DE4139692C2 - Verfahren zur Beeinflussung der Schwingungsdämpfer von Fahrzeugen - Google Patents
Verfahren zur Beeinflussung der Schwingungsdämpfer von FahrzeugenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum
Steuern bzw. Regeln einer Dämpfungskraftcharakteristik eines Schwingungs- bzw.
Stoßdämpfers (im folgenden Dämpfer genannt), der zwischen
einer ungefederten Masse und einer gefederten Masse eines
Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, angeordnet ist.
Ein derartiges System und ein derartiges Verfahren ist aus
der JP 61-163 011 (A) bekannt. Diese Druckschrift lehrt zur
Dämpfersteuerung im Hinblick auf eine Beeinflussung der
Fahrzeuglage nach dem "Sky-Hook"-Prinzip für semiaktive
Dämpfer die Verwendung von Signalen von radweise dem Fahr
zeugaufbau als gefederter Masse zugeordneten Beschleuni
gungssensoren. Bei dieser Anordnung ergibt sich das Problem,
daß das Signal des aufbauseitigen Beschleunigungssensors
"verrauscht" ist, weil Partialschwingungen von Teilen der
Fahrzeugkarosserie und vom zugeordneten Rad ausgehende Stöße
und Schwingungen in das Signal eingehen. Bei der Verwendung
zur semiaktiven Dämpfersteuerung gemäß der zuvor genannten
japanischen Offenlegungsschrift wird dieses hochfrequente
Rauschen bei der dort erfolgenden Integration der Aufbau
beschleunigung zur Mittelkurve bzw. Ausgleichskurve der
vertikalen Aufbaugeschwindiggkeit von selbst eliminiert.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Dämpfungs
steuer- bzw. Regelsystem gemäß dem Oberbegriff des An
spruches 1 sowie ein Verfahren gemäß Anspruch 10 zu
schaffen, die es möglich machen, unter Vermeidung radseiti
ger Beschleunigungssensoren die vorhandenen aufbauseitigen
Beschleunigungssensoren auch für die Dämpfersteuerung zur
Minimierung der Radlastschwankungen bei möglichst weitge
hender Aufrechterhaltung des Fahrzeugkomforts zu nutzen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch ein Dämpfungssteuer-
bzw. Regelsystem gemäß Patentanspruch 1 sowie durch ein
Verfahren zum Steuern bzw. Regeln einer Dämpfungskraft eines
Dämpfers gemäß Patentanspruch 10.
Die Ansprüche 2 bis 9 haben vorteilhafte Weiterbildungen des
Systems gemäß Anspruch 1 zum Inhalt.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungs
beispielen anhand der Zeichnung. Es zeigt
Fig. 1 ein Schaltkreis-Blockdiagramm eines Dämpfungskraft
steuer- bzw. Regelsystems gemäß einer bevorzugten
erfindungsgemäßen Ausführungsform;
Fig. 2 ein allgemeines Steuer-Flußdiagramm, das von einer
in Fig. 1 dargestellten Steuereinrichtung ausge
führt wird;
Fig. 3 eine Prinzipdarstellung eines Datenplanes, der in
einem Speicherschaltkreis der Steuereinrichtung
gemäß Fig. 1 gespeichert ist;
Fig. 4 einen charakteristischen Graphen der Dämpfungs
kraft, die durch das Dämpfungsregelsystem
gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
erreicht wird;
Fig. 5 ein anderes Steuer-Fließdiagramm, das von der in
Fig. 1 dargestellten Steuereinrichtung ausgeführt
wird;
Fig. 6 einzelne Zeitpunkt- bzw. Timingverläufe von
Änderungen in einer Beschleunigung G während des
Fahrzeugbetriebes, eines angenäherten Geschwindig
keitswertes V′, und eines Differentialwertes des
angenäherten Geschwindigkeitswertes V′ zur Erläu
terung der Wirkungsweise des Dämpfungskraftregel
systems gemäß der bevorzugen Ausführungsform; und
Fig. 7 ein Timing-Diagramm einer Überlagerung auf die
Änderung der Beschleunigung G während des Fahrzeug
betriebes und auf die Änderung des Differential
wertes des angenäherten Geschwindigkeitswertes zur
Erläuterung der Wirkungsweise des Dämpfungs
regelsystems der bevorzugten Ausführungsform.
Fig. 1 zeigt ein Dämpfungssteuer- bzw. Regelsystem
(nachfolgend Regelsystem genannt) gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung.
Ein mit dem Bezugszeichen 1 bezeichneter Dämpfer ist ein in
der Dämpfungskraft variabler Dämpfer, und seine Dämpfungs
kraftcharakteristik kann in drei Stufen von Dämpfungs
stellungen bei der bevorzugten Ausführungsform variiert
werden.
Der Aufbau des Dämpfers 1 ist beispielhaft in dem US-Patent
Nr. 49 61 483 dargestellt, dessen Offenbarungsinhalt hiermit
durch Bezugnahme zum Inhalt vorliegender Anmeldung gemacht
wird.
Der in Fig. 1 dargestellte Dämpfer 1 ist ferner in der
japanischen Patentanmeldung Nr. Heisei 3-84 237 dargestellt,
bei welchem die Dämpfungskraft in einer unbegrenzten Anzahl
von Stufen (bzw. stufenlos) variiert werden kann. Auch der
Inhalt dieser Anmeldung wird zum Offenbarungsinhalt vor
liegender Anmeldung gemacht.
Der Dämpfer 1 weist eine Kolbenstange und eine Dämpfungs
krafteinstelleinrichtung (Mechanismus) 7 auf, die einen
Hydraulikflußeinsteller aufweist, der in der Kolbenstange
angeordnet ist. Die Dämpfungskrafteinstelleinrichtung 7 wird
gedreht, so daß ein Dämpfungskraftbereich bei einem Expan
sionshub und bei einem Kompressionshub auf vier Stufen von
einer weichen Einstellung bis auf eine harte Einstellung
variiert werden kann.
Ein Schrittschaltmotor 2 treibt die Dämpfungskrafteinstell
einrichtung 7 des Dämpfers 1 an, um die Stellung der
Dämpfungskrafteinstelleinrichtung 7 auf eine Mehrzahl von
Stufen einzustellen (bei der bevorzugten Ausführungsform 3
Stufen), so daß die Dämpfungskrafteinstelleinrichtung 7 den
Dämpfungskraftbereich in eine der Mehrzahl von Stufen von
einem Minimaldämpfungskraftbereich auf einen Maximal
dämpfungskraftbereich ändern kann, wie dies in Fig. 4
dargestellt ist.
Die Zahlen und bezeichnen einen auf der weichen Seite
liegenden Zwischenbereich bzw. einen auf der harten Seite
liegenden Zwischenbereich, um sowohl den Maximal- wie auch
den Minimaldämpfungskraftbereich in drei Bereiche unter
teilen zu können, wie sich dies aus Fig. 4 ergibt.
Ein Vertikalbeschleunigungssensor 3 erfaßt eine Beschleuni
gung in einer vertikalen Richtung einer gefederten Masse,
beispielsweise der Fahrzeugkarosserie, und gibt ein elek
trisches Signal gemäß einer Größe der vertikalen Beschleuni
gung aus. Zusätzlich wird die erfaßte Beschleunigung inte
griert, um ein Geschwindigkeitssignal zu erhalten, so daß
der Vertikalbeschleunigungssensor 3 als eine Einrichtung zur
Erfassung der Geschwindigkeit der gefederten Masse dient.
Ein Lastsensor 4 ist als Relativgeschwindigkeitser
fassungseinrichtung vorgesehen, welche eine Relativgeschwin
digkeit zwischen der ungefederten Masse und der gefederten
Masse erfaßt, das heißt die Expansionsseitengeschwindigkeit
des Dämpfers 1, und ist an einem Fahrzeuglagerbereich des
Dämpfers 1 beispielsweise zur Erfassung eines Eingangsge
wichtes angeordnet, das vom Dämpfer 1 auf die Fahrzeug
karosserie ausgeübt wird, und zur Ausgabe eines elektrischen
Signales gemäß dem Gewicht.
Ein Steuergerät (Steuereinheit) 6 gibt ein Antriebssignal an
den Schrittschaltmotor 2 auf der Basis des Eingangssignales
vom Vertikalbeschleunigungssensor 3 und vom Lastsensor 4
aus, so daß der Dämpfer 1 eine optimale Dämpfungskraft
charakteristik annimmt.
Das bedeutet, daß das Steuergerät 6 folgendes umfaßt: einen
Tiefpaßfilter 60, der eine Hochfrequenzkomponente des
Beschleunigungssignals der gefederten Masse eliminiert,
das vom Vertikalbeschleunigungssensor 3 abgeleitet wird;
einen Interface-Schaltkreis 61, welcher ein vom Vertikalbe
schleunigungssensor 3 und Lastsensor 4 stammendes Signal
eingibt; einen Analog/Digital Umwandler (A/D) 62, welcher
ein analoges Eingangssignal in ein entsprechendes digitales
Signal umwandelt; und eine Zentraleinheit (CPU) 64, welche
Steuerungen des Suchens, Wiedergewinnens, Bestimmens und
arithmetische Operationen auf der Basis der Eingangssignale
und der Datenpläne DM (siehe Fig. 3) ausführt, die in einem
Speicherschaltkreis 63 gespeichert sind. Ein Antriebsschalt
kreis 65 gibt das Antriebssignal an den Schrittschaltmotor 2
auf der Basis eines Ergebnisses der Steuerung aus, die durch
die CPU 64 ausgeführt wird.
Die Inhalte der Steuerung, die von dem Steuergerät 6 ausge
führt werden, werden anhand der Fig. 2 beschrieben.
Zunächst liest die CPU 64 in einem Schritt 101 einen Last
wert D, der vom Lastsensor 4 stammt, einen Be
schleunigungswert G, der vom Vertikalbeschleunigungssensor 3
stammt, und einen angenäherten Geschwindigkeitswert V′, der
vom Vertikalbeschleunigungssensor 3 stammt, ein.
Der angenäherte Geschwindigkeitswert V′ ist ein Wert, der
durch Beseitigung der Hochfrequenzkomponente des Signals
erhalten wird, die vom Beschleunigungssensor 3 eingegeben
wird, um einen im wesentlichen Durchschnittswert der Be
schleunigung zu erhalten, und der danach durch Integration
des ungefähren Durchschnittswertes erhalten wird.
Das heißt, daß eine Wellenform und eine Zeitspanne des Be
schleunigungswertes G, die in Fig. 6 gezeigt ist, in Form
des angenäherten Geschwindigkeitswertes V′, der in Fig. 7
gezeigt ist, verarbeitet wird.
Danach berechnet in Schritt 102 das Steuergerät 6
| G - dV′/dt |.
| G - dV′/dt |.
Das heißt, daß der angenäherte Geschwindigkeitswert V′
differenziert wird, um einen angenäherten Durchschnittswert
(dV′/dt) der Beschleunigung zu erhalten, und der angenäherte
Durchschnittswert bzw. der geglättete Verlauf der Beschleunigung wird mit dem Beschleu
nigungswert G verglichen, der durch den Beschleunigungs
sensor 3 erfaßt wird, um eine Differenz zwischen den Werten
zu erhalten.
Das heißt, daß, wie in Fig. 6 gezeigt, der angenäherte
Durchschnittswert (dV′/dt) wellenformartig ausgebildet ist,
wobei die Hochfrequenzkomponente aus dem Beschleunigungswert
G eliminiert ist.
In einem Schritt 103 bestimmt das Steuergerät 6, ob ein
Absolutwert der Differenz, die in Schritt 102 ermittelt
wurde, einen eingestellten Wert a überschreitet. Falls sich
in Schritt 103 JA ergibt, geht die Routine zu einem Schritt
104, in welchem eine Häufigkeit H, die den eingestellten
Wert überschreitet, gezählt wird. Falls sich in Schritt 103
NEIN ergibt, geht die Routine zu einem Schritt 105, in
welchem die Häufigkeit nicht gezählt wird.
Das heißt, daß das Steuergerät 6 in den Schritten 103, 104
und 105 bestimmt, ob der erfaßte Beschleunigungswert G eine
Tot- bzw. Neutralzone E (= dV′/dt±a), die in Fig. 7
gezeigt ist, überschreitet, und die Zahl der Zeiten (Häufig
keit H, die den gesetzten Wert a überschreitet) H wird
gezählt.
Im folgenden Schritt 107 bestimmt das Steuergerät 6, ob die
Zahl der Zeiten bzw. Auftrittszeiten H größer ist als eine
eingestellte Ruhefrequenz k. Falls sich in Schritt 107 JA
ergibt, geht die Routine zu einem Schritt 108. Falls sich in
Schritt 107 NEIN ergibt, geht die Routine zu einem Schritt
109.
Im Schritt 109 bestimmt das Steuergerät 6, ob die Häufigkeit
H größer ist als eine eingestellte Zwischenhäufigkeit 1.
Falls sich in Schritt 109 JA ergibt, geht die Routine zu
einem Schritt 110. Falls sich im Schritt 109 NEIN ergibt,
geht die Routine zu einem Schritt 111.
Die Schritte 108, 110, 111 dienen dazu, einen variablen
Bereich des Dämpfungskraftbereiches einzustellen. Im Schritt
108 wird die minimale Dämpfungskraft im variablen Bereich
(nachfolgend niedrige Dämpfungskraftseitenbasis genannt) auf
den harten Zwischenbereich eingestellt, so daß der
variable Bereich in einem Bereich von R1 eingestellt wird,
der in Fig. 4 gezeigt ist.
In einem Schritt 110 wird die niedrige Dämpfungsseitenbasis
auf die weiche Seite des Zwischenbereiches 2 eingestellt, so
daß die niedrige Dämpfungsseitenbasis auf die weiche Seite
des Zwischenbereiches 2 eingestellt wird, und der variable
Bereich wird in einen Bereich R2 eingestellt, der in Fig. 4
gezeigt ist.
In einem Schritt 111 wird die niedrige Dämpfungsseitenbasis
auf den Minimaldämpfungsbereich 1 eingestellt, so daß der
variable Bereich in den Bereich von R3 eingestellt wird, der
in Fig. 4 gezeigt ist.
In einem Schritt 112 wird ein Steuerpunkt des Schrittschalt
motors 2 aus den Datenplänen DM gemäß dem Lastwert D und
dem angenäherten Geschwindigkeitswert V′ wiedergewonnen.
Das heißt, daß der Speicherschaltkreis 63 die Datenpläne DM
speichert, die in Fig. 3 gezeigt sind. Die Datenpläne DM
zeigen den angenäherten Geschwindigkeitswert V′ in der obe
ren Spalte (Zeile) an, den Lastwert D, der vom Last
sensor 4 erfaßt wird, in der linken Spalte, und den Steuer
punkt, der einen optimalen Dämpfungskraftbereich gemäß dem
angenäherten Geschwindigkeitswert V′ und dem Lastwert D
an jedem Schnittpunkt zwischen der oberen Spalte und der
linken Spalte wiedergibt.
Es ist zu erwähnen, daß die Datenpläne DM von einer Mehrzahl
von Seiten gebildet werden, die der Zahl der schaltbaren
Stufen der Dämpfungskrafteinstelleinrichtung 7 entsprechen.
Die Datenpläne DM entsprechen dem momentanen bezogenen
Steuerbereich, um die Dämpfungskraft zu steuern.
Es ist ferner hervorzuheben, daß der optimale Dämpfungs
kraftbereich entsprechend dem angenäherten Geschwindigkeits
wert V′ und dem Lastwert D, der an jedem Schnittpunkt
der Datenpläne DM angezeigt wird, derart ist, daß die
Dämpfungskraft in Richtung auf die hohe Dämpfungskraftseite
gesteuert wird, wenn die Geschwindigkeitsrichtung des ange
näherten Geschwindigkeitswertes V′ mit der Richtung der
Ausdehnung und der Zusammenziehung des Dämpfers zusammen
fällt, die durch den Lastwert D angezeigt wird, und daß
die Dämpfungskraft auf die niedrige Dämpfungskraftseite ge
steuert wird, wenn sie nicht miteinander zusammenfallen.
Im darauffolgenden Schritt 113 bestimmt das Steuergerät 6,
ob der Steuerpunkt, der im Schritt 112 wiedergewonnen wurde,
unterhalb des Dämpfungsbereiches der niedrigen Dämpfungs
seitenbasis liegt. Falls sich in Schritt 113 JA ergibt, geht
die Routine zu einem Schritt 114, in welchem der Steuerpunkt
auf einen Dämpfungsbereich der niedrigen Dämpfungsseiten
basis eingestellt wird. Falls sich in Schritt 114 NEIN
ergibt, geht die Routine direkt zum Schritt 115.
Im Schritt 115 wird ein Befehlssignal an den Schrittschalt
motor 2 ausgegeben, um den Dämpfungskraftbereich ent
sprechend dem Steuerpunkt einzustellen.
Wie zuvor beschrieben, endet der Betriebsablauf und der
Ablauf wird im Steuergerät 6 wiederholt.
Nachfolgend wird ein Ablauf als Ergebnis der Regelung durch
das Dämpfungskraftregelsystem der bevorzugten Ausführungs
form beschrieben:
Zunächst sei erwähnt, daß der Vertikalbeschleunigungssensor
3 Vertikal-Beschleunigungsmesser
genannt wird.
Der Aufbau des Steuergerätes 6 mit derartigen Sensoren ist
in der US-Patentanmeldung Nr. 07/682, 593 von 08. April 1991
beschrieben. Diese Anmeldung wird durch Bezugnahme zum
Inhalt vorliegender Anmeldung gemacht.
Wenn das Fahrzeug auf einer gepflasterten Straße fährt, ist
der Eingang bzw. Input von der Radseite auf die Fahrzeug
karosserie so gering, daß die Zahl von Malen H, um die der
Beschleunigungswert G den Totzonenbereich E überschreitet,
niedriger ist, als die eingestellte Ruhefrequenz k und die
eingestellte mittlere Frequenz 1.
Da daher die niedrige Dämpfungskraftseitenbasis auf den
minimalen Dämpfungskraftbereich gezeigt in Fig. 4) ein
gestellt wird, wird die Dämpfungskraftcharakteristik optimal
über einen Bereich des maximalen variablen Bereiches R3
geregelt.
Wenn das Fahrzeug andererseits auf einer rauhen bzw.
holprigen Straße fährt, ist der Eingang bzw. Input von der
Radseite auf die Fahrzeugkarosserie so groß, daß der Be
schleunigungswert G eine Anzahl von Malen H die Totzone E
überschreitet.
In diesem Fall, wenn die Anzahl von Zeitpunkten H die einge
stellte mittlere Frequenz 1 überschreitet, jedoch unterhalb
der eingestellten hohen Frequenz k liegt, wird die niedrige
Dämpfungskraftseitenbasis auf die weiche Seite des mittleren
Bereiches eingestellt und die Dämpfungskraftregelung wird
im variablen Bereich von R2 ausgeführt, wie in Fig. 4
gezeigt.
In einem Fall, in dem die Anzahl H die eingestellte hohe
Frequenz k überschreitet, wird die Dämpfungskraftregelung im
variablen Bereich von R1 ausgeführt, wie in Fig. 4 gezeigt
ist.
Wenn das Fahrzeug auf einer rauhen Straße fährt, kann, wie
oben beschrieben, die Dämpfungskraftregelung nicht in
Richtung auf die niedrige Dämpfungskraftseite ausgeführt
werden, so daß die Haftkraft der Räder und die Lenkstabili
tät sichergestellt werden kann.
Wenn das Fahrzeug eine Kurve umfährt oder in Zickzack-Linien
fährt, tritt ein Stellungs- bzw. Lagewechsel in der Fahr
zeugkarosserie auf.
Wenn in diesem Fall die Fahrzeugkarosserie ihre Lage ändert,
wird der Beschleunigungswert G groß. Mit anderen Worten, der
erfaßte Beschleunigungswert G enthält eine Beschleunigungs
komponente aufgrund des Lagewechsels und eine Beschleuni
gungskomponente aufgrund des Eingangs von der Straßenober
fläche.
In einem Fall, in dem der Beschleunigungswert G aufgrund des
Lagewechsels in großem Maße aufgrund des Lagewechsels
geändert wird, wird auf diese Weise der Durchschnittswert
von einer Komponente des Lagewechsels geändert. Wie in Fig.
6 gezeigt, wird folglicher Weise (dV′/dt), das heißt der
angenäherte Durchschnittswert, geändert, und die Neutralzone
E wird entsprechend geändert.
Wenn auf gleiche Art und Weise das Fahrzeug geradeaus fährt,
kann der Eingang von den Rädern, das heißt der Straßen
flächenzustand, gemäß der Frequenz H bestimmt werden, die
die Neutralzone E des Beschleunigungswertes G überschreitet.
Daher kann die Dämpfungskraft genau gemäß dem Straßen
flächenzustand ohne Einfluß durch den Wechsel der Karos
serielage geregelt werden, und die genaue Regelung gemäß dem
Straßenflächenzustand kann selbst dann durchgeführt werden,
wenn das Fahrzeug Kurven umfährt oder Zickzack-Linien be
schreibt.
Bei der bevorzugten Ausführungsform wird die optimale
Dämpfungskraft durch Berücksichtigung der Datenpläne DM, die
im Speicherschaltkreis 63 gespeichert sind, ohne eine Be
rechnung auf der Basis des Eingangssignales eingestellt.
Daher kann der Aufbau des Steuergerätes 6 vereinfacht und
eine Kostenreduzierung erreicht werden. Gleichzeitig kann
die Ansprechcharakteristik der Regelung aufgrund des bloßen
Wiedergewinnens aus den Datenplänen DM verbessert werden.
Obwohl bei der bevorzugten Ausführungsform die Dämpfungs
kraftregelung auf der Basis der Datenplanwiedergewinnung
ausgeführt wird, kann die nachfolgend beschriebene Alterna
tive ebenfalls bei der Dämpfungskraftregelung angewendet
werden.
Wie in dem Flußdiagramm der Fig. 5 gezeigt, liest das
Steuergerät 6 den Lastwert D, der vom Lastsensor 4
erhalten wird, und den Beschleunigungswert G, der vom Ver
tikalbeschleunigungssensor 3 erhalten wird, in einem Schritt
201, vergleicht ihre Vorzeichen (+ oder -) miteinander in
einem Schritt 202, und führt die Dämpfungskraftregelung auf
der Basis des Ergebnisses des Vergleiches in den Schritten
203 und 204 aus.
Es ist zu erwähnen, daß die Grenzwerte der Neutralzone und
der eingestellte Wert der Frequenz H, der die Neutralzone
überschreitet, nicht fixiert werden müssen, sondern ver
schoben (variiert) werden können, und zwar gemäß der Größe
der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Lenkwinkels und gemäß
den Betätigungen des Fahrzeugbeschleunigungspedales oder der
Bremsen.
Wie zuvor beschrieben wurde, wird bei dem Dämpfungskraft
regelsystem und dem Verfahren gemäß vorliegender Erfindung
eine Erfassungseinrichtung für die Beschleunigung der
gefederten Masse zum Erfassen einer Beschleunigung der
gefederten Masse an der Fahrzeugkarosserie als eine Er
fassungseinrichtung für das Fahrzeugverhalten installiert.
Ferner wird bei dem Steuergerät des Dämpfungskraftregel
systems und des entsprechenden Verfahrens durch einen Be
rechnungblock der Wert der Beschleunigung der gefederten
Masse, der von der Beschleunigungseinrichtung der ge
federten Masse abgeleitet wird, bestimmt. Ein Durchschnitts
wertberechnungsblock ist vorgesehen, der den Durchschnitts
wert der Beschleunigung der gefederten Masse, die von der
Beschleunigungserfassungseinrichtung für die gefederte
Masse ermittelt wird, ableitet. Ferner wird die Neutralzone
der vorbestimmten Breite mit dem Durchschnittswert der
Beschleunigung der gefederten Masse, der vom Durch
schnittswert der gefederten Masse abgeleitet wird, als
Mittelpunkt eingestellt. Wenn die Frequenz, die die erfaßte
Beschleunigung der gefederten Masse überschreitet,
oberhalb des eingestellten Wertes liegt, wird ein Kor
rekturblock für einen variablen Bereich vorgesehen, in
welchem die minimale Dämpfungskraft aus den variablen
Bereichen der Dämpfungskraftcharakteristik, die vom Steuer
gerät geregelt wird, in Richtung auf die höhere Dämpfungs
kraftseite verschoben wird. Daher kann die Regelung
entsprechend dem Straßenoberflächenzustand ohne Einfluß auf
den Fahrzeugkarosseriegradienten während der Fahrzeugdrehung
und der Zickzack-Fahrten des Fahrzeuges auf der Basis der
Verschiebung der Neutralzone entsprechend dem Fahrzeug
karosseriegradienten ausgeführt werden. Daher können der
Fahrzeugkomfort und die Lenkstabilität sichergestellt und
verbessert werden. Insbesondere kann die Haftkraft der Fahr
zeugräder während einer Drehung bzw. eines Kurvenfahrens und
während des Fahrens in Zickzack-Linien und beim Befahren von
Straßen mit rauhem Straßenbelag sichergestellt werden und
die Lenkstabilität kann verbessert werden.
Claims (10)
1. Dämpfungssteuer- bzw. Regelsystem für einen Schwingungs
dämpfer (1) einer Fahrzeugradaufhängung
- a) mit einer Dämpfungskraftänderungseinrichtung (7), die auf ein Eingangssteuersignal hin die Dämpfungskraft charakteristik des Dämfers (1) auf eine aus einer Mehrzahl von Stufen einstellt;
- b) mit einem Sensor (3), der eine vertikale Beschleuni gung (G) an einem Teil der Fahrzeugkarosserie als gefederter Masse erfaßt; und
- c) mit einer Steuereinrichtung (6), die aus dem Be
schleunigungssignal (G) des Sensors (3) ein Steuer
signal für die Dämpfungskraftänderungseinrichtung (7)
bestimmt, so daß die Dämpfungscharakteristik des
Dämpfers (1) optimal über einen vorbestimmten
variablen Bereich als Teilbereich des insgesamt möglichen
Verstellbereiches eingestellt wird;
dadurch gekennzeichnet, - d) daß die Steuereinrichtung eine Steuereinheit (6) ausweist, die mit einer Berechnungseinrichtung zum Bestimmen eines geglätteten Verlaufs (dV′/dt) aus den zeitlichen Signalen (G) des Sensors (3) versehen ist; und gekennzeichnet,
- e) durch eine Korrektureinrichtung, die eine Neutralzone (E) einer vorbestimmten Breite (+a, -a) mit dem berechneten geglätteten Verlauf (dV′/dt) als Mittel wert einstellt und die eine unterste Grenze im aktuell geltenden variablen Bereich der Dämpfungscharakteri stik des Dämpfers (1) in Richtung auf einen höheren Wert verschiebt, wenn die erfaßte Beschleunigung (G) die Neutralzone (E) häufiger (H) überschreitet als ein eingestellter Grenzwert (k) (Fig. 6, 7).
2. Dämpfungssteuer- bzw. Regelsystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Sensor für die
Relativgeschwindigkeit der Dämpfer-Bewegung vorgesehen
ist und daß die Steuereinrichtung (6) die Richtung der
Geschwindigkeit der gefederten Masse aus dem Signal des
Sensors für die Beschleunigung (G) der gefederten Masse
bestimmt und mit der Richtung der Relativverschiebung
des Dämpfers vergleicht, die von dem weiteren Sensor
erfaßt wird, und das Eingangssignal an die Dämpfungs
kraftänderungseinrichtung (7) so abgibt, daß die Dämpfungs
charakteristik zu höherer Dämpfung hin verschoben
wird, wenn beide Geschwindigkeitsrichtungen gleich sind
und zu niedrigerer Dämpfung hin, wenn sie nicht gleich
sind.
3. Dämpfungssteuer- bzw. Regelsystem nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnungseinrichtung
für den geglätteten Verlauf (dV′/dt) einen Tiefpaßfilter (60) aufweist, der
Hochfrequenzkomponenten oberhalb einer vorbestimmten
niedrigen Frequenz aus dem Beschleunigungssignal (G) der
gefederten Masse ausfiltert und das gefilterte Beschleu
nigungssignal (G) der gefederten Masse (zu V′) integriert, und
daß anschließend der integrierte Wert des Beschleuni
gungssignales der gefederten Masse erneut differenziert
wird, um den geglätteten Verlauf (dV′/dt) zu bestimmen.
4. Dämpfungssteuer- bzw. Regelsystem nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungskraftänderungs
einrichtung (7) die Dämpfungskraftcharakteristik in
vier Stufen ändern kann.
5. Dämpfungssteuer- bzw. Regelsystem nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Sensor für die
Relativgeschwindigkeit der Dämpfer-Bewegung um einen
Lastsensor (4) ergänzt ist, der einen Lastwert (D) an
die Steuereinrichtung (6) ausgibt und daß die Steuer
einrichtung (6) den Lastwert (D), der vom Lastsensor (4)
stammt, und das Beschleunigungssignal (G), das vom Be
schleunigungssensor (3) stammt, und einen angenäherten
Geschwindigkeitswert (V′), der vom integrierten Signal
des Tiefpaßfilters (60) stammt, einliest.
6. Dämpfungssteuer- bzw. Regelsystem nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (6)
| G - dV′/dt | berechnet; bestimmt, ob
| G - dV′/dt | einen gesetzten Wert (a) überschreitet; die
Häufigkeit (H), mit der | G - dV′/dt | den gesetzten
Wert (a) überschreitet zählt; bestimmt, ob die gezählte
Häufigkeit (H) einen eingestellten Wert (k) über
schreitet; und bestimmt, ob die gezählte Häufigkeit eine
eingestellte mittlere Häufigkeit (l) überschreitet.
7. Dämpfungssteuer- bzw. Regelsystem nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (6) das
Steuersignal an die Dämpfungskrafteinstelleinrichtung so
(7) ausgibt, daß die Minimaldämpfungskraftgrenze in
einen harten Bereich und der
vorbestimmte variable Bereich auf "hart" (vgl. R₁, Fig. 4) eingestellt wird,
wenn H ≦λτ l ist, und daß das Steuergerät (6) das Steuer
signal an die Dämpfungskraftänderungseinrichtung (7) so
ausgibt, daß die Minimaldämpfungskraft auf ein
niedrigstes Dämpfungsbereichlimit eingestellt wird und
der vorbestimmte variable Bereich den gesamten möglichen Einstellbereich (vgl. R₃, Fig. 4)
umfaßt, wenn H ≦ωτ k und H ≦ωτ l ist.
8. Dämpfungssteuer- bzw. Regelsystem nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (6) den
Lastwert (D) und das Beschleunigungssignal (G) liest,
bestimmt, ob die Vorzeichen von D und G jeweils gleich
sind, und das Steuersignal an die Dämpfungskraftände
rungseinrichtung (7) ausgibt, so daß die Dämpfungskraft
charakteristik gemäß dem Ergebnis der Bestimmung der
Vorzeichen entweder auf einen relativ hohen Dämpfungs
wert oder einen relativ niedrigen Dämpfungswert geändert
wird.
9. Dämpfungssteuer- bzw. Regelsystem nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungskraftänderungs
einrichtung (7) einen Schrittschaltmotor (2) aufweist,
der das Steuersignal vom Steuergerät (6) empfängt und
ein Antriebssignal an die Dämpfer (1) gemäß dem Steuer
signal ausgibt.
10. Verfahren zum Steuern bzw. Regeln einer Dämpfungskraft
eines Schwingungsdämpfers (1) für eine Fahrzeugradauf
hängung mit einer Dämpfungskraftänderungseinrichtung
(7), die auf ein Eingangssteuersignal zum Ändern der
Dämpfungscharakteristik des Schwingungsdämpfers (1) auf
eine Mehrzahl von Stufen anspricht, wobei das Verfahren
folgende Schritte umfaßt:
- a) Erfassen einer vertikalen Beschleunigung (G) eines Teils einer Fahrzeugkarosserie als gefederte Masse;
- b) Bestimmen eines geglätteten Verlaufs (dV′/dt) der Beschleunigung, die in Schritt a) bestimmt wird;
- c) Einstellen einer Neutralzone (E) einer vorbestimmten Breite mit dem berechneten geglätteten Verlauf (dV′/dt) der Beschleunigung als Mittelwert der Neutralzone (E);
- d) Verschieben einer minimalen zuläs sigen Dämpfungseinstellung in dem aktuell geltenden variablen Bereich der Dämpfungscharakteristik auf einen relativ hohen Dämpfungswert, wenn die erfaßte Beschleunigung (G) die Neutralzone häufiger (H) überschreitet als ein eingestellter Grenzwert (k), und
- e) Ausgeben des Eingangssteuersignales so, daß die Dämpfungscharakteristik des Dämpfers nach bekannten Verfahren bzw. Algorithmen über den so eingeschränkten variablen Bereich gesteuert bzw. geregelt wird.
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