DE3924918A1

DE3924918A1 - Lagesteuervorrichtung, fahrzeugaufhaengung hiermit und lagedetektor hierfuer

Info

Publication number: DE3924918A1
Application number: DE3924918A
Authority: DE
Inventors: Tetsuji Kozaki; Hiroshi Ishikawa; Hideaki Yasui; Mamoru Shimamoto; Katsuhiko Hibino; Motoshi Suzuki
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1988-07-29
Filing date: 1989-07-27
Publication date: 1990-02-01
Anticipated expiration: 2009-07-28
Also published as: DE3924918C2; US5004264A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lagesteuervorrichtung, wie beispielsweise eine Zylinderhub- Steuervorrichtung zur Steuerung des Hubes eines Kolbens in einer Zylinderanordnung, eine Fahrzeugaufhängung, welche eine derartige Lagesteuervorrichtung verwendet, sowie einen Lagedetektor hierfür.

Bekannte Fahrzeugaufhängungen verwenden eine hydraulisch betätigte Zylinderanordnung in einem Stabilisatorsystem für das Fahrzeug, wie beispielsweise in der JP-OS 61-1 46 612 beschrieben. Wenn ein Fahrzeug eine Kurve durchfährt, wird es einer Drehbewegung um seine Längsachse unterworfen, welche auch als "Rollen" bekannt ist. Das oben erwähnte System eliminiert diese Rollbewegung des Autos durch Berechnung eines Zielwertes für den Hydraulikzylinder und Steuerung der Lage des Kolbens im Zylinder der Zylinderanordnung.

Die Kolbenlage wird von einem Potentiometer erfaßt. Eines der festen beweglichen Enden des Potentiometers ist an einem Ende des Stabilisators befestigt, während das andere Ende des Potentiometers an einem Federelement befestigt ist. Das Potentiometer erzeugt ein elektrisches Signal, welches der Lage des Kolbens in dem Zylinder entspricht.

Bei bekannten Aufhängesystemen wird ein Zielwert für die Lage des Kolbens abhängig von Fahrbedingungen des Fahrzeuges berechnet und ein Signal, welches die Differenz zwischen der Kolbenziellage und der vorhandenen Kolbenlage anzeigt, wird von dem Potentiometer erfaßt und für eine Rückkopplungssteuerung verwendet. Da die Lage des Kolbens jedoch mittels eines Fluiddruckes, beispielsweise Öldruck geregelt wird, liegt eine gewisse Ansprechverzögerung vor, bis die Zylinderanordnung nach Zufuhr eines entsprechenden Steuersignales auch tatsächlich bewegt wird. Weiterhin benötigt die Rückkopplungssteuerung zusätzliche Zeit für entsprechende Berechnungen oder dergleichen, bevor die Zylinderanordnung tatsächlich betätigt wird. Aufgrund dieser Zeitverzögerungen können Fahrer und/oder Beifahrer eines derart ausgerüsteten Kraftfahrzeuges sich aufgrund dieses Verhaltens der Fahrzeugfederung unwohl fühlen.

Das Potentiometer, welches von der Zylinderanordnung getrennt ist, ist zwischen Stabilisator und die ungefederte Masse gekoppelt. Diese Anordnung macht jedoch die gesamte Aufhängevorrichtung relativ komplex und auch das Potentiometer selbst ist komplex im Aufbau und relativ teuer.

Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lagesteuervorrichtung mit einem Sensor einfachen Aufbaues zu schaffen, sowie eine Fahrzeugaufhängung hiermit auszurüsten und einen Lagedetektor hierfür bereitzustellen, um zu erkennen, wenn ein bewegliches Bauteil eine vorherbestimmte Position erreicht hat, wobei die Lagesteuervorrichtung das bewegliche Bauteil korrekt und schnell in eine Zielposition auf der Grundlage eines Signales von dem Lagedetektor bringen soll.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 bzw. 11 bzw. 19 angegebenen Merkmale.

Die jeweiligen Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.

Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Lagesteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 schematisch vereinfacht eine teilweise geschnittene Vorderansicht einer Fahrzeugaufhängung mit einer Zylinderanordnung, bei der eine Zylinderhub- Steuervorrichtung als Lagesteuervorrichtung verwendet wird;

Fig. 3 eine Schnittdarstellung der Zylinderanordnung;

Fig. 4 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung, wie sich die Induktivität einer Spule in dem Lagedetektor abhängig vom Hub des Kolbens in der Zylinderanordnung ändert;

Fig. 5 die Darstellung eines Schaltkreises für den Lagedetektor, der die Lage des Kolbens erfaßt;

Fig. 6 den Schaltkreis einer elektronischen Steuerung und einer hydraulischen Drucksteuerung zur Regelung der Zylinderanordnung;

Fig. 7 ein Flußdiagramm einer Steuersequenz der elektronischen Steuerung gemäß Fig. 6;

Fig. 8 graphisch die Beziehung zwischen einem Strom, der einem Steuerventil zugeführt wird und der Differenz oder dem Fehler zwischen Ziel- und Sollposition des Kolbens;

Fig. 9 grapisch die Beziehung zwischen einem Strom und einer Flußrate bei unterschiedlichen Lasten;

Fig. 10 bis 13 grapische Darstellungen eines Prozesses zur Korrektur der vorherbestimmten Kolbenlage;

Fig. 14 ein Flußdiagramm einer Sequenz zur Korrektur der vorherbestimmten Kolbenlage.

Fig. 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Lagesteuervorrichtung. Die Lagesteuervorrichtung umfaßt im wesentlichen eine Einstellvorrichtung A zur Einstellung der Lage eines beweglichen Bauteiles B abhängig von einem Steuersignal, eine Vorhersagevorrichtung C zur Vorhersagung der Lage des beweglichen Bauteiles B auf der Grundlage des Steuersignals, eine Lagedetektionsvorrichtung D zur Detektion, ob das bewegliche Bauteil B tatsächlich die vorherbestimmte Lage erreicht hat, eine Korrekturvorrichtung E zur Korrektur der vorhergesagten Position des beweglichen Bauteiles B in die vorherbestimmte Position, wenn erkannt wird, daß das bewegliche Bauteil B tatsächlich die vorherbestimmte Position erreicht hat und eine Steuervorrichtung F zur Anlegung eines Steuersignals an die Einstellvorrichtung A, so daß die vorhergesagte Position, die von der Korrekturvorrichtung E korrigiert wurde, gleich der Zielposition für das bewegliche Bauteil B wird.

Fig. 2 zeigt ein Kraftfahrzeug-Aufhängesystem mit einer Zylinderanordnung 16, welche als Steuervorrichtung für den Zylinderhub die erfindungsgemäße Lagesteuervorrichtung verwendet.

Gemäß Fig. 2 weist die Aufhängung weiterhin einen Vorderradstabilisator 2 auf, der seinerseits die Zylinderanordnung 16, eine hydraulische Drucksteuerung 3 und eine elektronische Steuerung 4 zur Steuerung der hydraulischen Drucksteuerung 3 aufweist.

Zwei Vorderräder 6 und 10 sind drehbeweglich an einer Karosserie 9 mittels entsprechender Stoßdämpfer 7 und 11 und Aufhängearmen 8 und 12 gelagert. Der Stabilisator 2 umfaßt eine Vorderrad-Spurstange 13, welche auf Torsion belastbare Bereiche aufweist, die an der Karosserie 9 mittels Lagern gelagert sind, welche wiederum mittels Bolzen oder dergleichen an der Karosserie 9 befestigt sind. Die Spurstange 13 weist ein Ende 13 a auf, welches mit der ungefederten Masse eines der Stoßdämpfer 11 über die Zylinderanordnung 16 gekoppelt ist, so daß die Distanz zwischen dem Ende 13 a und dem gekoppelten Bereich des Stoßdämpfers 11 einstellbar ist. Das andere Ende 13 b der Spurstange 13 ist mit der ungefederten Masse des anderen Stoßdämpfers 7 über eine Verbindungsstange 17 gekoppelt. Die Vorderräder 6 und 10 werden über ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Lenkrad eingeschlagen.

Die elektronische Steuerung 4 erzeugt ein Steuersignal und liefert dieses an die hydraulische Drucksteuerung 3 als Antwort auf ein Detektionssignal von einem Fahrzeug- Geschwindigkeitssensor 41, der die Fahrzeuggeschwindikeit erfaßt und eines Detektionssignals von einem Steuerwinkelsensor 42, der den Steuerwinkel des Steuerrades erfaßt, sowie eines Detektionssignals von einem Lagedetektor 43, der erfaßt, wenn der Kolben der Zylinderanordnung 16 eine bestimmte Position erreicht hat.

Die Zylinderanordnung 16 wird nun im Detail und unter Bezugnahme auf Fig. 3 näher erläutert. Gemäß Fig. 3 umfaßt die Zylinderanordnung 16 einen Zylinder 21, in dem gleitbeweglich ein Kolben 22 geführt ist, der den Innenraum des Zylinders 21 in obere und untere Kammern 25 und 26 unterteilt. Unter Druck stehendes Öl kann in die oberen und unteren Kammern 25 und 26 durch obere und untere Anschlüsse 23 und 24 eingebracht und abgelassen werden. Der Kolben 22 ist fest am unteren Ende eines Kolbenstabes 27 befestigt, der koaxial zu dem Zylinder 21 verläuft und dessen oberes Ende aus dem Zylinder 21 vorspringt. Der Lagedetektor 43 zur Erfassung der Lage des Kolbens 22 ist in einem oberen Bereich des Zylinders 21 oberhalb des oberen Anschlusses 23 angeordnet.

Der Kolbenstab 27 umfaßt ein erstes nicht magnetisches Stabteil 272 beispielsweise aus SUS 304 mit einer ersten magnetischen Permeabilität und ein erstes magnetisches Stabteil 271 beispielsweise aus S10C mit einer zweiten magnetischen Permeabilität, welche zur ersten magnetischen Permeabilität unterschiedlich ist. Die Teile 272 und 271 sind miteinander beispielsweise mit Reibungsschweißen oder dergleichen verbunden. Eine Grenzlinie 273 zwischen den Teilen 271 und 272 ist in einer Zwischenlage des vollen Hubs des Kolbens 22, also in dem Intervall, über das sich der Kolben 22 bewegen kann, angeordnet, wenn der Kolbenstab 27 in der Zylinderanordnung 16 angeordnet ist.

Wenn sich die Zylinderanordnung 16 ausdehnt oder zusammenzieht, verändert sich die Stellung der Spurstange 13 und damit auch die darin herrschende Rückstellkraft, so daß sich die gesamte Torsionssteifigkeit der vorderen Spurstange 13 verändert.

Gemäß Fig. 6 wird die Zylinderanordnung 16 mittels unter Druck stehendem Öl betrieben, welches von der hydraulischen Drucksteuerung 3 abhängig von einem Steuersignal der elektronischen Steuerung 4 geliefert wird.

Die hydraulische Drucksteuerung 3 weist eine Hydraulikpumpe 31 auf, welche von einem Motor 30 über eine entsprechende Transmission betrieben wird. Die Hydraulikpumpe 31 zieht Öl aus einem Reservoir 34 und liefert es über eine Leitung 33 a, ein Richtungssteuerventil 32 in Form eines dreilagigen Magnetventils mit vier Anschlüssen und Leitungen 33 c und 33 d an die Zylinderanordnung 16. Das Steuerventil 32 umfaßt zwei geradlinige Solenoiden und eine Spule. Als Antwort auf ein Steuersignal von der elektronischen Steuerung 4 werden die Solenoiden wahlweise erregt, um die Spule in eine Neutrallage 32 a zu bringen, in der die Pumpe 31 von der Zylinderanordnung 16 abgetrennt ist, eine Lage 32 b zu bringen, in der unter Druck stehendes Öl von der Pumpe 31 in die untere Kammer 26 der Zylinderanordnung 16 gefördert wird und unter Druck stehendes Öl von der oberen Kanmer 25 in das Reservoir 34 gebracht wird, eine Lage 32 c zu bringen, in der unter Druck stehendes Öl in die obere Kammer 25 gefördert wird und aus der unteren Kammer 26 abgefördert wird und eine Zwischenlage zu bringen, welche zwischen den obigen drei Positionen 32 a bis 32 c liegt.

Gemäß Fig. 6 umfaßt die elektronische Steuerung 4 einen Mikrocomputer mit einem Eingangsinterface 4 d (Input interface) zum Empfang der Signale von den Sensoren 41 bis 43, eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 4 a zur Verarbeitung der empfangenen Signale und zur Erzeugung eines Steuersignals, einen Lesespeicher ROM 4 b zur Speicherung eines Steuerprogramms und fester Daten, einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff RAM 4 c zur vorübergehenden Speicherung von verarbeiteten Daten und Steuerzuständen, ein Ausgangsinterface 4 e (Output Interface) an das Richtungssteuerventil 32, sowie einen gemeinsamen Bus 4 f zur Verbindung dieser Elemente 4 a bis 4 e.

Gemäß Fig. 3 umfaßt der Lagedetektor 43 eine Spule 432 aus beschichtetem Draht auf einem Spulenkörper 432 aus Kunstharz oder Kunststoff und ein magnetisches Gehäuse 433 beispielsweise aus S10C, welches den Kern 431 umgibt. Das magnetische Gehäuse 433 dient zur Konzentration der magnetischen Flüsse ohne etwaige Leckagen, welche von der Spule 432 auf dem Kolbenstab 27 erzeugt werden.

Wenn sich das nicht magnetische Stabteil 272 durch die Spule 432 erstreckt, ist die Induktivität der Spule 432 gering (mit einem Minimalwert Lmin gemäß Fig. 4), da die magnetische Permeabilität des nicht magnetischen Stabteils 272 sehr klein ist. Wenn das magnetische Stabteil 271 sich durch die Spule 432 erstreckt, ist die Induktivität der Spule 432 hoch (mit einem Maximalwert Lmax), da die magnetische Permeabilität des Magnetstabteils 271 sehr hoch ist. Wenn die Grenzfläche 273 sich innerhalb der Spule 432 befindet, ist die Induktivität der Spule 432 auf einem Wert Lmed zwischen dem Minimalwert Lmin und dem Maximalwert Lmax. Die Induktivität der Spule 432 ändert sich somit gemäß Fig. 4, wenn sich der Kolbenstab 27 axial durch die Spule 432 bewegt.

Somit können der Kolbenstab 27 und der Lagedetektor 43 als Schalter dienen, der anzeigt, ob der Kolben 22 auf einer zusammengezogenen Seite von der Mittenlage aus gemäß Fig. 3 des Kolbenhubes oder auf einer ausgedehnten Seite von der Mittenlage aus ist, indem die Induktivität der Spule 432 mit dem Schwellenwert verglichen wird, der von dem Induktivitätswert Lmed vertreten wird, und der der Mittenlage des Kolbenhubes entspricht. Da sich die Induktivität stark ändert, wenn die Grenzfläche 273 des Kolbenstabes 27 durch die Spule 432 läuft, kann die Zwischenlage des Kolbenhubes noch schärfer detektiert werden, wenn die Breite oder die axiale Länge der Spule 432 verringert ist.

Die Induktivität der Spule 432, welche die Lage des Kolbens 22 relativ zu dem Zylinder 21 anzeigt, kann auch dadurch erfaßt werden, indem ein Widerstand in Serie zu der Spule 432 geschaltet wird und dann entweder die Zeitkonstante eines Ausgangssignals als Antwort auf eine Eingangsimpulsspannung oder eine Resonanzfrequenz oder die Phasendifferenz zwischen einem Strom und einem Wechselspannungseingangssignal gemessen wird. Alternativ hierzu kann der Lagedetektor 43 einen Magnetschalter umfassen mit einem magnetischen Bauteil, welches in dem Kolbenstab 27, der seinerseits aus nicht magnetischem Material ist, eingebettet ist, so daß der Magnetschalter angesteuert werden kann, wenn das magnetische Bauteil eine bestimmte Lage erreicht hat.

Unter Bezugnahme auf Fig. 5 wird nun die Detektion der Lage des Kolbens 22 relativ zu dem Zylinder 21 näher erläutert.

Das Ausgangsinterface 4 e der elektronischen Steuerung 4 beinhaltet einen Impulsspannungsgenerator 4 g, der eine periodische Impulsspannung E erzeugt, welche der Spule 432 zugeführt wird, deren Induktivität L beträgt, sowie ein Widerstand 4 h mit einem Widerstandswert R. Wenn ein Strom e durch die Spule 432 und den Widerstand 4 h fließt, ergibt sich eine Spannung v ₁ über der Spule 432 durch die folgende Gleichung:

v₁ = L · di /dt

Hieraus ergibt sich die folgende Differentialgleichung:

L · di /dt + Ri = E

Eine Auflösung der obigen Gleichung nach i ergibt:

i = E/R · (1 - e^{-(R/L) t})

Somit ergibt sich eine Spannung v₂ über den Widerstand 4 h wie folgt:

v₂ = Ri = E · (1 - e^{-(R/L) t})

Die Spannung v ₂ wird dann mit einer festgelegten Referenzspannung Vref mittels eines Komparators 4 i verglichen. Wenn die Spannung v ₂ größer ist als die Referenzspannung Vref, wird das Ausgangssignal vom Komparator 4 i hoch. Wenn die Spannung v ₂ kleiner als die Referenzspannung ist, ist der Ausgang des Komparators 4 i niedrig ("hoch" und "niedrig" seien hier als die logischen Signalpegel "high" and "low" verstanden). Der gepulste Ausgang vom Komparator 4 i wird dann mittels eines Pulsdauer/Spannungswandlers 4 j in eine Durchschnittsspannung umgesetzt, wobei der Wandler 4 j einen Widerstand 4 k und einen Kondensator 41 aufweist. Wenn die Induktivität L in der Spule 432 kleiner ist, hat der hohe Pegel des gepulsten Ausgangs vom Komparator 4 i eine größere Proportion und wenn die Induktivität L der Spule 432 größer ist, hat der niedere Pegel des gepulsten Ausgangs vom Komparator 4 e eine größere Proportion. Somit entspricht die Durchschnittsspannung, welche von dem Wandler 4 j erzeugt wird, der Induktivität L der Spule 432. Die Durchschnittsspannung wird von einem Komparator 4 M mit einer Schwellenwertspannung Vth verglichen, welche so ausgewählt wird, daß sie der Mittenlage des Kolbenhubes entspricht. Im Ergebnis kann vom Ausgangssignal des Komparators 4 M detektiert werden, ob der Kolbenhub auf der Ausdehnungs- oder der Zusammenziehungsseite ist.

Der gesteuerte Betrieb der hydraulischen Drucksteuerung 3 wird nun im folgenden beschrieben.

Wenn das Fahrzeug exakt geradeaus fährt, ist das Steuerventil 32 gemäß Fig. 6 in seiner Neutrallage 32 a. Unter Druck stehendes Öl von der Hydraulikpumpe 31 fließt durch die Leitung 33 a, das Richtungssteuerventil 32 und die Leitung 33 b zurück in den Reservoirtank 34. Da die Leitungen 33 c und 33 d von dem Steuerventil 32 abgetrennt sind, sind die oberen und unteren Kammern 25 und 26 der Zylinderanordnung 16 verschlossen und der Kolben 22 ist in dem Zylinder 21 fest angeordnet. Somit wirkt die Zylinderanordnung 16 als einstückige steife Einheit, wie die Verbindungsstange 17. Die Spurstange 13 ermöglicht es dem Fahrzeug aufgrund der in ihr innewohnenden Torsionsfestigkeit stabil zu laufen.

Wenn das Fahrzeug in eine Kurve einfährt, wird ein Zielwert für den Hubintervall, über den die Zylinderanordnung 16 ausgedehnt oder zusammengezogen werden muß, abhängig von entweder der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Steuerwinkel oder einer bestimmten Beziehung bestimmt und danach wird die hydraulische Drucksteuerung 3 betätigt, um die Zylinderanordnung 16 auszudehnen oder zusammenzuziehen, bis das Hubintervall den Zielwert erreicht hat. Genauer gesagt, um die Zylinderanordnung 16 auszudehnen, wird der Solenoid zur Verschiebung des Steuerventils 32 in seine Lage 32 b erregt. Hierbei wird der Anschluß des Steuerventils 32 mit der unteren Kammer 26 über die Leitung 33 d voll geöffnet und unter Druck stehendes Öl von der Pumpe 31 fließt über die Leitung 33 a, das Ventil 32 und die Leitung 33 d in die untere Kammer 26. Der Anschluß des Ventils 32, der über die Leitung 33 c mit der oberen Kammer 25 verbunden ist, erhöht seinen Öffnungsgrad abhängig von der Größe des dem Solenoiden zugeführten Stromes. Somit kann die Flußrate von Öl aus der oberen Kammer 25 heraus durch Regelung des an den Solenoiden zugeführten Stroms reguliert werden. Da es dem Kolben 22 ermöglicht wird, sich in Richtung der oberen Kammer 25 nur dann zu bewegen, wenn Öl aus der oberen Kammer 25 ausströmt, kann die Bewegungsdistanz des Kolbens 22, d.h. das Hubintervall der Zylinderanordnung 16 durch Steuerung des zu dem Solenoiden zugeführten Stromes eingestellt oder geregelt werden. Die Beziehung zwischen der Größe des zugeführten Stromes und die Bewegungsdistanz des Kolbens 22 kann experimentell ermittelt werden. Somit kann die Lage des Kolbens 22 durch die elektronische Steuerung 4 auf der Grundlage der Stromgröße, die dem Solenoiden zugeführt wird und der Zeit, während der der Strom zugeführt wird vorhergesagt werden. Die vorhergesagte Position des Kolbens 22 wird von dem Lagedetektor 43 korrigiert und wenn hiernach bestimmt wird, daß die vorherbestimmte Position des Kolbens 22 die Zielposition erreicht hat, wird der Solenoid abgeschaltet. Hierauf springt das Richtungssteuerventil 32 in seine Neutrallage 32 a zurück und die oberen und unteren Kammern 25 und 26 der Zylinderanordnung 16 werden wieder geschlossen, so daß der Kolben 22 in der Ziellage gehalten wird. Da die hydraulische Drucksteuerung 3 ein Auslaß- Meßsystem hat, kann der Ölfluß korrekt gesteuert werden, und zwar über einen weiten Bereich hinweg von einer geringen Flußrate zu einer hohen Flußrate und somit kann die Zylinderanordnung 16 verläßlich gesteuert werden. Die hydraulische Drucksteuerung 3 kann auch als Eingangs- Meßsystem ausgebildet sein, welches die Ölmenge regelt, die in die Zylinderanordnung 16 fließt. Wenn jedoch die Leitungen aus Kunststoff gefertigt sind, können sich diese Leitungen ausdehnen und zusammenziehen, wenn der Öldruck ansteigt oder nachläßt und die Lage des Kolbens 22 wird in einem Intervall verschoben, welches dem ausgedehnten oder zusammengezogenen Volumen des Raumes in den Leitungen entspricht. Dies hat zur Folge, daß die Lagesteuerung von der hydraulischen Drucksteuerung 3 nicht allzu genau ist.

Um die Zylinderanordnung 16 zusammenzuziehen, wird der Solenoid erregt, der das Richtungssteuerventil 32 in die Stellung 32 c bringt. Der Anschluß des Steuerventils 32, der mit der oberen Kammer 25 durch die Leitung 33 c verbunden ist, wird voll geöffnet, um Öl unter Druck von der Pumpe 31 durch die Leitung 33 a, das Ventil 32 und die Leitung 33 c in die obere Kammer 25 zu bringen. Der Anschluß des Ventils 32, der mit der unteren Kammer 26 durch die Leitung 33 d verbunden ist, vergrößert seine Öffnung, wenn der dem Solenoiden zugeführte Strom anwächst.

Somit kann die Flußrate des Öls aus der unteren Kammer 26 durch Regelung des Stroms an dem Solenoiden geregelt werden. Die Lage des Kolbens 22 ist vorherbestimmt und wenn festgehalten wird, daß der Kolben 22 die Zielposition erreicht hat, wird der Solenoid abgeschaltet und der Kolben 22 ist in seiner Ziellage fixiert.

Eine Steuersequenz, die von der Lagesteuerung durchgeführt wird, um die Lage des Kolbens 22 oder den Hubintervall der Zylinderanordnung 16 zu steuern, wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschrieben. Der Ablauf des Flußdiagrammes von Fig. 7 wird wiederholt in periodischen Zyklen (beispielsweise pro 8 ms) durchgeführt, wobei die Zyklen kurz genug sind im Vergleich zu der Ansprechzeit des hydraulischen Drucksteuerers 3. Es ist somit möglich, eine Zeitverzögerung im Ansprechverhalten des mechanischen Systems der hydraulischen Drucksteuerung 3, welche die Zylinderanordnung 16 betätigt, zu korrigieren.

In einem Schritt 100 wird die Fahrzeuggeschwindigkeit V gelesen und ein Steuerwinkel 8 und eine Steuerrichtung werden in einem Schritt 110 gelesen. In einem nächsten Schritt 120 wird bestimmt, ob das Fahrzeug in einer Kurve fährt oder geradeaus läuft, was mittels einer vorherbestimmten Datenmappe aus den Werten der Schritte 100 und 110 erfolgt. Wenn in dem Entscheidungsschritt 120 der Steuerwinkel R innerhalb eines gewissen Totbereiches ist, d.h. wenn die Steuerkraft vom Spiel des Lenksystems und der gesteuerten Räder absorbiert wird und somit nicht auf die Räder übertragen wird, wird bestimmt, daß das Fahrzeug geradeaus läuft. Wenn der Steuerwinkel R außerhalb der Totzone ist, wird bestimmt, daß das Fahrzeug eine Kurve fährt. Die Totzone wird größer, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit geringer wird und wird kleiner, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit anwächst. Die Totzone wird ebenfalls aus einer vorherbestimmten Datenmappe bestimmt.

Wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt, geht die Steuerung zu einem Schritt 130, indem eine laterale Beschleunigung G ( = f(e,V)), die sich in dem Fahrzeug entwickelt, berechnet wird. Danach berechnet ein Schritt 140 eine Zielposition S _T für den Kolben 22 der Zylinderanordnung 16, die nötig ist, das Rollen der Fahrzeugkarosserie zu verhindern, die sonst von der Lateralbeschleunigung G verursacht werden würde. Wenn das Fahrzeug geradeaus läuft, wird die Zielposition S _T auf die Neutrallage der Zylinderanordnung 16 gesetzt (S _T = S₀ + g(G), SO = Neutrallage), was in einem Schritt 150 erfolgt.

Ein Schritt 160 vergleicht die Position F _T und eine vorherbestimmte Position F _C für den Kolben, welche in einem vorhergehenden Steuerzyklus berechnet wurde. Wenn die Zielposition S _T und die vorhergesagte Position S _C im Schritt 160 nicht einander gleich sind, geht die Steuerung weiter zu einem Schritt 170. Der Schritt 170 berechnet den Wert eines elektrischen Stromes I, der an den Solenoiden des Richtungssteuerventil 32 angelegt werden muß, und zwar abhängig von Größe und Vorzeichen der Differenz zwischen der Zielposition S _T und der vorhergesagten Position S _C. Wenn die Zielposition S _T und die vorherbestimmte Position S _C im Schritt 160 einander gleich sind, wird in einem Schritt 180 der Strom groß I für den Solenoiden auf 0 gesetzt. In einem Schritt 190 wird der in dem Schritt 170 oder 180 berechnete Strom I an den Solenoiden des Richtungssteuerventils 32 angelegt.

Danach wird eine vorhergesagte Position F _C des Kolbens 22 der Zylinderanordnung 16 aus dem Wert des Stromes I für den Solenoiden des Ventils 32 in einem Schritt 200 berechnet.

Genauer gesagt, auf der Grundlage einer bekannten Beziehung zwischen dem Strom I und der Flußrate des Öles von der Zylinderanordnung 16 wird die Flußrate des Öles aus der Zylinderanordnung 16, d.h. die Distanz oder das Bewegungsintervall des Kolbens 22 pro Zeiteinheit (= der Zykluszeit) bestimmt (da der Bodenbereich der Zylinderanordnung 16 bekannt ist, ist die Bewegungsdistanz des Kolbens 22 aus der Flußrate, welche das Volumen des abgelassenen Öles ist, bekannt). Durch Integration der Distanzen des Kolbens 22 berechnet in den entsprechenden Zyklen kann die vorherbestimmte Position F _C bestimmt werden. Während dieses Vorgangs ist der Durchlauf des Kolbens 22 durch die Neutrallage aus einem Signal erkennbar, das von Positionsdetektor 43 erzeugt wird und die vorhergesagte Position F _C wird in einer später noch zu erläuternden Art und Weise jedesmal dann korrigiert, wenn der Kolben 22 über die Neutrallage hinausgeht. Der an den Solenoiden des Ventils 32 angelegte Strom I wird ebenfalls abhängig von der Korrekturgröße der vorhergesagten Position S _C korrigiert.

Der obige Ablauf wird in periodischen Zyklen wiederholt.

Nachfolgend werden spezielle arithmetische Vorgänge in den Hauptschritten von Fig. 7 näher erläutert.

Zunächst wird die Berechnung des Stromes I in den Schritten 160, 170 und 180 beschrieben. Die Differenz oder der Fehler ER zwischen der Zielposition S _T aus dem Schritt 140 im vorhandenen Zyklus und der vorhergesagten Position S _C, die in dem vorhergehenden Zyklus 8 ms vorher berechnet wurde und eine Anzeige für die Kolbenlage in dem vorliegenden Zyklus ist, wird bestimmt (ER = S _T-S _C). Wenn der Wert der Differenz ER größer als ein vorherbestimmter Wert ist (d.h. außerhalb der Steuertotzone), wird aus dem Vorzeichen der Differenz ER bestimmt, ob die Zylinderanordnung ausgedehnt oder zusammengezogen werden muß. Genauer gesagt, wenn das Vorzeichen der Differenz ER positiv ist, wird aufgrund der Annahme, daß die momentane Position bezüglich der Zielposition S _T zu kurz ist, die Zylinderanordnung 16 ausgedehnt. Wenn das Vorzeichen der Differenz ER negativ ist, ist es nötig, die Zylinderanordnung 16 zusammenzuziehen. Aus Gründen der Einfachheit wird in der vorliegenden Beschreibung jedoch immer davon ausgegangen, daß die Lage des Kolbens 22 stets positiv ist, wobei die Lage des Kolbens 22 minimal ist, wenn die Zylinderanordnung 16 maximal kontrahiert ist und maximal ist, wenn die Zylinderanordnung 16 maximal ausgedehnt ist. Danach wird der Wert des Stromes I, der nötig ist, die Differenz ER zu beseitigen, aus der Größe (Absolutwert) der Differenz ER bestimmt. Der Wert des Stromes I kann aus einer Datenmappe gemäß Fig. 8 ermittelt werden, in der der Strom I größer wird, wenn die Differenz ER ebenfalls größer wird. Der Wert +0 der Differenz ER, d.h. der Ursprung der Achse, welche die Differenz ER darstellt, entspricht dem Ende der Steuertotzone. Die Lage des Kolbens 22, d.h. das Hubintervall mit der Zylinderanordnung 16, beginnt unter Steuerung des Steuerventils 32 bei einem Strom I ₁, der bei der Differenz ER = 0 zugeführt wird. Wenn der Strom I einen Maximalwert I _M erreicht, wird Öl aus der Zylinderanordnung 16 mit einer maximalen Flußrate abgelassen. Wenn der Wert der Differenz ER in der Steuertotzone ist, wird angenommen, daß die vorhergesagte Position S _C und die Zielposition S _T in der Steuertotzone einander gleich sind. Zu diesem Zeitpunkt wird der dem Solenoiden zugeführte Strom I auf Null gesetzt, so daß das Ventil 32 in seine Neutrallage 32 a verschoben wird, um die Zylinderanordnung 16 zu verriegeln.

Die vorhergesagte Position S _C des Kolbens 22 im Schritt 200 wird wie folgt berechnet:

Normale Flußraten Q von Öl aus der Zylinderanordnung 16 zu den Zeitpunkten, wo Ströme I dem Richtungssteuerventil 32 zugeführt werden, werden gemessen. Eine derartige Messung wird durchgeführt, wenn das Fahrzeug geradeaus fährt und ebenfalls, wenn es eine Kurvenfahrt macht. Die gemessenen Flußraten Q werden verwendet, um Variationen oder Fluktuationen der Flußrate Q von Öl aus der Zylinderanordnung 16 zu korrigieren, die durch eine Ladungsverschiebung in die Zylinderanordnung 16 aufgrund der Lateralbeschleunigung G des Fahrzeuges in einer Kurve verursacht werden. Die gemessenen Daten werden als eine Datenmappe (I/Q-Mappe) von Strömen I und Flußraten Q aufgezeichnet. Eine derartige Datenmappe ist beispielsweise in Fig. 9 veranschaulicht. Fig. 9 zeigt die nicht belastete Kurve I, welche I/Q-Charakteristiken darstellt, wenn das Fahrzeug geradeaus läuft, eine Normallastkurve II, welche I/Q-Charakteristiken darstellt, wenn die Zylinderanordnung 16 in einer Richtung betrieben wird, um die Rollbewegung des Fahrzeugs zu unterdrücken und eine Umgkehrlastkurve III, welche I/Q-Charakteristiken darstellt, wenn die Zylinderanordnung 16 in einer Richtung betrieben wird, um die Rollbewegung des Fahrzeuges zu erhöhen.

Der Wert des Stromes I für das Richtungssteuerventil 32 und die Lage der Spule des Ventils 32 kann als Eins-zu-eins- Abhängigkeit betrachtet werden. Da jedoch das Ventil 32 eine gewisse Übergangszeitverzögerung aufweist, wenn der Strom I einem der Solenoiden zugeführt wird, bewegt sich die Spule nicht unmittelbar in eine Lage entsprechend dem zugeführten Strom I. Zusätzlich, selbst wenn die Spule sich bewegt, wird der Öldruck nicht unmittelbar durch das Ventil 32 der Zylinderanordnung 16 zugeführt. Diese systembedingten Zeitverzögerungselemente können als Verzögerung erster Ordnung angenähert werden und ein Verzögerungsstrom I _R erster Ordnung wird dadurch bestimmt, daß der Strom I, der im Schritt 190 dem Ventil 32 zugeführt wird, als Verzögerungselement erster Ordnung betrachtet wird (Prozeßschritt 1).

Danach wird eine Belastung (Load) nach einer nachfolgend angegebenen Gleichung berechnet von einer Distanz zwischen der vorhergesagten Position S _C bestimmt in dem vorhergehenden Zyklus und der Neutrallage S₀ der Zylinderanordnung 16 und die Richtung, in welche die Zylinderanordnung 16 ausgedehnt oder zusammengezogen werden muß, indem das Ventil 32 durch den Strom im Schritt 190 betrieben wird. Die Last (Load) bedeutet eine externe Kraft, die gegen die Ausdehnung oder Zusammenziehung der Zylinderanordnung 16 wirkt. Diese Last auf die Zylinderanordnung 16 ist im wesentlichen proportional zu dem Hubintervall aus der neutralen Position.

Last = k₃ · |S _C - S₀ |

wobei k ₃ eine Konstante ist. Die Konstante k ₃ ist positiv, wenn die vorhergesagte Position S _C, welche in dem vorhergehenden Zyklus bestimmt wurde, auf der expandierenden Seite der Zylinderanordnung 16 ist und die Zylinderanordnung 16 wird so betrieben, daß sie sich im vorliegenden Zyklus ausdehnt und k ₃ ist negativ, wenn die vorhersagte Position S _C, welche in dem vorhergehenden Zyklus bestimmt wurde, auf der zusammengezogenen Seite der Zylinderanordnung 16 ist und diese wird so betrieben, daß sie sich im vorliegenden Zyklus zusammenzieht. Die Konstante k ₃ ist ebenfalls positiv, wenn die vorhergesagte Position S _C, welche in dem vorhergehenden Schritt bestimmt wurde, auf der kontrahierten Seite der Zylinderanordnung 16 ist und die Zylinderanordnung 16 wird so betrieben, daß sie sich im vorliegenden Zyklus zusammenzieht und ist ebenfalls negativ, wenn die vorhergesagte Position S _C, welche in dem vorhergehenden Zyklus bestimmt wurde, auf der kontraktierten Seite ist und die Zylinderanordnung 16 wird so betrieben, daß sie sich im vorliegenden Zyklus ausdehnt (Prozeßschritt 2).

Aus der Datenmappe von Fig. 9 und auf der Grundlage des Verzögerungsstromes I _R erster Ordnung aus dem Prozeßschritt 1 und der Last bestimmt im Prozeßschritt 2 wird eine Flußrate Q von Öl aus der Zylinderanordnung 16 heraus während eines Zyklus durch die vorliegende Stromsteuerung bestimmt. Da der Innendurchmesser des Zylinders 21 und der Durchmesser der Kolbenstange 27 bekannt sind, kann das Hubintervall δ S _C der Zylinderanordnung 16 in einem Zyklus aus der so bestimmten Flußrate Q bestimmt werden. Somit können die vorliegenden vorhergesagten Kolbenlagen oder Hubintervalle (S _C)(n) aus der vorhergehenden Lage S _C (n-1) berechnet werden und das Hubintervall δ S _C der Zylinderanordnung 16 in einem Zyklus ergibt sich aus der folgenden Gleichung:

S _C (n) = S _C(n -1) + δ S _C

(Prozeßschritt 3).

Unter Verwendung der vorhandenen vorhergesagten Kolbenposition, S _C (n), die so berechnet wurde, wird der Wert des Stromes I in einem nächsten Zyklus wie oben erläutert bestimmt. Bei der beschriebenen geschlossenen Schleifensteuerung ist jedoch das Hubintervall δ S _C in jedem Zyklus einem Fehler unterworfen aufgrund von Temperaturänderungen oder anderen Störungen, so daß die vorhergesagte Kolbenposition S _C eine Aufhäufung von derartigen Fehlern beinhaltet und infolge dazu neigt, von der tatsächlichen Kolbenposition abzuweichen. Die angesammelten Fehler an der vorhergesagten Position S _C können durch das Signal von dem Lagedetektor 43 korrigiert werden, der erfassen kann, wenn der Kolben 22 der Zylinderanordnung 16 über die Neutrallage hinaus bewegt wird.

Ein Verfahren zur Korrektur der Fehler in der vorhergesagten Position wird nun im folgenden beschrieben. Wie bereits erwähnt, hat die Zylinderanordnung 16 eine Ansprechverzögerung, wenn sie von dem Richtungssteuerventil 32 betätigt wird. Eine derartige Ansprechverzögerung besteht aus verschiedenen Komponenten, welche zusätzlich zu dem erwähnten Zeitverzögerungselement eine Zeit beinhalten, in der das Ventil 32 überhaupt nicht anspricht, selbst wenn es mit einem Steuerstartbefehl von der elektronischen Steuerung 4 versorgt wird und eine Zeit beinhaltet, in der der Kolben 22 der Zylinderanordnung 16 nicht anspricht, auch wenn die Spule des Ventils 32 bewegt wird. Die vorhergesagte Position S _C vertritt eine Kolbenposition oder ein Hubintervall, das erreicht wird, wenn die Zylinderanordnung 16 unter der Annahme betätigt wird, daß die oben erwähnten Zeiten Null sind. Die vorhergesagte Position S _C zeigt somit eine Position an, die vorderhalb der tatsächlichen Position um ein Intervall verschoben ist, welches den oben erwähnten Zeiten entspricht. Selbst wenn somit der Lagedetektor 43 erfaßt, daß die momentane Lage des Kolbens 22 der Zylinderanordnung 16 die Neutrallage S₀ wird, kann die vorhergesagte Position S _C zu diesem Zeitpunkt nicht einfach als die Neutrallage betrachtet werden.

Aus diesem Grund wird ein Korrekturvorgang durchgeführt, der die vorhergesagte Position S _C und das Signal von dem Lagedetektor 43, welches die Neutrallage anzeigt, verwendet. Der Korrekturvorgang wird unter Bezugnahme auf die Fig. 10 bis 14 beschrieben, gemäß der der Kolben 22 der Zylinderanordnung 16 von der kontrahierten Seite in Richtung der expandierten Seite bewegt wird. Der Korrekturvorgang ist jedoch auch dann anwendbar, wenn der Kolben 22 von der expandierten Seite zu der kontrahierten Seite bewegt wird. Die oben erwähnten Zeiten, die auftreten, wenn die Zylinderanordung 16 betrieben wird, werden im folgenden als anspruchslose Zeiten T _L (responseless time) bezeichnet.

Gemäß Fig. 14 bestimmt ein Schritt 201, ob die vorhergesagte Position S _C die Neutrallage S ₀ oder nicht wird. Wenn die Bedingung S _C = S₀ erfüllt ist, geht die Steuerung zu einem Schritt 202, in dem ein Flag gesetzt wird, welches anzeigt, daß die vorherbestimmte Lage S _C die Neutrallage S₀ passiert hat (im folgenden als "Neutralpassage-Flag" bezeichnet). Danach integriert ein Schritt 203 die Hubintervalle δ S _C in den entsprechenden Zyklen von der vorherliegenden Zeit hoch zu einer Zeit vor der anspruchslosen Zeit T _L und erzeugt einen integrierten Wert D S _C.

Danach bestimmt ein Schritt 204, ob das Neutralpassage-Flag gesetzt wurde oder nicht. Wenn es gesetzt ist, geht die Steuerung zu einem Schritt 205 und wenn es nicht gesetzt ist, geht die Steuerung zu einem Schritt 211. Der Schritt 211 bestimmt, ob die momentane Kolbenlage S _A in der Neutrallage ist oder nicht. Im Schritt 205 wird ein Zähler t, der eine Zeit zählt, die verstrichen ist, nachdem die vorherbestimmte Position S _C die Neutralposition wurde, inkrementiert. Da der Steuerzyklus alle 8 ms wiederholt wird, bedeutet ein Hinzufügen von "1" zu dem Zähler t, daß 8 ms verstrichen sind.

Ein Schritt 206 bestimmt, ob ein Flag, welches anzeigt, daß die vorhergesagte Lage S _C korrigiert wurde, gesetzt ist oder nicht (im folgenden als Korrektur-Flag bezeichnet).

Wenn gemäß Fig. 10 das Neutrallagen-Detektionssignal von dem Lagedetektor 43 logisch hohen Wert annimmt (0 → 1) zu einer Zeit T _B, welche die anspruchslose Zeit T _L ist nach einer Zeit T _A, wenn die vorhergesagte Position S _C zur Neutrallage wird, ist die vorhergesagte Position S _C korrekt und muß nicht korrigiert werden. Wenn jedoch gemäß Fig. 11 die tatsächliche Kolbenlage S _A nicht die Neutrallage erreicht, selbst nach Verstreichen der anspruchslosen Zeit T _L nach der Zeit T _A (= Zeit T _B), muß die vorhergesagte Lage S _C korrigiert werden. Das Intervall zwischen der Zeit T _B und der Zeit T _C wird als Korrekturzeit bezeichnet.

Wenn im Schritt 206 das Korrekturflag nicht gesetzt ist, geht die Steuerung weiter zu einem Schritt 207, welcher bestimmt, ob die momentane Lage S _A die neutrale Lage ist oder nicht. Wenn die Entscheidung im Schritt 207 ja ist, geht die Steuerung zu einem Schritt 208, wo die von dem Zähler t und die anspruchslose Zeit T _L verglichen werden. Wenn die Zeit des Zählers t und die anspruchslose Zeit T _L gleich sind, geht die Steuerung zu einem Schritt 209, da die vorhergesagte Position S _C keine Korrektur benötigt, wo der Zähler t auf 0 zurückgesetzt wird und dann zu einem Schritt 210, in dem das Neutralpassage-Flag zurückgesetzt wird, wonach das Programm beendet wird.

Wenn gemäß Fig. 11 die momentane Lage S _A nicht nach dem Verstreichen der Zeit T _L nach der Zeit T _A (= Zeit T _B) die Neutrallage erreicht hat, wenn die vorhergesagte Position S _C zur Neutrallage wird, geht die Steuerung von einem Schritt 207 zu einem Schritt 220, wo der Zählzustand des Zählers t und die anspruchlose Zeit T _L verglichen werden. Wenn die Zählerzeit t gleich oder größer ist als die anspruchlose Zeit T _L, wird in einem Schritt 221 das Korrekturflag gesetzt und dann wird die Summe der Neutrallage S₀ und der integrierte Wert D S _C aus dem Schritt 203 als vorhergesagte Position S _C gesetzt, wonach das Programm beendet wird. Im nächsten Zyklus geht daher die Steuerung von einem Schritt 206 zu einem Schritt 215. Der Schritt 215 bestimmt, ob die momentan aktuelle Lage S _A die Neutrallage wird oder nicht. Wenn die Neutrallage noch nicht erreicht wurde, geht die Steuerung zu einem Schritt 219, in dem die Summe der Neutrallage S₀ und der integrierte Wert D S _C als vorherbestimmte Lage S _C gesetzt wird. Zu der Zeit, zu der die aktuelle Lage S _A die Neutrallage aufgrund der Verarbeitung in den Schritten 219 und 222 wird, wird die vorhergesagte Position S _C in eine Position korrigiert, welche die anspruchslose Zeit T _L vor der Neutrallage auf der ausgedehnten Seite ist. Wenn die aktuelle Lage S _A im Schritt 215 die Neutrallage wird, geht die Steuerung vom Schritt 215 zu einem Schritt 216, in dem das Korrektur-Flag vom Schritt 221 zurückgesetzt wird. Der Zähler t wird in einem Schritt 217 auf Null zurückgesetzt und dann wird das Neutralpassier- Flag in einem Schritt 218 zurückgesetzt, wonach das Programm beendet wird. Bei dem obigen Programmablauf entspricht die vorhergesagte Position S _C der aktuellen Lage S _A, aber die Differenz zwischen der vorhergesagten Lage S _C und der Ziellage S _T wird erhöht. Da der Strom I mit der Differenz ER anwächst, wie in Fig. 8 dargestellt, werden jedoch vorhergesagte Position S _C und die aktuelle Position S _A so gesteuert, daß sie der Zielposition S _T schnell folgen.

Wenn gemäß Fig. 12 die aktuelle Lage S _A zur Neutrallage wird vor Verstreichen der anspruchslosen Zeit T _L nach der Zeit T _A (entspricht dem Zeitpunkt T _B), wenn die vorhergesagte Lage S _C die Neutrallage wird, geht die Steuerung zum Schritt 208. Da die Zählerzeit t kürzer ist als die anspruchslose Zeit T _L im Schritt 208, geht die Steuerung zu einem Schritt 212, in dem der Zähler t auf 0 zurückgesetzt wird. Danach wird das Neutralpassier-Flag in einem Schritt 213 zurückgesetzt und die Summe von Neutrallage S₀ und integriertem Wert D S _C aus dem Schritt 203 wird in einem Schritt 214 zur vorherbestimmten Lage S _C gesetzt, wonach das Programm endet. Wenn gemäß Fig. 13 die aktuelle Lage S _A zu einer Zeit T _C die Neutrallage wird, bevor die vorhergesagte Position S _C die Neutrallage erreicht, geht die Steuerung durch die Schritte 204, 211, 212, 213 und 214. Selbst wenn somit die aktuelle Lage S _A vor der Zeit T _A zur Neutrallage wird, zu der angenommen wird, daß die vorhergesagte Position S _C die Neutrallage erreicht, wird die vorhergesagte Position S _C in eine Lage korrigiert, welche die anspruchslose Zeit T _L vor der Neutrallage S₀ auf der ausgedehnten Seite ist zu der seit Tc, wenn die aktuelle Lage SA zur Neutrallage wird. Durch diese Verarbeitung wird die überhöhte Versetzung des tatsächlichen Hubes auf der ausgedehnten Seite relativ zu der Zielposition S _T und der vorhergesagten Position S _C in die vorhergesagte Position S _C reflektiert. Genauer gesagt, da die Differenz ER zwischen Zielposition S _T und vorhergesagter Position S _C stark verringert wird oder das Vorzeichen durch den obigen Prozeßablauf invertiert wird, wird der Strom I verringert oder der Strom I wird in einer Richtung angelegt, welche die Zylinderanordnung 16 in entgegengesetzte Richtung betätigt. Somit können vorhergesagte Position S _C und tatsächliche Position S _A so gesteuert werden, daß sie der Zielposition S _T verläßlich folgen.

In dem Schritt 208 wird die von dem Zähler t gezählte Zeit gleich sein oder kleiner als die anspruchslose Zeit T _L. Dies deshalb, da es unmöglich für die Zählerzeit t ist, länger als die anspruchslose Zeit T _L in dem Schritt 208 zu sein. Bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung kann von vornherein erkannt werden, wie sich die aktuelle Lage S _A ändern wird, da zur Lagesteuerung die vorhergesehene Lage S _C zum Vorhersehen einer zukünftigen Lage verwendet wird. Wenn die vorhergesehene Lage S _C nicht geeignet ist, wird die Lage S _C korrigiert, bevor die tatsächliche Lage S _A die vorhergesehene Lage S _C erreicht, so daß eine stabile Lagesteuerung mit schnellem Ansprechverhalten möglich ist.

In dieser Ausführungsform umfaßt das Richtungssteuerventil 32 die eine Spule und die zwei linearen Solenoiden. Das Richtungssteuerventil 32 kann jedoch auch andere Ausbildung haben, soweit es eine selektive Ausdehnung und Zusammenziehung der Zylinderanordnung 16 ermöglicht und die elektronische Steuerung der Ölflußrate aus der Zylinderanordnung 16 gestattet. Das Ausgangsinterface 4 e der elektronischen Steuerung 4 und die I/Q-Mappe von Fig. 9 müssen jedoch abhängig von den Spezifikationen des jeweils verwendeten Richtungssteuerventiles geändert werden.

Wenn die Solenoiden des Richtungssteuerventils 32 vor Temperaturschwankungen geschützt werden, indem sie in einer thermostatischen Kammer angeordnet werden und wenn die Netzversorgung stabilisiert wird, kann das Ausgangsinterface 4 e der elektronischen Steuerung 4 Leistungstransistoren aufweisen, welche vom Ausgangsport des Computers betrieben werden. Hierbei wird die an die Solenoiden angelegte Spannung mit einem Schaltverhältnis proportional zu dem benötigten Strom für den Betrieb der Solenoiden an- und ausgeschaltet, so daß der Durchschnittsstrom an die Solenoiden geregelt werden kann.

In der dargestellten Ausführungsform umfaßt die Hydraulikdruckquelle eine von dem Motor angetriebene Pumpe; es ist jedoch auch möglich, die Pumpe der Servolenkung des Fahrzeuges zu verwenden.

Weiterhin ist bei dem dargestellten Aufhängesystem die Zylinderanordnung mit den vorderen Radstabilisatoren kombiniert. Die Zylinderanordnung könne jedoch auch mit den vorderen und/oder rückwärtigen Radstabilisatoren kombiniert werden und in der gleichen Weise wie oben beschrieben gesteuert werden. Bei einer derartigen Modifikation können zwei Richtungssteuerventile vorgesehen werden zur unabhängigen Steuerung der Zylinderanordnungen oder die entsprechenden Öldrücke können von den Ausgangsanschlüssen eines einzigen Richtungssteuerventiles an die Zylinderanordnungen geführt werden.

Die hydraulische Drucksteuerung 3 entspricht der Einstellvorrichtung A in Fig. 1, die Zylinderanordnung 16 entspricht dem beweglichen Bauteil B, der Schritt 200 in Fig. 7 entspricht der Vorhersagevorrichtung C, die Steuersequenz gemäß Fig. 14 entspricht der Korrekturvorrichtung E und die elektronische Steuerung 4 entspricht der Steuervorrichtung F.

Die Zylinderanordnung 16 mit dem Lagedetektor 43 kann als Stoßdämpfer verwendet werden. In diesem Falle ist die Grenzfläche 273 des Kolbenstabes 27 so zu verwenden, daß sie die Mittenlage des Kolbenhubes anzeigt und die Spule 432 ist in einer Lage im Abstand von dieser Zwischenposition angeordnet. Durch Erfassung, wie oft die Kolbenstangen- Grenzfläche durch die Spule hindurchläuft innerhalb einer bestimmten Zeitdauer, kann bestimmt werden, ob die Fahrbahn, auf der sich das Fahrzeug bewegt, eben oder holperig ist.

Die vorliegende Erfindung wurde als Lagesteuervorrichtung für eine Zylinderanordnung beschrieben; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Anwendung beschränkt, sondern auch beispielsweise bei einer Winkelsteuervorrichtung einsetzbar, welche die Winkellage eines beweglichen Bauteiles regelt.

Claims

1. Lagesteuervorrichtung, gekennzeichnet durch:
Einstellmittel zur Einstellung der Lage eines beweglichen Bauteils in Antwort auf ein Steuersignal;
Vorhersagemittel zur Vorhersage der Lage des beweglichen Bauteils auf der Grundlage des Steuersignals;
Lageerkennungsmittel zur Erkennung, wenn das bewegliche Bauteil tatsächlich eine vorherbestimmte Lage erreicht hat;
Korrekturmittel zur Korrektur der vorhergesagten Lage des beweglichen Bauteiles in die vorherbestimmte Lage, wenn erkannt wird, daß das bewegliche Bauteil tatsächlich die vorherbestimmte Lage erreicht hat; und
Steuermittel zur Zufuhr des Steuersignals an die Einstellmittel, so daß die vorhergesagte Lage, korrigiert durch die Korrekturmittel, gleich einer Ziellage für das bewegliche Bauteil wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das bewegliche Bauteil über einen Hub hinweg beweglich ist, der als vorherbestimmte Lage im wesentlichen eine Mittenlage hat.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorhersagemittel Vorrichtungen zum Vorhersagen als Lage des beweglichen Teiles die tatsächliche Lage des beweglichen Teiles nach Verstreichen einer bestimmten Zeitdauer aufweisen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Korrekturmittel Vorrichtungen zur Korrektur der vorhergesagten Lage in eine Lage aufweisen, welche durch die tatsächliche Lage nach Verstreichen der vorherbestimmten Zeitdauer erreicht wird, wenn von der Lageerkennungsvorrichtung erkannt wird, daß die tatsächliche Lage des beweglichen Bauteiles die vorherbestimmte Lage erreicht hat.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das bewegliche Bauteil einen Kolben in einer fluidbetätigten Zylinderanordnung umfaßt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die vorherbestimmte Lage im wesentlichen die Mittenlage des Hubes des Kolbens ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Einstellmittel Vorrichtungen aufweist zum Bewegen des Kolbens mit einem unter Druck stehenden Fluid, sowie ein solenoid betätigtes Ventil zur Steuerung der Flußrate des Fluides abhängig von der Größe eines Stromes, der dem Ventil zugeführt wird, wobei die Vorhersagemittelvorrichtungen zur Berechnung der Lage des Kolbens auf der Grundlage der Größe des Stromes und einer Zeitdauer aufweisen, während der der Strom dem magnetbetätigten Ventil zugeführt wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei das magnetbetätigte Ventil einen Anschluß aufweist, der voll öffenbar ist, wenn der Strom angelegt wird, zur Zufuhr des unter Druck stehenden Fluides an die Zylinderanordnung und einen Anschluß aufweist, dessen Öffnung abhängig von der Größe des Stromes variabel ist, um es dem unter Druck stehenden Fluid zu ermöglichen, aus der Zylinderanordnung zu strömen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Vorhersagemittel Vorrichtungen aufweisen zur Vorhersage, als Lage des Kolbens, der aktuellen Lage des Kolbens nach Verstreichen einer festbestimmten Zeitdauer.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Korrekturmittel Vorrichtungen aufweisen zur Korrektur der vorhergesagten Lage in eine Lage, die von der tatsächlichen Lage erreicht wird nach Verstreichen der vorherbestimmten Zeitdauer, wenn erkannt wird durch die Lageerfassungsvorrichtung, daß die tatsächliche Position des Kolbens die vorherbestimmte Position erreicht hat.

11. Aufhängevorrichtung für ein Fahrzeug, gekennzeichnet durch:
eine Zylinderanordnung zwischen der Karosserie eines Fahrzeuges und einem Reifen hiervon mit einem Kolben, der von einem unter Druck stehenden Fluid in seiner Lage steuerbar ist;
Lageerkennungsvorrichtungen zur Erkennung eines Fahrzustandes des Fahrzeuges;
Verarbeitungseinrichtungen zur Berechnung einer Ziellage des Kolbens auf der Grundlage der erfaßten Fahrbedingungen des Fahrzeuges; und
eine Lagesteuervorrichtung zur Steuerung der Zylinderanordnung derart, daß die Lage des Kolbens gleich der Zielposition wird, wobei die Lagesteuervorrichtung ihrerseits aufweist:
Einstellmittel zur Einstellung der Lage eines beweglichen Bauteils in Antwort auf ein Steuersignal;
Vorhersagemittel zur Vorhersage der Lage des beweglichen Bauteils auf der Grundlage des Steuersignals;
Lageerkennungsmittel zur Erkennung, wenn das bewegliche Bauteil tatsächlich eine vorherbestimmte Lage erreicht hat;
Korrekturmittel zur Korrektur der vorhergesagten Lage des beweglichen Bauteiles in die vorherbestimmte Lage, wenn erkannt wird, daß das bewegliche Bauteil tatsächlich die vorherbestimmte Lage erreicht hat; und
Steuermittel zur Zufuhr des Steuersignals an die Einstellmittel, so daß die vorhergesagte Lage, korrigiert durch die Korrekturmittel gleich einer Ziellage für das bewegliche Bauteil wird.

12. System nach Anspruch 11, wobei die Erfassungsvorrichtungen zur Erfassung des Betriebszustandes ihrerseits Vorrichtungen zur Erfassung des Betriebszustandes des Fahrzeuges während einer Kurvenfahrt aufweist und weiterhin aufweist:
Korrekturmittel zur Korrektur der vorhergesagten Lage abhängig von dem erfaßten Kurvenfahrtzustandes des Fahrzeuges, wobei eine Änderung der Flußrate des Fluides berücksichtigt wird, welche durch eine Lateralbeschleunigung des Fahrzeuges während der Kurvenfahrt verursacht wird.

13. System nach Anspruch 11, wobei die vorherbestimmte Lage im wesentlichen die Zwischenlage des Hubes des Kolbens ist.

14. System nach Anspruch 11, wobei die Einstellmittel Vorrichtungen aufweisen zum Bewegen des Kolbens mit einem unter Druck stehenden Fluid, sowie ein solenoid betätigtes Ventil zur Steuerung der Flußrate des Fluides abhängig von der Größe eines Stromes, der dem Ventil zugeführt wird, wobei die Vorhersagemittel Vorrichtungen zur Berechnung der Lage des Kolbens auf der Grundlage der Größe des Stromes und einer Zeitdauer aufweisen, während der der Strom dem magnetbetätigten Ventil zugeführt wird.

15. System nach Anspruch 14, wobei das magnetbetätigte Ventil einen Anschluß aufweist, der voll öffenbar ist, wenn der Strom angelegt wird, zur Zufuhr des unter Druck stehenden Fluides an die Zylinderanordnung und einen Anschluß aufweist, dessen Öffnung abhängig von der Größe des Stromes variabel ist, um es dem unter Druck stehenden Fluid zu ermöglichen, aus der Zylinderanordnung zu strömen.

16. System nach Anspruch 11, wobei die Steuermittel Vorrichtungen zur Erzeugung des Steuersignals auf der Grundlage der Differenz zwischen der vorhergesagten Lage und Ziellage derart aufweist, daß der Kolben mit einer höheren Geschwindigkeit bewegt wird, wenn die Differenz größer ist.

17. System nach Anspruch 11, wobei die Vorhersagemittel Vorrichtungen aufweisen zur Vorhersage, als Lage des Kolbens, der aktuellen Lage des Kolbens nach Verstreichen einer festbestimmten Zeitdauer.

18. System nach Anspruch 17, wobei die Korrekturmittel Vorrichtungen aufweisen zur Korrektur der vorhergesagten Lage in eine Lage, die von der tatsächlichen Lage erreicht wird nach Verstreichen der vorherbestimmten Zeitdauer, wenn erkannt wird durch die Lageerfassungsvorrichtung, daß die tatsächliche Position des Kolbens die vorherbestimmte Position erreicht hat.

19. Lagedetektor, gekennzeichnet durch:
einen Zylinder;
einen Kolben, der gleitbeweglich in den Zylinder angeordnet ist;
eine Kolbenstange, welche zusammen mit dem Kolben beweglich ist und erste und zweite Abschnitte mit unterschiedlichen Permeabilitäten aufweist;
eine hohle Spule um den Kolbenstab herum, wobei die ersten und zweiten Bereiche der Kolbenstange durch die hohle Spule hindurch beweglich sind, wenn der Kolben sich gleitend in dem Zylinder bewegt;
Vorrichtungen zur Zufuhr eines elektrischen Signals, welches sich mit der Zeit ändert;
Detektionsvorrichtungen zur Erfassung einer Änderung der Induktivität der Spule; und
Verarbeitungsvorrichtungen zur Berechnung der Lage des Kolbens auf der Grundlage der erfaßten Änderung in der Induktivität der Spule.

20. Detektor nach Anspruch 19, wobei die ersten und zweiten Bereiche entsprechende Bauteile umfassen, welche miteinander verbunden sind.