DE3937841C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung zur
Einstellung der Aufhängungscharakteristik eines
Kraftfahrzeugaufhängungssystemes, vorgesehen zwischen einer
Fahrzeugkarosserie und Radaufhängungen, das Stellelemente
zur Veränderung der Aufhängungscharakteristik zumindest
zwischen einer ersten, weicheren Aufhängungscharakteristik
und einer zweiten, härteren Aufhängungscharakteristik in
Abhängigkeit von einer auf die Fahrzeugkarosserie
einwirkenden Beschleunigung aufweist, mit zumindest einem
Beschleunigungssensor und einer die Ausgangssignale des
Beschleunigungssensors verarbeitenden Steuereinheit zur
Ansteuerung der Stellelemente des
Kraftfahrzeugaufhängungssystemes, wie sie z. B. durch die
DE-OS 36 32 919 bekannt ist.
Ein Zweig der modernen Kraftfahrzeugtechnik befaßt sich mit
Aufhängungssteuerungssystemen zur Anpassung der
Aufhängungseigenschaften, d. h. der Steifigkeits- bzw.
Dämpfungseigenschaften an die Fahrbedingungen. Im
allgemeinen werden Aufhängungseigenschaften in der Weise
eingestellt, daß sowohl Fahrkomfort als auch
Fahrstabilität in hoher Güte erreicht werden.
Beispielsweise sind zur Erzielung hohen Fahrkomforts
weichere Aufhängungseigenschaften bei normaler und stetiger
Fahrt im allgemeinen bevorzugt. Andererseits
läßt sich bei bestimmten Fahrbedingungen, wie beispielsweise
in Kurven, beim Beschleunigen oder Abbremsen, ein
höherer Fahrkomfort bei härteren Aufhängungseigenschaften
erreichen. Ferner ist im Hinblick auf die
Fahrstabilität in den letztgenannten Fällen eine
härtere Aufhängung erwünscht.
Es ist daher zur
Harmonisierung von Fahrkomfort und Fahrstabilität
wesentlich, verschiedene Schwingungsarten am Fahrzeugkörper,
die aus verschiedenen Faktoren bzw. Fahrzeugfahrparametern
resultieren, zu erfassen bzw. zu unterscheiden.
Für den Fall von durch Unebenheiten des Straßenbelages
verursachte Fahrzeugschwingungen wird in der
japanischen Patent-Offenlegungsschrift (Tokkai) Showa 60-1 51 111
vorgeschlagen, einen Fahrzeugstoßsensor zu verwenden,
welcher den relativen Abstand zwischen einem
Fahrzeugkörper und einem Aufhängungsteil, an dem drehbar ein
Rad gelagert ist, überwacht.
Das bekannte System stützt sich
auf die Tatsache, daß unterschiedliche Arten von vertikalen
Fahrzeugschwingungen unterschiedliche
Schwingungsfrequenzbereiche haben. Dies ist in mancher
Hinsicht richtig. Beispielsweise ist in dem Fall, in welchem die
Fahrzeugkarosserieschwingung durch über das Rad von der
Straße eingeleitete Stöße verursacht wird, die
Schwingungsfrequenz relativ hoch. Andererseits ist in dem
Fall die Schwingungsfrequenz relativ niedrig in dem der Grund für die Fahrzeugkarosserieschwingung eine
durch auf die Fahrzeugkarosserie von außen einwirkenden
Kräfte verursachte Änderung des
Fahrzeugkarosserieverhaltens ist beispielsweise Wanken, Nicken
und dgl. Daher
kann durch Prüfen des Frequenzbereiches der Schwingung eine
genaue Unterscheidung der Anregungen,
die auf die Fahrzeugkarosserie einwirken,
erreicht werden.
Jedoch ist in einigen Fahrsituationen die früher
vorgeschlagene Technologie zur Unterscheidung der
Schwingungsart der Fahrzeugkarosserie nicht ausreichend
genau. Beispielsweise wird, wenn die Größe der
Straßenunebenheit ursächlich ist für die Verursachung einer
Lageänderung des Fahrzeugaufbaus, der Fahrzeugaufbau Wank-
oder Nickbewegungen ausführen. In dem Fall, in welchem die
Lageänderung des Fahrzeugaufbaus durch Unebenheiten der
Straßenoberfläche verursacht wird, ist es im allgemeinen
erwünscht, die Aufhängungscharakteristik zur Absorption
der Schwingungsenergie weicher zu gestalten, um die
Fahrzeugkarosserieschwingungen zu minimieren.
Andererseits
ist es im Falle einer Lageänderung des Fahrzeugkörpers, die z. B.
durch Querbeschleunigung während einer Kurvenfahrt
verursacht wird und zu einer Wankbewegung des Fahrzeuges
führt, oder einer Lageänderung, die durch
Längsbeschleunigung während einer Fahrzeugbeschleunigung
oder Abbremsung verursacht wird und zu einer Nickbewegung
führt, erwünscht, eine härtere Aufhängung im Hinblick auf die
Fahrstabilität vorzusehen. Damit sind in
Abhängigkeit von den Schwingungsarten die Anforderungen an
die Einstellungen für die Aufhängungseigenschaften einander
entgegengesetzt. Es ist daher äußerst wichtig, die Art der
Anregung welche zur Änderung des
Fahrzeugkarosserieverhaltens führt, genau zu erfassen, um
eine richtige Anpassung der Aufhängungseigenschaften an die
Fahrbedingungen zu erreichen.
Ferner ist bei dem obengenannten bekannten
Aufhängungssteuersystem für jede Aufhängung, d. h.
für vorne rechts, vorne links, hinten links und hinten
rechts, ein Vertikalstoßsensor vorgesehen. Dies verursacht
höhere Systemkosten und einen komplizierten
Schaltungsaufbau, der innerhalb des am Fahrzeug vorhandenen
begrenzten Raumes unterzubringen ist.
Aus der gattungsbildenden DE-OS 36 32 919 ist ein Verfahren zur
Dämpfkraftverstellung von Kraftfahrzeugen bekannt, bei dem
die Ausgangssignale eines mit der Fahrzeugkarosserie
verbundenen Beschleunigungssensors mit einem vorgegebenen
Referenzwert verglichen werden und bei Über- bzw.
Unterschreiten dieses Referenzwertes ein Signal zur Änderung der
Stoßdämpfercharakteristik auslösen. Das Ausgangssignal des
Beschleunigungsgebers wird kontinuierlich während zweier
Zeitintervalle ermittelt, der jeweilige Mittelwert für jede
Meßzeit erfaßt und die Differenz der beiden Mittelwerte mit
einem Referenzwert verglichen. Bei einem solchen Verfahren
wird allerdings nur bevorzugt der niederfrequente Anteil des
Schwingungseingangs erfaßt und es ist wünschenswert, bei
einfacher Schaltungstechnik die Variabilität der Einstellung
der Fahrzeug-Aufhängungscharakteristik unter
Berücksichtigung der Art der Anregung zur
Verminderung von unerwünschten Fahrzeugkarosseriebewegungen
weiter zu verbessern.
Aus der DE-OS 36 32 920 ist ein Verfahren zur
Dämpfkraftverstellung von Kraftfahrzeugen bekannt, bei dem
in Abhängigkeit von Ausgangssignalen eines an der
Fahrzeugkarosserie befestigten Beschleunigungs- oder auch
Abstandsgebers in Verbindung mit einem Über- oder
Unterschreiten eines vorgegebenen, belastungsabhängigen
Schwellwertes ein Signal zum Ändern der Dämpfkraft
ausgegeben wird. Hierbei werden die Ausgangssignale des
Beschleunigungsgebers zu einem Mittelwert über eine Meßzeit
summiert, die wesentlich größer ist als die
Eigenschwingungsdauer der Fahrzeugkarosserie.
Durch ein derartiges
Verfahren kann die frühzeitige Erfassung von
Wankbewegungen des Fahrzeugaufbaus und eine entsprechende
Dämpfkrafteinstellung für die Radaufhängung des Fahrzeuges
nicht in hinreichendem Maße erreicht werden.
Aus der DE-OS 37 05 508 ist ein Verfahren zur Steuerung der
Dämpfungskraft eines Schwingungsdämpfers bekannt, bei dem
ein die Vertikalbeschleunigung des Fahrzeugaufbaus
erfassender Sensor vorgesehen ist, wobei ein die Änderung
der Beschleunigung repräsentierendes Impulssignal abgeleitet
wird, das seinerseits einer Signalverarbeitung zur Erfassung
von Signaldauer und Signalpegel unterzogen wird. Die beiden
hieraus gewonnenen Bewertungssignale werden zur Steuerung
der Aufhängungscharakteristik des Stoßdämpfers verwendet.
Mit einer solchen Anordnung kann nicht
hinreichend zwischen unterschiedlichen Schwingungsursachen,
z. B. für eine Wankbewegung des Fahrzeugaufbaus,
unterschieden werden.
Aus der EP-A-01 51 421 ist ein
Fahrzeugaufhängungs-Steuersystem mit einer Einstellung der
Dämpfungscharakteristik in Abhängigkeit vom Straßenzustand
bekannt, wobei zur Steuersignalgewinnung eine
Frequenzbewertung der Eingangsschwingungen
unter Verwendung
einer Vielzahl von Sensoren mit einer entsprechend
komplizierten Signalverarbeitung
vorgesehen ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
Steuereinrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die
es gestattet, mit einem einzigen Sensor sowohl aus
Fahrzeugbewegungen als auch aus Straßenunebenheiten
resultierende Anregungen und Schwingungseingänge auf den Fahrzeugaufbau zu
erfassen und in Abhängigkeit von ihrer Art und Ursache
die Aufhängungscharakteristik des
Kraftfahrzeugaufhängungssystems entsprechend einzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der
Beschleunigungssensor ein Quer- oder
Längsbeschleunigungssensor ist, und daß nach Erfassung des Beschleunigungswertes durch die Steuereinheit
dieser mit einem
oberen sowie alternierend mit einem unteren Referenzwert
verglichen wird und dann, wenn der Beschleunigungswert
größer oder gleich dem oberen bzw. kleiner oder gleich dem
unteren Referenzwert ist, ein Detektorsignal erzeugt sowie
einen Zeitgeber mit einem Zeitgeberintervall auslöst und ein
Zählersignal in Abhängigkeit von der Anzahl der innerhalb
des Zeitgeberintervalles erfaßten Detektorsignale ermittelt,
wobei der Zählersignalwert mit einem eine unebene
Straßenoberfläche repräsentierenden
Zählersignal-Referenzwert verglichen wird und dann, wenn der
ermittelte Zählersignalwert gleich oder größer als der
Zählersignal-Referenzwert ist, ausgehend von der harten
Einstellung, eine weichere Aufhängungscharakteristik
einstellbar ist.
In vorteilhafter Weise wird durch die Erfindung ein
Fahrzeugaufhängungssteuersystem geschaffen, welches durch
Straßenunebenheit bzw. allgemein den Straßenzustand verursachte Fahrzeugschwingungen
mit einem einzelnen Sensor erfassen kann, welcher auf den
Fahrzeugkörper ausgeübte Quer- oder Längsbeschleunigungen
überwacht.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ändert
der Zeitgeber die Größe des Zeitgeberintervalls in
Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit, wobei das
Zeitgeberintervall mit der Zunahme der
Fahrzeuggeschwindigkeit verringert wird.
Ferner kann der
Sensor so ausgebildet sein, daß für das die
Querbeschleunigung repräsentierende Sensorsignal eine
positive Polarität in Abhängigkeit von einer
Querbeschleunigung in einer ersten Richtung und eine
negative Polarität in Abhängigkeit von einer
Querbeschleunigung in einer zweiten Richtung vorgesehen ist.
Ferner kann hierbei der Detektor das Detektorsignal erst dann
ausgeben, wenn der die Querbeschleunigung angebende
Signalwert außerhalb eines vorbestimmten Wertebereichs
liegt, der durch Referenzwerte positiver und negativer
Polarität bestimmt ist.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen des
Erfindungsgegenstandes sind in den übrigen Unteransprüchen
dargelegt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von
Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher
erläutert. In diesen zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbei
spiels einer Steuereinrichtung für ein Kraftfahr
zeugaufhängungssystem,
Fig. 2 eine Teilschnittdarstellung eines einstellbaren
Stoßdämpfers, der in dem Ausführungsbeispiel der
Steuereinrichtung nach Fig. 1 verwendbar ist,
Fig. 3 ein Flußdiagramm eines Steuervorganges der Steuer
einrichtung für die Aufhängungssteuerung in Abhän
gigkeit von Straßenunebenheiten, das in der Steuer
einrichtung nach Fig. 1 abgearbeitet wird,
Fig. 4 eine Kurvendarstellung zur Erläuterung der Änderung
des eine Querbeschleunigung angebenden Signales,
welches als Parametersignal für eine von Straßenun
ebenheiten abhängigen Aufhängungssteuerung verwendet
wird,
Fig. 5 ein Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbei
spiels einer Steuereinrichtung für ein Kraftfahr
zeugaufhängungssystem,
Fig. 6 ein Flußdiagramm eines Steuervorganges der Steuer
einrichtung für die Aufhängungssteuerung in Abhän
gigkeit von Straßenunebenheiten, das in der Steuer
einrichtung nach Fig. 5 abgearbeitet wird,
Fig. 7 eine Kurvendarstellung, welche die Änderung einer
Vertikalbeschleunigung gegenüber der Fahrzeugge
schwindigkeit bei verschiedenen Aufhängungscharak
teristika darstellt, und
Fig. 8 eine Kurvendarstellung, die die Änderung der Höhen
lage der Fahrzeugkarosserie bei verschiedenen Auf
hängungscharakteristika zeigt.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, insbesondere Fig. 1,
wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer
Steuereinrichtung zur Einstellung der
Aufhängungscharakteristik eines
Kraftfahrzeugaufhängungssystems mit einer Steuereinheit 1
erläutert, welche generell zusammengesetzt ist aus einem
Datenverarbeitungssystem auf Mikroprozessorbasis. Die
Steuereinheit 1 besitzt eine Eingangsschaltung 1a, die mit
einem Sensor 2 verbunden ist, welcher eine auf den
Fahrzeugkörper ausgeübte Querbeschleunigung überwacht.
Dieser Sensor wird im folgenden als "G-Sensor" bezeichnet.
Für den G-Sensor kann jede Art von Beschleunigungssensoren
verwendet worden, die zur Erfassung und Überwachung von auf
das Fahrzeug wirkenden Querbeschleunigungen geeignet sind.
Beispielsweise kann der G-Sensor 2 ein Pendel sowie Mittel
zur Erzeugung eines Spannungssignals in Abhängigkeit von der
Amplitude der Pendelschwingung aufweisen. Der G-Sensor 2
erzeugt ein Sensorsignal g, welches die Größe und Richtung
der auf den Fahrzeugkörper wirkenden Querbeschleunigung
angibt. Das die Querbeschleunigung angebende Sensorsignal g
des G-Sensors 2 wird durch eine Rechnerschaltung 1b
verarbeitet zur Ableitung eines Steuersignals v. Beim
dargestellten Ausführungsbeispiel leitet die
Rechnerschaltung 1b getrennt voneinander ein vorderes
Aufhängungssteuersignal und ein hinteres
Aufhängungssteuersignal ab zur Durchführung der
Aufhängungssteuerung für die vorderen und hinteren
Aufhängungssysteme unabhängig voneinander.
Die Rechnerschaltung 1b liefert die vorderen und hinteren
Aufhängungssteuersignale v über eine Treiberschaltung 1d für
die vordere Aufhängung und eine Treiberschaltung 1e für die
hintere Aufhängung an Aufhängungssysteme vorne links, vorne
rechts, hinten links und hinten rechts. Jedes der Aufhän
gungssysteme vorne links, vorne rechts, hinten links und
hinten rechts enthält Stoßdämpfer 3 mit variabler Dämpfungs
kraft, welche jeweils eine Betätigungseinrichtung 16 auf
weisen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel enthält die
Betätigungseinrichtung 16 einen elektrisch betriebenen
Schrittmotor.
Zur Ableitung der vorderen und hinteren Aufhängungssteuer
signale ist die Rechnerschaltung 1b mit einer Steuerkenn
werte-Einstellschaltung 1c verbunden. Diese enthält im all
gemeinen einen Speicher zur Speicherung von Bezugswerten,
die verschiedene Kriterien angeben, von Referenzwerten und
dgl., welche mit dem die Querbeschleunigung angebenden
Signal g verglichen werden.
Die Fig. 2 zeigt einen bevorzugten Aufbau des Stoßdämpfers
3 mit variabler Dämpfungskraft, der beim ersten Ausführungs
beispiel des Aufhängungssteuersystems nach Fig. 1 eingesetzt
werden kann.
Der Stoßdämpfer 3 besitzt einen Außenzylinder 5 und einen
Innenzylinder 6, welche koaxial zueinander angeordnet sind.
Ein Kolben 8 ist im Innenraum des Innenzylinders 6 angeord
net. Der Kolben 8 ist über eine Kolbenstange 7 und eine
Lagereinrichtung mit einem Fahrzeugkörper 4 verbunden. Die
Kolbenstange 7 ist an einer Stangenführung 10, welche am
oberen Ende des Innenzylinders 6 befestigt ist, geführt. Die
Fig. 2 zeigt im einzelnen nicht, daß der Stoßdämpfer 3 auch
ein Bodenventil aufweisen kann zur Einstellung des Fluid
stroms zwischen dem Innenraum des Innenzylinders 6 und einer
Ringkammer 9 zwischen dem Innenzylinder 6 und dem Außen
zylinder 5.
Der Innenraum des Innenzylinders 6 ist in eine obere Fluid
kammer 11 und eine untere Fluidkammer 12 unterteilt. Die
obere Fluidkammer 11 und die untere Fluidkammer 12 stehen
über durchflußbegrenzende Öffnungen bzw. Rückschlagventil
einrichtungen 8a und 8b, welche im Kolben 8 vorgesehen sind,
miteinander in Verbindung. Die Rückschlagventileinrichtung
8b besitzt am unteren Ende eine Öffnung zur unteren Fluid
kammer 12 und kann mit Hilfe eines elastischen Scheiben
ventils 8c geöffnet und geschlossen werden. In gleicher Weise
besitzt die Rückschlagventileinrichtung 8a am oberen Ende
eine Öffnung zur oberen Fluidkammer 11 und kann mit Hilfe
eines elastischen Scheibenventils 8d geöffnet und geschlos
sen werden. Während des Kolbenhubs in Stoßrichtung wird die
obere Fluidkammer komprimiert, und das Arbeitsfluid in der
oberen Fluidkammer 11 fließt in die untere Fluidkammer 12
über die durchflußbegrenzende Öffnung 8b und einem Spalt,
der durch Verformung des Scheibenventils 8c entsteht. Ande
rerseits wird beim Kolbenrückstoßhub die untere Fluidkammer
12 komprimiert, und das Arbeitsfluid in der unteren Fluid
kammer fließt in die obere Fluidkammer 11 über die durch
flußbegrenzende Öffnung 8a und einen Spalt, der durch Ver
formung des Scheibenventils 8d gebildet wird.
Die Kolbenstange 7 definiert eine sich axial erstreckende
Öffnung, welche mit einem Bypass-Strömungsweg 13 am unteren
Endstück der Kolbenstange in Verbindung steht. Der Bypass-
Strömungsweg besitzt am unteren Ende eine Öffnung zur unte
ren Fluidkammer. Ein Drehventil 14 ist drehbar innerhalb
des Bypass-Strömungsweges 13 angeordnet. Das Drehventil 14
ist mit einer Betätigungsstange 15 verbunden, welche ein
von der Betätigungseinrichtung 16 erzeugtes Drehmoment zur
Einstellung der Winkelposition des Drehventils überträgt.
Das Drehventil 14 besitzt mehrere radial sich erstreckende
Öffnungen 14a mit voneinander unterschiedlichen Strömungs
querschnitten für das Fluid. Das Drehventil 14 richtet an
einer ausgewählten Winkelposition eine der radial sich er
streckenden Öffnungen 14a mit einer radial durch die Kolben
stange 7 sich erstreckende Öffnung aus, die in die obere
Fluidkammer 11 geöffnet ist. Demnach kann in Abhängigkeit
von der Winkelstellung des Drehventils die Stärke der Fluid
durchflußbegrenzung für das Arbeitsfluid, welches durch den
Bypass-Strömungsweg 13 strömt, eingestellt werden. Auf diese
Weise lassen sich die Dämpfungseigenschaften des Stoß
dämpfers 3 einstellen bzw. ändern. Beim dargestellten Aus
führungsbeispiel ist das Drehventil 14 so ausgebildet, daß
es ein Dreiwegeventil ist, so daß die Dämpfungscharakteristi
ken zwischen Harteinstellung, Mitteleinstellung und Weich
einstellung geändert werden können. In der Position für die
Harteinstellung ist der Strömungsquerschnitt für das Arbeits
fluid durch die radial sich erstreckende Öffnung 14a so ein
gestellt, daß dieser Strömungsquerschnitt ein Minimum an
nimmt bzw. zu Null wird für die größte Durchflußbegrenzung.
Andererseits ist in der Position, in welcher die Weichein
stellung vorhanden ist, der Strömungsquerschnitt für das
Arbeitsfluid durch die radial sich erstreckende Öffnung 14a
auf ein Maximum eingestellt, so daß die geringste Durch
flußbegrenzung erhalten wird.
Die Fig. 3 zeigt ein Flußdiagramm, das den Betrieb der in
Fig. 1 dargestellten Steuereinrichtung für das
Aufhängungssteuersystem darstellt. Der dargestellte Ablauf
ist formuliert als einer von vielen Fahrzeugsteuerabläufen
zur Steuerung verschiedener Fahrzeugeinrichtungen,
beispielsweise des Motors, des Bremssystems, der
Kraftübertragung, des Servolenkungssystems und dgl. Der
dargestellte Ablauf ist als zeitgetriggerter
Unterbrechungsablauf mit regelmäßigen Intervallen von
beispielsweise 20 ms ausgeführt.
Unmittelbar nach dem Start wird ein Sensorsignal g, das eine
Querbeschleunigung anzeigt, in einem Leseschritt 101
gelesen. Das die Querbeschleunigung angebende Sensorsignal g
wird dann mit einem oberen Bezugswert gup, welcher einen
Referenzwert für die Querbeschleunigung angibt, in einem
Schritt 102 verglichen. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, ist der
obere Beschleunigungsbezugswert gup auf einen Wert
festgelegt, der eine obere Grenze einer um die Nullinie der
Querbeschleunigung zentrierten Totzone b definiert. Wenn das
die Querbeschleunigung repräsentierende Sensorsignal g
geringer ist als der obere Bezugswert gup, kommt der Ablauf
zum ENDE, und das Programm kehrt zurück zu einem
Hauptprogramm oder einem Hintergrundprogramm, das
verschiedene Abläufe befehligt. Wenn andererseits das die
Querbeschleunigung repräsentierende Sensorsignal größer ist
als der obere Bezugswert gup oder gleich diesem Wert ist,
wird ein Zeitgeber in der Rechnerschaltung 1b getriggert, so
daß die Messung eines Zeitablaufes in einem Schritt 103
begonnen wird. Die Zeitgeberperiode ist in Abhängigkeit von
der Fahrzeuggeschwindigkeit veränderbar. Obgleich es in der
Fig. 1 im einzelnen nicht dargestellt ist, empfängt die
Steuereinheit 1 ein die Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigendes
Signal von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, dessen
Aufbau bekannt ist. Die Rechnerschaltung 1b setzt somit die
Zeitgeberperiode fest und hält den Zeitgeber in Abhängigkeit
von der Fahrzeuggeschwindigkeit in aktivem Zustand.
Ein Zähler in der Rechnerschaltung 1b wird in einem Schritt
104 um eins (1) erhöht. Anschließend wird in einem Schritt
105 das die Querbeschleunigung repräsentierende Sensorsignal
g mit einem niedrigeren Bezugswert glow verglichen. Dieser
niedrigere Bezugswert definiert eine untere Grenze der
Totzone B. Wenn das die Querbeschleunigung angebende
Sensorsignal g geringer ist als der untere Bezugswert glow
oder gleich diesem Bezugswert ist, wird in einem Schritt 106
der Zähler um eins (1) erhöht. Wenn der Zeitgeberwert die
Zeitgeberperiode erreicht, wird in einem Schritt 107 der
Zeitgeberwert überprüft. Für den Fall, daß das die
Querbeschleunigung angebende Sensorsignal g größer als der
untere Bezugswert glow ist, wie im Schritt 105 überprüft
wurde, kommt der Programmablauf direkt zum Schritt 107.
Wenn der Zeitgeberwert geringer ist als die Zeitgeber
periode, was beim Schritt 107 überprüft wird, kommt der
Programmablauf zum ENDE. Wenn andererseits der Zeitgeber
wert größer ist als die Zeitgeberperiode oder gleich dieser
Zeitgeberperiode ist, was im Schritt 107 überprüft worden
ist, wird der Zählerwert C mit einem Zählerbezugswert Cref
im Schritt 108 verglichen. Wenn der Zählerwert C größer als
der Zählerbezugswert Cref oder gleich diesem Wert ist, wird
in einem Schritt 109 das Aufhängungssteuersignal v gebildet,
das einen MITTEL-Zustand befiehlt. Dann werden der Zeitgeber
und der Zähler in einem Schritt 110 zurückgesetzt. Wenn an
dererseits der Zählerwert C geringer ist als der Zähler
bezugswert Cref, was im Schritt 108 überprüft wird, geht der
Prozeßablauf direkt auf den Schritt 110 über.
Es sei darauf hingewiesen, daß gemäß dem dargestellten
Programmablauf überwacht wird, ob die Frequenz der entgegen
gesetzten Richtung der Querbeschleunigung ein größeres
Ausmaß hat als die des Querbeschleunigungskennbereiches,
welcher durch die oberen und unteren Bezugswerte gup und
glow angegeben wird, zur Erzielung einer Unterscheidung, ob
das Fahrzeug auf einer unebenen Straße sich befindet, wenn
die Frequenz höher ist als ein vorbestimmter Wert. Da ferner
gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Zeitgeber
periode in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit
eingestellt wird, können in die von der Straßenunebenheit
abhängige Aufhängungssteuerung auch von der Fahrzeuggeschwin
digkeit abhängige Charakteristiken eingefügt werden.
In der Fig. 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer
Steuereinrichtung eines Aufhängungssteuersystems dargestellt.
Das gezeigte Ausführungsbeispiel des Aufhängungssteuer
systems enthält eine Steuereinheit 50, welche ein daten
verarbeitendes System auf Mikroprozessorbasis ist. Die
Steuereinheit 50 ist an einen Schwingungssensor oder einen
Beschleunigungssensor 51 zur Überwachung der Schwingungs
energie, welche auf die Fahrzeugkarosserie ausgeübt wird, ange
schlossen. Wie beim vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel
wird vorzugsweise ein G-Sensor als Schwingungs- bzw.
Beschleunigungssensor 51 verwendet. Der
G-Sensor 51 erzeugt ein die Querbeschleunigung anzeigen
des Sensorsignal g. Mit der Steuereinheit 50 ist ferner ein
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 52 verbunden, welcher ein
die Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentierendes Sensorsignal V lie
fert.
Die Steuereinheit enthält ferner eine Diskriminatorschaltung
50a für Straßenunebenheiten. Diese Diskriminatorschaltung
empfängt das die Querbeschleunigung angebende Sensor
signal g, welches mit den oberen und unteren Referenzwerten
gup und glow verglichen wird zur Erzeugung eines Impulses,
wenn der die Querbeschleunigung angebende Sensorsignal
wert g größer ist als der obere Referenzwert gup oder gleich
diesem Wert ist, bzw. wenn der Sensorsignalwert für die Quer
beschleunigung geringer ist als der untere Referenzwert
glow oder gleich diesem Wert ist. Der Impuls wird einem Zäh
ler 50b zugeführt, der die Signalimpulse zählt und ein Zäh
lersignal C liefert. Die Steuereinheit 50 besitzt ferner
einen Zeitgeber 50c, der durch das erste Auftreten des Im
pulses getriggert wird zum Beginn der Messung des Zeit
ablaufs. Die Diskriminatorschaltung 50a für die Straßen
unebenheit empfängt das Zählersignal c und vergleicht dieses
mit dem Zählerbezugswert Cref bei einer Zeitgebersteuerung,
bis der vom Zeitgeber 50c gemessene Zeitablauf eine vorbe
stimmte Zeitgeberperiode erreicht. Wenn der Zählersignalwert
C größer als der Zählerbezugswert Cref ist, erzeugt die
Diskriminatorschaltung 50a ein
einen unebenen Straßenzustand anzeigendes Signal.
Die Steuereinheit 50 enthält ferner eine Diskriminator
schaltung 50d für die Fahrzeuggeschwindigkeit. Diese Diskri
minatorschaltung empfängt das die Fahrzeuggeschwindigkeit
angebende Signal V vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor und
vergleicht das die Fahrzeuggeschwindigkeit angebende Signal
mit einem unteren Fahrzeuggeschwindigkeitskennwert Vref.
Wenn das die Fahrzeuggeschwindigkeit angebende Signal V
geringer ist als der untere Fahrzeuggeschwindigkeitskennwert
Vref oder gleich diesem Kennwert ist, liefert die Dis
kriminatorschaltung 50d für die Fahrzeuggeschwindigkeit als
Ausgangssignal ein eine niedrige Fahrzeuggeschwindigkeit reprä
sentierendes Signal und erzeugt andererseits ein eine hohe
Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentierendes Signal.
Die Diskriminatorschaltung 50a zur Feststellung von Straßenuneben
heiten und die Diskriminatorschaltung 50d für die Fahrzeuggeschwindig
keit sind an eine Zustandsauswählschaltung 50e angeschlos
sen. Die Zustandsauswählschaltung 50e ist so ausgebildet,
daß sie eine Auswahl der Aufhängungscharakteristik zwischen HART,
MITTEL und WEICH durchführt. Diese Auswahl erfolgt aufgrund
der verschiedenen Aufhängungssteuerparameter. Die Zustands
auswählschaltung 50e spricht auf das den rauhen Straßen
zustand angebende Signal an für die Auswahl von Aufhängungs
charakteristiken, die an eine unebene Straße angepaßt sind.
Außerdem ändert die Zustandsauswählschaltung 50e die
Zustandsauswahl in Abhängigkeit vom Eingangssignal, das sie
von der Diskriminatorschaltung 50e für die Fahrzeuggeschwin
digkeit erhält. Insbesondere dann, wenn das einen unebenen
Straßenzustand anzeigende Signal und das eine niedrige
Geschwindigkeit anzeigende Signal vorhanden sind, wählt die
Zustandsauswählschaltung 50e einen weichen Zustand aus zur
Erzeugung eines Zustandsbefehlssignals, mit welchem Aufhän
gungssteuersignale für eine weiche Fahrzeugaufhängung befoh
len werden. Dieses Befehlssignal wird vorderen und hinteren
Treiberschaltungen 50f und 50g zugeleitet, welche mit Betä
tigungseinrichtungen 53 verbunden sind. Die Betätigungsein
richtungen dienen zur Steuerung der Dämpfung von Stoßdämpfern
54 mit einstellbarer Dämpfungskraft in vorderen und hinteren
Aufhängungssystemen. Wenn andererseits das einen unebenen
Straßenzustand angebende Signal und das ein hohe Fahrzeug
geschwindigkeit angebende Signal vorhanden sind, erzeugt die
Zustandsauswahlschaltung 50e ein Befehlssignal für einen
MITTEL-Zustand, welcher ein entsprechendes Fahrzeugaufhän
gungssteuersignal befiehlt.
Die Zustandsauswählschaltung 50e ist ferner an eine Rück
setzsignalgeneratorschaltung 50h angeschlossen, die ein
Triggersignal bei der Ausgabe des Aufhängungssteuersignals
liefert. Die Rücksetzsignalgeneratorschaltung 50h erzeugt bei
Triggerung ein Rücksetzsignal zum Zurücksetzen des Zählers
50b und des Zeitgebers 50c.
Die Arbeitsweise des beschriebenen zweiten Ausführungs
beispiels für das Aufhängungssteuersystem nach der Erfindung
ist in Form eines Flußdiagramms in Fig. 6 dargestellt. Im
Flußdiagramm der Fig. 6 sind die Schritte, welche im wesent
lichen die gleiche Funktion ausüben wie die beim vorher be
schriebenen Ausführungsbeispiel durch die gleichen Bezugs
ziffern gekennzeichnet, und es wird auf eine nähere Diskus
sion zur Vermeidung von Wiederholungen verzichtet.
Der dargestellte Ablauf unterscheidet sich vom Arbeitsablauf
des vorher beschriebenen Ausführungsbeispiels in den Schrit
ten 111, 112, 113 und 114. Nach dem Lesen des die Quer
beschleunigung angebenden Signals g wird in einem Schritt
111 das die Fahrzeuggeschwindigkeit angebende Signal V gele
sen. Andererseits wird dann, wenn der im Schritt 108 über
prüfte Zählerwert C größer ist als der Zählerbezugswert Cref
und gleich diesem Wert ist, im Schritt 112 eine Überprüfung
durchgeführt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit geringer als
der untere Fahrzeuggeschwindigkeitskennwert oder gleich
diesem Wert ist. Wenn beim Schritt 112 das eine niedrige
Fahrzeuggeschwindigkeit angebende Signal erfaßt wird, geht
der Programmablauf auf den Schritt 114 über zur Auswahl des
WEICHEN Aufhängungszustands. Wenn andererseits im Schritt
112 das die niedrige Fahrzeuggeschwindigkeit angebende Signal
nicht erfaßt wird, geht der Programmablauf auf den Schritt
113 über zur Auswahl des MITTLEREN Aufhängungszustands. Nach
einem jeweiligen Schritt 113 und 114 oder wenn im Schritt 112
alternativ festgestellt wird, daß der überprüfte Zählerwert
geringer ist als der Zählerbezugswert, geht der Programm
ablauf auf den Schritt 110 über zum Zurücksetzen des Zählers
und des Zeitgebers. Nach dem Zurücksetzen des Zählers und des
Zeitgebers im Schritt 110 gelangt der Ablauf an das ENDE.
Wenn, wie aus den Fig. 7 und 8 zu ersehen ist, die Fahr
zeuggeschwindigkeit geringer als der niedrige Fahrzeug
geschwindigkeitskennwert bzw. gleich diesem Wert ist, läßt
sich ein höherer Fahrkomfort und ein im wesentlichen der
Welligkeit der Straßenoberfläche folgendes Fahrverhalten
erreichen, in dem die Aufhängungscharakteristiken auf
WEICHEN Zustand eingestellt sind, wie es durch die ausgezo
genen Linien dargestellt ist. Wenn andererseits die Fahrzeug
geschwindigkeit größer als der niedrige Fahrzeuggschwindig
keitskennwert ist, läßt sich eine ausreichend hohe Fahr
stabilität erreichen, indem die Aufhängungscharakteristiken
auf den MITTLEREN Zustand eingestellt werden, wie es durch
die strichlierten Linien dargestellt ist. Demnach läßt sich
beim dargestellten Ausführungsbeispiel ein ausreichend hoher
Fahrkomfort bei geringer Fahrzeuggeschwindigkeit und eine
ausreichend hohe Fahrstabilität bei relativ hoher Fahrzeug
geschwindigkeit erreichen.
Es sei darauf hingewiesen, daß der niedrige Fahrzeug
geschwindigkeitskennwert auf eine ziemlich niedrige Fahr
zeuggeschwindigkeit, beispielsweise 10 km/h, festgesetzt
ist.
Obgleich die dargestellten Ausführungsbeipiele auf die Er
fassung von Straßenunebenheit bei der Überprüfung von auf
den Fahrzeugkörper einwirkender Lateralbeschleunigung ge
richtet ist, ist es ebenfalls beispielsweise möglich, die
Längsbeschleunigung als einen die Straßenunebenheit angeben
den Parameter zu verwenden. Obgleich die dargestellten Aus
führungsbeispiele auf Aufhängungssysteme gerichtet sind, bei
denen Stoßdämpfer mit veränderlicher Dämpfungskraft zur
Anwendung kommen, kann die Erfindung ferner angewendet
werden auf pneumatische Aufhängungssysteme, aktive oder
halbaktive Aufhängungssysteme und dgl.
Claims (6)
1. Steuereinrichtung zur Einstellung der
Aufhängungscharakteristik eines
Kraftfahrzeugaufhängungssystems, vorgesehen zwischen einer
Fahrzeugkarosserie und Radaufhängungen, das
Stellelemente zur Veränderung der Aufhängungscharakteristik
zumindest zwischen einer ersten, weicheren
Aufhängungscharakteristik und einer zweiten, härteren
Aufhängungscharakteristik in Abhängigkeit von einer auf die
Fahrzeugkarosserie einwirkenden Beschleunigung aufweist,
mit zumindest einem Beschleunigungssensor und einer die
Ausgangssignale des Beschleunigungssensors verarbeitenden
Steuereinheit zur Ansteuerung der Stellelemente des
Kraftfahrzeugaufhängungssystems, dadurch gekennzeichnet,
daß der Beschleunigungssensor ein Quer- oder
Längsbeschleunigungssensor (2; 51) ist, daß durch die
Steuereinheit nach Erfassung des Beschleunigungswertes
dieser mit einem oberen sowie alternierend mit einem
unteren Referenzwert verglichen wird und daß dann, wenn der
Beschleunigungswert größer oder gleich dem oberen bzw.
kleiner oder gleich dem unteren Referenzwert ist, ein
Detektorsignal erzeugt sowie ein Zeitgeber mit einem
Zeitgeberintervall ausgelöst und ein Zählersignal in
Abhängigkeit von der Anzahl der innerhalb des
Zeitgeberintervalles erfaßten Detektorsignale ermittelt wird,
wobei der Zählersignalwert mit einem eine unebene
Straßenoberfläche repräsentierenden
Zählersignal-Referenzwert verglichen wird und dann, wenn
der ermittelte Zählersignalwert gleich oder größer als der
Zählersignal-Referenzwert ist, ausgehend von der harten
Einstellung, eine weichere Aufhängungscharakteristik
einstellbar ist.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Größe des Zeitgeberintervalls in
Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit steuerbar ist
und mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit verkürzt wird.
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der obere bzw. untere Quer- oder
Längsbeschleunigungsreferenzwert Signalwerte gleichen
Betrages, jedoch unterschiedlichen Vorzeichens in bezug auf
eine Beschleunigungswert-Nullinie sind und die
Detektorsignale Quer- oder Längsbeschleunigungssignale
positiver oder negativer Polarität von bestimmter, die
Referenzwerte erreichender oder übersteigender Größe
repräsentieren.
4. Steuereinrichtung nach zumindest einem der
vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Kraftfahrzeugaufhängungssystem in drei Stufen
einstellbare Stoßdämpfer mit durch die Stellelemente
einstellbarer Dämpfungskraft aufweist.
5. Steuereinrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß zusätzlich zu einem Quer- oder Längsbeschleunigungswert
durch die Steuereinheit die Fahrzeuggeschwindigkeit erfaßt
wird und dann, wenn der Zählersignalwert größer oder gleich
dem Zählersignalreferenzwert ist, die erfaßte
Fahrzeuggeschwindigkeit mit einem Fahrzeuggeschwindigkeits-
Referenzwert verglichen wird, wobei dann, wenn die erfaßte
Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als der
Fahrzeuggeschwindigkeitsreferenzwert ist, eine weiche,
andernfalls, bei höherer Fahrzeuggeschwindigkeit, eine
mittlere Aufhängungscharakteristik eingestellt wird.
6. Steuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der
Fahrzeuggeschwindigkeits-Referenzwert auf einen niedrigen
Geschwindigkeitswert, vorzugsweise ca. 10 km/h, festgelegt
ist.
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- 1989-11-14 DE DE3937841A patent/DE3937841A1/de active Granted
-
1993
- 1993-11-16 US US08/152,880 patent/US5487006A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19648176A1 (de) * | 1996-11-21 | 1998-05-28 | Wabco Gmbh | Niveauregeleinrichtung mit Steuerung der Schwingungsdämpfer des Fahrwerks |
DE19648176B4 (de) * | 1996-11-21 | 2011-06-22 | WABCO GmbH, 30453 | Verfahren zur Steuerung der Schwingungsdämpfer in einem Fahrzeug mit einer Niveauregeleinrichtung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3937841A1 (de) | 1990-05-17 |
US5487006A (en) | 1996-01-23 |
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