DE4030834C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Fahrzeugaufhängung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1, 5 bzw. 10.

Aufhängevorrichtungen für Kraftfahrzeuge sind im allgemeinen als passive Aufhängung ausgebildet und haben eine Dämpfereinheit mit einem hydraulischen Dämpfer und einer (häufig als Schraubenfeder ausgebildeten) Feder. Die Aufhängungscharakteristiken werden auf der Basis vorbestimmter Kennwerte der Dämpfungseinheit eingestellt. Obwohl die Dämpfungskraft des hydraulischen Dämpfers variabel sein kann, lassen sich damit die Aufhängungscharakteristiken nur in geringem Umfang ändern.

Aus der auf eine ältere Patentanmeldung zurückgehenden DE 40 01 186 A1 sind ein Verfahren und eine als aktive Aufhängung bezeichnete Aufhängungsvorrichtung zu entnehmen, die eine beliebige Änderung der Aufhängungscharakteristiken der Radaufhängungen ermöglichen. Eine derartige aktive Aufhängung ist grundsätzlich so aufgebaut, daß die Aufhängungscharakteristik durch die Steuerung der Zufuhr und des Rücklaufs eines Arbeitsfluids steuerbar ist, das einer Zylindereinheit zugeführt bzw. aus dieser entnommen wird, die zwischen einer gefederten und einer ungefederten Masse angeordnet ist.

Bei dieser aktiven Aufhängung lassen sich die Aufhängungscharakteristiken in großem Umfang ändern, indem das Arbeitsfluid von außen zugeführt oder nach außen abgeführt wird, wodurch eine Vielzahl verschiedener Regelungen möglich ist, beispielsweise die Regelung der Bodenfreiheit, des Wankens der Nick-Neigung usw.

Diese aktive Aufhängung benötigt einen Kreis für die Zuführung und Ableitung des Arbeitsfluids zu bzw. von der zugehörigen Zylindereinheit, deren Zuführungs- und Ableitungskreis seinerseits wenigstens einen Vorratsbehälter für das Arbeitsfluid, eine Pumpe zum Fördern des in dem Vorratsbehälter enthaltenen Arbeitsfluids, eine Hochdruckleitung zur Förderung des unter hohem Druck stehenden Arbeitsfluids von der Pumpe zu der Zylindereinheit, und eine Niederdruckleitung zur Rückführung des Arbeitsfluids von der Zylindereinheit in den Vorratsbehälter aufweist. Die Hochdruckleitung ist mit einem Steuerventil zur Zuführung des Arbeitsfluids ausgestattet, während die Niederdruckleitung mit einem als Sicherheitsventil bezeichneten Steuerventil für den Rücklauf des Arbeitsfluids ausgestattet ist. Diese ermöglichen die Steuerung der Zuführung und der Ableitung des Arbeitsfluids zu bzw. von der Zylindereinheit und damit eine Steuerung der Stellung der Fahrzeugkarosserie.

Im einzelnen geschieht dies folgendermaßen. Das in der Hochdruckleitung angeordnete Steuerventil steuert die Speisung der Zylindereinheit mit Arbeitsfluid oder die Ableitung des Arbeitsfluids von der Zylindereinheit im Sinne der gewünschten Aufhängungscharakteristiken. Dabei wird dann, wenn ein Zündschalter ausgeschaltet worden ist, lediglich eine Steuerung zur Verminderung der Fahrhöhe der Fahrzeugkarosserie während einer vorgegebenen Zeitspanne von z. B. zwei Minuten ausgeführt, und zwar von dem Zeitpunkt ab, zu dem der Zündschalter ausgeschaltet worden ist. Zur Aufrechterhaltung einer Bezugs-Fahrhöhe der Fahrzeugkarosserie wird also die Steuerung ausgeführt und damit verhindert, daß die Fahrzeug-Fahrhöhe auf Grund von Veränderungen in der Belastung, die sich aus dem Aussteigen oder anderen Gründen ergeben, im Stillstand die Bezugs-Fahrhöhe überschreitet. Bei der in der älteren Patentanmeldung enthaltenen Ausführungsform wird das Sicherheitsventil innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne, beispielsweise innerhalb von zwei Minuten, nach Ausschlachten des Zündschalters geöffnet.

Falls unter hohem Druck stehendes Arbeitsfluid in der Hochdruckleitung verblieben ist, wenn der Zündschalter ausgeschaltet wurde, und das Steuerventil zur Zuführung des Arbeitsfluids beispielsweise etwas von dem Arbeitsfluid durchfließen läßt, wenn das Fahrzeug geparkt ist, wird der Zylindereinheit der dem lecken Steuerventil zugeordneten Radaufhängung unter hohem Druck stehendes Arbeitsfluid zugeführt, wodurch die Fahrzeugkarosserie teilweise angehoben werden kann, was natürlich unerwünscht ist.

Dieses Verhalten ist besonders problematisch, wenn bei einer Störung eine aktive Steuerung auf normalem Wege nicht möglich ist. Es ist deshalb vom Standpunkt der Fehlersicherheit aus erwünscht, Maßnahmen anzugeben, die in einer solchen Situation getroffen werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der im Oberbegriff der Ansprüche 1, 5 bzw. 10 beschriebenen Art so auszugestalten, daß nach dem Abschalten der Zündung Wasserschläge durch schlagartige Betätigung von Ventilen vermindert oder eine unerwünschte Höhenänderung der Fahrzeugkarosserie vermieden werden können.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1, 5 oder 10 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Aufhängungsvorrichtungen verhindern sicher das unerwünschte Anheben der Fahrzeugkarosserie nach dem Ausschalten der Zündung, weil direkt nach der Ausschaltung der Druck in der erfindungsgemäßen Weise verzögert aus der Hochdruckleitung in den Vorratsbehälter entladen wird. Hierdurch wird außerdem ein durch "Wasserschlag" verursachter Stoß verhindert, so daß der Fahrzeuglenker beim Verlassen des Fahrzeugs nicht erschreckt wird.

Wenn eine auftretende Störung ein solches Ausmaß hat, daß eine aktive Steuerung auf normalem Wege nicht möglich ist, wird dagegen der Druck mit einem größeren Volumen pro Zeiteinheit aus der Hochdruckleitung abgelassen, als es beim Abschalten der Fall ist, so daß die Sicherheit schnell wieder hergestellt ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand von Zeichnungen. Es zeigt

Fig. 1A und 1B die schematische Darstellung einer Schaltung einer aktiven Aufhängung,

Fig. 2 ein Beispiel eines Steuerventils von Fig. 1 in einem Schnitt,

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Steuersystems der Umschaltung von Fig. 1,

Fig. 4A, 4B und 5 schematische Darstellungen von Systemen zur aktiven Steuerung,

Fig. 6 eine Roll-Charakteristik für das Fahrzeug mit aktive Aufhängung,

Fig. 7 eine Roll-Charakteristik für das Fahrzeug mit passiver Aufhängung,

Fig. 8A und 8B ein Flußdiagramm eines Steuerungsbeispiels für die erfindungsgemäße Aufhängungsvorrichtung,

Fig. 9 und 10 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung; hierbei zeigt Fig. 9 eine schematische Darstellung eines wesentlichen Teils des weiteren Ausführungsbeispiels, während Fig. 10 ein Flußdiagramm der Steuerung des weiteren Ausführungsbeispiels zeigt,

Fig. 11 und 12 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei Fig. 10 wieder eine schematische Darstellung eines wesentlichen Teils des weiteren Ausführungsbeispiels und Fig. 12 ein Flußdiagramm der Steuerung desselben zeigen.

In der folgenden Beschreibung und in den Zeichnungen wird das Bezugszeichen "F" in Zusammenhang mit einem Vorderrad und das Bezugszeichen "R" in Zusammenhang mit einem Hinterrad verwendet. Das Bezugszeichen "FR" wird in Zusammenhang mit dem rechten Vorderrad, das Bezugszeichen "FL" in Zusammenhang mit dem linken Vorderrad verwendet. "RR" steht für das rechte Hinterrad und "RL" für linke Hinterrad. Wenn eine unterscheidende Kennzeichnung der Vorder- und Hinterräder und der rechten und linken Räder nicht erforderlich ist, werden die Bezugszeichen ohne die erwähnten Symbole verwendet.

Arbeitsfluid-Kreis

In Fig. 1 ist eine mit 1 bezeichnete Zylindereinheit dargestellt. Eine solche Zylindereinheit ist an jedem der Räder montiert. Die an dem rechten Vorderrad montierte Zylindereinheit ist mit 1FR bezeichnet, die an dem linken Vorderrad montierte Zylindereinheit mit 1FL, die an dem rechten Hinterrad montierte Zylindereinheit mit 1RR und die an dem linken Hinterrad montierte Zylindereinheit mit 1RL. Jede dieser Zylindereinheiten besitzt einen Zylinder 2, der mit der ungefederten Masse verbunden ist und eine Kolbenstange 3, die aus dem Innern des Zylinders 2 heraussteht und mit der gefederten Masse verbunden ist. Der Zylinder 2 umfaßt die Kolbenstange 3, einen einstückig mit dieser ausgebildeten Kolben 4, eine oben angeordnete und durch den Kolben 4 begrenzte Flüssigkeitskammer 5 und eine untere Kammer, die unterhalb der Flüssigkeitskammer 5 angeordnet ist und mit dieser in Verbindung steht. In dieser Konstruktion bewirkt ein Ausfahren der Kolbenstange 3 eine Vergrößerung des Bodenabstandes der Karosserie, wenn der Flüssigkeitskammer 5 Arbeitsfluid zugeführt wird, während der Bodenabstand der Fahrzeugkarosserie verringert wird, wenn das Arbeitsfluid aus der Flüssigkeitskammer 5 abgelassen wird. Mit der Flüssigkeitskammer 5 jeder Zylindereinheit 1 ist eine Gasfeder 6 (6FR, 6FL, 6RR und 6RL) verbunden, die vier zylindrische Federn 7 mit kleinem Durchmesser umfaßt. Diese vier zylindrischen Federn 7 sind in Reihe oder parallel zueinander angeordnet und über Drosseln oder Öffnungen 8 mit der Flüssigkeitskammer 5 verbunden. Drei der vier zylindrischen Federn 7 sind außerdem über ein Schiebeventil 9 mit der Flüssigkeitskammer 5 verbunden. Diese Anordnung ermöglicht es, daß die vier zylindrischen Federn 7 nur über die Öffnungen 8 miteinander in Verbindung stehen, wenn das Schiebeventil 9 sich in der in der Zeichnung dargestellten Offenstellung befindet, und dadurch die Dämpfungskraft verringert wird. Wenn das Schiebeventil 9 aus der in der Zeichnung dargestellten Offenstellung herausgehoben wird, können die drei zylindrischen Federn 7 auch über eine in dem Schiebeventil 9 vorgesehene Öffnung 10 miteinander in Verbindung treten, wodurch die Dämpfungskraft vergrößert wird. Die Änderung der Schiebestellungen des Schiebeventils 9 verändert selbstverständlich die Federcharakteristiken der Gasfeder 6. Es ist außerdem zu erwähnen, daß die Aufhängungscharakteristik auch durch die der Flüssigkeitskammer 5 der Zylindereinheit 1 zuzuführende Menge an Arbeitsfluid geändert werden kann. In Fig. 1 ist eine vom Motor angetriebene Pumpe 11 vorgesehen, die ein Arbeitsfluid mit hohem Druck aus einem Vorratsbehälter 12 fördert und in einen gemeinsamen Durchgang 13 abgibt, der als Versorgungsweg dient. Dieser gemeinsame Durchgang 13 verzweigt sich in einen vorderen Durchgang 14F und einen rückwärtigen Durchgang 14R. Der vordere Durchgang 14F verzweigt sich weiter in einen rechten vorderen Durchgang 14FR und einen linken vorderen Durchgang 14FL. Der rechte vordere Durchgang 14FR ist mit der Flüssigkeitskammer 5 für die Zylindereinheit 1FR des rechten Vorderrades verbunden, während der linke vordere Durchgang 14FL mit der Flüssigkeitskammer 5 der Zylindereinheit 1FL für das linke Vorderrad verbunden ist. Mit dem rechten vorderen Durchgang 14FR sind auf der stromaufwärtigen Seite ein Durchflußmengen-Steuerventil 15FR zur Lieferung des Arbeitsfluids und auf der stromabwärtigen Seite ein Steuerventil 16FR als Verzögerungsventil verbunden.

In ähnlicher Weise sind mit dem linken vorderen Durchgang 14FL auf der stromaufwärtigen Seite ein Durchflußmengen-Steuerventil 15FL zur Zuflußsteuerung und auf der stromabwärtigen Seite ein Steuerventil 16FL verbunden.

In einer Position zwischen den Durchflußmengen-Steuerventilen 15FR und 15FL für die Zuflußsteuerung ist ein erster Entlastungsdurchgang 17FR für den rechten vorderen Durchgang 14FR mit letzterem verbunden. Dieser erste Entlastungsdurchgang 17FR führt im Bedarfsfall über einen Entlastungsdurchgang 18F für die Vorderräder zu dem Vorratsbehälter 12. Mit dem ersten Entlastungsdurchgang 17FR ist ein Rücklauf- Durchflußmengen-Steuerventil 19FR verbunden. Der auf der stromaufwärtigen Seite des Steuerventils 16FR angeordnete rechte vordere Durchgang 14FR ist über einen zweiten Entlastungsdurchgang 20FR, der das Rücklauf-Durchflußmengen-Steuerventil 19FR überbrückt, mit dem ersten Entlastungsdurchgang 17FR verbunden, der seinerseits mit einem Entlastungsventil 21FR verbunden ist. Der rechte vordere Durchgang 14FR ist in der Nähe der Zylindereinheit 1FR mit einem Filter 29FR ausgestattet. Dieses befindet sich in einer Position zwischen dem näher an der Zylindereinheit 1FR angeordneten Steuerventil 16FR und dem Entlastungsventil 21FR und soll verhindern, daß Abriebpartikel usw. zu dem Steuerventil 16FR und zu dem Entlastungsventil 21FR gelangen.

Die Anordnung der Durchgänge für das linke Vorderrad ist im wesentlichen dieselbe wie die vorangehend beschriebene Anordnung für das linke Vorderrad. Deshalb wird zur Verkürzung der Beschreibung auf eine nochmalige Erläuterung verzichtet.

Mit dem gemeinsamen Durchgang 13 ist ein Hauptakkumulator 22 verbunden. Mit dem Vorderrad-Entlastungsdurchgang 18F ist ein Akkumulator 23F verbunden. Der Hauptakkumulator 22 dient als Speicher-Druckquelle für das Arbeitsfluid in Verbindung mit einem weiter unten beschriebenen Unterakkumulator 24 und soll verhindern, daß das der Zylindereinheit 1 zuzuführende Arbeitsfluid ausgeht. Der Akkumulator 23F verhindert, daß das unter hohem Druck stehende Arbeitsfluid in den Zylindereinheiten 1 für die Vorderräder zu rasch in den Vorratsbehälter 12 mit niedrigem Druck entladen wird, d. h. es verhindert einen sogenannten "Wasserschlag".

Die Durchgänge für die Zuführung oder für den Rücklauf des Arbeitsfluids zu den bzw. von den Zylindereinheiten 1RR und 1RL für die Hinterräder sind ähnlich aufgebaut wie die für die Vorderräder, so daß eine nähere Beschreibung entfallen kann. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß die Durchgänge für die Hinterräder keine den Steuerventilen 21FR und 21FL für die betreffenden Zylindereinheiten 1FR und 1FL entsprechenden Ventile aufweisen und daß der Hinterraddurchgang 14R mit dem Unterakkumulator 24 versehen ist, wobei der Umstand berücksichtigt ist, daß die Länge des Durchgangs von dem Hauptakkumulator 22 zu den Hinterrädern größer ist als diejenige des Durchgangs für die Vorderräder.

Im vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiel bilden die Durchgänge 13, 14F, 14FR, 14FL, 14R, 14RR und 14RL die Hochdruckleitung, während die Durchgänge 17FR, 17FL, 18F, 17RR, 17RL und 18R die Niederdruckleitung bilden.

In Fig. 1 ist ferner ein im gemeinsamen Durchgang 13 angeordnetes Druckregelventil 27 dargestellt, das zur Einstellung des Arbeitsdrucks der Pumpe 11 dient, so daß diese in einem vorbestimmten Bereich arbeitet. Das Druckregelventil 27 öffnet, wenn der Druck im gemeinsamen Durchgang 13 in einem vorbestimmten Druckbereich von 120 bis 160 kg/cm² liegt. Es bewirkt damit eine Entspannung des von der Pumpe 11 abgegebenen Drucks in den Entspannungsdurchgang 44, der das Druckregelventil 27 mit dem Vorratsbehälter 12 verbindet. Mit 28 ist ein Schaltventil bezeichnet, das als zweites Schaltventil dient und ein Prüfventil 28a und ein Entspannungsventil 28b enthält, das seinerseits mit einer variablen Drossel oder Öffnung 28c versehen ist. Dem Schaltventil 28 wird mittels eines Durchgangs 45, der mit dem stromabwärtigen Abschnitt des Druckregelventils 27 verbunden ist, ein Steuerdruck zugeführt.

Das Steuerventil 16 wird so betätigt, daß es nach Maßgabe der Differenz zwischen dem Druck des Vorderrad-Durchgangs 14F oder des Hinterrad-Durchgangs 14R, d.h. des gemeinsamen Durchgangs 13 und dem Druck auf der Seite der Zylindereinheit 1 geöffnet oder geschlossen wird. Zu diesem Zweck ist der Vorderrad-Durchgang 14F mit dem den Vorderrädern gemeinsamen Steuerdurchgang 31F verbunden, der sich seinerseits in zwei Zweigleitungen 31FR und 31FL verzweigt. Die dem rechten Vorderrad zugeordnete Zweigleitung 31FR ist mit dem rechten Steuerventil 16FR verbunden, während die linke Zweigleitung 31FL mit dem linken Steuerventil 16FL verbunden ist.

Der Steuerdurchgang für die Hinterräder ist in ähnlicher Weise angeordnet, wie der Steuerdurchgang 31F für die Vorderräder.

Die einzelnen Steuerventile 16 können die in Fig. 2 gezeigte Konstruktion haben. Dort ist das Steuerventil 16 für das rechte Vorderrad dargestellt. Es besitzt einen Hauptströmungsdurchgang 34 in einem Gehäuse 33, der Bestandteil des rechten vorderen Durchgangs 14FR ist, mit dem der Hauptströmungsdurchgang 34 verbunden ist. Im mittleren Bereich des Hauptströmungsdurchgangs 34 ist ein Ventilsitz 35 angeordnet. Ein in dem Gehäuse 33 gleitbar angeordneter Schaltkolben 36 kann auf dem Ventilsitz 35 zur Anlage kommen oder von ihm abgehoben sein und dadurch das Kolbenventil 16FR schließen oder öffnen.

Der Schaltkolben 36 ist durch einen verjüngten Schaft 37 einstückig mit einem Steuerkolben 38 ausgebildet, der in dem Gehäuse 33 gleitbar angeordnet ist und in ihm eine Flüssigkeitskammer 39 begrenzt. Letztere ist über einen Steuerströmungsdurchgang 40 mit der Steuerzweigleitung 31FR verbunden. Der Steuerkolben 36 ist durch eine Rückholfeder 41 in der Richtung vorgespannt, in der der Schaltkolben 36 auf den Ventilsitz 35 gedrückt wird, d. h. in der das Steuerventil 16FR geschlossen ist. Außerdem ist der Steuerkolben 38 so ausgebildet, daß der Druck im Hauptströmungsdurchgang 34 durch eine Verbindungsbohrung 42 auf der der dem Steuerströmungsdurchgang 40 Flüssigkeitskammer 39 gegenüberliegenden Seite auf den Steuerkolben 38 einwirkt. Diese Anordnung erlaubt es, daß der Schaltkolben 36 auf den Ventilsitz 35 gedrückt wird und das Steuerventil 16FR schließt, wenn der Druck in der Flüssigkeitskammer 39 auf der Seite des gemeinsamen Durchgangs 13 auf ein Viertel oder weniger des Drucks in dem Hauptströmungsdurchgang 34 auf der Seite der Zylindereinheit 1FR abgesunken ist.

Es sei hier erwähnt, daß dann, wenn der Druck auf der Seite des gemeinsamen Durchgangs 13 gegenüber dem Zustand, in dem das Steuerventil 16FR geöffnet ist, stark abfällt, dieser Druckabfall durch die Wirkung der Drossel oder Öffnung 32F verzögert und dann in die Flüssigkeitskammer 39 übertragen wird, so daß das Schließen des Steuerventils 16FR gegenüber dem Druckabfall verzögert ist. Diese Verzögerungszeit ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel auf etwa 1 Sekunde eingestellt ist.

Druckentspannungskreis in der Hochdruckleitung

Der gemeinsame Durchgang 13, d. h. der Vorderrad-Durchgang 14F und der Hinterrad- Durchgang 14R, steht über den Entlastungsdurchgang 25 mit dem Entlastungsdurchgang 18F für das Vorderrad in Verbindung. Das Steuerventil 26, das als erstes Schaltventil dient und aus einem elektromagnetisch schaltenden Ventil besteht, ist mit dem Entlastungsdurchgang 25 verbunden. Diese Anordnung bildet einen Teil des Durchgangs zur Verbindung der Hochdruckleitung mit dem Vorratsbehälter 12, wobei der Ent­ lastungsdurchgang 18F als Niederdruckleitung verwendet wird. Dieser offene Durchgang, mit dem das Steuerventil 26 verbunden ist, kann jedoch auch von der Niederdruckleitung völlig unabhängig sein.

Weiterhin steht der gemeinsame Durchgang 13 mit dem offenen Entspannungsdurchgang 44 in Verbindung, wenn das Schaltventil 28 sein Entspannungsventil 28b öffnet, das als zweites Schaltventil dient.

Im folgenden sei die Arbeitsweise der einzelnen Ventile beschrieben.

(1) Schiebeventil 9

Das Schiebeventil 9 wird verschoben, um die Dämpfungskraft zu vergrößern. Dies geschieht im vorliegenden Beispiel nur während einer Kurvenfahrt.

(2) Entlastungsventil 21

Das Entlastungsventil 21 ist im konstanten Zustand geschlossen und wird geöffnet, wenn der Druck auf der Seite der Zylindereinheit 1 einen gegebenen Wert erreicht oder diesen überschreitet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist dieser Wert auf 160 bis 200 kg/cm² eingestellt. Mit anderen Worten, dieses Ventil dient als Sicherheitsventil, um einen abnormalen Druckanstieg auf der Seite der Zylindereinheit 1 zu verhindern.

Es sei erwähnt, daß das Entlastungsventil 21 an den Zylindereinheiten 1RR und 1RL für die Hinterräder montiert sein kann. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es jedoch nicht für die Hinterrädern sondern für die Vorderräder vorgesehen, wobei der Umstand in Betracht gezogen ist, daß die Fahrzeugkarosserie so konstruiert ist, daß der Druck auf der Hinterradseite nicht größer wird als auf der Vorderradseite, da das Gewicht auf der Vorderseite der Karosserie wesentlich größer ist als auf der Rückseite.

(3) Durchflußmengen-Steuerventile 15 und 19

Das Zuflußmengen-Steuerventil 15 und das Rücklaufmengen-Steuerventil 19 sind elektromagnetische Ventile, die vom geschlossenen Zustand in den Öffnungszustand oder umgekehrt geschaltet werden. Es ist jedoch vorgesehen, daß die Durchflußmengen-Steuerventile 15 und 19 mit einem Druckdifferenz- Steuermechanismus ausgestattet sind, so daß die Differenz zwischen dem Druck auf der stromaufwärtigen Seite und dem Druck auf der stromabwärtigen Seite im wesentlichen konstant gehalten wird, wenn die Ventile geöffnet sind, weil für eine Steuerung über die Durchflußmenge eine konstante Druckdifferenz erforderlich ist und zwar sind die Durchflußmengen-Steuerventile 15 und 19 so konstruiert, daß sie die Durchflußmenge mit den Positionen ihrer Ventilkörper, d. h. mit deren Öffnungswinkeln, ändern, wobei ihre Ventilkörper sich proportional zu dem zugeführten Strom verschieben. Der zuzuführende Strom wird auf der Basis einer zuvor gespeicherten Tabelle bestimmt, die die Beziehung zwischen der Durchflußmenge und dem Strom beinhaltet. Mit anderen Worten, der Strom wird nach Maßgabe der im gegebenen Zeitpunkt erforderlichen Durchflußmenge zugeführt.

Die Durchflußmengen-Steuerventile 15 und 19 steuern die Zufuhr oder den Rücklauf des Arbeitsfluids zu der bzw. von der Zylindereinheit 1 und bewirken somit eine Regelung der Aufhängungs-Kennwerte. Wenn der Zündschalter in AUS-Stellung ist, wird die Regelung nur während einer vorgegebenen Zeitspanne (im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist diese Zeitspanne auf 2 Minuten eingestellt) zum Absenken der Fahrzeughöhe durchgeführt. Die genannte Zeitspanne beginnt mit dem Ausschalten der Zündung. Mit anderen Worten, um eine Referenz-Fahrzeughöhe beizubehalten, wird verhindert, daß die Fahrzeughöhe teilweise größer wird, wenn eine Laständerung, z. B. durch Aussteigen oder aus anderen Gründen, stattfindet.

(4) Steuerventil 26

Das Steuerventil 26 ist bei ordnungsgemäßem Betrieb durch Erregung geschlossen und wird beim Auftreten eines Fehlers geöffnet. Eine solche fehlerbehaftete Zeit kann beispielsweise die Zeit sein, in der ein Teil des Durchflußmengen-Steuerventils 16 oder 19 festhängt, ferner die Zeit, in der ein Sensor oder eine andere Einheit nicht mehr ordnungsgemäß arbeitet, die Zeit in der der Flüssigkeitsdruck des Arbeitsfluids verloren geht oder unzureichend wird, die Zeit, in der die Pumpe 11 nicht mehr ordnungsgemäß arbeitet usw.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird dann das Steuerventil 26 innerhalb einer gegebenen Zeitspanne, z. B. von 2 Minuten, nach dem Ausschalten der Zündung geöffnet.

Beim Öffnen des Steuerventils 26 wird das Schließen des Steuerventils 16 in der oben beschriebenen Weise verzögert.

(5) Steuerventil 16

Wie oben erläutert wurde, wird das Öffnen des Steuerventils 16 nach der Druckverminderung in dem gemeinsamen Durchgang 13 durch die Wirkung der Drosseln oder Öffnungen 32F und 32R verzögert. Im Fehlerzeitpunkt, beispielsweise wenn ein Teil des Durchflußmengen-Steuerventils 16 offengehalten wird, ermöglicht diese Anordnung, daß die Durchgänge 14FR, 14L, 14RR und 14RL durch einen Abfall des Überwachungsdrucks geschlossen werden, der aus dem Öffnen des Steuerventils 26 resultiert. Dadurch wird das Arbeitsfluid in den Zylindereinheiten 1FR, 1FL, 1RR bzw. 1RL abgeschlossen und infolgedessen die Fahrzeughöhe beibehalten. Die Aufhängungs- Kennwerte sind in diesem Zeitpunkt selbstverständlich in einer sog. passiven Weise fixiert.

(6) Schaltventil 28

Wenn der Zündschalter eingeschaltet wird und die Pumpe 11 arbeitet, d. h. wenn der Motor läuft, nimmt das Schaltventil 28 einen Zustand an, in welchem das Prüfventil 28a nach Maßgabe des Steuerdrucks auf den gemeinsamen Durchgang 13 einwirkt. Wenn der Zündschalter ausgeschaltet wird, wird das Entlastungsventil 28b des Schaltventils 28 durch die Vorspannkraft der Feder 28d geöffnet. Diese Vorspannkraft ist auf einen Druck eingestellt, der gleich oder kleiner ist als der Steuerdruck, der bei der Entladezeit wirksam sein soll, d. h. auf einen Druck im Bereich von 5 bis 10 kg/cm². Dadurch wird vermieden, daß das Entlastungsventil 28 in der Entladezeit unnötig geöffnet wird.

Steuersystem

Fig. 3 zeigt ein Steuersystem für den in Fig. 1 dargestellten Arbeitsfluid-Kreis.

In Fig. 3 steht das Bezugszeichensymbol "WFR" für das rechte Vorderrad, "WFL" für das linke Vorderrad "WRR" für das rechte Hinterrad und "WRL" für das linke Hinterrad. Mit U ist eine Steuereinheit mit einem Mikroprozessor bezeichnet. Der Steuereinheit U werden Signale von Bodenabstandssensoren 51FR, 51FL, 51RR und 51RL, von Drucksensoren 52FR, 52FL, 52RR und 52RL, Vertikalbeschleunigungssensoren (G) 53FR, 53FL und 53R, einem Drucksensor 53M, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 61, einem Lenkgeschwindigkeitssensor 62, einem Querbeschleunigungssensor 63 und einem Betätigungshebel- Positionsdetektorsensor 64 sowie EIN- und AUS-Signale von einem Zündschalter 71 zugeführt. Die Steuereinheit U erzeugt Signale für die Schaltventile 9 (9FR, 9FL, 9RR, 9RL), die Zuflußmengen-Steuerventile 15 (15FR, 15FL, 15RR, 15RL), die Rücklaufmengen-Steuerventile 19 (19FR, 19FL, 19RR, 19RL), das Steuerventil 26, ein Entlastungsventil 27 und eine Alarmeinrichtung 72 in Form einer Alarmlampe, eines Summers oder dergleichen.

Die Sensoren 51FR, 51FL, 51RR und 51RL für die Fahrzeughöhe sind an den entsprechenden Zylindereinheiten 1FR, 1FL, 1RR bzw. 1RL montiert und erfassen die Bodenabstände in den Positionen der jeweiligen Räder, in dem sie die Elongation der betreffenden Zylindereinheiten abtasten. Die Drucksensoren 52FR, 52FL, 52RR und 52RL erfassen die Drücke in der Flüssigkeitskammer 5 der betreffenden Zylindereinheiten 1FR, 1FL, 1RR und 1RL (siehe auch Fig. 1). Die Vertikalbeschleunigungssensoren 53FR, 53FL und 53R erfassen die Vertikalbeschleunigung oder die Beschleunigung in vertikaler Richtung oder eine vertikale Beschleunigungskomponente. Die Vertikalbeschleunigungssensoren 53FR und 53FL sind an der Vorderseite des Fahrzeugs B in annähernd symmetrischen Positionen auf der Achse der Vorderräder montiert, während der Vertikalbeschleunigungssensor 53R auf der Rückseite des Fahrzeugs B auf der Achse der Hinterräder in einer mittleren Position zwischen der linken und rechten Seite montiert ist. Diese Positionen der drei Vertikalbeschleunigungssensoren bestimmen eine virtuelle Ebene, die die Fahrzeugkarosserie B repräsentiert und annähernd horizontal verläuft. Sie sind mit anderen Worten im wesentlichen in derselben Höhe montiert. Der Drucksensor 53M dient zur Erfassung des Drucks in dem gemeinsamen Durchgang 13. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 61 dient zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit, und der Lenkgeschwindigkeitssensor 62 dient zur Erfassung der Geschwindigkeit, mit der das Lenkrad betätigt wird, d. h. der Lenkgeschwindigkeit. Die Lenkgeschwindigkeit wird berechnet, indem der Lenkwinkel erfaßt und der erfaßte Lenkwinkel verarbeitet wird. Der Querbeschleunigungssensor 63 dient zur Erfassung der Querbeschleunigung oder der Beschleunigung in Querrichtung oder der Querkomponente der Beschleunigung. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist nur ein Querbeschleunigungssensor vorgesehen, der auf der Z-Achse der Fahrzeugkarosserie montiert ist. Der Sensor 64 dient zur Erfassung der Position des Betätigungshebels für die Einstellung der Geschwindigkeitsbereichspositionen des automatischen Getriebes. Er kann die Verschiebung von der Park- oder Leerlaufposition P bzw. N in den Fahrbereich erfassen. Die Steuereinheit U führt eine aktive Steuerung aus, deren Grundkonzept in Fig. 4A und 4B dargestellt ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beinhaltet die aktive Steuerung eine Regelung der Stellung des Fahrzeugs (Steuerung durch das Signal der Bodenfreiheit), eine Fahrkomfortregelung (Steuerung durch vertikales Beschleunigungssignal), und eine Verwindungsregelung der Fahrzeugkarosserie (Steuerung durch Drucksignal). Die Ergebnisse dieser Regelungen werden ggf. durch Durchflußmengen des Arbeitsfluids repräsentiert, das durch die Durchflußmengen-Steuerventile 15 und 19 strömt.

Aktive Steuerung

Im folgenden sei ein Beispiel für die Regelung der Aufhängungs-Kennwerte auf der Basis der Ausgangssignale der einzelnen Sensoren in Verbindung mit Fig. 4 und 5 beschrieben.

Die Inhalte der Regelung lassen sich grob in drei Regelungsarten unterteilen: Die Lageregelung der Fahrzeugkarosserie B auf der Basis des Ausgangssignales des Sensors für den Bodenabstand, die Fahrkomfortregelung auf der Basis des Ausgangssignals der Sensoren für die Vertikalbeschleunigung (G), und die Verwindungsregelung der Fahrzeugkarosserie B auf der Basis des Ausgangssignals des Drucksensors. Im folgenden sei jede dieser Regelungsarten näher erläutert.

(1) Regelung der Lage des Fahrzeugs (über die Signale der Sensoren für den Bodenabstand)

Diese Regelungsart umfaßt drei Unterarten, die aus einer Steuerung von drei Komponenten der Stellung der Fahrzeugkarosserie bestehen, nämlich eine Hubkomponente, einer Nickkomponente und einer Rollkomponente, die jeweils durch eine Regelung auf der Basis einer PD-Regelung (Proportional- Differenzial-Regelung) geregelt werden können.

Wie in Fig. 4 und 5 dargestellt, geben die Symbole "+" und "-", die auf der linken Seite der Hub-, Nick- und Roll-Steuersektionen angebracht sind, die Art und Weise an, wie die Ausgangssignale der einzelnen Bodenabstandssensoren für jede der drei Steuer-Unterarten behandelt werden. Auf der anderen Seite geben die auf der rechten Seite der Hub-, Nick- und Roll-Steuersektionen angebrachten Symbole "+" und "-" an, daß eine Änderung in der Stellung der Fahrzeugkarosserie unterdrückt wird. Sie sind den jeweiligen Symbolen auf der linken Seite entgegengesetzt.

Mit anderen Worten für die Steuerung der Hubkomponente der Fahrzeugstellung werden die Bodenabstände auf der linken und auf der rechten Seite der Fahrzeugkarosserie addiert, während die Bodenabstände auf der linken und rechten hinteren Seite der Fahrzeugkarosserie addiert werden. Die Summenwerte werden einer PD-Regelung und zwar in der Richtung, daß sie mit einem Referenzwert des Bodenabstands übereinstimmen. Dies geschieht gemäß folgender Formel (1):

K_B1 + (T_B2 × S)/(1 + T_B2 × S) × K_B2 (1)

worin K_B1, K_B2 und T_B2 Regelverstärkungsfaktoren (Konstanten) und S einen Operator bedeuten.

Für die Steuerung der Nickkomponente der Karosseriestellung wird die Differenz, die durch Subtrahieren der Summe der Bodenabstände auf der rechten und der linken hinteren Seite der Fahrzeugkarosserie von der linken und rechten vorderen Seite gewonnen wird, eine PD-Steuerung auf den Wert Null unterzogen.

Zur Steuerung der Rollkomponente der Fahrzeugkarosseriestellung wird die Summe aus der vorderen rechten und linken Fahrzeughöhe einer PD-Regelung unterzogen, derart, daß sie mit der Summe aus der rechten vorderen und der linken hinteren Fahrzeughöhe übereinstimmt. Mit anderen Worten, die erstere und die letztere werden in der Weise PD-geregelt, daß ein Sollwert des Rollwinkels erreicht wird.

Die einzelnen Steuerwerte für die Regelung der Hub-, Nick- und Rollkomponenten der Fahrzeugkarosseriestellung werden in der beschriebenen Weise für jede Zylindereinheit 1 gewonnen. Sodann werden die drei Steuerwerte für jede Zylindereinheit 1 zueinander addiert und ergeben ein Durchflußmengensignal Q_XFR, Q_XFL, Q_XRR und Q_XRL zur Regelung der Fahrzeughöhe an der Position der jeweiligen Räder der Fahrzeugkarosserie. Die Gleichung für die PD-Regelung der Nick- und Rollkomponenten ist im wesentlichen dieselbe wie die oben angegebene Gleichung (1) mit dem Unterschied, daß für die Nick- und Rollregelung ein anderer Regelverstärkungsfaktor verwendet wird.

(2) Fahrkomfortregelung (Steuerung über die Signale der Vertikalbeschleunigungssensoren (G-Sensoren))

Die Fahrkomfortregelung soll verhindern, daß der Fahrkomfort aus Gründen beeinträchtigt wird, die sich aus der in Abschnitt (1) beschriebenen Regelung der Fahrzeugkarosseriestellung ergeben.

Zur Fahrkomfortregelung werden die Hub-, Nick- und Rollkomponenten der Vertikalbeschleunigung, die den Hub-, Nick- und Rollkomponenten der Fahrzeughöhe für die unter (1) beschriebene Regelung der Karosseriestellung entsprechen, so gesteuert, daß sie durch Rückkopplung auf der Basis einer IPD- (Integral-Proportional-Differenzial-Regelung) gemäß folgender Gleichung (2) unterdrückt werden:

[T_B3/(1 + T_B3 × S)] × K_B3 + K_B4 + [(T_B3 × S)/(1 + T_B3 × S)] × K_B3 (2)

worin K_B3, K_B4 und T_B3 Regelverstärkungsfaktoren (Konstanten) bedeuten und S ein Operator ist.

In der Regelungsgleichung (2) werden die Regelverstärkungsfaktoren für die Hub-, Nick- und Rollregelung exclusiv eingestellt und verwendet.

Für die Nickregelung im Zusammenhang mit dem Fahrkomfort wird als Vertikalbeschleunigung auf der Vorderseite der Fahrzeugkarosserie der arithmetische Mittelwert der Vertikalbeschleunigung auf der linken und rechten Vorderseite der Karosserie verwendet, weil nur drei G-Sensoren für die Fahrkomfortregelung vorgesehen sind. Der Rollregelung im Zusammenhang mit der Fahrkomfortregelung wird nur die Vertikalbeschleunigung auf der linken und rechten Vorderseite der Fahrzeugkarosserie hingegen keine Vertikalbeschleunigung auf der Rückseite der Karosserie zugrundegelegt. Für die Fahrkomfortregelung werden ebenso wie für die Fahrzeughöhenregelung die Steuerwerte für die Hub-, Nick- und Rollregelung, die durch die PD-Regelung gewonnen werden, für jede einzelne Zylindereinheit 1 gegeben, und die Steuerwerte werden für jede Zylindereinheit 1 zueinander addiert, wodurch ggf. vier Durchflußmengensignale Q_GFR, Q_EFL, Q_GRR und Q_GRL für die Fahrkomfortregelung erzeugt werden.

(3) Verwindungsregelung (Regelung über die Signale der Drucksensoren)

Die Verwindungsregelung dient zur Unterdrückung des Verdrehungs- oder Biegungszustands der Fahrzeugkarosserie B. Da der auf die einzelnen Zylindereinheiten 1 einwirkende Druck der auf die betreffenden Räder wirkenden Belastung entspricht, wird der Verdrehungs- oder Biegezustand der Fahrzeugkarosserie B, der sich aus der auf die einzelnen Räder wirkenden Belastung ergibt, so geregelt, daß er nicht größer wird.

Für die Vorderseite der Fahrzeugkarosserie wird die Regelung in der Richtung durchgeführt, daß das Verhältnis der Differenz der Drücke zwischen dem rechten und dem linken Vorderrad (P_FR - P_RL) zu der Summe der Drücke des rechten und linken Vorderrads (P_FR + P_FL) 1 : 1 beträgt. Auch für die Hinterseite der Fahrzeugkarosserie wird das Verhältnis der Differenz der Drücke zwischen dem rechten und dem linken Hinterrad (P_RR - P_RL) zu der Summe der Drücke des rechten und linken Hinterrads (P_RR + P_RL) zu 1 : 1 gemacht. Die Größe der Verwindung zwischen der Vorder- und Rückseite der Fahrzeugkarosserie wird durch einen Gewichtungsfaktor F oder einen Faktor zur Bestimmung des Regelungsverhältnisses gewichtet, und jede der oben (unter 1) beschriebenen Stellungsregelungen und der (unter 2) beschriebenen Fahrkomfortregelungen wird durch einen Gewichtungsfaktor A oder einen Faktor zur Bestimmung des Regelungsverhältnisses gewichtet. Bei dieser Regelung zur Unterdrückung der Verwindung der Fahrzeugkarosserie werden die Steuerwerte für die vier betreffenden Zylindereinheiten als Durchflußmengensignale Q_PFR, Q_PFL, Q_PRR und Q_PRL bestimmt.

Alle Steuergrößen für die Stellungs-, Fahrkomfort- und Verwindungsregelung, die für die einzelnen Zylinder 1 gewonnen werden, werden dann zueinander addiert, so daß sich gegebenenfalls endgültige Signale Q_FR, Q_FL, Q_RR, Q_RL für die betreffenden Zylindereinheiten 1 ergeben.

(4) Die Regelverstärkungsfaktoren, die in den in Zusammmenhang mit Fig. 4 beschriebenen Regelungsgleichungen verwendet werden, können durch ein Steuersystem verschoben werden, wie es in Fig. 5 dargestellt ist.

Zunächst wird die Lenkgeschwindigkeit R_H mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V multipliziert. Ein durch Verarbeitung eines Referenzwerts G1 aus dem resultierenden Produkt (R_H × V) gewonnener Wert S1 wird in einen Schaltungsteil zur Kurvenfahrt- Beurteilung eingegeben. Diesem Schaltungsteil wird außerdem ein Wert S2 eingegeben, der durch Subtraktion eines Referenzwerts G2 von der momentanen Querbeschleunigung Gs der Fahrzeugkarosserie gewonnen wird.

Wenn der Schaltungsteil zur Kurvenfahrt-Beurteilung feststellt, daß der Wert S1 oder S2 gleich oder größer Null ist, zieht er daraus die Folgerung, daß sich das Fahrzeug in einer Kurvenfahrt befindet und erzeugt ein Signal Sa zur Änderung der Aufhängungskennung in "hart", gefolgt von einem Umschalten des Dämpfungskraft-Schiebeventils 10 in die Schließstellung, um so die Steuerung der Durchflußmenge zu den einzelnen Flüssigkeitsdruckzylindern 3 zu verbessern. Gleichzeitig werden die einzelnen Portionalitätskonstanten K_i (i = B_{1,2,3 oder 4}) auf K_Hard gesetzt, und der Sollwert des Rollwinkels T_roll wird auf eine Größe gesetzt, die der Querbeschleunigung in diesem Zeitpunkt entspricht und einer zuvor gespeicherten Tabelle entnommen wird. Ein Beispiel der Tabellen ist in Fig. 6 gezeigt. Im Falle eines Fahrzeugs mit passiver Aufhängung wird die Querbeschleunigung, wie in Fig. 7 gezeigt, mit wachsendem Rollwinkel (normaler Rollwinkel) größer.

Wenn der Schaltungsteil zur Kurvenfahrt-Beurteilung hingegen feststellt, daß der Eingangswert S1 oder S2 kleiner ist als Null, zieht er daraus die Folgerung, daß das Fahrzeug geradeaus fährt und erzeugt ein Signal Sb zur Änderung der Aufhängungskennung in "weich", gefolgt von einer Verschiebung des Dämpfungskraft-Schiebeventils 10 in die Öffnungsstellung und der Einstellung der Proportionalitätskonstanten Ki auf einen Normalwert K_Soft und des Sollwerts des Rollwinkels auf T_roll gleich Null.

Im folgenden sei die Art und Weise beschrieben, wie Störungen der für die aktive Steuerung verwendeten Vorrichtungen erkannt und beseitigt werden.

Wenn die Vorrichtung beispielsweise auf eine der im folgenden angegebenen Arten gestört ist, wird die aktive Steuerung im Zeitpunkt der Fehlererkennung unverzüglich aufgehoben. Es folgt dann ein Öffnen des Entlastungssteuerventils bzw. Druckregelventils 26 und eine Betätigung des Alarms 72.

Störungsart 1

Der von dem Sensor 64 erfaßte Druck des Hauptakkumulators 22 erreicht innerhalb von 5 Sekunden nach dem Einschalten des Zündschalters 71 nicht den Wert Kgf/cm² oder mehr.

Störungsart 2

Das Ausgangssignal des Drucksensors 64 beträgt 4,5 Volt oder mehr. Der normale Bereich des Ausgangssignals liegt zwischen 1 und 4 Volt.

Störungsart 3

Das Ausgangssignal des Drucksensors 64 zeigt einen Druck von 185 kgf/cm² oder mehr an.

Störungsart 4

Das Ausgangssignal des Drucksensors 64 zeigt innerhalb von 5 Sekunden oder mehr überhaupt kein Ansteigen des Drucks an, wenn das Ausgangssignal des Drucksensors 64 einen Druck unter 100 kgf/cm² oder weniger anzeigt und die aktive Steuerung aufgehoben ist.

Störungsart 5

Alle Leitungsdrähte der Sensoren und Betätigungsglieder sind gebrochen.

Störungsart 6

Für einen Zeitraum von 5 Sekunden oder mehr wurde kontinuierlich eine Durchflußmenge des Arbeitsfluids in den Vorratsbehälter 12 detektiert, die unterhalb einer unteren Grenze oder darunter liegt.

Störungsart 7

Das Ausgangssignal der einzelnen Zylinderdrucksensoren 52 beträgt 0,5 Volt oder weniger oder 4,5 Volt oder mehr. Der normale Bereich für das Ausgangssignal der einzelnen Druckzylindersensoren 52 liegt zwischen 1 Volt und 4 Volt.

Störungsart 8

Das Ausgangssignal des Fahrzeughöhensensors 51 beträgt 0,5 Volt oder weniger oder 4,5 Volt oder mehr. Der normale Bereich der Drücke für das Ausgangssignal des Fahrzeughöhensensors 51 liegt im Bereich von 1 Volt bis 4 Volt.

Störungsart 9

Das Ausgangssignal der G-Sensoren 53 und 63 beträgt 0,5 Volt oder weniger oder 4,5 Volt oder mehr während einer kontinuierlichen Zeitspanne von 1 Sekunde oder mehr. Der normale Bereich der Drücke für das Ausgangssignal der G-Sensoren 53 und 63 liegt in dem Bereich von 1 Volt bis 4 Volt.

Störungsart 10

Das Ausgangssignal des Querbeschleunigungssensors 63 beträgt 0,5 Volt oder weniger oder 4,5 Volt oder mehr. Der normale Bereich der Drücke für das Ausgangssignal des Querbeschleunigungssensors 63 liegt im Bereich von 1 Volt bis 4 Volt.

Störungsart 11

Es tritt ein Fehler in der zentralen Prozessoreinheit auf.

Steuerung für das Öffnen des Steuerventils 26

Im folgenden sei in Verbindung mit dem Flußdiagramm von Fig. 8 ein Beispiel für die Steuerung zum Öffnen des Steuerventils 26 beschrieben.

Zunächst wird in dem Schritt S1 festgestellt, ob der Zündschalter eingeschaltet ist oder nicht. Wenn das Ergebnis anzeigt, daß der Zündschalter eingeschaltet ist, d. h. daß die Pumpe 11 angetrieben wird und der Motor läuft, geht das Programm zu dem Schritt S2 über, in welchem festgestellt wird, ob das aktive Steuersystem gestört ist. Wenn in dem Schritt S2 entschieden wird, daß das aktive Steuersystem gestört ist, geht das Programm zu dem Schritt S3 über, in welchem das erste Schaltventil, nämlich das Entlastungssteuerventil 26 geöffnet wird. Dies ermöglicht eine Entladung des Drucks in der Hochdruckleitung zu dem Vorratsbehälter 12 in einem Zug. Wenn als Ergebnis des Schrittes S2 festgestellt wird, daß das aktive Steuersystem normal arbeitet, geht das Programm zu dem Schritt S3 über, in welchem das erste Schaltventil 26 geschlossen wird.

Wenn hingegen der erste Schritt S1 ergibt, daß der Zündschalter ausgeschaltet ist, wird der Druck in der Hochdruckleitung (gemeinsamer Durchgang 13) über das Entlastungsventil 28b in den Vorratsbehälter 12 entladen. Diese Druckentladung erfolgt allmählich durch die variable Öffnung 28c. In diesem Zeitpunkt geht das Programm zu dem Schritt S5 über, in welchem das Signal des Drucksensors 53M, d. h. der Druck P in dem gemeinsamen Durchgang 13, ausgelesen wird. Darauf folgt der Übergang zu dem Schritt S6 in welchem festgestellt wird, ob der Druck P gleich oder kleiner ist als ein vorbestimmter erster Druck P1, der so festgelegt ist, daß er kleiner ist als der Druckwert, bei dem Wasserschlag verursacht wird, auch wenn der Druck entladen würde. Wenn das Ergebnis des Schrittes S6 anzeigt, daß der Druck P gleich oder kleiner ist als der vorbestimmte erste Druck P1, geht das Programm zu dem Schritt S7 über, in welchem das erste Schaltventil 26 geöffnet wird. Selbst wenn das Schaltventil 26 geöffnet wird, tritt kein Wasserschlag auf, weil der Druck P in dem gemeinsamen Durchgang 13 kleiner oder gleich dem ersten vorbestimmten Druck P1 ist, der kleiner ist als der Druck, bei dem Wasserschlag auftritt. Anschließend geht das Programm zu dem Schritt S8 über, in welchem festgestellt wird, ob der Druck P in den gemeinsamen Durchgang 13 gleich oder kleiner ist als ein vorbestimmter zweiter Druck P2. Wenn in dem Schritt S8 festgestellt wird, daß der Druck P gleich oder kleiner ist als der vorbestimmte zweite Druck P2, geht das Programm zu dem Schritt S9 über, in dem das System heruntergefahren wird, gefolgt von dem Ende des Prozesses. Es sei hier erwähnt, daß der vorbestimmte zweite Druck P2 auf einen Wert eingestellt ist, der genügend klein ist und der in der im folgenden beschriebenen Weise zur Erfassung einer Störung des ersten Schaltventils 26 verwendet werden kann. Der Prozeß von Schritt S11 bis Schritt S13 dient zur Erforschung der Störung des zweiten Schaltventils 28b (Entlastungsventil). Mit anderen Worten, wenn der Druck in der Hochdruckleitung (gemeinsamer Durchgang 13) nach dem Ausschalten des Zündschalters während einer eine vorbestimmte Zeitspanne überschreitenden Zeit auf einem Druck gehalten wird, der größer als der vorbestimmte erste Druck P1, bedeutet dies nichts anderes als das keine genügende Druckentladung durch das zweite Schaltventil 28b stattfindet. In diesem Fall wird in dem Schritt S12 festgestellt, daß das zweite Schaltventil 28b gestört ist. Dieses Ergebnis wird den Schritt S13 in einem ROM gespeichert.

Der Prozeß von Schritt S14 bis S16 dient zur Erforschung der Störung des ersten Schaltventils 26. In Schritt S14 wird festgestellt, ob der Druck in der Hochdruckleitung (gemeinsamer Durchgang 13) für eine vorbestimmte Zeitspanne über den vorbestimmten zweiten Druck P2 liegt, selbst wenn das erste Schaltventil 26 geöffnet ist. Wenn das Ergebnis der Entscheidung in Schritt S14 zeigt, daß der Druck in der Hochdruckleitung während der vorbestimmten Zeitspanne oder länger anhält, geht das Programm zu dem Schritt S15 über in welchem festgestellt wird, daß das erste Schaltventil 26 gestört ist und keine genügende Druckentlastung durch das erste Schaltventil 26 stattfindet. Dann wird in Schritt S16 dieses Ergebnis in den ROM gespeichert.

Variante 1

Fig. 9 und 10 zeigen eine Variante der Aufhängungsvorrichtung gemäß vorliegender Erfindung. Gleiche Elemente wie bei dem vorrangehend beschriebenen Ausführungsbeispiel sind mit denselben Bezugszeichen versehen wie dort und werden nicht erneut beschrieben.

Wie Fig. 9 zeigt, ist ein Entlastungsdurchgang 144 vorgesehen, der zur Entladung des in dem gemeinsamen Durchgang 13 herrschenden Drucks in den Vorratsbehälter 12 dient. Dieser Entlastungsdurchgang 144 arbeitet in derselben Weise wie die Entlastungsdurchgänge 44 und 25 in dem ersten Ausführungsbeispiel. Mit dem Entlastungsdurchgang 144 ist ein elektromagnetisches Schaltventil 145 verbunden, das zur Laststeuerung dient. Das Schaltventil 145 ist von einer Steuereinheit U aus durch ein Lastsignal steuerbar (ein Signal, das für ein Lastverhältnis kennzeichnend ist). Wenn das Lastverhältnis 0% beträgt, ist das Schaltventil 145 voll geschlossen (Öffnungswinkel gleich Null) wie dies in Fig. 9 dargestellt ist. Wenn das Lastverhältnis hingegen 100% beträgt, nimmt das Schaltventil 145 einen Zustand an, in welchem sein Entlastungsventil aus der voll geschlossenen Stellung nach links in die voll geöffnete Stellung (Öffnungswinkel 100%) verschoben ist. Wenn das Lastverhältnis zwischen 0% und 100% liegt, ändert sich das Verhältnis des geschlossenen zu dem offenen Zustand proportional zum Öffnungswinkel des Schaltventils 145. Ein Lastverhältnis von 20% bedeutet beispielsweise, daß der Öffnungswinkel im wesentlichen 20% beträgt. Mit anderen Worten, der Öffnungswinkel des Schaltventils 145 vergrößert oder verkleinert sich proportional zu dem Lastverhältnis. Das Schaltventil 145 ist ein solches, das den Öffnungswinkel einstellen kann.

Im folgenden sei die Steuerung des Öffnungswinkels, z. B. des Schaltventils 145, in Verbindung mit dem Flußdiagramm von Fig. 10 beschrieben.

Zunächst wird in einem Schritt S31 (der dem Schritt S1 von Fig. 8 entspricht) festgestellt, ob der Zündschalter ausgeschaltet ist. Wenn das Ergebnis des Schrittes S31 zeigt, daß der Zündschalter nicht ausgeschaltet ist, geht das Programm zu dem Schritt S32 über (der dem Schritt S2 von Fig. 8 entspricht), in welchem festgestellt wird, ob das aktive Steuersystem gestört ist. Falls das Ergebnis von Schritt S32 zeigt, daß das aktive Steuersystem gestört ist, geht das Programm zu dem Schritt S33 über, in welchem für das Schaltventil 145 ein Lastsignal erzeugt wird, das ein Lastverhältnis von 100% anzeigt. Dadurch wird das Schaltventil 145 voll geöffnet und bewirkt eine rasche Entlastung des Drucks aus dem gemeinsamen Durchgang 13 in den Vorratsbehälter 12.

Wenn das Ergebnis von Schritt S32 anzeigt, daß das aktive Steuersystem nicht gestört ist, geht das Programm zu dem Schritt S34 über (der dem Schritt S4 von Fig. 8 entspricht), in welchem für das Schaltventil 145 ein Lastsignal erzeugt wird, das das Lastverhältnis 0% anzeigt. Dadurch wird das Schaltventil 145 voll geschlossen.

Falls der Schritt S31 ergibt, daß der Zündschalter eingeschaltet ist, geht das Programm zu dem Schritt S35 über, in welchem für das Schaltventil 145 ein Lastignal erzeugt wird, das für ein Lastverhältnis von 20% kennzeichnend ist. Dadurch wird das Schaltventil 145 auf einen Öffnungswinkel von 20° geöffnet, so daß der Druck in dem gemeinsamen Durchgang 13 allmählich in den Vorratsbehälter 12 entladen wird. Es sei hier erwähnt, daß der Öffnungswinkel des Schaltventils 145 in Schritt S35 auch so eingestellt werden kann, daß er sich im Laufe der Zeit allmählich vergrößert.

Variante 2

Fig. 11 und 12 zeigen eine weitere Variante der Aufhängungsvorrichtung gemäß vorliegender Erfindung. Auch hier sind wieder solche Elemente, die Elementen des vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiels entsprechen, mit denselben Bezugszeichen versehen wie dort und werden nicht wieder näher beschrieben.

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist, wie bei der Variante von Fig. 9 und 10, nur ein Entlastungsdurchgang 144 als Entlastungsdurchgang für die Entladung des Drucks in dem gemeinsamen Durchgang 13 in den Vorratsbehälter 12 vorgesehen.

Mit dem Entlastungsdurchgang ist ein elektromagnetisches Schaltventil 146 verbunden und eine damit in Reihe angeordnete variable Drossel oder Öffnung, die ebenfalls elektromagnetisch steuerbar ist. Das Schaltventil 146 kann einen EIN-Zustand (voll geöffnet) und einen AUS-Zustand (voll geschlossen) annehmen. Die variable Öffnung 147 kann wenigstens zwei Öffnungswinkel, d. h. einen großen Öffnungswinkel und einen kleinen Öffnungswinkel, annehmen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die variable Öffnung 147 ihren Öffnungswinkel kontinuierlich einstellen. Das Schaltventil 146 und die variable Öffnung 147 können in gegenseitiger Zuordnung als Steuerventil arbeiten, dessen Öffnungswinkel einstellbar ist. Das Schaltventil 146 und die variable Öffnung 147 werden durch die Steuereinheit U gesteuert.

Im folgenden sei ein Beispiel der Steuerung des Schaltventils 146 und der variablen Öffnung 147 in Verbindung mit dem Flußdiagramm von Fig. 12 beschrieben.

Zunächst wird in einem Schritt S41 (der dem Schritt S1 von Fig. 8 entspricht) festgestellt, ob der Zündschalter ausgeschaltet ist. Wenn das Ergebnis von Schritt S41 zeigt, daß der Zündschalter nicht ausgeschaltet ist, geht das Programm zu dem Schritt S42 über, (der dem Schritt S2 von Fig. 8 entspricht). In diesem wird festgestellt, ob das aktive Steuersystem gestört ist. Wenn in Schritt S42 festgestellt wird, daß das aktive Steuersystem gestört ist, geht das Programm zu dem Schritt S43 über (der dem Schritt S3 von Fig. 8 entspricht). In diesem wird das Schaltventil 146 geöffnet, und der Öffnungswinkel der variablen Öffnung 147 wird auf Maximum gestellt, so daß der Druck in dem gemeinsamen Durchgang 13 rasch in den Vorratsbehälter 12 entladen wird.

Wenn das Ergebnis der Entscheidung in Schritt S42 hingegen zeigt, daß das aktive Steuersystem nicht gestört ist, geht das Programm zu dem Schritt S44 über (der dem Schritt S4 von Fig. 8 entspricht). In diesem wird der Schalter 146 geschlossen, während die variable Öffnung 147 auf maximalen Öffnungswinkel eingestellt wird. Der Grund für die Einstellung der variablen Öffnung 147 auf maximalen Öffnungswinkel besteht darin, daß der in Schritt S43 angezeigte Modus durch Öffnen des Schaltventils 146 herbeigeführt werden kann. Der Öffnungswinkel der variablen Öffnung 147 kann frei eingestellt werden.

Wenn das Ergebnis der Entscheidung in Schritt S41 zeigt, daß der Zündschalter ausgeschaltet ist, geht das Programm zu dem Schritt S45 über, in welchem das Schaltventil 146 geöffnet und die variable Öffnung 147 auf einen kleinen (von Null verschiedenen) Öffnungswinkel eingestellt wird. Dies ermöglicht eine allmähliche Entladung des in dem gemeinsamen Durchgang 13 herrschenden Drucks in den Vorratsbehälter 12. Die variable Öffnung kann in Schritt 147 ihren Öffnungswinkel so einstellen, daß dieser sich im Lauf der Zeit allmählich vergrößert.

Claims (18)

1. Verfahren zum Steuern einer Aufhängungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, bei dem

• - mehrere zwischen einer gefederten Masse und einer ungefederten Masse angeordnete, mit einer Druckleitung verbundene Zylindereinheiten von Radaufhängungen für die Lageregelung der Fahrzeugkarosserie unter Berücksichtigung vorbestimmter Bedingungen durch Regelung der Zufuhr oder des Rücklaufs eines Arbeitsfluids zu oder von den Zylindereinheiten mit dem Arbeitsfluid beaufschlagt werden.
• - und im Falle einer Störung sowie beim Ausschalten des Zündschalters Arbeitsfluid aus der Druckleitung in einen Vorratsbehälter entladen wird, wodurch die Aufhängevorrichtung von einem aktiv gesteuerten Betrieb auf passiven Betrieb umgeschaltet wird,

dadurch gekennzeichnet, daß auch im Falle der Ausschaltung des Zündschalters (71) die Entladung sofort beginnt, dann jedoch mit einem kleineren Volumenstrom erfolgt als bei der Entladung im Falle einer Störung.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Verstreichen einer bestimmten Zeitdauer von der Entladung mit kleinerem Volumenstrom zu dem der ungedrosselten Entladung im Falle einer Störung übergegangen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladung im Falle der Ausschaltung des Zündschalters (71) mit zunehmendem Volumenstrom erfolgt.

4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle der Ausschaltung des Zündschalters (71) die Entladung mit einem kleinen Volumen solange erfolgt, wie ermittelt wird, daß der Druck (P) in der Druckleitung (13) gleich oder größer ist als ein vorbestimmter Druckwert, bei dem Wasserschlag verursacht wird.

5. Aufhängungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit

• - zwischen einer gefederten Masse und einer ungefederten Masse angeordneten Zylindereinheiten (1) für die Regelung der Stellung der Fahrzeugkarosserie (B) durch Steuerung der Zufuhr oder des Rücklaufs eines Arbeitsfluids zu bzw. von den Zylindereinheiten (1) unter einer vorbestimmten Bedingung,
• - einem Vorratsbehälter (12) zur Speicherung des Arbeitsfluids,
• - einer Druckleitung (13) zur Beaufschlagung der Zylindereinheit (1) mit dem unter Druck stehenden Arbeitsfluid,
• - einer Pumpe (11) zum Fördern und Einspeisen des Arbeitsfluids aus dem Vorratsbehälter (12) in die Druckleitung (13),
• - mindestens einem Störungsdetektor (51, 52, 53; 63; 64) zur Erfassung von Störungen in der Zuführung oder im Rücklauf des Arbeitsfluids zu der bzw. von der Zylindereinheit (1),
• - einem Zündschalterdetektor zur Erfassung des ausgeschalteten Zustands des Zündschalters (71) und einer Druckentlastungseinrichtung zur Entladung des in der Druckleitung (13) herrschenden Drucks in den Vorratsbehälter (12),

dadurch gekennzeichnet, daß die Druckentlastungseinrichtung einen Entlastungsdurchgang (44) aufweist, der die Druckleitung (13) mit dem Vorratsbehälter (12) verbindet, sowie ein mit diesem Entlastungsdurchgang (44) verbundenes Steuerventil (28) mit veränderlicher Ventilöffnung, und daß das Steuerventil (28) auf einen größeren Öffnungsquerschnitt eingestellt ist, wenn der Störungsdetektor eine Störung feststellt, hingegen auf einen kleineren Öffnungsquerschnitt eingestellt ist, wenn der Zündschalterdetektor das Ausschalten der Zündung feststellt.

6. Aufhängevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungsquerschnitt des Steuerventils (28) durch eine Steuerung zwischen voll geöffnetem Zustand und voll geschlossenem Zustand veränderbar ist.

7. Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Steuerventils (28) einstellbar ist.

8. Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil ein elektromagnetisch betätigbares Schaltventil ist mit einer kleineren und einer größeren Ventilöffnung.

9. Aufhängevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil ein elektromagnetisches Schaltventil (146) sowie eine elektromagnetisch betätigbare variable Drossel (147) aufweist, die in Reihe zueinander angeordnet sind,
daß das Schaltventil (146) geöffnet ist, während die Drossel (147) auf eine größere Öffnung eingestellt ist, wenn der Störungsdetektor die Störung feststellt, und
daß das Schaltventil (146) geöffnet ist, während die Drossel (147) auf eine kleinere Öffnung eingestellt ist, wenn der Zündschalterdetektor das Ausschalten der Zündung feststellt.

10. Aufhängungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckentlastungseinrichtung folgende Teile aufweist:
einen ersten Entlastungsdurchgang (18F, 25) und einen zweiten Entlastungsdurchgang (44; 144), die parallel zueinander angeordnet sind und jeweils die Druckleitung (13) mit dem Vorratsbehälter (12) verbinden,
ein mit dem ersten Entlastungsdurchgang (18F, 25) verbundenes erstes Ventil (26) und ein mit dem zweiten Entlastungsdurchgang (44; 144) verbundenes zweites Ventil (28, 145, 146), dessen Ventilöffnung kleiner eingestellt ist als die Ventilöffnung des ersten Ventils (26), wobei das erste Ventil (26) geöffnet wird, wenn der Störungsdetektor Störung feststellt und das zweite Ventil (28; 145; 146) geöffnet wird, wenn der Zündschalterdetektor das Ausschalten der Zündung feststellt.

11. Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ventil (26) ein elektromagnetisches Ventil ist und daß das zweite Ventil (28) ein mechanisches Ventil ist, das durch den Druck in der Druckleitung (13) als Steuerdruck betätigbar ist.

12. Aufhängungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 10 oder 11, gekennzeichnet durch einen Druckdetektor (64) zur Erfassung des Drucks in der Druckleitung (13), wobei das erste Ventil (26) nach dem Öffnen des zweiten Ventils (28) geöffnet wird, wenn der von dem Druckdetektor (64) erfaßte Druck gleich oder kleiner ist als ein vorbestimmter Druck (P1).

13. Aufhängungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 10 bis 12, gekennzeichnet durch einen Druckdetektor (64) zur Erfassung des Drucks in der Druckleitung (13), und eine Einrichtung zur Feststellung einer Störung des zweiten Ventils (28), wenn der von dem Druckdetektor (64) festgestellte Druck innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne, nach dem der Zündschalterdetektor (71) das Ausschalten der Zündung festgestellt hat, nicht gleich oder kleiner ist als ein vorbestimmter Druck.

14. Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Speichereinrichtung zur Speicherung des Ergebnisses der von der Störungserfassungseinrichtung festgestellten Störung des zweiten Ventils (28).

15. Aufhängungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 10 bis 14, gekennzeichnet durch einen Druckdetektor (64) zur Erfassung des Drucks in der Druckleitung (13) und eine Einrichtung zur Feststellung einer Störung des ersten Ventils (26), wenn der von dem Druckdetektor (64) erfaßte Druck innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne nach dem Öffnen des ersten Ventils (26) nicht gleich oder kleiner ist als ein vorbestimmter Druck.

16. Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine Speichereinrichtung zur Speicherung des Ergebnisses der Feststellung der Störung des ersten Ventils (26).