Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Aufhängungsvorrichtung, die zwischen dem Rad (oder der
Achse) und der Karosserie eines Fahrzeugs angeordnet ist,
und insbesondere eine Aufhängungssteuervorrichtung, die als
halbaktive Aufhängung vorgesehen ist, welche eine
kontinuierliche Änderung des Dämpfungskoeffizienten
entsprechend dem Schwingungszustand des Fahrzeugs
hervorruft.
Im Stand der Technik gibt es einige Vorschläge in bezug auf
Verbesserungen der Schwingungsübertragungseigenschaften
einer Aufhängung, welche eine Änderung des
Dämpfungskoeffizienten entsprechend dem Zustand der
Vertikalschwingung des Fahrzeugs hervorrufen kann,
beispielsweise in der US-Patentschrift 38 07 678, auf den
Seiten 619-626 des ASME Journal of Engineering for
Industry, Nr. 96-2, veröffentlicht im Mai 1974, usw.. Wie
in diesen Veröffentlichungen beschrieben ist, ist ein
Verfahren zum Steuern des Koeffizienten durch Beurteilung
des Vorzeichens des Produkts der absoluten Geschwindigkeit
S einer gefederten Masse (einer Karosserie), welche die
Geschwindigkeit der Vertikalschwingung der Karosserie
darstellt, und der Relativgeschwindigkeit der gefederten
Masse (der Karosserie) bezüglich der ungefederten Masse
(eines Rades) bekannt. Ein Verfahren zum Steuern des
Koeffizienten durch Beurteilung des Vorzeichens des
Produktes der Relativverschiebung der gefederten Masse (der
Karosserie) bezüglich der ungefederten Masse (dem Rad) und
deren Relativgeschwindigkeit ist bekannt, wie in dem
US-Patent Nr. 48 21 849 beschrieben.
Das erstgenannte Steuerverfahren wird nachstehend kurz
erläutert.
In der Theorie der Dämpfung ist es bekannt, daß dadurch
gute Dämpfungseigenschaften erzielt werden, wenn ein
Stoßdämpfer zur Verfügung gestellt wird, der eine
Dämpfungskraft bezüglich der Absolutgeschwindigkeit S der
gefederten Masse (der Karosserie) erzeugt, zwischen der
gefederten Masse (der Karosserie) und einem Punkt, der
durch das absolute Koordinatensystem begrenzt ist.
Allerdings ist es in einem Fahrzeug unmöglich, einen
Stoßdämpfer in der Praxis an dem absoluten
Koordinatensystem zu befestigen. Daher wird es als
ausreichend angesehen, einen Stoßdämpfer zwischen der
gefederten Masse (der Karosserie) und der ungefederten
Masse (dem Rad) parallel bereitzustellen, so daß die
Dämpfungskraft des Stoßdämpfers variabel ist. In diesem
Falle erzeugt der zwischen der gefederten Masse und der
ungefederten Masse (dem Rad) vorgesehene Stoßdämpfer eine
Dämpfungskraft nur in der Richtung entgegengesetzt zur
Ausdehnung oder dem Zusammenziehen des Stoßdämpfers. Daher
kann der Stoßdämpfer manchmal nicht die Dämpfungskraft in
derselben Richtung erzielen wie der des Stoßdämpfers, der
zwischen der gefederten Masse und dem absoluten
Koordinatensystem vorhanden ist. Daher wird die
Dämpfungskraft zu diesem Zeitpunkt als Null angenommen.
Das voranstehende Konzept ist nachstehend in Gleichungsform
dargestellt.
Wenn
S (S - X) < 0 (1)
F = - CsS = - C (S - X) (2)
C = CsS / (S - X) (3)
wenn
S (S - X) < 0 (4)
F = 0 (5)
C = 0 (6)
Hierbei bedeutet:
S: Absolutgeschwindigkeit der gefederten Masse (der Karosserie);
X: Absolutgeschwindigkeit der ungefederten Masse (des
Rades);
F: Dämpfungskraft des Stoßdämpfers;
Cs: Dämpfungskoeffizient des Stoßdämpfers, der zwischen
der gefederten Masse und dem absoluten
Koordinatensystem vorgesehen ist;
C: Dämpfungskoeffizient des Stoßdämpfers, der zwischen
der gefederten Masse und der ungefederten Masse (dem
Rad) vorgesehen ist.
Daher ist es möglich, gute Dämpfungseigenschaften ähnlich
denen eines Stoßdämpfers zu erhalten, der zwischen der
gefederten Masse und dem absoluten Koordinatensystem
angeordnet ist, und zwar durch Steuern des
Dämpfungskoeffizienten C des Stoßdämpfers, der zwischen der
gefederten Masse und der ungefederten Masse (dem Rad)
vorgesehen ist, entsprechend den Gleichungen (3) und (6),
und unter den Bedingungen gemäß den Gleichungen (1) und (4).
Allerdings erfordern die voranstehend beschriebenen
Vorgehensweisen eine Messung der Relativverschiebung
zwischen der Karosserie oder der gefederten Masse und dem
Rad oder der ungefederten Masse, oder der
Relativgeschwindigkeit zwischen diesen entlang der
Vertikalrichtung. Um daher ein derartiges Verfahren für ein
Fahrzeug zu verwenden, mußte ein Fahrzeughöhensensor unter
der Karosserie angebracht werden, um die Entfernung
zwischen der Karosserie und dem Rad zu messen.
Wenn ein Fahrzeug mit einem derartigen Fahrzeughöhensensor
dort eingesetzt wird, wo es schneit, haftet häufig Schnee
während des Fahrens an dem Höhensensor an und bringt diesen
zum Einfrieren. Wird das Fahrzeug am nächsten Morgen in
Betrieb gesetzt, so tritt häufig eine Zerstörung des
Höhensensors auf, da ein Hebel oder dergleichen des
Höhensensors durch übermäßige Kraft betätigt wird.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der
voranstehenden Umstände entwickelt.
Eine der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe
besteht in der Bereitstellung einer
Aufhängesteuervorrichtung, bei welcher der
Dämpfungskoeffizient der Aufhängung einfach auf der
Grundlage nur der Vertikalschwingung der Karosserie eines
Fahrzeugs eingestellt werden kann, ohne Messung der
Relativgeschwindigkeit oder der Relativverschiebung
zwischen der Karosserie und dem Rad entlang der
Vertikalrichtung, also ohne irgendeinen
Fahrzeughöhensensor.
Zur Lösung der voranstehenden Aufgabe sind bei der
Aufhängungssteuervorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung folgende Teile vorgesehen: ein Stoßdämpfer mit
variablem Dämpfungskoeffizient, der zwischen der Karosserie
und dem Rad eines Fahrzeugs vorgesehen ist, wobei dann,
wenn sein Dämpfungskoeffizient während des Zusammendrückens
einen kleinen Wert aufweist, der Dämpfungskoeffizient
während der Ausdehnung zwischen einem kleinen Wert und
einem großen Wert variiert, und bei welchem dann, wenn der
Dämpfungskoeffizient während der Ausdehnung einen kleinen
Wert aufweist, der Dämpfungskoeffizient während des
Zusammenziehens zwischen einem kleinen Wert und einem
großen Wert variiert; eine
Vertikalschwingungs-Erfassungseinrichtung zur Erfassung der
Vertikalschwingung der Karosserie des Fahrzeugs in bezug
auf das absolute Koordinatensystem; und eine Steuerung zur
Ermittlung der Absolutgeschwindigkeit der
Vertikalschwingung der Karosserie auf der Grundlage des
ermittelten Signals von der
Vertikalschwingungs-Erfassungseinrichtung, wobei die
Steuerung ein Steuersignal an den Stoßdämpfer mit variablem
Dämpfungskoeffizienten so ausgibt, daß das Steuersignal
dazu führt, daß der Dämpfungskoeffizient während des
Zusammenziehens einen kleinen Wert aufweist, und dazu
führt, daß der Dämpfungskoeffizient während des
Herausfahrens einen großen Wert aufweist, wenn festgestellt
wird, daß sich der Körper in Richtung nach oben auf der
Grundlage der Absolutgeschwindigkeit bewegt, und das
Steuersignal dazu führt, daß der Dämpfungskoeffizient
während des Herausfahrens einen kleinen Wert aufweist, und
dazu führt, daß der Dämpfungskoeffizient während des
Zusammendrückens einen großen Wert aufweist, wenn ermittelt
wird, daß sich die Karosserie in Richtung nach unten auf
der Grundlage der Absolutgeschwindigkeit bewegt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die
Absolutgeschwindigkeit der Vertikalschwingung der
Karosserie berechnet; und auf der Grundlage der Richtung
der Absolutgeschwindigkeit wird der Dämpfungskoeffizient so
eingestellt, daß der Dämpfungskoeffizient während des
Auseinanderfahrens ein großer Wert ist, wenn der
Dämpfungskoeffizient während des Zusammendrückens des
Stoßdämpfers einen kleinen Wert aufweist, oder der
Dämpfungskoeffizient während des Zusammendrückens einen
großen Wert aufweist, wenn der Dämpfungskoeffizient während
des Herausfahrens des Stoßdämpfers einen kleinen Wert
aufweist. Daher benötigt die Vorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung keinen Höhensensor zur Ermittlung
der Relativgeschwindigkeit oder der Relativverschiebung
zwischen der Karosserie und dem Rad entlang der
Vertikalrichtung. Daher ist es möglich, die Zerstörung des
Höhensensors zu vermeiden.
Vorzugsweise weist die vorliegende Erfindung einen solchen
Aufbau auf, daß die Steuerung ein Steuersignal an den
Stoßdämpfer mit variablem Dämpfungskoeffizienten ausgibt,
so daß das Steuersignal den Dämpfungskoeffizienten während
des Zusammendrückens dazu bringt, einen kleinen Wert
aufzuweisen, und den Dämpfungskoeffizienten während des
Herausfahrens dazu bringt, daß er annähernd gleich dem Wert
des Produktes der Absolutgeschwindigkeit und einer
Steuerverstärkung ist, wenn beurteilt wird, daß sich die
Karosserie in der Richtung nach oben auf der Grundlage der
Absolutgeschwindigkeit bewegt und so, daß das Steuersignal
den Dämpfungskoeffizienten dazu bringt, daß er während des
Herausfahrens einen kleinen Wert aufweist, und den
Dämpfungskoeffizienten während des Zusammendrückens
annähernd gleich dem Wert des Produktes der
Absolutgeschwindigkeit und der Steuerverstärkung macht,
wenn beurteilt wird, daß sich die Karosserie in der
Richtung nach unten auf der Grundlage der
Absolutgeschwindigkeit bewegt.
In diesem Fall wird der Dämpfungskoeffizient so festgelegt,
daß der Koeffizient annähernd gleich dem Wert des Produktes
der Absolutgeschwindigkeit und einer Steuerverstärkung ist.
Daher ist es möglich, den Wert des erforderlichen
Dämpfungskoeffizienten zu ermitteln.
In diesem Fall ist die Steuerverstärkung vorzugsweise
variabel. Weiterhin ist es vorzuziehen, daß mit Anstieg des
Absolutwertes einer Beschleunigung der Karosserie die
Steuerverstärkung kleiner wird.
Vorzugsweise weist die vorliegende Erfindung einen solchen
Aufbau auf, daß die Steuerung ein Ausgangssignal an den
Stoßdämpfer mit variablem Dämpfungskoeffizienten ausgibt,
so daß das Steuersignal dazu führt, daß der
Dämpfungskoeffizient während des Zusammendrückens einen
kleinen Wert aufweist, und dazu führt, daß der
Dämpfungskoeffizient während des Herausfahrens annähernd
gleich dem Wert ist, der durch Korrektur des Produktes der
Absolutgeschwindigkeit und einer Steuerverstärkung und auf
der Grundlage des Kehrwertes des Absolutwertes der
Beschleunigung der Vertikalschwingung erhalten wird, wenn
beurteilt wird, daß sich die Karosserie in der Richtung
nach oben auf der Grundlage der Absolutgeschwindigkeit
bewegte und so, daß das Steuersignal den
Dämpfungskoeffizienten dazu veranlaßt, während des
Herausfahrens einen kleinen Wert aufzuweisen, und den
Dämpfungskoeffizienten während des Zusammendrückens dazu
veranlaßt, annähernd gleich dem Wert zu werden, der durch
Korrektur des Produkts der Absolutgeschwindigkeit und einer
Steuerverstärkung auf der Grundlage des Kehrwertes des
Absolutwertes einer Beschleunigung der Vertikalschwingung
erhalten wird, wenn beurteilt wird, daß die Karosserie sich
in Richtung nach unten auf der Grundlage der
Absolutgeschwindigkeit bewegt.
Gemäß der Erfindung werden die Dämpfungskoeffizienten
während des Herausfahrens und des Zusammendrückens des
Stoßdämpfers auf der Grundlage des Kehrwertes des
Absolutwertes der Beschleunigung der Vertikalschwingung der
Karosserie korrigiert.
Die Bedeutung des Absolutwertes der Beschleunigung der
Vertikalschwingung der Karosserie wird nachstehend
erläutert.
Es gibt eine Beziehung zwischen der Beschleunigung der
Karosserie, der Dämpfungskraft des Stoßdämpfers, und der
Relativgeschwindigkeit des Stoßdämpfers, nämlich wie folgt.
Die Beschleunigung der in der gefederten Masse angeordneten
Karosserie ist annähernd proportional der Dämpfungskraft
des Stoßdämpfers. Die Dämpfungskraft des Stoßdämpfers ist
annähernd proportional zur Relativgeschwindigkeit des
Stoßdämpfers.
Mit anderen Worten weist bezüglich der Korrektur des
Dämpfungskoeffizienten entsprechend dem Kehrwert des
Absolutwertes der Beschleunigung der Karosserie der Begriff
"Teilen durch den Absolutwert der Beschleunigung der
Karosserie" dieselbe Bedeutung auf wie ein Teilen der
Relativgeschwindigkeit des Stoßdämpfers. Je kleiner die
Relativgeschwindigkeit des Stoßdämpfers ist, desto größere
Dämpfungseigenschaften können erhalten werden.
Vorzugsweise weist die Aufhängungssteuervorrichtung gemäß
der vorliegenden Erfindung auf: einen Stoßdämpfer mit
variablem Dämpfungskoeffizient, der zwischen der Karosserie
und dem Rad eines Fahrzeugs vorgesehen ist, wobei dessen
Dämpfungskoeffizient während des Zusammendrückens des
Stoßdämpfers annähernd konstant ist, und der
Dämpfungskoeffizient während des Herausfahrens zwischen
einem kleinen Wert und einem großen Wert variabel ist; eine
Vertikalschwingungserfassungseinrichtung zur Erfassung der
Vertikalschwingung der Karosserie des Fahrzeugs in bezug
auf das absolute Koordinatensystem; und eine Steuerung zur
Ermittlung der Absolutgeschwindigkeit der
Vertikalschwingung der Karosserie auf der Grundlage des
ermittelten Signals von der
Vertikalschwingungs-Erfassungseinrichtung, wobei die
Steuerung ein Steuersignal an den Stoßdämpfer mit variablem
Dämpfungskoeffizienten so ausgibt, daß das Steuersignal den
Dämpfungskoeffizienten während des Herausfahrens dazu
veranlaßt, einen großen Wert einzunehmen, wenn festgestellt
wird, daß die Karosserie sich in der Richtung nach oben auf
der Grundlage der Absolutgeschwindigkeit bewegt, und den
Dämpfungskoeffizienten dazu veranlaßt, während des
Herausfahrens einen kleinen Wert anzunehmen, und das
Steuersignal den Dämpfungskoeffizienten während des
Herausfahrens dazu veranlaßt, einen großen Wert anzunehmen,
wenn ermittelt wird, daß sich die Karosserie in der
Richtung nach unten auf der Grundlage der
Absolutgeschwindigkeit bewegt.
Bei der Erfindung wird die Absolutgeschwindigkeit der
Vertikalschwingung der Karosserie berechnet, und auf der
Grundlage der Absolutgeschwindigkeit gibt die Steuerung ein
Steuersignal an den Stoßdämpfer mit variablem
Dämpfungskoeffizienten aus, so daß das Steuersignal den
Dämpfungskoeffizienten während des Herausfahrens dazu
veranlaßt, einen großen Wert anzunehmen, wenn beurteilt
wird, daß sich die Karosserie in Richtung nach oben auf der
Grundlage der Absolutgeschwindigkeit bewegt, und den
Dämpfungskoeffizienten während des Herausfahrens dazu
veranlaßt, einen kleinen Wert anzunehmen, und wobei das
Steuersignal den Dämpfungskoeffizienten während des
Herausfahrens dazu veranlaßt, einen großen Wert anzunehmen,
wenn beurteilt wird, daß sich die Karosserie in Richtung
nach unten auf der Grundlage der Absolutgeschwindigkeit
bewegt. Daher ist es möglich, die Art der Steuerung zu
vereinfachen, im Vergleich zur Steuerung gemäß der ersten
Zielrichtung der Erfindung. Die vorliegende Erfindung
erfordert keinen Höhensensor zur Ermittlung der
Relativgeschwindigkeit oder der Relativverschiebung
zwischen der Karosserie und dem Rad entlang der
Vertikalrichtung, ähnlich wie bei der ersten Zielrichtung
der Erfindung. Daher ist es möglich, die Zerstörung eines
Höhensensors zu vermeiden.
In diesem Fall ist vorzugsweise die Steuerverstärkung
variabel. Weiterhin ist es vorzuziehen, daß mit zunehmendem
Absolutwert einer Beschleunigung der Karosserie die
Steuerverstärkung kleiner wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch
dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus
welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt
Fig. 1 eine Gesamtansicht einer Aufhängungsvorrichtung;
Fig. 2 eine Schnittansicht des Aufbaus eines Stoßdämpfers
4 mit variablem Dämpfungskoeffizienten;
Fig. 3 eine Aufsicht auf eine bewegbare Platte 25, die an
dem Stoßdämpfer 4 mit variablem
Dämpfungskoeffizienten angebracht ist;
Fig. 4 einen Graphen mit einer Darstellung der Beziehung
zwischen dem Drehwinkel der bewegbaren Platte 25,
den Dämpfungskoeffizienten während des
Herausfahrens, und den Dämpfungskoeffizienten
während des Zusammendrückens;
Fig. 5 ein Blockschaltbild des Aufbaus der Steuerung 6;
Fig. 6(a) und (b) Graphen mit einer Darstellung der
Beziehung zwischen dem Steuerausgangssignal, wenn
das Fahrzeug auf eine Stufe fährt, und der
Verschiebung der gefederten Masse, wenn das
Fahrzeug durch die Steuerung 6 gesteuert wird;
Fig. 7 ein Blockschaltbild des Aufbaus der Steuerung 40
bei der zweiten Ausführungsform;
Fig. 8(a) und (b) Graphen mit einer Darstellung der
Beziehung zwischen dem Steuerausgangssignal, wenn
das Fahrzeug auf eine Stufe fährt, und der
Verschiebung der gefederten Masse;
Fig. 9 ein Blockschaltbild des Aufbaus der Steuerung 45
bei der dritten Ausführungsform;
Fig. 10 eine Schnittansicht des Aufbaus eines Stoßdämpfers
50 mit variablem Dämpfungskoeffizienten bei der
vierten Ausführungsform;
Fig. 11 einen Graphen mit einer Darstellung der Beziehung
zwischen dem Drehwinkel der bewegbaren Platte des
Drosselventils 70, dem Dämpfungskoeffizienten
während des Herausfahrens, und dem
Dämpfungskoeffizienten während des
Zusammendrückens;
Fig. 12 ein Blockschaltbild des Aufbaus der Steuerung 80
bei der vierten Ausführungsform;
Fig. 13(a) und (b) Graphen mit einer Darstellung der
Beziehung zwischen dem Steuerausgangssignal, wenn
das Fahrzeug auf eine Stufe fährt, und der
Verschiebung der gefederten Masse, wenn das
Fahrzeug durch die Steuerung 80 gesteuert wird;
Fig. 14 ein Blockschaltbild des Aufbaus der Steuerung 81
bei der fünften Ausführungsform;
Fig. 15(a) und (b) Graphen mit einer Darstellung der
Beziehung zwischen dem Steuerausgangssignal, wenn
das Fahrzeug auf eine Stufe fährt, und der
Verschiebung der gefederten Masse, wenn das
Fahrzeug durch die Steuerung 81 gesteuert wird;
Fig. 16 ein Blockschaltbild des Aufbaus der Steuerung 82
bei der sechsten Ausführungsform;
Fig. 17 ein Flußdiagramm mit einer Darstellung des
Steuerinhalts der Steuerung 82;
Fig. 18 ein Flußdiagramm eines Unterprogramms in dem
Schritt SP5 in Fig. 17; und
Fig. 19 eine Tabelle mit einer Darstellung der Beziehung
der Bewegungsrichtung der gefederten Masse und dem
Hub des Stoßdämpfers.
Nachstehend wird eine erste Ausführungsform der Erfindung
unter Bezug auf die Fig. 1 bis 6 erläutert.
Fig. 1 ist eine Gesamtansicht mit einer Darstellung einer
Aufhängungsvorrichtung für ein Rad eines Fahrzeuges.
In dieser Figur bezeichnet die Bezugsziffer 1 eine
Karosserie (die gefederte Masse) eines Fahrzeugs, und 2 ein
Rad (die ungefederte Masse), welches sich an der Seite
einer Achse befindet. Zwischen der Karosserie 1 und dem Rad
2 sind eine Kompressionsfeder 3 und ein Stoßdämpfer 4 des
Typs mit variablem Dämpfungskoeffizienten parallel
zueinander vorgesehen. Ein Beschleunigungssensor 5, der
eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung des Zustands der
Vertikalschwingung der Karosserie 1 darstellt, ist an der
Karosserie 1 angebracht, die sich auf der Druckfeder 3
befindet. Das ermittelte Signal in bezug auf die
Beschleunigung wird einer Steuerung 6 zugeführt. Die
Steuerung 6 berechnet auf vorbestimmte Weise auf der
Grundlage des ermittelten Signals, welches von dem
Beschleunigungssensor 5 ausgegeben wurde, und stellt
entsprechend dem gewünschten Wert C eines
Dämpfungskoeffizienten des Stoßdämpfers 4 mit variablem
Dämpfungskoeffizienten auf der Grundlage der berechneten
Ergebnisse ein, wie nachstehend im einzelnen erläutert wird.
Nachstehend wird die Theorie der Steuerung gemäß der
vorliegenden Erfindung erläutert.
Bei dem im Stand der Technik beschriebenen Steuerverfahren
wird der Dämpfungskoeffizient C des Stoßdämpfers 4, der
zwischen der Karosserie 1 und dem Rad 2 vorgesehen ist,
durch die folgenden Gleichungen festgelegt.
Wenn
S (S - X) < 0 (1)
C = CsS / (S - X) (3)
wenn
S (S - X) < 0 (4)
C = 0 (6)
Da die vorliegende Erfindung allerdings keinen Höhensensor
verwendet, sondern den Beschleunigungssensor 5, ist es
unmöglich, "S-X" zu erhalten. Daher wird die Gleichung (3)
unter Verwendung der folgenden zwei Gleichungen
approximiert:
(i) Steuerregel I
Der Dämpfungskoeffizient C wird auf der Grundlage der
Beziehung der folgenden Gleichungen gesteuert, unter
Annahme, daß "S-X" von Gleichung (3) ein gemittelter,
konstanter Wert ist.
C = KvS (7)
Kv: eine Konstante.
Die Absolutgeschwindigkeit S der gefederten Masse
(Karosserie 1) wird durch Integrieren des Wertes M des
Beschleunigungssensors 5 erhalten. Diese Steuerung wird nur
mit der Geschwindigkeit der gefederten Masse (Karosserie 1)
durchgeführt. Daher ist es möglich, die Steuerfrequenz
abzusenken, und bezüglich der Berechnungszeit der Steuerung
6 weist die Steuerung einen Vorteil auf.
(ii) Steuerregel II
Der Dämpfungskoeffizient C wird auf der Grundlage der
Beziehung der folgenden Gleichungen gesteuert, und zwar
dadurch daß der Wert M der gefederten Masse (der
Karosserie) anstelle von "S-X" in der Gleichung (3)
verwendet wird.
C = KsS / M (8)
Ks: eine Konstante.
Die Beschleunigung M der gefederten Masse ist proportional
zu der auf die gefederte Masse wirkenden Kraft. Die Kraft
wird durch die Summe der Dämpfungskraft F, die gemäß
Gleichung (2) proportional zur Relativgeschwindigkeit (S-X)
ist, und der Federkraft ausgedrückt. Wenn jedoch die
Schwingung gesteuert wird, ist die Relativgeschwindigkeit
hoch genug, so daß die Änderung der Federkraft
vernachlässigt werden kann. Daher ist die auf die gefederte
Masse wirkende Kraft proportional zur Dämpfungskraft F, und
die Beschleunigung M der gefederten Masse ist proportional
zur Relativgeschwindigkeit (S-X). Daher kann die
Beschleunigung M der gefederten Masse anstelle der
Relativgeschwindigkeit (F-X) verwendet werden.
Unter Verwendung der voranstehenden Steuerregeln I und II
ist es möglich, den Dämpfungskoeffizienten dadurch zu
erhalten, daß nur der Wert M des Beschleunigungssensors 5
verwendet wird, und nicht die Gleichung (3) verwendet wird.
Daher läßt sich der Dämpfungskoeffizient durch die
folgenden Gleichungen ermitteln.
Wenn
S (S - X) < 0 (1)
C = KvS (7)
C = KsS / M (8)
oder wenn
S (S - X) < 0 (4)
C = Cmin (9)
Der Grund dafür, daß der Dämpfungskoeffizient Cmin ist, und
nicht 0, wenn S (S-X) <0 ist, liegt an folgendem.
Wenn die Dämpfungskraft vollständig eliminiert wird, wird
ein instabiler Zustand hervorgerufen, bevor die Steuerung
diesem folgt, da die Steuerung immer in bezug auf die
Schwingungsänderungen verzögert ist. Daher wurde
festgelegt, daß C = Cmin ist, um eine minimale
Dämpfungskraft vorzugeben.
Die voranstehend beschriebene Beziehung ist in der Tabelle
in Fig. 19 gezeigt.
Allerdings kann der Hub des Stoßdämpfers, wie in der
Tabelle in Fig. 19 gezeigt, durch den Beschleunigungssensor
5 beurteilt werden. Die vorliegende Erfindung erfordert
keine derartige Beurteilung, da ein Stoßdämpfer eingesetzt
wird, bei welchem der Dämpfungskoeffizient während des
Zusammendrückens des Stoßdämpfers ein kleiner konstanter
Wert ist, wenn der Dämpfungskoeffizient während des
Herausfahrens variabel ist, und bei welchem umgekehrt dann
der Dämpfungskoeffizient während des Herausfahrens des
Stoßdämpfers ein kleiner konstanter Wert ist, wenn der
Dämpfungskoeffizient während des Zusammendrückens variabel
ist. Dies bedeutet, daß die vorliegende Erfindung einen
Stoßdämpfer einsetzt, bei welchem der Dämpfungskoeffizient
so variabel ist, wie dies durch gestrichelte Linien in Fig. 4
gezeigt ist. Dementsprechend wählt der Stoßdämpfer selbst
den Dämpfungskoeffizienten bei dem Hub des Stoßdämpfers,
und zwar dadurch, daß nur der Drehwinkel Theta der
bewegbaren Platte auf der Grundlage der Bewegungsrichtung S
der gefederten Masse geändert wird. Dies bedeutet, daß der
Dämpfungskoeffizient unabhängig von dem Hub des
Stoßdämpfers gesteuert werden kann, entsprechend der linken
Seite (R <0) in bezug auf die Koordinatenachse in Fig. 4,
wenn die Bewegungsrichtung der gefederten Masse positiv ist
(S <0), und entsprechend der rechten Seite (R <0) in
bezug auf die Koordinatenachse in Fig. 4, wenn die
Bewegungsrichtung der gefederten Masse negativ ist (S <0).
Nachstehend wird unter Bezug auf Fig. 2 der konkrete Aufbau
des Stoßdämpfers 4 mit variablem Dämpfungskoeffizienten
beschrieben, welcher den in Fig. 4 gezeigten
Dämpfungskoeffizienten erhalten kann.
In Fig. 2 ist ein freier Kolben 12 gleitbeweglich in einen
Zylinder 11 so eingeführt, daß dazwischen kein Raum bleibt.
Das Innere des Zylinders 11 ist in eine Gaskammer 13 und
eine Ölkammer 14 durch den freien Kolben 12 unterteilt. Die
Gaskammer 13 ist mit einem Gas unter hohem Druck gefüllt,
und die Ölkammer 14 ist mit einer Ölflüssigkeit gefüllt.
Ein Kolben 15 ist gleitbeweglich in die Ölkammer 14 so
eingesetzt, daß dazwischen kein Raum verbleibt. Das Innere
der Ölkammer 14 ist in eine untere Ölkammer R1 und eine
obere Kammer R2 durch den Kolben 15 unterteilt. Eine
Kolbenstange 16, die sich durch die obere Kammer R2 nach
außerhalb des Zylinders 11 erstreckt, ist mit dem Kolben 15
verbunden.
Der Kolben 15 ist mit einem ersten Verbindungsweg 17 und
einem zweiten Verbindungsweg 18 versehen, von denen jeder
die untere Kammer R1 und die obere Kammer R2 miteinander
verbindet. Ein erstes Dämpfungsventil 19 ist auf der oberen
Oberfläche des Kolbens 15 angeordnet. Das erste
Dämpfungsventil 19, welches gewöhnlich geschlossen ist,
wird dazu geöffnet, um die obere Kammer R2 und den ersten
Verbindungsweg 17 zu verbinden, wenn die Druckdifferenz
zwischen der unteren Kammer R1 und der oberen Kammer R2
einen vorbestimmten Wert erreicht, durch Anstieg des
Innendruckes der unteren Kammer R1 während des
Zurückziehens der Kolbenstange 16. Ein zweites
Dämpfungsventil 20 ist auf der unteren Oberfläche des
Kolbens 15 vorgesehen. Das zweite Dämpfungsventil 20,
welches gewöhnlich geschlossen ist, wird geöffnet, um die
untere Kammer R1 und den zweiten Verbindungsweg 18
miteinander zu verbinden, wenn die Druckdifferenz zwischen
der unteren Kammer R1 und der oberen Kammer R2 dadurch
einen vorbestimmten Wert erreicht, daß der Innendruck der
oberen Kammer R2 während des Herausfahrens der Kolbenstange
16 ansteigt.
Der Kolben 15 ist mit einem dritten Verbindungsweg 21 und
einem vierten Verbindungsweg 22 versehen, von denen jeder
die untere Kammer R1 mit der oberen Kammer R2 verbindet.
Der dritte Verbindungsweg R21 und der vierte Verbindungsweg
22 sind in dem Kolben einander gegenüber liegend in bezug
auf die Achse der Kolbenstange 16 angeordnet.
Rückschlagventile 23 und 24 sind in dem dritten
Verbindungsweg 21 bzw. dem vierten Verbindungsweg 22
angeordnet. Das Rückschlagventil 23 läßt nur den Fluß der
Ölflüssigkeit von der unteren Kammer R1 zu der oberen
Kammer R2 zu, und das Rückschlagventil 24 läßt nur den Fluß
der Ölflüssigkeit von der obere Kammer R2 zu der unteren
Kammer R1 zu.
Eine scheibenförmige, bewegliche Platte 23 ist so innerhalb
des Kolbens 15 gehaltert, daß die bewegbare Platte 25 um
die Achse der Kolbenstange 16 herum drehbar ist. Die obere
und untere Oberfläche der bewegbaren Platte 25 sind quer
über den dritten Verbindungsweg 21 und den vierten
Verbindungsweg 22 angeordnet.
Ein Paar länglicher Öffnungen 25 und 27 ist, einander
gegenüber liegend, in der beweglichen Platte 25 auf einem
mit dieser konzentrischen Kreis vorgesehen, wie in Fig. 3
gezeigt. Jede dieser länglichen Öffnungen 26 und 27 ist
entlang des Umfangs der beweglichen Platte verlängert. Die
Fläche der länglichen Öffnung 26 nimmt mit Zunahme der
länglichen Öffnung 26 im Uhrzeigersinn ab, wie durch den
Pfeil P in Fig. 3 angedeutet ist. Die Fläche der länglichen
Öffnung 27 nimmt mit Zunahme der länglichen Öffnung 27 im
Uhrzeigersinn zu, wie durch den Pfeil P in Fig. 3
angedeutet.
Wenn die bewegliche Platte 25 um ihre Achse herum gedreht
wird, so ändern sich kontinuierlich die Abschnitte der
länglichen Öffnungen 26 und 27 der beweglichen Platte 25,
welche dem dritten Verbindungsweg 21 bzw. dem vierten
Verbindungsweg 22 gegenüber liegen. Daher kann die
Öffnungsfläche durch den dritten oder vierten
Verbindungsweg 21 bzw. 22 und die längliche Öffnung 26 bzw.
27 kontinuierlich geändert werden. Daher ist es möglich,
Dämpfungskoeffizienteneigenschaften zu erhalten, wie dies
durch die gestrichelten Linien in Fig. 4 gezeigt ist.
In Fig. 2 bezeichnet die Bezugsziffer 28 eine
Betätigungsstange, die entlang der Achse der Kolbenstange
16 so vorgesehen ist, daß sie sich relativ zur Kolbenstange
dreht. Der untere Endabschnitt der Betätigungsstange 28 ist
mit der beweglichen Platte 25 zusammengekuppelt. Die
Bezugsziffer 29 bezeichnet eine Betätigungseinrichtung,
beispielsweise einen Schrittmotor, der an das obere Ende
der Betätigungsstange 28 angeschlossen ist, um die
bewegliche Platte 25 im Uhrzeigersinn P oder im
Gegenuhrzeigersinn Q durch die Betätigungsstange 28 zu
drehen. Die Betätigungseinrichtung 29 dreht die
Betätigungsstange 28 entsprechend Steuersignalen (Theta),
die von einem Block 32 zugeführt werden, der später
beschrieben wird.
Unter Bezug auf die Fig. 3 und 4 wird die Beziehung
zwischen Abschnitten a2-c2 und a1-c1 der länglichen
Öffnungen 26 und 27, die jeweils den Verbindungswegen 21
und 22 gegenüberliegen, und dem Dämpfungskoeffizienten
beschrieben.
Die Positionen jedes der Verbindungswege 21 und 22 in den
länglichen Öffnungen 26 und 27 werden unter Verwendung des
Drehwinkels Theta der beweglichen Platte 25 angegeben. Die
Basisposition (R = 0) der beweglichen Platte 25 ist die
Position, in welcher die Verbindungswege 21 und 22 den
Zentren b2 bzw. b1 der länglichen Öffnungen 26 bzw. 27
gegenüber liegen.
(1) Wenn die bewegliche Platte 25 im Uhrzeigersinn P aus
einer Bezugsposition heraus gedreht wird, also wenn die
bewegliche Platte 25 in der positiven Richtung gedreht wird
(R <0), dann liegt der Verbindungsweg 21 einer Position a2
der länglichen Öffnung 26 gegenüber, und der Verbindungsweg
22 liegt einer Position a1 der länglichen Öffnung 27
gegenüber.
Daher fließt die Ölflüssigkeit leicht von der unteren
Kammer R1 zu der oberen Kammer R2, jedoch fließt die
Ölflüssigkeit kaum von der oberen Kammer R2 zu der unteren
Kammer R1. Daher wird der Dämpfungskoeffizient während des
Herausfahrens des Stoßdämpfers groß, und umgekehrt wird der
Dämpfungskoeffizient während des Zusammendrückens des
Stoßdämpfers klein.
(2) Wenn die bewegliche Platte 25 im Gegenuhrzeigersinn Q
aus einer Bezugsposition gedreht wird, also wenn die
bewegliche Platte 25 in der negativen Richtung (R <0)
gedreht wird, so liegt der Verbindungsweg 21 einer Position
c2 der länglichen Öffnung 26 gegenüber, und der
Verbindungsweg 22 liegt einer Position c1 der länglichen
Öffnung 27 gegenüber. Daher fließt die Ölflüssigkeit kaum
von der unteren Kammer R1 zur Oberen Kammer R2, jedoch
fließt die Ölflüssigkeit leicht von der oberen Kammer R2
zur unteren Kammer R1. Daher wird der Dämpfungskoeffizient
während des Herausfahrens des Stoßdämpfers klein, und
umgekehrt wird der Dämpfungskoeffizient während des
Zusammendrückens des Stoßdämpfers groß.
Bei der vorliegenden Erfindung ist es theoretisch
wünschenswert, daß der Stoßdämpfer die durch die
gestrichelten Linien in Fig. 4 angedeutete Charakteristik
aufweist. Die Stoßdämpfer bei den in Fig. 2 und 3 gezeigten
Ausführungsformen weisen die durch die durchgezogenen
Linien in Fig. 4 gezeigten Charakteristiken auf, nämlich
eine glatte Charakteristik annähernd gleich den
gestrichelten Linien, um eine glatte Änderung des
Dämpfungskoeffizienten zu erreichen. Daher sind die
Dämpfungskoeffizienten zwischen b1 und c1 auf der
Herausfahrseite und zwischen b2 und a2 an der
Zusammendrückseite annähernd konstante kleine Werte, obwohl
es eine gewisse Änderung dieser Werte gibt.
Der Aufbau der Steuerung 6 wird nachstehend erläutert. Die
Steuerung 6 berechnet einen gewünschten Wert C des
Dämpfungskoeffizienten, der zur Festlegung des Drehwinkels
Theta der beweglichen Platte 25 verwendet wird,
entsprechend der voranstehend erläuterten Steuerregel I,
und die bewegliche Platte 25 wird auf der Grundlage des
gewünschten Wertes C gedreht. Die Steuerung 6 umfaßt, wie
aus Fig. 5 hervorgeht, die Blöcke 30 bis 32.
Das ermittelte Signal, welches die von dem
Beschleunigungssensor 5 ermittelte Beschleunigung
repräsentiert, wird dem Block 30 eingegeben. Der Block 30
berechnet die Absolutgeschwindigkeit der Karosserie des
Fahrzeuges durch Integrieren der Beschleunigung. Die
Berechnung des Blockes 30 wird an den nächsten Block 31
ausgegeben. Das Bezugszeichen "s", welches in dem Block 30
angegeben ist, bezeichnet einen Laplace-Operator, der für
die Laplace-Transformation verwendet wird.
Der Block 30 dient zur Berechnung des gewünschten Wertes C
des Dämpfungskoeffizienten durch Multiplizieren der
Berechnung des Blockes 30 mit einer Steuerverstärkung Kv.
Der gewünschte Wert C weist ein positives oder negatives
Vorzeichen auf. Wenn die Absolutgeschwindigkeit der
Karosserie 1 positiv ist, also die Karosserie eine
Geschwindigkeit in Richtung nach oben aufweist, so wird
festgelegt, daß der gewünschte Wert C positiv ist. Wenn im
Gegensatz hierzu die Absolutgeschwindigkeit der Karosserie
1 negativ ist, also der Körper eine Geschwindigkeit in
Richtung nach unten aufweist, so wird festgelegt, daß der
gewünschte Wert C negativ ist. Der gewünschte Wert C für
den Dämpfungskoeffizienten, der eine Berechnung des Blockes
31 darstellt, wird an den nächsten Block 32 ausgegeben.
Der Block 32 legt den Drehwinkel Theta der beweglichen
Platte 25 auf der Grundlage des gewünschten Wertes C des
von dem Block 31 ausgegebenen Dämpfungskoeffizienten fest.
Dies bedeutet, daß der Drehwinkel Theta der beweglichen
Platte 25 entsprechend der Größe der Absolutgeschwindigkeit
der Karosserie 1 und der positiven und der negativen
Richtung der absoluten Geschwindigkeit ermittelt wird, wie
in dem Graphen in dem Block 32 in Fig. 5 gezeigt ist.
Wenn beispielsweise die Absolutgeschwindigkeit der
Karosserie 1 in der positiven Richtung größer wird, also in
der Richtung nach oben der Karosserie 1, und dann der
gewünschte Wert C des Dämpfungskoeffizienten in der
positiven Richtung größer wird, wird das Steuersignal
(Theta) an die Betätigungseinrichtung 29 ausgegeben,
welches den Drehwinkel Theta der beweglichen Platte 25 in
der positiven Richtung vergrößert, entsprechend der
Beziehung der Proportionalität, die in dem Graphen in dem
Block 32 in Fig. 5 gezeigt ist. Daher wird der
Dämpfungskoeffizient während des Herausfahrens größer und
der Dämpfungskoeffizient während des Zusammendrückens
kleiner gemacht, wie im voranstehenden Paragraph (1)
beschrieben.
Wenn im Gegensatz die Absolutgeschwindigkeit der Karosserie
1 in der negativen Richtung größer wird, also in der
Richtung der Karosserie 1 nach unten, und dann der
gewünschte Wert C des Dämpfungskoeffizienten in der
negativen Richtung größer wird, so wird das Steuersignal
(Theta) an die Betätigungsrichtung 29 ausgegeben, welches
den Drehwinkel Theta der beweglichen Platte 25 in der
negativen Richtung größer macht, entsprechend der Beziehung
der Proportionalität, die in dem Graphen in dem Block 32 in
Fig. 5 gezeigt ist. Daher wird der Dämpfungskoeffizient
während des Herausfahrens kleiner und der
Dämpfungskoeffizient während des Zusammendrückens größer
gemacht, wie im voranstehenden Absatz (2) erläutert.
In dem Graphen im Block 32 ist Theta in dem Bereich
konstant, in welchem der Absolutwert des gewünschten Wertes
C sehr groß ist. Dies erfolgt deswegen, da der Drehwinkel
Theta der beweglichen Platte 25 eine körperliche Begrenzung
aufweist, da dann, wenn die bewegliche Platte 25 um einen
größeren Winkel als ein bestimmter Winkel gedreht wird, die
Verbindungswege 21 und 22 geschlossen sind, so daß sie
keine Verbindung zwischen der oberen und unteren Kammer R1
und R2 herstellen.
Der Unterschied zwischen dem Fall, in welchem die
bewegliche Platte 25 des Stoßdämpfers 4 mit variablem
Dämpfungskoeffizienten durch die Steuerung 6 gesteuert
wird, und dem Fall, in welchem die bewegliche Platte 25 des
Stoßdämpfers 4 mit variablem Dämpfungskoeffizient nicht
durch die Steuerung 6 gesteuert wird, wird nachstehend
unter Bezug auf die Fig. 6(a) und (b) erläutert.
Die durchgezogene Linie in Fig. 6(a) bezeichnet eine
Verschiebung der Karosserie 1, gesteuert durch die
Steuerung 6, wenn das Fahrzeug auf eine Stufe aufläuft, und
die gestrichelte Linie bezeichnet eine Verschiebung der
Karosserie 1, welche nicht durch die Steuerung 6 gesteuert
wird. Wie aus Fig. 6(a) hervorgeht, wird bestätigt, daß
dann, wenn der Stoßdämpfer 4 mit variablem
Dämpfungskoeffizienten durch die Steuerung 6 gesteuert
wird, die Amplitude der Schwingungssignalform nach dem
Auflaufen auf die Stufe kleiner ist, und eine gute
Schwingungssignalform erhalten werden kann, verglichen mit
dem Fall, daß der Stoßdämpfer 4 mit variablem
Dämpfungskoeffizienten nicht durch die Steuerung 6
gesteuert wird.
Fig. 6(b) ist ein Graph, welcher die Art des
Ausgangssignals des Steuersignals (Theta) im Verlaufe der
Zeit zeigt, wenn der Stoßdämpfer 4 mit variablem
Dämpfungskoeffizienten durch die Steuerung 6 gesteuert
wird. Die Größe des Steuersignals (Theta) entspricht dem
Drehwinkel Theta der beweglichen Platte 25, um welchen
diese gedreht wird. Dies bedeutet, daß dann, wenn der
Drehwinkel Theta der beweglichen Platte 25 größer ist, der
Absolutwert des Steuersignals (Theta) größer ist,
entsprechend dem Drehwinkel Theta.
Wie voranstehend im einzelnen erläutert, wird bei der
Aufhängungssteuervorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung die Absolutgeschwindigkeit der Karosserie 1 auf
der Grundlage des ermittelten Signals des an der Karosserie
1 befestigten Beschleunigungssensors 5 berechnet, dann wird
der Drehwinkel Theta der beweglichen Platte 25 auf der
Grundlage der Absolutgeschwindigkeit berechnet, und die
bewegliche Platte 25 wird in der Richtung gedreht, die
durch den Pfeil P oder den Pfeil Q angedeutet ist,
entsprechend dem Drehwinkel Theta. Daher wird bei dieser
Aufhängungsvorrichtung die Absolutgeschwindigkeit der
Vertikalschwingung der Karosserie auf der Grundlage des
erfaßten Signals des Beschleunigungssensors 5 berechnet;
und auf der Grundlage der Absolutgeschwindigkeit wird der
Dämpfungskoeffizient eingestellt, so daß der Koeffizient
beim Herausfahren des Stoßdämpfers größer wird, und der
Koeffizient beim Zusammendrücken des Stoßdämpfers kleiner
wird, oder so, daß der Dämpfungskoeffizient beim
Herausfahren kleiner wird und der Koeffizient beim
Zusammendrücken größer wird. Daher erfordert die
vorliegende Erfindung keinerlei Höhensensor zur Ermittlung
der Relativgeschwindigkeit oder der Relativverschiebung
zwischen der Karosserie und dem Rad entlang der
Vertikalrichtung. Daher kann kein Schaden infolge einer
Zerstörung des Höhensensors auftreten. Da die
Aufhängungssteuervorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung überhaupt keinen Höhensensor für das Fahrzeug
benötigt, ergeben sich verringerte Herstellungskosten für
das Fahrzeug.
Bei dieser Ausführungsform wird der Stoßdämpfer 4 auf der
Grundlage des ermittelten Signals des an der Karosserie 1
befestigten Beschleunigungssensors 5 gesteuert, unabhängig
von dem Zustand des Herausfahrens oder Zusammendrückens des
Stoßdämpfers 4 mit variablem Dämpfungskoeffizient. Daher
ist es möglich, durchgängig die Dämpfungskraft des
Stoßdämpfers 4 auf den Optimalwert einzustellen.
Nachstehend wird eine zweite Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung unter Bezug auf Fig. 7 und 8
erläutert.
Die zweite Ausführungsform dient zum Erhalten des
Dämpfungskoeffizienten C entsprechend der voranstehend
beschriebenen Steuerregel II. Den Unterschied im Aufbau der
ersten und zweiten Ausführungsform bildet der Inhalt des
Blockes, welcher die Steuerung 40 bildet. Bei der zweiten
Ausführungsform sind dieselben Bezugszeichen den Teilen
zugeordnet, die denselben Aufbau wie bei der ersten
Ausführungsform haben, um ihre Erläuterung zu vereinfachen.
Die Steuerung 40 umfaßt einen Block 30, der ebenso wie bei
der ersten Ausführungsform ausgebildet ist, zur Berechnung
der Absolutgeschwindigkeit S der Karosserie 1 durch
Integrieren der Beschleunigung M der gefederten Masse, einen
Block 41 zur Berechnung eines Faktors A, welcher dem
gewünschten Wert C des Dämpfungskoeffizienten bei der
ersten Ausführungsform entspricht, durch Multiplizieren des
Berechnungsergebnisses des Blockes 30 mit einer Verstärkung
Ks, einen Block 42, in welchen ein ermitteltes Signal,
welches die Beschleunigung repräsentiert, von dem
Beschleunigungssensor 5 eingegeben wird, zur Berechnung des
Absolutwertes B der eingegebenen Beschleunigung; einen
Block 43 zum Erhalten des gewünschten Wertes C durch
Dividieren des Faktors A, der von dem Block 41 erhalten
wurde, durch den Absolutwert B der Beschleunigung, die von
dem Block 42 erhalten wurde; sowie einen Block 32, der
ebenso ausgebildet ist wie bei der ersten Ausführungsform,
zum Erhalten des Drehwinkels Theta der beweglichen Platte
25 auf der Grundlage des gewünschten Wertes C, der in dem
Block 43 berechnet wurde.
In dem Block 42 wird die Beschleunigung als ein konstanter
Wert in den positiven und negativen Bereichen angesehen, in
welchen die Beschleunigung sehr klein ist, um zu
verhindern, daß der gewünschte Wert C des
Dämpfungskoeffizienten, der in dem Block 43 berechnet wird,
sowohl in dem positiven als auch negativen Bereich zu groß
wird.
Als nächstes wird der Inhalt des Blockes 43 erläutert.
In diesem Block 43 wird der Faktor A, der dem gewünschten
Wert C des Dämpfungskoeffizienten bei der ersten
Ausführungsform entspricht, durch den Absolutwert B der
Vertikalbeschleunigung der Karosserie 1 dividiert, die sich
auf der Feder 3 befindet. Wenn die Änderung der Federkraft
der Feder 3 unberücksichtigt bleibt, so ist die
Beschleunigung proportional zum Dämpfungskoeffizienten des
Stoßdämpfers 4. Weiterhin ist der Dämpfungskoeffizient des
Stoßdämpfers 4 proportional zur Relativgeschwindigkeit des
Stoßdämpfers 4.
Die Wirkung der Division des Faktors A durch den
Absolutwert B der Beschleunigung der Karosserie 1 auf der
Feder 3 ist äquivalent zur Division des Faktors A durch die
Relativgeschwindigkeit des Stoßdämpfers 4. Je kleiner daher
die Relativgeschwindigkeit des Stoßdämpfers 4 ist, also je
kleiner die Dämpfungskraft des Stoßdämpfers 4 ist, desto
größer ist der gewünschte Wert C, der in dem Block 43
berechnet wird. Daher ist es möglich, eine hohe
Dämpfungscharakteristik zu erhalten, um die
Fahrzeughöhencharakteristik des Stoßdämpfers zu verbessern.
Der Absolutwert der Beschleunigung, nicht die
Beschleunigung selbst, wird als Größe B verwendet. Der
Grund hierfür liegt darin, daß die positive oder negative
Drehrichtung der beweglichen Platte 25 bereits durch den
Faktor A repräsentiert wird.
Nachstehend wird unter Bezug auf Fig. 8(a) und (b) der
Unterschied zwischen dem Fall erläutert, in welchem die
bewegliche Platte 25 des Stoßdämpfers 4 mit variablem
Dämpfungskoeffizienten durch die Steuerung 40 gesteuert
wird und dem Fall, in welchem die bewegliche Platte 25 des
Stoßdämpfers 4 mit variablem Dämpfungskoeffizienten nicht
durch die Steuerung 40 gesteuert wird.
Die durchgezogene Linie in Fig. 8(a) bezeichnet die
Verschiebung der Karosserie 1 unter Steuerung durch die
Steuerung 40, wenn das Fahrzeug auf eine Stufe aufläuft,
und die gestrichelte Linie zeigt die Verschiebung der
Karosserie 1 an, wenn diese nicht durch die Steuerung 40
gesteuert wird. Wie aus Fig. 8(a) hervorgeht, wird
bestätigt, daß dann, wenn der Stoßdämpfer 4 mit variablem
Dämpfungskoeffizienten durch die Steuerung 40 gesteuert
wird, die Amplitude der Schwingungssignalform nach dem
Auflaufen auf die Stufe kleiner ist, und daß eine
ordentliche Schwingungssignalform erhalten werden kann,
verglichen mit dem Fall, in welchem der Stoßdämpfer 4 mit
variablem Dämpfungskoeffizienten nicht durch die Steuerung
40 gesteuert wird.
Fig. 8(b) ist ein Graph, der die Art des Ausgangssignals
des Steuersignals (Theta) im Verlauf der Zeit zeigt, wenn
der Stoßdämpfer 4 mit variablem Dämpfungskoeffizienten
durch die Steuerung 40 gesteuert wird. Die Größe des
Steuersignals (Theta) ist äquivalent dem Drehwinkel Theta
der beweglichen Platte 25, um welche diese gedreht werden
soll. Wenn der Drehwinkel Theta der beweglichen Platte 25
größer ist, ist daher der Absolutwert des Steuersignals
(Theta) größer, entsprechend dem Drehwinkel Theta.
Wie voranstehend im einzelnen erläutert, wird bei der
Aufhängungssteuervorrichtung gemäß der zweiten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die
Absolutgeschwindigkeit der Vertikalschwingung der
Karosserie 1 auf der Grundlage des erfaßten Signals des
Beschleunigungssensors 5 berechnet; und auf der Grundlage
der Absolutgeschwindigkeit wird der Dämpfungskoeffizient so
eingestellt, daß der Koeffizient beim Herausfahren des
Stoßdämpfers größer wird, und der Koeffizient beim
Zusammendrücken des Stoßdämpfers kleiner wird, oder so, daß
der Dämpfungskoeffizient beim Herausfahren kleiner und der
Koeffizient beim Zusammendrücken größer wird. Daher
erfordert die vorliegende Erfindung überhaupt keinen
Höhensensor zur Messung der Relativgeschwindigkeit oder der
Relativverschiebung zwischen der Karosserie und dem Rad
entlang der Vertikalrichtung. Je kleiner die Dämpfungskraft
des Stoßdämpfers 4 ist, desto größer ist darüber hinaus die
sich ergebende Dämpfungskoeffizient-Charakteristik. Wenn
beispielsweise das Fahrzeug auf eine Stufe aufläuft, kann
die Amplitude der Schwingungssignalform nach dem Auflaufen
auf die Stufe schnell kleiner gemacht werden, um die
Fahrzeughöhencharakteristik des Stoßdämpfers zu verbessern.
Bei den voranstehenden Ausführungsformen ist ein Paar
kontinuierlicher, länglicher Öffnungen in der beweglichen
Platte 25 entlang deren Umfang vorgesehen, so daß der
Dämpfungskoeffizient kontinuierlich geändert werden kann.
Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf solche
Ausführungsformen beschränkt. Beispielsweise können mehrere
Öffnungen, etwa drei Öffnungen auf jeder Seite, mit
Durchmessern, die stufenweise kleiner oder größer werden,
während die Öffnungen im Uhrzeigersinn weitergehen, in den
Abschnitten a2-c2 sowie a1-c1 der beweglichen Platte 25
vorgesehen sein, so daß der Dämpfungskoeffizient
stufenweise eingestellt werden kann. Die Anzahl der
Öffnungen ist nicht auf drei in bezug auf jeden der
Verbindungswege 21 und 22 begrenzt. Es ist möglich, sechs
bis sieben Öffnungen in der beweglichen Platte in bezug auf
jeden Verbindungsweg vorzusehen, um den
Dämpfungskoeffizienten in mehreren Stufen einzustellen.
Nachstehend wird unter Bezug auf Fig. 9 eine dritte
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
Der Aufbau der dritten Ausführungsform unterscheidet sich
von der der ersten Ausführungsform dadurch, daß bei dieser
Ausführungsform eine variable Steuerverstärkung Kr
verwendet wird, während bei der ersten Ausführungsform eine
konstante Steuerverstärkung Kv eingesetzt wird. Bei der
dritten Ausführungsform sind dieselben Bezugszeichen den
Teilen zugeordnet, die denselben Aufbau aufweisen wie bei
der ersten Ausführungsform, um die Erläuterung zu
vereinfachen.
Die Steuerung 45 umfaßt Blöcke 30 und 46 bis 48. In dem
Block 30 wird die Absolutgeschwindigkeit S der Karosserie 1
durch Integrieren der gefederten Beschleunigung M
berechnet, die von dem Beschleunigungssensor 5 ausgegeben
wird, und daraufhin wird das berechnete Ergebnis an den
nächsten Block 47 ausgegeben, ähnlich wie bei der ersten
Ausführungsform.
Der Block 46 dient zur Berechnung einer Steuerverstärkung
Kr auf der Grundlage der gefederten Beschleunigung M, die
von dem Beschleunigungssensor 5 ermittelt wird. Das
berechnete Ergebnis wird an den nächsten Block 47
ausgegeben. In dem Block 46 wird die Steuerverstärkung Kr
so eingestellt, daß dann, wenn der Absolutwert der
gefederten Beschleunigung M der Karosserie 1 größer wird,
die Steuerverstärkung kleiner wird, und umgekehrt ist in
dem Ausmaß, in welchem der Absolutwert der gefederten
Beschleunigung M der Karosserie 1 klein ist, die
Steuerverstärkung groß, wie in dem Graphen im Block 46 von
Fig. 9 gezeigt.
Der Block 47 dient zum Erhalten des gewünschten Wertes des
Dämpfungskoeffizienten durch Multiplizieren der
Absolutgeschwindigkeit S der Karosserie 1, welche das
berechnete Ergebnis des Blockes 30 darstellt, mit der
Steuerverstärkung Kr, welche das berechnete Ergebnis des
Blockes 46 darstellt.
Ein Block 48 bestimmt den Drehwinkel Theta der beweglichen
Platte 25 auf der Grundlage des gewünschten Wertes C des
Dämpfungskoeffizienten, der von dem Block 47 ausgegeben
wird, und gibt den Drehwinkel aus. In dem Block 48 wird der
Drehwinkel Theta der beweglichen Platte 25 auf der
Grundlage des gewünschten Wertes C des
Dämpfungskoeffizienten ermittelt, unter Verwendung eines
Graphen, der die Beziehung zwischen dem gewünschten Wert C
des Dämpfungskoeffizienten und dem Drehwinkel Theta der
beweglichen Platte 25 angibt, wie in Fig. 9 gezeigt.
Wie voranstehend im einzelnen erläutert, ist es bei der
Aufhängungssteuervorrichtung gemäß der dritten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung möglich,
ähnliche Wirkungen wie bei der ersten oder zweiten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu erhalten. In
dem Block 46 wird die Steuerverstärkung Kr, multipliziert
mit der Absolutgeschwindigkeit S der Karosserie 1, so
eingestellt, daß die Steuerverstärkung kleiner wird, wenn
der Absolutwert der gefederten Beschleunigung M der
Karosserie 1 größer wird, und umgekehrt die
Steuerverstärkung größer wird, wenn der Absolutwert der
gefederten Beschleunigung M der Karosserie 1 kleiner wird.
In dem Block 47 wird der gewünschte Wert C des
Dämpfungskoeffizienten des Stoßdämpfers 4 mit variablem
Dämpfungskoeffizient berechnet durch Multiplizieren der
Steuerverstärkung Kr mit dem Absolutwert S der
Vertikalschwingung der Karosserie 1. Mit zunehmender
Vertikalschwingung der Karosserie 1 kann daher der
Dämpfungskoeffizient, der für den Stoßdämpfer 4 mit
variablem Dämpfungskoeffizienten eingestellt werden soll,
so begrenzt werden, daß er relativ geringer ist. Daher ist
es möglich, eine übermäßige Steuerung zu verhindern, wenn
die Vertikalschwingung der Karosserie 1 groß ist. Darüber
hinaus kann der Dämpfungskoeffizient, der für den
Stoßdämpfer 4 mit variablem Dämpfungskoeffizient
eingestellt werden soll, relativ hoch eingestellt werden,
so daß die Vertikalschwingung der Karosserie 1 klein ist,
wodurch es ermöglicht wird, ein Fehlen der Steuerung zu
verhindern, wenn die Vertikalbewegung der Karosserie 1
klein ist. Wenn das Fahrzeug daher auf eine Stufe aufläuft,
ist es möglich, den Stoß abzumildern, den der Fahrer fühlt,
wenn das Rad auf einen Vorsprung auftrifft.
Nachstehend wird unter Bezug auf Fig. 10 bis 13 eine vierte
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Der Aufbau eines Stoßdämpfers 50 mit variablem
Dämpfungskoeffizienten gemäß der vierten Ausführungsform
wird unter Bezug auf Fig. 10 erläutert. Der Stoßdämpfer 50
mit variablem Dämpfungskoeffizienten ist parallel zur
Druckfeder 3 zwischen der Karosserie 1 und dem Rad 2
angeordnet, ähnlich wie der Stoßdämpfer 4 mit variablem
Dämpfungskoeffizienten bei den Ausführungsformen 1 bis 3.
In Fig. 10 ist ein Kolben 53 gleitbeweglich so in eine
Ölkammer 52 eingeführt, daß dazwischen kein freier Raum
verbleibt. Das Innere der Ölkammer 52 ist durch den Kolben
53 in eine untere Kammer R3 und eine obere Kammer R4
unterteilt. An dem Kolben 53 ist eine Kolbenstange 54
angeschlossen, die sich durch die obere Kammer R4 nach
außerhalb des Zylinders 51 erstreckt.
Der Zylinder 51 ist in einer äußeren Schale 55 vorgesehen.
Eine geschlossene Kammer 56, geschlossen durch den Zylinder
51 und die äußere Schale 55, die gegenüber der Außenwelt
isoliert ist, ist mit einem Niederdruckgas und einer
Ölflüssigkeit gefüllt. In einem Bodenabschnitt des
Zylinders 51 sind zwei Verbindungswege 57 und 58
vorgesehen. Jeder der Verbindungswege 57 und 58 verbindet
die abgeschlossene Kammer 56 und die untere Kammer R3 der
Ölkammer 52. In dem Verbindungsweg 57 ist ein
Rückschlagventil 59 vorgesehen, welches nur den Fluß der
Ölflüssigkeit von der abgeschlossenen Kammer 56 zu der
unteren Kammer R3 der Ölkammer 52 zuläßt. In dem anderen
Verbindungsweg 58 ist ein
Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 60 vorgesehen. Der
Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 60 läßt nur den Fluß
der Ölflüssigkeit von der unteren Kammer R3 der Ölkammer 53
zu der abgeschlossenen Kammer 56 zu, und erzeugt eine
konstante Dämpfungskraft, wenn die Ölflüssigkeit von der
unteren Kammer R3 zu der abgeschlossenen Kammer 56
übertragen wird, so daß daher der
Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 60 eine konstante
Dämpfungskraft erzeugt, wenn der Stoßdämpfer durch die
Kolbenstange 54 zusammengedrückt wird.
Der Kolben 53 ist mit zwei Verbindungswegen 61 und 62
versehen, von denen jeder die untere Kammer R3 mit der
oberen Kammer R4 verbindet. In dem Verbindungsweg 61 sind
ein Dämpfungsventil 63 und ein Rückschlagventil 64 in Reihe
angeordnet. Das Dämpfungsventil 63′ das gewöhnlich
geschlossen ist, wird geöffnet, um die untere Kammer R3 mit
der oberen Kammer R4 zu verbinden, wenn die Druckdifferenz
zwischen der unteren und oberen Kammer R3 und R4 einen
vorbestimmten Wert erreicht, infolge eines Anstiegs des
Innendrucks der unteren Kammer R3 während des
Zusammendrückens des Stoßdämpfers. Das Rückschlagventil 64
läßt nur den Fluß der Ölflüssigkeit von der unteren Kammer
R3 zu der oberen Kammer R4 zu. Andererseits sind in dem
Verbindungsweg 62 ein Dämpfungsventil 65 und ein
Rückschlagventil 66 in Reihenschaltung vorgesehen. Das
Dämpfungsventil 65, das gewöhnlich geschlossen ist, wird
geöffnet, um die untere Kammer R3 mit der oberen Kammer R4
zu verbinden, wenn die Druckdifferenz zwischen der unteren
und oberen Kammer R3 und R4 einen vorbestimmten Wert
erreicht, infolge eines Anstiegs des Innendrucks der oberen
Kammer R4 während des Herausfahrens des Stoßdämpfers. Das
Rückschlagventil 66 läßt nur den Fluß der Ölflüssigkeit von
der oberen Kammer R4 zu der unteren Kammer R3 zu.
Eine Umwegleitung 67 zum Verbinden der oberen Kammer R4 mit
der unteren Kammer R3 der Ölkammer 52 ist entlang der
Zylinder 51 vorgesehen. In der Umwegleitung 67 sind in
Reihenschaltung ein Dämpfungskraftänderungsmechanismus 68
und ein Rückschlagventil 69 vorgesehen, welches nur den
Fluß der Ölflüssigkeit von der oberen Kammer R4 zu der
unteren Kammer R3 zuläßt.
Der Dämpfungskraftänderungsmechanismus 68 weist ein in der
Umwegleitung 67 vorgesehenes Drosselventil 70 auf, und ein
elektrisches Drehbetätigungsglied 71 zum Einstellen des
Öffnungsgrades des Drosselventils 70. Der Öffnungsgrad des
Drosselventils 70 zur Umwegleitung 67 kann in mehreren
Stufen durch das elektrische Drehbetätigungsglied 71
eingestellt werden. Allerdings ist die vorliegende
Erfindung nicht auf solche Ausführungsformen beschränkt.
Beispielsweise kann der Öffnungsgrad des Drosselventils 70
zur Umwegleitung 67 stufenlos dadurch eingestellt werden,
daß das elektrische Drehbetätigungsglied 71 entsprechend
angetrieben wird.
Das Drosselventil 70 weist eine Drehplatte auf, die durch
das elektrische Drehbetätigungsglied 71 gedreht werden kann.
Eine längliche Öffnung ist in der Drehplatte auf einen mit
dieser konzentrischen Kreis angebracht, wie in Fig. 3
gezeigt. Die längliche Öffnung weist eine Breite, die sich
in der Drehrichtung allmählich ändert, auf. Variable
Abschnitte der länglichen Öffnung der Drehplatte liegen der
Umwegleitung 67 gegenüber. Die Drehplatte des
Drosselventils 70 wird um einen bestimmten Winkel R1-R7
durch das elektrische Drehbetätigungsglied 71 gedreht, so
daß der Öffnungsgrad der Umwegleitung 67 entsprechend
eingestellt werden kann, ähnlich wie bei der ersten
Ausführungsform.
Die Drehplatte des Drosselventils 70 weist eine
Anfangsposition O1 auf. Der Drehwinkel der Drehplatte wird
in dem Bereich von O1 bis O7 eingestellt, wobei gilt
0 = R1 < R2 < R3 < R4 < R5 < R6 < R7, so daß der
Öffnungsgrad des Drosselventils 70 desto größer ist, je
größer der Drehwinkel ist. Der Öffnungsgrad des
Drosselventils 70 wird in der Ausgangsposition O0 auf 0
eingestellt, in welcher der Drehwinkel der Drehplatte des
Drosselventils 70 0 ist, so daß die Ölflüssigkeit nicht
durch die Umwegleitung 67 fließt.
Allerdings ist der Dämpfungskraftänderungsmechanismus 68
gemäß der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt,
daß er das Drosselventil 70 und das elektrische
Drehbetätigungsglied 71 aufweist, wie diese beiden
Ausführungsformen beschrieben wurden. Beispielsweise kann
der Öffnungsgrad, der dem Drehwinkel 61 bis 67 entspricht,
der Umwegleitung 67 unter Verwendung eines Spulenkörpers
und eines hin- und herbeweglichen Betätigungsgliedes
eingestellt werden.
Bei dem voranstehend beschriebenen Stoßdämpfer 50 mit
variablem Dämpfungskoeffizienten ist ein Dämpfungsventil
63, welches normalerweise geschlossen ist, sich jedoch
öffnet, wenn der Druck der Ölflüssigkeit in der unteren
Kammer R3 einen vorbestimmten Wert erreicht, in dem
Verbindungsweg 61 vorgesehen; ein Dämpfungsventil 65,
welches normalerweise geschlossen ist, sich jedoch öffnet,
wenn der Druck der Ölflüssigkeit in der oberen Kammer R4
einen vorbestimmten Wert erreicht, ist in dem
Verbindungsweg 62 vorgesehen, und ein
Dämpfungskraftänderungsmechanismus 68 zum Einstellen der
Durchgangsfläche ist in der Umwegleitung 67 vorgesehen,
welche die obere Kammer R4 mit der unteren Kammer R3
verbindet. Daher wird der Dämpfungskoeffizient während des
Zusammendrückens des Stoßdämpfers auf einen konstanten Wert
eingestellt, und es kann der Dämpfungskoeffizient während
des Herausfahrens der Kolbenstange 54 eingestellt werden.
Entsprechend wird in dem Dämpfungskraftänderungsmechanismus
68 die Drehplatte des Drosselventils 70 durch einen der
Drehwinkel R1 bis R7 gedreht, so daß es möglich ist, den
Öffnungsgrad der Umwegleitung 67 einzustellen. Daher ist es
möglich, den Dämpfungskoeffizienten während des
Herausfahrens des Stoßdämpfers entsprechend auf die
Kolbengeschwindigkeit einzustellen, wie in Fig. 11 gezeigt.
Der Aufbau der Steuerung 80 wird nachstehend erläutert. Die
Steuerung 30 berechnet einen gewünschten Wert C des
Dämpfungskoeffizienten, welcher zur Ermittlung des
Drehwinkels Theta der Drehplatte des Drosselventils 70
verwendet wird, und die Drehplatte wird auf der Grundlage
des gewünschten Wertes C gedreht.
Die Steuerung 80 weist einen Block 30 auf (denselben wie
bei der ersten Ausführungsform), zur Berechnung des
Absolutwertes S der Karosserie 1 durch Integrieren der
Beschleunigung M der gefederten Masse, einen Block 31
(denselben wie bei der ersten Ausführungsform) zur
Berechnung des gewünschten Wertes C des
Dämpfungskoeffizienten durch Multiplizieren der
Absolutgeschwindigkeit S der Karosserie 1, berechnet in dem
Block 30, mit einer Steuerverstärkung Kv, und einem Block
32′ zur Berechnung des Drehwinkels Theta der Drehplatte des
Drosselventils 70 auf der Grundlage des in dem Block 31
berechneten, gewünschten Wertes C.
Die Steuerung 80 bei der vierten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von der bei der
ersten Ausführungsform der Erfindung. Bei der Steuerung 80
gemäß der vierten Ausführungsform stellt nämlich der Block
32′ die Beziehung zwischen dem gewünschten Wert C des
Dämpfungskoeffizienten, der nicht kleiner als 0 ist, und
dem Drehwinkel Theta der Drehplatte des Drosselventils 70
ein, um hierdurch die Steuerung nur des
Dämpfungskoeffizienten während des Herausfahrens des
Stoßdämpfers auszuführen, wie voranstehend erläutert.
Der Unterschied zwischen dem Fall, in welchem die
Drehplatte des Stoßdämpfers 50 mit variablem
Dämpfungskoeffizienten durch die Steuerung 80 gesteuert
wird und dem Fall, in welchem die Drehplatte des
Stoßdämpfers 50 mit variablem Dämpfungskoeffizienten nicht
durch die Steuerung 80 gesteuert wird, wird nachstehend
unter Bezug auf Fig. 13(a) und (b) erläutert.
Die durchgezogene Linie in Fig. 13(a) zeigt die
Verschiebung der Karosserie 1 unter Steuerung durch die
Steuerung 80 an, wenn das Fahrzeug auf eine Stufe aufläuft
und die gestrichelte Linie zeigt die Verschiebung der
Karosserie 1 an, wenn diese nicht durch die Steuerung 80
gesteuert wird. Wie aus Fig. 13(a) hervorgeht, wird
bestätigt, daß dann, wenn der Stoßdämpfer 80 mit variablem
Dämpfungskoeffizienten durch die Steuerung 80 gesteuert
wird, die Amplitude der Schwingungssignalform nach dem
Auflaufen auf die Stufe kleiner ist, und eine ordentliche
Schwingungssignalform erhalten werden kann, verglichen mit
dem Fall, in welchem der Stoßdämpfer 50 mit variablem
Dämpfungskoeffizienten nicht durch die Steuerung 80
gesteuert wird.
Fig. 13(b) ist ein Graph, welcher die Art des
Ausgangssignals des Steuersignals (Theta) im Verlauf der
Zeit zeigt, wenn der Stoßdämpfer 50 mit variablem
Dämpfungskoeffizienten durch die Steuerung 80 gesteuert
wird. Die Größe des Steuersignals (Theta) entspricht dem
Drehwinkel Theta der Drehplatte, um welchen diese gedreht
werden soll. Mit zunehmendem Drehwinkel Theta der
Drehplatte des Drosselventils 70 wird daher der Absolutwert
des Steuersignals (Theta) größer, entsprechend dem
Drehwinkel Theta.
Wie voranstehend erläutert, wird bei der
Aufhängungssteuervorrichtung gemäß der vierten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die
Absolutgeschwindigkeit S der Karosserie 1 auf der Grundlage
des erfaßten Signals des an der Karosserie 1 befestigten
Beschleunigungssensors 5 berechnet, und auf der Grundlage
der Absolutgeschwindigkeit S wird der gewünschte Wert C des
Dämpfungskoeffizienten berechnet. Wenn der gewünschte Wert
C des Dämpfungskoeffizienten nicht kleiner als 0 ist, wird
die Drehplatte des Drosselventils 70 in der positiven
Richtung gedreht, entsprechend dem gewünschten Wert C.
Daher führt die Aufhängungsvorrichtung gemäß der Erfindung
die Steuerung des Dämpfungskoeffizienten nur während des
Herausfahrens des Stoßdämpfers aus. Bei dieser
Ausführungsform ist es möglich, die Art der Steuerung zu
vereinfachen, verglichen mit der Steuerung bei der ersten
Ausführungsform. Die Aufhängungssteuervorrichtung gemäß der
vorliegenden Ausführungsform erfordert keinen Höhensensor
zur Ermittlung der Relativgeschwindigkeit oder der
Relativverschiebung zwischen der Karosserie und dem Rad
entlang der Vertikalrichtung, ähnlich wie bei der ersten
Ausführungsform. Daher wird kein Schaden infolge einer
Zerstörung des Höhensensors hervorgerufen. Da die
Aufhängungssteuervorrichtung gemäß der vorliegenden
Ausführungsform überhaupt keinen Höhensensor für das
Fahrzeug benötigt, lassen sich daher verringerte
Fahrzeugherstellungskosten erwarten.
Nachstehend wird unter Bezug auf Fig. 14 und 15 eine fünfte
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
Der Aufbau der vierten Ausführungsform ist ähnlich wie der
der vierten Ausführungsform. Der Unterschied im Aufbau
zwischen der vierten und fünften Ausführungsform liegt im
Inhalt des Blockes, der die Steuerung 81 bildet. Der Aufbau
der Steuerung 81 ist ähnlich wie der der Steuerung 40 bei
der zweiten Ausführungsform. Den unterschiedlichen Aspekt
zwischen der Steuerung 81 und der Steuerung 40 bildet der
Block 32′.
Die Steuerung 81 bei der fünften Ausführungsform umfaßt
einen Block 30, der ebenso aufgebaut ist wie in der zweiten
Ausführungsform, zum Berechnen der Absolutgeschwindigkeit S
der Karosserie 1 durch Integrieren der Beschleunigung M der
gefederten Masse, einen Block 41 zur Berechnung eines
Faktors A, der dem gewünschten Wert C des
Dämpfungskoeffizienten in der ersten Ausführungsform
entspricht, durch Multiplizieren des Berechnungsergebnisses
des Blockes 30 mit einer Verstärkung Ks; einen Block 42,
der ebenso ausgebildet ist wie bei der zweiten
Ausführungsform, in welchen ein die Beschleunigung
repräsentierendes, ermitteltes Signal von dem
Beschleunigungssensor 5 eingegeben wird, um den Absolutwert
B der eingegebenen Beschleunigung zu berechnen; einen Block
43, der ebenso ausgebildet ist wie bei der zweiten
Ausführungsform, zum Erhalten des gewünschten Wertes C
mittels Division des Faktors A, der von dem Block 41
erhalten wurde, durch den Absolutwert B der Beschleunigung,
der von dem Block 42 erhalten wurde; und einen Block 32′,
der ebenso ausgebildet ist wie bei der vierten
Ausführungsform, um den Drehwinkel Theta der Drehplatte des
Drosselventils 70 auf der Grundlage des gewünschten Wertes
C zu erhalten, der in dem Block 43 berechnet wurde.
Das Steuerverfahren unter Verwendung der Steuerung 81 wird
nachstehend unter Bezug auf Fig. 5(a) und (b) erläutert.
Die durchgezogene Linie in Fig. 15(a) bezeichnet die
Verschiebung der Karosserie 1, die durch die Steuerung 81
gesteuert wird, wenn das Fahrzeug auf eine Stufe aufläuft,
und die gestrichelte Linie bezeichnet die Verschiebung der
Karosserie 1, wenn diese nicht durch die Steuerung 81
gesteuert wird. Fig. 15(b) ist ein Graph, der die Art des
Ausgangssignals des Steuersignals (Theta) im Verlaufe der
Zeit anzeigt, wenn der Stoßdämpfer 4 mit variablem
Dämpfungskoeffizienten durch die Steuerung 81 gesteuert
wird. Die Größe des Steuersignals (Theta) ist äquivalent
zum Drehwinkel Theta der Drehplatte des Drosselventils 70,
um welchen diese gedreht werden soll.
Wie aus Fig. 15(a) hervorgeht, wird bestätigt, daß dann,
wenn der Stoßdämpfer 4 mit variablem Dämpfungskoeffizienten
durch die Steuerung 81 gesteuert wird, die Amplitude der
Schwingungssignalform nach dem Auflaufen auf die Stufe
kleiner ist, und eine ordentliche Schwingungssignalform
erhalten werden kann, verglichen mit dem Fall, in welchem
der Stoßdämpfer 4 mit variablem Dämpfungskoeffizienten
nicht durch die Steuerung 81 gesteuert wird.
Wie voranstehend im einzelnen erläutert, führt die
Aufhängungssteuervorrichtung gemäß der fünften
Ausführungsform die Steuerung des Dämpfungskoeffizienten
nur während des Herausfahrens des Stoßdämpfers aus, ähnlich
wie bei der vierten Ausführungsform. Bei dieser
Ausführungsform ist es möglich, die Art der Steuerung zu
vereinfachen. Anders als beim Stand der Technik benötigt
die Aufhängungssteuervorrichtung gemäß der vorliegenden
Ausführungsform keinen Höhensensor zur Ermittlung der
Relativgeschwindigkeit oder der Relativverschiebung
zwischen der Karosserie und dem Rad entlang der
Vertikalrichtung. Je kleiner die Dämpfungskraft des
Stoßdämpfers 4 ist, desto größer kann die sich ergebende
Dämpfungskoeffizientencharakteristik während des
Herausfahrens des Stoßdämpfers sein. Wenn beispielsweise
das Fahrzeug auf eine Stufe aufläuft, kann die Amplitude
der Schwingungssignalform nach dem Auflaufen auf die Stufe
sehr schnell verkleinert werden, um die
Fahrzeughöhencharakteristik des Stoßdämpfers zu verbessern.
Nachstehend wird unter Bezug auf Fig. 16 bis 18 eine
sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
erläutert.
Der Aufbau der sechsten Ausführungsform ist ähnlich wie der
der ersten Ausführungsform. Den unterschiedlichen Aspekt
zwischen dem Aufbau bei der ersten und sechsten
Ausführungsform stellt der Inhalt der Steuerung dar, die
durch die Bezugsziffer 82 bezeichnet ist. Der Aufbau der
Steuerung 82 ist ähnlich wie der der Steuerung 40 bei der
ersten Ausführungsform. Den Unterschied zwischen der
Steuerung 82 und der Steuerung 40 der ersten
Ausführungsform bildet die Tatsache, daß ein Schalter 83
zur Änderung der Steuerverstärkung Kv vorgesehen ist, um
die Änderung der Steuerverstärkung Kv für einen Block 31′
einzustellen.
Die Art der Steuerung 82 wird nachstehend erläutert.
Unter der Bedingung, daß ein Motor angelassen wurde, wird
die für den Block 31′ eingestellte Steuerverstärkung Kv
initialisiert (SP1), und nachdem ein vorbestimmter Zeitraum
verstrichen ist (SP2), wird das Erfassungssignal von dem
Beschleunigungssensor 5 der Steuerung eingegeben (SP3).
Dann wird der Drehwinkel Theta der Drehplatte 25 auf der
Grundlage der Beschleunigung M der gefederten Masse
berechnet, die durch den Beschleunigungssensor 5 ermittelt
wurde (SP4). In dem nächsten Schritt SP5 wird eine
Steuerverstärkung Kv für den Block 31′ ermittelt.
Daher wird die Beurteilung, ob der Schalter 83 zur Änderung
der Steuerverstärkung Kv eingeschaltet ist oder nicht, in
SP5A getroffen. Ist der Schalter 83 ausgeschaltet, also
logisch "Nein", so wird die Steuerverstärkung Kv auf Kv1
eingestellt, für einen Normalmodus, im Schritt SP5B. Ist
der Schalter 83 eingeschaltet, also logisch "Ja", so wird
die Steuerverstärkung Kv auf Kv2 eingestellt, für einen
Sportmodus, im Schritt SP5C. Die Steuerverstärkung Kv1 für
einen Normalmodus und die Steuerverstärkung Kv2 für einen
Sportmodus weisen folgende Beziehung auf: Kv1 <Kv2.
Nachdem die Steuerverstärkung im Schritt SP5C auf Kv1 oder
Kv2 eingestellt wurde, kehrt der Betriebsablauf zum Schritt
SP2 zurück, und dann werden die Schritte SP2 bis 5 erneut
wiederholt. Wenn der Schalter 83 betätigt wird, wird die
Einstellung der Steuerverstärkung Kv schnell geändert.
Bei der sechsten Ausführungsform wird die Steuerverstärkung
Kv durch den Schalter 83 geändert. Allerdings kann der
Schalter 83 auch durch einen
Horizontalbeschleunigungssensor betätigt werden, der
getrennt zur Ermittlung der Horizontalbeschleunigung
vorgesehen ist.
In der Ausführungsform wird die Steuerverstärkung durch den
Schalter 83 in zwei Stufen geändert, jedoch ist die
vorliegende Erfindung hierauf nicht beschränkt. Die
Steuerverstärkung kann in drei oder mehr Schritten oder
kontinuierlich geändert werden. Das Änderungssystem für die
Steuerverstärkung kann für die Aufhängungssteuervorrichtung
der in Fig. 10 gezeigten Art eingesetzt werden.
Wie voranstehend beschrieben, ist es bei der
Aufhängungssteuervorrichtung gemäß der sechsten
Ausführungsform möglich, die Einstellung der
Steuerverstärkung Kv1 oder Kv2 durch den Schalter 83 zu
ändern, und die Steuerverstärkung entsprechend dem Wunsch
eines Fahrers oder dem Verhalten des Fahrzeugs auszuwählen.
Die im Zusammenhang mit jeder der voranstehenden
Ausführungsformen beschriebene Aufhängungsvorrichtung ist
auf jedem Rad des Fahrzeugs vorgesehen. Allerdings ist es
möglich, die Steuerung zu vereinfachen, ohne in der Praxis
die Leistung zu verringern, wenn Stoßdämpfer, bei welchen
die Dämpfungskoeffizienten sowohl beim Herausfahren als
auch beim Zusammendrücken gesteuert werden, beispielsweise
der bei der ersten Ausführungsform beschriebene
Stoßdämpfer, für die Vorderräder verwendet werden, auf
denen mehr Gewicht lastet, infolge des Motors, der in einem
oberen Abschnitt an der Seite der Vorderräder vorgesehen
ist, und durch Verwendung von Stoßdämpfern, bei welchen nur
der Dämpfungskoeffizient beim Herausfahren gesteuert wird,
beispielsweise den bei der vierten Ausführungsform
beschriebenen Stoßdämpfer, oder sogar Stoßdämpfer, bei
welchen der Dämpfungskoeffizient nicht gesteuert wird, für
die Hinterräder, auf denen wenig Gewicht lastet.
Die vorliegende Erfindung beschreibt eine
Aufhängungsvorrichtung zur Begrenzung der Schwingungen der
Karosserie des Fahrzeuges. Allerdings ist es möglich, ein
komfortables Fahrverhalten zur Verfügung zu stellen, und
die Kontrollierbarkeit des Fahrzeugs zu verbessern, nämlich
durch Kombination der Steuerung gemäß der vorliegenden
Erfindung mit einer Steuerung zur Begrenzung von
Rollbewegungen, des Abtauchens der Frontpartie des
Fahrzeugs, durch Verwendung einer Querbeschleunigung oder
einer Längsbeschleunigung.
Wie voransehend beschrieben, wird gemäß der vorliegenden
Erfindung die Absolutgeschwindigkeit der Vertikalschwingung
der Fahrzeugkarosserie berechnet, und der Koeffizient
während des Vorausfahrens und der Koeffizient während des
Zusammendrückens des Stoßdämpfers werden auf der Grundlage
der Richtung der Absolutgeschwindigkeit eingestellt, so daß
es möglich ist, wirksam Schwingungen der Karosserie zu
begrenzen und ein komfortables Fahrverhalten zur Verfügung
zu stellen. Darüber hinaus erfordert die vorliegende
Erfindung keinerlei Höhensensor zur Ermittlung der
Relativgeschwindigkeit oder der Relativverschiebung
zwischen der Karosserie und dem Rad entlang der
Vertikalrichtung. Daher tritt kein Schaden infolge einer
Zerstörung des Höhensensors auf.