DE69311400T2

DE69311400T2 - Aufhängungssystemanordnung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE69311400T2
Application number: DE69311400T
Authority: DE
Inventors: Shinobu Kakizaki; Michiya Nakamura
Original assignee: Atsugi Unisia Corp; Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 1992-03-04
Filing date: 1993-03-04
Publication date: 1997-09-18
Anticipated expiration: 2013-03-05
Also published as: US5383679A; EP0559197A3; EP0559197A2; DE69311400D1; EP0559197B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufhängungssystemanordnung für ein Kraftfahrzeug, welche die Dämpfungskraftcharakteristik eines Stoßdämpfers bzw. von Stoßdämpfern steuert bzw. regelt (ein Stoßdämpfer wird auch als Dämpfer bezeichnet, jedoch im folgenden der Begriff Stoßdämpfer verwendet). Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Aufhängungssystemanordnung für ein Kraftfahrzeug, welche den Stoßdämpfer bzw. die Stoßdämpfer steuert bzw. regelt, so daß eine optimale Dämpfungscharakteristik für die jeweiligen Stoßdämpfer erreicht wird, ohne daß elektromagnetische Wellen im beträchtlichen Umfang erzeugt oder gestört werden, und ohne daß das Antriebsmoment des Stellgliedes verringert wird.
Entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1 stellt die JP-A-61-215 106 ein bereits bekanntes Aufhängungssystem für ein Kraftfahrzeug dar, welches Steuerungen bzw. Regelungen der Dämpfungskraft durchführt.
Bei dem bereits bekannten Fahrzeugaufhängungssystem ist jedes Stellglied, welches entsprechend dem Treibersignal betätigt wird, um die zum Ändern der Dämpfungscharakteristik vorhandenen Änderungsscheiben des Dämpfungskoeffizienten zu drehen, auf einer Kolbenstange jedes Stoßdämpfers angeordnet und eine Treiberschaltung, welche das entsprechende Stellglied der Stoßdämpfer ansteuert, sowie eine Steuer- bzw. Regeleinheit, welche ein Steuer- bzw. Regelsignal jeder Treiberschaltung zuführt, sind innerhalb der Fahrgastzelle des Fahrzeuges positioniert. Ein Kabelbaum verbindet diese oben beschriebenen Steuer- bzw. Regelkomponenten.
Da der Kabelbaum jede Steuer- bzw. Regelkomponente (Steuer- bzw. Regeleinheit oder sogenannte Steuereinrichtung), die Treiberschaltungen und die oben beschriebenen Stellglieder verbindet, sind die Verdrahtungen in der Fahrgastzelle des Fahrzeuges komplex ausgestaltet.
Es besteht die Möglichkeit, daß eine Leitung des Kabelbaumes vergessen wird, welche die Steuer- bzw. Regeleinheit mit der Treiberschaltung verbindet, wenn die Steuer- bzw. Regeleinheit mit der Treiberschaltung darin integriert wird. Die Abmessung der Steuer- bzw. Regeleinheit wird demgemäß erhöht und der durch die Steuer- bzw. Regeleinheit eingenommene Raum kann nur schwerlich geschützt werden.
Des weiteren werden Störgeräusche der Radiowellen (elektromagnetische Wellen) von den verzweigten Leitungen abgestrahlt und das Antriebsmoment des Stellgliedes in entsprechender Weise aufgrund eines Spannungsabfalles verringert, welcher auf den Drahtwiderständen der verzweigten Leitungen des Kabelbaumes basiert, da die verzweigten Leitungen des Kabelbaumes, welche die Treiberschaltungen mit den jeweiligen Stellgliedern verbinden, länger werden.
"KONI, shock absorbers with remote control", 1989, KONI, Oud-Beyerland, Holland beschreibt Stoßdämpfer, welche von der Fahrerposition durch einen Schalter fernbedienbar sind, welcher nahe dem Sitz des Fahrers angeordnet ist. Der Stoßdämpfer weist einen in die Kolbenstange des Stoßdämpfers eingebauten Servomotor auf. Zudem ist für alle vier Stoßdämpfer ein Mikroprozessor vorgesehen, wodurch die Datenübertragung vom Mikroprozessor zum Stoßdämpfer negativ durch elektromagnetische Wellen beeinflußbar ist.
EP-A-542 573 stellt einen nachveröffentlichten Stand der Technik entsprechend Art. 54(3) und (4) EPÜ dar. Diese Druckschrift beschreibt eine anpaßbare oder semiaktive variable Stoßdämpferanordnung oder ein aktives Stellglied, wobei das Stellglied, die Sensoren, die elektronische Steuer- bzw. Regeleinrichtung und die Ventileinheit einstückig mit und integriert in einer Anordnung ausgebildet sind und umfaßt eine kompakte einstückige Einheit.
WO-A-91/00188 betrifft eine Einrichtung zum Steuern bzw. Regeln eines Fahrzeugchassis als Funktion der Straßenoberfläche. Die Einrichtung weist Sensoren auf, welche den dynamischen Fahrzustand des Fahrzeuges ermitteln. Die Daten von den Sensoren werden einer Verarbeitungsschaltung zugeführt, welche die Signalcharakteristika der Unebenheit der Straßenoberfläche erzeugt und die auf die Fahrzeugaufhängung wirkenden Stellglieder ansteuert bzw. regelt.
DE-A1-35 18 858 beschreibt einen Hubsensor, welcher den Relativversatz zwischen der gefederten und ungefederten Masse erfaßt. Der Hubsensor ist in einem oberen Teil des entsprechenden Dämpfers eingebaut.
DE-A1-39 31 410 offenbart einen Geschwindigkeits-Verringerungsmechanismus für ein Stellglied mit einem Gleichstrommotor, wobei der Mechanismus im Steuer- bzw. Regelsystem der Dämpfungskraftcharakteristik installiert ist.
Die nachveröffentlichte, einen Stand der Technik entsprechend dem Art. 54(3) und (4) EPÜ bildende Druckschrift EP-A 559 171 beschreibt die Verwendung einer gemeinsamen Steuer- bzw. Regeleinheit zum Steuern bzw. Regeln eines Fahrzeugaufhängungssystems. Das Grundkonzept dieses Systems besteht darin, den Schrittmotor für eine vorgegebene Zeitdauer im stationären Zustand zu halten, nachdem ermittelt wurde, daß der Schrittmotor die Bewegungsrichtung umkehren muß, um eine spezifische Zielposition zu erreichen.
Aus der WO 93/09966, welche wiederum nachveröffentlicht ist, ist bekannt, daß ein einstellbarer Schwingungsdämpfer eine Sensoranordnung aufweist, welche den Versatz des Dämpfungskolbens erfaßen kann.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Aufhängungssystemanordnung für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, welche auf Funkrauschen und auf die Erzeugung und Ausbreitung von elektromagnetischen Störgeräuschen durch entsprechende Leitungen eines Kabelbaumes weniger anfällig ist, welche das Antriebsmoment des Stellgliedes nicht verringert und welche die Größe der Steuer- bzw. Regeleinheit nicht vergrößert.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
Es zeigt:
Fig. 1 eine vollständige Ansicht eines Aufhängungssystems für ein Kraftfahrzeug entsprechend einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel;
Fig. 2 ein Schaltungsblockdiagramm eines Aufhängungssystems des ersten in Fig. 1 dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels;
Fig. 3 eine Querschnittansicht des beim Aufhängungssystem des ersten bevorzugten Ausführungsbeispieles einsetzbaren Stoßdämpfers;
Fig. 4 eine vergrößerte Querschnittansicht eines Kolbens des beim Aufhängungssystem des ersten in den Fig. 1 bis 3 dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispieles einsetzbaren Stoßdämpfers;
Fig. 5 einen charakteristischen Graphen der Dämpfungskraft relativ zur Kolbengeschwindigkeit des Stoßdämpfers;
Fig. 6 einen Graphen der Dämpfungscharakteristik entsprechend einer abgestuften Position eines Schrittmotors des Stoßdämpfers;
Fig. 7 (A) bis 7 (C) Querschnittansichten des Kolbens entlang der Linie K-K von Fig. 4;
Fig. 8 (A) bis 8 (C) Querschnittansichten des Kolbens entlang der Linie M-M von Fig. 4;
Fig. 9 (A) bis 9 (C) Querschnittansichten des Kolbens entlang der Linie N-N von Fig. 4;
Fig. 10 einen Graphen der Dämpfungskraftcharakteristik, wenn der Stoßdämpfer sowohl in der Zug- als auch Druckstufe in den weichen Zustand gestellt wird;
Fig. 12 einen Graphen der Dämpfungskraftcharakteristik, wenn der Stoßdämpfer in der Druckstufe in den harten Zustand eingestellt wird;
Fig. 13 eine vergrößerte Querschnittansicht eines Teils des Schrittmotors beim ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel;
Fig. 14 eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils des Schrittmotores bei einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel des Stoßdämpfers;
Fig. 15 eine Querschnittansicht eines Teils des Schritt- (oder Schrittschalt-) Motors bei einem Aufhängungssystem eines dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels;
Fig. 16 einen kompletten Aufbau des Stoßdämpfers, welcher beim dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendet wird;
Fig. 17 ein Schaltungsblockdiagramm eines Steuer- bzw. Regelschaltkreises beim dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel;
Fig. 18 ein Schaltungsblockdiagramm einer weiteren Modifikation des Steuer- bzw. Regelschaltkreises von Fig. 17; und
Fig. 19 eine Querschnittansicht eines Teils des Schritt- (Schalt-)Motors bei einem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel des Aufhängungssystems.
Im folgenden wird auf die Zeichnung Bezug genommen, um das Verständnis für die vorliegende Erfindung zu verbessern.

(Erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel)

Fig. 1 zeigt eine Systemanordnung eines Fahrzeugaufhängungssystems eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispieles entsprechend der vorliegenden Erfindung.
In Fig. 1 sind vier Stoßdämpfer SA zwischen einer Fahrzeugkarosserie und jeweiligen Fahrzeugrädern angeordnet. Ein Lenkwinkelsensor 5a ist in einem Lenkradsystem ST des Fahrzeuges installiert, um den Lenkwinkel zu erfassen. Ein Längsbeschleungigungssensor 1 (wird nachfolgend als Longitudinal-G-Sensor bezeichnet) der gefederten Masse (für die Richtung nach oben und nach unten relativ zur Fahrzeugkarosserie) ist auf einem Bauteil der Fahrzeugkarosserie benachbart jedem Stoßdämpfer SA angeordnet.
Jeder Stoßdämpfer SA ist derart ausgebildet, daß er die Dämpfungskraftcharakteristik des Stoßdämpfers entsprechend dem Antrieb durch einen Schritt- oder sogenannten Schrittschaltmotor (Stellglied) 3 ändert.
Fig. 2 zeigt ein Schaltungsblockdiagramm des oben in Fig. 1 beschriebenen Aufhängungssystems.
Wie in Fig. 2 dargestellt, ist ein Steuer- bzw. Regelbereich - wird im folgenden Steuerbereich genannt - des Aufhängungssystems in drei Teile unterteilt: einen Steuerschaltungsbereich 4a der Dämpfungscharakteristik; einen Schaltungsbereich 4b zur Bestimmung der Steuerung; und einen Antriebsschaltungsbereich 4c.
Der Steuerschaltungsbereich 4a für die Dämpfungscharakteristik empfängt die Signale, etwa diejenigen von der Fahrzeugzustand-Erfassungseinrichtung, vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 5b, vom Bremsensensor 5c als auch vom Longitudinal- G-Sensor 1 sowie dem Lenkwinkelsensor 5a, leitet die optimale Dämpfungscharakteristik entsprechend dem Fahrzeugzustand ab und gibt das Signal aus, welches die Antriebsrichtung des entsprechenden Schrittmotors 3 vorgibt.
In Fig. 1 wird der Steuerbereich 4a der Dämpfungscharakteristik aus einem Mikrocomputer gebildet, welcher etwa an einer dem Fahrer benachbarten Position montiert ist. Der Steuerschaltungsbereich 4a für den Dämpfungskoeffizienten weist eine Eingangsschaltung 41, welche die von den jeweiligen Sensoren 1, 5a, 5b und 5c abgeleiteten Signale empfängt und diese in Steuersignale umwandelt; sowie eine Berechnungsschaltung 42 auf, welche die optimale Dämpfungskoeffizientencharakteristik des entsprechenden Stoßdämpfers SA entsprechend dem durch die Eingangsschaltung 41 abgeleiteten Fahrzeugzustand ermittelt und ein Signal ausgibt, welches die Antriebsrichtung des entsprechenden Schrittmotors 3 vorgibt, so daß der entsprechende Stoßdämpfer SA auf den ermittelten optimalen Dämpfungskoeffizient eingestellt wird.
Der Schaltungsbereich 4b zur Ermittlung der Steuerung stellt eine Schaltung dar, welche das Betreiben des Schrittmotors 3 entsprechend dem ausgegebenen Befehlssignal vom Dämpfungscharakteristik-Steuerbereich 4a ermittelt. Der Antriebsschaltungsbereich 4c dient zur Steuerung bzw. Regelung des Stromes, um jeden entsprechenden Schrittmotor 3 basierend auf dem Bestimmungsergebnis des Schaltungsbereiches 4b zur Bestimmung der Steuerung anzutreiben.
Beim ersten Ausführungsbeispiel sind die beiden Schaltungsbereiche 4b, 4c einstückig am entsprechenden Schrittmotor 3 angeordnet, so daß jede Leitung 43 des Kabelbaumes als Verbindung zwischen dem jeweiligen Schaltungsblock 4b zur Bestimmung der Steuerung und der Ermittlungsschaltung 42 des Steuerschaltungsbereichs 4a für die Dämpfungscharakteristik verwendet wird.
Die Fig. 13 zeigt eine vergrößerte Ansicht des wesentlichen Bauteiles jedes Schrittmotors 3.
Wie in Fig. 13 dargestellt, umfaßt jeder Schrittmotor 3: ein Gehäuse 3a, eine Abtriebsachse 3b, einen Rotorkern 3c, einen Rotormagneten 3d, eine Statorspule 3e und einen Statorkern 3f. In Fig. 13 bezeichnen die Bezugszeichen 3g und 3h Lager. Jeder Schaltungsbereich 4b zur Bestimmung der Steuerung und jeder Antriebsschaltungsbereich 4c ist in einem oberen Ende innerhalb des Gehäuses 3a aufgenommen. Ein Kabelbaum 3k verbindet den Antriebsschaltungsbereich 4c und die entsprechende Statorspule 3e.
Im folgenden wird wiederum auf Fig. 3 Bezug genommen, welche einen Querschnittaufbau jedes Stoßdämpfer SA darstellt.
Jeder Stoßdämpfer SA umfaßt, wie in Fig. 3 dargestellt: einen Zylinder 30; einen Kolben 31, welcher sowohl die obere als auch untere Kammer A und B festlegt; eine Außenhülle 33, welche eine Reservoirkammer 32 auf dem Außenumfang des Zylinders 30 ausbildet; eine Basis (oder ein Grundelement) 34, welche die untere Kammer B und die Reservoirkammer 32 festlegt; ein Führungselement 35, welches die untere Kammer B und die Reservoirkammer 32 definiert; wobei das Führungselement 35 eine Gleitbewegung einer Kolbenstange 7 führt, welche mit dem Kolbenhauptelement verbunden ist; eine Aufhängungsfeder 36, welche zwischen der Außenhülle 33 und der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist; und ein Anschlaggummielement (oder Buchse) 37.
Jeder Schrittmotor 3 ist an einem oberen Endbereich der Kolbenstange 7 durch den Träger 38 befestigt.
Fig. 4 zeigt eine vergrößerte Querschnittansicht des Kolbens 31.
In Fig. 4 sind Durchgangsöffnungen 31a, 31b im Kolben 31 ausgebildet. Zusätzlich sind ein Dämpfungsventil 12 der Zughubseite und ein Dämpfungsventil 20 der Druckhubseite installiert, welche die jeweilige Durchgangsöffnung 31a bzw. 31b öffnen oder schließen.
Eine Verbindungsöffnung 39 ist an einem axialen Mittelpunkt der Kolbenstange 7 ausgebildet, wobei die Kolbenstange 7 durch den Kolben 31 läuft. Die Verbindungsöffnung 39 dient als Verbindung zwischen der oberen Kammer A und der unteren Kammer B (zughubseitiger zweiter Strömungskanal E, expansionshubseitiger dritter Strömungskanal F, Bypassströmungskanal G, druckhubseitiger zweiter Strömungskanal J, wie später beschrieben wird). Des weiteren dient das Einstellelement 40 in Fig. 4 zur Einstellung der Strömungskanalfläche der Verbindungsöffnung 39. Ein zughubseitiges Absperr- bzw. Rückschlagventil 17 und ein druckhubseitiges Absperr- bzw. Rückschlagventil 22 sind installiert, welche eine Strömung in die Verbindungsöffnung 39 entsprechend der Richtung der Fluidströmung ermöglichen bzw. unterbinden. Das Einstellelement 40 wird, wie in Fig. 3 dargestellt, durch den Schrittmotor 3 mittels einer Steuer- bzw. Regelstange 70 gedreht. Zusätzlich ist eine erste Öffnung 21, eine zweite Öffnung 13, eine dritte Öffnung 18, eine vierte Öffnung 14 und eine fünfte Öffnung 16 an der Kolbenstange 7 ausgebildet.
Andererseits ist das Einstellelement 40 mit einem hohlen Bereich 19, einer ersten Lateral- bzw. Seitenöffnung 24 und einer zweiten Lateral- bzw. Seitenöffnung 25 ausgebildet. Des weiteren ist eine Längsnut 23 im Außenumfang des Einstellelementes 40 ausgestaltet.
Die erste Seitenöffnung 24 und die zweite Seitenöffnung 25 dienen als Verbindung zwischen dem inneren Bereich des Einstellelementes 40 und dessen Außenbereich.
Somit werden vier Fluidströmungskanäle zwischen der oberen Kammer A und der unteren Kammer B als Fluidstrom-Verbindungskanäle beim Zughub geschaffen:
1) Der zughubseitige erste Strömungskanal D von der Durchgangsöffnung 31b zur unteren Kammer B durch die Innenseite des geöffneten zughubseitigen Dämpfungsventils 12;
2) Der zughubseitige zweite Strömungskanal E von der zweiten Öffnung 13, der Längsnut 23 und der vierten Öffnung 14 zur unteren Kammer B durch den Außenumfang des zughubseitigen Dämpfungsventils 12;
3) Der zughubseitige dritte Strömungskanal F von der zweiten Öffnung 13, der Längsnut 23 und der fünften Öffnung 16 zur unteren Kammer B durch das geöffnete zughubseitige Rückschlagventil 17; und
4) Der Bypass-Strömungskanal 6 von der dritten Öffnung 18, der zweiten Seitenöffnung 25 und dem hohlen Bereich 19 zur unteren Kammer B.
Andererseits werden als Fluidströmungskanäle des Fluids auf der Druck- (oder Kompressions-) Hubseite die folgenden drei Kanäle ausgebildet:
1) Ein druckhubseitiger erster Strömungskanal H von der Durchgangsöffnung 31a zur oberen Kammer A durch das geöffnete druckhubseitige Dämpfungsventil 20;
2) Ein druckhubseitiger zweiter Strömungskanal J vom hohlen Bereich 19, der ersten Seitenöffnung 24 und der ersten Öffnung 21 zur oberen Kammer A durch das geöffnete druckhubseitige Rückschlagventil 22; und
3) Ein Bypass-Strömungskanal G vom hohlen Bereich 19, der zweiten Seitenöffnung 25 und der dritten Öffnung 18 zur oberen Kammer A.
Das heißt, jeder Stoßdämpfer SA ist derart aufgebaut, daß dessen Dämpfungskoeffizient durch die Einstellung mittels des Einstellelementes 40 auf eine Vielzahl von Stufen variierbar ist.
Mit anderen Worten ist der Dämpfungskoeffizient durch die vielen Stufen nur auf der Zughubseite veränderbar und auf der Druckhubseite fest eingestellt (wird nachfolgend als zughubseitiger harter Bereich HS bezeichnet), wenn bei jedem Stoßdämpfer SA jedes Einstellelement 40 entgegen dem Uhrzeigersinn von einem Zustand verschwenkt wird, bei welchem sowohl die Zug- als auch die Druckhubseite die weichen Bereiche (werden nachfolgend als weicher Bereich SS bezeichnet), wie in Fig. 6 dargestellt, aufweisen.
Im Gegensatz hierzu stellt sich die Dämpfungscharakteristik, wenn das Einstellelement 40 im Uhrzeigersinn verschwenkt bzw. gedreht wird, derart dar, daß die Dämpfungscharakteristik auf eine Vielzahl von Stufen ausschließlich auf der Druckhubseite verändert wird, wobei die Druckhubseite sich in einem vorgegebenen Zustand der niedrigen Dämpfungskoeffizientenseite befindet (wird nachfolgend als druckhubseitiger harter Bereich HS bezeichnet).
Bei Anordnung das Einstellelement 40 in einer der Positionen , bzw. in Fig. 6, zeigen die Fig. 7 (A) bis 7 (C), die Fig. 8 (A) bis 8 (C) und die Fig. 10 (A) bis 10 (C) die jeweiligen Querschnittansichten entlang der Linien K-K, M-M und N-N von Fig. 4.
Die Fig. 10 bis 12 zeigen die Dämpfungskraftcharakteristik jeder Position , und .
Zusätzlich wird, wie in Fig. 6 dargestellt, der Dämpfungskoeffizient ausschließlich auf der Zughubseite zu einer harten Position (H) verändert, wenn das Einstellelement 40 entgegen dem Uhrzeigersinn, wie in Fig. 6 dargestellt, gedreht (verschwenkt) wird, wobei sowohl auf der Zug- als auch auf der Druckhubseite die Dämpfungskoeffizienten in die weichen Positionen (5) gesetzt sind. Andererseits wird ausschließlich der Dämpfungskoeffizient auf der Druckhubseite in die harte Position (H) verändert, wenn das Einstellelement 40 im Uhrzeigersinn gedreht wird.
In Fig. 6 sind die Bereiche dargestellt, wenn das Einstellelement 40 gedreht und an einer der drei Positionen , und der Querschnittzustände des Einstellelementes 40 entlang der Linie K-K, entlang der Linie M-M und entlang der Linie N-N angehalten wird, wie in den Fig. 7 (A), 8 (A) und 9 (A), den Fig. 7 (B), 8 (B) und 9 (B) bzw. den Fig. 7 (C), 8 (C) und 9 (C) dargestellt ist.
Zusätzlich ist die Dämpfungskraftcharakteristik jeder Position des Einstellelementes 40 in den Fig. 10, 11 und 12 dargestellt
Nachfolgend wird die Dämpfungscharakteristiksteuerung bzw. -regelung für die Berechnungsschaltung 42 erläutert:
Die Dämpfungscharakteristiksteuerung bzw. -regelung wird nachfolgend dargestellt.
Die Berechnungsschaltung 42 integriert die obere und untere (Längs- oder Vertikal-) Beschleunigung, welche vom Longitudinal-G-Sensor 1 abgeleitet wird, um die Längsgeschwindigkeit der gefederten Masse abzuleiten. Anschließend wird die Dämpfungscharakteristik proportional zur Richtung der Längsgeschwindigkeit der gefederten Masse und der Größe der Längsgeschwindigkeit der gefederten Masse eingestellt. Wenn die Längsgeschwindigkeit der gefederten Masse positiv ist (nach oben gerichtet), befindet sich die Dämpfungscharakteristikseite im harten Bereich HS des Zugmodus. Wenn die Längsgeschwindigkeit der gefederten Masse negativ ist (nach unten gerichtet), wird die Dämpfungscharakteristik in den harten Bereich SH der Druckseite und derart gesteuert, daß die Längsgeschwindigkeit der gefederten Masse zunimmt, wobei die Dämpfungscharakteristik zu einer höheren Dämpfungscharakteristik gesteuert bzw. geregelt wird. Die Korrektur wird derart ausgeführt, daß die Dämpfungscharakteristik ansteigt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechend dem Eingangssignal vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 5b zunimmt.
Basierend auf dem Eingangssignal vom Lenkwinkelsensor 5a und dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 5b bestimmt der Berechnungsschaltungsbereich 42, daß sich die Fahrzeugkarosserie in einem Wankbewegung-erzeugenden Zustand befindet, wenn der Lenkvorgang durchgeführt wird, die Fahrzeuggeschwindigkeit eine vorgegebene Fahrzeuggeschwindigkeit übersteigt und die Änderungsgeschwindigkeit des Lenkvorganges die vorgegebene Lenkänderungsgeschwindigkeit übersteigt, und stellt jeden oder zwei Stoßdämpfer SA an der Lateralseite der Fahrzeugkarosserie relativ zum Schwerpunkt ein, welche zu einem Abtauchen des umgebenden Körpers im harten Bereich SH der Druckhubseite führen können und stellt jeden oder zwei Stoßdämpfer SA ein, welche zu einem Anheben im harten Bereich HS der Zughubseite tendieren.
Zusätzlich bestimmt der Berechnungsschaltungsbereich 42 entsprechend dem Eingangssignal vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 5b, daß ein "Erweichen" an der Fahrzeugkarosserie während einer abrupten Beschleunigung beim Anfahren des Fahrzeuges erzeugt wird. Die Berechnungsschaltung 42 stellt die an der Hinterradseite angeordneten Stoßdämpfer SA, an welchen die Fahrzeugkarosserie abtaucht, und die an der Vorderradseite plazierten Stoßdämpfer SA, an welchen die Fahrzeugkarosserie im harten Bereich HS der Zugseite angehoben wird, ein.
Zusätzlich bestimmt der Berechnungsschaltungsbereich 42 entsprechend dem Eingangssignal vom Bremssensor 5c, ob das Abtauchen der Fahrzeugkarosserie während des Bremsvorganges stattfindet. Der an der Vorderradseite angeordnete Stoßdämpfer SA, an welchem die Fahrzeugkarosserie abtaucht, wird in den harten Bereich SH der Druckhubseite gesteuert, und andererseits werden die an der Hinterradseite angeordneten Stoßdämpfer SA, an welchen die Fahrzeugkarosserie angehoben wird, in den harten Bereich HS der Zughubseite gesteuert bzw. geregelt.
Hierdurch wird das die Antriebsrichtung des entsprechenden Schrittmotors 3 kennzeichnende Signal, um die optimale Dämpfungscharakteristik zu liefern, durch den Kabelbaum 34 an dem Schaltungsbereich 4b zur Bestimmung der Steuerung für jeden Schrittmotor 3 ausgegeben, nachdem der optimale Dämpfungskoeffizient (Charakteristik) jedes Stoßdämpfers SA ermittelt bzw. berechnet wurde. Anschließend wird der Antrieb des entsprechenden Schrittmotors 3 durch den Schaltungsbereich 4b zur Bestimmung der Steuerung entsprechend der abgestuften Position des entsprechenden Schrittmotors 3 bestimmt. Der Strom zum Antreiben des entsprechenden Schrittmotors 3 wird am Antriebsschaltungsbereich 4c entsprechend dem Bestimmungsergebnis durch den Schaltungsbereich 4b zur Bestimmung der Steuerung gesteuert bzw. geregelt.
Wie oben beschrieben, wird beim Fahrzeugaufhängungssystem des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Schaltungsbereich 4b für die Bestimmung der Steuerung und der Antriebsschaltungsbereich 4c vom Schaltungsbereich 4a für die Dämpfungscharakteristiksteuerung bzw. -regelung getrennt, wobei die Verdrahtungsanzahl der Fahrzeugkarosserie verringert werden kann, ohne daß der Steuer- bzw. Regelbereich groß dimensioniert werden muß, welcher normalerweise in der Fahrgastzelle des Fahrzeuges montiert ist.
Da der Schaltungsbereich 4b zur Bestimmung der Steuerung und der Antriebsschaltungsbereich 4c einstückig innerhalb des Gehäuses 3a jedes Schrittmotors 3 installiert sind, verkürzt sich folglich der Kabelbaum 3k, welcher den Antriebsschaltungsbereich 4c und den Schrittmotor 3 verbindet, so daß das Erzeugen von Störgeräuschen und eine Verringerung des Antriebsmomentes des Stellgliedes minimiert werden kann.

(Zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel)

Das zweite, in Fig. 14 dargestellte bevorzugte Ausführungsbeispiel jedes Stoßdämpfers SA wird nachfolgend erläutert.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel sind der Schaltungsbereich 4b zur Bestimmung der Steuerung und der Antriebsschaltungsbereich 4c an der unteren Endseite des entsprechenden Schrittmotors 300 einstückig installiert.
Die Fig. 14 zeigt in vergrößertem Maßstab ein wesentliches Bauteil jedes im zweiten Ausführungsbeispiel verwendeten Schrittmotors 300.
In Fig. 14 steht ein kreisförmiges unteres Gehäuse 3n mit einem kreisförmigen Spalt, welcher als Todzone bzw. -raum für den Träger 38 und für die Abtriebsachse 3b dient, vor und ist mit der unteren Fläche des Gehäuses 3m des Schrittmotors 300 einstückig ausgebildet. In dem unteren Gehäuse 3n sind der oben beschriebene Schaltungsbereich 4b zur Bestimmung der Steuerung und der Antriebsschaltungsbereich 4c aufgenommen. Der Kabelbaum 3k wird zum Verbinden des Antriebsschaltungsbereichs 4b verwendet, welcher im kreisförmigen unteren Gehäuse 3n aufgenommen ist.
Somit kann beim zweiten Ausführungsbeispiel jeder Stoßdämpfer SA in einfacher Form auf dem Fahrzeug montiert werden, ohne den Hub des Stoßdämpfers SA zu beeinflussen, wenn die Fahrzeughöhe niedrig ist, da der Motor 300 keiner Erhöhung des entsprechenden Schrittmotors 300 im Gegensatz zum entsprechenden Schrittmotor 3 beim ersten Ausführungsbeispiel bedarf.
Die Erfassungseinrichtung für den Fahrzeugzustand kann eine Einrichtung aufweisen, welche einen den Fahrzeugzustand, etwa der Relativgeschwindigkeit zwischen gefederter und ungefederter Masse (Gewichtsensor, Dämpfungskraftsensor usw.) zugeordneten Steuer- bzw. Regelfaktor erfaßt, sowie einen Sensor zum Erfassen einer Seitenbeschleunigung der Fahrzeugkarosserie und einen Sensor zum Erfassen einer Beschleunigung der Fahrzeugkarosserie in nach oben/nach unten gerichteter Richtung.
Beim ersten und zweiten Ausführungsbeispiel sind der Schaltungsbereich 4b zur Bestimmung der Steuerung und der Antriebsschaltungsbereich 4c innerhalb des Gehäuses jedes Schrittmotors 3 oder 300 einstückig angeordnet. Wenn der Schaltungsbereich 4b zur Bestimmung der Steuerung bzw. Regelung und der Antriebsschaltungsbereich 4c nahe den jeweiligen Schrittmotoren 3 (oder 300) montiert werden, können beide Schaltungsbereiche und die Schrittmotoren voneinander getrennt bzw. durch Verbindungselemente verbunden werden.

(Drittes bevorzugtes Ausführungsbeispiel)

Fig. 15 zeigt - ein wesentliches Bauteil des Aufhängungssystems beim dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel im Querschnitt.
Fig. 16 zeigt eine komplette Querschnittansicht des Stoßdämpfers SA des dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels
Beim dritten Ausführungsbeispiel kennzeichnet das Bezugszeichen 200 eine Aufhängungsfeder, das Bezugszeichen 300b ein an der Fahrzeugkarosserie befestigtes Isolationselement, welches das obere Ende der Aufhängungsfeder 200 stützt und das Bezugszeichen 400 den am oberen Ende des Stoßdämpfers 100 (SA) durch das Isolationselement 300b befestigten Schrittmotor, welcher als Stellglied für jede Änderungseinrichtung der Dämpfungskraft dient.
Der Aufbau des Stoßdämpfers 100 (SA) unterhalb des Isolationselementes 300b entspricht im wesentlichen dem in Fig. 3 dargestellten Aufbau.
In Fig. 16 ist der eine Endbereich der Kolbenstange 600 in den Innenraum des zylinderförmigen Zylinders 5000 eingefügt und der Kolben 800 am Stehbolzen 700 befestigt, welcher den oberen Bereich der Fluidkammer 500a und den unteren Bereich der Fluidkammer 500b definiert und darin gleitet. Teller- bzw. Scheibenventile 900 und 1000 der Zug- (oder Ausdehnungs-) Hubseite und der Druck- (oder Kontraktions-) Hubseite sind installiert, welche eine Dämpfungskraft erzeugen, die einen Strömungswiderstand im Arbeitsfluid bewirken, welches zwischen den oberen und unteren Kammern 500a und 500b strömt, wenn die Kolbenstange 600 sich entweder im Zug- (Expansions-) oder Druck- (Kontraktions-)Hub befindet.
Ein Ventil 110 zum Einstellen der Dämpfungskraft ist im Stehbolzen 700 installiert, um die Dämpfungskraft zu ändern, indem die Strömungsfläche des Bypasskanals verändert wird, welcher an jedem Tellerventil 900 und 1000 vorbeiläuft.
Der Schrittmotor (wird auch als Schrittschaltmotor bezeichnet, jedoch nachfolgend Schrittmotor genannt) 400 umfaßt, wie in Fig. 15 dargestellt: ein vom oberen Bereich des Gehäuses 130 gesehen im wesentlichen kreisförmiges Gehäuse 130, wobei das Gehäuse 130 am oberen Ende der Kolbenstange durch das tassenförmige Halteelement 120 befestigt ist; einen Stator 150, welcher im Innenraum des Gehäuses 130 installiert ist, wobei auf dessen Außenumfang eine elektromagnetische Spule 140 gewickelt ist; einen drehbar im Innenumfang des Stators 150 durch obere und untere Lager 160 und 170 drehbar montierten Rotor 180; und eine Antriebsachse bzw. -welle 200, welche in der Mitte des Rotors 180 montiert ist, wobei die Antriebswelle 200 mit dem Ventil 110 zum Einstellen der Dämpfungskraft durch eine Welle 190 verbunden ist, die in einem hohlen Bereich der Kolbenstange 600 angeordnet ist.
Wie in Fig. 15 dargestellt, ist eine dünne gedruckte Schaltung 210, welche eine Treiberschaltung aufweist, die einen Steuer- bzw. Regelstrom der elektromagnetischen Spule 140 zuführt, innerhalb des Gehäuses 130 montiert, wobei die Treiberschaltung ein Steuer- bzw. Regelsignal von der Steuer- bzw. Regeleinheit (oder Steuereinrichtung) 220 empfängt, die innerhalb der Fahrgastzelle des Fahrzeuges angeordnet bzw. installiert.
Die Steuer- bzw. Regeleinheit 220 umfaßt, wie in Fig. 17 dargestellt, eine Eingabeschaltung 260, welcher das Longitudinal-G-Erfassungssignal vom Longitudinal-G-Sensor 230, das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 240 und das Lenkwinkel-Informationssignal vom Lenkwinkelsensor 250 zuführt wird; und eine Berechnungsschaltung 270, welche Eingabe-Informationssignale von der Eingabeschaltung 260 empfängt und den Fahrzeugzustand entsprechend den Eingabe-Informationssignalen von der Eingabeschaltung 260 berechnet, sowie eine Erfassungsschaltung 280 für den anormalen Zustand, welche einen anormalen Zustand des Steuer- bzw. Regelimpulssignales erfaßt, welches von der Berechnungsschaltung 270 an die Treiberschaltung ausgegeben wird, die auf der gedruckten Schaltung angeordnet ist.
Andererseits besteht die gedruckte Schaltung 210 aus einem flexiblen kreisförmigen plattenähnlichen Material, welches innerhalb eines kreisringförmigen Spaltes 290 angeordnet ist.
Zudem sind auf der gedruckten Schaltung 210 die folgenden Schaltungen ausgebildet: die oben beschriebene Treiberschaltung 300a; eine Antriebssignal-Berechnungsschaltung 310, welche das Antriebssignal entsprechend dem Steuer- bzw. Regelimpulssignal von der Berechnungsschaltung 270 ausgibt; eine Erfassungsschaltung 320, welche einen anormalen Zustand des von der Treiberschaltung 300a zum Schrittmotor 400 abgeleiteten Treiberimpulssignales erfaßt; und eine "Fail-Safe"- bzw. Ausfallsicherungsschaltung 330, welche eine sichere Betriebsweise des Schrittmotors 400 entsprechend dem Ausgabesignal von der Erfassungsschaltung 280 für Anormalität der Steuer- bzw. Regeleinheit 220 sicherstellt.
In Fig. 17 ist ein kurzer Draht bzw. eine kurze Leitung 340 mit der elektromagnetischen Spule 140 des Schrittmotors 400 und der Treiberschaltung 300 verbunden.
Folglich wird beim dritten Ausführungsbeispiel die die Treiberschaltung 300a aufweisende gedruckte Schaltung 210 nicht innerhalb der Fahrgastzelle des Fahrzeuges sondern im Gehäuse 130 des Schrittmotors 400 angeordnet bzw. installiert, so daß die Länge der Leitung 340 von der Treiberschaltung 300a zur elektromagnetischen Spule entsprechend verkürzt werden kann.
Folglich kann die durch elektromagnetische Störungen und dergleichen verursachte Erzeugung von Störgeräuschen in ausreichendem Maße verhindert werden, wodurch ein falsches (nicht zutreffendes) Impulssignal unterdrückt wird. Demzufolge kann eine fehlerhafte Funktionsweise des Schrittmotors 400 aufgrund der Erzeugung von falschen Impulssignalen verhindert werden. Zusätzlich kann die optimale Dämpfungskraft entsprechend dem Fahrzeugzustand erzielt und eine bevorzugte Lenkstabilität und ein bevorzugter Fahrkomfort erreicht werden
Aufgrund der Verkürzung der Leitung 340 kann eine Verringerung des durch den Schrittmotor 400 fließenden Treiberstromwertes vermieden und ein ausreichendes Antriebsmoment des Schrittmotors 400 entsprechend dem Treiberstromwert sichergestellt werden. Somit kann die Schaltvorgangsgeschwindigkeit des Ventils 110 zum Einstellen der Dämpfungskraft verbessert und die variable Dämpfungskraft-Ansprechcharakteristik schneller werden.
Des weiteren kann beim dritten Ausführungsbeispiel die Ausfallsicherungsschaltung 330 eine sichere Funktionsweise des Schrittmotores 400 erreichen, da der anormale Zustand der Berechnungsschaltung 270 der Steuereinrichtung 220 durch die anormale Erfassungsschaltung 280 erfaßt und ein Korrektursignal von der anormalen Erfassungschaltung 280 ausgegeben wird, um die Berechnung der Berechnungsschaltung 270 zu korrigieren, und eine anormale Betriebsweise des Schrittmotors 400 wird durch eine weitere anormale Erfassungsschaltung 320 erfaßt. Somit kann immer die optimale Dämpfungskraftcharakteristik durch das Ventil 110 zum Einstellen der Dämpfungskraft erzielt werden.
Obgleich die Leitungslänge von der Steuer- bzw. Regeleinheit 220 zur gedruckten Schaltung 210 länger als bei herkömmlichen Anordnungen ist, tritt keine Beeinflussung durch elektromagnetische Wellen auf, da das Niveau des zwischen der Steuer- bzw. Regeleinheit 220 übertragenen Impulssignales relativ klein ist.
Fig. 18 zeigt eine Modifikation der Steuer- bzw. Regeleinheit 220 und der gedruckten Schaltung 210, die in Fig. 17 dargestellt sind.
Bei Fig. 18 wird das den anormalen Zustand des Schrittmotors 400 oder dergleichen bezeichnende Signal zur Ausfallsicherungsschaltung 330 und zur Berechnungsschaltung 270 der Steuer- bzw. Regeleinheit 220 übertragen, um den anormalen Zustand zu erkennen.

(Viertes bevorzugtes Ausführungsbeispiel)

Fig. 19 zeigt ein viertes bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Aufhängungssystems für ein Fahrzeug.
Bei dem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die die Treiberschaltung 300a enthaltende gedruckte Schaltung 210 am Außenumfang eines zylindrischen Bereiches 130a montiert, welcher am unteren Teil des Gehäuses 130 durch eine kreisförmige Halteeinrichtung 350 angeordnet ist. Der Außenumfang der gedruckten Schaltung 210 wird durch ein Halteelement 360 bedeckt, so daß ein Anhaften von externem Schmutz oder Staub an der gedruckten Schaltung 210 verhindert wird.
Wie nachfolgend beschrieben, wird bei der erfindungsgemäßen Anordnung des Aufhängungssystems für ein Kraftfahrzeug zumindest die Treiberschaltung für das Stellglied von der Steuer- bzw. Regeleinheit getrennt und im Gehäuse des Stellglieds des Stoßdämpfers montiert, so daß die Draht- bzw. Leitungslänge zwischen dem Stellglied und der Treiberschaltung verkürzt werden kann, wodurch die Erzeugung von Funkwellenrauschen und die Verringerung des Antriebsmomentes des Stellgliedes verhindert wird. Zusätzlich kann die Erzeugung von falschen Impulsen im Draht bzw. in der Leitung zwischen der Treiberschaltung und dem Stellglied und somit eine fehlerhafte Betriebsweise des Stellgliedes verhindert werden, da die Drahtlänge der Verbindung zwischen der Treiberschaltung und dem Stellglied verkürzt ist.
Während die vorliegende Erfindung anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele für ein besseres Verständnis der Erfindung erläutert wurde, kann die Erfindung verschiedentlich modifiziert werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Demzufolge umfaßt die Erfindung alle möglichen Ausgestaltungsformen und Modifikationen der dargestellten Ausführungsbeispiele, ohne den Schutzumfang der Erfindung, wie durch die beigefügten Ansprüche festgelegt, zu verlassen.

Claims

1. Aufhängungssystemanordnung für ein Kraftfahrzeug, mit:

a) mehreren Stoßdämpfern (SA), von denen jeder zwischen einer gefederten Masse einer Fahrzeugkarosserie und einem entsprechenden Fahrzeugrad angeordnet ist;

b) einer Steuer- bzw. Regeleinheit (4a, 220); und

c) mehreren Stellgliedern mit Schrittmotoren (3), wobei jeder Schrittmotor innerhalb des entsprechenden Stoßdämpfers (SA) angeordnet ist;

gekennzeichnet durch

mehrere der Anzahl der Stoßdämpfer (SA) entsprechende Treiberschaltungen (4c) und mehrere der Anzahl der Stoßdämpfer entsprechende Ermittlungsschaltungen (4b), wobei jede Ermittlungsschaltung (4b) die Richtung eines Treibersignals von der entsprechenden Treiberschaltung (4c) zu einem jeweiligen Stellglied (3) entsprechend einem Ausgabesignal von der Steuer- bzw. Regeleinheit (40, 240) vorgibt, wobei jede Ermittlungsschaltung (4b) zusammen mit der entsprechenden Treiberschaltung (4c) an einer Position neben dem entsprechenden Stellglied (3) angeordnet ist, und wobei sowohl die Treiber- als auch Ermittlungsschaltung (4b, 4c) von der Steuer- bzw. Regeleinheit (40, 220) getrennt sind.

2. Aufhängungssystemanordnung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Ermittlungsschaltung (4b) zusammen mit der entsprechenden Treiberschaltung (4c) an einer Position eines Gehäuses (3m) jedes Stellgliedes (3) angeordnet ist, welche niedriger als die Position des entsprechenden Stellgliedes (3) ist.

3. Aufhängungssystemanordnung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine gedruckte Schaltung (210) mit einer entsprechenden Treiberschaltung (4c) innerhalb eines Gehäuses (130) jedes Stellgliedes (3) angeordnet ist.

4. Aufhängungssystemanordnung für ein Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Stellglied (3) eine elektromagnetische Spule (3e) aufweist, deren Enden mit der entsprechenden Treiberschaltung (4c) durch relativ kurze Leitungen (340) verbunden ist.

5. Aufhängungssystemanordnung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gedruckte Schaltung (210) aus einem flexiblen, kreisförmigen, plattenähnlichen Material geformt und in einem Spalt (290) angeordnet ist, welcher an einer äußeren Umfangsseitenwand eines Gehäuses (130) des entsprechenden Stellgliedes (3) ausgebildet ist.

6. Aufhängungssystemanordnung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede gedruckte Schaltung die der entsprechenden Treiberschaltung (300a) zugeordnete Ermittlungsschaltung und eine Erfassungsschaltung (320) zum Erfassen eines anormalen Zustandes eines Treiberimpulses, welcher von der jeweiligen Treiberschaltung (300a) zum entsprechenden Stellglied übertragen wird, sowie eine Ausfallsicherungsschaltung (330) umfaßt, welche eine sichere Betriebsweise des entsprechenden Stellgliedes (3) basierend auf einem Ausgangssignal gewährleistet, welches den anormalen Zustand des Treiberimpulses der entsprechenden Treiberschaltung (4c) bezeichnet und von der entsprechenden Erfassungsschaltung für den anormalen Zustand abgeleitet wurde.

7. Aufhängungssystemanordnung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede gedruckte Schaltung (210) um ein kreisförmiges Halteelement (350) gewickelt und durch ein Halteelement (360) abgedeckt wird, so daß die entsprechende gedruckte Schaltung äußeren Einflüssen nicht ausgesetzt wird.