DE3889594T2

DE3889594T2 - Aktives Aufhängungssystem für ein Fahrzeug, bei dem eine Kombination aus Ausfederungs- und Neigungsbewegung der Karosserie aufgrund von Höhensensorsignalen geregelt wird.

Info

Publication number: DE3889594T2
Application number: DE3889594T
Authority: DE
Inventors: Ryuichi Kurosawa
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1987-07-24
Filing date: 1988-07-22
Publication date: 1994-09-22
Anticipated expiration: 2008-07-23
Also published as: EP0300496A3; JPS6430816A; US4924393A; EP0300496B1; DE3889594D1; EP0300496A2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Radaufhängung für ein Fahrzeug wie beispielsweise ein Kraftfahrzeug, und insbesondere auf eine aktive Radaufhängung, die Servobetätigungsglieder zur Abstützung des Kraftfahrzeugaufbaus bzw. der Karosserie gegen die Fahrzeugräder aufweist.
EP-0 114 757 offenbart ein aktives Kraftfahrzeugradaufhängungssystem mit Radaufhängungseinrichtungen, deren Einstellung veränderbar ist. Dabei ist jedes Rad mit einem hydraulischen Betätigungsglied ausgerüstet. Sensoreinrichtungen erfassen die Position des Kolbens des Betätigungsglieds und eine Steuerungseinrichtung bewirkt eine positive Anpassung der Kolbenposition. Dabei können die entsprechenden hydraulischen Betätigungsglieder anstelle oder parallel mit passiven Federn und dämpfenden Radaufhängungselementen, wie sie in konventionellen Systemen eingesetzt werden, verwendet werden. Beispielsweise können die Fahrzeugradaufhängungsfedern zur Unterstützung des Eigengewichts des Fahrzeugs verwendet werden, so daß die hydraulischen Betätigungsglieder nur im Bezug auf die dynamischen Bewegungen während der Fahrt des Fahrzeugs wirksam werden. Jedes Betätigungsglied ist dabei ausgestattet mit einem ersten Meßwandler beispielsweise einer Kraftmeßdose, einem zweiten Meßwandler, beispielsweise einem linearen variablen Versetzungsumformer zur jeweiligen Erfassung der Kraft und der Kolbenposition oder der Versetzung, und mit Einrichtungen, wie elektrisch angetriebenen Servosteuerventilen zur Bewegung des Kolbens zu einer Position in Abhängigkeit von den Ausgangsgrößen der Meßwandler. Die den Steuerventilen zugeführten Steuersignale werden durch ein mit einem Computer ausgestattetes Steuersystem gebildet, das Eingangssignale von den mit jedem Kraftfahrzeugrad verbundenen Kraftmeßdosen empfängt, einen Hubbewegungsbetrag und einen Nickbewegungsbetrag berechnet, auf der Basis des Hubbewegungsbetrags und des Nickbewegungsbetrags die erforderliche Versetzung der Betätigungsglieder zur Verminderung des Hubbewegungs- und Nickbewegungsbetrags berechnet, und die Betätigungsglieder zur Bewirkung einer entsprechenden Versetzung des Kolbens in Abhängigkeit von den Berechnungsergebnissen ansteuert, wobei die zwischen den Rädern und dem Kraftfahrzeugaufbau herrschende Kraft mittels der Betätigungsglieder verkleinert oder vergrößert wird. Auf diese Weise werden die hydraulischen Betätigungsglieder derart gesteuert, daß die dabei erzeugte Versetzung gegenüber der aufgebrachten Kraft ausgeglichen wird, d.h. die hydraulischen Betätigungsglieder werden in ihrer Versetzung entsprechend den Änderungen der aufgebrachten Kraft geändert. Darüber hinaus können die den Steuerventilen zugeführten Steuersignale durch die Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentierende Signale, die Radnabenbeschleunigung und entsprechend einer ausgewählten Beeinflussung durch den Fahrer verändert werden.
Desweiteren werden in dem Artikel "Suspension without springs" in dem Magazin "Motor", herausgegeben in Großbritannien am 10. September 1983, und in dem Artikel "On active service" in dem Magazin "Autocar", herausgegeben in Großbritannien am 10. September 1983, und in der japanischen Offenlegungsschrift 60- 500 662 (1985) eine Radaufhängung offenbart, mit einer Vielzahl elektro-hydraulischer Servobetätigungsglieder für jedes Fahrzeugrad zur Erzeugung einer Stützkraft zur Abstützung des Fahrzeugaufbaus gegen das jeweils entsprechende Fahrzeugrad, einer Bewegungserfassungseinrichtung zur Erfassung des Betrags der relativen Bewegung zwischen dem Fahrzeugrad und dem Fahrzeugaufbau, und einer Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Vergrößerung oder Verringerung der Stützkraft jedes Servobetätigungsglieds in Abhängigkeit von einem Signal der Bewegungserfassungseinrichtung.
Liegt in der vorstehend beschriebenen Radaufhängung eine relative Bewegung zwischen dem Fahrzeugrad und dem Fahrzeugaufbau in Folge von Unebenheiten in der Straße vor, dann erzeugt jedes Betätigungsglied eine Stützkraft entsprechend dem relativen Betrag der Bewegung, so daß bei der Fahrt eines mit einer derartigen Radaufhängung ausgestatteten Fahrzeugs über eine unebene Straßenoberfläche die Stützkraft jedes Betätigungsglieds in Bezug auf den Fahrzeugaufbau vergrößert oder verkleinert wird. Die vergrößerte oder verkleinerte Kraft wird zum Fahrzeugaufbau übertragen, und im Ergebnis schwingt der Fahrzeugaufbau in vertikaler Richtung in der gleichen Weise wie bei einem mit einer konventionellen Federradaufhängung ausgestatteten Fahrzeug. Somit verhält sich die in den vorstehend genannten Druckschriften beschriebene Radaufhängung trotz des Einsatzes der Servobetätigungsglieder wie eine konventionelle, mit Federn und Stoßdämpfern aufgebaute Radaufhängung, so daß diese Radaufhängung nicht in der Lage ist, vertikalen Schwingungen des Fahrzeugaufbaus bei der Fahrt des Fahrzeugs über eine unebene Straßenoberfläche zu verhindern.
Angesichts der vorstehend beschriebenen Probleme bei der in den vorstehend genannten Druckschriften beschriebenen Radaufhängungen wurde eine neue aktive Radaufhängung derart ausgestaltet, daß bei einer Fahrt des Fahrzeugs über eine Straße mit innerhalb der Stoßbelastbarkeitsgrenzen der Betätigungsglieder liegenden Unebenheiten absolut keine vertikale Schwingungen des Fahrzeugs auftreten, und wenn das Fahrzeug über eine Straßenoberfläche wie beispielsweise einen Hügel oder mit großen Unebenheiten fährt, bewegt es sich sanft mit der Straßenoberfläche, so daß der Fahrkomfort des Fahrzeugs im Vergleich zur konventionellen Federradaufhängung oder der in den Druckschriften genannten Radaufhängungen wesentlich verbessert ist. Die Erfinder haben daher eine neue aktive Radaufhängung für ein Kraftfahrzeug gemäß der japanischen Offenlegungsschrift 61-180 942 (angemeldet am 31. Juli 1986 und offengelegt am 18. Februar 1988) vorgeschlagen, die eine Vielzahl von Zylinder-Kolbenbetätigungsglieder für jedes Fahrzeugrad und zur Erzeugung einer Stützkraft zur Abstützung des Fahrzeugaufbaus über den jeweiligen Fahrzeugrädern, eine Bewegungserfassungseinrichtung zur Erfassung des Betrags der relativen Bewegung zwischen den Fahrzeugrädern und dem Fahrzeugaufbau, eine Einrichtung zur Bestimmung der Rate der relativen Bewegung zwischen dem Fahrzeugrad und dem Fahrzeugaufbau, und eine Berechnungssteuereinrichtung aufweist, die von der Bewegungserfassungseinrichtung und der Einrichtung zur Bestimmung der Rate der relativen Bewegung jeweils ein den Betrag der relativen Bewegung zwischen dem Fahrzeugrad und dem Fahrzeugaufbau kennzeichnendes Signal und ein die Rate der relativen Bewegung des Fahrzeugrads und des Fahrzeugaufbaus kennzeichnendes Signal empfängt, auf der Basis dieser Signale die vertikale Versetzung der Straßenoberfläche bestimmt, das Betätigungsglied zur Erzeugung einer zur Stützung der angemessenen Lastkomponente des Fahrzeugaufbaus ausreichenden Stützkraft ansteuert, wenn die vertikale Versetzung der Straßenoberfläche innerhalb der Stoßbelastbarkeitsgrenzen des Betätigungsglieds liegt, den mit der Stützkraft des Betätigungsglieds korrespondierenden Wert berechnet, der erforderlich ist für eine Fahrt auf der Straßenoberfläche in Abhängigkeit von dem Bestimmungsergebnis, wenn die vertikalen Versetzungen der Straßenoberfläche die Stoßbelastbarkeitsgrenzen des Betätigungsglieds übersteigt, und das Betätigungsglied in Abhängigkeit von dem Berechnungsergebnis steuert, wobei die zwischen dem Fahrzeugrad und dem Fahrzeugaufbau durch das Betätigungsglied herrschende Kraft vergrößert oder vermindert wird.
Die Erfinder haben ferner eine ähnliche aktive Radaufhängung für ein Fahrzeug vorgeschlagen, in welcher zusätzlich ein Vergleich der tatsächlichen, durch eine lokale Erfassungseinrichtung erfaßten Stützkraft des Betätigungsglieds mit der von der Berechnungssteuereinrichtung berechneten Belastungskraft durchgeführt wird und mittels einer Rückkopplungsregelung die Differenz zwischen diesen beiden auf 0 gebracht wird.
Gemaß der vorstehend beschriebenen vorgeschlagenen aktiven Radaufhängung wird jedes Betätigungsglied derart gesteuert, daß es eine für die Abstützung der angemessenen Komponente des Gewichts des Fahrzeugaufbaus ausreichende Stützkraft erzeugt, wenn die vertikalen Versetzungen in der Straßenoberfläche innerhalb der Stoßbelastbarkeitsgrenzen der Betätigungsglieder liegen, so daß im Ergebnis der Kraftfahrzeugaufbau von den Betätigungsgliedern durch eine konstante Kraft gestützt wird und die vertikalen Versetzungen der der Straßenoberfläche folgenden Fahrzeugräder nicht zum Fahrzeugaufbau übertragen werden, und daß ferner das Fahrverhalten des Fahrzeugs (für beispielsweise eine horizontale Bewegung, wenn das Fahrzeug horizontal fährt) durch die Massenträgheit aufrecht erhalten wird und somit absolut keine vertikalen Schwingungen auftreten, wenn das Fahrzeug eine Ebene oder eine nur kleinere Unebenheiten aufweisende Straßenoberfläche befährt.
Übersteigt jedoch die vertikale Versetzung in der Straßenoberfläche die Stoßbelastbarkeitsgrenzen des Betätigungsglieds, so wird auf der Basis des Bestimmungsergebnisses der vertikalen Unebenheiten der Straßenoberfläche ein zur Unterstützungskraft eines jeden Betätigungsglieds für ein Fahren über diese Straßenoberfläche korrespondierender Wert berechnet, die Betätigungsglieder entsprechend dem Berechnungsergebnis gesteuert und die zwischen dem Fahrzeugrad und dem Fahrzeugaufbau über das Betätigungsglied herrschende Kraft vergrößert oder verkleinert. Fährt das Fahrzeug über eine Straßenoberfläche mit großen Unebenheiten oder über einen Hügel, dann bewegt sich der Fahrzeugaufbau in vertikaler Richtung entsprechend den vertikalen Unebenheiten in der Straßenoberfläche in der Weise, daß sich der Kolben des Betätigungsglieds nicht relativ zum Zylinder zur Überschreitung der Belastbarkeitsgrenze bewegt, und der Fahrzeugaufbau daher sanft über die Straßenoberfläche bewegt wird.
Wenn jedoch bei der aktiven Radaufhängung gemäß dem vorstehend beschriebenen Vorschlag (d.h. gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel) die Betätigungsglieder auf der Basis der relativen Versetzung zwischen den Fahrzeugrädern und dem Fahrzeugaufbau um einen Mittelwert der relativen Versetzung zwischen den Fahrzeugrädern und dem Fahrzeugaufbau gesteuert werden, kann das Fahrzeug entlang einer Straßenoberfläche mit großen Unebenheiten oder einer schiefen Ebene fahren, wobei es jedoch nicht möglich ist, den Fahrzeugaufbau parallel zur Straßenoberfläche zu bewegen. Fährt beispielsweise das Fahrzeug entlang einer horizontalen Straße mit einer anschließenden Steigung, dann wird der Fahrzeugaufbau die Steigung in einer horizontalen Stellung befahren die für die Fahrzeuginsassen ein unangenehmes Gefühl ergibt.
Wird darüber hinaus die aktive Radaufhängung gemäß dem vorstehend beschriebenen früheren Vorschlag für jedes Fahrzeugrad vorgesehen, so kann der Fahrzeugaufbau parallel zur Straßenoberfläche fahren. Da jedoch die Betätigungsglieder unabhängig voneinander gesteuert werden, ist es schwierig, eine ausgeglichene Steuerung über alle Fahrzeugräder zu erzielen, und da das Steuerungsergebnis eines Betätigungsglieds für ein Rad teilweise die Bewegung der anderen Räder beeinflußt, kann das Problem auftreten, daß das Verhalten des Fahrzeugaufbaus leicht unstabil wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die vorstehend beschriebenen Probleme in aktiven Radaufhängungen wie beispielsweise gemäß dem vorstehend beschriebenen früheren Vorschlag berücksichtigt, und es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine aktive Radaufhängung derart zu verbessern, daß es nicht nur möglich ist, das Fahrzeug entlang einer Straßenoberfläche mit großen Unebenheiten oder einer schiefen Ebene zu fahren, sondern sicherzustellen, daß der Fahrzeugaufbau mit einem stabilen Fahrverhalten parallel zur Straßenoberfläche bewegbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine aktive Radaufhängung für ein Fahrzeug mit einer Karosserie, einem vorderen rechten Rad, einem vorderen linken Rad, einem hinteren rechten Rad und einem hinteren linken Rad,
einer Vielzahl von Zylinder-Kolben-Betätigungsgliedern, wobei jedes eine Stützkraft zur Abstützung der Karosserie gegen jedes entsprechende Rad erzeugt,
einer Vielzahl von Fahrzeughöhenerfassungseinrichtungen zur Erfassung von Fahrzeughöhen Hfr, Hfl, Hrr und Hrl von Teilen der Karosserie bezüglich des vorderen rechten Rads, des vorderen linken Rads, des hinteren rechten Rads und des hinteren linken Rads und
eine Berechnungssteuereinrichtung, die Signale der Fahrzeughöhenerfassungseinrichtung empfängt, auf der Basis dieser Signale einen Hubbewegungsbetrag B und einen Nickbewegungsbetrag P bezüglich einer Straßenoberfläche und einer Grundstellung der Karosserie gemäß den Gleichungen:
B = Kb x (Hfr + Hfl + Hrr + Hrl - 4 H)
P = Kp x {(Hrr + Hrl) - (Hfr + Hfl)}
berechnet (wobei Kb und Kp positive Koeffizienten sind, und H der Mittelwert der Grundfahrzeughöhen der Teile der Karosserie in Bezug auf die entsprechenden Räder und die Grundstellung der Karosserie ist),
auf der Basis des Hubbewegungsbetrags B und des Nickbewegungsbetrags P eine zur Veränderung des Hubbewegungsbetrags B und des Nickbewegungsbetrags P erforderliche Stützkraft für jedes Betätigungsglied berechnet, und die Betätigungsglieder auf der Basis des Berechnungsergebnisses zur Vergrößerung oder Verminderung der zwischen jedem Rad und der Karosserie durch jedes Betätigungsglied herrschenden Kraft steuert, so daß, wenn der absolute Wert der Änderungsrate des Hubbewegungsbetrags gleich oder größer einem vorbestimmten Wert und der absolute Wert des Hubbewegungsbetrags kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, die zwischen dem korrespondierenden Rad und der Karosserie auftretende Hubsteuerkraft durch das Betätigungsglied konstant gehalten wird, und wenn der absolute Wert der Änderungsrate des Nickbewegungsbetrag gleich oder größer einem vorbestimmtem Wert ist und der absolute Wert des Nickbewegungsbetrags kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, die zwischen dem korrespondierenden Rad und der Karosserie auftretende Nicksteuerkraft durch das Betätigungsglied konstant gehalten wird.
Auf diese Weise wird die Höhenposition der Karosserie bzw. des Fahrzeugaufbaus in Bezug auf die jeweiligen Räder durch die Fahrzeugshöhenerfassungseinrichtung erfaßt und auf der Basis der erfaßten Fahrzeughöhen in Bezug auf jedes Rad durch eine Berechnungssteuereinrichtung ein Hubbewegungsbetrag und eine Nickbewegungsbetrag unter Verwendung linearer Gleichungen berechnet. Dabei repräsentieren der Hubbewegungsbetrag und der Nickbewegungsbetrag das tatsächliche Fahrzeugverhalten, das durch Verändern der von dem mit jedem einzelnen Rad des Fahrzeugs verbundenen Betätigungsglied erzeugten Stützkraft zur Abstützung der Karosserie verändert werden kann. Darüber hinaus berechnet die Berechnungssteuereinrichtung auf der Basis des zuvor berechneten Hubbewegungsbetrags und Nickbewegungsbetrags die gewünschte Stützkraft für jedes Betätigungsglied zur gesteuerten Verminderung des Hubbewegungsbetrags bzw. des Nickbewegungsbetrags der Karosserie. Sodann wird die Stützkraft für jedes Betätigungsglied entsprechend gesteuert und angepaßt. Insbesondere wird die Stützkraft der Betätigungsglieder für eine Steuerung bzw. Regelung der Hubbewegung auf einen konstanten Wert gesteuert, wenn die Änderung des Hubbewegungsbetrags gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist und wenn der absolute Wert des Hubbewegungsbetrags einen entsprechenden vorgegebenen Wert nicht übersteigt. In gleicher Weise wird bezüglich einer Steuerung bzw. einer Regelung der Nickbewegungen die Stützkraft der Betätigungsglieder auf einen konstanten Wert gesteuert, wenn die Änderung des Nickbewegungsbetrags gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist und der absolute Wert des Nickbewegungsbetrags einen entsprechenden vorbestimmten Wert nicht übersteigt.
Somit werden gemäß der vorliegenden Erfindung die tatsächlichen Werte des Nickbewegungsbetrags und des Hubbewegungsbetrags berechnet und mit spezifischen vorbestimmten Schwellenwerten verglichen. In Abhängigkeit von den Ergebnissen der Vergleichsoperationen wird die Stützkraft der Betätigungsglieder konstant gehalten, auch wenn die Rate der Versetzung infolge von Hubbewegungen und Nickbewegungen der Karosserie eine bestimmte Größe annimmt, solange die Versetzung nicht größer als eine weitere bestimmte Größe ist.
Somit basiert das Regelungskonzept der aktiven Radaufhängung gemäß der vorliegenden Erfindung auf dem gesteuerten bzw. geregelten Aufrechterhalten der von den Betätigungsgliedern aufgebrachten Stützkraft zur Abstützung der Karosserie unabhängig von ihrer Versetzung, wobei sichergestellt ist, daß das Fahrzeug beim Befahren einer rauhen oder unebenen Straßenoberfläche ein komfortables und stabiles Fahrverhalten aufweist. Die Betätigungsglieder können vorzugsweise als Servobetätigungsglieder ausgeführt werden, wobei jedes gesteuert wird zur Vergrößerung oder Verminderung der aufgebrachten Stützkraft entsprechend einem positiven oder negativen Ausgleich zwischen einem Eingangssignal auf der Basis der Berechnungsergebnisse und einem die aufgebrachte Stützkraft repräsentierenden Rückkopplungssignal.
Ist die Änderungsrate der Beträge der Hubbewegung oder Nickbewegung größer als ein vorgegebener Wert, so kann die Berechnungssteuereinrichtung das Eingangssignal zur Steuerung der absoluten Geschwindigkeit der Karosserie zur Erzielung eines vorbestimmten Bewegungs- bzw. Schwingungsverhaltens verändern. Sind ferner die Beträge der Nickbewegung und der Hubbewegung größer als ein vorgegebener Wert, so kann die Berechnungssteuereinrichtung das Eingangssignal des weiteren zu Steuerung der absoluten Versetzung der Karosserie zur Erzielung eines vorbestimmten Schwingungsverhaltens ändern.
Die Berechnungssteuereinrichtung kann des weiteren auf der Basis der genannten Signale einen Rollbewegungsbetrag R in Bezug auf die Straßenoberfläche und einer Grundstellung der Karosserie gemäß der Gleichung:
R = Kr [(Hfl + Hrl) - (Hfr + Hrr)}
berechnen (wobei Kr ein positiver Koeffizient ist). Auf der Basis der Beträge B, P und R wird sodann eine Stützkraft für die Betätigungsglieder berechnet, die erforderlich ist zur Verminderung des Hubbewegungsbetrags, des Nickbewegungsbetrags und des Rollbewegungsbetrags, und die Betätigungsglieder werden in Abhängigkeit von den Berechnungsergebnissen zur Vergrößerung oder Verminderung der durch die Betätigungsglieder herrschenden Kraft zwischen den Rädern und der Karosserie gesteuert.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Servobetätigungsglieds gemäß einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen aktiven Radaufhängung für ein Fahrzeug,
Fig. 2 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung wesentlicher Teile der elektronischen Steuereinrichtung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen aktiven Radaufhängung für ein Fahrzeug mit Hubbewegungs-, Nickbewegungs- und Rollbewegungssteuersystemen,
Fig. 2A ein Blockschaltbild des in der elektronischen Steuereinrichtung gemäß Fig. 2 gezeigten Mikrocomputers,
Fig. 3 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung der Hubbewegungssteuerung der elektronischen Steuereinrichtung gemäß den Figuren 1 und 2,
Fig. 4 und Fig. 5 schematische Darstellungen der Situation, wenn sich das Betätigungsglied in einem Expansionszustand und in einem Kompressionszustand befindet, wobei die jeweils obere Darstellung ein Kraftverlaufsmuster und die untere Darstellung ein Beschleunigungsverlaufsmuster einer relativ schnellen Geschwindigkeitsverminderungsteuerung (Kompression) und einer relativ schnellen Geschwindigkeitsvergrößerungssteuerung (Expansion) der Geschwindigkeit der Karosserie zeigt,
Fig. 6 und Fig. 7 schematische Darstellungen zur Veranschaulichung des Expansionszustands und des Kompressionszustands des Betätigungsglieds, wobei die obere Darstellung ein Kraftverlaufsmuster und die untere Darstellung ein Versetzungs- bzw. Verschiebungsmuster einer relativ schnellen Geschwindigkeitsverminderungssteuerung (Kompression) und einer relativ schnellen Geschwindigkeitsvergrößerung (Expansion) des Verschiebungsbetrags der Karosserie aus einer Grundstellung zeigt,
Fig. 8 und Fig. 9 schematische Darstellungen zur Veranschaulichung des Expansionszustands und des Kompressionszustands des Betätigungsglieds, wobei die obere Darstellung ein Kraftverlaufsmuster und die untere Darstellung ein Beschleunigungsverlaufsmuster einer relativ langsamen Geschwindigkeitsverminderungssteuerung (Kompression) und einer relativ langsamen Geschwindigkeitsvergrößerungssteuerung (Expansion) der Geschwindigkeit der Karosserie zeigt,
Fig. 10 und Fig. 11 schematische Darstellungen zur Veranschaulichung des Expansionszustands und des Kompressionszustands des Betätigungsglieds, wobei die obere Darstellung ein Kraftverlaufsmuster und die untere Darstellung ein Versetzungsbetragsmuster einer relativ langsamen Versetzungsverminderungssteuerung (Kompression) und einer relativ langsamen Versetzungsvergrößerungssteuerung (Expansion) des Vergrößerungsbetrags der Karosserie aus einer Grundstellung zeigt, und
Fig. 12 und Fig. 13 Ablaufdiagramme zur Veranschaulichung der Nickbewegungssteuerung und der Rollbewegungssteuerung der elektronischen Steuereinrichtung gemäß den Figuren 1 und 2.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 bezeichnet Bezugszeichen 1 ein Servobetätigungsglied, während in Fig. 2 mit 1fr, 1fl, 1rr und 1rl vier Servobetätigungsglieder bezeichnet sind, die jeweils für das vordere rechte Rad, das vordere linke Rad, das hintere rechte Rad und das hintere linke Rad des Fahrzeugs vorgesehen sind. Jedes Servobetätigungsglied 1 ist zwischen einem der Fahrzeugräder 2 und dem Fahrzeugaufbau bzw. der Karosserie 2 angeordnet und weist ein Betätigungsglied 4 zur Stützung des Fahrzeugaufbaus gegen die jeweiligen Räder auf. Gemäß dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel umfaßt das Betätigungsglied 4 eine Zylinder-Kolben-Anordnung, die einen Zylinder 5 und einen in den Zylinder eingesetzten Kolben 6 aufweist, der in der Lage ist, sich im wesentlichen nur in vertikaler Richtung relativ zum Zylinder zu bewegen. Der Zylinder 5 und der Kolben 6 bilden zusammen eine obere Kammer 7 und eine untere Kammer 8. Mit dem Kolben 6 ist eine Stange 9 verbunden, dies sich über die Wände des Zylinders 5 hinaus erstreckt, so daß sich auch bei einer umgekehrten Bewegung des Kolbens im Zylinder das von der Stange eingenommene Volumen innerhalb der Zylinder nicht ändert. Am unteren Ende der Stange 9 ist eine Fahrzeugrad drehbar um eine im wesentlichen in Querrichtung des Fahrzeugs verlaufenden Achse angeordnet.
Die obere Kammer 7 und die untere Kammer 8 sind über Verbindungswege 10 und 11 jeweils mit einem elektromagnetischen Hydraulikservoventil 12 verbunden. Das grundsätzlich bekannte Hydraulikservoventil 12 ist konstant zugeschaltet und erhält Hochdruckflüssigkeit, die von einer Hochdruckerzeugungseinrichtung 14 wie beispielsweise einer Pumpe, die die in einem Vorratsbehälter 13 gespeicherte Betätigungsflüssigkeit aufnimmt, wobei die Betätigungsflüssigkeit eine variable interne Öffnung durchläuft und zum Vorratsbehälter 13 zurückgebracht wird, und wobei im Rahmen einer Steuerung der Durchflußmenge der Betätigungsflüssigkeit durch die variable Öffnung unter der Annahme, daß die Drücke in der oberen Kammer 7 und der unteren Kammer 8 jeweils P1 und P2 sind (P1> P2), die Druckdifferenz P1 - P2 zwischen den Drücken in der oberen Kammer 7 und der unteren Kammer 8 auf einen beliebigen Wert gesteuert werden können. In den vorliegenden, in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen wird das hydraulische Servoventil 12 jedes Betätigungsglieds mittels eines Steuersignals (Spannungssignal) gesteuert, das über einen Verstärker 16 von einem Addierer 15 zugeführt wird. Ist die Spannung des vom Verstärker 16 zugeführten Steuersignals gleich 0 (wie im einzelnen nachstehend noch beschrieben, für den Fall, daß für die dem Addierer 15 zugeführten Signale Ffb = F0 und Fc = 0 gilt), wird die durch das Produkt A (P1 - P2) der Druckdifferenz P1 - P2 und der Querschnittsfläche A des Kolbens 6 ausgedrückte Kraft derart gesteuert, daß sie gleich der entsprechenden Lastkomponente der Karosserie 3 zur Abstützung gegenüber den Fahrzeugrädern 2 ist, durch Aufrechterhalten der Druckdifferenz P1 - P2 des Betätigungsglieds 4 jedes Servobetätigungsglieds 1fr, 1fl, 1rr und 1rl auf jeweils konstante Werte Pfr, Pfl, Prr und Prl. Für den Fall, daß die Spannung des dem Verstärker 16 zugeführten Steuersignals einen positiven oder negativen Wert aufweist, wird die Druckdifferenz P1 - P2 vergrößert oder vermindert in Abhängigkeit vom absoluten Wert der entsprechenden Spannung. Zwischen der Karosserie 3 und jedem Betätigungsglied 4 ist ein Lastsensor 17 vorgesehen, der die tatsächliche effektive Last bzw. Kraft zwischen der Karosserie 3 und jedem Fahrzeugrad 2, bzw. die Stützkraft, mit der das Betätigungsglied 4 die Karosserie 3 gegnüber dem entsprechenden Fahrzeugrad 2 abstützt, erfaßt und ein Spannungsignal Ffb entsprechend der Stützkraft dem Negativeingang des Addierers 15 zuführt.
Gemäß Bezugszeichen 18 in Fig. 1 des folgenden Ausführungbeispiels ist ein Fahrzeughöhensensor vorgesehen, der die Fahrzeughöhe der entsprechenden Teile bezüglich der Fahrzeugräder erfaßt durch eine Erfassung der relativen Versetzung zwischen dem Zylinder 5 und der Stange 9 des Betätigungsglieds jedes Servobetätigungsglieds. Die jeweiligen Fahrzeughöhen sensoren mit den Bezugszeichen 18fr, 18fl, 18rr und 18rl sind in Fig. 2 dargestellt und erfassen die jeweiligen Fahrzeughöhen Hfr, Hfl, Hrr und Hrl der mit dem entsprechenden vorderen rechten Rad, dem vorderen linken Rad, dem hinteren rechten Rad und dem hinteren linken Rad korrespondierenden Karosserieteile bzw. Abschnitte.
Jedes Betätigungsglied 4 kann dabei derart ausgestattet sein, daß die Stange 9 nur durch die untere Wand des in Fig. 1 gezeigten Zylinders 5 geführt ist. Bewegt sich in diesem Fall der Kolben 6 hin und her, so verändert sich das von der Stange 9 eingenommene Volumen des Zylinders, so daß im Ergebnis unter der Annahme, daß die obere Fläche des Kolbens mit A1 und die untere Fäche des Kolbens mit A2 bezeichnet wird, das hydraulische Servoventil 12 derart ausgestaltet ist, daß bei einer Veränderung des Drucks P1 in der oberen Kammer und des Drucks P2 in der unteren Kammer entsprechend einem Steuersignal des Verstärkers 16, eine Steuerung der Kraft gemäß A1 P1 - A2 P2 durchgeführt wird. Das Betätigungsglied 4 kann auch über die Stange 9 mit der Karosserie 3 und über den Zylinder 5 mit dem Fahrzeugrad 3 verbunden werden. Der Vorratsbehälter 13 und die hydraulische Druckerzeugungseinrichtung 14 sind gemeinsam für alle Servobetätigungsglieder vorgesehen, und das Betätigungsfluid kann eine beliebiges Fluid außer Öl sein, wobei es nur im wesentlichen inkompressibel sein soll.
Das dem Addierer 15 zugeführte Eingangssignal wird aus einem Steuersignal F (bzw. Ffr, Ffl, Frr und Frl der Servobetätigungsglieder 1fr, 1fl, 1rr und 1rl) zur Steuerung der Versetzung aus einer Grundstellung des Kolbens 6 in Bezug auf den Zylinder 5 oder der relativen Geschwindigkeit des Kolbens in Bezug auf den Zylinder gebildet, wobei diese Signale von einer elektronischen Steuereinrichtung gemäß Fig. 2 ausgegeben werden und eine Rückkopplungssignal Ffb vom Lastsensor 17 bereit gestellt wird. Die elektronische Steuereinrichtung 20 weist dabei den in Fig. 2 gezeigten Aufbau auf. Das die Höhe Hfl des zu dem vorderen rechten Rad gehörenden Karosserieteils bzw. Abschnitts kennzeichende Ausgangssignal des Fahrzeughöhensensors 18fr wird den Addierern 21 und 23 zugeführt, und das die Höhe Hfl des dem vorderen linken Rad zugehörigen Abschnitts anzeigende Ausgangssignal des Fahrzeughöhensensors 18fl wird dem Addierer 21 und dem Addierer 24 zugeführt. In gleicher Weise wird das die Höhe Hrr des dem hinteren rechten Rad zugehörigen Abschnitts anzeigende Ausgangssignal des Fahrzeughöhensensors 18rr den Addierern 22 und 23 zugeführt, und das die Höhe Hrl des dem hinteren linken Rad zugehörigen Abschnitts anzeigende Ausgangssignal des Fahrzeughöhensensors 18rl den Addierern 22 und 24 zugeführt. Das Ausgangssignal des Addierers 21 wird dem Pluseingang eines Addierers 25 und einem Negativeingang eines Addierers 26 zugeführt und das Ausgangssignal des Addierers 22 wird einem Flußeingang des Addierers 25 und 26 zugeführt. Dem Negativeingang des Addierers 25 wird ein die Größe 4H anzeigendes Signal zugeführt, wobei H der Mittelwert der Fahrzeughöhe für alle Fahrzeugräder in der Grundstellung ist. Die Ausgangssignale der Addierer 23 und 24 werden ferner jeweils einem Negativeingang und einem Pluseingang eines Addierers 27 zugeführt
Das die Größe (Hfr + Hfl + Hrr + Hrl - 4H) anzeigende Ausgangssignal des Addierers 25, d.h. der Hubbewegungsbetrag bezüglich der Grundstellung der Karosserie wird mittels eines Verstärkers 28 mit einem Faktor Kd multipliziert und nach Durchlaufen eines Analog/Digital-Wand1ers einem Mikrocomputer zugeführt. In gleicher Weise wird das die Größe (Hrr + Hrl) - (Hfr + Hfl) anzeigende Ausgangssignal des Addierers 26, d.h. der Nickschwingungsbetrag bezüglich der Grundstellung der Karosserie mittels eines Verstärkers 31 mit einem Faktor Kp multipliziert und nach Durchlaufen eines Analog/Digital- Wandlers 32 einem Mikrocomputer 33 zugeführt wird. In gleicher Weise wird das die Größe (Hfl + Hrl) - (Hfr + Hrr) anzeigende Ausgangssignal des Addierers 27, d.h. der Rollbewegungsbetrag bezüglich der Grundstellung der Karosserie mittels eines Verstärkers 34 mit einem Faktor Kr multipliziert und nach Durchlaufen eines Anlog/Digital-Wandlers 35 einem Mikrocomputer 36 zugeführt.
Das Ausgangssignal des Mikrocomputers 30 wird nach Durchlaufen eines Digital/Analog-Wandlers 37 jeweils einem Pluseingang des Addierers 40 bis 43 zugeführt. Das Ausgangssignal des Mikrocomputers 33 wird nach Durchlaufen eines Digital/Analog- Wandlers
38 dem Pluseingang der Addierer 40 bis 41 und dem Negativeingang der Addierer 42 und 43 zugeführt. Das Ausgangssignal des Mikrocomputers 36 wird nach Durchlaufen eines Digital/Analog-Wandlers 39 mittels Verstärker 44 und 45 mit Faktoren Nf und Nr (Nf > 0, Nr > 0, Nf + Nr = 1) multipliziert, worauf das Ausgangssignal des Verstärkers 44 einem Pluseingang des Addierers 14 und einem Negativeingang des Addieres 41 zugeführt wird, wobei das Ausgangssignal des Verstärkers 45 einem Pluseingang des Addierers 42 und einem Negativeingang des Addierers 43 zugeführt wird. Die Addierer 40 bis 43 geben sodann jeweils die Steuersignale Ffr, Ffl, Frr und Frl an die jeweiligen Servobetätigungsglieder ab.
Die Mikrocomputer 30, 33 und 36 weisen dabei den üblichen, in Fig. 2A gezeigten Aufbau mit einer Zentraleinheit (CPU) 52, einem Festwertspeicher (ROM) 54, einem Schreib/Lese-Speicher (RAM) 56, einer Eingangsschnittstelle 58 und einer Ausgangsschnittstelle 60 auf, wobei letztere mit einem bidirektionalen Bus 62 verbunden sind.
Den Hubbewegungsbetrag B, den Nickbewegungsbetrag P und den Rollbewegungsbetrag R anzeigende Signale an den Analog/Digital-Wandlern 29, 32 und 35 werden der Eingangsschnittstelle 58 eines jeden Mikrocomputers 30, 33 und 36 zugeführt. Der Festwertspeicher ROM 54 jedes der Mikrocomputer 30, 33 und 36 beinhaltet Programme entsprechend den Ablaufdiagrammen gemäß den Figuren 3, 12 und 13, Programme zur Erzeugung eines Kraftverlaufsmusters gemäß den oberen Darstellungen der Figuren 4 bis 11 und der vorstehend beschriebenen Berechnungsausdrücke. Ein Schreib/Lese-Speicher RAM 56 in jedem Mikrocomputer speichert über die Eingangschnittstelle 58 zugeführte temporäre Daten und Berechnungsergebnisse der Zentraleinheit CPU. Die Zentraleinheit CPU gibt über die Ausgangsschnittstelle 60 an die Digital/Analog- Wandler 37 bis 39 Signale ab, die die zur Verminderung der Hubbewegungen, Nickbewegungen und Rollbewegungen erforderlichen Kraftverlaufsmuster auf der Basis der Berechnungsergebnisse kennzeichnen, so daß Steuersignale Ffr, Ffl, Frr und Frl dem Pluseingang des Addierers 15 des jeweiligen Servobetätigungsglieds 1fr, 1fl, 1rr und 1rl zugeführt werden.
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Figuren 3 bis 11 das Ablaufdiagramm zur Hubbewegungssteuerung gemäß Fig. 3 beschrieben. Dabei zeigt die obere Darstellung in den Figuren 4 und 5 ein Kraftverlaufsmuster und in der unteren Darstellung ein Beschleunigungsverlaufsmuster einer relativ schnellen Geschwindigkeitsverminderungssteuerung (Kompression) und einer relativ schnellen Geschwindigkeitsvergrößerungssteuerung (Expansion) der Karosserie, wenn das Betätigungsglied jeweils in einem Expansionszustand oder in einem Kompressionszustand ist. Die Figuren 6 und 7 zeigen in der oberen Darstellung ein Kraftverlaufsmuster und in der unteren Darstellung ein Versetzungsmuster jeweils einer relativ schnellen Versetzungverminderungssteuerung (Kompression) und einer relativ schnellen Versetzungsvergrößerungssteuerung (Expansion) des Versetzungsbetrags aus einer Grundstellung der Karosserie, wenn das Betätigungsglied jeweils in einem Expansionszustand oder einem Kompressionszustand ist. Die Figuren 8 und 9 zeigen in ihrer oberen Darstellung ein Kraftverlaufsmuster und in ihrer unteren Darstellung ein Beschleunigungsverlaufsmuster jeweils einer relativ allmählichen Geschwindigkeitsverminderungssteuerung (Kompression) und einer relativ allmählichen Geschwindigkeitsvergrößerungssteuerung (Expansion) der Geschwindigkeit der Karosserie, wenn das Betätigungsglied jeweils in einem Expansionszustand oder in einem Kompressionszustand ist. Die Figuren 10 und 11 zeigen in ihrer oberen Darstellung ein Kraftverlaufsmuster und in ihrer unteren Darstellung ein Versetzungsmuster einer jeweils relativ sanften Versetzungsverminderungssteuerung (Kompression) und einer relativ sanften Versetzungsvergrößerungssteuerung (Expansion) des Versetzungsbetrags aus einer Grundstellung der Karosserie, wenn das Betätigungsglied jeweils in einem Expansionszustand oder in einem Kompressionszustand ist.
Im ersten Schritt 101 wird der Hubbewegungsbetrag B eingelesen, wonach ein Übergang zu Schritt 102 erfolgt.
Im Schritt 102 wird der Schwankungsbetrag DELTA B des im Schritt 101 eingelesenen Hubbewegungsbetrags B gemäß dem nachstehend angegebenen Ausdruck (1) berechnet, worauf zu Schritt 103 übergegangen wird.
DELTA B = Bn - Bn-1 ... (1)
Gemäß dem nachstehenden Ausdruck (2) wird die Hubbewegungsvergrößerungsgeschwindigkeit Vb (wobei die Richtung der Expansion des Betätigungsglieds als postiv angenommen ist) berechnet, worauf die Steuerung zu Schritt 104 übergeht. In dem vorstehenden Ausdruck (1) und dem nachstehenden Ausdruck (2) stellt Bn-1 einen Wert dar, der ein Zeitintervall DELTA t vor der Erfassung des entsprechenden Werts Bn erfaßt und berechnet wurde, und DELTA t bildet einen Ablaufzyklus des Ablaufdiagrammes gemäß Fig. 3 oder ein kurzes Zeitintervall, beispielsweise zwischen 50 und 100 ms.
Vb = DELTA A / DELTA t ... (2)
In Schritt 104 wird eine Überprüfung durchgeführt, ob die in Schritt 103 berechnete Geschwindigkeit Vb zumindest eine bestimmten Wert Vb&sub0; (eine positive Konstante) annimmt, d.h. ob die Expansion des Betätigungsglieds schnell erfolgt oder nicht, und wenn eine Entscheidung getroffen ist, daß Vb größer oder gleich Vb&sub0; ist, geht die Steuerung zu Schritt 105 über, während bei einer Entscheidung, daß es nicht zutrifft, daß Vb größer oder gleich Vb&sub0; ist, die Steuerung zu Schritt 110 übergeht.
In Schritt 105 wird eine Überprüfung durchgeführt, ob der in Schritt 101 eingelesene Hubbewegungsbetrag B zumindest einen bestimmten Wert Bm (ein postiver konstanter Wert) annimmt, d.h. ob die Expansion des Betätigungsglieds übermäßig ist, und im Falle einer Entscheidung, daß B größer oder gleich Bm ist, geht die Steuerung zu Schritt 107 über, der relevant ist für eine Straßenoberfläche mit erheblichem Gefälle oder eine abfallende unebene Straßenoberfläche, während bei einer Entscheidung, daß es nicht zutrifft, daß B größer oder gleich Bm ist, die Steuerung zu Schritt 106 übergeht, der relevant ist für eine Straßenoberfläche mit kleineren Unebenheiten.
In Schritt 106 wird der als Ausgangsgröße F (Ffr, Ffl, Frr und Frl) der elektronischen Steuereinrichtung gebildete Wert, der dem Addierer eines jeden Betätigungsglieds zugeführt wird, ohne Änderung entsprechend einem Kraftverlaufsmuster-Erzeugungsmodul (unveränderte Geschwindigkeit) aufrecht erhalten, und die Steuerung geht danach zu Schritt 101 über.
In Schritt 107 wird die Ausgangsgröße F der elektronischen Steuereinrichtung, die dem Addierer jedes Servobetätigüngsglieds zugeführt wird, durch Verändern der Kraftverlaufsmuster für jedes Betätigungsglied gemäß Fig. 4 (Kompression) entsprechend einem Kraftverlaufsmuster-Erzeugungsmodul für eine Geschwindigkeitssteuerung in der Weise verändert, daß die absolute Geschwindigkeit der Karosserie in der in Fig. 4 gezeigten Weise geändert wird, worauf die Steuerung zu Schritt 108 übergeht.
In Schritt 108 wird eine Überprüfung durchgeführt, ob der in Schritt 102 berechnete Schwankungsbetrag DELTA B der Hubbewegungen einen bestimmte DELTA B&sub0; (eine positive Konstante) übersteigt, d.h. ob die vertikalen Schwankungen der Straßenoberfläche in einer Abwärtsrichtung groß sind, und falls eine Entscheidung getroffen ist, daß DELTA B nicht größer als DELTA B&sub0; ist, geht die Steuerung zur Schritt 101 über, während im Falle einer Entscheidung, das DELTA B größer als DELTA B&sub0; ist, geht die Steuerung zu Schritt 109 übergeht.
In Schritt 109 wird die Ausgangsgröße F der elektronischen Steuereinrichtung, die dem Addierer eines jeden Servobetätigungsglieds zugeführt wird, durch Variieren der Kraftverlaufsmuster für jedes Betätigungsglied gemäß Fig. 6 (Kompression) entsprechend einem Kraftverlaufsmuster- Erzeugungsmodul für die Versetzungssteuerung in der Weise verändert, daß der versetzungsbetrag aus einer Grundstellung der Karosserie gemäß Fig. 6 verändert wird, worauf die Steuerung zu Schritt 101 übergeht.
In Schritt 110 wird eine Überprüfung durchgeführt, ob die in Schritt 103 berechnete Geschwindigkeit Vb nicht größer als ein bestimmter Wert -Vb&sub0; ist, d.h. ob die Kompression des Betätigungsglieds schnell erfolgt oder nicht, und im Falle einer Entscheidung, daß Vb kleiner oder gleich -Vb&sub0; ist, geht die Steuerung zu Schritt 111, während bei einer Entscheidung, daß nicht zutrifft, daß Vb infolge einer geringen Neigung der Straßenoberfläche kleiner oder gleich -Vb&sub0; ist, die Steuerung zu Schritt 116 übergeht.
In Schritt 111 wird eine Überprüfung durchgeführt, ob der in Schritt 101 eingelesene Hubbewegungsbetrag nicht größer als ein bestimmter Wert -Bm ist, d.h. ob die Kompression des Betätigungsglieds übermäßig ist, und im Falle einer Entscheidung, daß B kleiner oder gleich -Bm ist, geht die Steuerung zu Schritt 113 über, der relevant ist für eine Straßenoberfläche mit erheblichem Anstieg oder einer ansteigenden Unebenheit in der Straßenoberfläche, während bei einer Entscheidung, daß es nicht zutrifft, daß B kleiner oder gleich -Bm ist, die Steuerung zu Schritt 112 übergeht in Folge einer geringen Unebenheit der Straßenoberfläche.
In Schritt 112 wird die Ausgangsgröße F der elektronischen Steuereinrichtung, die dem Addierer jedes Betätigungsglieds zugeführt wird, in ihrem Wert entsprechend einem Kraftverlaufsmuster-Erzeugungsmodul (unveränderte Geschwindigkeit) aufrecht erhalten, und die Steuerung geht sodann zu Schritt 101 über.
In Schritt 113 wird die Ausgangsgröße F der elektronischen Steuereinrichtung, die dem Addierer jedes Servobetätigungsglieds zugeführt wird, durch Verändern der Kraftverlaufsmuster für jedes Betätigungsglied gemäß Fig. 5 (Expansion) entsprechend einem Kraftverlaufsmuster-Erzeugungsmodul für eine Geschwindigkeitssteuerung in der Weise verändert, daß die absolute Geschwindigkeit der Karosserie gemäß Fig. 5 verändert wird, worauf die Steuerung zu Schritt 114 übergeht.
In Schritt 114 wird eine Überprüfung durchgeführt, ob der in Schritt 102 berechnete Schwankungsbetrag DELTA B der Hubbewegungen kleiner als ein bestimmter Wert -DELTA B&sub0; ist, d.h. ob die Straßenoberfläche in Aufwärtsrichtung große vertikale Schwankungen aufweist, und wenn eine Entscheidung getroffen wird, daß DELTA B nicht kleiner als -DELTA B&sub0; ist, geht die Steuerung zu Schritt 101 zurück, während bei einer Entscheidung, daß es zutrifft, daß DELTA B als -DELTA B&sub0; ist, die Steuerung zu Schritt 115 übergeht.
In Schritt 115 wird die Ausgangsgröße F der elektronischen Steuereinrichtung, die dem Addierer jedes Servobetätigungsglieds zugeführt wird, durch Verändern der Kraftverlaufsmuster für jedes Betätigungsglied gemäß Fig. 7 (Expansion) entsprechend einem Kraftverlaufsmuster-Erzeugungsmodul für eine Versetzungssteuerung in der Weise variiert, daß der Versetzungsbetrag aus einer Grundstellung der Karosserie gemäß Fig. 7 verändert wird, worauf die Steuerung zu Schritt 101 übergeht.
In Schritt 116 wird eine Überprüfung durchgeführt, ob der absolute Betrag des in Schritt 103 berechneten Geschwindigkeitsmittelwerts Vb zumindest einen Minimalgeschwindigkeitswert Vbm annimmt, und im Falle einer Entscheidung, daß der absolute Wert von Vb größer oder gleich Vbm ist, geht die Steuerung zu Schritt 117 über, während im Falle einer Entscheidung, daß es nicht zutrifft, daß der absolute Wert von Vb größer oder gleich Vbm ist, die Steuerung zu Schritt 120 übergeht.
In Schritt 117 wird eine Überprüfung durchgeführt, ob DELTA B positiv ist, d.h. ob sich das Betätigungsglied in einem Expansionsvorgang befindet, und im Falle einer Entscheidung, daß DELTA B größer als 0 ist, geht die Steuerung zu Schritt 118 über, während bei einer Entscheidung, daß es nicht zutrifft, daß DELTA B größer als 0 ist, die Steuerung zu Schritt 119 übergeht.
In Schritt 118 wird die Ausgangsgröße der elektronischen Steuereinrichtung, die dem Addierer jedes Servobetätigungsglieds zugeführt wird, durch Verändern des Kraftverlaufsmuster für jedes Betätigungsglied gemäß Fig. 3 (Kompression) entsprechend einem Kraftverlaufsmuster-Erzeugungsmodul für eine Geschwindigkeitssteuerung in der Weise verändert, daß die absolute Geschwindigkeit der Karosserie gemäß Fig. 8 verändert wird, worauf die Steuerung zu Schritt 101 übergeht.
In Schritt 119 wird die Ausgangsgröße der elektronischen Steuereinrichtung, die dem Addierer jedes Servobetätigungsglieds zugeführt wird durch Verändern der Kraftverlaufsmuster für jedes Betätigungsglied gemäß Fig. 9 (Expansion) entsprechend einem Kraftverlaufsmuster-Erzeugungsmodul für eine Geschwindigkeitssteuerung in der Weise verändert, daß die absolute Geschwindigkeit der Karosserie gemäß Fig. 9 verändert wird, worauf die Steuerung zu Schritt 101 übergeht.
In Schritt 120 wird eine Überprüfung durchgeführt, ob der absolute Wert des Hubbewegungsbetrags B zumindest einen bestimmten Minimalwert Bm, d.h. ob der Versetzungsbetrag des Kolbens in bezug auf den Zylinder größer als ein bestimmter Bereich ist, und im Falle einer Entscheidung, daß der absolute Wert des Hubbewegungsbetrags B größer oder gleich Bm ist, geht die Steuerung zu Schritt 122 über, während im Falle einer Entscheidung, daß dies nicht zutrifft, der absolute Wert des Hubbewegungsbetrags B größer oder gleich Bm ist, die Steuerung zur Schritt 121 übergeht.
In Schritt 121 wird die Ausgangsgröße F der elektronischen Steuereinrichtung, die dem Addierer jedes Servobetätigungsglieds zugeführt wird, entsprechend einem Kraftverlaufsmuster-Erzeugungsmodul (unveränderte Geschwindigkeit) unverändert aufrechterhalten, und die Steuerung geht zu Schritt 101 über.
In Schritt 122 wird eine Überprüfung durchgeführt, ob der in Schritt 102 eingelesene Hubbewegungsbetrag B positiv ist, d.h. ob sich das Betätigungsglied in einem Expansionszustand derart befindet, daß sich der Kolben in einer Stellung unter der Grundstellung befindet, und wenn eine Entscheidung getroffen ist, daß B größer als 0 ist, die Steuerung zu Schritt 123 übergeht, während im Falle einer Entscheidung, daß es nicht zutrifft, daß B größer als 0 ist, die Steuerung zu Schritt 124 übergeht.
In Schritt 123 wird die Ausgangsgröße F der elektronischen Steuereinrichtung, die dem Addierer jedes Servobetätigungsglieds zugeführt wird, durch Variieren der Kraftverlaufsmuster für jedes Betätigungsglied gemäß Fig. 10 (Kompression) entsprechend einem Kraftverlaufsmuster-Erzeugungsmodul für eine Versetzungssteuerung in der Weise verändert, daß der Versetzungsbetrag der Karosserie aus einer Grundstellung gemäß Fig. 10 verändert wird, worauf die Steuerung zu Schritt 101 übergeht.
In Schritt 124 wird die Ausgangsgröße F der elektronischen Steuereinrichtung, die dem Addierer jedes Servobetätigungsglieds zugeführt wird, durch Verändern der Kraftverlaufsmuster für jedes Betätigungsglied gemäß Fig. 11 (Expansion) entsprechend einem Kraftverlaufsmuster-Erzeugungsmodul für eine Versetzungssteuerung in der Weise verändert, daß der Versetzungsbetrag aus einer Grundstellung der Karosserie gemäß Fig. 11 verändert wird, worauf die Steuerung zu Schritt 101 übergeht.
Dabei können die Schritte 108 und 114 übergangen werden, so daß nach Ablauf der Schritte 107 und 113 die Steuerung jeweils zu den Schritten 109 und 115 übergeht. Es ist anzumerken, daß Bm in den Schritten 105 und 111 und Bm in Schritt 120 unterschiedliche Werte annehmen können. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn ersterer Wert Bml und letzterer Wert Bm2 ist, wobei vorzugsweise Bm1 kleiner als Bm2 ist.
Wie in Fig. 12 und in Fig. 13 gezeigt, ist der Nickbewegungs- Steuerungsablauf des Mikrocomputers 33 und der Steuerungsablauf des Mikrocomputers 36 im wesentlichen gleich dem Steuerungsablauf gemäß Fig. 3. In den Ablaufdiagrammen der Fig. 12 und 13 ist der Hubbewegungsbetrag B im Ablaufdiagramm gemäß Fig. 3 jeweils ersetzt durch einen Nickbewegungsbetrag P und einen Rollbewegungsbetrag R, der Hubbewegungs- Schwankungsbetrag DELTA B ist ersetzt durch jeweils einen Nickbewegungs-Schwankungsbetrag DELTA P und einen Rollbewegungs-Schwankungsbetrag DELTA R, und die Hubbewegungs- Schwankungsrate Vb ist jeweils ersetzt durch eine Nickbewegungs-Schwankungsrate Vp und eine Rollbewegungs- Schwankungsrate Vr. In gleicher Weise ist der Standardwert Vb&sub0; jeweils ersetzt durch Vp&sub0; und Vr&sub0;, Vbm ist jeweils durch Vpm und Vrm, Bm ist jeweils durch Pm und Rm, DELTA B&sub0; ist jeweils ersetzt durch DELTA P&sub0; und DELTA R&sub0;, und die Beziehung zwischen Expansion und Kompression ist entgegengesetzt zu der in Fig. 3.
Darüber hinaus ist im Ablaufdiagramm gemäß Fig. 12 die Expansion oder Kompression in den Geschwindigkeits- oder Versetzungssteuerungsschritten gekennzeichnet durch die Servobetätigungsglieder der vorderen Räder, und die Kennzeichnungen der Servobetätigungsglieder der hinteren Räder erhalten eine Vorzeichenumkehr durch die Addierer 42 und 43, so daß sie entsprechend zu Kompressionen und Expansionen werden. In gleicher Weise sind im Ablaufdiagramm von Fig. 13 die Expansionen oder Kompressionen in den Geschwindigkeits- oder Versetzungssteuerungsschritten ein Kennzeichen in bezug auf die Servobetätigungsglieder für das rechte vordere und hintere Rad und die Kennzeichen für die Servobetätigungsglieder der linken vorderen und hinteren Räder erhalten eine Vorzeichenumkehr durch die Addierer 41 und 43, so daß sie jeweils zur Kcmpressionen und Expansionen werden.
Nachstehend wird nun die Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels des vorstehend beschriebenen Aufbaus unter Berücksichtigung folgender Fälle näher erläutert: (a) das Fahrzeug fährt auf einer ebenen Straße, (b) das Fahrzeug fährt auf einer Straße mit kleinen Unebenheiten, so daß die vertikale Versetzung der Straßenoberfläche innerhalb der vertikalen Stoßbelastbarkeitsgrenzen des Kolbens jedes Betätigungsglieds liegt, (c) das Fahrzeug fährt auf einen steilen Berg oder auf einer unebenen Straße, (d) das Fahrzeug fährt auf einer schiefen Ebene, wobei die vertikale Versetzung der Straßenoberfläche allmählich ansteigt, (e) das Fahrzeug fährt auf einer schiefen Ebene, wobei die vertikale Versetzung der Straßenoberfläche stark ansteigt, und (f) das Fahrzeug fährt auf einer Straße, bei der Neigungen nach links und nach rechts in bezug auf die Fahrtrichtung schwanken.

(a) Das Fahrzeug fährt auf einer ebenen Straße

In diesem Fall wird im Ablaufdiagramm gemäß Fig. 3 in den Schritten 104, 110, 116 und 120 keine Entscheidung getroffen, wobei in den entsprechenden Schritten der Ablaufdiagramme der Fig. 12 und 13 ebenfalls keine Entscheidung getroffen wird; in den Schritten 121, 221 und 321 wird die Ausgangsgröße F der elektronischen Steuereinrichtung, die dem Addierer jedes Servobetätigungsglieds zugeführt wird, unverändert aufrechterhalten, und, da die auf das Fahrzeug durch jedes Betätigungsglied einwirkende Kraft nicht verändert wird, wird die Karosserie in ihrem gegenwärtigen Fahrverhalten bzw. Fahrzustand durch ihre Massenträgheit (bspw. in einem Zustand horizontaler Bewegung im Falle einer horizontalen Fahrt) aufrechterhalten, und daher wird in jedem Betätigungsglied keine relative Bewegung des Zylinders und Kolbens auftreten, d.h. das Fahrzeug wird seine Fahrt fortsetzen, ohne eine relative Versetzung der Karosserie in bezug auf die Straßenoberfläche.

(b) Das Fahrzeug fährt auf einer Straße mit kleinen Unebenheiten

Fährt das Fahrzeug auf dem abfallenden Teil einer Straßenoberfläche mit kleinen Unebenheiten, dann erfolgen die vertikalen Versetzungen der Fahrzeugräder mit hoher Geschwindigkeit, und der Hubbewegungsbetrag B, der Nickbewegungsbetrag P und der Rollbewegungsbetrag R, die aus den Summen und Differenzen der Fahrzeughöhen der mit den jeweiligen unterschiedlichen Fahrzeugsrädern korrespondierenden Abschnitte berechnet werden, werden sich ebenfalls schnell ändern. Da jedoch ihr Schwankungsbereich klein sein wird, wird in den Schritten 104 oder 110, den Schritten 204 oder 210 und den Schritten 304 oder 310 eine JA- Entscheidung getroffen, und in den Schritten 105 oder 111, den Schritten 205 oder 211 und den Schritten 305 oder 311 eine NEIN-Entscheidung getroffen, so daß daher in den Schritten 106 oder 112, den Schritten 206 oder 212 und den Schritten 306 oder 312 die Ausgangsgröße F der elektronischen Steuereinrichtung, die dem Addierer jedes Servobetätigungsglieds zugeführt wird, unverändert aufrechterhalten wird. Daher wird die durch jedes Betätigungsglied auf die Karosserie einwirkende Kraft nicht geändert, so daß im Ergebnis die Karosserie in ihrem gegenwärtigen Bewegungszustand durch ihre Massenträgheit verbleibt und das Fahrzeug seine Fahrt fortsetzt, wobei die Fahrzeugräder lediglich den Unebenheiten in der Straßenoberfläche folgen. D.h., die Fahrzeugräder werden beim Folgen der Unebenheiten der Straßenoberfläche in vertikaler Richtung versetzt, wobei in diesem Fall ebenso wie im Fall (a) das Fahrzeug nicht in vertikaler Richtung schwingen wird.

(c) Das Fahrzeug fährt auf einer steilen Steigung

Ändert sich der Fahrzustand eines Fahrzeugs von einer Fahrt über eine horizontale Straße zu einer Fahrt über einen abfallenden Teil einer Straßenoberfläche, wie einen steil abfallenden Weg oder Unebenheiten, dann wird in den Schritten 104 und 105 eine JA-Entscheidung getroffen, und in Schritt 107 wird die absolute Geschwindigkeit der Karosserie entsprechend einem Kraftverlaufsmuster-Erzeugungsmodul für eine Geschwindigkeitssteuerung (Kompression K groß), derart gesteuert, daß die Karosserie nach unten mit einer relativ großen Kraft gesteuert wird, und eine nach unten gerichtete Geschwindigkeitskomponente auf die Karosserie einwirkt. In Schritt 104 wird eine NEIN-Entscheidung, in den Schritten 210 und 211 eine JA-Entscheidung getroffen und in Schritt 213 entsprechend einem Kraftverlaufsmuster-Erzeugungsmodul für eine Geschwindigkeitssteuerung (Kompression, K groß) wird die absolute Geschwindigkeit der Karosserie derart gesteuert, daß der vordere Abschnitt der Karosserie nach unten mit einer relativ großen Kraft angetrieben wird, und der hintere Abschnitt der Karosserie nach oben mit einer relativ großen Kraft angetrieben wird, und eine Geschwindigkeitskomponente auf die Karosserie derart einwirkt, daß sich der vordere Teil des Fahrzeugs nach unten zu dem Nickzentrum bewegt. Die Karosserie wird somit in eine Stellung gebracht, in der sie im wesentlichen parallel zur Straßenoberfläche der abfallenden schiefen Ebene ist.
Ist der vertikale Versetzungsbetrag der befahrenen Straßenoberfläche groß, dann erfolgt in den Schritten 108 und 214 eine JA-Entscheidung, so daß in den Schritten 109 und 115 entsprechend einem Kraftverlaufsmuster-Erzeugungsmodul für eine Versetzungssteuerung (Kompression), eine Fahrzeughöhenanpassung zur Verminderung des Versetzungsbetrags des Kolbens oder, mit anderen Worten, eine Fahrzeughöhen-Verminderungsanpassung durchgeführt wird, und eine Nickbewegungsanpassung zur Kompensation der vorderen Aufwärtsbewegung der Karosserie in bezug auf die Straßenoberfläche erfolgt. Sind die vertikalen Versetzungsbeträge der Straßenoberfläche klein, so geht die Steuerung zu Schritt 101 über.
Ändert sich der Fahrzustand des Fahrzeugs von einer horizontalen Fahrt zu einer Fahrt über einen ansteigenden Teil einer Straßenoberfläche, wie bspw. einem steilen Hügel oder Unebenheiten, dann wird in Schritt 104 eine NEIN-Entscheidung und in den Schritten 110 und 111 eine JA-Entscheidung getroffen, und die absolute Geschwindigkeit der Karosserie wird in Schritt 113 entsprechend einem Kraftverlaufsmuster- Erzeugungsmodul für eine Geschwindigkeitssteuerung (Expansion, K groß) derart gesteuert, daß die Karosserie mit einer großen aufwärts gerichteten Kraft angetrieben wird, und eine aufwärts gerichtete Geschwindigkeitskomponente auf die Karosserie einwirkt. In den Schritten 204 und 205 wird eine JA-Entscheidung getroffen, und die absolute Geschwindigkeit der Karosserie wird in Schritt 207 entsprechend einem Kraftverlaufsmuster-Erzeugungsmodul für eine Geschwindigkeitssteuerung (Expansion, K groß) derart gesteuert, daß der vordere Abschnitt der Karosserie nach oben angetrieben wird, und der hintere Abschnitt der Karosserie nach unten angetrieben wird, und eine Geschwindigkeitskomponente auf die Karosserie in der Weise einwirkt, daß sich der vordere Teil des Fahrzeugs um das Nickzentrum nach oben bewegt. Auf diese Weise wird die Karosserie im wesentlichen in einen Zustand parallel zur Straßenoberfläche auf einer ansteigenden schiefen Ebene gebracht.
Treten in der zu befahrenen Straßenoberfläche größere vertikale Versetzungen auf, wird in den Schritten 114 und 208 eine JA- Entscheidung getroffen, so daß in den Schritten 115 und 209 entsprechend einem Kraftverlaufsmuster-Erzeugungsmodul für eine Versetzungssteuerung (Expansion) eine Fahrzeughöhenanpassung zur Vergrößerung des Versetzungsbetrags des Kolbens, d.h. eine Fahrzeughöhen-Vergrößerungsanpassung durchgeführt wird, und es wird eine Nickbewegungsanpassung durchgeführt zur Kompensation der Abwärtsbewegung des vorderen Abschnitts der Karosserie in bezug auf die Straßenoberfläche. Sind jedoch die vertikalen Versetzungsbeträge der Straßenoberfläche klein, geht die Steuerung zu Schritt 101 über.
Fährt somit das Fahrzeug auf einer plötzlich ansteigenden schiefen Ebene, wirkt eine vertikale Geschwindigkeitskomponente auf die Karosserie ein, wodurch es der Karosserie möglich ist, einen Bewegungszustand auf einer schiefen Ebene infolge der Massenträgheit einzunehmen, und die Karosserie wird in einem Zustand parallel zur Straßenoberfläche der schieben Ebene gehalten. Ändert sich nun die Neigung der schiefen Ebene um mehr als einen bestimmten Betrag, dann ändert sich die Geschwindigkeitskomponente der vertikalen Bewegung der Karosserie entsprechend der Neigung der schiefen Ebene und das Fahrzeug fährt somit sanft auf der geneigten Straße mit der parallel zur Straßenoberfläche ausgerichteten Karosserie.
Ist die Neigung der geneigten Straße im wesentlichen konstant und fährt das Fahrzeug bereits in einem Fahrzustand auf der geneigten Straße infolge der Massenträgheit mit der parallel zur Straßenoberfläche ausgerichteten Karosserie, dann wird in den Schritten 104 und 110 eine NEIN-Entscheidung und in den Schritten 204 und 210 eine NEIN-Entscheidung getroffen, und die Steuerung bzw. Regelung wird in gleicher Weise wie im vorstehend beschriebenen Fall (a) oder in den nachstehend beschriebenen Fällen (d) und (e) durchgeführt. Ist die Neigung der geneigten Straße bzw. schiefen Ebene im wesentlichen konstant und sind die Unebenheiten in der Straßenoberfläche klein, dann wird in den Schritten 104 und 110 und den Schritten 204 und 210 eine JA-Entscheidung getroffen, wogegen in den Schritten 105 und 111 und den Schritten 205 und 211 eine NEIN-Entscheidung getroffen wird, und die Steuerung in der gleichen Weise wie im vorstehend beschriebenen Fall (b) durchgeführt wird, so daß daher die vertikale Bewegung des über Unebenheiten in der Straßenoberfläche rollenden Fahrzeugsrads nicht zur Karosserie übertragen wird.

(d) Das Fahrzeug fährt über eine relativ sanft geneigte Straße

In diesem Fall wird in den Schritten 104 und 110 und in den Schritten 204 und 210 eine NEIN-Entscheidung und in den Schritten 116 und 216 eine JA-Entscheidung getroffen. Fährt das Fahrzeug auf einem abfallenden Teil einer geneigten Straße, dann wird in Schritt 117 eine JA-Entscheidung getroffen und in Schritt 118 entsprechend einem Kraftverlaufsmuster-Erzeugungsmodul für eine Geschwindigkeitsteuerung (Kompression) eine Steuerung durchgeführt, bei der eine Kompression auf jedes Betätigungsglied einwirkt, d.h. bei der eine abwärts gerichtete Geschwindigkeitskomponente auf die Karosserie einwirkt, während in Schritt 217 eine NEIN- Entscheidung getroffen wird und in Schritt 219 entsprechend einem Kraftverlaufsmuster-Erzeugungsmodul für eine Geschwindigkeitssteuerung (Kompression) eine Geschwindigkeitskomponente auf die Karosserie derart einwirkt, daß der vordere Teil des Fahrzeugs nach unten und der hintere Teil des Fahrzeugs nach oben angetrieben wird, und somit die Karosserie in einen parallel zur Straßenoberfläche ausgerichteten Zustand gebracht wird.
Andererseits wird in dem Fall, daß das Fahrzeug auf dem ansteigenden Teil einer geneigten Straße fährt, in Schritt 117 eine NEIN-Entscheidung getroffen, und in Schritt 119 entsprechend einem Kraftverlaufsmuster-Erzeugungsmodul für eine Geschwindigkeitssteuerung (Expansion), eine Steuerung derart ausgeführt, daß auf jedes Betätigungsglied eine Expansion einwirkt, d.h. daß auf die Karosserie eine aufwärts gerichtete Geschwindigkeitskomponente wirkt, während im Schritt 217 eine JA-Entscheidung getroffen wird und im Schritt 118 entsprechend einem Kraftverlaufsmuster-Erzeugungsmodul für eine Geschwindigkeitssteuerung (Expansion) eine Geschwindigkeitskomponente auf die Karosserie in der Weise wirkt, daß der vordere Teil des Fahrzeugs aufwärts und der hintere Teil des Fahrzeugs abwärts angetrieben wird, und daher die Karosserie in einen zur Straßenoberfläche parallelen Zustand gebracht wird.
Wenn somit das Fahrzeug auf einer relativ sanft ansteigend geneigten Straße fährt, wird das Fahrzeug auf der geneigten Straße infolge der Massenträgheit mit einer parallel zur Straßenoberfläche ausgerichteten Karosserie fahren, da auf die Karosserie eine Geschwindigkeitskomponente in vertikaler Richtung wirkt, so daß die geneigte Straße in sanfter Weise von dem Fahrzeug befahren wird.

(e) Das Fahrzeug fährt auf einer stark geneigten Straße

In diesem Fall wird in den Schritten 104, 110, 116, 204, 210 und 216 eine NEIN-Entscheidung und in den Schritten 120 und 220 eine NEIN-Entscheidung getroffen, wenn der Hubbewegungsbetrag und der Nickbewegungsbetrag innerhalb bestimmter Grenzen liegen, sowie in den Schritten 121 und 221 die Ausgangsgröße F der elektronischen Steuereinrichtung, die dem Addierer jedes Servobetätigungsglieds zugeführt wird, auf einem unveränderten Wert aufrechterhalten, wodurch die Steuerung in der Weise erfolgt, daß die Karosserie durch ihre Massenträgheit in ihrem gegenwärtigen Bewegungszustand verbleibt, obwohl das Fahrzeugrad auf der Oberfläche der geneigten Straße versetzt wird. Liegen jedoch der Hubbewegungsbetrag und der Nickbewegungsbetrag außerhalb dieser Grenzen, dann wird in den Schritten 120 und 220 eine JA-Entscheidung getroffen.
Fährt in diesem Fall das Fahrzeug auf einer abfallenden Straße, dann wird in Schritt 122 eine JA-Entscheidung getroffen und es wird in Schritt 123 entsprechend einem Kraftverlaufsmuster- Erzeugungsmodul für eine Versetzungssteuerung (Kompression) eine Fahrzeugshöhenanpassung zur Verminderung des Versetzungsbetrags des Kolbens, d.h. eine Fahrzeughöhen- Verminderungsanpassung durchgeführt, während im Schritt 222 eine NEIN-Entscheidung getroffen wird und im Schritt 224 entsprechend einem Kraftverlaufsmuster-Erzeugungsmodul für eine Versetzungssteuerung (Kompression) die Fahrzeughöhe des vorderen Teils der Karosserie vermindert und die Fahrzeughöhe des hinteren Teils der Karosserie vergrößert wird, und somit das Fahrzeug in einen zur Straßenoberfläche parallelen Zustand gebracht wird.
Fährt das Fahrzeug andererseits auf einer ansteigenden Straße, dann wird in Schritt 122 eine NEIN-Entscheidung getroffen und in Schritt 124 entsprechend einem Kraftverlaufsmuster- Erzeugungsmodul für eine Versetzungssteuerung (Expansion) eine Fahrzeughöhenanpassung zur Vergrößerung des Versetzungsbetrags des Kolbens, d.h. eine Fahrzeughöhen-Vergrößerungsanpassung durchgeführt, während in Schritt 222 eine JA-Entscheidung getroffen wird und in Schritt 223 entsprechend einem Kraftverlaufsmuster-Erzeugungsmodul für eine Versetzungssteuerung (Expansion) die Fahrzeughöhe des vorderen Teils der Karosserie und die Fahrzeughöhe des hinteren Teils der Karosserie verkleinert wird, so daß die Karosserie in einen zur Straßenoberfläche parallelen Zustand gebracht wird.
Wenn somit das Fahrzeug auf einer extrem ansteigenden schiefen Ebene fährt, wird der Fahrzustand der Karosserie unverändert aufrechterhalten, wenn die Kolbenbewegungen des Betätigungsglieds innerhalb der Grenzen liegt. Werden jedoch die Stoßbelastbarkeitsgrenzen des Kolbens überschritten, wird eine Fahrzeughöhenvergrößerungs- oder -verminderungsanpassung durchgeführt, wodurch eine Fahrt des Fahrzeugs mit einer parallel zur Straßenoberfläche ausgerichteten Karosserie gewährleistet ist.

(f) Das Fahrzeug fährt auf einer Straßenoberfläche mit veränderlichen Neigungen nach links und nach rechts in bezug auf die Fahrtrichtung

Ist die Schwankung der Neigung in der straßenoberfläche nach links oder nach rechts groß, dann wird entsprechend der Neigungsrichtung in der Straßenoberfläche in den Schritten 304 oder 310 und in den Schritten 305 oder 311 jeweils eine JA- Entscheidung getroffen, worauf dann jeweils in den Schritten 307 oder 313 entsprechend einem Kraftverlaufsmuster- Erzeugungsmodul für eine Geschwindigkeitssteuerung (Kompression, K groß) oder eine Geschwindigkeitssteuerung (Expansion, K groß) eine relativ große Geschwindigkeitskomponente auf die Karosserie in der Rollbewegungsrichtung einwirkt, so daß die Karosserie den Schwankungen in der Neigung der Straßenoberfläche folgt. Ist die Schwankungsrate der Neigung in der Straßenoberfläche nach links und nach rechts gering, dann wirkt in den Schritten 318 oder 319 in Abhängigkeit von der Richtung der Schwankungen entsprechend einem Kraftverlaufsmuster-Erzeugungsmodul für eine Geschwindigkeitssteuerung (Kompression) oder eine Geschwindigkeitssteuerung (Expansion) eine Geschwindigkeits komponente auf die Karosserie in der Rollbewegungsrichtung derart ein, daß die Karosserie den Schwankungen der Neigung der Straßenoberfläche folgt und somit das Fahrzeug mit einer parallel zur Straßenoberfläche ausgerichteten Karosserie fährt.
Wenn darüber hinaus die Schwankung der Neigung in der Straßenoberfläche von rechts nch links relativ klein ist, dann wird in den Schritten 309, 315, 323 oder 324 in Abhängigkeit von der Schwankungsrichtung eine Kraftfahrzeug- Höhenanpassung mit einer Vergrößerung oder Verkleinerung auf der linken oder rechten Seite der Karosserie entsprechend der Schwankungsrichtung der Neigung der Straßenoberfläche derart durchgeführt, daß die Karosserie parallel zur Straßenoberfläche ausgerichtet ist und somit die Karosserie im wesentlichen parallel zur Straßenoberfläche geführt wird, und wenn die Neigung in der Straßenoberfläche von links nach rechts sehr klein ist, wird eine Fahrzeughöhenanpassung auf der rechten oder linken Seite der Karosserie nicht durchgeführt und das Fahrzeug verbleibt in seinem gegenwärtigen Zustand.
Fährt das Fahrzeug auf einer ansteigenden oder abfallenden und in den Kurven ausgebauten Straße, dann wird die Steuerung der Karosserie entsprechend den Kombinationen der Fälle (c), (d) oder (e) und (f) durchgeführt.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung wird die Stützkraft von jedem Betätigungsglied auf die Karosserie natürlicherweise nicht nur in dem Fall einer Fahrt des Fahrzeugs über eine ebene Straße nicht vergrößert oder verkleinert, sondern auch in dem Fall, daß das Fahrzeug auf einer Straßenoberfläche mit kleinen Unebenheiten fährt, wobei das Fahrzeugrad über die Unebenheiten in der Straßenoberfläche läuft, während die Karosserie infolge ihrer Massenträgheit (bspw. im Fall einer horizontalen Fahrt, in einem horizontalen Fahrzustand) in ihrem gegenwärtigen Fahrzustand aufrechterhalten wird. Befährt das Fahrzeug jedoch eine schiefe Ebene oder ähnliches, dann wird auf jedes Fahrzeugrad der Karosserie eine vertikale Versetzung entsprechend den vertikalen Versetzungen der schiefen Ebene oder eine vorgegebene vertikale Beschleunigung und Verzögerung einwirken, so daß das Fahrzeug mit einer zur Straßenoberfläche parallel ausgerichteten Karosserie und den vertikalen Versetzungen der schiefen Ebene folgend fährt. Auch wenn kleinere Unebenheiten in der Straßenoberfläche der schiefen Ebene auftreten, wird das Fahrzeugrad auf den Unebenheiten der Straßenoberfläche fahren, wobei jedoch der gegenwärtige Fahrzustand der Karosserie infolge ihrer Massenträgheit (Fahrzustand, der der gesamten Neigung der geneigten Straßenoberfläche folgt) aufrechterhalten wird, so daß im Ergebnis, wie auch immer die vertikalen Versetzungen der Straßenoberfläche auftreten, das Fahrzeugrad in der Lage ist, auf ihnen zu fahren, und somit der Fahrkomfort des Fahrzeugs wesentlich verbessert ist im Vergleich zu dem Fall einer konventionellen Radaufhängung mit Federn oder einer Radaufhängung, wie sie in den vorstehend angegebenen Druckschriften beschrieben ist.
Im vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Kraftverlaufsmuster der Kraftverlaufsmuster-Erzeugungsmodule der Schritte 107 usw. der Ablaufdiagramme von Fig. 3, Fig. 12 und Fig. 13 jeweils konstant, wobei jedoch auch in der vorliegenden Ausgestaltung jedes Modul eine Vielzahl von Kraftverlaufsmustern bestimmt, die in einem Festwertspeicher des Mikrocomputers abgespeichert werden können, und sodann entsprechende angemessene Kraftverlaufsmuster bspw. in den Schritten 107 und 113 entsprechend der Größe des absoluten Werts des Hubbewegungsbetrags B und des absoluten Werts des Schwankungsbetrags DELTA B, in den Schritten 109 und 115 entsprechend der Größe des absoluten Werts des Schwankungsbetrags DELTA B, in den Schritten 118 und 119 entsprechend der Größe des absoluten Werts der Hubbewegungsschwankungsrate Vb und in den Schritten 123 und 124 entsprechend der Größe des absoluten Werts des Hubbewegungsbetrags B ausgewählt werden können.
Darüber hinaus kann in den Nickbewegungs- und Rollbewegungssteuerungen gemäß den Ablaufdiagrammen in Fig. 12 und Fig. 13 die aktive Radaufhängung derart ausgestaltet werden, daß nur jeweils eins der entsprechenden vorderen und hinteren Fahrzeugräder und der entsprechenden linken und rechten Fahrzeugräder vertikal bewegt wird, und die Bewegungssteuerung der Karosserie in einer genaueren Weise durchgeführt werden kann, indem der Einlesevorgang des Hubbewegungsbetrags B usw. durch Interrupt-Anforderungen mit einer kürzeren Periode als die Takt- bzw. Zykluszeit des Steuerungsablaufs durchgeführt wird und der Mittelwert für den Hubbewegungsbetrag B usw. benutzt wird.
Ferner können die Mikrocomputer 30, 33 und 36 durch einen einzelnen Mikrocomputer ersetzt werden, der die Steuerungsabläufe, wie sie in Fig. 3, Fig. 12 und Fig. 13 gezeigt sind, zeitlich nacheinander verarbeitet. Die durch Teile der analog aufgebauten elektronischen Steuereinrichtung durchgeführten Rechnungen können auch digital durch einen oder mehrere Mikro computer durchgeführt werden, und die elektronische Steuereinrichtung gemäß Fig. 3 kann derart ausgestaltet werden, daß die Verstärkung der Verstärker 28, 31 und 34 durch die Fahrzeuginsassen einstellbar ist, so daß die Hubbewegungs-, Nickbewegungs- und Rollbewegungssteuerung der Karosserie entsprechend dem Geschmack der Fahrzeuginsassen angepaßt werden kann.
Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend in Einzelheiten mit Bezug auf ein spezielles Ausführungsbeispiel beschrieben, wobei die Erfindung jedoch nicht darauf beschränkt ist und es für den Fachmann selbstverständlich ist, daß auf der Basis des
in den beiliegenden Patentansprüchen definierten Schutzbereichs der Erfindung unterschiedliche Ausführungsbeispiele möglich sind.

Claims

1. Eine aktive Radaufhängung für ein Fahrzeug mit einer Karosserie (3), einem vorderen rechten Rad, einem vorderen linken Rad, einem hinteren rechten Rad und einem hinteren linken Rad,

einer Vielzahl von Zylinder-Kolben-Betätigungsgliedern (4), wobei jedes eine Stützkraft zur Abstützung der Karosserie (3) gegen jedes entsprechende Rad erzeugt,

einer Vielzahl von Fahrzeughöhenerfassungseinrichtungen zur Erfassung von Fahrzeughöhen (Hfr, Hfl, Hrr und Hrl) von Teilen der Karosserie (3) bezüglich des vorderen rechten Rads, des vorderen linken Rads, des hinteren rechten Rads und des hinteren linken Rads, und

eine Berechnungssteuereinrichtung (20), die Signale der Fahrzeughöhenerfassungseinrichtung empfängt, auf der Basis dieser Signale einen Hubbewegungsbetrag (B) und einen Nickbewegungsbetrag (P) bezüglich einer Straßenoberfläche und einer Grundstellung der Karosserie (3) gemäß den Gleichungen:

B = Kb x (Hfr + Hfl + Hrr + Hrl - 4 H)

P = Kp x {(Hrr + Hrl) - (Hfr + Hfl)}

berechnet (wobei Kb und Kp positive Koeffizienten sind, und H der Mittelwert der Grundfahrzeughöhen der Teile der Karosserie in Bezug auf die entsprechenden Räder (2) und die Grundstellung der Karosserie (3) ist),

auf der Basis des Hubbewegungsbetrags (B) und des Nickbewegungsbetrags (P) eine zur Verminderung des Hubbewegungsbetrags (B) und des Nickbewegungsbetrags (P) erforderliche Stützkraft für jedes Betätigungsglied (4) berechnet, und die Betätigungsglieder (4) auf der Basis des Berechnungsergebnisses zur Vergrößerung oder Verminderung der zwischen jedem Rad (2) und der Karosserie (3) durch jedes Betätigungsglied (4) herrschenden Kraft steuert, so daß, wenn der absolute Wert der Änderungsrate des Hubbewegungsbetrags ( Vb ) gleich oder größer einem vorbestimmten Wert (Vbo) und der absolute Wert des Hubbewegungsbetrags ( B ) kleiner als ein vorbestimmter Wert (Bm) ist, die zwischen dem korrespondierenden Rad (2) und der Karosserie (3) durch das Betätigungsglied (4) auftretende Hubsteuerkraft konstant gehalten wird, und wenn der absolute Wert der Änderungsrate des Nickbewegungsbetrags ( Vp ) gleich oder größer einem vorbestimmtem Wert (Vpo) ist und der absolute Wert des Nickbewegungsbetrags ( P ) kleiner als ein vorbestimmter Wert (Pm) ist, die zwischen dem korrespondierenden Rad (2) und der Karosserie (3) durch das Betätigungsglied (4) auftretende Nicksteuerkraft konstant gehalten wird.

2. Eine aktive Radaufhängung nach Anspruch 1, bei der, wenn der absolute Wert des Hubbewegungsbetrags ( B ) gleich oder größer als der vorbestimmte Wert (Bm) ist, die durch das Betätigungsglied (4) zwischen dem korrespondierenden Rad (2) und der Karosserie (3) herrschende Kraft zur Hubbewegungssteuerung geändert wird, zum Erzeugen einer zusätzlichen Beschleunigungskomponente in der Karosserie (3) in einer Richtung zur Aufhebung der Änderung des Hubbewegungsbetrags, und wenn der absolute Wert des Nickbewegungsbetrags ( P ) gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert (Pm) ist, die durch das Betätigungsglied (4) zwischen dem korrespondierenden Rad (2) und der Karosserie (3) herrschenden Kraft zur Nickbewegungssteuerung geändert wird zum Erzeugen einer zusätzlichen Beschleunigungskomponente in der Karosserie (3) in einer Richtung zur Aufhebung der Änderung des Nickbewegungsbetrags.

3. Eine aktive Radaufhängung nach Anspruch 2, bei der die zwischen dem korrespondierenden Rad (2) und der Karosserie (3) durch das Betätigungungsglied (4) herrschende Kraft zur Hubbewegungssteuerung geändert wird zur Erzeugung einer Änderung der Hubbewegung in Richtung einer Aufhebung der Änderung des Hubbewegungsbetrags, wenn der absolute Wert der Änderung des Hubbewegungsbetrags während einer vorbestimmten Zeitdauer ( Δ B ) größer als eine vorbestimmter Wert (Δ Bo) ist, und wenn der absolute Wert der Änderung des Nickbewegungsbetrags während einer vorbestimmten Zeitdauer ( Δ P ) größer als ein vorbestimmter Wert (Δ Po) ist, die zwischen dem korrespondierenden Rad (2) und der Karosserie (3) durch das Betätigungsglied (4) herrschende Kraft zur Nickbewegungssteuerung geändert wird zur Erzeugung einer Änderung des Nickbewegungsbetrags in Richtung auf einer Aufhebung der Änderung des Nickbewegungsbetrags.

4. Eine aktive Radaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Berechnungsteuereinrichtung aus den Signalen ferner einen Rollbewegungsbetrag (R) in Bezug auf die Straßenoberfläche und eine Grundstellung der Karosserie gemäß:

R = Kr x {(Hfl + Hrl) - (Hfr + Hrr)}

berechnet (wobei Kr ein positiver Koeffizient ist), auf der Basis des Hubbewegungsbetrags (B), des Nickbewegungsbetrags (P) und des Rollbewegungsbetrags (R) eine zur Verminderung des Hubbewegungsbetrags, des Nickbewegungsbetrags und des Rollbewegungsbetrags erforderliche Stützkraft für jedes Betätigungsglied (4) berechnet, und die Betätigungsglieder (4) entsprechend dem Berechnungsergebnis zur Vergrößerung oder Verkleinerung der zwischen jedem der Räder (2) und der Karosserie (3) durch jedes der Betätigungsglieder (4) herrschenden Kraft steuert, so daß die zwischen dem korrespondierenden Rad (2) und der Karosserie (3) durch das Betätigungsglied (4) herrschende Kraft bei einer Rollbewegungssteuerung konstant gehalten wird, wenn der absolute Wert der Änderungsrate des Rollbewegungsbetrags ( Vr ) gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert (Vro) ist, sofern nicht der absolute Wert des Rollbewegungsbetrags ( R ) gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert (Rm) ist.

5. Eine aktive Radaufhängung nach Anspruch 4, bei der die zwischen dem korrespondierenden Rad (2) und der Karosserie (3) durch das Betätigungsglied (4) herrschende Kraft für eine Rollbewegungssteuerung geändert wird zur Erzeugung einer zusätzlichen Beschleunigungskomponente in der Karosserie (3) in Richtung einer Aufhebung der Änderung des Rollbewegungsbetrags, wenn der absolute Wert des Rollbewegungsbetrags ( R ) gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert (Rm) ist.

6. Eine aktive Radaufhängung nach Anspruch 5, bei der, wenn der absolute Wert einer Änderung des Rollbewegungsbetrags während einer vorbestimmten Zeitdauer ( Δ R ) größer als ein vorbestimmter Wert ( Δ Ro) ist, die zwischen dem korrespondierenden Rad (2) und der Karosserie (3) durch das Betätigungsglied (4) herrschende Kraft für eine Rollbewegungssteuerung geändert wird zur Erzeugung einer Änderung des Rollbewegungsbetrags in Richtung einer Aufhebung der Änderung des Rollbewegungsbetrags.

7. Eine aktive Radaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 bei der die Betätigungsglieder (4) Servobetätigungsglieder sind, und jedes betätigt wird zur Vergrößerung oder Verkleinerung der dadurch erzeugten Stützkraft entsprechend einer positiven oder negativen Differenz zwischen einem Eingangssignal auf der Basis der Berechnungsergebnisse und einem die hierbei erzeugte Stützkraft repräsentierenden Rückkopplungssignal.