DE3788594T2

DE3788594T2 - Aktiv geregeltes Fahrzeugaufhängungssystem mit regelbarer Rollstabilität.

Info

Publication number: DE3788594T2
Application number: DE19873788594
Authority: DE
Inventors: Yohsuke Akatsu; Naoto Fukushima; Sunao Hano; Hirotsugu Yamaguchi
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1986-06-13
Filing date: 1987-06-15
Publication date: 1994-05-26
Anticipated expiration: 2007-06-16
Also published as: EP0249246A2; DE3788594D1; EP0249246A3; EP0249246B1; JPS62295714A; JPH0780410B2

Description

Die Erfindung betrifft ein aktiv gesteuertes Aufhängungssystem mit ersten, zweiten, dritten und vierten Druckeinrichtungen in dem Aufhängungssystem des Kraftfahrzeugs zwischen der Fahrzeugkarosserie in einem vorderen Bereich der ersten und zweiten Seite der Fahrzeugkarosserie bzw. einem hinteren Bereich der ersten und zweiten Seite und Aufhängungsgliedern, die drehbar ein Rad zum Abstützen der Fahrzeugkarosserie auf dem Aufhängungsglied tragen, wobei jede der Druckeinrichtungen eine Kammer für variablen Druck umfasst, die durch erste, zweite, dritte und vierte Drucksteuerventile versorgt wird; einer Sensoreinrichtung zum Überwachen der auf die Fahrzeugkarosserie einwirkenden Quer- bzw. Längsbeschleunigung zur Lieferung eines dieser Quer- bzw. Längsbeschleunigung entsprechenden Signals; und einer Steuerung, die auf das Sensorsignal anspricht und dieses mit einem vorgegebenen Verstärkungsfaktor verstärkt zur Lieferung von Aufhängungssteuersignalen an die Drucksteuerventile zum Einstellen des Fluiddrucks in jeder der Kammern für variablen Druck für die Unterdrückung von Stellungsänderungen der Fahrzeugkarosserie aufgrund der Quer- bzw. Längsbeschleunigung.
Ein aktiv gesteuertes Aufhängungssystem der vorbeschriebenen Art ist offenbart in US-A-3 124 368: dieses System verstärkt Sensorsignale mit vorgegebenen Verstärkungsfaktoren zur Ableitung von Steuersignalen, die hydraulischen Steuerventilen zur Unterdrückung von Stellungsänderungen des Fahrzeugs wie beispielsweise Wank-, Nick- oder Gierbewegungen der Fahrzeugkarosserie zugeführt werden.
In "IEEE Transactions on Industrial Electronics", Band IE-32 Nr. 4, November 1985, S. 355-363, ist ein aktiv gesteuertes Aufhängungssystem für Kraftfahrzeuge beschrieben, das mit einer Anzahl von für verschiedene Fahrzustände des Fahrzeugs entsprechenden Parametern arbeitet, um die Radaufhängung des Fahrzeugs zu steuern.
Allgemein umfasst die typische Ausführung einer Aufhängung eine Schraubenfeder und einen Stossdämpfer mit Anordnung zwischen der Fahrzeugkarosserie sowie ein Aufhängungsglied mit einem daran befestigten Fahrzeugrad, wobei die Schraubenfeder der Aufhängung ganz allgemein die beaufschlagte Belastung aufnimmt, um Fahrzeugkarosserie und Strassenrad in einem vorgegebenen stellungsmässigen Verhältnis zueinander zu halten. Andererseits soll der Stossdämpfer zwischen Fahrzeugkarosserie und Strassenrad übertragene Schwingungen dämpfen oder absorbieren. Weiterhin kann das Kraftfahrzeug- Aufhängungssystem noch mit Wankstabilisator zur Unterdrückung von Wankbewegungen des Fahrzeugs ausgestattet sein.
Einige der vielen Arten von Kraftfahrzeug-Aufhängungssystemen weisen Hydraulikkreise mit Fluidkammern in hydraulischen Stossdämpfern auf, um den Ausgleich zwischen den Fluiddrücken in den Kammern entsprechend der jeweiligen Relativbewegung zwischen der Fahrzeugkarosserie und dem Strassenrad steuernd beeinflussen zu können. Diese Hydraulikkreise umfassen eine Fluiddruckquelle zur Zuführung von Arbeitsfluid mit einem vorgegebenen Druck zu den Kreisen und Drucksteuerventilen. Die Drucksteuerventile dienen der hydraulischen Zu- bzw. Abschaltung der Fluiddruckquelle zu bzw. von den Fluidkammern der hydraulischen Stossdämpfer zwecks Steuerung der Druckzufuhr. Die Drucksteuerventile werden gesteuert von einer elektrischen oder elektronischen Steuerung, das die Umschaltung in die verschiedenen Ventilstellungen bewirkt, um je nach Erfordernis den Fluidkammern Fluiddruck zuzuführen oder aus diesen abzuleiten zwecks Erzeugung einer Dämpfungskraft, welche Fahrzeugkarosserie- und Strassenradschwingungen unterdrückt.
Diese positiv gesteuerten Aufhängungssysteme nach dem Stand der Technik weisen jedoch verschiedene Mängel auf und sind überhaupt nicht in der Lage, Schwingungen oder Federbewegungen im Sinne eines echten Fahrkomforts in zufriedenstellender Weise zu unterdrücken. Insbesondere wird bei den konventionellen Systemen die Dämpfungskraft mittels Drosselblende im Hydraulikkreis erzeugt, wobei infolge des beim Passieren der Blende entstehenden Strömungswiderstandes die Fluiddruckdifferenzen zwischen den Fluidkammern im Stossdämpfer nicht so ohne weiteres ausgeglichen werden können. Ist das Gleichgewicht gestört, besteht beim Stossdämpfer die Tendenz der Übertragung von Strassenradschwingungen auf die Fahrzeugkarosserie mit resultierender Beeinträchtigung des Fahrkomforts.
Zur Verbesserung wird in der am 3. September 1986 erstveröffentlichten und an den Inhaber auch der vorliegenden Erfindung abgetretenen Europäischen Patentschrift 01 93 124 ein positiv bzw. aktiv gesteuertes Aufhängungssystem für Kraftfahrzeuge beschrieben, das umfasst einen eine Kammer bildenden Hohlzylinder, einen auf Krafteinwirkung ansprechenden und mit einer ersten und einer zweiten Fluidkammer versehenen Kolben in dieser Kammer, wobei beide Kammern mit einem Arbeitsfluid gefüllt sind und der Kolben axial frei beweglich im Zylinder angeordnet ist, eine Fluiddruckquelle, einen die erste und die zweite Fluidkammer und die Fluiddruckquelle verbindenden Hydraulikkreis, ein im Hydraulikreis angeordnetes Drucksteuerventil zur selektiven Herstellung und Unterbrechung einer Fluidverbindung zwischen der ersten und der zweiten Fluidkammer und ,der Fluiddruckquelle, eine auf Relativbewegungen zwischen Fahrzeugkarosserie und Strassenrad aus einem vorgegebenen Normalbereich ansprechende Einrichtung zum Steuern des Drucksteuerventils zwecks Einstellung des Fluiddrucks in der ersten und zweiten Fluidkammer mit dem Ziel, den relativen Abstand zwischen Fahrzeugkarosserie und Strassenrad in den vorgebenen Normalbereich zurückzuführen, und eine auf Ein- und Ausfederungsbewegungen des Strassenrads relativ zur Fahrzeugkarosserie ansprechende Einrichtung zur Steuerung des Drucksteuerventils in der Weise, dass der Fluiddruck in der ersten und zweiten Druckkammer im Sinne einer glatten Kolbenverschiebung im Zylinder eingestellt wird zwecks Aufnahme von Ein- und Ausfederungsenergie, die im anderen Falle auf die Fahrzeugkarosserie übertragen würde.
Eine andere Ausführung eines aktiven Aufhängungssystems ist in der von Haymarket Publishing Ltd. unter dem 10. September 1983 herausgegebenen Veröffentlichung "Autocar" beschrieben. Dieses System beinhaltet einen einfachen Betätigungszylinder mit einem an der Fahrzeugkarosserie angereifenden Zylinderrohr und einem mit dem Aufhängungsglied verbundenen Kolben mit Kolbenstange. Der Betätigungszylinder steht über ein Elektromagnetventil mit einer Hydraulikdruckquelle in Verbindung. Weiter ist der Hydraulikzylinder über eine Drosselblende mit einem Druckspeicher verbunden. Bei dieser Ausführung wird das Druckfluid zur Aufnahme von Strassenstössen und Unterdrückung von Stellungsänderungen der Fahrzeugkarosserie aus der Druckquelle über Drucksteuerventil zugeführt. Hierdurch wird das Ansprechvermögen der Drucksteuerung im Betätigungszylinder verringert.
Andererseits ist in der Offenlegungsschrift des Japan- Patents (Tokai) Showa 60-252013 ein mit einstellbarer Wankstabilisierung versehenes Aufhängungssystem für Kraftfahrzeuge beschrieben, das eine mechanische Einstellung der Wankstabilisierungsfunktion über eine in einem Wankstabilisator angeordnete mechanische Kupplung ermöglicht. Diese einstellbare Wankstabilisierung ist jedoch für eine genaue Einstellung der Wankstabilität innerhalb eines weiten Bereiches nicht geeignet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines aktiv gesteuerten Aufhängungssystems, das eine genaue und variable, aber dennoch einfache Einstellung der Aufhängungssteuerung gestattet.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäss ein aktiv gesteuertes Aufhängungssystem vorgeschlagen, das gekennzeichnet ist durch - eine Einstelleinrichtung für den Verstärkungsfaktor, die den vorgegebenen Verstärkungsfaktor entsprechend einem vorgegebenen Verstärkungssteuersignal variiert und einen Lenkwinkelsensor zur Überwachung des Lenkwinkels zur Abgabe eines entsprechenden Signals umfasst; - eine Steuerung zur Berechnung eines vorderen und hinteren Aufhängungssteuersignals aus dem entsprechend der jeweiligen Querbeschleunigung mit einem vorderen und hinteren Verstärkungsfaktor verstärkten Sensorsignal, wobei das vordere und hintere Aufhängungssteuersignal an die ersten und zweiten bzw. die dritten und vierten Drucksteuerventile geliefert wird zur entsprechenden Unterdrückung von Wankbewegungen aufgrund der Querbeschleunigung; und - die Tatsache, dass die Einstelleinrichtung für den Verstärkungsfaktor vorgesehen ist zur Änderung des Verhältnisses des Verstärkungssteuersignals für vorne und hinten entsprechend dem Lenkwinkel und zur entsprechenden Änderung des vorderen und hinteren Verstärkungsfaktors.
Da die Änderung des Verstärkungsfaktors bewirkt wird durch entsprechende Veränderung des Verstärkungssteuersignals, ist eine einfache und genaue Änderung der Aufhängungscharakteristika über eine entsprechende Einstellung des Verstärkungssteuersignals möglich. Diese Einstellung kann von Hand oder automatisch, beispielsweise in Abhängigkeit vom Lenkwinkel, erfolgen.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
In den Zeichnungen bedeuten:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Gesamtaufbaus der bevorzugten Ausführungsform einer Kraftfahrzeugaufhängung mit einem Steuersystem zur aktiven Steuerung der erfindungsgemässen Aufhängung;
Fig. 2 einen Schnitt durch einen beispielhaften Hydraulikzylinder in Kombination mit einem hydraulischen Drucksteuerventil für den Stossdämpfer zur Einstellung der Dämpfungssteifigkeit;
Fig. 3(A) und 3(B) im vergrössertem Maßstab gezeichnete Schnitte zur Detaildarstellung des hydraulischen Drucksteuerventils aus Fig. 2, wobei Fig. 3(a) die Ventilstellung für die weichere und Fig. 3(B) diejenige für die härtere Funktionsweise des Stossdämpfers zeigen;
Fig. 4 ein Diagramm, das die Änderung eines einem Drucksteuerventil zuzuführenden Hydraulikdrucks entsprechend der Änderung des Aufhängungssteuersignals auf zeigt;
Fig. 5 eine schematische Darstellung der bevorzugten Ausführungsform eines der in der bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen aktiv gesteuerten Aufhängung einsetzbaren aktiven Aufhängungssysteme;
Fig. 6 ein Blockschaltbild der bevorzugten Ausführungsform einer Steuerung zur Einstellung der Wankstabilität der Aufhängung in dem erfindungsgemässen aktiven Aufhängungssystem;
Fig. 7 ein Diagramm, das die Verteilung des zur Wankstabilisierung im vorderen und hinteren Aufhängungssystem aufzubauenden Hydraulikdrucks zeigt;
Fig. 8 ein Diagramm, aus dem die Änderung des Verstärkungsfaktors entsprechend einem Verstärkungssteuersignal hervorgeht;
Fig. 9 eine erläuternde Darstellung, auf deren Basis der Wankstabilisierungsvorgang bei der bevorzugten Ausführungsform des aktiv gesteuerten Aufhängungssystems zu beschreiben sein wird;
Fig. 10 die Darstellung eines äquivalenten Modells der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen aktiv gesteuerten Aufhängungssystems;
Fig. 11 ein Blockschaltbild einer Querbeschleunigungs-Projiziereinrichtung zum Einsatz in der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen aktiv gesteuerten Aufhängungssystems;
Fig. 12 ein Diagramm, aus dem die Relation zwischen dem Verhältnis der projizierten Querbeschleunigung und des je weiligen Lenkwinkels und der Fahrzeuggeschwindigkeit ersichtlich ist;
Fig. 13(a) und 13(b) Diagramme, welche die Ansprechscharakteristik entsprechend der Schwingungsfrequenz, wie durch die Relation zwischen dem Verhältnis G/Ö und der Schwingungsfrequenz ausgewiesen, darstellen; und
Fig. 14 ein Blockschaltbild einer abgewandelten Ausführungsform des erfindungsgemässen aktiv gesteuerten Aufhängungssystems.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Wie aus den Zeichnungen, insbesondere Fig. 1, ersichtlich, ist ein Fahrzeug mit vier Aufhängungssystemen 11FL, 11FR, 11RL und 11RR zur Aufhängung des vorderen linken, vorderen rechten, hinteren linken und hinteren rechten Strassenrades 14FL, 14FR, 14RL bzw. 14RR an der Fahrzeugkarosserie versehen. Jede dieser Aufhängungen 11FL, 11FR, 11RL und 11RR ist konzipiert zur Bildung eines sogenannten aktiven Aufhängungssystems, das den Arbeitsfluiddruck in der Aufhängung zur Einstellung ihrer Dämpfungshärte bzw. Dämpfungscharakteristika in einer positiven Weise reguliert, um die Beaufschlagung mit den Fahrkomfort beeinträchtigenden Schwingungen von relativ hoher Frequenz und relativ geringer Stärke von den Strassenrädern 14FL, 14FR, 14RL und 14RR zu dämpfen und Stellungsänderungern der Fahrzeugkarosserie zu unterdrücken.
Jedes der Aufhängungssysteme 11FL, 11FR, 11RL und 11RR weist auf ein Aufhängungsglied 13 wie einen Schwingarm, einen Schwinghebel oder dergleichen sowie eine zwischen der Fahrzeugkarosserie 12 und dem Aufhängungsglied 13 angeordnete sowie aus einem Hydraulikzylinder 15A als Betätigungselement und einer Schraubenfeder 16 bestehende Aufhängung 15. In der dargestellten Ausführungsform wird die Schraubenfeder 16 nicht zur Abdämpfung der durch Ein- und Ausfedern bedingten kinematischen Energie, sondern lediglich zur federnden Abstützung der Fahrzeugkarosserie auf dem Strassenrad gegen die durch die Masse des Fahrzeugaufbaus bedingte statische Belastung benötigt. Weiter sollte zweckmässigerweise die Schraubenfeder 16 der Aufhängung so weich sein, dass keinerlei Dämpfungskraft gegen Schwingungen erzeugt wird, die zwischen der Karosserie und dem Aufhängungsglied übertragen werden.
Der Hydraulikzylinder 15A umfasst ein mit viskosem Arbeitsfluid gefülltes hohles Zylindergehäuse 15a sowie einen Kolben 15c, der dicht und unter Krafteinwirkung verschiebbar im Innen des Zylindergehäuses angeordnet ist und den Zylinderraum in obere und untere Fluidkammern 15d und 15e unterteilt. Eine Kolbenstange 15b verläuft durch das eine Ende des Zylindergehäuses 15a, dessen anderes Ende mit einem Bereich der Fahrzeugkarosserie 12 verbunden ist. Das untere Ende der Kolbenstange 15b steht mit dem Aufhängungsglied 13 in Verbindung. Damit ist der Kolben 15c unter Krafteinwirkung in Ein- und Ausfederungsrichtung entsprechend der jeweiligen Relativbewegung zwischen Karosserie und Aufhängungsglied relativ zum Zylindergehäuse 15a verschiebbar.
Der Hydraulikzylinder 15A der Aufhängung 15 steht über einen ein hydraulisches Drucksteuerventil 18 aufweisenden Hydraulikkreis mit einer hydraulischen Druckquelle 20 in Verbindung. Das in der dargestellten Ausführungsform eingesetzte Drucksteuerventil 18 ist mit einem Stellglied versehen, das entsprechend einem Aufhängungssteuersignal elektrisch betätigbar und mit einer Steuerung 30 verbunden ist, um von dieser das jeweilige Aufhängungssteuersignal zu empfangen. Der Hydraulikkreis umfasst eine Zufuhrleitung 19s und eine Rückleitung 19d. Hochdruckspeicher 23H sind an der Zufuhrleitung 19s angeschlossen und Niederdruckspeicher 22L zwischen den Drucksteuerventilen 18 und dem jeweils zugehörigen Hydraulikzylinder 15A eingeschaltet. Die Druckquelle umfasst eine Druckeinheit 20 und einen Fluidsammelbehälter 21, wobei die Druckeinheit 20 mit dem Behälter 21 verbunden ist, um viskoses Arbeitsfluid aus dem Behälter 21 heraus dem Drucksteuerventil 18 über die Zufuhrleitung 19s zuzuführen. Andererseits steht die Rückleitung 19d mit dem Behälter 21 in Verbindung, um Arbeitsfluid in diesen zurückzuleiten.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind die Niederdruckspeicher 22L mit einer Stichdruckleitung 22B verbunden, die an die Verbindungsbahn 27 zwischen den Drucksteuerventilen 18 und den oberen Fluidkammern 15d der Hydraulikzylinders 15A angeschlossen sind. Ein Drosselventil 22V ist zwischen der Anschlußstelle der Stichdruckleitung 22B mit der Verbindungsbahn 27 und dem Niederdruckspeicher 22L eingeschaltet. Es ist für eine feste Drosselrate konzipiert, um einen vorgegebenen Strömungswiderstand gegenüber dem hindurchfliessenden Arbeitsfluid zu erzeugen.
Die Steuerung 30 ist mit einem Querbeschleunigungssensor 29 zur Ausgabe eines Querbeschleunigungssignals α verbunden, auf dessen Basis sie die entsprechenden Aufhängungssteuersignale zur Steuerung der entsprechenden Drucksteuerventile 18 ableitet.
Die Fig. 2 und 5 zeigen die konstruktiven Einzelheiten des Hydraulikzylinders 15A sowie des Drucksteuerventils 18. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist das hohle Zylindergehäuse 15a versehen mit einem Durchlass 15f, der über eine Verbindungsleitung 27 die obere Fluidkammer 15d mit einem Auslass 18d des Drucksteuerventils 18 verbindet. Das Drucksteuerventil 18 weist auf ein Ventilgehäuse 18A mit dem vorerwähnten Auslass 18d, einem Einlass 18b und einem Rücklaufkanal 18c, die jeweils einer Ventilbohrung 18a im Ventilgehäuse 18A zugeschaltet sind. In der Ventilbohrung 18a befindet sich eine in dieser unter Krafteinwirkung bewegliche Ventilspule 19 mit ersten, zweiten und dritten Anlageflächen 19a, 19b und 19c. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, weist die dritte Anlagefläche 19c einen kleineren Durchmesser als die erste und die zweite Anlagefläche 19a, 19b auf. Diese dritte Anlagefläche 19c bildet eine fünfte Drucksteuerkammer 18h, die über eine Rücklaufbahn 18f mit dem Rücklaufkanal 18c in Verbindung steht. Weiter ist in der Ventilbohrung 18a ein Betätigungskolben 22c angeordnet, und zwar gegenüber der zweiten Anlagefläche 19b und von dieser abgesetzt zur Ausbildung einer zweiten Steuerdruckkammer 18' die über eine Rücklaufbahn 18e mit dem Rücklaufkanal 18c verbunden ist. Eine ringförmige Druckkammer 18j ist zwischen der ersten und der zweiten Anlagefläche 19a, 19b ausgebildet. Die Druckkammer 18j steht ständig mit dem Auslass 18d und damit mit der oberen Fluidkammer 15d in Verbindung. Andererseits erfolgt eine Umschaltung der Druckkammer 18j entsprechend der Stellungsänderung der Ventilspule 19 zur selektiven Herstellung einer Verbindung zwischen dem Einlass 18b oder dem Rücklaufkanal 18c. Zwischen der ersten und der dritten Anlagefläche 19a, 19c ist eine Drucksteuerkammer 18k gebildet, die über eine Hilfssteuerbahn 18g mit dem Auslass 18d verbunden ist. Die Kraft der Vorspannfeder 22d steht im Gleichgewicht mit dem Hydraulikdruck in der Drucksteuerkammer 18k und bestimmt so die Stellung der Ventilspule. Der Betätigungskolben 22c kontaktiert ein Betätigungsgestänge 22a eines elektrisch betätigbaren Stellglieds 22 mit einer elektromagnetischen Proportionalspule, die den Grad der Betätigung des Gestänges 22a variiert und damit die Position der Ventilspule 19 bestimmt.
Zur Erhöhung des Drucks des zugeführten Arbeitsfluids wird die Ventilspule 19 in die in Fig. 3(a) aufgezeigte Stellung überführt und vergrössert damit den Strömungsquerschnitt im Bereich einer Drossel am inneren Ende des Einlasses 18b über die Anlagefläche 19a der Ventilspule 19. Soll andererseits der Zulaufdruck des Arbeitsfluids verringert werden, so wird die Ventilspule in die Stellung gemäss Fig. 3(B) verbracht, um so den Strömungsquerschnitt im Bereich der Drossel am inneren Ende des Einlasses 18b zu verkleinern und den normalerweise über die Anlagefläche 19b der Ventilspule verschlossenen Rücklaufkanal 18c zu öffnen.
Der Aufbau der Drucksteuerventile ist nicht auf die in den Fig. 2, 3(A) und 3(B) gezeigte konstruktive Ausführung beschränkt, sondern durch jede sonstige geeignete Konstruktion ersetzbar, so beispielsweise durch die in der Offenlegungsschrift der Europäischen Patentanmeldung 01 93 124 beschriebenen Ausführungen. Auf die diesbezügliche Offenbarung dieser Druckschrift wird vollinhaltlich Bezug genommen.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, umfasst die Proportionalmagnetspule 22 das Betätigungsgestänge 22a und eine Magnetspule 22b, wobei die letztere mit einem Aufhängungssteuersignal V&sub3; aus der Steuerung 30 beaufschlagt wird. Der Grad der Erregung ist je nach Stärke dieses Aufhängungssteuersignals variabel, so dass die Proportionalmagnetspule 22 das Betätigungsgestänge in einem zur Stärke des Signals proportionalen Ausmass verschiebt. In der dargestellten Ausführungsform des Drucksteuerventils ist der Arbeitsfluiddruck P am Auslass 18d entsprechend den Charakteristika in Fig. 4 veränderlich. Ist also das Aufhängungssteuersignal V&sub3; gleich Null, so wird der Druck P am Auslass 18 zu P&sub0; entsprechend einem vorgegebenen Abschaltdruck P&sub0;. Mit zunehmendem Wert des Aufhängungssteuersignals wird auch der Fluiddruck P am Auslass 18d um einen vorgegebenen Proportionalfaktor K&sub1; höher. Wird also der Wert des Aufhängungssteuersignals V&sub3; grösser, so wird gemäss Fig. 2 das Betätigungsgestänge nach unten in die Stellung gemäss Fig. 3(A) gefahren, um eine Erhöhung des Fluiddrucks um den vorgegebenen Proportionalfaktor K&sub1; zu bewirken. Der Fluiddruck P am Auslass 18d entspricht dem Ausgangsdruck P&sub2; der Druckeinheit 20. Wird andererseits das Aufhängungssteuersignal V&sub3; schwächer, so geht der Druck P gegen Null, indem das Betätigungsgestänge 22a in die in Fig. 3(B) aufgezeigte Richtung verschoben wird.
Das Betätigungsgestänge 22a der Proportionalmagnetspule 22 wirkt mit dem Betätigungskolben 22c zusammen, wobei der Kontakt zwischen dem Betätigungsgestänge 22a und dem Betätigungskolben 22c über die Vorspannkraft der Feder 22d, die im Normalfall den Kolben gegen das Gestänge drückt, vorgehalten wird. Andererseits wirkt aber die Kraft der Feder 22d auch auf die Ventilspule 19 und drückt diese entsprechend Fig. 2 nach unten. Weiter wird die Ventilspule 19 mit einer aufwärts wirkenden Druckkraft aus der Drucksteuerkammer 18k beaufschlagt. Aus diesem Grunde stellt sich die Ventilspule 19 auf die Stelle in der Ventilbohrung ein, an welcher die nach unten gerichtete Vorspannkraft der Feder 22d und die aufwärts gerichtete Druckkraft aus der Steuerdruckkammer 18k im Gleichgewicht sind.
Unter diesen Bedingungen bilden die Verbindungsbahn 27, der Auslass 18d, die Fluidkammer 15d des Hydraulikzylinders 15A und das Drucksteuerventil 18 ein erstes Hydrauliksystem. Andererseits wird durch den Niederdruckspeicher 22L, die Stichleitung 22B und das Drosselventil 22V mit der Fluidkammer 15d des Hydraulikzylinders 15A ein zweites Hydrauliksystem gebildet. Länge und Durchmesser der die Verbindungsbahn 27 bildenden Leitung sind so gewählt, dass gegenüber dem hindurchströmenden Arbeitsfluid ein Strömungswiderstand aufgebaut wird, der je nach der Eingangsschwingungsfrequenz entsprechend der Hubgeschwindigkeit des Kolbens 15c des Hydraulikzylinders 15A in nichtlinearer Weise variiert. Praxisgemässer ausgedrückt nimmt die Änderungscharakteristik des Strömungswiderstands in der Verbindungsbahn 27 im Verhältnis zur Schwingungsfrequenz einen parabelförmigen Verlauf. Weiter ist der Strömungswiderstand der Verbindungsbahn niedriger eingestellt als der im vorerwähnten zweiten Hydrauliksystem, wenn die Eingangsschwingungsfrequenz niedriger ist als eine Grenzfrequenz (beispielsweise 7 bis 8 Hz) zwischen der Eigenfrequenz der Fahrzeugkarosserie und der Eigenfrequenz des mit dem Strassenrad gekoppelten Aufhängungsglieds. Andererseits wird der Strömungswiderstand der Verbindungsbahn grösser als der oder gleich dem Strömungswiderstand in dem vorerwähnten zweiten Hydrauliksystem eingestellt, wenn dich Eingangschwingungsfrequenz grösser ist als die oder gleich der Grenzfrequenz.
Fig. 6 zeigt die bevorzugte Ausführungsform der Steuerung 30 zum Steuern des aktiv gesteuerten Aufhängungssystems gemäss Fig. 1.
Wie aus dieser Fig. 6 ersichtlich, enthält die Steuerung 30 Steuersignal-Generatorschaltungen 33f und 33r sowie Inverterschaltungen 38f und 38r. Der Fig. 6 ist entnehmbar, dass die Steuersignal-Generatorschaltung 33f konzipiert ist zur Ausgabe eines Steuersignals zur Steuerung der Drucksteuerventile 18 in den vorderen linken und vorderen rechten Aufhängungssystemen 11FL und 11FR, das somit bezeichnet wird als "vorderes Aufhängungssteuersignal Cf". Entsprechend ist die Steuersignal-Generatorschaltung 33r ausgelegt zur Ausgabe des Steuersignals zur Steuerung der Drucksteuerventile 18 in den hinteren linken und hinteren rechten Aufhängungssystemen 11RL und 11RR, das also nachfolgend bezeichnet wird als "hinteres Aufhängungssteuersignal Cr".
Die Steuersignal-Generatorschaltungen 33f und 33r umfassen geregelte Verstärker mit variierbaren Verstärkungsfaktoren Kf und Kr. Verbunden sind die Steuersignal-Generatorschaltungen 33f und 33r mit einer Verstärkungssteuersignal-Generatorschaltung 34, die ihrerseits mit einer Schaltung 35 zur Einstellung der Gesamt-Wankstabilität sowie einer Schaltung 36 zur Einstellung der vorderen/hinteren Verteilung gekoppelt ist. Die Schaltung 36 ist verbunden mit einem Lenkwinkelsensor 37 sowie einer manuellen Wähleinheit mit einem Betriebsartenschalter 36a und einem manuellen Einstellschalter 36b. Die Verstärkungssteuersignal-Generatorschaltung 34, die Schaltung 35 zur Einstellung der Gesamt-Wankstabilität die Schaltung 36 zur Einstellung der vorderen/hinteren Verteilung, der Lenkwinkelsensor 37 und die manuelle Wähleinheit 36A sind Teile einer Einstellungseinrichtung für dem Verstärkungsfaktor 33. In der bevorzugten Ausführungsform weist die Schaltung 35 zur Einstellung der Gesamt-Wankstabilität einen manuellen Wählschalter auf, der im Fahrerraum neben dem Fahrersitz angeordnet ist, so dass er vom Fahrer zur Einstellung der Gesamtsteifigkeit der Aufhängungssysteme und damit zur Einstellung der Gesamt-Wankstabilität erreichbar ist. Die Schaltung 35 gibt ein Signal Z&sub0; zur Einstellung der Gesamt-Wankstabilität an die Verstärkungssignal-Generatorschaltung 34.
Andererseits wird die Schaltung 36 zur Einstellung der vorderen/hinteren Verteilung mit einem Betriebsartenwählsignal von der manuellen Wähleinheit 36A her beaufschlagt, wobei über den Betriebsartenwählschalter 36a dieser Einheit manuell die Betriebsarten AUTOMATIK und HAND wählbar sind. Der manuelle Einstellschalter 36b wird in der Stellung HAND des Betriebsartenwählschalters 36a betätigt zur Einstellung der vorderen/hinteren Verteilung der Wankstabilität. In der über den Betriebsartenwählschalter 36a bestimmten Betriebsart AUTOMATIK ist die Schaltung 36 zur Einstellung der vorderen/ hinteren Verteilung aktiviert und stellt automatisch die hintere/vordere Verteilung der Wankstabilität in Übereinstimmung mit einem vorderen/hinteren Verteilungseinstellparameter ein, für den in der dargestellten Ausführungsform der Lenkwinkel δ heraangezogen wird. Als damit ist diese Verteilerschaltung 36 mit dem Lenkwinkelsensor 37 verbunden und empfängt von diesem ein Lenkwinkelsignal. Der Lenkwinkelsensor 37 kann in an sich bekannter Ausführung vorgesehen werden und einen photoelektrischen Sensor, ein Potentiometer usw. aufweisen.
Man beachte, dass obwohl der in der dargestellten Ausführungsform eingesetzte Lenkwinkelsensor 37 als Sensor zur Erfassung des Wankzustandes des Fahrzeugs bzw. als Einrichtung zur Überwachung des vorderen/hinteren Verteilungseinstellparameters vorgesehen ist, dennoch die Möglichkeit besteht, jede andere Art von Sensor einzusetzen, die den Wankzustand des Fahrzeugs in zufriedenstellender Weise zu erfassen bzw. zu überwachen vermag, beispielsweise in Form eines Querbeschleunigungs- oder Querkraftsensors usw. Weiter kann die manuelle Wähleinheit 36A neben dem Fahrersitz angeordnet sein dergestalt, dass sie vom Fahrer mühelos erreichbar ist.
Die Schaltung 36 zur Einstellung der vorderen/hinteren Verteilung leitet die vordere/hintere Verteilung ab auf der Basis von Eingangssignalen, die von der manuellen Wähleinheit 36A und dem Lenkwinkelsensor 37 her anfallen. Die Schaltung 36 für die Einstellung der vorderen/hinteren Verteilung gibt ein Signal a der vorderen/hinteren Verteilung an die Verstärkungssteuersignal-Generatorschaltung 34.
Die Verstärkungssteuersignal-Generatorschaltung 34 leitet auf das Gesamt-Wankstabilitätssignal Z&sub0; und das Signal a für die vordere/hintere Verteilung ansprechend die Verstärkungssteuersignale Zf und Zr ab. Das zur Bestimmung bzw. Einstellung des Verstärkungsfaktors Kf auf die vordere Aufhängungssteuersignal-Generatorschaltung 33f zu übertragende Verstärkungssteuersignal Zf wird nachfolgend bezeichnet als "Verstärkungssteuersignal für vorne". Andererseits wird das Verstärkungssteuersignal Zr zur Bestimmung des Verstärkungsfaktors Kr auf die hintere Aufhängungssteuersignal-Generatorschaltung 33r übertragen und nachfolgend als "Verstärkungssteuersignal für hinten" bezeichnet. Im praktischen Betriebsablauf verarbeitet die Schaltung 36 zur Einstellung der vorderen/hinteren Verteilung das von Hand eingestellte Wertsignal vom manuellen Einstellschalter 36b der manuellen Wähleinheit 36A bei in der Stellung HAND befindlichem Betriebsartenwählschalter 36b, das Betriebsartenwählsignal vom Betriebsartenwählschalter 36a sowie das Lenkwinkelsignal δ vom Lenkwinkelsensor 37. Wird die Betriebsart HAND über den Betriebsartenwählschalter 36a bestimmt, so wird der von dem entsprechenden Wertsignal repräsentierte manuell eingestellte Wert von der Schaltung 36 zur Einstellung der vorderen/ hinteren Verteilung als vorderes/hinteres Verteilungssignal a ausgegeben, während bei Wahl der Betriebsart AUTOMATIK das vordere/hintere Verteilungssignal a entsprechend dem Lenkzustand des Fahrzeugs von der Schaltung zur Einstellung der vorderen/hinteren Verteilung 36 automatisch abgeleitet wird. In der Praxis stellt diese Schaltung 36 das Signal a für vordere/hintere Verteilung auf einen vorgegebenen Anfangswert ein, der bei Geradeausfahrt des Fahrzeugs grösser ist als oder gleich 0.5. Spricht dagegen die Schaltung 36 zur Einstellung der vorderen/hinteren Verteilung auf den Beginn eines Lenkvorgangs durch Erfassen einer Änderung des Lenkwinkelsignals δ an, so wird das Signal a auf einen Wert im Bereich zwischen 0 und 0.5 gesetzt. Ebenfalls spricht die Schaltung 36 durch Erfassen einer Änderung des Lenkwinkelsignals δ auf das Ende des Lenkvorgangs an und stellt entsprechend den Wert a für vordere/hintere Verteilung auf 0.5 bis 1 ein. Das Verhältnis der Verstärkungssteuersignalwerte Zf und Zr für vorne und hinten zum vorderen/hinteren Verteilungssignal a ist aus Fig. 7 ersichtlich.
Die Verstärkungssteuersignal-Generatorschaltung 34 empfängt das die Geamt-Wankstabilität repräsentierende Signal Z&sub0; von der Schaltung 35 zur Einstellung der Gesamt-Wankstabilität sowie das Signal a für die vordere/hintere Verteilung von der Schaltung 36 zur Einstellung der vorderen/hinteren Verteilung. Die Verstärkungssteuersignal-Generatorschaltung 34 verarbeitet die Eingangssignale, d. h. Z&sub0; und a, zur Ableitung des Verstärkungssteuersignals Zf für vorne sowie des Verstärkungssteuersignals Zr für hinten nach den folgenden Gleichungen:
Zf = a · Z&sub0; (1)
Zr = Z&sub0; - Zf (2)
Die vordere Aufhängungssteuersignal-Generatorschaltung 33 f empfängt das Querbeschleunigungssignal α vom Querbeschleunigungssensor 29 sowie auch das Verstärkungssteuersignal Zf für vorne von der Verstärkungssteuersignal-Generatorschaltung 34. Die Schaltung 33f bestimmt den Verstärkungsfaktor Kf entsprechend dem Verstärkungssteuersignalwert Zf für vorne (beispielsweise wie in Fig. 8 angegeben) und verstärkt den Querbeschleunigungssignalwert α mit dem bestimmten Verstärkungsfaktor Kf, um das vordere Aufhängungssteuersignal Cf abzuleiten, das sodann der Proportionalmagnetspule 22 des Drucksteuerventils 18 im vorderen rechten Aufhängungssystem 11FR zugeführt wird. Weiterhin geht das vordere Aufhängungssteuersignal Cf über die Inverterschaltung 38f auf die Proportionalmagnetspule 22 des Drucksteuerventils im vorderen linken Aufhängungssteuersystem 11FL. Damit werden die vorderen Aufhängungssteuersignale Cf mit unterschiedlichen Polaritäten in die Magnetspulen 22 der Drucksteuerventile 18 im vorderen rechten und vorderen linken Aufhängungssteuersystem 11FR und 11FL eingegeben.
Die hintere Aufhängungssteuersignal-Generatorschaltung 33r empfängt das Querbeschleunigungssignal α vom Querbeschleunigungssensor 29, desweiteren das Verstärkungssteuersignal Zr für hinten. Diese Schaltung 33r bestimmt den Verstärkungsfaktor Kr entsprechend dem Verstärkungssteuersignalwert Zr für hinten (siehe Fig. 8) und verstärkt das Querbeschleunigungssignal α mit dem bestimmten Verstärkungsfaktor Kr zur Ableitung des hinteren Aufhängungssteuersignals Cr, das auf die Proportionalmagnetspule 22 des Drucksteuerventils 18 im hinteren rechten Aufhängungssystem 11RR sowie über die Inverterschaltung 38f auf die Magnetspule 22 des Drucksteuerventils des hinteren linken Aufhängungssteuersystems 11RR gegeben wird. Damit werden die hinteren Aufhängungssteuersignale Cr mit unterschiedlichen Polaritäten in die Magnetspulen 22 der Drucksteuerventile 18 der hinteren rechten und hinteren linken Aufhängungssysteme 11RR und 11RL eingegeben.
Bei angenommen gleichmässiger Lastverteilung im Bereich der einzelnen Strassenräder 14FL, 14FR, 14RL und 14RR sowie angenommen gleichen Merkmalen für die entsprechenden Hydraulikzylinder 15A, die Kreisverstärkungen der hydraulischen Drucksteuerkreise sowie die Schraubenfedern lässt sich die Verteilung der Wankstabilität im Bereich der vorderen und hinteren Aufhängungssysteme durch Einstellen der Fluiddrücke in den Hydraulikzylindern auf der Basis der vorderen und hinteren Aufhängungssteuersignale Cf und Cr regulieren. Die Steuerung der Wankstabilitätsverteilung in den vorderen und hinteren Aufhängungssystemen ermöglicht die Einstellung der jeweils für das Fahrzeug erforderlichen Lenkcharakteristika.
Ist also der Wert des vorderen Aufhängungssteuersignals Cf grösser als der des hinteren Signals Cr, so wird die Wankstabilisierungslast in den vorderen Aufhängungssystemen 11FL und 11ER höher als in den hinteren Aufhängungssystemen 11RL und 11RR. Dies bewirkt eine Verringerung der relativen Kurvenkraft in dem Sinne, dass die gesamte Kurvenkraft des vorderen linken und vorderen rechten Aufhängungssystems 11FL und 11FR grösser sein muß als im Bereich der hinteren Aufhängungssysteme. Dies erhöht den Kurvenstabilitätsfaktor Ks und damit die Untersteuerungscharakteristik des Fahrzeugs. Weist andererseits das hintere Aufhängungssteuersignal Cr einen grösseren Wert auf als das vordere Signal Cf, so wird die Wankstabilisierungslast für die hinteren Aufhängungssteuersysteme 11RL und RR höher als in den vorderen Aufhängungssteuersystemen 11FL und 11FR. Dies führt zu einer Reduzierung der relativen Kurvenkraft in dem Sinne, dass die gesamte Kurvenkraft der hinteren linken und hinteren rechten Aufhängungssysteme kleiner sein muß als im Bereich der vorderen Aufhängungssysteme. Damit wird der Kurvenstabilitätsfaktor Ks verringert und das Übersteuerungsverhalten des Fahrzeugs vergrössert.
Die Wirkweise der bevorzugten Ausführung des erfindungsgemässen aktiv gesteuerten Aufhängungssystems sei nunmehr nachfolgend beschrieben:
Zunächst versteht sich, dass bei im wesentlichen gleichem Wert für das vordere Aufhängungssteuersignals Cf und das hintere Steuersignal Cr die Wankstabilisierungslastverteilung im Bereich der vorderen und hinteren Aufhängungssysteme gleich wird und damit im grossen und ganzen neutrale Lenkbzw. Fahrzeugsteuerbedingungen geschaffen werden.
Allgemein erhellt sich, dass die Eigenfrequenz des Aufhängungsglieds mit Strassenrad höher ist als die Eigenfrequenz der Fahrzeugkarosserie. Damit ist bei Schwingungseinleitung aus dem Aufhängungsglied die Schwingungsfrequenz für gewöhnlich höher als die Grenzfrequenz. Ist dagegen die Fahrzeugkarosserie Wank-, Nick-, Einfeder- und ähnlichen Bewegungen ausgesetzt und werden damit Schwingungen beaufschlagt, so ist die Eigenfrequenz niedriger als die Grenzfrequenz. Da bei Schwingungseinleitung der Strömungswiderstand in der Verbindungsbahn 27 grösser wird als derjenige im zweiten Hydrauliksystem, tritt das letztere in Funktion und nimmt Schwingungsenergie auf. Ist dagegen bei einer Veränderung der Fahrzeugstellung wie zum Beispiel im Falle von Wank-, Nick- und Einfederbewegungen usw. des Fahrzeugs die Schwingungsfrequenz geringer als die Grenzfrequenz, so ist das erste Hydrauliksystem aktiviert und reguliert den Fluiddruck in der Fluidkammer 15d, um Stellungsänderungen der Fahrzeugkarosserie zu unterdrücken.
Bei einer Einfederbewegung des Aufhängungsglieds beispielsweise erfährt der Kolben 15c des Hydraulikzylinders 15A eine Verschiebung nach oben und bewirkt so eine Erhöhung des Fluiddrucks in der oberen Kammer 15d. Da die eingeleitete Schwingungsfrequenz höher ist als die Grenzfrequenz, wird über das Drosselventil 22V der erhöhte Druck in den Niederdruckspeicher 22L geleitet, weil der zweite Hydraulikkreis einen geringeren Strömungswiderstand aufweist als der erste Hydraulikkreis. In diesem Falle erzeugt das Drosselventil eine Dämpfungskraft gegenüber dem Kolbenhub, so dass die Übertragung von Schwingungsenergie vom Aufhängungsglied auf die Fahrzeugkarosserie wirksam verhindert wird.
Aus diesem Grunde strömt in Ansprechung auf die zu einer Erhöhung des Fluiddrucks in der Fluidkammer 15d führende Einfederungsbewegung das Druckfluid über die Stichleitung 22B und das Drosselventil 22V aus der Fluidkammer 15d zum Niederdruckspeicher 22L. Da das Drosselventil 22V mit einer gegebenen Drosselrate zur Begrenzung des Fluiddurchsatzes ausgelegt ist, dient dieser Strömungswiderstand als Dämpfungskraft zur Aufnahme von Schwingungsenergie, so dass die Schwingungsenergie nicht auf die Fahrzeugkarosserie übertragen wird.
Bei ruhiger Fahrt des Fahrzeugs wie vorbeschrieben und über den Betriebsartenschalter 36a der manuellen Wähleinheit 36A gewähltem AUTOMATIK-Modus liefert der Querbeschleunigungssensor 29 ein Querbeschleunigungssignal α, das für Null Querbeschleunigung steht. Infolgedessen gehen auch die vorderen und hinteren Aufhängungssteuersignale Cf und Cr im wesentlichen auf Null und werden die Spulen 22a der Proportionalmagnete 22 der Drucksteuerventile 18 im entregten Zustand gehalten, wodurch der Fluiddruck in den Fluidkammern 15d der entsprechenden Hydraulikzylinder 15A auf dem anfänglichen Abschaltdruck P&sub0; bleiben. Unter diesen Bedingungen sind die vorerwähnten ersten Hydraulikkreise in den entsprechenden Aufhängungssystemen dahingehend aktiv, dass sie Strassenstösse und sonstige Schwingungen von relativ hoher Frequenz aufnehmen.
Alternativ bestünde die Möglichkeit, auf das erste Hydrauliksystem zu verzichten und die Strassenstösse usw. über die Ventilspule 19 in Ansprechung auf Druckänderungen in der Drucksteuerkammer 18k aufnehmen zu lassen. In diesem Falle erfährt bei einer Einfederbewegung des Aufhängungsgliedes der Kolben 15c des Hydraulikzylinders 15A eine Verschiebung nach oben, um den Fluiddruck in der oberen Kammer 15d zu erhöhen. Dies bewirkt eine Fluiddruckerhöhung am Auslass 18d des Drucksteuerventils 18 mit dem Ergebnis, dass sich der Fluiddruck in der Drucksteuerkammer 18k um den über die Hilfssteuerbahn 18g eingeleiteten Druck erhöht und dass so das Gleichgewicht zwischen der nach unten gerichteten Kraft der Vorspannfeder 22d und der nach oben gerichteten Druckkraft der Drucksteuerkammer 18k zerstört wird. Dies findet seinen Niederschlag in einer Aufwärtsbewegung der Ventilspule 19 gegen die Kraft der Feder 22d, wie dies die Fig. 3(B) ausweist. Damit vergrössert sich der Strömungsquerschnitt des Rücklaufkanals 18c und wird der Einlass 18b versperrt, wodurch der Fluiddruck aus der Fluidkammer 15d über den Rücklaufkanal abgeleitet wird. Aus diesem Grunde kann der erhöhte Fluiddruck in der Fluidkammer 15d des Hydraulikzylinders 15A wirksam aufgenommen werden, so dass vom Aufhängungsglied beaufschlagte Einfederenergie nicht auf die Fahrzeugkarosserie übertragen wird. Erfolgt dagegen eine Ausfederbewegung am Aufhängungsglied, so fährt der Kolben 15c des Hydraulikzylinders 15A nach unten und verringert dadurch den Fluiddruck in der oberen Kammer 15d, was eine Reduzierung des Fluiddrucks am Auslass 18d des Drucksteuerventils 18 und somit einen Abfall des Fluiddrucks um den über die Hilfssteuerbahn 18g eingeleiteten Druck und eine Zerstörung des Gleichgewichts zwischen der nach unten gerichteten Vorspannkraft der Feder 22d und der nach oben gerichteten Druckkraft der Drucksteuerkammer 18k zur Folge hat. Damit fährt wie aus Fig. 3(A) ersichtlich die Ventilspule 19 gegen die Kraft der Feder 22d nach unten, wodurch sich der strömungsquerschnitt des Einlasses 18b vergrössert und der Rücklaufkanal 15d gesperrt wird. Somit wird der Fluiddruck in der Fluidkammer 15d um den über den Einlass eingebrachten Druck erhöht mit dem Ergebnis, dass der verminderte Fluiddruck in der Fluidkammer 15d des Hydraulikzylinders wirksam aufgenommen werden kann und die über das Aufhängungsglied eingebrachte Ausfederenergie nicht auf die Fahrzeugkarosserie übertragen wird.
Bei einem Lenkmanöver zum Abbiegen nach links wankt die Fahrzeugkarosserie infolge der ihr beaufschlagten Querkraft und der anstehenden Fliehkraft unter Absenkung auf der linken und Anhebung auf der rechten Seite, so dass die Karosserie sich wie aus den Fig. 5, 9 und 10 ersichtlich unter einem Winkel R relativ zur Senkrechtebene nach links neigt. Aus diesem Grunde gibt der Querbeschleunigungssensor 29 das Querbeschleunigungssignal α aus. Soweit es sich um die vorderen Aufhängungssysteme handelt, werden die Fluiddrücke in den Hydraulikzylindern 15A der vorderen linken und vorderen rechten Aufhängungssysteme 11FL und 11FR im Wege des nachfolgend beschriebenen Verfahrens bestimmt.
In der Annahme, dass die Masse der Fahrzeugkarosserie gleich M, der effektive Querschnitt des Hydraulikzylinders 15A des vorderen linken und vorderen rechten Aufhängungssystems gleich A und der Fluiddruck-Änderungsfaktor im Drucksteuerventil 18 gleich K&sub1; ist, lässt sich die Grösse der Fluiddruckänderung im Hydraulikzylinder in Ansprechung auf das vordere Aufhängungssteuersignal Cf mit der folgenden Gleichung (3) darstellen:
P - P&sub0; = K&sub1; · Cf (3)
Durch Einsetzen von (P - P&sub0;) als ΔP kann die vorstehende Formel zur folgenden Gleichung (4) umgeschrieben werden:
$P = K&sub1; · Cf (4)
Da die in jedem Zylinder zu erzeugende Druckkraft gleich A (effektiver Querschnitt) · ΔP ist, lässt sich das Wankmoment M 2 durch folgende Gleichung (5) darstellen:
M &sub2; = A · ΔP + K(x&sub2; - x&sub1;) (5)
wobei:
x&sub2; ist die Verlagerung S der Fahrzeugkarosserie
x&sub1; ist die Verlagerung des Aufhängungsglieds und
K ist ein Federkoeffizient der Schraubenfeder 16.
Da der vordere Aufhängungssteuersignalwert Cf abgeleitet wird mit (Kf · α), kann die vorstehende Gleichung (5) modifiziert werden zu:
M &sub2; + K(x&sub2; - x&sub1;) = K&sub1; · Cf · A (6)
Unter der Annahme, dass die Grösse x&sub1; der Verlagerung des Aufhängungsglieds Null ist, lässt sich die Grösse x&sub2; der Stellungsänderung der Fahrzeugkarosserie in Form eines Schwingungsübertragungskoeffizienten durch die folgende Gleichung (7) mit Laplace'scher Umwandlung ausdrücken:
x&sub2;/α = (K&sub1; · A)/MS² + K) (7)
Damit ist der Schwingungsübertragungskoeffizient (x&sub2;/α) darstellbar durch die folgende Gleichung (8):
x&sub2;/α = (K&sub1; · A · Kf)/MS² + K) (8)
Andererseits zeigt Fig. 9 ein Fahrzeug, bei dem eine Steuerung der Aufhängung zur Unterdrückung von Wankbewegungen nicht stattfindet. In diesem Falle lässt sich die Wankbewegung der Fahrzeugkarosserie ausdrücken durch folgende Gleichung (9):
J + K · (L²/2) · R = M · H · α (9)
wobei:
J ist ein Wankträgheitsmoment
R ist ein Wankwinkel
H ist ein Abstand zwischen dem Schwerpunkt und dem Wankmittelpunkt
K ist ein Federkoeffizient
L ist ein Abstand zwischen den Radaufstandsflächen.
Die vorstehende Gleichung (9) ist modifizierbar zu:
R/α = (M · H)/(JS² + KL²/2) (10)
Da X&sub2; gleich (LR/2) ist, ist eine weitere Modifizierung der vorstehenden Gleichung (10) möglich zu:
X&sub2;/α = (L · H · M/2)/(JS² + KL²/2) (11)
Wie ersichtlich stellt die vorstehende Gleichung (8) das Ansprechverhalten des Hydrauliksystems der hier beschriebenen Ausführungsform und die Gleichung (11) die Wankbewegung der Fahrzeugkarosserie in Ansprechung auf die Querbeschleunigung dar. Somit lässt sich wie diesen Gleichungen (8) und (11) entnehmbar die Wankbewegung der Fahrzeugkarosserie durch entsprechende Einstellung des Verstärkungsfaktors Kf dynamisch unterdrücken.
Dies kann der von den konventionellen Wankstabilisatoren erzeugten Wankstabilisierungskraft als im wesentlichen gleichwertig angesehen werden.
Andererseits erfasst die Schaltung 36 zur Einstellung der vorderen/hinteren Verteilung den Beginn des Lenkvorgangs auf der Basis der Änderung des vom Lenkwinkelsensor 37 kommenden Lenkwinkelsignals. Da wie bereits ausgeführt die Betriebsart AUTOMATIK gewählt ist, stellt die Schaltung 36 zur Einstellung der vorderen/hinteren Verteilung den Verteilungswert a für vorne/hinten über eine vorgegebene Zeitdauer innerhalb des Bereichs 0 bis 0.5 ein, so dass das der vorderen Aufhängungssteuersignal-Generatorschaltung 33f zuzuführende Verstärkungssteuersignal Zf für vorne kleiner wird als das Verstärkungssteuersignal Zr für hinten, das in die hintere Aufhängungssteuersignal-Generatorschaltung 33r geht. Damit wird auch der Verstärkungsfaktor Kf der vorderen Aufhängungssteuersignal-Generatorschaltung 33f kleiner als der Verstärkungsfaktor Kr der hinteren Generatorschaltung 33r. In der Annahme, dass die Wankbewegungen im Bereich der vorderen Aufhängungssysteme 11FL und 11ER sowie der hinteren Aufhängungssysteme 11RL und 11RR gleich gross sind, wird die Fluiddruckänderung ΔP in den vorderen Aufhängungssystemen geringer als in den hinteren. Dies verstärkt die Übersteuerungscharakteristik des Fahrzeugs mit dem Ergebnis eines verbesserten Lenkverhaltens.
Bei der Aufhängungssteuerung der vorderen Aufhängungssysteme 11FL und 11FR wird das negativ werdende vordere Aufhängungssignal CF der Proportionalmagnetspule 22 des Drucksteuerventils 18 über den Inverter 38f in das vordere linke Aufhängungssystem 11FL gegeben. Hierdurch wird die Proportionalmagnetspule aktiviert und betätigt das Drucksteuerventil 18 im vorderen linken Aufhängungssystem dergestalt, dass der Fluiddruck im vorderen linken Aufhängungssystem erhöht und dadurch die linke Seite der Fahrzeugkarosserie in Richtung Neutralstellung angehoben wird. Andererseits wird der Negativwert des vorderen Aufhängungssteuersignals Cf direkt auf die Proportionalmagnetspule 22 des Drucksteuerventils 18 im vorderen rechten Aufhängungssystem 11FR geleitet. Dadurch wird die Spule 22 aktiviert und betätigt das Drucksteuerventil 18 im vorderen rechten Aufhängungssystem in dem Sinne, dass der Fluiddruck im vorderen rechten Aufhängungssystem abfällt und so die rechte Seite der Fahrzeugkarosserie in Richtung auf die Neutralstellung abgesenkt wird. Auf diese Weise lassen sich Wankbewegungen des Fahrzeugs wirksam unterdrücken.
Entsprechend wird das negativ werdende hintere Aufhängungssteuersignal Cr, das im wesentlichen in der gleichen Weise wie das vordere Signal abgeleitet wird, aber eine grössere Stärke aufweist, über den Inverter 38r auf die Proportionalspule 22 des Drucksteuerventils 18 im hinteren linken Aufhängungssystem 11RL gegeben. Damit wird die Magnetspule 22 aktiviert und betätigt dieses Drucksteuerventil 18- dahingehend, dass der Fluiddruck im hinteren linken Aufhängungssystem erhöht und die linke Seite der Fahrzeugkarosserie in Richtung auf die Neutralstellung angehoben wird. Andererseits wird der Negativwert des hinteren Aufhängungssteuersignals Cr direkt auf die Proportionalmagnetspule 22 des Drucksteuerventils 18 im hinteren rechten Aufhängungssteuersystem 11RR geleitet. Hierdurch wird die Magnetspule 22 aktiviert und betätigt das Drucksteuerventil 18 im hinteren rechten Aufhängungssystem dergestalt, dass der Fluiddruck in diesem abnimmt und die rechte Seite der Fahrzeugkarosserie in Richtung auf die Neutralstellung abgesenkt wird. Auf diese Weise lassen sich Wankbewegungen des Fahrzeugs wirksam unterdrücken.
Andererseits erfasst die Schaltung 36 zur Einstellung der vorderen/hinteren Verteilung das Ende des Lenkvorgangs auf der Basis des vom Lenkwinkelsensor 37 kommenden Lenkwinkelsignals. Da wie an anderer Stelle bereits erwähnt die Betriebsart AUTOMATIK gewählt ist, stellt die Schaltung 36 zur Einstellung der vorderen/hinteren Verteilung den Verteilungswert a für vorne/hinten für eine vorgegebene Zeit innerhalb des Bereichs 0.5 bis 1 ein, so dass das der vorderen Aufhängungssteuersignal-Generatorschaltung 33f zuzuführende Verstärkungssteuersignal Zr für vorne grösser wird als das Verstärkungssignal Zr für hinten, das in die hintere Aufhängungssteuersignal-Generatorschaltung 33r geht. Damit wird auch der Verstärkungsfaktor Kf der hinteren Aufhängungssteuersignal-Generatorschaltung 33f grösser als der Verstärkungsfaktor Kr der Generatorschaltung 33r. In der Annahme, dass die Wankbewegungen im Bereich der vorderen Aufhängungssysteme 11FL und 11FR sowie der hinteren Aufhängungssysteme 11RL und 11RR gleich gross sind, wird die Fluiddruckänderung $P in den vorderen Aufhängungssystemen grösser als in den hinteren. Dies verstärkt die Untersteuerungscharakteristik des Fahrzeugs mit dem Ergebnis einer grösseren Stabilität.
Damit ermöglicht die dargestellte Ausführungsform des erfindungsgemässen aktiven Aufhängungssystems eine Wankstabilisierung, welche der Stabilisierungswirkung der konventionellen mechanischen Stabilisatoren gleichwertig ist. Darüberhinaus bietet sie ein verbessertes Kurvenverhalten durch Änderung der Lenkcharakteristiken während der Kurvenfahrt.
Ausserdem besteht bei der dargestellten Ausführungsform die Möglichkeit der MANUELLEN Einstellung des Verteilungswertes für vorne/hinten und damit die Wahl des Lenkverhaltens nach dem individuellen Geschmack des jeweiligen Fahrers.
Fig. 11 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform des erfindungsgemässen aktiv gesteuerten Aufhängungssystems, in welcher der Querbeschleunigungssensor 29 durch eine Querbeschleunigungs-Projiziereinrichtung 40 ersetzt ist. Diese soll den Einfluss der durch Wankbewegungen des Fahrzeugs verursachten Querbeschleunigung ausschalten, um die Steuerung des aktiven Aufhängungssystems zur Unterdrückung von Wankbewegungen ausschliesslich in Abhängigkeit von derjenigen Querbeschleunigung zu bewirken, die der Fahrzeugkarosserie durch bei der Kurvenfahrt entstehende Fliehkräfte beaufschlagt wird. Darüberhinaus lassen sich bei Einsatz der Querbeschleunigungs-Projiziereinrichtung 40 die ansonsten im Querbeschleunigungssensor 29 bei erhöhtem Ansprechvermögen auftretenden selbsterregten Schwingungen vermeiden.
In der dargestellten Ausführungsform umfasst die Querbeschleunigungs-Projiziereinrichtung 40 einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 41, einen Lenkzustandsdetektor 42 mit einem Lenkwinkelsensor 42a und einer Schaltung 42b zur Ableitung der aktuellen Lenkwinkelabweichung, sowie eine Rechnerschaltung 43. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 41 überwacht die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs und liefert ein entsprechendes Signal V. In der Praxis ist der Sensor 41 dahingehend konzipiert, dass er die Drehzahl der Kraftabtriebswelle überwacht. Es wird bei jeder vorgegebenen Winkelstellung der Abtriebswelle ein die Referenzstellung dieser Getriebewelle repräsentativer Impuls erzeugt. Die Impulse werden gezählt zur Ableitung des Fahrzeuggeschwindigkeitswertes auf der Basis des Zählwertes innerhalb einer vorgegebenen Zeiteinheit. Der Lenkwinkelsensor 42a überwacht die Lenkwinkelverschiebung zwecks Bildung eines Lenkwinkelsignals δ&sub0;. Der Lenkwinkelsensor 42a steht mit der Schaltung 42b für die Ableitung der aktuellen Lenkwinkelabweichung in Verbindung zur Lieferung dieses Lenkwinkelsignals δ&sub0;. Sie leitet den aktuellen Lenkwinkel δ ab auf der Basis des bekannten Lenkwinkelsignalwertes sowie eines bekannten Lenkgetriebeverhältnisses N. In der Praxis lässt sich der aktuelle Lenkwinkel δ nach folgender Gleichung ableiten:
δ = δ&sub0;/N
Auf der Grundlage der vorstehenden Ausführungen berechnet die Rechnerschaltung 43 eine aktuelle projizierte Querbeschleunigung Ge nach folgender Gleichung (12):
C&sub1; ist die Kurvenkraft an einem Vorderrad;
C&sub2; ist die Kurvenkraft an einem Hinterrad;
t ist die Länge der Radaufstandsfläche;
t&sub1; ist der Abstand zwischen den Vorderrädern und einem Schwerpunkt;
t&sub2; ist der Abstand zwischen den Hinterrädern und einem Schwerpunkt;
M ist die Masse des Fahrzeugs;
I ist das auf das Fahrzeug ausgeübte Giermoment; Ks ist ein Stabilitätsfaktor;
S ist ein Laplace'scher Umwandlungskoeffizient;
&sub1;, &sub2; sind Dämpfungsverhältnisse; und
ω&sub1;,ω&sub2; sind Eigenfrequenzen.
Nach der vorstehenden Gleichung (12) entspricht das Verhältnis zwischen dem Logarithmus G/δ und der Fahrzeuggeschwindigkeit V der durchgezogenen Linie L&sub1; in Fig. 12. Wie aus dieser Fig. 12 ersichtlich, sind die Änderungscharakteristiken der durchgezogenen Linie L&sub1; gleich denen der gestrichelten Linie L&sub2;, die für die auf das Fahrzeug aufgebrachte aktuell gemessene Querkraft steht. Andererseits ist die Relation zwischen der Frequenz der Ein- und Ausfederungsbewegungen und dem Verhältnis G/δ sowie zwischen der Ein- und Ausfederungsfrequenz und der Phase durch die Linien L&sub3; in den Fig. 13(a) und 13(b) dargestellt. Hier besteht im grossen und ganzen Gleichwertigkeit mit den gemessenen aktuellen Querbeschleunigungen entsprechend den Strichellinien L&sub4;. Damit wird mit der dargestellten Ausführungsform der Querbeschleunigungs-Projizierschaltung 40 der jeweils richtige projizierte Querbeschleunigungswert Ge durch Einbeziehung des Faktors für das Ansprechvermögen auf die Ein- und Ausfederungsfrequenz beigestellt.
Somit kann durch Eingabe des projizierten Querbeschleunigungswertes Ge in die Steuerschaltung 30 wie vorbeschrieben im wesentlichen die gleiche querbeschleunigungsabhängige Aufhängungssteuerung zur Unterdrückung von Wankbewegungen erreicht und durchgeführt werden. Da ausserdem der Lenkwinkel- und Fahrzeuggeschwindigkeitssensor unabhängig von der Aufhängungsteuerung vorgesehen sind und deren Signale für gewöhnlich zur Steuerung anderer Fahrzeugbereiche herangezogen werden können, lassen sich die Kosten zur Herstellung der Aufhängungssteuerung verringern, da auf den Querbeschleunigungssensor verzichtet werden kann. Weiter vermag wie an anderer Stelle erwähnt die dargestellte Ausführungsform den Einfluss der durch Wankbewegungen des Fahrzeugs verursachten Querbeschleunigung auszuschalten. Schliesslich bietet sich noch der Vorteil, dass selbsterregte Pendelungen im Steuersystem wirksam verhindert werden können, weil die querbeschleunigungsabhängige Aufhängungssteuerung mit Unterdrückung von Wankbewegungen mit einer rückführungslosen Steuerung durchgeführt werden kann.
Es versteht sich, dass bei Einsatz des Querbeschleunigungssensors zur Erfassung von auf das Fahrzeug aufgebrachter Seitenbeschleunigung dieser auf die kinematische Wirkung in demjenigen Bereich des Fahrzeugs anspricht, in dem der Querbeschleunigungssensor angeordnet ist. Diese Wirkung wird ausgelöst, wenn eine Querbeschleunigung beaufschlagt wird und eine Wankbewegung des Fahrzeugs effektiv stattfindet. Aus diesem Grunde ist die Steuerung als Rückführungssteuersystem konzipiert, in dem die Erfassung der Querbeschleunigungen mit Verzögerung erfolgt. Um diese Verzögerung zu kompensieren, ist eine erhöhte Ansprechempfindlichkeit beim Rückführungssteuersystem erforderlich. Dies bedeutet eine Erhöhung der Empfindlichkeit des Querbeschleunigungssensors, was zu einer Instabilität des Rückführungssteuersystems aufgrund von im Sensor verursachten Pendelungen führt.
Weiterhin beinhaltet infolge der verzögerten Erfassung der Seitenbeschleunigung der gemessene Querbeschleunigungswert zusätzlich noch den durch Wankbewegungen der Fahrzeugkarosserie bedingten Querbeschleunigungsfaktor.
Da bei der dargestellten Ausführungsform die der Fahrzeugkarosserie beaufschlagte Querbeschleunigung auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit und Lenkwinkelverlagerung projiziert wird, ist ein Steuerkreis mit Rückführung nicht erforderlich, um Pendelungen bei der Erfassung von Querbeschleunigungen wirksam auszuschliessen. Da die Querbeschleunigung vor dem eigentlichen Beginn der Wankbewegungen des Fahrzeugs projiziert werden kann, ist das Ansprechvermögen der Aufhängungssteuerung sehr hoch.
Andererseits wird bei der vorerwähnten zweiten Ausführungsform der projizierte Querbeschleunigungswert bei seitlichem Abrutschen des Fahrzeugs höher als der tatsächliche Wert. Dieses Problem lässt sich lösen durch zusätzliche Anordnung des Querbeschleunigungssensors 29 im Steuersystem unter Einsatz der Querbeschleunigungs-Projizierschaltung 40 gemäss Fig. 1. Zur Erfassung eines seitlichen Wegrutschens des Fahrzeugs wird der projizierte Beschleunigungswert Ge mit dem vom Querbeschleunigungssensor 29 ausgegebenen projizierten Querbeschleunigungswert α verglichen. Ein Absolutwert Ge/α wird überprüft zwecks Feststellung, ob Seitenrutschen stattfindet oder nicht. Liegt der Absolutwert nahe bei "11", so ist der Befund dahingehend, dass ein seitliches Rutschen nicht zu verzeichnen ist. In diesem Falle wird der von der Querbeschleunigungs-Projizierschaltung 40 abgeleitete projizierte Querbeschleunigungswert 40 zur Aufhängungssteuerung herangezogen. Ist dagegen der Absolutwert wesentlich kleiner als "1", lautet der Befund auf vorliegendes seitenrutschen. In diesem Falle werden die Dämpfungsverhältnisse &sub1; und &sub2; sowie die Eigenfrequenzen ω&sub1; und ω&sub2; korrigiert, um mit den entsprechend korrigierten Werten die projizierte Querbeschleunigung abzuleiten.
Fig. 14 zeigt eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemässen aktiven Aufhängungssteuersystems, bei der die aktive Steuerung unter Einsatz eines Längsbeschleunigungssensors 50 zur Unterdrückung von Nickbewegungen erfolgt.
Wie aus Fig. 14 ersichtlich, ist der Längsbeschleunigungssensor 50 mit einer Steuerung 30 gekoppelt, die eine längsbeschleunigungsabhängige Aufhängungssteuersignal-Generatorschaltung 51 sowie einen Inverter 53 beinhaltet. Der Längsbeschleunigungssensor 50 spricht auf Längsbeschleunigungen des Fahrzeugs an, die ein Absenken des vorderen und Anheben des vorderen Endes bewirken, wobei das die Längsbeschleunigung repräsentierende Signal β positiv wird. Dagegen wird dieses Längsbeschleunigungssignal β negativ, wenn die Längsbeschleunigung ein Absenken des hinteren und Anheben des vorderen Endes verursacht. Die längsbeschleunigungsabhängige Aufhängungssteuersignal-Generatorschaltung 51 ist weiterhin gekoppelt mit einer Schaltung 52 zur Einstellung des Verstärkungsfaktors und wird von dieser mit einem Verstärkungssignal Zx beaufschlagt. Die Schaltung 51 verstärkt das vom Längsbeschleunigungssensor 50 kommende Längsbeschleunigungssignal β mit einem vorgegebenen Nickverstärkungswert Kx. Sie ist verbunden mit den Elektromagnetspulen 22 der vorderen linken und vorderen rechten Drucksteuerventile 18. Andererseits steht die längsbeschleunigungsabhängige Aufhängungssteuersignal-Generatorschaltung 51 über den Inverter 53 mit den Magnetspulen 22 der hinteren linken und hinteren rechten Drucksteuerventilen 18 in Verbindung. Damit werden die Magnetspulen 22 dieser hinteren linken und hinteren rechten Drucksteuerventile 18 mit einem längsbeschleunigungsabhängigen Aufhängungssteuersignal Cx beaufschlagt, dessen Polarität umgekehrt ist der Polarität des der Elektromagnetspule 22 der vorderen linken und vorderen rechten Steuerventile 18.
Beim Auftreten von Nickbewegungen wird durch den Längsbeschleunigungssensor das Längsbeschleunigungssignal β gebildet, das von der längsbeschleunigungsabhängigen Aufhängungssteuersignal-Generatorschaltung 51 mit einem vorgegebenen Nickverstärkungswert Kx verstärkt wird, wobei die Bestimmung dieses Wertes Kx auf der Basis des von der Schaltung 52 zur Einstellung des Verstärkungsfaktors gelieferten Verstärkungssteuersignals Zx erfolgt und schliesslich das Aufhängungssteuersignal Cx zur Unterdrückung von Nickbewegungen ausgegeben wird. Wie bereits erläutert, ist die Polarität des in die hinteren linken und hinteren rechten Drucksteuerventile gehenden Signals Cx entgegengesetzt der für die vorderen linken und vorderen rechten Drucksteuerventile 18. Unterdrückt als eines der vorderen und hinteren Aufhängungssteuersysteme Einfederbewegungen in dem entsprechenden Bereich des Fahrzeugs, wirken die jeweils anderen Aufhängungssysteme dahingehend, dass sie die entsprechenden Ausfederbewegungen in diesem Bereich der Fahrzeugkarosserie unterdrücken.
Wippt also durch einen Bremsvorgang bedingt die Nase des Fahrzeugs ab, so wird der vordere Endpunkt der Karosserie abgesenkt und das hintere Ende angehoben. In Ansprechung hierauf wird der Positivwert des Längsbeschleunigungssignals β in die längsbeschleunigungsabhängige Aufhängungssteuersignal-Generatorschaltung 51 eingegeben, welche dieses Signal mit einem vorgegebenen Nickverstärkungsfaktor Kx verstärkt, wobei abschliessend das Aufhängungssteuersignal Cx ausgegeben wird. Da der Positivwert dieses Signals Cx zur Unterdrückung von Nickbewegungen in die vorderen linken und vorderen rechten Drucksteuerventile 18 geht, wird der Fluiddruck in den Hydraulikzylindern 15A der vorderen linken und vorderen rechten Aufhängungssysteme entsprechend erhöht, um das Absenken des vorderen Endes zu unterdrücken. Da andererseits der Negativwert des Aufhängungssteuersignals Cx zur Unterdrückung von Nickbewegungen in die hinteren linken und hinteren rechten Drucksteuerventile 18 eingegeben wird, erfolgt eine Verringerung des Fluiddrucks in den Hydraulikzylindern 15A der hinteren linken und hinteren rechten Aufhängungssteuersysteme mit dem Ergebnis, dass ein Anheben des hinteren Endes verhindert wird.
Es versteht sich, dass durch Hinzufügen eines Wankdämpfungsfaktors eine wankgeschwindigkeitsabhängige Wankstabilisierung möglich ist. Vorteilhafterweise wird hierbei jede rapide Änderung der Fahrzeugstellung unterdrückt und somit die Wankstabilität des Fahrzeugs erhöht.
Zwar wurden vorstehend die verschiedenen Ausführungsformen mit Bezug auf die Unterdrückung von Änderungen der Fahrzeugkarosseriestellung durch Einstellen der Fahrzeughöhe beschrieben, doch besteht auch die Möglichkeit, nur das Dämpfungsverhalten in Ansprechung auf die Ein- und Ausfederungshübe des Hydraulikzylinders zu regulieren. Weiterhin kann der Querbeschleunigungssensor 29 durch Hubsensoren ersetzt werden, die jeweils eine Relativbewegung zwischen dem Fahrzeugaufbau und einem Rad erfassen, um die auf die Karosserie wirkende Quer- oder Längsbeschleunigung zu ermitteln, beispielsweise durch Differenzdruckgeber, Ultraschall-Distanzsensoren usw. Ausserdem können anstelle der Hydraulikzylinder alle sonstwie geeigneten Aufhängungselemente wie Pneumatikzylinder, Hydropneumatikzylinder usw. eingesetzt werden.

Claims

1. Aktiv gesteuertes Aufhängungssystem für ein Kraftfahrzeug, mit: - ersten, zweiten, dritten und vierten Druckeinrichtungen (15) in dem Aufhängungssystem des Kraftfahrzeugs zwischen der Fahrzeugkarosserie (12) in einem vorderen Bereich der ersten und zweiten Seite der Fahrzeugkarosserie und einem hinteren Bereich der ersten und zweiten Seite, und Aufhängungsgliedern (13), die drehbar ein Rad (14) zum Abstützen der Fahrzeugkarosserie (12) auf dem Aufhängungsglied (13) tragen, wobei jede der Druckeinrichtungen (15) eine Kammer (15d) für variablen Druck umfaßt die durch erste, zweite, dritte und vierte Drucksteuerventile (18) versorgt wird; - einer Sensoreinrichtung (29,40;50) mit Einrichtungen zum Überwachen der Querbeschleunigung, die auf die Fahrzeugkarosserie (12) einwirkt, zur Lieferung eines Sensorsignals (α,Ge) entsprechend der Querbeschleunigung; - einer Steuerung (30), die auf das Sensorsignal (α,Ge) anspricht und das Sensorsignal (σ,Ge) mit einem vorgegebenen Verstärkungsfaktor (Kf,Kr) verstärkt zur Lieferung von Aufhängungssteuersignalen (V&sub3;) an die Drucksteuerventile (18) zum Einstellen des Fluiddrucks (P) in jeder der Kammern (15d) für variablen Druck zur Unterdrückung von Stellungsänderungen der Fahrzeugkarosserie (12) aufgrund der Querbeschleunigung, gekennzeichnet durch - eine Einstelleinrichtung (33;52) für den Verstärkungsfaktor, die den vorgegebenen Verstärkungsfaktor (Kf,Kr) entsprechend einem vorgegebenen Verstärkungssteuersignal variiert, welche Einstelleinrichtung für den Verstärkungsfaktor einen Lenkwinkelsensor (37) zur Überwachung des Lenkwinkels (δ) zur Abgabe eines entsprechenden Signals umfaßt - welche Steuerung (30) ein vorderes und hinteres Aufhängungssteuersignal (Cf,Cr) berechnet aus dem verstärkten Sensorsignal, das die Querbeschleunigung (α) repräsentiert, mit einem vorderen und hinteren Verstärkungsfaktor (Kf,Kr), welches vordere und hintere Aufhängungssteuersignal (Cf,Cr) an die ersten und zweiten Drucksteuerventile (18) beziehungsweise die dritten und vierten Drucksteuerventile (18) geliefert wird zur Unterdrückung der Wankbewegung aufgrund der Querbeschleunigung; - welche Einrichtung (33) zur Einstellung des Verstärkungsfaktors vorgesehen ist zur Änderung des Verhältnisses des Verstärkungssteuersignals (Zf,Zr) für vorne und hinten entsprechend dem Lenkwinkel (δ) und zur entsprechenden Änderung des vorderen und hinteren Verstärkungsfaktors (Kf,Kr).

2. Aktiv gesteuertes Aufhängungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (33) zur Einstellung des Verstärkungsfaktors eine manuelle Wähleinheit (36A) zur manuellen Einstellung des Verhältnisses des vorderen und hinteren Verstärkungssteuersignals (Zf,Zr) umfaßt.

3. Aktiv gesteuertes Aufhängungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (33) zur Einstellung des Verstärkungsfaktors vorgesehen ist zur Festlegung einer anfänglichen und einer letzten Stufe des Lenkvorganges auf der Basis des Lenkwinkels, und zur Bestimmung des vorderen Verstärkungsfaktors (Ki) als kleiner als der hintere Verstärkungsfaktor (Kr) in der Anfangsstufe und als größer als der hintere Verstärkungsfaktor (Kr) in der Endstufe.

4. Aktiv gesteuertes Aufhängungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (33) zur Einstellung des Verstärkungsfaktors eine Einrichtung (35) zur Einstellung der Gesamt-Wankstabilität umfaßt, die die Summe des vorderen und hinteren Verstärkungsfaktors (Kf,Kr) bestimmt und ein entsprechendes Signal (Z&sub0;) liefert.

5. Aktiv gesteuertes Aufhängungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (30) einen Inverter (38f,38r) umfaßt zur Änderung des Vorzeichens des vorderen Aufhängungssteuersignals (Cf), das an das zweite Drucksteuerventil (18) gelangt und zur Änderung des Vorzeichens des hinteren Aufhängungssteuersignals (Cr), das an das vierte Drucksteuerventil (18) gelangt.

6. Aktiv gesteuertes Aufhängungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung einen Querbeschleunigungssensor (29) umfaßt, der ein entsprechendes Signal (α) liefert.

7. Aktiv gesteuertes Aufhängungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung eine Querbeschleunigungs-Projiziereinrichtung (40) umfaßt mit einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (41) zur Lieferung eines entsprechenden Signals (V) einem Lenkzustandsdetektor (42) zur Lieferung eines Signals (δ) entsprechend dem jeweiligen Lenkwinkel und einen Rechner (43) zur Ableitung einer projizierten Querbeschleunigung (Ge) auf der Grundlage des für die Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentativen Signals (V) und des dem jeweiligen Lenkwinkel entsprechenden Signals (δ) zur Bildung eines Sensorsignals, das repräsentativ ist für die projizierte Querbeschleunigung (Ge).

8. Aktiv gesteuertes Aufhängungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner (43) die projizierte Querbeschleunigung (Ge) nach folgender Gleichung ableitet:

C&sub1; ist die Kurvenkraft an einem Vorderrad;

C&sub2; ist die Kurvenrad an einem Hinterrad;

l ist die Länge der Radaufstandsfläche;

l&sub1; ist ein Abstand zwischen den Vorderrädern und einem Schwerpunkt;

l&sub2; ist der Abstand zwischen den Hinterrädern und einem Schwerpunkt;

M ist die Masse des Fahrzeugs;

I ist das auf das Fahrzeug ausgeübte Giermoment;

Ks ist ein Stabilitätsfaktor;

S ist ein Laplace'scher Umwandlungskoeffizient;

&sub1;, &sub2; sind Dämpfungsverhältnisse; und

ω&sub1;,ω&sub2; sind Eigenfrequenzen.

9. Aktiv gesteuertes Aufhängungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß - die Sensoreinrichtung einen Längsbeschleunigungssensor (50) zur Lieferung eines entsprechenden Längsbeschleunigungssignals (β) umfaßt - die vorderen und hinteren Druckeinrichtungen im vorderen und hinteren Bereich der Fahrzeugkarosserie (12) vorgesehen sind und durch vordere und hintere Drucksteuerventile (18) versorgt werden; - wobei die Steuereinrichtung (30) vorgesehen ist zur Berechnung eines von der Längsbeschleunigung abhängigen Aufhängungssteuersignals (Cx) durch Verstärkung des für die Längsbeschleunigung repräsentativen Signals (β) mit einem Nick-Verstärkungsfaktor (Kx), der bestimmt wird durch die Einrichtung (52) zur Einstellung des Verstärkungsfaktors, welches von der Längsbeschleunigung abhängende Aufhängungssteuersignal (Cx) an die vorderen Drucksteuerventile (18) und über einen Inverter an die hinteren Drucksteuerventile (18) gelangt, zur Unterdrückung einer Nickbewegung aufgrund der Längbeschleunigung.