h (t) können nun drei für die Anregung der Fahrzeugschwingungen hauptsächlich interessierende Frequenzbereiche herausgefiltert werden, etwa
0,5—20 Hz, in diesem Bereich liegen Achs- und Aufbauresonanz, 0,5— 2 Hz, in diesem Bereich liegt die Aufbauresonanz, und
8,0—20 Hz, in diesem Bereich liegt die Achsresonanz.
In diesen drei Frequenzbereichen werden getrennt die gemittelten Effektivwerte //der Unebenheitshöhen h ermittelt. Diese Effektivwertbildung erfolgt exponentiell gleitend mit frei wählbarer Mittelungsdauer Tn, gemäß
-dl\ -al
Η« = \ ft2,,- \1 - e T»·) +H2U-D e r-»
Dabei sind t,- mit zeitlichem Abstand von beispielsweise At = 10 ms gemäß einer Abtastfrequenz von 100 Hz aufeinanderfolgende Zeitpunkte. Die dargestellte exponentiell Mittelung ist günstig, weil hierbei die jeweils
zuletzt abgetasteten Werte verstärkt in die Mittelwertbildung eingehen. Der Mittelwert ist damit immer aktuell und entspricht in gut reproduzierbarer Weise dem momentanen Straßen profil. Die Aktualität des Mittelwertes ist damit deutlich besser als bei einer an sich möglichen linearen Mittelung.
Gemäß F i g. 2 bilden die gemittelten Effektivwerte H der Fahrbahnunebenheiten bei grafischer Darstellung in Abhängigkeit von der Erregerfrequenz bzw. Wellenlänge der Straßenunebenheiten bei Verwendung eines doppellogarithmischen Maßstabes geradlinige Kurven. Dies ist gleichbedeutend damit, daß langwellige Unebenheiten im Spektrum der Straßenunebenheiten mit größeren Amplituden enthalten sind als kurzwellige Unebenheiten.
Die F i g. 2 gibt nun die Verhältnisse für drei willkürlich herausgegriffene Fahrbahnen wieder, deren Unebenheitsspektren von jeweils einer der Geraden dargestellt werden. Dabei kann jede Gerade in umkehrbar eindeutiger Weise durch zwei Größen dargestellt werden, nämlich den gemittelten Effektivwert für den Frequenzbereich zwischen 0,5 und 20 Hz sowie das Welligkeitsmaß w, welches als Quotient des gemittelten Effektivwertes der Fahrbahnunebenheiten im Frequenzband zwischen 0,5 und 2 Hz und dem gemittelten Effektivwert der Fahrbahnunebenheiten im Frequenzband zwischen 8 und 20 Hz definiert sein kann. Das Welligkeitsmaß w entspricht anschaulich der Steigung der Geraden in F i g. 2. Im übrigen gibt das Welligkeitsmaß w an, welche Relation zwischen der Anregung der Aufbauresonanzen und der Anregung der Achsresonanzen bei der jeweiligen Fahrgeschwindigkeit und dem jeweiligen Unebenheitsprofil der Fahrbahn besteht. Vorteilhafterweise muß die Geschwindigkeit des Fahrzeuges nicht gesondert bestimmt werden, da innerhalb des jeweiligen Frequenzbandes je nach Geschwindigkeit Unebenheiten der Fahrbahn mit unterschiedlich langen Wellenlängen wirksam werden.
Die F i g. 3 und 4 zeigen nun die zweckmäßigen Einstellungen des Drosselquerschnittes F sowie Schließdrukkes P der Fahrzeugdämpfer in Abhängigkeit vom gemittelten Effektivwert Hder Höhe der Fahrbahnunebenheiten sowie in Abhängigkeit vom Welligkeitsmaß w. Dabei hat sich in praktischen Versuchen gezeigt, daß jeweils ein linearer Zusammenhang zwischen den Dämpfereinstellungen und den Effektivwerten der Unebenheiten zu den subjektiv besten Ergebnissen führt.
Zur Realisierung der vorangehend geschilderten Erkenntnisse ist gemäß F i g. 5 jeweils an der Vorderachse eines Fahrzeuges, welche gegenüber dem Fahrzeugaufbau mittels einer Federung mit der Federkonstante Ca abgestützt ist, ein Beschleunigungssensor 1 und am vorderen Bereich des Fahrzeugaufbaues ein Beschleunigungssensor 2 angeordnet, um die Radbeschleunigung zr sowie die Aufbaubeschleunigung Za jeweils in Abhängigkeit von der Zeit t aufnehmen zu können. Diese Signale werden dann mittels des Rechners zu Stellsignalen für ein hydraulisches Steuersytem 3 verarbeitet, derart, daß der Dämpfungswiderstand Jca des Stoßdämpfers 4 den jeweiligen Fahrbahnverhältnissen angepaßt wird, indem ein Ausgangssignal Fden Drosselquerschnitt und die Ausgangssignale pz sowie pd den Schließdruck einer Drossel- und Ventilanordnung im Bypass des Stoßdämpfers 4 bei Zug- bzw. Druckbeanspruchungen steuern.
F i g. 6 zeigt nun eine digitale Schaltungsanordnung, mit der in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der Beschleunigungssensoren 1 und 2 Signale //und w erzeugt werden können, die den gemittelten Effektivwert der Höhe der Fahrbahnunebenheiten sowie das oben definierte Welligkeitsmaß wiedergeben.
Die Ausgangssignale der Beschleunigungssensoren 1 und 2 gelangen jeweils über Verstärker 5 und Bandpaßfilter 6, welche Schwingungen zwischen 0,5 und etwa 20 Hz durchlassen, zu einem Analog-Digitalwandler 7, so daß die zuvor analogen Signalen in entsprechend digitalisierter Form vorliegen. Vom Analog-Digitalwandler 7 gelangen die Signale z'a, weiche der Aufbaubeschleunigung entsprechen, über einen Eingangswiderstand A\=niA/cR an einen Eingang einer Summierstufe 8. Die die Radbeschleunigung wiedergebenden Signale zr werden einerseits über einen weiteren Eingangswiderstand A2=itirZcr an einen weiteren Eingang der Summierstufe 8 und andererseits einer Reihenschaltung aus zwei Integrierstufen 9 und 9' zugeführt, so daß ausgangsseitig der letzten Integrierstufe 9' ein Signal entsprechend dem Abstand zr des Rades von einer Bezugsebene vorliegt. Ausgangsseitig der Summierstufe 8 liegt dementsprechend zu jedem Zeitpunkt t ein Signal h entsprechend der jeweiligen Unebenheitshöhe der Fahrbahn vor.
Dieses Signal liegt an drei parallelen Schaltungszweigen an, indem es einerseits über ein Tiefpaßfilter 10 einer Quadrierstufe 11, andererseits über ein Hochpaßfilter 12 einer Quadrierstufe 11' sowie direkt einer Quadrierstufe 11" zugeführt wird.
Der Ausgang jeder Quadrierstufe 11,11' und 11" führt über einen Eingangswiderstand
Λ3 = 1-εχρ(—AtZTn,)
zu einem Eingang einer der Summierstufen 13,13' bzw. 13", deren Ausgang jeweils über einen Rückkopplungswiderstand
A4 = exp (-/ItZTn,)
mit dem anderen Eingang der jeweiligen Summierstufe 13,13' bzw. 13" rückgekoppelt ist.
Ausgangsseitig der Summierstufen 13,13' und 13" werden somit jeweils Signale erhalten, die dem Quadrat der in Gleichung V angegebenen Mittelwerte der effektiven Höhe Fahrbahnunebenheiten entsprechen, wobei der Ausgang der Summierstufe 13 das Quadrat des Effektivwertes für Unebenheiten, welche die Aufbauresonanz anregen, erzeugt, während am Ausgang der Summierstufe 13' das Quadrat des Effektivwertes für solche Unebenheiten abgegriffen werden kann, die die Achsresonanz anregen. Am Ausgang der Summierstufe 13" liegt das über das gesamte Unebenheitsspektrum (innerhalb des Frequenzbandes zwischen 0,5 und 20 Hz) gemittelte Quadrat des Effektivwertes der Fahrbahnunebenheitshöhen vor.
Die Ausgänge der Summierstufen 13 und 13' führen nun zu den Eingängen einer Divisionsstufe 14, welche
ausgangsseitig dementsprechend ein dem Quadrat des Welligkeitsmaßes w entsprechendes Signal erzeugt wird. Die Ausgangssignale der Summierstufe 13" sowie der Divisionsstufe 14 werden nun jeweils einer Radizierstufe 15 zugeführt, deren Ausgänge zu einer Dekodierschaltung 16 führen, die in Abhängigkeit von den eingangsseitigen Signalen die ausgangsseitigen Signale F, pzund pd erzeugt, welche dann gemäß Fig. 5 zur Steuerung der Dämpfer 4 dienen.
Abweichend von der in F i g. 6 dargestellten Ausführungsform können die Summierstufen 13,13' und 13" auch mit unterschiedlichen Eingangs- und Rückkopplungswiderständen A3, A3* bzw. A3** sowie A4, A4* bzw. A4** belegt sein, so daß die Mittelwerte jeweils über unterschiedliche Mittelungsdauern Tm, Tn,* und Tn** (vgl. Gleichung V) gebildet werden.
Im übrigen ist anstelle der dargestellten Ausführung in Analogtechnik auch eine entsprechende Anordnung in Digitaltechnik möglich und — im Hinblick auf die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse bei wechselnden Umgebungseinflüssen — bevorzugt.
Der besondere Vorteil der Erfindung liegt darin, daß mit sehr geringem konstruktivem Aufwand eine dem jeweiligen Fahrbahnprofil sowie der jeweiligen Fahrgeschwindigkeit optimal angepaßte Dämpfung erreicht wird.
Die Ausgangssignale der achsseitigen und aufbauseitigen Beschleunigungssensoren enthalten genaue, von der Erfindung ausgenutzte Informationen über die jeweilige Fahrbahn. Die spektrale Zusammensetzung der Ausgangssignale ändert sich mit der Fahrgeschwindigkeit, d. h. Unebenheiten mit vorgegebener Raumwellenlänge führen je nach Fahrgeschwindigkeit zu Ausgangssignalen unterschiedlicher Frequenz. Da tiefe und hohe Frequenzen nach der Erfindung gesondert — mittels der Hoch- und Tiefpaßfilter — verarbeitet werden, wird zwangsläufig berücksichtigt, daß je nach Fahrgeschwindigkeit Fahrbahnunebenheiten mit unterschiedlichen Raumwellenlängen sowie in der Regel unterschiedlichen Höhen zu Schwingungen im Bereich der Achs- oder Aufbauresonanz führen.
Auch kritische Fahrmanöver, wie z. B. abrupte Lenk- oder Bremsmanöver, werden zwangsläufig berücksichtigt, da diese zu Signalen führen, wie sie von starken Fahrbahnunebenheiten erzeugt werden, die zu Schwingungen im Bereich der Aufbauresonanz führen. Dementsprechend versteift sich die Dämpfung bei kritischen Situationen bzw. beim Auftreten von Nick- oder Wankbewegungen des Aufbaus.
Die in F i g. 6 dargestellten Filter 7, 10 und 12 können einen Aufbau haben, wie er auf Seite 9 der DE-OS 33 16 011 dargestellt ist.
, .
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zur rechnergestützten, fahrbahnabhängigen Steuerung von Dämpfern einer Fahrzeugfederung, mit am Fahrzeug angebrachten Sensoren, die für die Unebenheit der Fahrbahn charakteristische elektrische Signale abgeben, mit einer Auswerteschaltung, die die Sensorsignale empfängt und daraus auf die gemittelten Höhen der langwelligen und der kurzwelligen Unebenheiten der Fahrbahn unterschiedlich abgestimmte Stellsignale für die Dämpfer erzeugt, und mit Dämpfern, die jeweils zumindest zwei über einen steuerbaren Bypass kommunizierende Kammern aufweisen, deren eine sich beim Einfedern und deren andere sich beim Ausfedern verkleinert und in deren Bypass durch die Stellsignale der Auswerteschaltung
ίο steuerbare Drossel- und/oder Ventilvorrichtungen mit steuerbarem Drosselquerschnitt und/oder steuerbarem Ventilschließdruck angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (Rechner) die Sensorsignale (za, Zr) in Signale umformt, von denen eines der gemittelten Höhe (H) der Fahrbahnunebenheiten insgesamt und eines dem als Welligkeit (V/bezeichneten Verhältnis zwischen den je für sich gemittelten Höhen der langwelligen und der kurzwelligen Fahrbahnunebenheiten entsprechen, und aus diesen Signalen mittels Kennfeldern die Stellsignale für die Steuersysteme (3) der Dämpfer (4) derart bildet, daß der Drosselquerschnitt Fund/oder der Ventilschließdruck Pfolgenden Funktionen folgen:
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