DE3883043T2

DE3883043T2 - Aktiv geregeltes Fahrzeugaufhängungssystem mit von der Beschleunigung und Winkelgeschwindigkeit abhängiger Antinick- und Antirollbewegungsvorrichtung.

Info

Publication number: DE3883043T2
Application number: DE88105220T
Authority: DE
Inventors: Yohsuke Akatsu; Yukio Fukunaga; Naoto Fukushima; Sunao Hano; Masaharu Sato
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1987-03-31
Filing date: 1988-03-30
Publication date: 1993-12-02
Anticipated expiration: 2008-03-31
Also published as: EP0285153A2; DE3883043D1; EP0285153A3; EP0285153B1; JPS63242707A; US4888696A; JPH0829649B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Kraftfahrzeug-Aufhängungs- System, dessen Aufhängungscharakteristik in Abhängigkeit vom Fahrzustand des Fahrzeugs einstellbar ist. Spezieller bezieht sich die Erfindung auf ein aktiv geregeltes Kraftfahrzeug-Aufhängungssystem, das die Aufhängungscharakteristik positiv ändert, um Lageänderungen des Fahrzeugs zu unterdrücken. Noch spezieller bezieht sich die Erfindung auf eine Antinick- und/oder Antiroll-Aufhängungsregelung, die in der Lage ist, selbsterregte Schwingungen zu vermeiden, die andernfalls verursacht werden könnten.
Das am 27. Oktober 1987 an Hirotsugu YAMAGUCHI et al. erteilte und auf die Anmelderin der vorliegenden Erfindung übertragene US-Patent 4 702 490 beschreibt ein aktiv oder positiv geregeltes Kraftfahrzeug-Aufhängungssystem mit einem Hydraulikzylinder zur Erzeugung variabler Dämpfungskraft gegen Relativbewegungen eines Fahrzeug-Aufhängungsteils und eines Fahrzeugaufbaus in Ein- und Ausfederrichtung, zur Einstellung der Aufhängungscharakteristik und zur Einstellung der Lage des Fahrzeugaufbaus.
Ein ähnlicher Typ eines aktiv geregelten Aufhängungssystems ist beschrieben worden in der am 12. Juni 1987 eingereichten und an die Anmelderin der vorliegenden Erfindung übertragenen parallelen US-Patentanmeldung Serial No. 060 911 sowie in den europäischen Patentveröffentlichungen EP-A-0 249 246 und EP-A-0 249 209 (entsprechend dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche 1 und 4, jedoch nach dem Prioritätsdatum der europäischen Patentanmeldung veröffentlicht), die beide auf die Inhaberin der vorliegenden Erfindung übertragen worden sind. Die drei letztgenannten Erfindungen enthalten Merkmale zur Antiroll- und/oder Antinick-Aufhängungsregelung zur Einstellung der Dämpfungscharakteristik an jeweiligen Fahrzeugrädern, um Roll- oder Nickbewegungen des Fahrzeugs zu unterdrücken.
US-A-4 652 010, US-A-4 555 126 und EP-A-0 157 576 beschreiben Aufhängungsregelsysteme, in denen die Dämpfungscharakteristiken der Aufhängungsgruppen in Abhängigkeit vom Lenkradwinkel und dessen zeitlicher Ableitung und in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit geregelt werden, um die Rollneigung des Fahrzeugaufbaus zu unterdrücken. In dem letztgenannten Dokument EP-A-0 157 576 wird die Aufhängungscharakteristik außerdem in Abhängigkeit von einem Signal eines Höhensensors geregelt, der die Höhe des Fahrzeugaufbaus relativ zu den Fahrzeugrädern mißt, sowie in Abhängigkeit von einem Signal eines Beschleunigungssensors, der die Beschleunigung des Fahrzeugs mißt.
Obgleich diese früher vorgeschlagenen aktiv geregelten Aufhängungssysteme bei der Unterdrückung der Rollbewegung und/oder Nickbewegung des Fahrzeugaufbaus zu einem gewissen Grad erfolgreich sind, kann insofern ein Problem auftreten, als selbst erregte Schwingungen des Fahrzeugaufbaus in Roll- und/oder Nickrichtung erzeugt werden.
Beispielsweise tritt bei der Antiroll-Regelung die selbst erregte Schwingung aus den folgenden Gründen auf. Wenn am Fahrzeugaufbau ein Querbeschleunigungssensor installiert ist, um eine Querbeschleunigung des Fahrzeugaufbaus zu messen, und das Aufhängungssystem so geregelt wird, daß ein Antirollmoment in einer Richtung entgegengesetzt zu der Rollbewegung des Fahrzeugaufbaus erzeugt wird, um die Rolltendenz des Fahrzeugaufbaus zu unterdrücken, so wird der gemessene Querbeschleunigungswert infolge des Reaktionsmoments des auf den Fahrzeugaufbau wirkenden Antirollmoments erhöht. Wenn die Antiroll-Regelung auf der Basis des tatsächlich von dem Querbeschleunigungssensor gemessenen Querbeschleunigungswertes ausgeführt wird, so induziert die Erhöhung des Querbeschleunigungswertes die selbst erregte Schwingung des Fahrzeugaufbaus infolge der Erzeugung eines Antirollmoments, das größer ist als der gewünschte Wert.
Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, ein aktiv geregeltes Aufhängungssystem eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, das die Erzeugung von selbsterregten Schwingungen durch das Aufhängungssystem verhindern kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den in den unabhängigen Ansprüchen 1 und 4 angegebenen Merkmalen gelöst.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Ein umfassendes Verständnis der Merkmale und Vorteile der Erfindung ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des allgemeinen Aufbaus eines aktiv geregelten Aufhängungssystems;
Fig. 2 eine Schnittdarstellung einer Druckregelventilanordnung zur Verwendung in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel des aktiv geregelten Aufhängungssystems gemäß der Erfindung;
Fign. 3(a) u. 3(b) Schnittdarstellungen ähnlich Figur 2, die jedoch den Zustand zeigen, in dem ein Kolben in der Druckregelventilanordnung nach unten verschoben ist, um den Fluiddruck in einer Fluidkam mer eines Hydraulikzylinders in dem Aufhängungssystem zu verringern, und nach oben verschoben ist, um den Fluiddruck in der Fluidkammer zu erhöhen;
Fig. 4 eine graphische Darstellung der Änderung des Fluiddruckes in einem Hydraulikzylinder, wie er durch die Druckregelventilanordnung nach Figur 2 geregelt wird;
Fig. 5 ein schematisches Diagramm eines Hydraulikkreises zur Verwendung in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Systemdruckregelung;
Fig. 6 ein schematisches Blockdiagramm des bevorzugten Ausführungsbeispiels des Aufhängungsregelsystems nach Figur 1;
Fig. 7 eine Darstellung eines Modells für die Erörterung der Logik der Antiroll-Aufhängungsregelung; und
Fig. 8 ein schematisches Blockdiagramm des bevorzugten Ausführungsbeispiels des Aufhängungsregelsystems nach Figur 1.
Mit Bezug auf die Zeichnung, insbesondere Figur 1, hat ein Fahrzeug vier Aufhängungssysteme 11FL,11FR,11RL und 11RR zur jeweiligen Abstützung des Fahrzeugaufbaus 12 auf vorderen linken, vorderen rechten, hinteren linken und hinteren rechten Straßenrädern 14FL,14FR,14RL und 14RR. Jedes der vorderen linken, vorderen rechten, hinteren linken und hinteren rechten Aufhängungssysteme 11FL,11FR,11RL und 11RR umfaßt ein Aufhängungselement 13 wie etwa einen Lenker, einen Aufhängungsarm usw., und eine Aufhängungsgruppe 15, die zwischen dem Fahrzeugaufbau 12 und dem Aufhängungselement 13 eingefügt ist. Die Aufhängungsgruppe 15 hat einen Hydraulikzylinder 15A. der als Aktor zur Erzeugung von Dämpfungskraft gegen die Einfeder- und Ausfederbewegung zwischen dem Fahrzeugaufbau und dem Aufhängungselement dient, und eine Schraubenfeder 16.
Es ist zu bemerken, daß in dem gezeigten Ausführungsbeispiel die Schraubenfeder 16 nicht zur Dämpfung der dynamischen kinematischen Energie erforderlich ist und nur die zwischen dem Fahrzeugaufbau und dem Aufhängungselement wirkende statische Last elastisch aufnehmen soll. Es ist jedoch selbstverständlich möglich, eine Schraubenfeder zu verwenden, die stark genug sein kann, um einen Teil der dynamischen kinematischen Energie in der relativen Einfeder- und Ausfederbewegung des Fahrzeugaufbaus und des Aufhängungselements zu dämpfen.
Der Hydraulikzylinder 15A hat ein hohles Zylindergehäuse 15a, das mit einem viskosen Arbeitsfluid gefüllt ist, und einen Kolben 15c, der dicht und verschiebbar im Inneren des Zylindergehäuses angeordnet ist, um den Zylinderraum in obere und untere Fluidkammern 15d und 15e zu teilen. Eine Kolbenstange 15b verläuft durch ein Ende des Zylindergehäuses 15a. Das andere Ende des Zylindergehäuses 15a ist entweder mit dem Fahrzeugaufbau 12 oder mit dem Aufhängungselement 13 verbunden. Andererseits ist das Ende der Kolbenstange 15b mit der jeweiligen anderen Baugruppe, Aufhängungselement 13 bzw. Fahrzeugaufbau 12, verbunden.
Der Hydraulikzylinder 15A der Aufhängungsgruppe 15 ist über einen Hydraulikkreis, der ein Druckregelventil 18 enthält, mit einer hydraulischen Druckquelleneinheit 20 verbunden. Das Druckregelventil 18 ist elektrisch betätigbar und mit einer auf einem Mikroprozessor aufbauenden Steuereinheit 100 verbunden. Der Hydraulikkreis 19 enthält eine Zufuhrleitung 19s und eine Rücklaufleitung 19d. Die Druckquelleneinheit umaßt allgemein eine Druckerzeugungseinheit 20 und einen Speicherbehälter 21. Die Druckerzeugungseinheit 20 ist mit dem Speicherbehälter 21 verbunden, um das viskose Arbeitsfluid aus dem Speicherbehälter 21 anzusaugen und es über die Zufuhrleitung 19s zu dem Druckregelventil 18 zu fördern. Andererseits ist die Rücklaufleitung 19d mit dem Behälter 21 verbunden, um das Arbeitsfluid zu diesem zurückzuleiten.
Wie in Figur 1 zu erkennen ist, ist ein Druckakkumulator 22P über eine Druckleitung 22B mit der oberen Fluidkammer 15d jedes Hydraulikzylinders 15a verbunden. Ein Drosselventil 22V ist zwischen der oberen Fluidkammer 15d und dem Druckakkumulator 22P eingefügt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel hat das Drosselventil 22V eine feste Drosselkapazität.
Figur 2 zeigt den detaillierten Aufbau des Hydraulikzylinders 15A und des Druckregelventils 18. Wie aus Figur 2 hervorgeht, ist das hohle Zylindergehäuse 15a mit einem Anschluß 15f versehen, der die obere Fluidkammer 15d über eine Verbindungsleitung 27 mit einem Auslaß 18d des Druckregelventils 18 verbindet. Obgleich Figur 2 die Konstruktion nicht im einzelnen zeigt, ist die untere Fluidkammer 15e als ein geschlossener Raum ausgebildet und mit dem viskosen Arbeitsfluid gefüllt. Der Druck des Arbeitsfluids in der unteren Fluidkammer 15e in einer Ausgangsstellung des Kolbens 15c dient als Referenzdruck und bildet als solcher einen Widerstand gegen die Abwärtsbewegung des Kolbens.
Das Druckregelventil 18 hat ein Ventilgehäuse 18A, das den oben erwähnten Auslaß 18d, einen Einlaß 18b und einen Rücklaufanschluß 18c aufweist. Der Einlaß 18b, der Rücklaufanschluß 18c und der Auslaß 18d sind jeweils mit einer in dem Ventilgehäuse 18A gebildeten Ventilbohrung 18a verbunden. Ein Ventilkolben 19 ist verschiebbar in der Ventilbohrung 18a angeordnet. Der Ventilkolben 19 hat erste, zweite und dritte Bunde 19a,19b und 19c. Wie in Figur 2 zu erkennen ist, weist der dritte Bund 19c einen kleineren Durchmesser als die ersten und zweiten Bunde 19a und 19b auf. Der dritte Bund 19c bildet eine fünfte Druckregelkammer 18h, die über einen Rücklaufkanal 18f mit dem Rücklaufanschluß 18c verbunden ist. Ein Betätigungskolben 22c ist ebenfalls in der Ventilbohrung 18a angeordnet. Der Betätigungskolben 22c liegt dem zweiten Bund 19b in Abstand gegenüber, so daß eine zweite Druckregelkammer 18i gebildet wird, die mit dem Rücklaufanschluß 18c über einen Rücklaufkanal 18e verbunden ist. Eine ringförmige Druckkammer 18j wird zwischen den ersten und zweiten Bunden 19a und 19b gebildet. Die Druckkammer 18j steht ständig mit dem Auslaß 18d in Verbindung und ist dadurch mit der oberen Fluidkammer 15d verbunden. Andererseits verschiebt sich die Druckkammer 18j entsprechend der Verschiebung des Ventilkolbens 19, so daß sie selektiv mit dem Einlaß 18b und dem Rücklaufanschluß 18c verbunden wird. Weiterhin wird eine Druckregelkammer 18k zwischen den ersten und dritten Bunden 19a und 19c gebildet. Die Druckregelkammer 18k steht mit dem Auslaß 18d über einen Vorsteuerkanal 18g in Verbindung. Eine Spannfeder 22d ist zwischen dem Betätigungskolben 22c und dem Ventilkolben 19 eingefügt. Der Betätigungskolben 22c steht mit einer Betätigungsstange 22a eines elektrisch betätigten Stellgliedes 22 in Berührung, das eine Magnetspule aufweist. Die Spule 22 enthält eine Proportionalspule.
Um den Zufuhrdruck des Arbeitsfluids zu erhöhen, wird der Ventilkolben 19 in die in Figur 3(A) gezeigte Position verschoben, so daß die Durchtrittsfläche an der am inneren Ende des Einlasses 18b durch den Bund 19a des Ventilkolbens 19 gebildeten Drossel vergrößert wird. Andererseits wird, um den Zufuhrdruck des Arbeitsfluids zu verringern. der Ventilkolben in die in Figur 3(B) gezeigte Position verschoben, so daß die Durchtrittsfläche an der Drossel am inneren Ende des Einlasses 18b verringert und der Rücklaufanschluß 18c geöffnet wird, der normalerweise durch den Bund 19b des Ventilkolbens blockiert ist.
Die Konstruktion der Druckregelventile ist nicht auf die in Figuren 2, 3(A) und 3(B) gezeigte Konstruktion beschränkt, sondern kann durch irgend eine geeignete Konstruktion ersetzt werden. Beispielsweise können Konstruktionen des Druckregelventils verwendet werden, wie sie in der oben genannten ersten europäischen Patentveröffentlichung 0 193 124 gezeigt werden. Auf den Inhalt der oben genannten europäischen Patentveröffentlichung 0 193 124 wird hiermit zum Zweck der Offenbarung Bezug genommen.
Wie in Figur 2 zu erkennen ist, weist der Proportioniermagnet 22 eine Betätigungsstange 22a und eine Magnetspule 22b auf. Die Magnetspule 22b wird durch ein Aufhängungs-Regelsignal V&sub3; der Steuereinheit 100 erregt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel des Druckregelventils ist der Arbeitsfluiddruck P am Auslaß 18d gemäß der in Figur 4 gezeigten Charakteristik variabel. Das heißt, wenn der durch das Aufhängungs-Regelsignal repräsentierte Steuerwert V&sub3; null ist, nimmt der Druck P am Auslaß 18d den Wert P0 an, der gemäß einem vorgegebenen Voreinstelldruck P&sub0; bestimmt ist. Wenn der Wert des Aufhängungs-Regelsignals im positiven Sinn zunimmt, steigt der Fluiddruck P am Auslaß 18d mit einer vorgegebenen Proportionalverstärkung K&sub1; an. Das heißt, durch Erhöhen des Aufhängungs-Steuerwertes V&sub3; wird die Betätigungsstange 22a um einen Betrag nach unten in Figur 2 in Richtung auf die Position nach Figur 3(A) getrieben, um den Anstieg des Fluiddruckes mit der vorgegebenen Proportionalverstärkung K&sub1; zu erreichen. Der Fluiddruck P am Auslaß 18d erreicht den Sättigungswert bei dem Ausgangsdruck P&sub2; der Druckerzeugungseinheit 20. Wenn andererseits der Wert V&sub3; des Aufhängungs-Regelsignals abnimmt, nimmt der Druck P auf null ab, durch Verschiebung der Betätigungsstange 22a in Richtung auf Figur 3(B).
Die Betätigungsstange 22a des Proportioniermagneten 22 wirkt mit dem Betätigungskolben 22c zusammen. Die Berührung zwischen der Betätigungsstange 22a und dem Betätigungskolben 22c kann durch die elastische Kraft der Spannfeder 22d aufrechterhalten werden, die normalerweise den Betätigungskolben gegen die Betätigungsstange vorspannt. Andererseits wirkt die Federkraft der Spannfeder 22d auch auf den Ventilkolben 19, so daß der Ventilkolben konstant nach unten in Figur 2 vorgespannt wird. Der Ventilkolben 19 wird auch durch die aufwärtsgerichtete hydraulische Kraft aus der Druckregelkammer 18k beaufschlagt. Daher wird der Ventilkolben 19 auf die Position in der Ventilbohrung eingestellt, in der die abwärts gerichtete Vorspannung der Spannfeder 22d mit der aufwärts gerichteten hydraulischen Kraft aus der Druckregelkammer 18k im Gleichgewicht ist.
Wenn das Aufhängungselement einfedert, bewegt sich der Kolben 15c des Hydraulikzylinders 15A nach oben, so daß sich der Fluiddruck in der oberen Kammer 15d erhöht. Dies bewirkt eine Zunahme des Fluiddruckes am Auslaß 18d des Druckregelventils 18. Infolgedessen erhöht sich der Fluiddruck in der Druckregelkammer 18k um den durch den Vorsteuerkanal 18g eingeleiteten Druck, so daß das Gleichgewicht zwischen der Abwärtsspannung der Spannfeder 22d und der aufwärts gerichteten hydraulischen Kraft aus der Druckregelkammer 18k zerstört wird. Dies führt zu einer Aufwärtsbewegung des Ventilkolbens 19 entgegen der Federkraft der Spannfeder 22d, wie in Figur 3(B) gezeigt ist. Im Ergebnis wird die Durchtrittsfläche des Rücklaufanschlusses 18c vergrößert und der Einlaß 18b gesperrt. Der Fluiddruck in der Fluidkammer 15d wird deshalb durch den Rücklaufanschluß abgeleitet. Der erhöhte Fluiddruck in der Fluidkammer 15d des Hydraulikzylinders 15a kann deshalb wirksam abgebaut werden, so daß die vom Aufhängungselement zugeführte Einfederenergie nicht auf den Fahrzeugaufbau übertragen wird.
Wenn das Aufhängungselement ausfedert, bewegt sich der Kolben 15c des Hydraulikzylinders 15a nach unten, so daß sich der Fluiddruck in der oberen Kammer 15d verringert. Dies führt zu einer Abnahme des Fluiddruckes am Auslaß 18d des Druckregelventils 18. Infolgedessen nimmt der Fluiddruck in der Druckregelkammer 18k um den durch den Vorsteuerkanal 18g eingeleiteten Druck ab, so daß das Gleichgewicht zwischen der abwärts gerichteten Spannung der Spannfeder 22d und der aufwärts gerichteten hydraulischen Kraft aus der Druckregelkammer 18k zerstört wird. Dies führt zu einer Abwärtsbewegung des Ventilkolbens 19 entgegen der Federkraft der Spannfeder 22d, wie in Figur 3(A) gezeigt ist. Im Ergebnis vergrößert sich die Durchtrittsfläche des Einlasses 18b, und der Rücklaufanschluß 18c wird gesperrt. Der Fluiddruck in der Fluidkammer 15d wird deshalb durch den über den Einlaß eingeleiteten Druck erhöht. Der verringerte Fluiddruck in der Fluidkammer 15d des Hydraulikzylinders 18a kann somit wirksam ausgeglichen werden, so daß die vom Aufhängungselement übermittelte Ausfederenergie nicht auf den Fahrzeugaufbau übertragen wird.
Da hier kein strömungsbegrenzendes Element wie etwa eine Engstelle oder ein Drosselventil zwischen dem Fluidbehälter 21 und dem Rücklaufanschluß 18c angeordnet ist, wird als Reaktion auf die Einfederbewegung des Aufhängungselements keine Dämpfungskraft gegen die Aufwärtsbewegung des Kolbens 15c in dem Hydraulikzylinder 15a erzeugt. Da die auf den Kolben 15c ausgeübte Dämpfungskraft dazu führen könnte, daß die Übertragung eines Teils der Einfederenergie auf den Fahrzeugaufbau ermöglicht wird und ein rauhes Fahrgefühl verursacht wird, kann das gezeigte Beispiel des Aufhängungssystems einen zufriedenstellend hohen Fahrkomfort gewährleisten, indem die Einfeder- und Ausfederenergie vollständig absorbiert wird, wie oben beschrieben wurde.
Figur 5 zeigt den detaillierten Schaltungsaufbau des bevorzugten Ausführungsbelspiels der Druckquelleneinheit zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Aufhängungsregelsystem. Wie erwähnt umfaßt die Druckquelleneinheit die Druckerzeugungseinheit 20, die eine Fluidpumpe aufweist und mit dem Behälter 21 über eine Saugleitung 201 verbunden ist und mit Hilfe eines Fahrzeugmotors 200 angetrieben wird. Der Ausgang der Druckquelleneinheit 20, durch die das unter Druck stehende Arbeitsfluid gefördert wird, ist mit dem Einlaß 18b des Druckregelventils 18 über die Zufuhrleitung 19s verbunden. In der Zufuhrleitung 19s ist eine Druckregeldrossel 202 angeordnet, um eine pulsierende Strömung des Arbeitsfluids zu unterdrücken und so den an das Druckregelventil 18 zu liefernden Ausgangsdruck der Druckerzeugungseinheit 20 zu regeln. Eine Rückkopplungsleitung 19f ist an einem Ende mit dem stromaufwärtigen Teil der Druckregeldrossel 202 verbunden. Das andere Ende der Rückkopplungsleitung 19f ist stromaufwärts des Einlasses der Druckerzeugungseinheit 20 angeschlossen. Übermäßiges Fluid zwischen der Druckerzeugungseinheit 20 und der Drossel 202 wird deshalb zur Eingangsseite der Druckerzeugungseinheit zurückgeleitet.
Ein Druckakkumulator 203 ist ebenfalls an die Zufuhrleitung 19s angeschlossen, um aus dieser Druckfluid zur Akkumulation des Druckes aufzunehmen. Ein Rückschlagventil 204 ist in der Zufuhrleitung 19s stromaufwärts der Verbindung zwischen dem Druckakkumulator 203 und der Zufuhrleitung 19s angeordnet.
Außerdem ist an die Zufuhrleitung 19s an der Position zwischen der Druckregeldrossel 202 und dem Rückschlagventil 204 ein Ende einer Druckentlastungsleitung 205 angeschlossen. Das andere Ende der Druckentlastungsleitung 205 ist mit der Rücklaufleitung 19d verbunden. Ein Druckentlastungsventil 206 ist in der Druckentlastungsleitung 205 angeordnet. Das Druckentlastungsventil 206 spricht auf einen Fluiddruck in der Zufuhrleitung 19s oberhalb eines gegebenen Wertes an und leitet einen Teil des Arbeitsfluids in die Rücklaufleitung ab, um den Druck in der Zufuhrleitung 19s unter dem gegebenen Druckwert zu halten.
Andererseits ist in der Rücklaufleitung 19d ein Sperrventil 207 angeordnet. Das Sperrventil 207 ist über eine Vorsteuerleitung 208 ebenfalls mit der Zufuhrleitung 19s stromaufwärts des Rückschlagventils 204 verbunden und nimmt hieraus den in der Zufuhrleitung herrschenden Druck als Vorsteuerdruck auf. Das Sperrventil 207 ist so ausgelegt, daß es in der Offenstellung bleibt, solange der über die Vorsteuerleitung 208 zugeführte Vorsteuerdruck auf einem Druckwert größer oder gleich einem gegebenen Druckpegel gehalten wird. In der Offenstellung hält das Sperrventil die Fluidverbindung zwischen seiner Einlaßseite und seiner Auslaßseite offen, so daß das Arbeitsfluid in der Rücklaufleitung 19d durch das Sperrventil hindurch zu dem Speicherbehälter 21 strömen kann. Andererseits spricht das Sperrventil 207 auf einen Abfall des Vorsteuerdruckes unter den gegebenen Druckpegel an und schaltet dann in die Sperrstellung. In der Sperrstellung blockiert das Sperrventil die Verbindung zwischen dem Rücklaufanschluß 18c und dem Speicherbehälter 21. Parallel zu dem Sperrventil ist ein Druckentlastungsventil 209 angeordnet. Das Druckentlastungsventil 209 ist in einer Bypassleitung 210 angeordnet, die die stromaufwärtige Seite des Sperrventils 207 mit der stromabwärtigen Seite verbindet. Das Druckentlastungsventil 209 wird normalerweise geschlossen gehalten, so daß die Fluidverbindung durch dieses Ventil hindurch unterbrochen ist. Andererseits spricht das Druckentlastungsventil 209 auf einen Druck in der Rücklaufleitung 19d stromaufwärts desselben an, der größer ist als ein eingestellter Druck, beispielsweise 3000 kPa (30 kgf/cm), um die Fluidverbindung zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite des Sperrventils herzustellen, so daß sich der übermäßige Druck auf der stromaufwärtigen Seite der Rücklaufleitung 19d durch das Druckentlastungsventil hindurch entspannen kann. Das Druckentlastungsventil 209 begrenzt daher den Maximaldruck auf den eingestellten Druck. Der eingestellte Druck des Druckentlastungsventils 209 entspricht einem vorgegebenen Voreinstelldruck.
Ein Ölkühler 211 ist in der Rücklaufleitung 19d angeordnet, um das in den Speicherbehälter 21 zurückfließende Arbeitsfluid zu kühlen.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise der oben beschriebenen Druckquelleneinheit bei der Zufuhr von Druckfluid erläutert.
Während der Fahrzeugmotor 200 läuft, wird die Fluidpumpe, die die Druckerzeugungseinheit 20 bildet, angetrieben. Daher wird das Arbeitsfluid in dem Speicherbehälter 21 über die Saugleitung 201 angesaugt und durch die Druckerzeugungseinheit 20 unter Druck gesetzt. Das unter Druck stehende Arbeitsfluid wird am Auslaß der Druckerzeugungseinheit 20 abgegeben und über die Zufuhrleitung 19s, die die Druckregeldrossel 202 und das Rückschlagventil 204 enthält, an das Druckregelventil 18 weitergeleitet. Wenn sich das Druckregelventil 18 in der Position nach Figur 3(A) befindet, passiert das Arbeitsfluid das Druckregelventil und wird in die obere Fluidkammer 15d des Hydraulikzylinders 15 eingeleitet. Wenn sich dagegen das Druckregelventil 18 in der Position nach Figur 3(B) befindet, um die Verbindung zwischen der Zufuhrleitung 19s und der oberen Fluidkammer 15d zu unterbrechen, so steigt der Leitungsdruck in der Zufuhrleitung an. Wenn der Leitungsdruck in der Zufuhrleitung 19s größer wird als der eingestellte Druck des Druckentlastungsventils 206 in der Druckentlastungsleitung 205, so wird der über den eingestellten Druck hinausgehende überschüsslge Druck über das Druckentlastungsventil 206 in die Rücklaufleitung 19d abgeleitet und so zum Speicherbehälter 21 zurückgeführt.
Der in der Zufuhrleitung 19s herrschende Druck wird außerdem über die Vorsteuerleitung 208 dem Sperrventil 207 zugeführt. Wie erwähnt wurde, befindet sich das Sperrventil 207 in der Offenstellung, solange der über die Vorsteuerleitung 208 zugeführte Vorsteuerdruck größer oder gleich dem eingestellten Druck desselben ist. Daher wird die Fluidverbindung zwischen dem Druckregelventil 18 und dem Speicherbehälter 21 aufrechterhalten. Wenn sich das Druckregelventil 18 in der Position nach Figur 3(B) befindet, wird somit das Arbeitsfluid über die Rücklaufleitung 19d und über das Sperrventil 207 und den Ölkühler 211 zu dem Speicherbehälter 21 zurückgeleitet.
Auch in der Offenstellung bildet das Sperrventil 207 einen Widerstand für die Fluidströmung. Daher wird der Fluiddruck in der Rücklaufleitung 19s stromaufwärts des Sperrventils 207 übermäßig hoch, d.h., größer als der Voreinstelldruck P&sub0;. Dann wird das Druckentlastungsventil 209 aktiv im Sinne einer Öffnung, um den überschüssigen Druck des Arbeitsfluids über die Bypassleitung 210 abzubauen.
Wenn der Motor 200 anhält, wird der Betrieb der Druckerzeugungseinhelt 20 beendet. Durch Anhalten der Druckerzeugungseinheit 20 fällt der Arbeitsfluiddruck in der Zufuhrleitung 19s ab. Entsprechend dem Abfall des Druckes in der Zufuhrleitung 19s fällt auch der über die Vorsteuerleitung 208 auf das Sperrventil 207 wirkende Vorsteuerdruck ab. Wenn die Vorsteuerleitung 208 auf oder unter den eingestellten Druck abfällt, so wird das Sperrventil 207 in die Sperrstellung geschaltet, so daß die Fluidverbindung durch es hindurch unterbrochen wird. Infolgedessen wird der Fluiddruck in der Rücklaufleitung 19d stromaufwärts des Sperrventils 207 gleich dem Druck in der oberen Fluidkammer 15d. Selbst wenn das Arbeitsfluid durch einen Spalt zwischen dem Ventilkolben 19 und dem inneren Umfang der Ventilbohrung 18a entweicht, wird der Fluiddruck in der oberen Fluidkammer 15d nicht beeinflußt.
Dies ist vorteilhaft, um die Aufhängungscharakteristik des Aufhängungssystems unabhängig vom Betriebszustand des Motors aufrechtzuerhalten.
Für die Durchführung der Regelung zur Einstellung der Aufhängungscharakteristik in Abhängigkeit vom Fahrzustand des Fahrzeugs ist die auf einem Mikroprozessor aufbauende Steuereinheit 100 vorgesehen. Das Aufhängungsregelsystem mit der Steuereinheit 100 ist in Figur 6 gezeigt.
Die in Figur 6 gezeigte Steuereinheit 100 enthält einen Mikroprozessor 101, der eine arithmetische Einheit 102, einen Speicher 104 und eine Eingabe/Ausgabe-Einheit 106 aufweist. Außerdem ist ein Querbeschleunigungssensor 110 zur Überwachung der auf das Fahrzeug wirkenden Querbeschleunigung und zur Erzeugung eines Querbeschleunigungssignals Gy vorgesehen.
Vertikalbeschleunigungssensoren 114FL, 114FR, 114RL und 114RR sind zur Überwachung von Vertikalbeschleunigungen an den jeweiligen vorderen linken, vorderen rechten, hinteren linken und hinteren rechten Aufhängungssystemen 11FL, 11FR, 11RL und 11RR und zur Erzeugung von Vertikalbeschleunigungssignalen vorgesehen. Im folgenden soll der Beschleunigungssensor 114FL, der die Vertikalbeschleunigung am vorderen linken Aufhängungssystem 11FL überwacht, als "FL-Vertikalbeschleunigungssensor" bezeichnet werden. In ähnlicher Weise wird der Beschleunigungssensor 114FR, der die Vertikalbeschleunigung am vorderen rechten Aufhängungssystem 11FR mißt, als "FR-Vertikalbeschleunigungssensor" bezeichnet, der Beschleunigungssensor 114RL, der die Vertikalbeschleunigung am hinteren linken Aulhängungssystem 11RL mißt wird als "RL-Vertikalbeschleunigungssensor" bezeichnet, und der Beschleunigungssensor 114 RR, der die Vertikalbeschleunigung am hinteren rechten Aufhängungssystem 11RR mißt, wird als "RR-Vertikalbeschleunigungssensor" bezeichnet. Die jeweils von den FL-, FR-, RL- und RR-Vertikalbeschleunigungssensoren 114FL, 114FR, 114RL und 114RR erzeugten Vertikalbeschleunigungssignale werden nachfolgend bezeichnet als "FL-Vertikalbeschleunigungssignal GzFL", "FR-Vertikalbeschleunigungssignal GzFR", "RL-Vertikalbeschleunigungssignal GzRL" und RR-Vertikalbeschleunigungssignal "GzRR".
Die Vertikalbeschleunigungssensoren 114FL, 114FR, 114RL und 114RR können in der Praxis eine Dehnungsmeßeinrichtung oder einen piezoelektrischen Sensor aufweisen, der im oberen Endbereich der Aufhängungs-Federbeine an den jeweiligen vorderen linken, vorderen rechten, hinteren linken und hinteren rechten Rädern montiert ist. Der praktische Aufbau des Vertikalbeschleunigungssensors ist beschrieben worden in der parallelen US-Patentanmeldung Serial No. 120 964, eingereicht am 16. November 1987. Auf den Inhalt der obengenannten US-Patentanmeldung Serial No. 120 964 wird hiermit zum Zwecke der Offenbarung bezug genommen.
Die Vertikalbeschleunigungssensoren 114FL und 114FR sind mit einer Rollbeschleunigungs-Ermittlungsschaltung 115F verbunden. Wie in Figur 6 zu erkennen ist, ist der Vertikalbeschleunigungssensor 114FL mit dem invertierenden Eingang der Rollwinkelbeschleunigungs-Schaltung 115F verbunden. Andererseits ist der Vertikalbeschleunigungssensor 114FR mit dem nichtinvertierenden Eingang der Rollbeschleunigungs-Ermittlungsschaltung 115F verbunden. Da die Polaritäten der FL-Vertikalbeschleunigungssignale GzFL und GzFR, die in die Rollwinkelbeschleunigungs-Ermittlungsschaltung 115F eingegeben werden, voneinander verschieden sind, repräsentiert der in der Rollwinkelbeschleunigungs-Schaltung 115F erhaltene Differenzwert die Höhendifferenz an den vorderen linken und vorderen rechten Aufhängungssystemen. Die vordere Rollbeschleunigungs-Ermittlungsschaltung 115F ermittelt einen Rollbeschleunigungswert GFroll, dessen Betrag die Stärke des Rollens, und dessen Polarität die Richtung des Rollens repräsentiert. Andererseits hat das Rollbeschleunigungssignal GFroll eine Polarität des Wertes, der für die Richtung des Rollens repräsentativ ist. Auf der Basis des erhaltenen Differenzwertes gibt die Rollwinkelbeschleunigungs-Ermittlungsschaltung 115F ein Rollbeschleunigungssignal aus, das für die Stärke und Richtung des Rollens an den vorderen linken und vorderen rechten Aufhängungssystemen repräsentativ ist, welches Addierer-Signal im folgenden als "vorderes Rollbeschleunigungssignal GFroll" bezeichnet werden soll. Das vordere Rollbeschleunigungssignal GFroll wird einem Integrierer 122F zugeführt. Der Integrierer 122F integriert das vordere Rollbeschleunigungssignal GFroll zur Ermittlung der Rollgeschwindigkeit F des Fahrzeugs im vorderen Teil des Fahrzeugs, wo sich die vorderen linken und vorderen rechten Aufhängungssysteme befinden. Andererseits sind die Vertikalbeschleunigungssensoren 114RL und 114RR mit einer Rollbeschleunigungs-Ermittlungsschaltung 115R verbunden. Wie in Figur 6 zu erkennen ist, hat die Rollbeschleunigungs-Ermittlungsschaltung 115R einen invertierenden Eingang, der mit dem Vertikalbeschleunigungssensor 114RL verbunden ist, und einen nichtinvertierenden Eingang, der mit dem Vertikalbeschleunigungssensor 114RR verbunden ist. Die Rollbeschleunigungs-Ermittlungsschaltuns 115R arbeitet daher in der gleichen Weise wie die Rollbeschleunigungs-Ermittlungsschaltung 115F zur Erzeugung eines Differenzwertes, der für die Rollstärke und Rollrichtung an den hinteren Aufhängungssystemen repräsentativ ist. Die Rollbeschleunigungs-Ermittlungsschaltung 115R ist mit einem Integrierer 122R verbunden, um ein Rollbeschleunigungssignal GRroll auszugeben, das für die Rollstärke und Rollrichtung an den hinteren linken und hinteren rechten Aufhängungssystemen repräsentativ ist und nachfolgend als "hinteres Rollbeschleunigungssignal GRroll" bezeichnet werden soll. Der Integrierer 122R integriert das hintere Rollbeschleunigungssignal GRroll zur Erzeugung der Fahrzeug- Rollgeschwindigkeit R im hinteren Teil des Fahrzeugs, wo sich die hinteren linken und hinteren rechten Aufhängungssysteme befinden. Der Rollwinkel φF an den vorderen Aufhängungssystemen soll im folgenden als "vorderer Rollwinkel" bezeichnet werden, und der Rollwinkel R an den hinteren Aufhängssystemen soll nachfolgend als "hinterer Rollwinkel" bezeichnet werden.
Die FL- und FR-Vertikalbeschleunigungssensoren 114FL und 114FR, die Rollbeschleunigungs-Ermittlungsschaltung 115F und der Integrierer 122F bilden eine Schaltung 117F zur Bestimmung der vorderen Rollgeschwindigkeit F. In ähnlicher Weise bilden die RL- und RR-Vertikalbeschleunigungssensoren 114 RL und 1 14RR, die Rollbeschleunigungs-Ermittlungsschaltung 115R und der Integrierer 122R eine Schaltung 117R zur Bestimmung der hinteren Rollgeschwindigkeit R.
Der Integrierer 122F ist mit einem Verstärker 124F verbunden. Der Verstärker 124F hat eine feste Verstärkung K&sub2;. Der Verstärker 124F verstärkt das vordere Rollgeschwindigkeitssignal F um den Verstärkungsfaktor K&sub2; und gibt ein von der Rollgeschwlndlgkelt abhängiges projektiertes vorderes Aufhängungs-Regelsignal SF aus. Das vordere Aufhängungs-Regelsignal SF wird einem Eingang von Addierern 126FL und 126FR zugeführt.
Der Integrierer 122R ist mit einem Verstärker 124R verbunden. Der Verstärker 124R hat eine feste Verstärkung K&sub2;. Der Verstärker 124R verstärkt das hintere Rollgeschwindigkeitssignal R um den Verstärkungsfaktor K&sub2; und gibt so ein von der Rollgeschwindigkeit abhängiges hinteres Aufhängungsregelsignal SR aus. Das hintere Aufhängungsregelsignal SR wird einer Eingangsklemme von Addieren 126RL und 126RR zugeführt.
Der Querbeschleunigungssensor 110 ist mit einem Verstärker 116 verbunden. Der Verstärker 116 hat eine Verstärkung K&sub1;. Der Verstärker 116 empfängt das Querbeschleunigungssignal Gy des Querbeschleunigungssensors 110, verstärkt das empfangene Signal um den Verstärkungsfaktor K&sub1; und bildet so ein von der Querbeschleunigung abhängiges Aufhängungsregelsignal Sy. Das Aufhängungsregelsignal Sy wird den Addieren 126FL, 126FR, 126RL und 126RR zugeführt. Genauer wird das Aufhängungsregelsignal Sy an die andere Eingangsklemme der Addierer 126FL und 126RR und an die andere invertierende Eingangsklemme der Addierer 126FR und 126RL angelegt.
Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, bilden die Addierer 126FL, 126RR und 126FR, 126RL Summenwerte mit voneinander verschiedener Polarität zur Erzeugung von Regelsignalen SFL, SRR und SFR, SRL für die jeweils zugehörigen Druckregelventile in entgegengesetzten Einfeder- und Ausfederrichtungen.
Die von dem Addierer 126FL ausgegebenen Regelsignale werden nachfolgend als "FL-Regelsignal SFL" bezeichnet, die von dem Addierer 126FR ausgegebenen Regelsignale werden nachfolgend als "FR-Regelsignal SFR" bezeichnet, die von dem Addierer 126RL ausgegebenen Regelsignale werden nachfolgend als "RL-Regelsignal SRL" bezeichnet, die von dem Addierer 126RR ausgegebenen Regelsignale werden nachfolgend als "RR-Regelsignal SRR" bezeichnet.
Wenn man annimmt, daß das Fahrzeug auf einer im wesentlichen glatten Fahrbahn geradeaus fährt, so wird keine Rollbewegung des Fahrzeugaufbaus auftreten. Deshalb wird keine wesentliche Änderung in den relativen Abständen zwischen dem Fahrzeugaufbau und den Aufhängungselementen an den jeweiligen vorderen linken, vorderen rechten, hinteren linken und hinteren rechten Aufhängungssystemen auftreten. Im Ergebnis werden sämtliche Vertikalbeschleunigungssensoren GzFL, GzFR GzRL und GzRR der Vertikalbeschleunigungssensoren 114FL, 114FR, 114RL und 114RR und das Querbeschleunigungssignal Gy des Querbeschleunigungssensors 110 im wesentlichen auf null gehalten. Daher behalten sämtliche Aufhängungsregelsignale SFL, SFR, SRL und SRR im wesentlichen den Wert Null. Der Ausgangsfluiddruck der jeweiligen Druckregelventile 18 wird daher auf dem Voreinstelldruck P&sub0; gehalten. Dieser Ausgangsfluiddruck der Druckregelventile 18 wird in die obere Fluidkammer 15d des Hydraulikzylinders 15A eingeleitet, um die Kolben in der ursprünglich eingestellten Position zu halten. Hierdurch werden die Hübe der jeweiligen Hydraulikzylinder 15A auf dem Anfangswert gehalten.
In dieser Position können Fahrbahnstöße infolge kleiner Unebenheiten der Fahrbahnoberfläche durch die von der Drosselstellen 22V erzeugte Dämpfungskraft und den in den Druckakkumulatoren 22P akkumulierten Druck absorbiert werden. Andererseits kann die relativ niederfrequente Komponente des Fahrbahnstoßes auch durch Bewegung der Ventilkolben 19 des Druckregelventils absorbiert werden.
Wenn man annimmt, daß eine Lenkoperation nach rechts ausgeführt wird, so kann infolge von Zentrifugalkräften eine Querbeschleunigung auf den Fahrzeugaufbau wirken. In diesem Fall ist die Querkraft nach links gerichtet, so daß sie ein Fahrzeugrollen im Gegenuhrzeigersinn verursacht, bei dem sich die linke Seite absenkt und sich die rechte Seite anhebt. Der Querbeschleunigungssensor 110 mißt die auf den Fahrzeugaufbau wirkende Querbeschleunigung und gibt den positiven Wert des Querbeschleunigungssignals Gy aus. Gleichzeitig gibt jeder der FL- und RL-Vertikalbeschleunigungssensoren 114FL und 114RL den negativen Wert des FL- und RL-Beschleunigungssignals GzFL und GzRL aus. Andererseits gibt jeder der FR- und RR-Vertikalbeschleunigungssensoren 114RL und 114RR den positiven Wert des FR- und RR-Vertikalbeschleunigungssignals GzFR und GzRR aus. Da die FL- und RL-Vertikalbeschleunigungssensoren 114FL und 114RL mit den Rollbeschleunigungs-Ermittlungsschaltungen 115F und 11SR über die invertierenden Eingangsklemmen verbunden sind, erhalten die von den Rollbeschleunigungs-Ermittlungsschaltungen 115F und 115R ausgegebenen Rollbeschleunigungssignale einen positiven Wert als Funktion der Summenwerte. Auf der Basis der von den Rollbeschleunigungs-Ermittlungsschaltungen 115F und 115R ausgegebenen Rollbeschleunigungssignale GFroll und GRroll bestimmen die Integrierer 122F und 122R die Rollgeschwindigkeitssignale F und R. Auf der Basis des Querbeschleunigungsslgnals Gy und der Rollgeschwindigkeitssignale F und R werden die Aufhängungsregelsignale SFL, SFR, SRL und SRR zur Ansteuerung der Druckregelventile 18 gebildet.
Die von dem Querbeschleunigungssensor 110 überwachte Querbeschleunigung enthält eine Komponente, die die tatsächlich auf den Fahrzeugaufbau wirkende Querbeschleunigung angibt, und eine Komponente, die durch die Rollbewegung des Fahrzeugaufbaus erzeugt wird. Die letztere Komponente der Querbeschleunigungssignals hat die Tendenz, selbsterregte Schwingungen zu erzeugen. Um diese selbsterregte Schwingungen erzeugende Komponente zu eliminieren, werden die Rollgeschwindigkeitssignale F und R mit einer Phasenverschiebung von 90º zu dem querbeschleunigungsabhängigen Aufhängungsregelsignal Sy addiert. Hierdurch wird die selbsterregte Schwingungen erzeugende Komponente wirksam unterdrückt.
Wenn eine Lenkoperation nach links ausgeführt wird, so wird in ähnlicher Weise die selbsterregte Schwingungen erzeugende Komponente des querbeschleunigungsabhängigen Aufhängungsregelsignals Sy beseitigt, das auf der Basis des Querbeschleunigungssignals des Querbeschleunigungssensors gebildet wurde.
Die Grundidee der Erfindung zur Antiroll-Aufhängungsregelung mit Vermeidung selbsterregter Querschwingungen wird nunmehr anhand des in Figur 7 gezeigten Modells erläutert. In dem gezeigten Modell ist der Fahrzeugaufbau 80 als gefederte Masse auf einem Aufhängungsarm 82 aufgehängt, der die ungefederte Masse mit Fahrzeugrad und Aufhängungsanordnung bildet. Der Querbeschleunigungssensor 110 ist in einer geeigneten Position auf dem Fahrzeugaufbau montiert. Die Vertikalbeschleunigungssensoren 114L und 114R sind am oberen Ende der jeweiligen Aufhängungsanordnung montiert.
Die Querkomponente der Rollenergie, die die Rollbewegung des Fahrzeugs verursacht, wird somit durch den Querbeschleunigungssensor 110 überwacht. Andererseits wird die Vertikalkomponente der Rollenergie durch die Vertikalbeschleunigungssensoren 114L und 114R überwacht. Das Querbeschleunigungssignal des Querbeschleunigungssensors 110, das für die Querkomponente der Rollenergie repräsentativ ist, wird mit einer Roll-Regelverstärkung Ky verstärkt. Andererseits werden die Vertikalbeschleunigungswerte der Vertikalbeschleunigungssensoren 114L und 114R, die die Vertikalkomponente der Rollenergie repräsentieren, mit Einfeder-Regelverstärkungen K&sub3; verstärkt. Die verstärkten Querbeschleunigungssignale und Vertikalbeschleunigungssignale werden addiert, um Rollunterdrückungs-Aufhängungsregelsignale SL und SR zu bilden. Die Werte der Rollunterdrückungs- Regelsignale SL und SR werden dem Hydrauliksystem H(s), d.h., dem Betätigungsglied 22 zugeführt.
Es soll angenommen werden, daß das Modell nach Figur 7 die folgenden Bedingungen erfüllt:

[SPEZIFIKATIONEN]

M ist das Gewicht der gefederten Masse;
J ist ein Roll-Trägheitsmoment;
K ist eine Federkonstante der Aufhängung;
L ist die Spurweite;
Hr ist die Höhe des Zentrums der Rollbewegung;
Hg ist die Höhe des Schwerpunkts;
KL ist die Quersteifheit der Reifen;
KV ist die Vertikalsteifheit der Reifen;
C ist ein Absorptionsäquivalent der Kurvenführungskraft der Reifen, welches Absorptionsäquivalent die Kurvenführungskraft der Reifen repräsentiert und somit eine von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängige Variable ist;

[KONSTANTE]

H&sub1; ist die Höhe des Querbeschleunigungssensors;

[VARIABLEN]

θys ist der Rollwinkel der gefederten Masse;
θyu ist der Rollwinkel der ungefederten Masse;
x ist eine Vertikalauslenkung der gefederten Masse;
y ist die Querauslenkung der gefederten Masse;
z ist die Vertikalauslenkung der ungefederten Masse;
w ist die Verlagerung des Traktionspunktes.
Wenn bei der zuvor beschriebenen Anordnung eine Querbeschleunigung des Fahrzeugaufbaus erzeugt wird, die Fahrzeugrollen infolge von Zentrifugalkräften verursacht, so erzeugt diese Rollbewegung eine zusätzliche Beschleunigung, die von dem Querbeschleunigungssensor erfaßt wird. Das rollgeschwindigkeitsabhängige Aufhängungsregelsignal hat einen Wert, der im wesentlichen der von dem Querbeschleunigungssensor erfaßten, selbsterregte Schwingungen erzeugenden Komponente entspricht. Durch Addition des rollgeschwindigkeitsabhängigen Aufhängungsregelsignals zu dem querbeschleunigungsabhängigen Aufhängungsregelsignal kann so die selbsterregte Schwingungen erzeugende Komponente beseitigt werden. Deshalb kann die selbsterregte Schwingung wirksam unterdrückt werden.
Da das gezeigte Ausführungsbeispiel die selbsterregte Schwingungen erzeugende Komponente des Querbeschleunigungssignals wirksam eliminiert, um die Möglichkeit selbsterregter Schwingungen zu vermeiden, kann eine bessere Ansprechcharakteristik bei der Antiroll-Aufhängungsregelung erreicht werden. Durch die bessere Ansprechcharakteristik wird eine zufriedenstellende Unterdrückung des Fahrzeugrollens erreicht.
Obgleich sich die obige Erörterung auf die Antiroll-Aufhängungsregelung konzentriert, ist eine ähnliche Logik auch zur Unterdrückung von Nick- und/oder Gierbewegungen des Fahrzeugs anwendbar.
Figur 8 zeigt das bevorzugte Ausführungsbeispiel des Antinick-Aufhängungsregelsystems gemäß der Erfindung.
Zur Antinick-Regelung verwendet das Regelsystem anstelle des Querbeschleunigungssensors des vorherigen Ausführungsbeispiels einen Längsbeschleunigungssensor 112, der die Längsbeschleunigung des Fahrzeugs überwacht und ein Längsbeschleunigungssignal Gx erzeugt.
Der FL-Vertikalbeschleunigungssensor 114FL und der RL-Vertikalbeschleunigungssensor 114RL sind miteinander gekoppelt, um die Nickgeschwindigkeit auf der linken Seite zu messen. Andererseits sind der FR-Vertikalbeschleunigungssensor 114FR und der RR-Vertikalbeschleunigungssensor 114RR miteinander gekoppelt, um die Nickgeschwindigkeit auf der rechten Seite zu messen. Im einzelnen sind der FL-Vertikalbeschleunigungssensor 114FL und der RL-Vertikalbeschleunigungssensor 114RL mit einer Nickbeschleunigungs-Ermittlungsschaltung 115L für die linke Seite verbunden. Die Nickbeschleunigungs-Ermittlungsschaltung 115L für die linke Seite bildet die Differenz zwischen dem FL-Vertikalbeschleunigungssignal GzFL und dem RL-Vertikalbeschleunigungssignal GzRL und bildet weiterhin eine Links-Vertikalbeschleunigung GLpitch auf der Basis der ermittelten Differenz und der Spanne zwischen der vorderen linken und hinteren linken Radachse. In ähnlicher Weise sind der FR-Vertikalbeschleunigungssensor 114FR und der RR-Vertikalbeschleunigungssensor 114RR mit einer Nickbeschleunigungs-Ermittlungsschaltung 115R für die rechte Seite verbunden. Die Nickbeschleunigungs-Ermittlungsschaltung 115R für die rechte Seite bildet die Differenz zwischen dem FR-Vertikalbeschleunigungssignal GzFR und dem RR-Vertikalbeschleunigungssignal GzRR und bildet weiterhin eine Rechts-Vertikalbeschleunigung GRpitch auf der Basis der ermittelten Differenz und der Spanne zwischen den vorderen rechten und hinteren rechten Radachsen. Die Linksund Rechts-Vertikalbeschleunigungssignale GLpitch und GRpitch werden jeweiligen Verstärkern 120L und 120R zugeführt. Die Verstärker 120L und 120R haben eine bestimmte Verstärkung K&sub2; zur Verstärkung der Links- und Rechts-Verükalbeschleunigungssignale GLpitch und GRpitch, um nickgeschwindigkeitsabhängige Aufhängungsregelsignale SL und SR auszugeben. Andererseits sind Addierer 128FL und 128FR mit den Verstärkern 120L und 120R über nicht invertierende Eingangsklemmen verbunden, und die Verstärker 128RL und 128RR sind mit den Verstärkern 120L und 120R über invertierende Eingangsklemmen verbunden. Die anderen nicht invertierenden Eingangsklemmen der Addierer 128FL und 128FR und invertierenden Eingangsklemmen der Addierer 128RL und 128RR sind mit einem Verstärker 121 verbunden, der dazu dient, das Längsbeschleunigungssignal Gx zu verstärken und eine bestimmte Verstärkung K&sub1; hat, so daß er ein längsbeschleunigungsabhängiges Aufhängungsregelsignal Sx liefert. In den Addierern 128FL, 128FR, 128RL und 128RR wird das nickbeschleunigungsabhängige Aufhängungsregelsignal Sx durch die nickgeschwindigkeitsabhängigen Aufhängungsregelsignale SL und SR der Verstärker 120L und 120R modifiziert.
Ähnlich wie bei dem vorherigen Ausführungsbeispiel dienen die nickgeschwindigkeitsabhängigen Aufhängungsregelsignale SL und SR zur Beseitigung der selbsterregte Nickschwingungen erzeugenden Komponente in dem Längsbeschleunigungssignal, welche selbsterzeugte Nickschwingungen erzeugende Komponente durch die Nickbewegung des Fahrzeugs hervorgerufen wird.
Daher erreicht die vorliegende Erfindung sämtliche angestrebten Ziele und Vorteile.
Während die vorliegende Erfindung in Form des bevorzugten Ausführungsbelspiels beschrieben worden ist, um ein besseres Verständnis der Erfindung zu erleichtern, ist zu bemerken, daß die Erfindung auf verschiedene Arten ausgeführt werden kann, ohne vom Grundprinzip der Erfindung abzuweichen. Die Erfindung ist deshalb so zu verstehen, daß sie alle möglichen Ausführungsformen und Abwandlungen der gezeigten Ausführungsbeispiele einschließt, die realisiert werden können, ohne von dem in den nachfolgenden Ansprüchen dargelegten Prinzip der Erfindung abzuweichen. Insbesondere, obgleich die obige Erörterung sich auf Hydraulikzylinder und einen Hydraulikkreis zur Erzeugung der Dämpfungskraft zur Regelung der Aufhängungscharakteristik in dem aktiv geregelten Aufhängungssystem gemäß der Erfindung bezieht, sollte es möglich sein, die gleiche Logik in der Antiroll- und/oder Antinick-Aufhängungsregelung für hydropneumatische Aufhängungen, pneumatische Aufhängungen und dergleichen anzuwenden. Weiterhin, obgleich das gezeigte Ausführungsbeispiel das Aufhängungsregelsystem zeigt, das sowohl die Antiroll- wie auch die Antinick-Aufhängungsregelung ausführt, ist es möglich, ein Aufhängungssystem nur für die Durchführung der Antirollregelung zu konstruieren.

Claims

1. Regelsystem für ein Kraftfahrzeugaufhängungssystem, zur Regelung der Fahrzeug-Rollbewegung, mit:

- Aufhängungssystemen (11FL,11FR,11RL,11RR) mit Aufhängungsgruppen (15), die zwischen einem Fahrzeugaufbau (12) und Aufhängungselementen (18) angeordnet sind, die die jeweiligen Fahrzeugräder (14FR,14FL,14RR,14RL) drehbar tragen, wobei jede Aufhängungsgruppe (15) eine variable Druckkammer (15a) aufweist, die mit einem Arbeitsfluid mit geregeltem Druck gefüllt ist,

- Druckeinstellmitteln (18), die den genannten variablen Druckkammern zugeordnet sind, um den Druck des Arbeitsfluids in den jeweiligen Druckkammern einzustellen,

- Sensormitteln (110) zur Überwachung der auf den Fahrzeugaufbau wirkenden Beschleunigung zur Erzeugung eines diese anzeigenden Signals und

- Steuermitteln (100), die auf das Signal der Sensormittel ansprechen, um ein erstes Regelsignal zur Regelung der Fahrzeug-Rollbewegung mit Hilfe der Druckeinstellmittel zu bilden,

dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (100) Rollgeschwindigkeits- Ermittlungsmittel (117F, 117R) zur Ermittlung der Rollgeschwindigkeit ( F, R) des Fahrzeugaufbaus aufweisen, wobei die Steuermittel ein zweites Regelsignal (SF,SR) bilden, das auf der Basis der Rollgeschwindigkeit des Fahrzeugaufbaus bestimmt ist, um durch die Antiroll-Regeleingriffe des Regelsystems verursachte selbsterregte Schwingungen des Fahrzeugaufbaus zu kompensieren, wobei die Steuermittel Antiroll-Regelsignale (SFL,SFR,SRR,SRL) auf der Grundlage der ersten und zweiten Regelsignale liefern und diese Antiroll-Regelsignale den Druckeinstellmitteln zugeführt werden, um jeweils den Druck des Arbeitsfluids in den Druckkammern einzustellen.

2. Regelsystem nach Anspruch 1, bei dem die Sensormittel einen ersten Sensor (112) und zweite Sensoren (114FL,114FR,114RL,114RR) aufweisen, wobei der erste Sensor eine auf den Fahrzeugaufbau wirkende Querbeschleunigung mißt und ein diese anzeigendes Signal liefert, die zweiten Sensoren Vertikalbeschleunigungen messen, die auf linke und rechte Teile des Fahrzeugaufbaus wirken, und diese jeweils anzeigende Signale erzeugen und die Rollgeschwindigkeits-Ermittlungsmittel auf die Signale der zweiten Sensoren ansprechen, um die Roll-Winkelgeschwindigkeit ( F, R) des Fahrzeugaufbaus zu bestimmen, wobei das erste Regelsignal auf der Basis der Querbeschleunigung bestimmt wird und das zweite Regelsignal auf der Basis der Roll-Winkelgeschwindigkeit bestimmt wird

3. Regelsystem nach Anspruch 2, bei dem die Steuermittel Verstärker (116,124F,124R) aufweisen, die die Querbeschleunigung und die Roll-Winkelgeschwindigkeit jeweils mit vorgewählten ersten und zweiten Verstärkungen (K&sub1;,K&sub2;) verstärken, um die ersten und zweiten Regelsignale zu bilden, wobei die Steuermittel die ersten und zweiten Regelsignale addieren, um das Antiroll-Regelsignal zu bilden.

4. Regelsystem für ein Kraftfahrzeugaufhängungssystem, zur Regelung der Nickbewegung des Fahrzeugs, mit:

- Steuermitteln (100), die auf das Signal der Sensormittel ansprechen, um ein erstes Regelslgnal zur Regelung der Fahrzeug-Nickbewegung mit Hilfe der Druckeinstellmittel zu bilden,

dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (100) Nlckgeschwindigkeits-Ermittlungsmittel (117F, 117R) zur Ermittlung der Nickgeschwindigkeit ( ) des Fahrzeugaufbaus aufweisen, wobei die Steuermittel ein zweites Regelsignal (SL,SR) bilden, das auf der Basis der Nickgeschwindigkeit des Fahrzeugaufbaus bestimmt ist, um durch die Antinick-Regeleingriffe des Regelsystems verursachte selbsterregte Schwingungen des Fahrzeugaufbaus zu kompensieren, wobei die Steuermittel Antinick-Regelsignale (SFL,SFR,SRR,SRL) auf der Grundlage der ersten und zweiten Regelsignale liefern und diese Antinick-Regelsignale den Druckeinstellmitteln zugeführt werden, um jeweils den Druck des Arbeitsfluids in den Druckkammern einzustellen.

5. Regelsystem nach Anspruch 4, bei dem die Sensormittel einen ersten Sensor (112) und zweite Sensoren (114FL,114FR,114RL,114RR) aufweisen, wobei der erste Sensor eine auf den Fahrzeugaufbau wirkende Längsbeschleunigung mißt und ein diese anzeigendes Signal liefert, die zweiten Sensoren Vertikalbeschleunigungen messen, die auf vordere und hintere Teile des Fahrzeugaufbaus wirken, und diese jeweils anzeigende Signale erzeugen und die Nickgeschwindigkeits-Ermittlungsmittel auf die Signale der zweiten Sensoren ansprechen, um die Nick-Winkelgeschwindigkeit ( ) des Fahrzeugaufbaus zu bestimmen, wobei das erste Regelsignal auf der Basis der Längsbeschleunigung bestimmt wird und das zweite Regelsignal auf der Basis der Nick-Winkelgeschwindigkeit bestimmt wird.

6. Regelsystem nach Anspruch 5, bei dem die Steuermittel Verstärker (116,124F,124R) aufweisen, die die Längsbeschleunigung und die Nick-Winkelgeschwindigkeit jeweils mit vorgewählten ersten und zweiten Verstärkungen (K&sub1;,K&sub2;) verstärken, um die ersten und zweiten Regelsignale zu bilden, wobei die Steuermittel die ersten und zweiten Regelsignale addieren, um das Antinick-Regelsignal zu bilden.

7. Regelsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Druckeinstellmittel eine mit der variablen Druckkammer (15a) verbundene Druckfluidquelle (20) und ein Druckregelventil (18) aufweisen, das ein elektrisch ansteuerbares Betätigungsglied (22) enthält, welches Betätigungsglied mit den Steuermitteln (100) verbunden ist, um das Antiroll-Regelsignal und/oder das Antinick-Regelslgnal aufzunehmen und das Druckregelventil zu betätigen, um die Menge des in die variable Druckkammer eingeleiteten und aus dieser abgeleiteten Arbeitsfluids einzustellen, um die Dämpfungscharakteristik des Aufhängungssystems einzustellen.