DE4333347A1 - System zur Steuerung der Dämpfungskraft-Charakteristika eines Stoßdämpfers für ein Fahrzeug - Google Patents
System zur Steuerung der Dämpfungskraft-Charakteristika eines Stoßdämpfers für ein FahrzeugInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf
ein System zur Steuerung der Dämpfungskraft-Charakteristika
der jeweiligen Stoßdämpfer (Schwingungsdämpfer) eines Fahr
zeugs, wobei jeder Stoßdämpfer, welcher auch als hydrauli
scher Dämpfer oder Schwingungsdämpfer bezeichnet werden
kann, zwischen einer ungefederten Masse und einer gefederten
Masse des Fahrzeuges zwischengeschaltet ist, um zwischen
diesen eine optimale Dämpfungskraft zu bewirken. Der Stoß
dämpfer ist mit Einstellmitteln ausgestattet, um seinen
Dämpfungskoeffizienten in einer Vielzahl von Schritten in
Abhängigkeit von einem Steuer- bzw. Regelsignal zu
verändern.
Die JP-OS Showa 61-16 30 11 zeigt ein jüngst vorgeschlagenes
Dämpfungs-Charakteristik-Steuersystem für ein Fahrzeug.
In der oben genannten japanischen Patentanmeldung werden
eine Vertikalgeschwindigkeit einer gefederten Masse und eine
Relativgeschwindigkeit zwischen der gefederten Masse
(Fahrzeugkarosserie) und einer ungefederten Masse (Fahrzeug
rad) bestimmt. Wenn beide Geschwindigkeiten beiderseitig das
gleiche Vorzeichen haben, werden die Charakteristika der
Dämpfungskräfte für einen beliebigen oder mehrere Stoßdämp
fer so eingestellt, daß harte Charakteristiken vorliegen.
Wenn beide Geschwindigkeiten unterschiedliche Vorzeichen
aufweisen (+ oder -), werden die Charakteristika der Dämp
fungskräfte für die Stoßdämpfer so eingestellt, daß sich
weiche Charakteristika ergeben. Diese Einstellvorgänge pas
sieren auf einer Steuerung bzw. Regelung der Dämpfungs
kraft Charakteristika nach der sogenannten "Sky Hook"- Theo
rie und werden unabhängig für die vier Fahrzeugräder durch
geführt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes
System zur Steuerung bzw. Regelung der Dämpfungscharakteri
stika der Stoßdämpfer eines Fahrzeuges zu schaffen, welches
eine Minimierung der Herstellungskosten des Systems durch
Reduzierung der Anzahl der Detektoreinrichtungen zur Erfas
sung des Fahrzeugverhaltens ermöglicht, welches eine verbes
serte Steuer- bzw. Regelbarkeit der den Hinterrädern zuge
ordneten Stoßdämpfer aufweist, welches die Lebensdauer der
Betätigungseinrichtungen, wie etwa der Schrittmotoren, ver
bessert, welches höhere Steuerungs- bzw. Regelungs-Ansprech
charakteristika für die Stoßdämpfer aufweist, welches ener
giesparender ausgebildet ist, und welches ausreichende
Schwingungs-Unterdrückungs-Charakteristik für jeden Stoß
dämpfer hinsichtlich eines Trägheitsmoments des Fahrzeuges
aufweist, um die Lenkstabilität des Fahrzeugs zu verbessern.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein System zur
Steuerung der Dämpfungskräfte für die jeweiligen Stoßdämpfer
eines Fahrzeuges gelöst, welches folgende Merkmalsgruppen
aufweist:
- a) Es sind mehrere Stoßdämpfer vorgesehen, wobei jeder Stoßdämpfer zwischen einer gefederten Masse und einer ungefederten Masse des Fahrzeuges zwischengeschaltet ist und benachbart zu einem linken Vorderrad, einem rechten Vorderrad, einem linken Hinterrad und einem rechten Hinterrad des Fahrzeuges angeordnet ist.
- b) Es sind Dämpfungskraft-Charakteristik-Einstellmittel zum Verändern der Dämpfungskraft-Charakteristik jedes Stoß dämpfers, in einer oder beiden Hubrichtungen bezüglich eines Kolbens jedes Stoßdämpfers, in Abhängigkeit von einem Eingangssteuerungs- oder Regelungssignal vorgese hen.
- c) Es ist eine Detektor- oder Ermittlungseinrichtung für die Vertikalgeschwindigkeit der gefederten Masse der Vorder radseite vorgesehen, um eine Vertikalgeschwindigkeit der gefederten Masse an der Seite der Vorderräder zu bestim men.
- d) Es ist eine Detektor-Ermittlungseinrichtung für die Re lativgeschwindigkeit an der Vorderradseite vorgesehen, um eine Relativgeschwindigkeit zwischen der gefederten Masse und einer ungefederten Masse des Fahrzeuges an der Seite der Vorderräder zu bestimmen.
- e) Es ist eine Detektor- bzw. Ermittlungseinrichtung für die Relativgeschwindigkeit der gefederten Masse an der Hinterradseite vorgesehen, um eine Relativgeschwindig keit zwischen der gefederten Masse und der ungefederten Masse an der Seite der Hinterräder zu bestimmen.
- f) Weiterhin sind Steuerungs- bzw. Regelungsmittel für die Dämpfungskraft-Charakteristik vorgesehen, um die Dämp fungskraft-Charakteristik der an der Vorderradseite an geordneten Stoßdämpfer zu steuern bzw. zu regeln, und zwar unter Verwendung der Dämpfungskraft-Charakteristik- Einstellmittel auf der Basis des Steuerungs- bzw. Re gelungssignals, welches auf der Basis der Vertikalge schwindigkeit der gefederten Masse der Vorderradseite bestimmt wurde. Die Steuerungs- bzw. Regelungsmittel sind weiterhin vorgesehen, um die Dämpfungskraft-Charak teristik der an der Hinterradseite angeordneten Stoß dämpfer zu steuern bzw. zu regeln, und zwar mittels der Dämpfungskraft-Charakteristik-Einstellmittel auf der Basis des Steuerungs- bzw. Regelungssignals. Das Steue rungs- bzw. Regelungssignal an der Hinterradseite wird zum einen bestimmt auf der Basis einer Eingangsgeschwin digkeit der Straßenoberfläche an der Vorderradseite, wo bei diese von der Vertikalgeschwindigkeit der gefederten Masse an der Vorderradseite und von der Relativgeschwin digkeit zwischen der gefederten und der ungefederten Masse an der Vorderradseite abgeleitet wird, sowie auf der Basis einer Vertikalgeschwindigkeit einer gefederten Masse an der Hinterradseite, wobei diese von der hinter radseitigen Relativgeschwindigkeit zwischen der gefe derten und der ungefederten Masse bestimmt wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß somit durch die Merkmale
des Hauptanspruchs gelöst, die Unteransprüche zeigen weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei
spielen in Verbindung mit der Zeichnung erläutert, wobei
sich hieraus weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung er
geben. Dabei zeigt
Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht eines Sy
stems zur Steuerung bzw. Regelung der Dämpfungs
kraft-Charakteristik für Stoßdämpfer eines Fahrzeu
ges gemäß einem ersten erfindungsgemäßen Ausfüh
rungsbeispiel,
Fig. 2 ein schematisches Block-Schaltungs-Diagramm des
Dämpfungskraft-Charakteristik-Steuerungs- bzw. Rege
lungssystems bei dem in Fig. 1 gezeigten ersten
Ausführungsbeispiel,
Fig. 3 eine Schnittansicht jedes Stoßdämpfers SA, welcher
in dem ersten, in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausfüh
rungsbeispielen verwendet wird,
Fig. 4 eine Teil-Längs-Schnittansicht eines Kolbenelements
und der diesem zugeordneten Bauelemente des Stoß
dämpfers SA, welcher in den Fig. 2 und 3 dargestellt
ist,
Fig. 5 eine grafische Darstellung der Dämpfungskraft-Cha
rakteristik jedes Stoßdämpfers SA, gemäß den Dar
stellungen in Fig. 2 bis 4,
Fig. 6 eine charakteristische Kurve, welche das Ergebnis
einer Drehung eines Einstellelements jedes Stoßdämp
fers SA entweder in Uhrzeigerrichtung oder in Gegen
uhrzeigerrichtung darstellt, wobei als Zentrum ein
Punkt mit einer Dämpfungskraft von Null gezeigt
ist,
Fig. 7A bis 7C Querschnittansichten längs einer Linie K-K
von Fig. 4,
Fig. 8A bis 8C Querschnittansichten längs einer Linie L-L
und längs einer Linie M-M von Fig. 4,
Fig. 9A bis 9C Querschnittansichten längs einer Linie N-N
von Fig. 4,
Fig. 10 bis 12 charakteristische Kurven von Dämpfungskräften
an beiden Hubseiten, nämlich der Zugstufe und der
Druckstufe jedes Stoßdämpfers SA bezüglich einer
Kolbengeschwindigkeit, wie in Fig. 3 und 4 gezeigt,
Fig. 13 ein schematisches Block-Schaltungsdiagramm eines
vertikalen G-Sensors und dessen zugeordneter LPF- und
HPF-Schaltungen im Falle des ersten, in den Fig. 1
und 2 gezeigten Ausführungsbeispiels,
Fig. 14A und 14B ein Betriebs-Flußdiagramm, welches von
einer Steuerungs- bzw. Regelungseinheit durchlaufen
wird, welche gemäß der Darstellung der Fig. 1 und 2
im Falle des ersten Ausführungsbeispiels verwendet
wird,
Fig. 15A, 15B, 15C und 15D eine Zeitkarte jedes Signals,
welches bei dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten ersten
Ausführungsbeispiels abgeleitet wird,
Fig. 16 eine schematische Lagedarstellung von vertikalen
G-Sensoren und Fahrzeug-Höhensensoren, welche in den
Fig. 1 und 2 im Zusammenhang mit dem ersten Ausfüh
rungsbeispiel gezeigt sind,
Fig. 17 eine schematische perspektivische Darstellung eines
zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen
Steuerungs- bzw. Regelungssystems für die Dämpfungs
kraft-Charakteristik,
Fig. 18 ein schematisches Blockdiagramm des in Fig. 17 ge
zeigten zweiten Ausführungsbeispiels,
Fig. 19 ein Betriebs-Flußdiagramm, welches durch die Steue
rungs- bzw. Regelungseinheit, welche in Fig. 18 im
Zusammenhang mit dem zweiten Ausführungsbeispiel ge
zeigt ist, durchlaufen wird,
Fig. 20A bis 20D Zeitkarten jedes Signals des zweiten, in
den Fig. 17 und 18 dargestellten Ausführungsbei
spiels,
Fig. 21 eine schematische Lagedarstellung von jedem der vor
derradseitigen vertikalen G-Sensoren und von drei
Fahrzeug-Höhensensoren, welche in dem zweiten Aus
führungsbeispiel, das in den Fig. 17 und 18 gezeigt
ist, verwendet werden,
Fig. 22 ein Betriebs-Flußdiagramm, welches in der Steue
rungs- bzw. Regelungseinheit, welche in Fig. 18 dar
gestellt ist, im Falle eines vierten Ausführungsbei
spiels des Dämpfungskraft-Charakteristik-Steuerungs-
bzw. Regelungssystem in einer Subroutine eines
Schritts 200 durchlaufen wird,
Fig. 23A bis 23D Zeitkarten von vF, vR, (vF - vR) und
(vR - vF),
Fig. 24 ein Betriebs-Flußdiagramm, welches in der Steue
rungs- bzw. Regelungseinheit, welche in Fig. 18 dar
gestellt ist, im Falle eines fünften Ausführungsbei
spiels des Dämpfungskraft-Charakteristik-Steuerungs-
bzw. Regelungssystems als eine Subroutine eines
Schrittes 300 durchlaufen wird,
Fig. 25A bis 25D jeweils eine Zeitkarte jedes Signals von
vFST1, vFST2, (vFST1 - vST2) und (vFST2 - vFST1),
Fig. 26 ein Betriebs-Flußdiagramm, welches in der Steue
rungs- bzw. Regelungseinheit im Falle eines sechsten
erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels durchlaufen
wird,
Fig. 27 eine Lagedarstellung von jedem der vertikalen G-Sen
soren und Fahrzeug-Höhensensoren, welche im Falle
des in Fig. 26 gezeigten sechsten Ausführungsbei
spiels verwendet werden, und
Fig. 28A bis 28D Zeitkarten jedes Signals von vFST1,
vFST2, (vFST1 - vST2) und (vFST2 - vFST1) im Falle
eines achten Ausführungsbeispiels des erfindungsge
mäßen Dämpfungskraft-Charakteristik-Steuerungs- bzw.
Regelungssystems.
Bei der nachfolgenden Beschreibung wird zur Vereinfachung
nur von Steuerung gesprochen, dieser Begriff umfaßt jedoch
sowohl eine Steuerung als auch eine Regelung.
Die Fig. 1 zeigt den Aufbau eines Systems zur Steuerung der
Dämpfungskräfte von Stoßdämpfern gemäß einem ersten erfin
dungsgemäßen Ausführungsbeispiel.
Zwischen jeweiligen Teilen einer Fahrzeugkarosserie und den
jeweiligen Rädern sind vier Stoßdämpfer (Radaufhängungsein
heiten) SA1, SA2, SA3 und SA4 angeordnet. Es ist darauf
hinzuweisen, daß SA der Einfachheit halber einen Stoßdämpfer
bezeichnet, welcher üblicherweise verwendet wird, wenn jeder
der Stoßdämpfer erklärt wird.
Es sind zwei vertikale Beschleunigungssensoren der gefeder
ten Masse (sogenannte vertikale G-Sensoren) 1 1 und 1 2 sowie
zwei vertikale Höhensensoren 2 1 und 2 2 an Bereichen der
Fahrzeugkarosserie eingebaut, welche in der Nähe der Lage
rungsstellen der rechten und linken Stoßdämpfer SA1 und SA2
der Vorderräder angeordnet sind, um Vertikal- (Longitudi
nal-) Beschleunigungen an den Vorderrädern zu ermitteln und
um jeweils Relativversetzungen zwischen der gefederten und
der ungefederten Masse im Bereich der Vorderräder festzu
stellen.
Weiterhin ist ein weiterer Fahrzeug-Höhensensor 23 an einer
im wesentlichen zentrischen Lage zwischen dem rechten und
dem linken Stoßdämpfer SA2 und SA3 eingebaut, um eine rela
tive Versetzung zwischen der gefederten Masse und der unge
federten Masse im Bereich der Hinterräder zu ermitteln. Die
Anordnungen der Sensoren ergeben sich aus Fig. 16.
An einem Teil der Fahrzeugkarosserie, welcher in der Nähe
eines Fahrersitzes angeordnet ist, ist eine Steuereinheit 4
eingebaut, welche Ausgangssignale von jedem G-Sensor (1 1 und
1 2) und jedem Fahrzeug-Höhensensor 2 (2 1, 2 2 und 2 3) und von
dem Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 5 empfängt und Steuer
signale erzeugt, welche Schrittmotoren zugeleitet werden,
welche jeweils einem Stoßdämpfer SA zugeordnet sind.
Die Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild des Steuersystems für
die Charakteristika der Dämpfungskraft gemäß dem in Fig. 1
gezeigten ersten Ausführungsbeispiel.
Die Steuereinheit 4 umfaßt, wie in Fig. 2 gezeigt, eine
Schnittstellenschaltung 4a, eine CPU 4b und eine Antriebs
schaltung 4c. Die Schnittstellenschaltung 4a empfängt Sig
nale, welche von dem jeweiligen G-Sensor 1 (1 1 und 1 2), dem
Fahrzeug-Höhensensor 2 (2 1, 2 2, 2 3) und dem Fahrzeug-Ge
schwindigkeitssensor 3 abgeleitet wurden.
Es ist darauf hinzuweisen, daß, wie in Fig. 13 gezeigt, die
Schnittstellenschaltung 4a Tiefpaßfilter LPF1, LPF2 und LPF3
sowie Hochpaßfilter HPF umfaßt. Der LPF1 dient dazu, Rau
schen mit hohen Frequenzen über 30 Hz von dem Ausgangssignal
jedes Vertikal-G-Sensors 1 zu eliminieren. Der LPF2 dient
dazu, das Signal, welches durch den LPF1 geleitet wurde, zu
integrieren, welches die Vertikalbeschleunigung anzeigt, um
ein Signal abzugeben, welches eine korrespondierende Verti
kalgeschwindigkeit der gefederten Masse anzeigt. Das HPF
dient dazu, eine tiefere Signalkomponente zu eliminieren und
weist eine kritische Frequenz von 1,0 Hz auf. Der LPF3 dient
zur Elimination von Rauschen mit einer kritischen Frequenz
von 1,5 Hz. Beide Filter HPF und LPF3 dienen als Bandpaßfil
ter, um ein Signal durchzuleiten, welches die Vertikalge
schwindigkeit der gefederten Masse anzeigt, welche eine Re
sonanzfrequenz der gefederten Masse umfaßt.
Die Fig. 3 zeigt eine Längs-Schnittansicht jedes Stoßdämp
fers SA. Der Stoßdämpfer SA umfaßt einen Zylinder 30, einen
Kolben 31, welcher zwei Kammern festlegt, eine obere Kammer
A und eine unter Kammer B, eine äußere Ummantelung 33, wel
che eine Reservekammer 32 am äußeren Umfang des Zylinders 30
bildet, eine Basis 34, welche die untere Kammer B und die
Reservekammer 32 begrenzt, ein Führungselement 35, welches
als Führung für eine Gleitbewegung einer Kolbenstange 7
dient, welche mit dem Hauptkörper 31 des Kolbens gekoppelt
ist, eine Aufhängungsfeder 36, welche zwischen der äußeren
Ummantelung 33 und der Fahrzeugkarosserie angebracht ist,
und einen Dämpfungsgummi 37 umfaßt.
Wie in Fig. 3 gezeigt, durchdringt eine Steuerstange 70 die
Kolbenstange 7 und ist mittels eines Schrittmotors 3 drehbar
bzw. verschwenkbar.
In Fig. 4 sind die wesentlichen Teile des Kolbens 31 in ver
größerter Darstellung abgebildet.
Wie in Fig. 4 gezeigt, sind in dem Kolben 31 zwei Kanäle
31a, 31b ausgebildet, weiterhin sind ein Dämpfungsventil 12
für die Zugstufe (Extensionshub) sowie ein Dämpfungsventil
20 für die Druckstufe (Kompressionshub) eingebaut, welche
jeweils die korrespondierenden Kanäle 31a, 31b öffnen bzw.
schließen. Ein Rückprallanschlag 41 befindet sich in spi
raligem Eingriff mit einer Spitze der Kolbenstange 7 und ist
in spiraligem oder gewindemäßigem Eingriff mit einem An
satzbolzen 38, welcher sich durch den Kolben 31 erstreckt.
An dem Ansatzbolzen 38 ist eine Verbindungsausnehmung 39
ausgebildet, um zwei Strömungsdurchlässe auszubilden, um ein
Arbeitsfluid zwischen der oberen Kammer A und der unteren
Kammer B durchzuleiten (der zweite Strömungsdurchlaß E der
Zugstufenseite, der dritte Strömungsdurchlaß F der Zugstu
fenseite, ein Bypaßströmungsdurchlaß G und ein zweiter Strö
mungsdurchlaß J der Druckstufenseite werden nachfolgend be
schrieben). Ein Einstellelement 40, welches zur Veränderung
des Querschnittsbereichs des Strömungsdurchlasses dient, ist
drehbar in der Verbindungsausnehmung 39 angeordnet. Ein
Rückschlagventil 17 für den Zughub und ein Rückschlagventil
22 für den Druckhub sind am äußeren Umfang des Ansatzbolzens
38 eingebaut, welche den Fluidfluß in dem Strömungsdurchlaß,
welcher in der Verbindungsausnehmung 39 ausgebildet ist,
gemäß einer Richtung der Strömungsverbindung des Arbeits
fluids ermöglichen oder unterbrechen. Es ist darauf hinzu
weisen, daß die Steuerstange 70 mit dem Einstellelement 40
gekoppelt ist. Der Ansatzbolzen 38 ist mit einem ersten
Durchlaß 21, einem zweiten Durchlaß 13, einem dritten Durch
laß 18, einem vierten Durchlaß 14 und einem fünften Durchlaß
16 (in der von oben ausgehenden Reihenfolge) versehen.
Weiterhin sind in dem Einstellelement 40 ein hohler Bereich
19, eine erste seitliche Ausnehmung 24 und eine zweite seit
liche Ausnehmung 25 ausgebildet. Eine Längsnut 23 ist an dem
äußeren Umfang des Einstellelements 40 vorgesehen.
Die Strömungsdurchlässe, durch welche das Arbeitsfluid zwi
schen der oberen Kammer A und der unteren Kammer B im Zeit
punkt eines Zughubes (Extension) des Kolbens 31 strömen
können, umfaßt: a) Einen ersten Strömungsdurchlaß D der
Zughubseite, welcher vorgesehen ist, um das Arbeitsfluid
durch den Kanal 31b und die Innenseite des geöffneten Ven
tils des Dämpfungsventils 12 der Zughubseite zu der unteren
Kammer B zu leiten. b) Den zweiten Strömungsdurchlaß E der
Zughubseite, welcher sich durch den zweiten Durchlaß 13, der
Längsnut 23 und den vierten Durchlaß 14 erstreckt und wel
cher durch einen äußeren Umfang des geöffneten Ventils des
Dämpfungsventils 12 des Zughubes verläuft. c) Den dritten
Strömungsdurchlaß F des Druckhubs, welcher sich durch den
zweiten Durchlaß 13, die Längsnut 23, den fünften Durchlaß
16 und das geöffnete Ventil des Rückschlagventils 17 der
Zughubseite erstreckt und in Richtung auf die untere Kammer
B verlängert ist. d) Und den Bypaßdurchlaß G, welcher sich
durch den dritten Durchlaß 18, die zweite seitliche Ausneh
mung 25 und den hohlen Bereich 19 erstreckt.
Die Strömungsdurchlässe, durch welche Arbeitsfluid zwischen
der oberen Kammer A und der unteren Kammer B zum Zeitpunkt
der Druckhubseite des Kolbens 31 strömen kann, umfassen: a)
Den ersten Strömungsdurchlaß H der Druckhubseite, welcher
sich durch den Kanal 31a und das geöffnete Ventil des Dämp
fungsventils 20 der Druckhubseite erstreckt. b) Den zweiten
Strömungsdurchlaß J der Druckhubseite, welcher sich durch
den hohlen Bereich 19, die erste seitliche Ausnehmung 24 und
den ersten Durchlaß und das geöffnete Ventil des Rückschlag
ventils 22 der Druckhubseite in Richtung auf die obere Kam
mer A erstreckt. c) Und den Bypaß-Durchlaß G, welcher sich
durch den hohlen Bereich 19, die zweite seitliche Ausnehmung
25 und den dritten Durchlaß 18 in Richtung auf die obere
Kammer A erstreckt. Dies bedeutet, daß der Stoßdämpfer SA
eine derartige Dämpfungskraft-Charakteristik aufweist, daß
die Charakteristik der Dämpfungskraft von einer niedrigen
Dämpfungskraft (weich) zu einer harten Dämpfungskraft (hart)
veränderbar ist, und zwar in Abhängigkeit von der Schwenkbe
wegung des Einstellelements 40 entweder auf der Zughubseite
oder auf der Druckhubseite.
In dem ersten Ausführungsbeispiel sind die Dämpfungskraft-
Charakteristika so ausgebildet, daß sie, wie in Fig. 5 ge
zeigt, in einer Vielzahl von Schritten proportional verän
derbar sind. Eine derartige Charakteristik, wie in Fig. 5
gezeigt, wird auch als Dämpfungskoeffizient bezeichnet.
Wenn, wie in Fig. 6 gezeigt, das Einstellelement 40 aus
einer Stellung, in welcher beide, die Zugstufenseite und die
Druckstufenseite weiche Dämpfungskräfte aufweisen (nachfol
gend als weicher Charakteristik-Bereich SS bezeichnet) in
einer Gegenuhrzeigerrichtung gedreht wird, kann nur die
Dämpfungskraft auf der Zughubseite in den vielfältigen Stu
fen verändert werden, während die Druckhubseite auf einem
niedrigen Dämpfungskoeffizienten-Wert (nachfolgend als Be
reich harter Charakteristika der Zugstufenseite HS bezeich
net) fixiert ist.
Wenn im Gegensatz hierzu das Einstellelement 40 in Uhrzei
gerrichtung gedreht wird, sieht nur die Druckhubseite die
vielfältigen Stufen der Dämpfungskoeffizienten vor, die Zug
hubseite ist jedoch auf den niedrigen Dämpfungskoeffizienten
fixiert (nachfolgend als harter Charakteristikbereich SH der
Druckhubseite bezeichnet).
Wenn, wie in Fig. 6 gezeigt, das Einstellelement 40 in den
verschwenkten Stellungen 1, 2 und 3 positioniert ist, ist
der Querschnitt des Kolbens, geschnitten längs der Linie K-K
jeweils in den Fig. 7A, 7B und 7C dargestellt, die Quer
schnitte längs der Linien L-L und M-M sind jeweils in den
Fig. 8A bis 8C wiedergegeben, und jene längs der Linie N-N
sind jeweils in den Fig. 9A bis 9C dargestellt.
Die Fig. 10, 11 und 12 zeigen Charakteristika der Dämpfungs
kräfte bei den jeweiligen Stellungen 1, 2 und 3 gemäß Fig.
6.
Die Fig. 14A und 14B zeigen eine Serie von Betriebs-Fluß
diagrammen, welche durch die Steuereinheit 4 ausgeführt wer
den, welche den Antrieb des Schrittmotors 3 steuert, um die
Dämpfungskraft für jeden oder für einen der Stoßdämpfer SA
zu steuern. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Programmrou
tine, welche in Fig. 13 gezeigt ist, unabhängig für jeden
Stoßdämpfer durchgeführt wird.
In einem Schritt 101 liest die CPU 4b die vertikalen Be
schleunigungen der gefederten Masse von den Vertikal-G-Sen
soren 11 und 12 der gefederten Masse, welche an dem linken
und rechten Vorderrad angeordnet sind und liest die relati
ven Versetzungen zwischen der gefederten Masse und der unge
federten Masse von jedem Fahrzeug-Höhensensor 2 1, 2 2 und 2 3
an der Vorderradseite und der Hinterradseite.
In einem Schritt 102 berechnet die CPU 4b die Vertikalge
schwindigkeiten vF1(n) der gefederten Masse durch Integrie
ren der ermittelten Vertikalbeschleunigungen der gefederten
Masse und berechnet die Relativgeschwindigkeiten vF2(n) und
vR2(n) von den ermittelten Relativversetzungen oder Ver
schiebungen. Es ist anzumerken, daß dann, wenn die Vorzei
chen von vF1(n), vF2(n) und vR2(n) positiv sind, die Rich
tung derselben nach oben gerichtet ist, wenn die Vorzeichen
jedoch negativ sind, die Richtung nach unten gerichtet ist.
In einem Schritt 103 bestimmt die CPU 4b, ob die Vertikalge
schwindigkeit vF1(n) der gefederten Masse gleich oder größer
ist, als ein positiv vorgegebener Schwellenwert δT. Falls
die Antwort im Schritt 103 ja ist, geht die Routine auf
einen Schritt 104 über. Wenn die Antwort nein ist, geht die
Routine auf einen Schritt 105 über.
In dem Schritt 104 werden die vorderradseitigen Stoßdämpfer
SA1 und SA2 in Richtung auf einen harten Bereich HS der Zug
hubseite gesteuert.
In dem Schritt 105 bestimmt die CPU 4b, ob die Vertikalge
schwindigkeit vF1(n) der gefederten Masse negativ unter
einem mit einem Minuswert vorbestimmten Schwellenwert -δC
liegt. Falls ja im Schritt 105, geht die Routine auf einen
Schritt 106 über. Falls nein in dem Schritt 105, geht die
Routine auf einen Schritt 107 über.
In dem Schritt 106 werden die vorderradseitigen Stoßdämpfer
SA1 und SA2 in den harten Druckstufenbereich SH gesteuert.
In dem Schritt 107 werden die vorderradseitigen Stoßdämpfer
SA1 und SA2 in den weichen Bereich SS gesteuert.
In dem Schritt 108 berechnet die CPU 4b eine vorderradsei
tige Straßenoberflächen-Eingangsgeschwindigkeit vF0(n) auf
der Basis der folgenden Gleichung:
vF0(n) = vF1(n) - vF2(n).
Es ist darauf hinzuweisen, daß das tiefgesetzte Symbol (n)
in der Gleichung die Anzahl der Steuerroutinen angibt,
welche die CPU 4b durchführt.
In einem Schritt 109 berechnet die CPU 4b, welche Anzahl von
Routinen (m) der in den Fig. 14A und 14B gezeigten Steuer
routine zu einer Zeitdifferenz zwischen einem Zeitpunkt, bei
welchem die Vorderräder einen Teil der Fahrbahn passiert
haben und einem Zeitpunkt, bei welchem die Hinterräder am
gleichen Teil der Fahrbahn angekommen sind, korrespondiert,
unter Verwendung der folgenden Gleichung:
m = Radstand/Fahrzeuggeschwindigkeit × 1/Δt.
In der obigen Gleichung bezeichnet Δt eine Zeit, während
der die einzelne Routine durchgeführt wurde.
In einem Schritt 110 berechnet die CPU 4b eine hinterradsei
tige Straßenoberflächen-Eingangsgeschwindigkeit vR0(n), wo
bei die folgende Gleichung verwendet wird. Dies bedeutet,
daß die Daten an den Vorderradseiten, welche dem Zeitversatz
um die Zahl von Steuerroutinen m gemäß der Zeitdifferenz,
welche auf dem gleichen Teil der Straßenoberfläche zwischen
den Vorderrädern und den Hinterrädern verstrichen ist, ent
sprechen, zur Bestimmung der Daten an den Hinterradseiten
verwendet werden:
vR0(n) = vF0(n - m).
In einem Schritt 111 berechnet die CPU 4b die Vertikalge
schwindigkeit vR1(n) der gefederten Masse der Hinterradseite
unter Verwendung der folgenden Gleichung:
vR1(n) = vR0(n) + vR2(n).
Daraufhin geht die Routine auf das Schlußdiagramm der Fig.
14B über.
In einem Schritt 112 bestimmt die CPU 4b, ob die Vertikalge
schwindigkeit vR1(n) der gefederten Masse im negativen un
terhalb des vorbestimmten Minus-Schwellenwertes -δCC liegt.
Falls ja, geht die Routine auf einen Schritt 113 über, falls
nein, geht die Routine auf einen Schritt 114 über.
In dem Schritt 113 wird die CPU 4b benutzt, um die hinter
radseitigen Stoßdämpfer SA3 und SA4 in der Zugstufenseite in
den harten Bereich HS zu steuern.
In dem Schritt 114 bestimmt die CPU 4b, ob die Vertikalge
schwindigkeit vR1(n) der gefederten Masse im negativen unter
dem vorbestimmten Minus-Schwellenwert -δC liegt. Falls ja,
geht die Routine auf einen Schritt 115 über, falls nein,
geht die Routine auf einen Schritt 116 über.
In dem Schritt 115 gibt die CPU 4b den Antriebsbefehl an den
Schrittmotor 3 ab, um die hinterradseitigen Stoßdämpfer SA3
und SA4 in der Druckstufenseite in den harten Bereich SH zu
steuern.
In dem Schritt 116 gibt die CPU 4b einen Antriebsbefehl an
den Schrittmotor 3 ab, um die hinterradseitigen Stoßdämpfer
SA3 und SA4 in den weichen Bereich SS zu steuern.
Wie oben beschrieben, wird die Dämpfungskraft-Charakteristi
ka-Steuerung für die vorderradseitigen Stoßdämpfer SA1 und
SA2 auf der Basis der Vertikalgeschwindigkeit vF1(n) der
vorderradseitigen gefederten Masse durchgeführt. Anderer
seits wird die Dämpfungskraft-Charakteristik-Steuerung für
die hinterradseitigen Stoßdämpfer SA3 und SA4 wie folgt
durchgeführt:
Erstens werden die Geschwindigkeiten vF1(n) der vorderrad
seitigen gefederten Masse und die Relativgeschwindigkeit
vF2(n) der Vorderradseite als ermittelte Daten an den Vor
derradseiten verwendet, um die vorderradseitige Straßenober
flächen-Eingangsgeschwindigkeit vF0(n) zu berechnen.
Zweitens wird die hinterradseitige Straßenoberflächen-Ein
gangsgeschwindigkeit vR0(n) (= vF0(n - m)) von der Fahr
zeuggeschwindigkeit und dem Radstand vorausbestimmend abge
leitet.
Drittens wird auf der Basis der errechneten vorderradseiti
gen Straßenoberflächen-Eingangsgeschwindigkeit vF0(n), der
hinterradseitigen Straßenoberflächen-Eingangsgeschwindigkeit
vR0(n) und der hinterradseitigen Vertikalgeschwindigkeit
vR1(n) der gefederten Masse als ein vorausbestimmter Wert,
welcher aus der hinterradseitigen Relativgeschwindigkeit
vR2(n) berechnet ist, die Dämpfungskraft-Charakteristik-
Steuerung für diese durchgeführt.
Wie sich aus obenstehender Beschreibung ergibt, ist kein
hinterradseitiger vertikaler G-Sensor erforderlich.
Nachfolgend wird die Wirkung des oben beschriebenen ersten
Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Fig. 15A bis 15D
beschrieben.
Wie in Fig. 15A gezeigt, wird vorausgesetzt, daß die Verti
kalgeschwindigkeit vF1(n) und vR1(n) der gefederten Masse
sich in Form von Sinuswellen ändern.
Wenn vF1(n) und vR1(n) Werte aufweisen, welche in einen Be
reich zwischen vorbestimmten positiven und negativen Schwel
lenwerten +δT ∼ -δC fallen, werden die Stoßdämpfer SA in
den weichen Bereich SS gesteuert.
Wenn andererseits vF1(n) und vR1(n) den positiv vorbestimm
ten Schwellenwert +δT überschreiten, werden die Stoßdämp
fer SA in der Zugstufe in den harten Bereich HS gesteuert,
während der Druckstufenhub bei der niedrigen Dämpfungskraft-
Charakteristik verbleibt. Zusätzlich wird die Dämpfungscha
rakteristik auf der Zughubseite jeweils proportional zu den
Vertikalgeschwindigkeiten vF1(n) und vR1(n) der gefederten
Masse verändert. Zu diesem Zeitpunkt wird die Dämpfungs
kraft-Charakteristik C gesteuert, um folgendes Ergebnis zu
erzielen: C = k·vF1(n), C = k·vR1(n).
Hierbei ist k eine Proportionalkonstante.
Wenn andererseits vF1(n) und vR1(n) negativ niedriger lie
gen, als der negativ vorbestimmte Schwellenwert -δC, wird
die Dämpfungskraft-Charakteristik in der Druckstufe in den
harten Bereich SH gesteuert, während die Zughubstufenseite
auf einer niedrigen Dämpfungskraft-Charakteristik verbleibt.
Zusätzlich wird die Dämpfungskraft-Charakteristik auf der
Druckstufenseite proportional zu vF1(n) und vR1(n) variiert.
Zu diesem Zeitpunkt wird die Dämpfungskraft-Charakteristik
eingestellt, um folgendes Ergebnis zu erzielen:
C = k·vF1(n), C = k·vR1(n).
Wie oben beschrieben, wird bei dem ersten Ausführungsbei
spiel des erfindungsgemäßen Systems zur Steuerung der Dämp
fungskraft-Charakteristika der jeweiligen Stoßdämpfer des
Fahrzeuges die korrespondierende Hubseite des Stoßdämpfers
SA mit Bezug auf den Kolben so gesteuert, um harte Dämp
fungskraft-Charakteristika zu erreichen, wenn die Vertikal
geschwindigkeit der gefederten Masse und die Relativge
schwindigkeit zwischen der gefederten Masse und der ungefe
derten Masse das gleiche Vorzeichen aufweisen (+ oder -),
siehe die in Fig. 15 B angegebenen Bereiche b und d. Wenn
sie unterschiedliche Vorzeichen aufweisen (siehe die in Fig.
15B angegebenen Bereiche a und c), wird die korrespondieren
de Hubseite des Stoßdämpfers SA auf weiche Charakteristika
SS gesteuert.
Ein derartiger Steuermodus, wie oben beschrieben, ist der
gleiche, wie die Steuerung der Dämpfungskraft auf der Basis
der sogenannten "Sky Hook"-Theorie.
Wenn der Steuerbereich von Bereich a zum Bereich b und vom
Bereich c zum Bereich d übergeht, kann die Umschaltung des
Steuermodus für die Dämpfungskraft-Charakteristik ohne An
trieb des Schrittmotors 3 durchgeführt werden.
Im Falle des ersten Ausführungsbeispiels ergeben sich die
folgenden Vorteile und Effekte:
- 1. Da der vertikale G-Sensor, welcher an den Hinterrädern anzuordnen wäre, weggelassen werden kann, können die Herstellungskosten des Gesamtsystems reduziert werden.
- 2. Da, verglichen mit einer konventionellen Steuerung der Dämpfungskraft-Charakteristika auf der Basis der "Sky- Hook"-Theorie, eine Frequenz, bei welcher eine Umschal tung oder Verstellung der Dämpfungskraft-Charakteristik mittels des Schrittmotors durchgeführt wird, kann die auf die Steuerung ansprechende bzw. von dieser abhängige Charakteristik verbessert werden, wobei die Lebensdauer des Schrittmotors erhöht wird und der elektrische Strom verbrauch reduziert wird.
Als eine Alternative oder Modifikation des ersten Ausfüh
rungsbeispiels wird, wenn die Steuereinheit 4b die hinter
radseitige Straßenoberflächen-Eingangsgeschwindigkeit vR0(n)
von der vorderradseitigen Straßenoberflächen-Eingangsge
schwindigkeit vF0(n) und der hinterradseitigen Relativge
schwindigkeit vR2(n) bestimmt, ein geringfügig früherer Er
mittlungs-Datenwert als die vorderradseitigen Straßenober
flächen-Eingangsgeschwindigkeit vR0(n) verwendet, welcher
früher ist, als der Zeitunterschied zwischen den Vorderrä
dern und den Hinterrädern, in welchem die Räder den gleichen
Teil der Straßenoberfläche passiert haben.
In dieser Alternative des ersten Ausführungsbeispiels kann,
da die Straßenoberflächen-Eingangsgeschwindigkeit an der
Hinterradseite vorherbestimmt werden kann, ein Zeitpunkt,
bei welchem die Dämpfungskraft-Charakteristik geschaltet
wird, durch den Straßenoberflächen-Eingang auf die Hinterrä
der vorausgehen, so daß, im speziellen, die Größe der Über
tragung der Schwingung auf die gefederte Masse an der Hin
terradseite im Hinblick auf einen hochfrequenten Eingang
reduziert werden kann, welcher eine hohe Ansprechcharakteri
stik erfordert.
In dem ersten Ausführungsbeispiel wird die Dämpfungskraft-
Charakteristik-Steuerung auf der Basis der Vertikalgeschwin
digkeiten der gefederten Masse durchgeführt. Der spezielle
Inhalt dieser Steuerung ist willkürlich. Die Schalt-Steue
rung der Dämpfungskraft-Charakteristika kann beispielsweise
abhängig davon durchgeführt werden, ob die Richtung der Ver
tikalgeschwindigkeit der gefederten Masse und die der Rela
tivgeschwindigkeit zwischen der gefederten Masse und der
ungefederten Masse die gleiche oder entgegengesetzte Rich
tungen haben.
In dem ersten Ausführungsbeispiel werden Fahrzeug-Höhensen
soren als Detektionsmittel für eine Relativversetzung ver
wendet. Es können jedoch andere Gewichtssensoren oder andere
Versetzungs-Sensoren verwendet werden.
Im ersten Ausführungsbeispiel sind die vertikalen G-Sensoren
und die Fahrzeuges-Höhensensoren individuell an jeweiligen
Radpositionen des Fahrzeuges eingebaut. Der vertikale G-Sen
sor und der Höhensensor können im Bereich des Schwerpunkts
des Fahrzeugs, d. h. im wesentlichen in einer mittleren Posi
tion des Fahrzeugs eingebaut sein.
Obwohl die Stoßdämpfer, welche als Stoßdämpfer SA verwendet
werden, in einer der beiden Hubseiten variabel sind (bei
spielsweise kann in einer Hubseite die harte Dämpfungs
kraft-Charakteristik variabel ausgebildet und in der
entgegengesetzten Hubseite auf der weichen Dämpfungs
kraftseite fixiert werden), können andere Stoßdämpfer, deren
Hubrichtungen beide variabel sind und in die gleiche
Richtung verändert werden können, verwendet werden.
Die Fig. 17 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des erfin
dungsgemäßen Dämpfungskraft-Charakteristika-Steuersystems
gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 18 zeigt ein Blockschaltdiagramm des in Fig. 17 gezeig
ten zweiten Ausführungsbeispiels eines Dämpfungskraft-Cha
rakteristika-Steuersystems.
Wie in den Fig. 17 und 18 gezeigt, liegt der Unterschied zum
ersten Ausführungsbeispiel in der Verwendung nur eines ein
zigen vertikalen G-Sensors 1, welcher an einem Teil der
Fahrzeug-Karosserie eingebaut ist, welcher in der Mitte
einer geraden Linie liegt, welche die beiden Vorderräder
verbindet. Dies ergibt sich auch aus Fig. 21. Der vertikale
G-Sensor 1 dient dazu, die Vertikalbeschleunigung auf die
gefederte Masse an der Vorderradseite zu ermitteln.
Die vorderradseitigen Fahrzeug-Höhensensoren 21 und 22 sind
an Teilen der Karosserie benachbart zu den Lagerungsstellen
des linken und des rechten Vorderrad-Stoßdämpfers SA1 und
SA2 eingebaut.
Die Steuereinheit 4 ist, ebenso wie bei dem ersten Ausfüh
rungsbeispiel, an einem Teil der Fahrzeug-Karosserie benach
bart zu dem Fahrersitz des Fahrzeuges eingebaut, und emp
fängt Ausgangssignale von dem vertikalen G-Sensor 1, welcher
oben beschrieben wurde, sowie von Fahrzeug-Höhensensoren 2
(2 1, 2 2, 2 3) und dem Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 5 und
gibt das Steuersignal zu einem, jedem oder allen Schrittmo
toren 3 ab, welche den Stoßdämpfern SA zugeordnet sind.
Die Steuereinheit 4 umfaßt die Schnittstellenschaltung 4a,
die CPU (zentrale Recheneinheit) 4b und die Antriebsschal
tung 4c.
Der Aufbau des Stoßdämpfers ist der gleiche wie bei dem
ersten Ausführungsbeispiel. Es kann deshalb auf eine detail
lierte Beschreibung verzichtet werden.
Nachfolgend wird ein Betriebs-Flußdiagramm unter Bezug auf
Fig. 19 beschrieben, welches in der in Fig. 18 gezeigten
Steuereinheit 4 verwendet wird.
Gemäß Fig. 19 bestimmt die CPU 4b in einem Schritt 101A die
Vertikalbeschleunigung der gefederten Masse von dem Aus
gangssignal des Vertikal-G-Sensors 1, welcher, wie oben be
schrieben, in der Mitte zwischen den Vorderrädern angeordnet
ist.
Zusätzlich bestimmt die CPU 4b in dem Schritt 101A die re
lative Versetzung zwischen der gefederten Masse und der un
gefederten Masse unter Verwendung der drei Fahrzeug-Höhen
sensoren 2 (2 1, 2 2 und 2 3).
In einem Schritt 102A bestimmt die CPU 4b die Vertikalge
schwindigkeit vF(n) der gefederten Masse (nach oben oder
nach unten) aus einer Integration der ermittelten Vertikal
beschleunigung in dem Schritt 101A von dem vertikalen G-
Sensor 1, welcher in einer mittigen Position zwischen dem
linken und dem rechten Vorderrad angeordnet ist, und be
stimmt zusätzlich die Relativgeschwindigkeiten vST1(n),
vST2(n) und VST(n) von den ermittelten Relativversetzungen
an der Seite des linken und rechten Vorderrades und in der
Mitte der Hinterradseite. Es ist darauf hinzuweisen, daß die
Vertikalgeschwindigkeit vF(n) der gefederten Masse und die
Relativgeschwindigkeiten vFST1(n), vFST2(n) und vRST(n)
positive Vorzeichen haben, wenn sie nach oben gerichtete
Richtungen anzeigen und negative Vorzeichen aufweisen, wenn
sie nach unten gerichtete Richtungen wiedergeben. Es ist
weiterhin zu bemerken, daß (n) eine Anzahl von Steuer
routinen wiedergibt, welche die Steuereinheit gemäß der in
Fig. 19 gezeigten Routine durchführt.
In einem Schritt 103A (Fig. 19) bestimmt die CPU 4b die
Eingangsgeschwindigkeit vF0(n) der vorderradseitigen Stra
ßenoberfläche an der Seite des linken und rechten Vorder
rades auf der Basis der nachfolgenden Gleichung:
vF0(n)P = vF(n) - (vST1(n) + vFST2(n))/2.
In einem Schritt 104A bestimmt die CPU 4b, welche Anzahl
(m) von Routinen, welche die CPU ausführt, zu einer Zeitdif
ferenz zwischen einem Zeitpunkt, an welchem die Vorderräder
einen Bereich der Straßenoberfläche passierte haben und einem
Zeitpunkt, an welchem die Hinterrädern den gleichen Bereich
der Straßenoberfläche passiert haben, korrespondiert, aus
der nachfolgenden Gleichung:
m = Achsabstand/Fahrzeuggeschwindigkeit × 1/Δt.
Der Wert Δt gibt einen Zeitraum wieder, währenddessen die
CPU 4b eine einzelne Routine gemäß Fig. 19 durchführt.
In einem Schritt 105A bestimmt die CPU 4b die Straßenober
flächen-Eingangsgeschwindigkeit vR0(n) an der Hinterradseite
auf der Basis der nachfolgenden Gleichung.
Es ist anzumerken, daß der Schritt 105A dazu dient, die
Daten der vorderradseitigen Straßenoberflächen-Eingangsge
schwindigkeit, welche um die m-te Anzahl von Routinen früher
sind, korrespondierend zu der den gleichen Straßenbereich
passierenden Zeitdifferenz zwischen den Daten an der Vorder
radseite und der Hinterradseite, als Straßenoberflächen-Ein
gangsgeschwindigkeit an der Hinterradseite zu verwenden, und
zwar auf der Basis der nachfolgenden Gleichung:
vR0(n) = vF0(n - m).
In einem Schritt 106A bestimmt die CPU 4b die Vertikalge
schwindigkeit VR(n) der gefederten Masse an der Hinterrad
seite unter Verwendung einer Gleichung wie folgt:
vR(n) = vR0(n) + vST(n).
In einem Schritt 107A wird eine Nickkomponente vP der Fahr
zeug-Karosserie für jeden Stoßdämpfer SA unter Verwendung
folgender Gleichungen bestimmt:
FLvp, FRvp = vF(n) - vR(n),
FLvp, RRvp = vR(n) - vF(n).
FLvp, RRvp = vR(n) - vF(n).
Dabei bezeichnet FL die linke Vorderradseite, FR die rechte
Vorderradseite, RL die linke Hinterradseite und RR die rech
te Hinterradseite. Diese Symbole korrespondieren zu den je
weiligen Positionen der Stoßdämpfer SA1, SA2, SA3 und SA4.
In einem Schritt 108A bestimmt die CPU 4b die Rollkompo
nente vR der Fahrzeugkarosserie auf der Basis der nachfol
genden Gleichungen:
FLvR, RLvR = vFST1(n) - vFST2(n),
FRvR, RRvR = vFST2(n) - vFST1(n).
FRvR, RRvR = vFST2(n) - vFST1(n).
In einem Schritt 110A bestimmt die CPU 4b die Steuersignale
V für die jeweiligen numerischen Gleichungen:
FLV = α1·vF(n) + β1·FLvp + γ1·FLvR,
FRV = α1·vF(n) + β1·FRvp + γ1·FRvR,
RLV = α2·vR(n) + β2·RLvp + γ2·RLvR,
RRV = α2·vR(n) + β2·RRvp + γ2·RRvR.
FRV = α1·vF(n) + β1·FRvp + γ1·FRvR,
RLV = α2·vR(n) + β2·RLvp + γ2·RLvR,
RRV = α2·vR(n) + β2·RRvp + γ2·RRvR.
Die Werte α1, β1 und γ1 bezeichnen jeweilige Proportio
nalkonstanten für die Vorderradseiten, α2, β2 und γ2 be
zeichnen jeweilige Proportionalkonstanten für die Hinter
radseiten.
Zusätzlich umfassen die ersten Ausdrücke der jeweiligen
Gleichungen α1 und α2, welche Rückprall-Raten bezeichnen,
sowie β1 und β2, welche Nick-Raten bezeichnen, und weiter
hin γ1 und γ2, welche Roll-Raten bezeichnen.
In einem Schritt 111A bestimmt die CPU 4b, ob jedes der
Steuersignale, welche in der oben beschriebenen Weise be
stimmt wurden, oberhalb eines positiv vorgegebenen Wertes
δT ist. Falls die Antwort im Schritt 111A ja ist, geht die
Routine auf einen Schritt 112A über, falls nein, geht die
Routine auf einen Schritt 113A über.
In dem Schritt 112A wird jeder Stoßdämpfer SA1 und SA2 (SA3
und SA4) in den harten Bereich HS der Zughubseite gesteuert.
In dem Schritt 113A bestimmt die CPU 4b, ob jedes der
Steuersignale negativ niedriger als ein negativ vorbestimm
ter Wert -δC ist. Falls die Antwort im Schritt 113A ja
ist, geht die Routine auf einen Schritt 114A über, falls
nein, geht die Routine auf einen Schritt 115A über.
In dem Schritt 114A wird jeder Stoßdämpfer SA1 und SA2 (SA3
und SA4) so gesteuert, daß er auf der Druckhubseite in dem
harten Bereich SH liegt.
In dem Schritt 115A wird jeder Stoßdämpfer SA1 und SA2
(SA3, SA4) so gesteuert, daß er in den weichen Bereichen SS
liegt.
Wie oben beschrieben, werden in dem zweiten Ausführungsbei
spiel die Stoßdämpfer SA1 und SA2 an den Vorderradseiten auf
der Basis der Vertikalgeschwindigkeit vF(n) der vorderrad
seitigen gefederten Masse gesteuert. Für die Stoßdämpfer SA3
und SA4 an den Hinterradseiten wird jedoch die vorderradsei
tige Eingangsgeschwindigkeit vF0(n) zuerst bestimmt, gemäß
den an der Vorderradseite ermittelten Werten, d. h. die Ver
tikalgeschwindigkeit vF(n) der gefederten Masse an der Vor
derradseite und Relativgeschwindigkeiten vFST1(n) und
vFST2(n) zwischen der gefederten Masse und der ungefederten
Masse an den Vorderradseiten und die Dämpfungscharakteristi
ka-Steuerung erfolgt auf der Basis der hinterradseitigen
Straßenoberflächen-Eingangsgeschwindigkeit vR0(n) an der
Hinterradseite (vR0(n) = vF0(n - m)), berechnet von der vor
derradseitigen Straßenoberflächen-Eingangsgeschwindigkeit
vF0(n), dem Radstand, der Fahrzeuggeschwindigkeit und der
hinterradseitigen Vertikalgeschwindigkeit vR(n) der gefeder
ten Masse, berechnet von der hinterradseitigen Relativge
schwindigkeit vRST(n) zwischen der gefederten und der unge
federten Masse.
Dies bedeutet, daß die Steuerroutine im Falle des zweiten
Ausführungsbeispiels keinen vertikalen G-Sensor an der Hin
terradseite benötigt.
Die Fig. 20A bis 20D stellen im wesentlichen eine Zeitkar
te zur Erklärung der Betriebsweise des zweiten Ausführungs
beispiels dar.
Das Steuersignal V, welches auf der Vertikalgeschwindigkeit
vF(n) (vR(n)) der gefederten Masse basiert, wird, wie in
Fig. 20A gezeigt, variiert, die Stoßdämpfer SA werden in
die weichen Bereiche SS gesteuert, wenn das Steuersignal V
einen Wert zwischen einem positiv vorbestimmten Schwellen
wert +δT und einem negativ vorbestimmten Schwellenwert
-δC fällt.
Wenn das Steuersignal V oberhalb des positiv vorbestimmten
Schwellenwertes +δT ist, werden die Stoßdämpfer SA so ge
steuert, daß sich in dem zugstufenseitigem harten Bereich HS
befinden, während der druckstufenseitige Bereich bei einer
niedrigen Dämpfungskraft-Charakteristik gehalten wird. In
diesem Falle ist die Dämpfungskraft-Charakteristik an der
Zugstufenseite proportional zu dem Wert des Steuersignals V.
Zu diesem Zeitpunkt kann die Dämpfungskraft-Charakteristik C
durch C = k·V ausgedrückt werden.
Wenn andererseits das Steuersignal V unterhalb des negativ
vorbestimmten Wertes -δC ist, werden die Stoßdämpfer auf
der Druckhubseite in die harten Bereiche HS gesteuert, wäh
rend sie in den Zughubseiten auf niedrigen Dämpfungskraft-
Charakteristika gehalten werden. Die Dämpfungskraft-Charak
teristik der Druckhubseite ist proportional zu dem Wert des
Steuersignals V. Zu diesem Zeitpunkt kann die Dämpfungs
kraft-Charakteristik C durch C = k·v ausgedrückt werden.
Wie oben beschrieben, ergibt sich bei dem zweiten Ausfüh
rungsbeispiel folgendes: Wenn das Vorzeichen der Vertikalge
schwindigkeit der gefederten Masse und der Relativgeschwin
digkeit zwischen der gefederten Masse und der ungefederten
Masse gleich sind (Bereiche b und d gemäß Fig. 20B), wird
eine der Hubseiten, deren Richtung die gleiche ist, wie das
Vorzeichen der oben beschriebenen Relativgeschwindigkeit
oder der Vertikalgeschwindigkeit der gefederten Masse so
eingestellt, daß sich harte Dämpfungskraft-Charakteristika
ergeben. Wenn sie untereinander unterschiedliche Vorzeichen
aufweisen (Bereiche a und c der Fig. 20B), wird eine der
Hubseiten, welche zu steuern ist, so eingestellt, daß sie
weiche Charakteristika aufweist. Dies passiert auf der "Sky-
Hook"-Theorie. Derartige Dämpfungskraft-Charakteristika-
Steuerungen, wie oben beschrieben, werden mittels des einzi
gen vertikalen G-Sensors 1 und der drei Fahrzeug-Höhensenso
ren 2 durchgeführt. Wenn weiterhin der Bereich von dem Be
reich a zu dem Bereich b oder von dem Bereich a zu dem Be
reich d verschoben wird, wird die Schaltsteuerung der Dämp
fungskraft-Charakteristika-Steuerung ohne Antrieb des
Schrittmotors 3 durchgeführt.
Es ist darauf hinzuweisen, daß ein Teil der Steuerroutine,
welche in Fig. 19 im Zusammenhang mit dem zweiten Ausfüh
rungsbeispiel gezeigt ist, sich gegenüber dem dritten Aus
führungsbeispiel unterscheidet.
Wenn bei dem dritten Ausführungsbeispiel, in gleicher Weise
wie bei der Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels,
die hinterradseitige Straßenoberflächen-Eingangsgeschwindig
keit vR0(n) aus der vorderradseitigen Straßenoberflächen-
Eingangsgeschwindigkeit vF0(n) und der Relativgeschwindig
keit vRST(n) zwischen der gefederten Masse und der ungefe
derten Masse an der Hinterradseite bestimmt wird, wird ein
geringfügig früherer Ermittlungs-Datenwert als vorderradsei
tige Straßenoberflächen-Eingangsgeschwindigkeit vRS0(n) ver
wendet, bis zum abgelaufenen Zeitunterschied zwischen den
Vorderrädern und den Hinterrädern abgeleitet gemäß dem Rad
stand und der Fahrzeuggeschwindigkeit.
Der Radstand wird als horizontaler Abstand zwischen der Rad
achse der Vorderräder und der Radachse der Hinterräder de
finiert.
Da bei dem dritten Ausführungsbeispiel die Straßenoberflä
chen-Eingangsgeschwindigkeit an der Hinterradseite vorher
vorausgesagt werden kann, kann der Schalt-Zeitpunkt der
Dämpfungskraft-Charakteristik bezüglich dem Eingangssignal
von der Straßenoberfläche an den Hinterrädern vorausgehen,
so daß die Schwingungsübertragung auf die gefederte Masse im
Bereich der Hinterräder im Bezug auf den höheren Frequenz
eingang, welcher die hohen Ansprechcharakteristika erfor
dert, reduziert werden kann.
Bei dem vierten Ausführungsbeispiel liegt im Vergleich zu
dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel ein Unterschied
in der Bestimmung der Nickkomponente vp.
Anstelle des Schrittes 107A gemäß Fig. 19 wird in einem
Schritt 200 eine Subroutine durchgeführt, um in dem vierten
Ausführungsbeispiel die Nickkomponente vp zu bestimmen.
In einem Schritt 201 (s. Fig. 22) wird die Nickkomponente
vPI unter Verwendung der folgenden Gleichungen bestimmt:
Vorderrad: rechts/links FRvPI, FLvPI = vF(n) - vR(n)
Hinterrad: rechts/links RRvPI, RLvPI = vR(n) - vF(n).
Hinterrad: rechts/links RRvPI, RLvPI = vR(n) - vF(n).
In dem Schritt 202 bestimmt die CPU 4b Fahrzeug-Nick-Ermitt
lungssignale an den jeweiligen Fahrzeugradpositionen (B1,
B2, B3, B4, wobei die tiefgestellten Zahlen die Stellen der
Stoßdämpfer SA1, SA2, SA3 und SA4 wiedergeben).
In dem Schritt 202 bestimmt die CPU 4b, ob Phasen der jewei
ligen Vertikalgeschwindigkeiten vF und vR der gefederten
Masse und jeweilige Nickkomponenten vPI in den gleichen Pha
sen sind (es wird auf die Bereiche verwiesen, welche schraf
fiert bzw. kreuzschraffiert in der Fig. 23C und 23D dar
gestellt sind) oder entgegengesetzte Phasen aufweisen. Wei
terhin bestimmt die CPU die Werte der Nickkomponenten:
Vorderrad: links B1 = vF(n)×FLvPI,
Vorderrad: rechts B2 = vF(n)×FRvPI,
Hinterrad: links B3 = vR(n)×RLvPI,
Hinterrad: rechts B4 = vR(n)×RRvPI.
Vorderrad: rechts B2 = vF(n)×FRvPI,
Hinterrad: links B3 = vR(n)×RLvPI,
Hinterrad: rechts B4 = vR(n)×RRvPI.
In einem Schritt 203 bestimmt die CPU 4b, ob jedes ein Nic
ken bestimmendes Signal B einen positiven Wert angibt (die
Phasen der Vertikalgeschwindigkeit vF und vR der gefederten
Masse sind die gleichen wie die der jeweiligen Nickkompo
nenten vPI).
Falls sich im Schritt 203 die Antwort ja ergibt (gleiche
Phase), geht die Routine auf einen Schritt 204 über, falls
nein (entgegengesetzte Phase), geht die Routine auf einen
Schritt 207 über.
In dem Schritt 204 bestimmt die CPU 4b, ob die jeweiligen
Vertikalgeschwindigkeiten vF und vR der gefederten Masse posi
tive Werte anzeigen (aufwärts). Wenn die Antwort ja ist
(aufwärts) geht die Routine auf einen Schritt 205 über, wenn
nein (nach unten), geht die Routine auf einen Schritt 206
über. In dem Schritt 205 setzt die CPU 4b die Nickkomponen
ten vP (FLvp, FRvp RLvp und RRvp) an den jeweiligen Radpo
sitionen auf B (B1, B2, B3 und B4).
In dem Schritt 206 setzt die CPU 4b die Nickkomponenten vP
(FLvp, FRvp, RLvp und RRvp) auf - B (-B1, -B2, -B3 und -
B4).
In dem Schritt 207 werden die jeweiligen Nickkomponenten vP
bei den jeweiligen Nickkomponenten auf 0 gesetzt.
Nur wenn die Phasen der Vertikalgeschwindigkeiten vF und vR
der gefederten Masse und der jeweiligen Nicksignale vPI
gleich sind, werden die Nickkomponenten vP (B oder -B) zu
den Steuersignalen V addiert, so daß eine effektivere Unter
drückungssteuerung durchgeführt werden kann.
Bei dem fünften Ausführungsbeispiel liegt ein Unterschied zu
dem zweiten, dritten und vierten Ausführungsbeispiel in der
Bestimmung von Rollkomponenten vR.
Anstelle des Schritts 108 in Fig. 19 wird eine Subroutine in
einem Schritt 300 durchgeführt, welche in Fig. 24 gezeigt
ist.
In einem Schritt 300 bestimmt die CPU 4b die Rollsignale vR0
unter Verwendung der nachfolgenden numerischen Gleichungen.
Es ist darauf hinzuweisen, daß die Fig. 25A bis 25D im we
sentlichen eine Zeitkarte jedes Signals der Relativgeschwin
digkeit vFST1(n) der linken Radseite, der Relativgeschwin
digkeit vFST2(n) der rechten Radseite, Rollsignale FRvRO,
FLvRO der linken Radseite und Rollsignale FRvRO, RRvRO der
rechten Radseite zeigen.
Vorderrad: rechts/links FRvRO, FLvRO = vFST1(n) - vFST2(n)
Hinterrad: rechts/links FRvRO, RRvRO = vFST2(n) - vFST1(n).
Hinterrad: rechts/links FRvRO, RRvRO = vFST2(n) - vFST1(n).
In einem Schritt 302 bestimmt die CPU 4b Fahrzeug-Roll-Er
mittlungssignale A an den jeweiligen Radpositionen A (A1,
A2, A3 und A4), wobei jede tiefgestellte Zahl zu der Zahl
des jeweiligen Stoßdämpfers SA1, SA2, SA3 und SA4 korres
pondiert, wobei die nachfolgenden Gleichungen verwendet
werden.
In dem Schritt 302 bestimmt die CPU 4b, ob die Phasen der
jeweiligen Vertikalgeschwindigkeiten vF und vR der gefeder
ten Masse und die jeweiligen Rollsignale vRO die gleiche
Phase anzeigen (schraffierte oder kreuzschraffierte Bereiche
der Fig. 25C und 25D), und bestimmt die Werte der Roll
komponenten:
linkes Vorderrad: A1 = vF(n)×FLvRO,
rechtes Vorderrad: A2 = vF(n)×FRvRO,
linkes Hinterrad: A3 = vR(n)×RLvRO,
rechtes Hinterrad: A4 = vR(n)×RRvRO.
rechtes Vorderrad: A2 = vF(n)×FRvRO,
linkes Hinterrad: A3 = vR(n)×RLvRO,
rechtes Hinterrad: A4 = vR(n)×RRvRO.
In einem Schritt 303 bestimmt die CPU 4b, ob jedes Roll-Be
stimmungssignal A einen positiven Wert aufweist (die Phasen
der Vertikalgeschwindigkeiten vF und vR der gefederten Masse
und der jeweiligen Rollsignale vRO sind die gleichen). Falls
ja (gleiche Phase), geht die Routine auf einen Schritt 304
über, falls nein (entgegengesetzte Phase), geht die Routine
auf einen Schritt 307 über.
In dem Schritt 304 bestimmt die CPU 4b, ob die jeweiligen
Vertikalgeschwindigkeiten vF und vR der gefederten Masse po
sitive Werte wiedergeben (nach oben gerichtet).
Falls die Antwort in dem Schritt 304 ja ist, geht die Rou
tine auf einen Schritt 305 über. Bei nein (nach unten ge
richtet), geht die Routine auf einen Schritt 306 über.
In dem Schritt 305 setzt die CPU 4b die Rollkomponenten vR
an den jeweiligen Rädern auf A (A1, A2, A3, A4, hierbei
geben die tiefgesetzten Zahlen die Lage der jeweiligen Stoß
dämpfer SA (SA1, SA2, SA3, SA4) wieder).
In dem Schritt 306 werden die Rollkomponenten vR an den je
weiligen Radpositionen auf -A (-A1, -A2, -A3 und -A4)
eingestellt.
In dem Schritt 307 werden die Rollkomponenten vR (FLvR,
FRvR, RLvR, RRvR) für die jeweiligen Räder auf 0 gesetzt.
In dem fünften Ausführungsbeispiel werden die Rollkomponen
ten vR (A oder -A) nur dann zu den Steuersignalen V ad
diert, wenn die Phasen der jeweiligen Vertikalgeschwindig
keiten vF und vR und der jeweiligen Rollsignale vRO die
gleichen Phasen aufweisen, so daß eine wesentlich effekti
vere Unterdrückungssteuerung einer Rollbewegung erzielt
werden kann.
Die Fig. 26 zeigt eine Steuerroutine, welche im Falle des
sechsten Ausführungsbeispiels von der Steuereinheit 4 durch
laufen wird. Der Aufbau des sechsten Ausführungsbeispiels
ist im wesentlichen gleich wie das in den Fig. 1 und 2 ge
zeigte erste Ausführungsbeispiel.
Der Aufbau jedes Stoßdämpfers SA ist der gleiche, wie im
Falle des ersten Ausführungsbeispiels, s. Fig. 3 bis 12.
Der Aufbau der Schnittstellenschaltung 4a ist der gleiche
wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel (s. Fig. 13). Die
Anordnung jedes G-Sensors 1 (1 1 und 1 2) der gefederten Masse
und der drei Fahrzeug-Höhensensoren 2 1 bis 2 3 (s. Fig. 27)
sind der gleiche wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel ge
mäß Fig. 16.
Obwohl die Schritte 101A bis 110A im wesentlichen die
gleichen sind, wie bei dem in Fig. 19 gezeigten Ausführungs
beispiel, werden die in den jeweiligen Schritten durchge
führten Funktionen nachfolgend unter Bezug auf Fig. 26 be
schrieben.
In dem Schritt 101A liest die CPU 4b die Vertikalbeschleu
nigung der gefederten Masse von den Ausgangssignalen der
vertikalen G-Sensoren 1 1 und 1 2 des linken und des rechten
Vorderrades aus und bestimmt die Relativversetzungen zwi
schen der gefederten Masse und der ungefederten Masse aus
den Ausgangssignalen der drei Fahrzeug-Höhensensoren 21, 22
und 23.
In dem Schritt 102A bestimmt die CPU 4b die Vertikalge
schwindigkeiten vF1(n) und vF2(n) der gefederten Masse als
Rückprall-Komponenten durch Integration der Vertikalbe
schleunigungen der gefederten Masse und bestimmt die Rela
tivgeschwindigkeiten vFST1(n), vFST2(n) und vRST(n) aus den
ermittelten Relativversetzungen.
In dem Schritt 103A bestimmt die CPU 4b die Eingangsge
schwindigkeit vF0(n) der vorderradseitigen Straßenoberfläche
unter Verwendung der nachfolgenden Gleichung:
vF0(n) = (vF1(n) + vF2(n))/2 - (vFST1(n) + vFST2(n))/2.
In dem Schritt 104A bestimmt die CPU 4b, welche Anzahl von
Routinen (m) zu der abgelaufenen Zeitdifferenz zwischen den
Vorderrädern und den Hinterrädern bezüglich der gleichen
Straßenoberfläche korrespondiert:
m = (Radstand)/(Fahrzeuggeschwindigkeit) × 1/Δt.
In dem Schritt 105A berechnet die CPU 4b die Eingangsge
schwindigkeit vR0(n) der hinterradseitigen Straßenoberfläche
wie folgt: vR0(n) = vF0(n - m).
In dem Schritt 106A bestimmt die CPU 4b die Vertikalge
schwindigkeit vR(n) der gefederten Masse der Hinterradseite
als Rückprallkomponente: vR(n) = vR0(n) + vRST(n).
In dem Schritt 107A werden die Nickkomponenten vP für die
jeweiligen Stoßdämpfer SA wie folgt berechnet:
FLvP, FRvP = (vF1(n) + vF2(n))/2 - vR(n),
RLvP, RRvP = vR(n) - (vF1(n) + vF2(n))/2.
RLvP, RRvP = vR(n) - (vF1(n) + vF2(n))/2.
In dem Schritt 108A werden die Fahrzeug-Rollkomponenten vR
unter Verwendung der folgenden Gleichungen bestimmt:
FLvR, RLvR = vF1(n) - vF2(n),
FRvR, RRvR = vF2(n) - vF1(n).
FRvR, RRvR = vF2(n) - vF1(n).
In dem Schritt 109A gibt die CPU 4b ein Kommando an die
Schnittstellenschaltung ab, um unnötige Komponenten der von
den jeweiligen Sensoren abgeleiteten Signale unter Verwen
dung der Serie von Filtern, wie in Fig. 13 gezeigt, zu eli
minieren.
In dem Schritt 110A bestimmt die CPU 4b die Steuersignale V
für die jeweiligen Stoßdämpfer SA unter Verwendung der fol
genden Gleichungen:
FLV = α1·(vF1(n) + vF2(n))/2 + β1·FLvp + γ1·FLvR,
FRV = α1·(vF1(n) + vF2(n))/2 + β1·FRvp + γ1·FRvR,
RLV = α2·vR(n) + β2·RLvp + γ2·RLvR,
RRV = α2·vR(n) + β2·RRvp + γ2·RRvR.
FRV = α1·(vF1(n) + vF2(n))/2 + β1·FRvp + γ1·FRvR,
RLV = α2·vR(n) + β2·RLvp + γ2·RLvR,
RRV = α2·vR(n) + β2·RRvp + γ2·RRvR.
a1, β1 und γ1 bezeichnen jeweils Proportionalkonstanten für
die Vorderradseiten, α2, β2 und γ2 bezeichnen jeweils Pro
portionalkonstanten für die Hinterradseiten.
In einem Schritt 111B bestimmt die CPU 4b, ob das Steuer
signal V einen positiven, null übersteigenden Wert wieder
gibt. Falls ja, geht die Routine vom Schritt 111B auf den
Schritt 112A über. Falls nein, geht die Routine von 111B
auf 113B über.
In dem Schritt 112A gibt die CPU 4b das Steuersignal V ab,
so daß jeder Stoßdämpfer SA (SA1 und SA2 oder SA3 und SA4)
so gesteuert wird, daß die Zughubseite im harten Bereich HS
liegt.
In dem Schritt 113B bestimmt die CPU 4b, ob das Steuersig
nal V einen negativen Wert unter Null wiedergibt.
Wenn die Antwort im Schritt 113B ja ist, geht die Routine
auf den Schritt 114 A über, falls die Antwort nein ist, geht
die Routine auf den Schritt 115A über.
In dem Schritt 114A setzt die CPU 4b die jeweiligen Stoß
dämpfer SA in der Druckstufenseite in die harten Bereiche SH.
In dem Schritt 115A setzt die CPU 4b die jeweiligen Stoß
dämpfer SA1 und SA2 (SA3, SA4) in die weichen Bereiche SS.
Wenn das Steuersignal V, welches auf den Vertikalgeschwin
digkeiten vF1(n), vF2(n) (und vR(n)) der gefederten Masse
passiert, verändert wird, erfolgt dies, wie wenn das Steuer
signal in Sinuswellenform verändert wird. Wenn das Steuer
signal V momentan Null ist, werden die Stoßdämpfer SA so ge
steuert, daß sie in die weichen Bereiche SS eingestellt wer
den.
Wenn das Steuersignal V positiv wird, werden die Stoßdämpfer
SA in dem Zughubseitenbereich in die harten Bereiche HS ein
gestellt, und, andererseits, in den Druckhubseitenbereich
auf den weichen Dämpfungskraft-Charakteristika gehalten. Die
Dämpfungskraft-Charakteristika auf der Zughubseite werden pro
portional zur Größe des Steuersignals V verändert. Zu diesem
Zeitpunkt wird die Dämpfungskraft-Charakteristik C als C =
k·V gesteuert.
Wenn das Steuersignal negativ wird, werden die Stoßdämpfer
SA so eingestellt, daß sie auf der Druckhubseite im harten
Bereich SH eingestellt sind und auf der Zughubseite bei
niedrigen Dämpfungskraft-Charakteristika gehalten werden.
Die Dämpfungskraft-Charakteristik auf der Zughubseite wird
in Proportion zu dem Steuersignal V (C = k·V) variiert.
Die Wirkungsweisen des sechsten Ausführungsbeispiels sind im
wesentlichen die gleichen wie bei dem ersten Ausführungsbei
spiel.
Weiterhin ergibt sich bei dem sechsten Ausführungsbeispiel
die gleiche Modifikationsmöglichkeit wie bei dem ersten
Ausführungsbeispiel.
Bei dem siebten Ausführungsbeispiel liegt ein Unterschied
gegenüber dem sechsten Ausführungsbeispiel darin, daß an
stelle des Schritts 107A gemäß Fig. 26 die in Fig. 22
gezeigte Subroutine gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel
angewandt wird, um die Nickkomponenten vP zu bestimmen.
Dies bedeutet, daß in dem Schritt 201 die folgenden Glei
chungen aufgestellt werden:
Linke Vorderradseite: FLvPI = vF1(n) - vR(n).
Rechte Vorderradseite: FRvPI = vF2(n) - vR(n).
Linke Hinterradseite: RLvPI = vR(n) - vF1(n).
Rechte Hinterradseite: RRvPI = vR(n) - vF2(n).
Rechte Vorderradseite: FRvPI = vF2(n) - vR(n).
Linke Hinterradseite: RLvPI = vR(n) - vF1(n).
Rechte Hinterradseite: RRvPI = vR(n) - vF2(n).
Die ein Nicken bestimmenden Signale B berechnen sich wie
folgt:
Linke Vorderradseite: B1 = vF1(n)×FLvPI.
Rechte Vorderradseite: B2 = vF2(n)×FRvPI.
Linke Hinterradseite: B3 = vR(n)×RLvPI.
Rechte Hinterradseite: B4 = vR(n)×RRvPI.
Rechte Vorderradseite: B2 = vF2(n)×FRvPI.
Linke Hinterradseite: B3 = vR(n)×RLvPI.
Rechte Hinterradseite: B4 = vR(n)×RRvPI.
Die anderen Schritte sind bei dem siebten Ausführungsbei
spiel die gleichen wie bei dem vierten Ausführungsbeispiel.
Bei dem achten Ausführungsbeispiel besteht ein Unterschied
zu dem sechsten Ausführungsbeispiel darin, daß anstelle des
Schrittes 108A gemäß Fig. 26 die Subroutine des Schrittes
300 gemäß dem achten Ausführungsbeispiel durchgeführt wird,
um die Rollkomponenten vR zu bestimmen.
Die Fig. 28A bis 28D zeigen im wesentlichen eine Zeitkar
te, welche Veränderungen der Vertikalgeschwindigkeiten
vF1(n) der gefederten Masse an der Stelle der linksseitigen
Räder zeigen, sowie der Vertikalgeschwindigkeiten vF2(n) der
gefederten Masse an der Seite der rechten Fahrzeugräder,
sowie Rollsignale FLvRO und RLvRO, sowie Rollsignale FRvRO
und RRvRO der rechten Radseite.
Für das linke Vorderrad und das linke Hinterrad ergibt sich:
FLvRO und RLvRO = vF1(n) - vF2(n).
Für das rechte Vorderrad und das rechte Hinterrad ergibt
sich:
FRvRO und RRvRO = vF2(n) - vF1(n).
Zusätzlich ergibt sich für die linke Vorderradseite:
A1 = vF1(n)×FLvRO.
Weiterhin ergibt sich für die rechte Vorderradseite:
A2 = vF2(n)×FRvRO.
Für die rechte Hinterradseite ergibt sich:
A3 = vR(n)×RLvRO.
Für die linke Hinterradseite ergibt sich:
A4 = vR(n)×RRvRO.
Die Inhalte der anderen Schritte sind die gleichen wie bei
dem fünften Ausführungsbeispiel.
Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, daß das Steuer
system für die Dämpfungskraft-Charakteristika für die jewei
ligen Stoßdämpfer gemäß der vorliegenden Erfindung wie folgt
aufgebaut ist: Die Steuersignale für die jeweiligen Stoß
dämpfer werden verwendet, um die Dämpfungskraft-Charakteri
stika an der Hinterradseite auf der Basis der Eingangswerte
der Vertikalgeschwindigkeiten der vorderradseitigen Straßen
oberfläche zu steuern. Diese Eingangswerte werden bestimmt
von den Vertikalgeschwindigkeiten der vorderradseitigen
gefederten Masse und den Relativgeschwindigkeiten derselben
und den Vertikalgeschwindigkeiten der hinterradseitigen ge
federten Masse an der Hinterradseite. Die Herstellungskosten
des Systems können durch die Reduktion der vertikalen G-Sen
soren an den Hinterradseiten reduziert werden. Zusätzlich
kann das Schalt-Timing der weiteren Steuerung der Hinterrad
seite auf der Basis der Ergebnisse der Ermittlungen an der
Vorderradseite vorhergehen. Die Steuerbarkeit der hinterrad
seitigen Stoßdämpfer kann somit verbessert werden.
Weiterhin können hohe Ansprech-Charakteristika der Steuerung
der Dämpfungskraft-Charakteristika durch Verwendung der
Stoßdämpfer SA bei jedem der Ausführungsbeispiele erreicht
werden. Die Lebensdauer und der Energieverbrauch des
Schrittmotors können verbessert werden.
Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten beschränkt, viel
mehr ergeben sich für den Fachmann im Rahmen der Erfindung
vielfältige Abwandlungs- und Modifikationsmöglichkeiten.
Zusammenfassend ist folgendes festzustellen:
Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur Steuerung der
Dämpfungskraft-Charakteristika von Stoßdämpfern eines Fahr
zeuges, bei 01320 00070 552 001000280000000200012000285910120900040 0002004333347 00004 01201welchem jeder Stoßdämpfer zwischen einer gefe
derten Masse und einer ungefederten Masse im Bereich eines
Rades eingebaut ist. Es werden die Vertikalgeschwindigkeit
der gefederten Masse an der Vorderradseite sowie eine Rela
tivgeschwindigkeit zwischen der gefederten Masse und der un
gefederten Masse an der Vorderradseite bestimmt. Die Dämp
fungskraft-Charakteristika der Stoßdämpfer, welche an der
Vorderradseite angeordnet sind, werden im wesentlichen auf
der Basis des Steuersignals gesteuert, welches auf der Basis
der Vertikalgeschwindigkeit der gefederten Masse der Vorder
radseite bestimmt wurde. Die Dämpfungskraft-Charakteristika
der hinterradseitigen Stoßdämpfer werden auf der Basis eines
Steuersignals gesteuert, welches auf der Basis einer Ein
gangsgeschwindigkeit der vorderradseitigen Straßenoberfläche
bestimmt wird, welches auf der Basis der Vertikalgeschwin
digkeit der gefederten Masse der Vorderradseite und der Re
lativgeschwindigkeit der Vorderradseite, welche aus einer
vorderradseitigen Relativversetzung bestimmt wird, und einer
hinterradseitigen Vertikalgeschwindigkeit, welche aus einer
hinterradseitigen Relativgeschwindigkeit bestimmt wird.
Claims (24)
1. System zur Steuerung und/oder Regelung der Dämpfungs
kräfte von Stoßdämpfern eines Fahrzeuges mit:
- a) mehreren Stoßdämpfern SA, wobei jeder Stoßdämpfer zwischen einer gefederten Masse und einer ungefeder ten Masse des Fahrzeuges zwischengeschaltet ist und benachbart zu jeweils einem linken Vorderrad, rech ten Vorderrad, linken Hinterrad und rechten Hinter rad des Fahrzeuges angeordnet ist,
- b) Einstellmitteln für die Dämpfungskraft-Charakteri stika zur Veränderung der Dämpfungskraft-Charakteri stika jedes Stoßdämpfers SA in einer oder beiden Hubrichtungen, bezogen auf einen Kolben (31) jedes Stoßdämpfers SA, ansprechend auf ein Eingangs- Steuersignal,
- c) einer Detektoreinrichtung für die Vertikalgeschwin digkeit einer vorderradseitigen gefederten Masse zur Bestimmung einer Vertikalgeschwindigkeit der gefe derten Masse der Vorderradseite,
- d) einer Detektoreinrichtung für eine vorderradseitige Relativgeschwindigkeit zur Ermittlung einer Relativ geschwindigkeit zwischen der gefederten und einer ungefederten Masse des Fahrzeuges an der Seite der Vorderräder,
- e) einer Detektoreinrichtung für eine Relativge schwindigkeit der gefederten Masse an der Hinterrad seite zur Bestimmung einer Relativgeschwindigkeit zwischen der gefederten und der ungefederten Masse an der Hinterradseite,
- f) und Steuerungsmitteln für die Dämpfungskraft-Charak teristika zur Steuerung und/oder Regelung der Dämp fungskraft-Charakteristika der an der Vorderradseite angeordneten Stoßdämpfer SA auf der Basis des Steuersignals, welches auf der Basis der Vertikalge schwindigkeit der vorderradseitigen gefederten Masse bestimmt wird, unter Verwendung der Dämpfungskraft- Charakteristika-Einstellmittel, und zur Steuerung und/oder Regelung der Dämpfungskraft-Charakteristika der Stoßdämpfer SA, welche an der Hinterradseite an geordnet sind, auf der Basis des Steuersignals mit tels der Dämpfungskraft-Charakteristika-Einstellmit tel, wobei das Steuersignal an der Hinterradseite auf der Basis einer vorderradseitigen Straßenober flächen-Eingangsgeschwindigkeit ermittelt wird, wel che von der Vertikalgeschwindigkeit der vorderrad seitigen gefederten Masse und von der vorderradsei tigen Relativgeschwindigkeit zwischen der gefederten Masse und der ungefederten Masse abgeleitet wird, sowie auf der Basis von einer hinterradseitigen Ver tikalgeschwindigkeit der gefederten Masse, welche aus der Relativgeschwindigkeit der hinterradseitigen Relativgeschwindigkeit zwischen der gefederten Masse und der ungefederten Masse bestimmt wird.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die vorderradseitige Detektoreinrichtung für die Vertikalgeschwindigkeit einen Vertikal-G-Sensor des lin ken Vorderrades umfaßt, welcher benachbart zu dem Stoß dämpfer des linken Vorderrades angeordnet ist, sowie einen Vertikal-G-Sensor des rechten Vorderrades, welcher benachbart zu dem Stoßdämpfer des rechten Vorderrades angeordnet ist,
daß die Detektoreinrichtung für die vorderradseitige Re lativgeschwindigkeit einen Fahrzeug-Höhensensor des lin ken Vorderrades und einen Fahrzeug-Höhensensor des rech ten Vorderrades umfaßt, und
daß die Detektoreinrichtung für die hinterradseitige Re lativgeschwindigkeit einen hinterradseitigen Fahrzeug- Höhensensor umfaßt, welcher an einem Teil der Fahrzeug karosserie angeordnet ist, welcher in einer mittigen Position zwischen einer das rechte und das linke Hinter rad verbindenden Linie angeordnet ist.
daß die vorderradseitige Detektoreinrichtung für die Vertikalgeschwindigkeit einen Vertikal-G-Sensor des lin ken Vorderrades umfaßt, welcher benachbart zu dem Stoß dämpfer des linken Vorderrades angeordnet ist, sowie einen Vertikal-G-Sensor des rechten Vorderrades, welcher benachbart zu dem Stoßdämpfer des rechten Vorderrades angeordnet ist,
daß die Detektoreinrichtung für die vorderradseitige Re lativgeschwindigkeit einen Fahrzeug-Höhensensor des lin ken Vorderrades und einen Fahrzeug-Höhensensor des rech ten Vorderrades umfaßt, und
daß die Detektoreinrichtung für die hinterradseitige Re lativgeschwindigkeit einen hinterradseitigen Fahrzeug- Höhensensor umfaßt, welcher an einem Teil der Fahrzeug karosserie angeordnet ist, welcher in einer mittigen Position zwischen einer das rechte und das linke Hinter rad verbindenden Linie angeordnet ist.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vertikalgeschwindigkeit vF1(n) der vorderrad seitigen gefederten Masse durch Integration der Verti kalbeschleunigungen bestimmt wird, welche mittels des vorderradseitigen linken Vertikal-G-Sensors und des vor derradseitigen rechten Vertikal-G-Sensors bestimmt wer den, und
daß die vorderradseitige Relativgeschwindigkeit vF2(n) und die hinterradseitige Relativgeschwindigkeit vR2(n) aus Relativversetzungen zwischen der gefederten Masse und der ungefederten Masse an der Vorderradseite und an der Hinterradseite ermittelt werden, welche durch die jeweiligen Fahrzeug-Höhensensoren festgestellt werden.
daß die Vertikalgeschwindigkeit vF1(n) der vorderrad seitigen gefederten Masse durch Integration der Verti kalbeschleunigungen bestimmt wird, welche mittels des vorderradseitigen linken Vertikal-G-Sensors und des vor derradseitigen rechten Vertikal-G-Sensors bestimmt wer den, und
daß die vorderradseitige Relativgeschwindigkeit vF2(n) und die hinterradseitige Relativgeschwindigkeit vR2(n) aus Relativversetzungen zwischen der gefederten Masse und der ungefederten Masse an der Vorderradseite und an der Hinterradseite ermittelt werden, welche durch die jeweiligen Fahrzeug-Höhensensoren festgestellt werden.
4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Steuermittel für die Dämpfungskraft-
Charakteristika erste Mittel umfassen, um zu bestimmen,
ob eine Größe der Vertikalgeschwindigkeit vF1(n) der
gefederten Masse gleich oder größer ist als ein positiv
vorbestimmter Schwellenwert δT, sowie zweite Mittel, um
die Stoßdämpfer SA, welche an dem linken und dem rechten
Vorderrad angeordnet sind, zu steuern, um zughubseitig
harte Bereiche HS zu erzielen, wenn die ersten Mittel
festgestellt haben, daß vF1(n) gleich oder oberhalb des
Wertes +δT ist, wobei (n) eine Anzahl von Routinen be
zeichnet, welche nunmehr die Dämpfungskraft-Charakteri
stika-Steuermittel als vorbestimmte Steuerroutinen
durchführen.
5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Steuermittel für die Dämpfungskraft-
Charakteristika weiterhin dritte Mittel umfassen, um zu
bestimmen, ob vF1(n) negativ unterhalb eines negativ
vorbestimmten Schwellenwertes -δC liegt, sowie vierte
Mittel, um die an der Vorderradseite angeordneten Stoß
dämpfer SA so zu steuern, daß ein harter Bereich SH der
Druckstufenseite vorliegt, wenn die dritten Mittel fest
stellen, daß vF1(n) negativ unterhalb -δC liegt.
6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Steuermittel für die Dämpfungskraft-
Charakteristika weiterhin fünfte Mittel umfassen, um zu
bestimmen, ob vF1(n) in einen Bereich zwischen +δT
und -δC fällt, sowie sechste Mittel, um die Stoßdämp
fer SA, welche an den Vorderrädern angeordnet sind, so
zu steuern, daß beide weiche Bereiche SS aufweisen, wenn
die fünften Mittel feststellen, daß vF1(n) innerhalb des
Bereichs liegt.
7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die vorderradseitige Eingangsgeschwindig
keit der Straßenoberfläche durch vF0(n) = vF1(n) -
vF2(n) bestimmt wird.
8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Steuermittel für die Dämpfungskraft-
Charakteristika siebte Mittel umfassen, um die Straßen
oberflächen-Eingangsgeschwindigkeit vR0(n) an der Hin
terradseite unter Verwendung der vorderradseitigen
Straßenoberflächen-Eingangsgeschwindigkeit vF0(n) zu be
stimmen, welche die m-te Nummer von Steuerroutinen vor
der vorderradseitigen Straßenoberflächen-Eingangsge
schwindigkeit ist, als vF0(n - m), und um die Bestimmung
wie folgt durchzuführen: vR0(n) = vF0(n - m),
sowie achte Mittel zur Bestimmung der hinterradseitigen Vertikalgeschwindigkeit vR1(n) der gefederte Masse durch folgende Gleichung: vR1(n) = vR0(n) + vR2(n),
wobei vR2(n) die Relativgeschwindigkeit an der Hinter radseite wiedergibt, welche aus der Relativversetzung abgeleitet wurde, welche mittels des hinterradseitigen Fahrzeug-Höhensensors festgestellt wurde.
sowie achte Mittel zur Bestimmung der hinterradseitigen Vertikalgeschwindigkeit vR1(n) der gefederte Masse durch folgende Gleichung: vR1(n) = vR0(n) + vR2(n),
wobei vR2(n) die Relativgeschwindigkeit an der Hinter radseite wiedergibt, welche aus der Relativversetzung abgeleitet wurde, welche mittels des hinterradseitigen Fahrzeug-Höhensensors festgestellt wurde.
9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
m-te Anzahl an Zeit, während der die Steuermittel für
die Dämpfungskraft-Charakteristika die Steuerroutine
durchführen, mit einer Zeitdifferenz korrespondiert, zu
welcher die Vorderräder die Straßenoberfläche passiert
haben und zu welcher die Hinterräder die gleiche
Straßenoberfläche passiert haben.
10. System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Steuermittel für die Dämpfungskraft-
Charakteristika neunte Mittel umfassen, um zu bestimmen,
ob die Vertikalgeschwindigkeit vR1(n) der vertikalen
Masse gleich oder oberhalb des positiv vorbestimmten
Schwellenwertes +δT liegt, und
neunte Mittel, um die Stoßdämpfer, welche an der Hinter radseite angeordnet sind, so zu steuern, daß sie auf der Zughubseite harte Bereiche HS aufweisen, wenn die neun ten Mittel feststellen, daß vR1(n) gleich oder größer ist, als +δT.
neunte Mittel, um die Stoßdämpfer, welche an der Hinter radseite angeordnet sind, so zu steuern, daß sie auf der Zughubseite harte Bereiche HS aufweisen, wenn die neun ten Mittel feststellen, daß vR1(n) gleich oder größer ist, als +δT.
11. System nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Steuermittel für die Dämpfungs
kraft-Charakteristika zehnte Mittel umfassen, um fest
zustellen, ob vR1(n) negativ unterhalb des negativ vor
bestimmten Schwellenwertes -δC liegt,
und elfte Mittel, um die Stoßdämpfer, welche an der Hin terradseite angeordnet sind, so zu steuern, daß sie auf der Druckhubseite harte Bereiche SH aufweisen, wenn die zehnten Mittel feststellen, daß vR1(n) negativ unter halb des negativ vorbestimmten Schwellenwertes -δC ist.
und elfte Mittel, um die Stoßdämpfer, welche an der Hin terradseite angeordnet sind, so zu steuern, daß sie auf der Druckhubseite harte Bereiche SH aufweisen, wenn die zehnten Mittel feststellen, daß vR1(n) negativ unter halb des negativ vorbestimmten Schwellenwertes -δC ist.
12. System nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Steuermittel für die Dämpfungs
kraft-Charakteristika die Stoßdämpfer, welche an der
Hinterradseite angeordnet sind, so steuern, daß diese
weiche Bereiche SS sowohl auf der Zughubseite als auch
auf der Druckhubseite aufweisen, wenn vR1(n) in den Be
reich zwischen +δT und -δC fällt.
13. System nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Hubbereiche, bei welchen die Dämp
fungskraft verändert wird, Dämpfungskraft-Charakteristi
ka aufweisen, welche nach folgenden Gleichungen C = k·vF1(n)
oder C = k·vR1(n) bestimmt werden, wobei k eine
Proportionalkonstante ist.
14. System nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet
durch einen Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor, welcher so
ausgebildet ist, daß er ein Signal abgibt, welches die
Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigt, und wobei m = (Rad
stand)/(Fahrzeuggeschwindigkeit) × 1/Δt ist, wobei t
eine Zeitdauer wiedergibt, während der eine einzelne
Steuerroutine durchgeführt wird.
15. System nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch ge
kennzeichnet, daß, wenn die siebten Mittel die Straßen
oberflächen-Eingangsgeschwindigkeit vR0(n) an der Hin
terradseite unter Verwendung der Straßenoberflächen-Ein
gangsgeschwindigkeit vF0(n) an der Vorderradseite und
unter Verwendung der Relativgeschwindigkeit vR2(n) zwi
schen der gefederten Masse und der ungefederten Masse an
der Hinterradseite bestimmen, wobei dieses vF0(n) als
ein geringfügig früherer Datenwert von vF0(n), früher
als der Zeitpunkt, zu welchem der Zeitunterschied gemäß
dem Radstand und der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt
wird.
16. System nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch ge
kennzeichnet,
daß die Detektoreinrichtung für die Vertikalgeschwindig keit der vorderradseitigen gefederten Masse einen Ver tikal-G-Sensor umfaßt, welcher an einer mittigen Posi tion einer die beiden Vorderräder verbindenden Linie angeordnet ist,
daß die Detektoreinrichtung für die Vertikalgeschwindig keit der vorderradseitigen gefederten Masse die Verti kalgeschwindigkeit vF(n) der gefederten Masse durch Integration seines Ausgangssignals des Vertikal-G-Sen sors bestimmt,
daß die Detektoreinrichtung für die vorderradseitige Re lativgeschwindigkeit einen dem linken Vorderrad zuge ordneten Fahrzeug-Höhensensor umfaßt, welcher so ausge bildet ist, daß er ein Signal gibt, welches eine Rela tivversetzung zwischen der gefederten Masse und der ungefederten Masse an dem linken Vorderrad wiedergibt,
sowie einen dem rechten Vorderrad zugeordneten Fahrzeug- Höhensensor, welcher so ausgebildet ist, daß er ein Signal erzeugt, welches eine Relativversetzung zwischen der gefederten Masse und der ungefederten Masse an dem rechten Vorderrad wiedergibt,
daß die Detektoreinrichtung für die vorderradseitige Re lativgeschwindigkeit die Relativgeschwindigkeiten vFST1(n) und vFST2(n) an der Seite des linken und rech ten Vorderrades gemäß den ermittelten Signalen des lin ken und rechten vorderen Fahrzeug-Höhensensors bestimmt,
daß die Detektoreinrichtung für die hinterradseitige Re lativgeschwindigkeit der gefederten Masse einen hinter radseitigen Fahrzeug-Höhensensor umfaßt, welcher an einem mittigen Bereich einer beide Hinterräder verbin denden Linie angeordnet ist, und
daß die Detektoreinrichtung für die hinterradseitige Re lativgeschwindigkeit die hinterradseitige Relativge schwindigkeit vRST(n) gemäß der ermittelten Relativver setzung des hinterradseitigen Fahrzeug-Höhensensors be stimmt.
daß die Detektoreinrichtung für die Vertikalgeschwindig keit der vorderradseitigen gefederten Masse einen Ver tikal-G-Sensor umfaßt, welcher an einer mittigen Posi tion einer die beiden Vorderräder verbindenden Linie angeordnet ist,
daß die Detektoreinrichtung für die Vertikalgeschwindig keit der vorderradseitigen gefederten Masse die Verti kalgeschwindigkeit vF(n) der gefederten Masse durch Integration seines Ausgangssignals des Vertikal-G-Sen sors bestimmt,
daß die Detektoreinrichtung für die vorderradseitige Re lativgeschwindigkeit einen dem linken Vorderrad zuge ordneten Fahrzeug-Höhensensor umfaßt, welcher so ausge bildet ist, daß er ein Signal gibt, welches eine Rela tivversetzung zwischen der gefederten Masse und der ungefederten Masse an dem linken Vorderrad wiedergibt,
sowie einen dem rechten Vorderrad zugeordneten Fahrzeug- Höhensensor, welcher so ausgebildet ist, daß er ein Signal erzeugt, welches eine Relativversetzung zwischen der gefederten Masse und der ungefederten Masse an dem rechten Vorderrad wiedergibt,
daß die Detektoreinrichtung für die vorderradseitige Re lativgeschwindigkeit die Relativgeschwindigkeiten vFST1(n) und vFST2(n) an der Seite des linken und rech ten Vorderrades gemäß den ermittelten Signalen des lin ken und rechten vorderen Fahrzeug-Höhensensors bestimmt,
daß die Detektoreinrichtung für die hinterradseitige Re lativgeschwindigkeit der gefederten Masse einen hinter radseitigen Fahrzeug-Höhensensor umfaßt, welcher an einem mittigen Bereich einer beide Hinterräder verbin denden Linie angeordnet ist, und
daß die Detektoreinrichtung für die hinterradseitige Re lativgeschwindigkeit die hinterradseitige Relativge schwindigkeit vRST(n) gemäß der ermittelten Relativver setzung des hinterradseitigen Fahrzeug-Höhensensors be stimmt.
17. System nach einem, der Ansprüche 1 bis 16, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Steuermittel für die Dämpfungs
kraft-Charakteristika die vorderradseitige Straßenober
flächen-Eingangsgeschwindigkeit vF0(n) wie folgt be
stimmt:
vF0(n) = vF(n) - (vFST1(n) - vFST2(n))/2,wobei (n) eine Zeitdauer angibt, während der die Steuer
mittel für die Dämpfungskraft-Charakteristika die Kon
trollroutine durchführen.
18. System nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Steuermittel für die Dämpfungs
kraft-Charakteristika eine Detektoreinrichtung für die
Vertikalgeschwindigkeit der hinterradseitigen gefederten
Masse umfaßt, um die Vertikalgeschwindigkeit vR(n) der
hinterradseitigen gefederten Masse gemäß folgender
Gleichung zu bestimmen:
vR(n) = vR0(n) + vRST(n),wobei vRO(n) die hinterradseitige Straßenoberflächen-
Eingangsgeschwindigkeit wiedergibt, welche wie folgt er
mittelt wird:vR0(n) = vF0(n - m),wobei m die Anzahl von Routinen wiedergibt, welche die
Steuermittel für die Dämpfungskraft-Charakteristika
durchführt, welche mit einer Zeitdifferenz zwischen
einem Zeitpunkt, an welchem die Vorderräder einen Be
reich der Straßenoberfläche passiert haben und einem
Zeitpunkt, bei welchem die Hinterräder den gleichen Be
reich der Straßenoberfläche passiert haben, korrespon
diert.
19. System nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Steuermittel für die Dämpfungs
kraft-Charakteristika eine Fahrzeug-Nickkomponente vP an
jedem Stoßdämpfer durch folgende Gleichungen bestimmt:
FLvP, FRvP = vF(n) - vR(n),
RLvP, RRvP = vR(n) - vF(n),wobei FL die linke Vorderradseite, FR die rechte Vor derradseite, RL die linke Hinterradseite und RR die rechte Hinterradseite bezeichnen,
wobei die Steuermittel für die Dämpfungskraft-Charakte ristika eine Fahrzeug-Rollkomponente vR an jedem Stoß dämpfer durch folgende Gleichungen bestimmt:FLvR, RLvR = vFST1(n) - vFST2(n),
FRvR, RRvR = vFST2(n) - vFST2(n).
RLvP, RRvP = vR(n) - vF(n),wobei FL die linke Vorderradseite, FR die rechte Vor derradseite, RL die linke Hinterradseite und RR die rechte Hinterradseite bezeichnen,
wobei die Steuermittel für die Dämpfungskraft-Charakte ristika eine Fahrzeug-Rollkomponente vR an jedem Stoß dämpfer durch folgende Gleichungen bestimmt:FLvR, RLvR = vFST1(n) - vFST2(n),
FRvR, RRvR = vFST2(n) - vFST2(n).
20. System nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Steuermittel für die Dämpfungs
kraft-Charakteristika das Steuersignal für jeden Stoß
dämpfer wie folgt bestimmt:
FLV = α1·(vF1(n) + vF2(n))/2 + β1·FLvp + γ1·FLvR,
FRV = α1·(vF1(n) + vF2(n))/2 + β1·FRvp + FRvR,
RLV = α2·vR(n) + β2·RLvp + γ2·RLvR,
RRV = α2·vR(n) + β2·RRvp + γ2·RRvR,wobei α1, β1, γ1 jeweilige Proportionalkonstanten für die Vorderradseiten und α2, β2, γ2 jeweilige Propor tionalkonstanten für die Hinterradseiten darstellen, und wobei vF(n) und vR(n) Rückprallraten für die Vorderräder und Hinterräder bezeichnen.
FRV = α1·(vF1(n) + vF2(n))/2 + β1·FRvp + FRvR,
RLV = α2·vR(n) + β2·RLvp + γ2·RLvR,
RRV = α2·vR(n) + β2·RRvp + γ2·RRvR,wobei α1, β1, γ1 jeweilige Proportionalkonstanten für die Vorderradseiten und α2, β2, γ2 jeweilige Propor tionalkonstanten für die Hinterradseiten darstellen, und wobei vF(n) und vR(n) Rückprallraten für die Vorderräder und Hinterräder bezeichnen.
21. System nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Steuermittel für die Dämpfungs
kraft-Charakteristika bestimmen, ob eines oder mehrere
der Steuersignale einen positiv vorgegebenen Schwellen
wert +δT übersteigen, ob eines oder mehrere der
Steuersignale in einen Bereich zwischen dem positiv vor
gegebenen Schwellenwert und einem negativ vorgegebenen
Schwellenwert -δC fallen, oder ob eines oder mehrere
der Steuersignale unterhalb des negativ vorgegebenen
Schwellenwertes liegen,
wobei die korrespondierenden Stoßdämpfer so gesteuert
werden, daß sie gemäß dem Ergebnis dieser Bestimmung auf
der Zughubseite den harten Bereich HS, die weichen Be
reiche SS oder auf der Druckhubseite die harten Bereiche
SH aufweisen.
22. System nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Steuermittel für die Dämpfungs
kraft-Charakteristika folgendes umfassen:
- a) erste Mittel zur Bestimmung jedes Nicksignals vPI
für jeden Stoßdämpfer SA nach folgender Gleichung:
FRvPI, FLvPI = vF(n) - vR(n),
RRvPI, RLvPI = vR(n) - vF(n), - b) zweite Mittel zur Bestimmung jedes ein Nicken be
stimmenden Signals B für jeden Stoßdämpfer SA nach
folgenden Gleichungen:
Linkes Vorderrad: B1 = vF(n)×FLvPI,
Rechtes Vorderrad: B2 = vF(n)×FRvPI,
Linkes Hinterrad: B3 = vR(n)×RLvPI,
Rechtes Hinterrad: B4 = vR(n)×RRvPI, - c) dritte Mittel, um zuerst zu bestimmen, ob jedes ein Nicken anzeigendes Signal B einen positiven Wert an gibt, und um zweitens zu bestimmen, ob jede Verti kalgeschwindigkeit vF(n), vR(n) der gefederten Masse einen positiven Wert aufweist,
- d) vierte Mittel zum Einstellen einer Nickkomponente vP (FLvP, FRvP, RLvP, RRvP) für jedes Rad auf einen Wert B (B1, B2, B3, B4), wenn jeder Wert B jeweils einen positiven Wert einnimmt und jede Vertikalge schwindigkeit der gefederten Masse einen positiven Wert aufweist,
- e) fünfte Mittel zur Einstellung einer Nickkomponente vP (FLvP, FRvP, RLvP, RRvP) für jedes Rad auf einen Wert -B (-B1, -B2, -B3, -B4), wenn jeder Wert B einen positiven Wert wiedergibt, jedoch jeder Wert der Vertikalgeschwindigkeit der gefederten Masse einen negativen Wert aufweist,
- f) sechste Mittel zur Einstellung einer Nickkomponente vP (FLvP, FRvP, RLvP, RRvP) für jedes Rad auf einen Nullwert, wenn die dritten Mittel ermitteln, daß jeder Wert B einen negativen Wert wiedergibt,
- g) siebte Mittel zur Bestimmung jedes Steuersignals für jeden Stoßdämpfer gemäß dem Wert B, welcher durch eines der vierten, fünften und sechsten Mittel ein gestellt wurde.
23. System nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Steuermittel für die Dämpfungs
kraft-Charakteristika folgendes umfassen:
- a) erste Mittel zur Bestimmung eines Rollsignals vRO
für jeden Stoßdämpfer nach folgenden Gleichungen:
FLvRO und RLvRO = vFST1(n) - vFST2(n),
FRvRO und RRvRO = vFST2(n) - vFST1(n). - b) zweite Mittel zur Bestimmung jedes ein Rollen
bestimmenden Signals A für jeden Stoßdämpfer SA nach
folgenden Gleichungen:
linkes Vorderrad: A1 = vF(n)×FLvRO,
rechts Vorderrad: A2 = vF(n)×FRvRO,
linkes Hinterrad: A3 = vR(n)×RLvRO,
rechtes Hinterrad: A4 = vR(n)×RRvRO, - c) dritte Mittel, um zuerst zu bestimmen, ob jedes ein Nicken wiedergebendes Signal B einen positiven Wert aufweist, und um zweitens zu bestimmen, ob jede Ver tikalgeschwindigkeit vF(n), vR(n) der gefederten Masse einen positiven Wert wiedergibt,
- d) vierte Mittel zur Einstellung einer Rollkomponente vR (FLvR, FRvR, RLvR, RRvR) für jedes Rad auf einen Wert A (A1, A2, A3, A4), wenn der jeweilige Wert A einen positiven Wert wiedergibt und wenn jede Verti kalgeschwindigkeit der gefederten Masse einen positiven Wert aufweist,
- e) fünfte Mittel zur Einstellung einer Rollkomponente vR (FLvR, FRvR, RLvR, RRvR) für jedes Rad auf einen Wert -A (-A1, -A2, -A3, -A4), wenn jeder Wert A einen positiven Wert aufweist, jedoch jede Vertikal geschwindigkeit der gefederten Masse einen negativen Wert hat,
- f) sechste Mittel zur Einstellung einer Rollkomponente vR (FLvR, FRvR, RLvR, RRvR) für jedes Rad auf einen Nullwert, wenn die dritten Mittel feststellen, daß jeder Wert A einen negativen Wert aufweist,
- g) siebte Mittel zur Bestimmung jedes Steuersignals für jeden Stoßdämpfer gemäß dem Wert A, welcher durch eines der vierten, fünften und sechsten Mittel ein gestellt wurde.
24. System nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Steuermittel für die Dämpfungs
kraft-Charakteristika eine Fahrzeug-Nickkomponente vP
für jeden Stoßdämpfer nach folgenden Gleichungen be
stimmt:
FLvP, FRvP = (vF1(n) + vF2(n))/2 - vR(n),
RLvP, RRvP = (vR(n) - vF1(n) + vF2(n))/2,daß die Steuermittel für die Dämpfungskraft-Charakteri stik eine Fahrzeug-Rollkomponente vR für jeden Stoßdämp fer SA nach folgenden Gleichungen bestimmt:FLvR, RLvR = vF1(n) - vF2(n),
FRvR, RRvR = vF2(n) - vF1(n),daß die Steuermittel für die Dämpfungskraft-Charakteri stik das Steuersignal V für jeden Stoßdämpfer wie folgt bestimmt:FLV = α1·(vF1(n) + vF2(n))/2 + β1·FLvp + γ1·FLvR,
FRV = α1·(vF1(n) + vF2(n))/2 + β1·FRvp + γ1·FRvR,
RLV = α2·vR(n) + β2·RLvp + γ2·RLvR,
RRV = α2·vR(n) + β2·RRvp + γ2·RRvR,wobei α1, β1 und γ1 jeweils Proportionalkonstanten für die Vorderradseiten und α2, β2 und γ2 jeweils Proportionalkonstanten für die Hinterradseiten sind.
RLvP, RRvP = (vR(n) - vF1(n) + vF2(n))/2,daß die Steuermittel für die Dämpfungskraft-Charakteri stik eine Fahrzeug-Rollkomponente vR für jeden Stoßdämp fer SA nach folgenden Gleichungen bestimmt:FLvR, RLvR = vF1(n) - vF2(n),
FRvR, RRvR = vF2(n) - vF1(n),daß die Steuermittel für die Dämpfungskraft-Charakteri stik das Steuersignal V für jeden Stoßdämpfer wie folgt bestimmt:FLV = α1·(vF1(n) + vF2(n))/2 + β1·FLvp + γ1·FLvR,
FRV = α1·(vF1(n) + vF2(n))/2 + β1·FRvp + γ1·FRvR,
RLV = α2·vR(n) + β2·RLvp + γ2·RLvR,
RRV = α2·vR(n) + β2·RRvp + γ2·RRvR,wobei α1, β1 und γ1 jeweils Proportionalkonstanten für die Vorderradseiten und α2, β2 und γ2 jeweils Proportionalkonstanten für die Hinterradseiten sind.
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GB2270890B (en) | 1995-12-13 |
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