Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

DE3917716A1 - Aktiv gesteuertes federungssystem und stossdaempfer fuer ein kraftfahrzeug - Google Patents

Aktiv gesteuertes federungssystem und stossdaempfer fuer ein kraftfahrzeug

Info

Publication number
DE3917716A1
DE3917716A1 DE3917716A DE3917716A DE3917716A1 DE 3917716 A1 DE3917716 A1 DE 3917716A1 DE 3917716 A DE3917716 A DE 3917716A DE 3917716 A DE3917716 A DE 3917716A DE 3917716 A1 DE3917716 A1 DE 3917716A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
vehicle
shock absorber
piston
suspension system
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE3917716A
Other languages
English (en)
Other versions
DE3917716C2 (de
Inventor
Shigeru Kikushima
Fumiyuki Yamaoka
Shinobu Kakizaki
Junichi Emura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Astemo Ltd
Original Assignee
Atsugi Motor Parts Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP7310188U external-priority patent/JPH0714008Y2/ja
Priority claimed from JP7310288U external-priority patent/JPH0714009Y2/ja
Priority claimed from JP1988144279U external-priority patent/JPH0742820Y2/ja
Application filed by Atsugi Motor Parts Co Ltd filed Critical Atsugi Motor Parts Co Ltd
Publication of DE3917716A1 publication Critical patent/DE3917716A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3917716C2 publication Critical patent/DE3917716C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/019Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the type of sensor or the arrangement thereof
    • B60G17/01941Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the type of sensor or the arrangement thereof characterised by the use of piezoelectric elements, e.g. sensors or actuators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/10Acceleration; Deceleration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/30Propulsion unit conditions
    • B60G2400/34Accelerator pedal position
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/40Steering conditions
    • B60G2400/41Steering angle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/50Pressure
    • B60G2400/51Pressure in suspension unit
    • B60G2400/518Pressure in suspension unit in damper
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2401/00Indexing codes relating to the type of sensors based on the principle of their operation
    • B60G2401/10Piezoelectric elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2500/00Indexing codes relating to the regulated action or device
    • B60G2500/10Damping action or damper
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2800/00Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
    • B60G2800/22Braking, stopping

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Federungssystem für Kraftfahrzeuge gemäß dem Ober­ begriff des Anspruchs 1 sowie einen hydraulischen Stoßdämpfer für ein derarti­ ges Federungssystem.
Ein Beispiel eines solchen Federungssystems ist in der veröffentlichten unge­ prüften japanischen Patentanmeldung Nr. 61-85 210 beschrieben. Bei diesem Federungsystem ist in jedem Stoßdämpfer ein piezoelektrisches Element ange­ ordnet, das zur Messung des Druckes in dem betreffenden Stoßdämpfer dient. Eine Steuereinheit nimmt das von dem piezoelektrischen Element erzeugte Drucksignal auf und erzeugt eine Steuerspannung, die an das piezoelektrische Element angelegt wird. Hierdurch erhält der Stoßdämpfer eine härtere Dämp­ fungscharakteristik, so daß den von außen auf den Stoßdämpfer einwirkenden Schwingungen eine größere Dämpfungskraft entgegengesetzt wird.
Bei diesem Federungsystem wird bei niederfrequenten Schwingungen, die Lage­ änderungen des Fahrzeugaufbaus verursachen können, für ein bestimmtes Zei­ tintervall auf eine härtere Dämpfungscharakteristik umgeschaltet. Solange die härtere Dämpfungscharakteristik eingestellt ist, arbeitet das piezoelektrische Element als Stellglied, so daß es während dieser Zeit nicht zur Messung des Druckes in dem Stoßdämpfer genutzt werden kann.
Bei modernen Federungssystemen ist erwogen worden, die Dämpfungscharak­ teristik des Stoßdämpfers zwischen dem Kompressionshub beim Einfedern des betreffenden Federbeins des Fahrzeugs und dem Expansionshub beim Ausfedern des Federbeins zu verändern, um eine wirksame und aktive Schwingungsdämp­ fung zu erreichen. Es ist deshalb wünschenswert, die Dämpfungscharakteristik des Stoßdämpfers in Abhängigkeit von der jeweiligen Hubrichtung des Kolbens einzustellen. Um dies zu verwirklichen, ist es wesentlich, die Hubbewegung des Kolbens anhand der Änderungen des Druckes in dem Stoßdämpfer zu erfassen. Bei dem eingangs erwähnten herkömmlichen Federungssystem ist dies jedoch nicht möglich, da das druckempfindliche Element nicht zur Druckmessung nutzbar ist, solange die harte Dämpfungscharakteristik eingestellt ist.
Aufgrund dieses Umstands kann es zu Problemen bei der Stoßdämpfung kom­ men. Wenn beispielsweise eine harte Dämpfungscharakteristik eingestellt ist, um der oszillierenden Kolbenbewegung einen größeren Widerstand entgegenzu­ setzen, so kann durch die bei dem Kompressionshub des Kolbens erzeugte Dämpfungskraft die erregende Schwingung verstärkt werden. Diese Tendenz kann sich bei den nachfolgenden Schwingungszyklen spürbar auswirken, so daß das Schwingungsdämpfungsverhalten beeinträchtigt und der Fahrkomfort ver­ mindert wird.
Das herkömmliche Federungssystem arbeitet darüber hinaus im wesentlichen passiv und erfaßt die erregenden Schwingungen anhand der Änderungen des Druckes in dem Stoßdämpfer. Solange sich der Fahrzustand des Fahrzeugs nicht in der Weise ändert, daß auf eine andere Dämpfungscharakteristik umgeschaltet wird, bleibt die ursprüngliche Dämpfungscharakteristik wirksam. Wenn der Schwellenwert für die Umschaltung auf eine härtere Dämpfungscharakteristik relativ hoch eingestellt wird, um den Fahrkomfort zu verbessern, so erfolgt die Umschaltung auf die harte Dämpfungscharakteristik so spät, daß die Federung bereits durchschlagen kann, bevor die härtere Dämpfung einsetzt.
Andererseits sind Federungssysteme vorgeschlagen worden, bei denen eine Steuerung zur Unterdrückung von Lageänderungen des Fahrzeugaufbaus erfolgt, um den Fahrkomfort und die Fahrstabilität zu verbessern. Bei einigen dieser Steuersysteme werden die Lageänderungen dadurch unterdrückt, daß die Dämpfungscharakteristik der einzelnen Stoßdämpfer gezielt verändert wird. Die Lageänderung des Fahrzeugs wird in dem Fall mit Hilfe eines Sensors, bei­ spielsweise eines Fahrzeug-Höhensensors, eines Beschleunigungssensors und dergleichen erfaßt, so daß eine aktive Lagestabilisierung, beispielsweise eine Rollunterdrückung, eine Nickunterdrückung und dergleichen vorgenommen werden kann.
Diese herkömmlichen Federungssysteme sind jedoch hinsichtlich des erzielba­ ren Fahrkomforts und der Fahrstabilität noch verbesserungsfähig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Federungssystem der eingangs ge­ nannten Gattung derart zu verbessern, daß durch ein schnelleres Ansprechver­ halten der Fahrkomfort und die Fahrstabilität gesteigert werden.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen geeigneten Stoßdämp­ fer für ein solches Federungssystem zu schaffen.
Erfindungsgemäße Lösungen dieser Aufgabe ergeben sich aus den unabhängigen Patentansprüchen 1, 8 und 16.
Der erfindungsgemäße Stoßdämpfer weist ein so schnelles Ansprechverhalten auf, daß in jeder einzelnen Schwingungsperiode der oszillierenden Einfeder- und Ausfederbewegung des Stoßdämpfers zwischen einer härteren Dämpfungs­ charakteristik beim Einfedern und einer weicheren Dämpfungscharakteristik beim Ausfedern umgeschaltet werden kann. Während des Normalbetriebs wird durch dieses Umschalten der Dämpfungscharakteristik eine aktive Schwin­ gungsdämpfung ermöglicht. Andererseits kann bei dem erfindungsgemäßen Stoßdämpfer die Dämpfungscharakteristik unabhängig vom jeweiligen Schwin­ gungszustand erhöht werden, um Lageänderungen des Fahrzeugaufbaus zu un­ terdrücken.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
ln einer bevorzugten Ausführungsform sind für die entgegengesetzten Bewe­ gungsrichtungen des Kolbens unterschiedliche Dämpfungscharakteristiken einstellbar, und bei der Unterdrückung von Lageänderungen des Fahrzeugauf­ baus wird eine härtere Dämpfungscharakteristik in den einzelnen Stoßdämp­ fern jeweils nur für die Bewegungsrichtung des Kolbens gewählt, die der Lageän­ derung des Fahrzeugaufbaus entspricht. Plötzliche Fahrbahnstöße, die eine ent­ gegengesetzte Kolbenbewegung verursachen, können deshalb weich aufgefan­ gen werden, ohne daß eine besondere Umschaltung erforderlich ist. Wenn die härtere Dämpfungscharakteristik für jede Hubrichtung mit Hilfe gesonderter piezoelektrischer Elemente eingestellt wird, steht jeweils eines der piezoelek­ trischen Elemente für die Druckmessung zur Verfügung, so daß eine kontinuier­ liche Überwachung des Druckes und damit der Richtung und des Ausmaßes der Kolbenbewegung möglich ist.
Eine zuverlässige Erfassung von Lageänderungen des Fahrzeugaufbaus, die eine Änderung der Dämpfungscharakteristik zur Lagestabilisierung erforderlich ma­ chen, wird dadurch ermöglicht, daß bei der Feststellung von Lageänderungen ei­ nerseits Betriebsparameter wie Beschleunigungen, Lenkeinschläge oder Bremsbetätigungen erfaßt werden, die eine Roll- oder Nickbewegung des Fahr­ zeugaufbaus erwarten lassen, und andererseits anhand der von den einzelnen Stoßdämpfern erhaltenen Drucksignale überprüft wird, ob tatsächlich eine ent­ sprechende Roll- oder Nickbewegung auftritt.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch einen Stoßdämpfer mit variab­ ler Dämpfungskraft sowie ein Blockdiagramm einer zugehörigen Steuereinrichtung;
Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt durch einen wesentli­ chen Teil des Stoßdämpfers;
Fig. 3 ein Blockdiagramm der Steuereinrichtung;
Fig. 4 ein Blockdiagramm einer Steuereinheit der Steuer­ einrichtung gemäß Fig. 3;
Fig. 5 eine Schaltskizze einer vereinfachten Ausführungs­ form einer Ausgangschaltung der Steuereinheit;
Fig. 6 ein Zeitdiagramm der Änderungen des Betriebsmo­ dus des Stoßdämpfers in bezug auf Änderungen der Dämpfungskraft;
Fig. 7 ein Flußdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung des Federungssystems;
Fig. 8 ein Zeitdiagramm der Steuervorgänge;
Fig. 9 ein Flußdiagramm eines abgewandelten Verfahrens zur Steuerung des Federungssystems;
Fig. 10 ein Flußdiagramm eines Rollunterdrückungs-Pro­ gramms;
Fig. 11 ein Flußdiagramm eines Nickunterdrückungs-Pro­ gramms;
Fig. 12 ein Flußdiagramm einer Abwandlung des Nickunter­ drückungs-Programms gemäß Fig. 11;
Fig. 13 ein Blockdiagramm eines anderen Ausführungsbei­ spiels einer Steuereinrichtung für das Federungssy­ stem;
Fig. 14(A) und 14(B) Flußdiagramme einer Abfolge von Steuerungsprozes­ sen zur Roll- und Nickunterdrückung.
In Fig. 1 ist ein Stoßdämpfer dargestellt, der eine Hauptkomponente eines Kraftfahrzeug-Federungssystems bildet. Der Stoßdämpfer 1 ist ein doppelt wir­ kender Stoßdämpfer mit variabler Dämpfungscharakteristik und weist ein Au­ ßenrohr 2 und ein Innenrohr 3 auf. Die lnnen- und Außenrohre 3, 2 sind koaxial angeordnet und bilden eine als Speicherkammer dienende ringförmige Kammer 7.
Im Inneren des lnnenrohres 3 ist eine Kolbeneinheit 4 angeordnet, die das Inne­ re des Innenrohres in obere und untere Arbeitskammern 14 und 15 unterteilt. Die Kolbeneinheit 4 ist am unteren Ende einer Kolbenstange 6 gehalten. Die Kol­ benstange 6 erhält Führung durch ein in die obere Öffnung des zylindrischen In­ nenrohres 3 eingesetztes Führungselement 8. Das Führungselement 8 bildet zu­ sammen mit einer Kolbendichtung 9 und einer Anschlagplatte 10 eine obere Stopfenanordnung, durch die die Innen- und Außenrohre 3 und 2 am oberen En­ de dicht verschlossen werden.
Das obere Ende der Kolbenstange 6 ist in an sich bekannter Weise mit einem nicht gezeigten Fahrzeugaufbau verbunden. Am unteren Ende des Außenrohres 2 ist eine Verbindungsöse 32 mit einer Lagerbuchse 31 vorgesehen. Mit Hilfe dieser Verbindungsöse ist das Außenrohr 2 mit einem nicht gezeigten Radträger verbunden, an dem ein Rad des Fahrzeugs drehbar gelagert ist. Der Stoßdämpfer 1 ist somit wirkungsmäßig zwischen dem Fahrzeugaufbau und dem Radträger an­ geordnet, so daß er die durch Relativbewegungen zwischen dem Fahrzeugaufbau und dem Radträger erzeugte Schwingungsenergie aufnimmt. Beim Einfedern des Fahrzeugs, wenn sich der Abstand zwischen dem Fahrzeugaufbau und dem Radträger verringert, wird der Stoßdämpfer 1 komprimiert, und beim Ausfe­ dern des Fahrzeugs wird der Stoßdämpfer expandiert. Beim Einfedern führt die Kolbeneinheit 4 einen Kompressionshub aus, bei dem das Volumen der unteren Arbeitskammer 15 abnimmt. Dies führt zu einer Erhöhung des Drucks in der un­ teren Arbeitskammer und zu einer Abnahme des Druckes in der oberen Arbeits­ kammer. Beim Ausfedern des Fahrzeugs führt die Kolbeneinheit 4 einen Expan­ sionshub aus, und das Volumen der oberen Arbeitskammer wird verringert. In diesem Fall wird der Druck in der oberen Arbeitskammer 14 erhöht und in der unteren Arbeitskammer 15 verringert. In der Speicherkammer 7 herrscht nor­ malerweise der gleiche Druck wie in der unteren Arbeitskammer 15.
Die untere Öffnung des Innenrohres 3 ist durch eine Bodenventilanordnung 5 verschlossen, die einen Verbindungskanal 11 bildet. Durch die Bodenventilan­ ordnung 5 wird somit eine Flüssigkeitsverbindung zwischen der Speicherkam­ mer 7 und der unteren Arbeitskammer 15 hergestellt.
Zu der Kolbeneinheit 4 gehört ein Expansionsventil 16, das eine Dämpfungskraft während des Expansionshubes des Kolbens erzeugt. Durch eine Feder 17 wird das Expansionsventil 16 ständig nach oben vorgespannt. Die Feder 17 ist mit Hil­ fe einer Stellmutter 18 und einer Kontermutter 19 am unteren Ende der Kolben­ stange 6 befestigt. Weiterhin ist auf dem unteren Ende der Kolbenstange 6 eine Einstellmutter 20 angeordnet.
Die Bodenventilanordnung 5 weist ein Rückschlagventil 21 zum Öffnen und Schließen einer Öffnung 22 auf. Das Rückschlagventil 21 öffnet sich während des Expansionshubes des Kolbens, so daß eine Flüssigkeitsströmung von der Spei­ cherkammer 7 in die untere Arbeitskammer 15 ermöglicht wird. Weiterhin weist die Bodenventilanordnung 5 ein Kompressionsventil 23 auf, das am unte­ ren Ende einer Engstelle 24 angeordnet ist und sich während des Kompressi­ onshubes des Kolbens öffnet, so daß eine Flüssigkeitsverbindung von der unteren Arbeitskammer 15 zu der Speicherkammer 7 hergestellt wird. Das Rückschlag­ ventil 21 und das Kompressionsventil 23 sind mit Hilfe eines Klemmstiftes 26 an einem Bodenventilkörper 12 montiert und gesichert. An dem Bodenventilkör­ per 12 ist außerdem eine Anschlagplatte 25 zur Begrenzung des Öffnungsgrades des Rückschlagventils 21 vorgesehen. Das Rückschlagventil 21 reagiert auf die Druckdifferenz zwischen der unteren Arbeitskammer 15 und der Speicherkam­ mer 7 und wird durch diese Druckdifferenz in die geöffnete Stellung bewegt, so daß Arbeitsflüssigkeit aus der Speicherkammer in die untere Arbeitskammer eingeleitet wird. Während des Kompressionshubes des Kolbens bewirkt die Druckdifferenz zwischen der unteren Arbeitskammer 15 und der Speicherkam­ mer 7 ein Öffnen des Kompressionsventils 23. Hierdurch wird eine begrenzte Flüssigkeitsströmung von der unteren Arbeitskammer 15 in die Speicherkam­ mer 7 ermöglicht und eine Dämpfungskraft erzeugt.
Auf der Kolbenstange 6 ist mit Hilfe eines Halters 27 ein Expansions-Begrenzer 28 aus elastischem Material, beispielsweise aus Gummi montiert. Der Begrenzer 28 verhindert einen ungedämpften Aufprall der Kolbeneinheit 4 auf das untere Ende des Führungselements 8.
Die Anschlagplatte 10 ist auf das obere Ende des Rohres 2 aufgeklemmt und weist eine von der Kolbenstange 6 durchlaufene Mittelöffnung 10 a auf. Eine nicht ge­ zeigte Gummibuchse steht mit dem Rand der Mittelöffnung 10 a der Anschlag­ platte 10 in Eingriff und bildet eine Gleitführung und Dichtung für die Kolben­ stange 6. Zu der oberen Stopfenanordnung gehören außerdem eine Haupt-Dicht­ lippe 29 und eine Staublippe 30. Die Haupt-Dichtlippe 29 steht in dichtender Be­ rührung mit der Außenfläche der Kolbenstange und bildet eine Flüssigkeitsdich­ tung. Die Staublippe 30 ist der Anschlagplatte 10 zugewandet und liegt flüssig­ keitsdicht an der Umfangsfläche der Kolbenstange 6 an, so daß das Eindringen von Staub, Schmutzwasser und dergleichen in den Stoßdämpfer verhindert wird.
Die Kolbeneinheit 4 ist so konstruiert, daß sie den auf den Stoßdämpfer einwir­ kenden Schwingungen oder Erschütterungen eine Dämpfungskraft gemäß ei­ ner je nach Betriebsmodus unterschiedlichen Dämpfungscharakteristik entge­ gensetzt. Zur Steuerung des Betriebsmodus der Kolbeneinheit 4 dient eine Steuereinheit 100, die mit der Kolbeneinheit 4 über ein durch die Kolbenstange verlaufendes Kabel 35 verbunden ist.
Der Aufbau der Kolbeneinheit 4 ist im einzelnen in Fig. 2 dargestellt. Die Kol­ benstange 6 weist eine in Axialrichtung durchgehende Öffnung 41 auf, durch die das Kabel 35 hindurchgeführt ist. Das untere Ende der Öffnung 41 steht mit einer Gewindenut 41 a in Verbindung, die einen Halter für den Kolben bildet. Die Kol­ beneinheit 4 umfaßt einen Kolben 42, der einen in die Gewindenut 41 a der Kol­ benstange 6 eingeschraubten aufwärts gerichteten Fortsatz aufweist, so daß der Kolben 42 fest am unteren Ende der Kolbenstange 6 montiert ist. Die äußere Um­ fangsfläche des Kolbens 42 liegt an der Innenfläche des Innenrohres 3 an. An der äußeren Umfangsfläche des Kolbens 42 ist ein reibungsarmes Dichtelement 44 aus einem reibungsarmen Material wie beispielsweise Teflon vorgesehen, das den Spalt zwischen dem Kolben und dem Innenrohr 3 flüssigkeitsdicht abdich­ tet. Der Kolben 42 ist an seinem unteren Ende mit einem Gewinde versehen, in das das obere Ende einer Hülse 43 eingeschraubt ist. Die Stellmutter 18, die Kon­ termutter 19 und die Einstellmutter 20 sind auf einen unteren Endabschnitt der Hülse 43 aufgeschraubt.
Der Kolben 42 weist einen über Kanäle 46 und 47 mit den oberen und unteren Ar­ beitskammern verbundenen Hohlraum 45 auf. Die Hülse 43 bildet eine durchge­ hende Öffnung 48 zur Verbindung des Hohlraums 45 mit der unteren Arbeits­ kammer 15. Das Expansionsventil 16 ist an dem in die untere Arbeitskammer 15 mündenden Ende der Öffnung 48 angebracht und begrenzt den Strömungsquer­ schnitt, so daß eine Dämpfungskraft erzeugt wird. Wenn der hydraulische Druck die Kraft der Feder 17 überwindet, so wird durch das Expansionsventil 16 der Strömungsquerschnitt vergrößert und eine Druckentlastung ermöglicht.
Durch den Kolben 42 und die Hülse 43 werden erste und zweite Kammern 49 und 50 mit im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt gebildet. Diese Kam­ mern sind mit dem Hohlraum 45 verbunden und weisen einen kleineren Durch­ messer auf als dieser. ln der ersten Kammer 49 ist ein erstes piezoelektrisches Element 60 angeordnet. An einem oberen Abschnitt des ersten piezoelektri­ schen Elements 60 ist ein Einstellmechanismus 51 vorgesehen. Der Einstellme­ chanismus 51 weist eine Einstellschraube 53 auf, die in ein Innengewinde 52 am oberen Ende des Kolbens 42 eingeschraubt ist. Das untere Ende der Einstellmut­ ter 53 ist über eine Kontaktplatte 54 und eine Kappe 55 mit einer oberen End­ platte 56 gekoppelt, die am oberen Ende des piezoelektrischen Elements 60 be­ festigt ist. Die Einstellmutter 53 kann von Hand verstellt werden, so daß das pie­ zoelektrische Element 60 axial verschoben wird. Das piezoelektrische Element 60 ist über eine untere Endplatte 59 mit einem Gleitstück 71 verbunden.
Ein zweites piezoelektrisches Element 90 ist in der zweiten Kammer 50 ange­ ordnet und wird durch eine Kappe 94 und die Einstellmutter 20 gehalten, so daß die axiale Position dieses piezoelektrischen Elements mit Hilfe der Einstellmut­ ter verändert werden kann. Das obere Ende des zweiten piezoelektrischen Ele­ ments 90 ist über eine obere Endplatte 88 mit einem Ventilkern 72 verbun­ den.
Das Gleitstück 71 und der Ventilkern 72 bilden zusammen mit einem Ventilkör­ per 73 einen Steuermechanismus 70 zur Einstellung des Betriesmodus. Der Ventilkörper 73 ist in dem Hohlraum 45 angeordnet und unterteilt diesen in ringförmige obere und untere Kammern 79 und 80. Weiterhin bildet der Ventil­ körper 73 eine ringförmige Kammer 81 zwischen dem äußeren Umfang des Ventilkörpers 73 und der Innenfläche des Kolbens 42. Die obere ringförmige Kammer 79 steht über den Kanal 46 mit der oberen Arbeitskammer 14 in Ver­ bindung, und die untere ringförmige Kammer 80 ist über die Öffnung 48 mit der unteren Arbeitskammer 15 verbunden. Die ringförmige Kammer 81 ist über den Kanal 47 mit der unteren Arbeitskammer 15 verbunden. Der Ventilkörper 43 weist eine von einem oberen zylindrischen Abschnitt 83 des Ventilkerns 72 durchlaufene Mittelöffnung 82 sowie Verbindungsöffnungen 76 und 77 auf. Die Verbindungsöffnung 76 mündet in eine an der oberen Oberfläche des Ventilkör­ pers ausgebildete ringförmige Nut 84, die von einem ringförmigen Steg 85 um­ geben ist. Die Nut 84 ist zu der ringförmigen Kammer 79 geöffnet. Die Verbin­ dungsöffnung 76 mündet am anderen Ende in die ringförmige Kammer 81. Die Verbindungsöffnung 77 mündet in eine an der Unterseite des Ventilkörpers 72 gebildete ringförmige Nut 87, die von einem ringförmigen Steg 86 umgeben ist und zu der unteren ringförmigen Kammer 80 geöffnet ist. Das andere Ende der Verbindungsöffnung 77 mündet in die obere ringförmige Kammer 79. Die ring­ förmigen Nuten 84 und 87 sind durch obere und untere Ventilglieder 74 und 75 verschließbar, so daß die Flüssigkeitsverbindung zwischen den ringförmigen Nuten und den zugehörigen ringförmigen Kammern 79 und 80 unterbrochen werden kann. Die Ventilglieder 74 und 75 weisen Blattfedern auf, die in Abhän­ gigkeit von dem auf sie einwirkenden Druck elastisch verformbar sind. Die Ven­ tilglieder 74 und 75 sind normalerweise an ringförmigen Erhebungen in der Mitte des Ventilkörpers gehalten. ln diesem Zustand weisen die Ventilglieder 74 und 75 eine verhältnismäßig große Hebellänge auf, die so auf die Eigensteif­ heit der Ventilglieder abgestimmt ist, daß eine elastische Verformung der Ven­ tilglieder durch den auf sie einwirkenden Druck möglich ist. Wenn dagegen das Gleitstück 71 und der Ventilkern 42 durch die piezoelektrischen Elemente 60 und 90 betätigt werden und mit ringförmigen Vorsprüngen 71 b und 72 a auf die Ventilglieder 74 und 75 einwirken, so werden die Hebellängen der Ventilglie­ der verkürzt und die Steifheit entsprechend erhöht, so daß den auf den Stoß­ dämpfer einwirkenden Erschütterungen eine größere Dämpfungskraft entge­ gengsetzt wird. Im folgenden soll der Betriebsmodus, in dem die Ventilglieder 74 und 75 eine geringere Steifheit aufweisen und nicht durch die ringförmigen Vorsprünge 71 b und 72 b des Gleitstückes und des Ventilkerns beaufschlagt wer­ den, als "weich" bezeichnet werden, und der Betriebsmodus, in dem die Ventil­ glieder durch die ringförmigen Vorsprünge versteift werden, soll als "hart" be­ zeichnet werden.
Die Ventilglieder 74 und 75 können eine Vielzahl dünner scheibenförmiger Blattfedern aufweisen, die in Abhängigkeit von dem ausgeübten Flüssigkeits­ druck elastisch verformbar sind.
Gemäß Fig. 2 sind die ersten und zweiten piezoelektrischen Elemente 60 und 90 über Adern 61, 62, 91 und 92 des Kabels 35 mit der Steuereinrichtung verbun­ den. Gemäß Fig. 4 werden durch die Adern 61 und 91 die jeweils zugehörigen piezoelektrischen Elemente 60 und 90 mit Masse verbunden, während die Adern 62 und 92 die piezoelektrischen Elemente mit den Ausgängen der Steu­ ereinheit 100 verbinden. Jedes der piezoelektrischen Elemente 60 und 90 weist eine Vielzahl übereinandergestapelter dünner scheibenförmiger piezoelektri­ scher Platten auf, die jeweils mit zwei Elektroden versehen sind. Wenn eine Spannung an solche piezoelektrischen Platten angelegt wird, so wird bekannt­ lich eine piezoelektrische Verformung hervorgerufen, so daß die axialen Abmes­ sungen der Platte vergrößert oder verringert werden. Das Ausmaß der Verfor­ mung ist in Abhängigkeit von der Höhe der angelegten Spannung veränderlich. Durch diese piezoelektrischen Verformungen wird eine mechanische Formän­ derung des gesamten piezoelektrischen Elements und damit eine Änderung der Länge des piezoelektrischen Elements in Axialrichtung verursacht.
Umgekehrt erzeugen die piezoelektrischen Elemente 60 und 90 eine elektri­ sche Spannung, wenn sie durch den Flüssigkeitsdruck beaufschlagt werden und ihre piezoelektrischen Platten hierdurch mechanisch verformt werden. Die Hö­ he der elektrischen Spannung ist von der Stärke der mechanischen Verformung abhängig und entspricht somit dem auf die piezoelektrischen Elemente wirken­ den Druck. Das erste piezoelektrische Element 60 wird über das Gleitstück 71 mit dem auf das Ventilglied 74 wirkenden Druck in der ringförmigen Kammer 81 beaufschlagt, der dem Druck in der unteren Arbeitskammer 15 entspricht. Das erste piezoelektrische Element 60 liefert somit ein Drucksignal Sp, das eine Kompression oder den komprimierten Zustand des Stoßdämpfers anzeigt. Das zweite piezoelektrische Element 90 wird über den Ventilkern 72 mit dem auf das Ventilglied 75 wirkenden Druck in der oberen ringförmigen Kammer 79 be­ aufschlagt, der dem Druck in der oberen Arbeitskammer 14 entspricht. Das zweite piezoelektrische Element 90 liefert somit ein Drucksignal S s, das eine Expansion oder einen expandierten Zustand des Stoßdämpfers anzeigt. Die Amplitude der Drucksignale S p und Ss ist in Abhängigkeit von dem Druck in der unteren bzw. oberen Arbeitskammer veränderlich. Beim Kompressionshub wirkt außerdem der in der unteren Arbeitskammer 15 herrschende Druck über die Einstellmutter 20 und eine Kappe 94 auf das zweite piezoelektrische Ele­ ment 90. Auch beim Kompressionshub liefert das zweite piezoelektrische Ele­ ment 90 daher das Expansions-Drucksignal S s. Während des Expansionshubes wird somit nur das Expansions-Drucksignal S s von dem zweiten piezoelektri­ schen Element 90 erzeugt, während beim Kompressionshub die beiden piezo­ elektrischen Elemente 60 und 90 beide Drucksignale S p und S s erzeugen.
Die Drucksignale S p und S s werden der Steuereinheit 100 zugeführt und dort zu Steuersignalen S A für den Expansionszustand und S B für den Kompressionszu­ stand verarbeitet. Das Expansions-Steuersignal S A gelangt an das erste piezo­ elektrische Element 60 und bewirkt eine Längenänderung dieses piezoelektri­ schen Elements und eine Einstellung der Position des Ventilkerns 72 und somit eine Einstellung der Steifheit der Ventilglieder 74 und 75. Durch Einstellung der Steifheit des Ventilgliedes 75 kann der Betriebsmodus zwischen "hart" und "weich" umgeschaltet werden. In ähnlicher Weise gelangt das Kompressions- Steuersignal S B an das zweite piezoelektrische Element 90, so daß dessem axiale Länge verändert und die Position des Gleitstückes 71 in bezug auf die Ventilglie­ der 74 und 75 eingestellt wird. Hierdurch wird die Steifheit der zugehörigen Ventilglieder so eingestellt, daß eine Umschaltung zwischen "hart" und "weich" erfolgt. Auf diese Weise kann die Dämpfungscharakteristik im Kompressionshub eingestellt werden.
Die Steuereinheit 100 führt darüber hinaus Rollunterdrückungs- und Nickunter­ drückungs-Steueroperationen zur Lagestabilisierung des Fahrzeugs aus. Zu die­ sem Zweck ist die Steuereinheit gemäß Fig. 3 mit einem Lenkwinkelsensor 150, einem Bremsschalter 152 und einem Drosselklappensensor 154 verbun­ den. Der Lenkwinkelsensor 150 ist an der Fahrzeuglenkung angeordnet, über­ wacht den Lenkeinschlag und erzeugt ein Lenkwinkelsignal S d , das die Größe und Richtung des Einschlags angibt. Der Bremsschalter 152 wird entsprechend der Betätigung der Fahrzeugbremse ein- und ausgeschaltet. Wenn die Bremse be­ tätigt wird, so wird der Bremsschalter 152 eingeschaltet, und es wird ein logi­ sches H-Signal S b zur Anzeige des Bremszustands erzeugt. Der Drosselklappen­ sonsor 154 weist beispielsweise ein Potentiometer auf und überwacht die Win­ kelstellung der Drosselklappe im Ansaugsystem des Fahrzeugmotors. Der Dros­ selklappensensor 154 liefert ein Drosselklappen-Winkelsignal TVO entspre­ chend der Winkelstellung der Drosselklappe.
Gemäß Fig. 3 weist die Steuereinheit 100 eine auf einem Mikroprozessor aufge­ baute Schaltung mit einer Eingabe-/Ausgabe-Einheit 101, einer Eingabeschal­ tung 110, einer arithmetischen Schaltung 120, einer Treiberschaltung 130 und einer Spannungsversorgungsschaltung 140 auf. Die Eingabe-/Ausgabe-Einheit 101 ist über die Adern 62 und 92 der Kabel 35 mit den Dämpfungs-Steuermecha­ nismen 70 der Stoßdämpfer 1 am linken und rechten Vorderrad und am linken und rechten Hinterrad verbunden. Die von den piezoelektrischen Elementen 60 und 90 der Stoßdämpfer 1 erzeugten Kompressions-Drucksignale S p und Ex­ pansions-Drucksignale S s werden der Steuereinheit 100 über die Eingabe-/Aus­ gabe-Einheit 101 zugeführt. Die Eingabe-/Ausgabe-Einheit 101 weist mehrere Steuerkanäle zur Steuerung der piezoelektrischen Elemente 60 und 90 in den einzelnen Stoßdämpfern 1 auf, obgleich in Fig. 4 nur ein einziger Stoßdämpfer 1 gezeigt ist. Jeder Steuerkanal weist erste und zweite Eingabe-/Ausgabe-Teile 101 a und 101 b zur Aufnahme der Drucksignale S p und S s und zur Ausgabe der Steuersignale S A und S B auf. Der erste Steuerteil 101 a enthält einen Kondensa­ tor C 1, der das Kompressions-Drucksignal S p aufnimmt und als Filter zum Ausfil­ tern einer Gleichstrom-Rauschkomponente aus dem Eingangssignal dient. Au­ ßerdem weist der erste Steuerteil 101 a zwei mit gegengesetzer Polarität ange­ ordnete Dioden D 1 und D 2 auf.
In ähnlicher Weise enthält der zweite Steuerteil 101 b einen Kondensator C 11 zur Aufnahme des Kompressions-Drucksignals S s und zum Ausfiltern einer Gleichstrom-Rauschkomponente aus dem Eingangssignal sowie zwei mit entge­ gengesetzter Polarität angeordnete Dioden D 1 und D 2.
Die Kondensatoren C 1 und C 11 sind mit ersten und zweiten Teilen 110 a und 110 b der Eingabeschaltung 110 verbunden. Der erste Teil 110 a der Eingabe­ schaltung enthält einen Schalttransistor T r 3 und einen Verstärker 112. Die Ba­ sis des Schalttransistors T r 3 ist mit einem Ausgang der arithmetischen Schaltung 120 verbunden und erhält von dieser einen Wahlbefehl. Der Kollektor des Schalt­ transistors T r 3 ist mit einem Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator C 1 der Eingabe-/Ausgabe-Einheit 101 und dem Verstärker 112 verbunden. Der Emitter des Schalttransistors ist mit Masse verbunden. Weiterhin sind in dem ersten Teil der Eingabeschaltung eine Diode D 4 und ein Widerstand R 8 vorhan­ den. Der Wahlbefehl ist normalerweise deaktiviert und hat den logischen Wert L, so daß der Schalttransistor Tr₃ normalerweise gesperrt ist. In diesem Zustand wird das Kompressions-Drucksignal S p über den Verstärker 112 an die arithme­ tische Schaltung 120 weitergeleitet. Wenn das Wahlsignal jedoch aktiv ist und den logischen Wert H annimmt, so wird der Schalttransistor T r 3 leitend, und der Eingang des Verstärkers 112 wird auf Masse gelegt, so daß das Eingangssig­ nal des Verstärkers 112 im wesentlichen den Wert Null annimmt.
Der in Fig. 4 lediglich als Block gezeigte zweite Teil 110 b der Eingabeschaltung weist den gleichen Aufbau wie der oben beschriebene erste Teil 110 a auf.
Die Treiberschaltung 130 weist ebenfalls erste und zweite Teile 130 a und 130 b auf. Der erste Teil 130 a der Treiberschaltung enthält einen Steuerteil 130 c und einen Schaltteil 130 d. Sowohl der Steuerteil 130 c als auch der Schaltteil 130 d sind mit der arithmetischen Schaltung 120 verbunden und nehmen das Expansi­ ons-Steuersignal S A auf. Der Steuerteil 130 c enthält einen Operationsverstärker 131, der das Expansions-Steuersignal S A mit einem über einen durch Wider­ stände R 2 und R 3 gebildeten Spannungsteiler vom Ausgang zurückgeführten Rückkopplungssignal vergleicht. Solange das Steuersignal größer ist als das Rückkopplungssignal, hat das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 131 ei­ nen niedrigen Wert L, so daß die Basis eines Transistors T r 4 auf niedrigem Po­ tential gehalten wird. Die Vorspannung am Kollektor des Transistors T r 4 nimmt deshalb einen hohen Wert an, so daß ein weiterer Transistor T r 1 durchgeschal­ tet wird. Hierdurch wird dem piezoelektrischen Element 60 eine Treiberspan­ nung zugeführt, so daß sich dessen axiale Länge vergrößert und der Dämpfungs- Steuermechanismus 70 von dem Betriebsmodus "weich" auf "hart" umgeschaltet wird.
Der Schaltteil 130 d der Treiberschaltung enthält einen Operationsverstärker 132, der das Expansions-Steuersignal S A mit einem Bezugswert vergleicht, der von der Spannungsversorgungsschaltung über einen Widerstand R 5 und einen durch Widerstände R 6 und R 7 gebildeten Spannungsteiler zugeführt wird. So­ lange das von der arithmetischen Schaltung 120 erhaltene Eingangssignal klei­ ner ist als der von dem Spannungsteiler gelieferte Bezugswert, wird das Aus­ gangssignal des Operationsverstärkers 132 auf niedrigem Niveau gehalten, so daß ein Schalttransistor T r 2 nichtleitend bleibt und die Verbindung zwischen der Diode D 2 und Masse unterbrochen ist. Die Höhe des Bezugswertes wird durch die Widerstände R 6 und R 7 bestimmt und ist so gewählt, daß der Bezugs­ wert einer bestimmten Anfangsbelastung des ersten piezoelektrischen Ele­ ments 60 entspricht. Wenn das von der arithmetischen Schaltung gelieferte Ex­ pansions-Steuersignal S A größer oder gleich dem Bezugswert ist, so nimmt das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 132 einen hohen Wert an, und der Transistor T r 2 wird durchgeschaltet. Infolgedessen wird die Diode D 2 über den Tansistor T r 2 mit Masse verbunden, und die als Treiberspannung auf der Ader 62 liegende Spannung wird geerdet, so daß das an dem piezoelektrischen Ele­ ment 60 anliegende Steuersignal S A abgeleitet wird. Der Transistor T r 2 bleibt leitend bis das Potential an dem ersten piezoelektrischen Element 60 auf den Anfangswert abgenommen hat und demgemäß das Ausgangssignal der arithmeti­ schen Schaltung 120 unter den Bezugswert absinkt.
Der Lenkwinkelsensor 150, der Bremsschalter 152 und der Drosselklappensen­ sor 154 sind gemäß Fig. 4 über Pufferverstärker 151, 153 und 155 mit der arithmetischen Schaltung 120 verbunden. In Fig. 4 ist weiterhin durch gestri­ chelte Linien ein Längsbeschleunigungssensor 156 angedeutet, der über einen Pufferverstärker 157 mit der arithmetischen Schaltung 120 verbunden ist. Der Längsbeschleunigungsensor 156 dient zur Überwachung der Längsbeschleuni­ gung des Fahrzeugaufbaus und erzeugt ein entsprechendes Längsbeschleuni­ gungsignal G s. Obgleich dies in der Zeichnung nicht im einzelnen dargestellt ist, kann den analogen Signalquellen, beispielsweise dem Drosselklappensensor ein Analog-/Digital-Wandler nachgeschaltet sein, damit das analoge Signal des Sen­ sors in ein von dem Mikroprozessor verarbeitbares digitales Signal umgewandelt wird. Der in Fig. 4 lediglich als Alternative gezeigte Längsbeschleunigungssen­ sor 156 kann die Kombination aus Bremsschalter 152 und Drosselklappensensor 154 ersetzen, da sowohl der Sensor 156 als auch die Kombination der Sensoren 152 und 154 Signale liefern, die den Beschleunigungs- oder Verzögerungszu­ stand des Fahrzeugs angeben.
Die spezielle Schaltung, die bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel zur Um­ schaltung des ersten piezoelektrischen Elements 60 zwischen Sensorbetrieb zur Überwachung des Druckes in der unteren Arbeitskammer und Stellgliedbe­ trieb zur Steuerung des Betriebsmodus des Stoßdämpfers verwendet wird, kann durch eine geeignete Schaltung mit anderem Schaltungsaufbau ersetzt werden. Fig. 5 zeigt ein Beispiel eines vereinfachten Schaltungsaufbaus, bei dem jede der Ausgabeschaltungen 130 a und 130 b zwei Pufferverstärker 131′ und 132′ und Transistoren T r 1′ und Tr 2′ aufweist. In diesem Fall liefert die arithmetische Schaltung 120 selektiv das Expansions-Steuersignal S A an die Pufferverstärker 131′ und 132′. Wenn die harte Dämpfungscharakteristik gewählt wird, so liefert die arithmetische Schaltung 120 das Expansions-Steuersignal S A an den Puffer­ verstärker 131′, so daß der Transistor T r 1′ leitend wird und eine entsprechend dem Expansions-Steuersignal gesteuerte Spannung liefert. Beim Umschalten auf eine weiche Dämpfungscharakteristik wird das Expansions-Steuersignal dem Pufferverstärker 132′ zugeführt, so daß der Transistor T r 2 leitend wird und eine vollständige Erdung herbeigführt wird. Hierdurch wird die an dem ersten piezo­ elektrischen Element anliegende Steuerspannung abgeleitet.
Das als Sensor zur Überwachung des Druckes in der unteren Arbeitskammer 15 arbeitende piezoelektrische Element 60, der Kondensator C 1 des ersten Teils 101 a der Eingabe-/Ausgabe-Einheit 101, der erste Teil 110 a der Eingabeschal­ tung 110, die arithmetische Schaltung 120, der zweite Teil 130 b der Ausgabe­ schaltung und die Dioden D 11 und D 12 des zweiten Teils 101 b der Eingabe-/Aus­ gabe-Schaltung 101 sowie das als Stellglied zur Einstellung des Betriebsmodus an dem Dämpfungs-Steuermechanismus 70 arbeitende piezoelektrische Ele­ ment 90 bilden einen Steuerkanal für die Kompressionsphase des Stoßdämp­ fers. Andererseits bilden das als Sensor zur Überwachung des Druckes in der obe­ ren Arbeitskammer 14 dienende piezoelektrische Element 90, der Kondensator C 11 des zweiten Teils 101 b der Eingabe-/Ausgabe-Einheit 101, der zweite Teil 110 b der Eingabeschaltung, die arithmetische Schaltung 120, der erste Teil 130 a der Ausgabeschaltung und die Dioden D 1 und D 2 des ersten Teils der Einga­ be-/Ausgabe-Einheit sowie das als Stellglied zur Einstellung des Betriebsmodus an dem Dämpfungs-Steuermechanismus 70 arbeitende piezoelektrische Ele­ ment 60 einen Steuerkanal für die Expansionsphase des Stoßdämpfers.
Die Anfangseinstellung der piezoelektrischen Elemente 60 und 90 wird mit Hil­ fe der Einstellmuttern 53 und 20 vorgenommen. Eine vorgegebene Spannung wird an die piezoelektrischen Elemente 60 und 90 angelegt, und die Einstell­ muttern 53 und 20 werden gedreht, um die auf die piezoelektrischen Elemente 60 und 90 wirkende mechanische Belastung einzustellen. Diese Einstellung wird fortgesetzt, bis die Ausgangsspannungen der piezoelektrischen Elemente 60 und 90 einen bestimmten Wert erreichen.
Die Wirkungsweise des oben beschriebenen Federungssystems soll nachfolgen­ den anhand der Fig. 6 bis 8 erläutert werden.
Gemäß Fig. 6(c) wird der Druck in der oberen Arbeitskammer 14 während des Expansionshubes durch das zweite piezoelektrische Element 90 überwacht. Das piezoelektrische Element 90 liefert somit das Expansions-Drucksignal S s. Da das Ausgangssignal des ersten piezoelektrischen Elements 60 zu dieser Zeit den Wert Null hat, kann festgestellt werden, daß sich der Stoßdämpfer in der Expan­ sionsphase befindet. Diese Feststellung erfolgt in der arithmetischen Schaltung 120 der Steuereinheit 100. Anschließend führt die arithmetische Schaltung 120 eine arithmetische Operation zur Bestimmung der Änderungsrate des Expansi­ ons-Drucksignals S s aus. Die Änderungsraten der Drucksignale S s und S p sind in Fig. 6(d) gezeigt. Wenn die Änderungsrate einen vorgegebenen Wert erreicht, so wird das Expansions-Steuersignal zum Umschalten auf eine harte Dämpfung­ scharakteristik ausgegeben, so daß der Betriebsmodus von "weich" auf "hart" um­ geschaltet wird, wie in den mit H gekennzeichneten Intervallen in Fig. 6(d) ge­ zeigt ist. Der Betriebsmodus wird jeweils beim Nulldurchgang der Änderungsra­ te wieder von "hart" auf "weich" zurückgeschaltet.
Während des Kompressionshubes wird der Druck in der unteren Arbeitskam­ mer 15 von beiden piezoelektrischen Elementen 60 und 90 überwacht. Das erste piezoelektrische Element 60 erzeugt das Kompressions-Drucksignal S p . Gleich­ zeitig liefert das zweite piezoelektrische Element 90 das Expansions-Drucksig­ nal S s . Aufgrund dieses Umstands stellt die arithmetische Schaltung 120 fest, daß sich der Stoßdämpfer in der Kompressionsphase befindet. Die arithmeti­ sche Schaltung 120 berechnet daher die Änderungsrate des Kompressions- Drucksignals S p . Wenn die aus dem Kompressions-Drucksignal S p abgeleitete Änderungsrate den vorgegebenen Wert erreicht, so wird das Kompressions- Steuersignal S B an das zweite piezoelektrische Element 90 übermittelt, um den Betriebsmodus von "weich" auf "hart" umzuschalten. Ebenso wie während der Expansionsphase wird der Betriebsmodus beim Nulldurchgang der Änderungs­ rate auf "weich" zurückgeschaltet.
Fig. 7 ist ein Flußdiagramm, das die Arbeitsweise der arithmetischen Schaltung veranschaulicht. Unmittelbar nach dem Start des Steuerprogramms werden in einem Schritt P 1 das Expansions-Drucksignal S s und das Kompressions-Druck­ signal S p gelesen. Anschließend wird anhand der Drucksignale S s und S p zwi­ schen Expansion und Kompression unterschieden. Der Expansionshub wird dar­ an erkannt, daß das gelesene Kompressions-Drucksignal S p den Wert Null hat. Wenn das Kompressions-Drucksignal S p dagegen einen Wert größer als Null hat, so bedeutet dies, daß ein Kompressionshub vorliegt. Die arithmetische Schal­ tung 20 wählt anhand dieser Unterscheidung eines der Drucksignale S s und S p für die weitere Verarbeitung aus. Anschließend wird in einem Schritt P 2 die Än­ derungsrate Δ P des ausgewählten Drucksignals bestimmt, in dem das ausge­ wählte Drucksignal nach der Zeit differenziert wird.
Die Änderungsrate des auf die ersten und zweiten piezoelektrischen Elemente 60 und 90 wirkenden Druckes ist in der Anfangsphase des Expansions- oder Kompressionshubes maximal und erreicht an den Umkehrpunkten der auf den Stoßdämpfer einwirkenden Schwingung ein Minimum (Null). Andererseits nimmt die Kolbengeschwindigkeit bei zunehmenden Hublängen und abneh­ mender Schwingungsperiode zu. Durch Überwachung der Änderungsrate Δ P kann deshalb die Größe der Schwingung schneller festgestellt werden. Dies er­ möglicht ein rascheres Ansprechverhalten bei der aktiven Dämpfung der auf das Federungssystem einwirkenden Schwingungen.
Zwischen den Schritten P 1 und P 2 kann als weiterer Schritt eine Überprüfung des Frequenzbereichs der Drucksignale vorgenommen werden, so daß eine akti­ ve Schwingungsdämpfung anhand der Drucksignale innerhalb eines vorgegebe­ nen Frequenzbereiches durchgeführt wird.
In einemn Schritt P 3 wird überprüft, ob die Änderungsrate Δ P innerhalb einer be­ stimmten Totzone liegt, die in bezug auf die Änderungsrate Null festgelegt ist. Die Totzone ist definiert durch eine obere Grenze und eine untere Grenze. Die Ände­ rungsrate Δ P wird deshalb mit den oberen und unteren Grenzen der Totzone ver­ glichen, und es wird festgestellt, daß die Änderungsrate innerhalb der Totzone liegt, wenn die Änderungsrate kleiner oder gleich der oberen Grenze der Totzo­ ne und größer oder gleich der unteren Grenze der Totzone ist. Wenn die Ände­ rungsrate Δ P außerhalb der Totzone liegt, so wird in Schritt P 4 überprüft, ob ein Scheitelwert vorliegt oder nicht. Wenn in Schritt P 4 ein Scheitelwert der Ände­ rungsrate Δ P festgestellt wird, so wird in einem Schritt P 5 in Abhängigkeit von der festgestellten Bewegungsrichtung des Kolbens entweder das Expansions- Steuersignal S A oder das Kompressions-Steuersignal S B an das jeweils zugehöri­ ge piezoelektrische Element 60 oder 90 übermittelt. Anschließend wird in ei­ nem Schritt P 6 überprüft, ob der Spannungspegel des Steuersignals S A bzw. S B größer oder gleich einem Schwellenwert V ref ist. Der Schwellenwert V ref ist auf eine Mindestspannung zur Erzeugung einer Verformung des zugehörigen piezo­ elektrischen Elements 60 oder 90 zum Umschalten von "weich" auf "hart" einge­ stellt. Solange der Spannungspegel des Steuersignals nicht größer oder gleich dem Schwellenwert V ref ist, wird der Schritt P 5 wiederholt. Die Schritte P 5 und P 6 werden durchlaufen, bis der Spannungspegel des Steuersignals größer oder gleich der zur Ansteuerung des ersten oder zweiten piezoelektrischen Elements 60 oder 90 erforderlichen Mindestspannung ist. Wenn der Spannungspegel des Steuersignals größer oder gleich dem Schwellenwert V ref ist, so ist das Pro­ gramm beendet.
Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Dämpfungscharakteristik lediglich durch Umschaltung zwischen zwei Betriebsmodi, nämlich "hart" und "weich" geändert. Es ist jedoch auch möglich, die Dämpfungscharakteristik in­ nerhalb eines oder beider der Betriebsmodi "hart" und "weich" in Abhängigkeit von der Schwingungsamplitude weiter zu verändern. Da die Verformung der pie­ zoelektrischen Elemente im wesentlichen proportional zu der angelegten Span­ nung ist, kann auch eine lineare oder stufenlose Veränderung der Dämpfungs­ charakteristik erreicht werden, indem die Spannung des Steuersignals konti­ nuierlich verändert wird. In der Praxis könnte die Spannung des Steuersignals entsprechend der Änderung der Änderungsrate Δ P variiert werden. Außerdem ist es denkbar, die Spannung des Steuersignals entsprechend den Scheitelwer­ ten der Änderungsrate Δ P zu steuern.
Wenn sich bei der Überprüfung in Schritt P 4 ergibt, daß kein Scheitelwert der Änderungsrate Δ P vorliegt, so wird in Schritt P 6 überprüft, ob die Änderungsrate gleich Null ist. Wenn die Änderungsrate Δ P größer als Null ist, so wird das Pro­ gramm unmittelbar beendet.
Wenn sich bei der Überprüfung in Schritt P 3 ergibt, daß die Änderungsrate Δ P in­ nerhalb der Totzone liegt, so wird in einem Schritt P 7 der Schalttransistor T r 2 in den betreffenden ersten oder zweiten Teil 130 a oder 130 b der Treiberschal­ tung durchgeschaltet, um die an dem piezoelektrischen Element 60 oder 90 an­ liegende Spannung abzuleiten. In einem Schritt P 8 wird dann überprüft, ob das in Schritt P 1 ausgewählte Expansions- oder Kompressions-Drucksignal S s bzw. S p kleiner oder gleich einem Wert P set ist. Solange das Drucksignal größer ist als der Wert P set , werden die Schritte P 7 und P 8 wiederholt, um die an dem betref­ fenden piezoelektrischen Element 60 oder 90 anliegende Spannung auf einen Wert kleiner oder gleich dem Wert P set zu verringern.
Fig. 8 zeigt ein Zeitdiagramm eines Beispiels eines mit der oben beschriebenen Anordnung ausgeführten Steuermvorgangs. ln diesem Beispiel wird angenommen, daß die Änderungsrate Δ P der Drucksignale S s und S p den in Fig. 8(c) gezeigten Verlauf hat.
An einem Punkt A nimmt die Änderungsrate Δ P rasch zu, so daß sie größer oder gleich dem vorgegebenen Wert P ref wird. Der Betriebsmodus wird dann für das Intervall zwischen den Punkten A und B von "weich" auf "hart" umgeschaltet. Während dieses Intervalls ist das Drucksignal S s oder S p in der Höhe entspre­ chend dem Spannungswert des an das betreffende piezoelektrische Element an­ gelegten Treibersignals verschoben, wie durch die strichpunktierte Linie in Fig. 8(b) angedeutet wird. Gemäß Fig. 8(b) ändert sich das Drucksignal entspre­ chend der Änderung des Druckes in der betreffenden oberen oder unteren Ar­ beitskammer, wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 8(b) angegeben wird. An dem Punkt B erreicht die Schwingung einen Scheitelwert und die Änderungsra­ te Δ P nimmt den Wert Null an. Daraufhin wird der Betriebsmodus wieder auf "weich" umgeschaltet.
Gemäß Fig. 8(a) wird angenommen, daß das Fahrzeug ausfedert und demgemäß ein Expansionshub des Stoßdämpfers verursacht wird. Die der Expansionsbewe­ gung entgegenwirkende Dämpfungskraft wird durch die Umschaltung des Be­ triebsmodus auf "hart" in dem Intervall zwischen den Punkten A und B erhöht. Nach dem Punkt B bewegt sich der Kolben in Kompressionsrichtung, so daß er in seine Ausgangsstellung zurückkehrt. In diesem Fall wird der Betriebsmodus auf "weich" umgeschaltet, so daß die Schwingungsenergie in dem Intervall zwischen dem Punkt B und einem Punkt C wirksam absorbiert wird. Am Punkt C erreicht die Änderungsrate Δ P in der Kompressionsphase einen Wert größer oder gleich dem vorgegebenen Wert P ref, so daß die Dämpfungscharakteristik erneut auf "hart" umgeschaltet wird. In dem Intervall von dem Punkt C zu einem Punkt D wird deshalb eine stärkere Dämpfungskraft erzeugt, die der Kolbenbewegung entgegenwirkt. Ähnlich wie am Punkt B erreicht die Änderungsrate Δ P am Punkt D den Wert Null. An einem Punkt E erreicht die Änderungsrate Δ P erneut einen Scheitelwert. Da jedoch gemäß Fig. 8(c) die Änderungsrate noch innerhalb der Totzone liegt, erfolgt keine Umschaltung des Betriebsmodus auf "hart", und in dem Intervall zwischen dem Punkt E und einem Punkt F wird die weiche Dämp­ fungscharakteristik beibehalten. Durch Wiederholen der oben beschriebenen Vorgänge wird der Betriebsmodus in dem Intervall zwischen den Punkten F und G zwischen "hart" und "weich" umgeschaltet.
Da bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel die Steuerung der Dämp­ fungscharakteristik im Expansionshub unabhängig von der Steuerung im Kom­ pressionshub erfolgt, wird eine wirksame Dämpfung der Kolbenbewegung und eine wirksame Absorption der Schwingungsenergie erreicht. Da außerdem wäh­ rend des Kompressionshubes das erste piezoelektrische Element 60 als Sensor zur Abtastung des Druckes in der unteren Arbeitskammer 15 und das zweite pie­ zoelektrische Element 90 als Stellglied zur Umschaltung des Betriebsmodus zwischen "hart" und "weich" dient, wohingegen während des Expansionshubes das zweite piezoelektrische Element 90 als Sensor zur Abstastung des Druckes in der oberen Arbeitskammer 14 und das erste piezoelektrische Element 60 als Stellglied zur Umschaltung des Betriebsmodus dient, kann die Überwachung des Druckes und die Steuerung des Betriebsmodus gleichzeitig und unabhängig von­ einander vorgenommen werden. Auf diese Weise läßt sich eine genaue Steuerung und ein schnelles Ansprechverhalten erreichen.
Bei Schwingungen mit relativ kleiner Amplitude wird der Betriebsmodus "weich" beibehalten. Hierdurch wird der Eindruck einer harten Federung ver­ mieden und der Fahrkomfort verbessert. Bekanntlich haben die von dem Rad auf den Stoßdämpfer übertragenen Schwingungen eine kleine Amplitude und eine hohe Frequenz, so daß durch sie die Fahrstabilität nicht beeinträchtigt wird und es im Hinblick auf eine Verbesserung des Fahrkomforts günstiger ist, diese Schwingungen zu absorbieren, statt sie auf den Fahrzeugaufbau zu übertragen. Die Schwingungen, die von dem Fahrzeugaufbau auf den Stoßdämpfer übertragen werden, sind dagegen hauptsächlich durch Lageänderungen des Fahrzeugs ver­ ursacht. Diese Schwingungen müssen stark gedämpft werden, damit die Fahr­ stabilität des Fahrzeugs gewährleistet bleibt. Durch die Totzone bei der Steue­ rung der Dämpfungscharakteristik des Stoßdämpfers wird einerseits ein hoher Fahrkomfort und andererseits eine hohe Fahrstabilität erreicht.
Die Amplitude von Schwingungen, die durch Fahrbahnstöße und Lageänderun­ gen des Fahrzeugs verursacht werden, nimmt mit zunehmender Fahrzeugge­ schwindigkeit tendenziell zu. Bei höherer Fahrzeuggeschwindigkeit treten hef­ tigere Fahrbahnstöße auf, die von dem Rad auf den Stoßdämpfer übertragen wer­ den, und auch die durch Trägheitskräfte bewirkten Lageänderungen des Fahr­ zeugaufbaus haben eine größere Amplitude. Es ist deshalb zweckmäßig, die Brei­ te der Totzone, d.h., die oberen und unteren Grenzen der Totzone, in Abhängig­ keit von der Fahrzeuggeschwindigkeit zu variieren. Fig. 9 zeigt eine Abwand­ lung des Programms zur Steuerung der Dämpfungscharakteristik des Stoß­ dämpfers, bei der zur besseren Anpassung der Dämpfungscharakteristik an die Fahrzeuggeschwindigkeit eine geschwindigkeitsabhängige Totzone vorgesehen ist. Bei diesem Programm ist zwischen den Schritten P 2 und P 3 gemäß Fig. 7 ein zusätzlicher Schritt P 9 eingefügt. ln dem Schritt P 9 wird die Breite der in der Umgebung der Änderungsrate Δ P = 0 gebildeten Totzone in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt. Die Breite der Totzone kann auf ver­ schiedene Weise verändert werden. Weiterhin ist ein zusätzlicher Schritt P 10 zwischen den Schritten P 3 und P 7 vorgesehen. In dem Schritt P 10 wird über­ prüft, ob die Änderungsrate Δ P den Wert Null hat. Wenn die Änderungsrate un­ gleich Null ist, werden die Schritte P 7 und P 8 übersprungen, und die Schritte P 7 und P 8 werden nur dann ausgeführt, wenn die Änderungsrate gleich Null ist.
Die Breite der Totzone kann kontinuierlich entsprechend der Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit oder auch stufenweise bei einem bestimmten Schwel­ lenwert der Fahrzeuggeschwindigkeit geändert werden. ln jedem Fall kann die geeignete Kennlinie für die Änderung der Breite der Totzone in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit experimentell im Hinblick auf die gewünschten Federungseigenschaften, die Eigenschaften des Fahrzeugs und sonstige Fakto­ ren bestimmt werden. Beispielsweise wird bei niedriger Fahrzeuggeschwindig­ keit eine breitere Totzone gewählt. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als eine bestimmte niedrige Grenzgeschwindigkeit ist, wird die Breite der Tot­ zone konstant auf einem bestimmten Maximalwert gehalten. Wenn dagegen die Fahrzeuggeschwindigkeit größer oder gleich der Grenzgeschwindigkeit und kleiner oder gleich einer bestimmten oberen Grenzgeschwindigkeit ist, so wird die Breite der Totzone nichtlinear in Abhängigkeit von der Änderung der Fahr­ zeuggeschwindigkeit verändert. Bei Fahrzeuggeschwindigkeiten oberhalb der oberen Grenzgeschwindigkeit wird die Breite der Totzone konstant auf einem vorgegebenen Minimalwert gehalten.
Zur Ausführung der oben beschriebenen Verfahren kann die arithmetische Schaltung 120 einen Speicher enthalten. In dem die Kennlinie gemäß Fig. 10 in tabellarischer Form gespeichert ist. Die einzelnen Tabellenwerte für die Brei­ te der Totzone werden dann in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit gelesen.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel wird von einer breiten Totzone auf eine schmalere Totzone umgeschaltet, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit ei­ nen ersten Schwellenwert überschreitet, und es wird von der schmalen Totzone auf die breite Totzone umgeschaltet, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit einen niedrigeren zweiten Schwellenwert unterschreitet, so daß die Umschaltung mit einer gewissen Hysterese erfolgt.
Im letzteren Fall es ist möglich, die Steuerung für die Vorderräder und die Hin­ terräder getrennt vorzunehmen. Eine Möglichkeit besteht darin, für die Fede­ rungen an den Vorderrädern und den Hinterrädern gleichzeitig von einer brei­ ten Totzone auf eine schmalere Totzone umzuschalten, wenn die Fahrzeugge­ schwindigkeit den ersten Schwellenwert überschreitet. Alternativ ist es mög­ lich, die Umschaltung der Breite der Totzone für die Vorderräder und die Hin­ terräder zu verschiedenen Zeiten, d.h., bei verschiedenen Geschwindigkeiten vorzunehmen, so daß sich für die Vorderradaufhängungen und die Hinterradauf­ hängungen unterschiedliche Ansprechcharakteristiken ergeben.
Unter Bezugnahme auf Fig. 10, 11 und 12 sollen nachfolgend Steueroperati­ onen zur Lagestabilisierung des Fahrzeugs beschrieben werden. Fig. 11 und 12 veranschaulichen ähnliche Verfahren zur Nickunterdrückung unter Verwen­ dung unterschiedlicher Steuerparameter. Die gezeigten Verfahren werden pe­ riodisch in bestimmten Zeitintervallen, beispielsweise alle 20 ms ausgeführt. Die Ausführung der entsprechenden Programmroutinen wird durch ein im Hinter­ grund laufendes Hauptprogramm gesteuert.
Fig. 10 zeigt ein Verfahren zur Rollunterdrückung. Unmittelbar nach dem Auf­ ruf der entsprechenden Programmroutine werden in einem Schritt P 11 das Kompressions-Drucksignal S p , und das Expansions-Drucksignal S s und das Lenkwinkelsignal S d gelesen. Anhand des Lenkwinkelsignals S d wird in einem Schritt P 12 die Winkelgeschwindigkeit Δ S d des Lenkeinschlags ermittelt. Diese Winkelgeschwindigkeit wird in einem Schritt P 13 mit einem vorgegebenen Schwellenwert Sd ref verglichen. Wenn die Winkelgeschwindigkeit Δ S d größer oder gleich dem Schwellenwert ist, so wird das Lenkwinkelsignal S d in einem Schritt P 14 mit einem Lenkwinkel-Schwellenwert R verglichen.
Die Schwellenwerte für die Winkelgeschwindigkeit des Lenkeinschlags und für den Lenkwinkel werden experimentell derart bestimmt, daß ein Kurvenfahrzu­ stand des Fahrzeugs erfaßt wird, bei dem die Tendenz zu einer Rollbewegung des Fahrzeugaufbaus besteht.
Wenn das Lenkwinkelsignal Sd größer oder gleich dem Lenkwinkel-Schwellen­ wert R ist, so wird in einem Schritt P 15 überprüft, ob die Rollbewegung des Fahr­ zeugs durch eine Rechtskurve verursacht wird, so daß sich die linke Seite des Fahrzeugaufbaus absenkt und die rechte Fahrzeugseite anhebt. Wenn dies der Fall ist, so wird in einem Schritt P 16 überprüft, ob die Stoßdämpfer 1 FL und 1 RL der vorderen und hinteren linken Radaufhängungen einfedern. In diesem Fall wird weiterhin in einem Schritt P 17 überprüft, ob die Stoßdämpfer 1 FR und 1 RR der vorderen und hinteren rechten Radaufhängungen ausfedern. In den Schritten P 13 und P 14 wird festgestellt, ob das Ausmaß und die Geschwindigkeit der Lenk­ bewegung eine Steuerung zur Rollunterdrückung erforderlich macht. ln den Schritten P 16 und P 17 wird dagegen überprüft, ob tatsächlich eine Rollbewe­ gung des Fahrzeugs nach links auftritt. Wenn die Abfrage in Schritt P 17 bejaht wird, so bedeutet dies, daß durch die Lenkbewegung nach rechts eine Rollbewe­ gung des Fahrzeugs nach links verursacht wird.
Wenn eine der Abfragen in den Schritten P 13, P 14, P 16 und P 17 ein negatives Ergebnis hat, so wird ein Schritt P 18 ausgeführt, in dem die normale Steuerung zur aktiven Schwingungsdämpfung gemäß Fig. 7 oder 9 vorgenommen wird.
Bei positivem Ergebnis der Abfrage in Schritt P 17 wird eine Steuerung zur Rol­ lunterdrückung vorgenommen. ln diesem Fall wird in einem Schritt P 19 das Kompressions-Steuersignal S B an die piezoelektrischen Elemente 60 der vorde­ ren linken und hinteren linken Stoßdämpfer 1 FL und 1 RL übermittelt, um diese Stoßdämpfer in den Betriebsmodus "hart" umzuschalten. Die Drücke in den un­ teren Arbeitskammern 15 können währenddessen mit Hilfe der piezoelektri­ schen Elemente 90 überwacht werden. Anschließend wird in einem Schritt P 20 das Expansions-Steuersignal S A an die piezoelektrischen Elemente 90 der vor­ deren rechten und hinteren rechten Stoßdämpfer 1 FR und 1 RR übermittelt, um diese Stoßdämpfer auf eine harte Dämpfungscharakteristik umzuschalten. Zur Drucküberwachung in den oberen Arbeitskammern 14 dienen dabei die piezo­ elektrischen Elemente 60. In den Schritten P 19 und P 20 wird die härtere Dämpfungscharakteristik jeweils nur für eine Richtung der Kolbenbewegung eingestellt, so daß dem tatsächlichen Kolbenhub ein größerer Widerstand entge­ gengesetzt wird. In der entgegengesetzten Hubrichtung weisen die Stoßdämp­ fer dagegen eine neutrale Dämpfungscharakteristik auf. Somit verhalten sich die vorderen und hinteren linken Stoßdämpfer 1 FL und 1 RL härter gegenüber dem Kolbenhub beim Einfedern, und die vorderen und hinteren rechten Stoßdämp­ fer 1 FR und 1 RR verhalten sich härter gegenüber dem Kolbenhub beim Ausfe­ dern.
Auf diese Weise wird die Amplitude der Rollbewegung des Fahrzeugaufbaus nach links wirksam verringert.
Die Größe der Steuersignale S B und S A kann dabei in Abhängigkeit von der Ge­ schwindigkeit des Lenkeinschlags variiert werden, die im allgemeinen die Stär­ ke der Rollneigung beeinflußt.
Wahlweise ist es auch möglich, bei der Unterdrückung einer Rollbewegung nach links lediglich die einfedernden vorderen und hinteren linken Stoßdämpfer 1 FL und 1 RL anzusteuern.
Nach der Ausgabe der Steuersignale S B und S A in den Schritten P 19 und P 20 werden in Schritt P 21 die Signalpegel der Steuersignale mit dem vorgegebenen Wert P ref verglichen, und die Schritte P 19, P 20 und P 21 werden gegebenenfalls wiederholt, bis die Steuersignale S B und S A den vorgegebenen Wert P ref errei­ chen.
Wenn in Schritt P 15 keine Lenkbewegung nach rechts festgestellt wurde, so wird in einem Schritt P 22 überprüft, ob eine Lenkbewegung nach links vorliegt. Wenn dies der Fall ist, so wird in einem Schritt P 23 überprüft, ob die linken Stoß­ dämpfer 1 FL und 1 RL ausfedern. Wenn diese Abfrage bejaht wird, so wird in ei­ nem Schritt P 24 überprüft, ob die rechten Stoßdämpfer 1 FR und 1 RR einfedern. Wenn eine der Abfragen in den Schritten P 22, P 23 und P 24 verneint wird, so wird in Schritt P 25 die normale Steuerung zur Schwingungsdämpfung gemäß Fig. 7 oder 9 ausgeführt.
Wenn die Abfrage in Schritt P 24 bejaht wird, so bedeutet dies, daß Bedingungen vorliegen, in denen eine Steuerung zur Unterdrückung der Rollbewegung erfor­ derlich ist. In einem Schritt P 26 wird das Expansions-Steuersignal S A an die pie­ zoelektrischen Elemente 90 der linken Stoßdämpfer 1 FL und 1 RL übermittelt, so daß deren Dämpfungscharakteristik härter wird. In einem nachfolgenden Schritt P 27 wird das Kompressions-Steuersignal S B an die piezoelektrischen Elemente 60 der rechten Stoßdämpfer 1 FR und 1 RR übermittelt, um deren Dämpfungscharakteristik härter zur machen. Die in den Schritten P 26 und P 27 eingestellten härteren Dämpfungscharakteristiken wirken jeweils nur den Kol­ benbewegungen in der durch die Rollbewegung bedingten Richtung entgegen, während in der entgegengesetzten Richtung ein neutrales Verhalten der Fede­ rung beibehalten wird. Auf diese Weise wird dem Kolbenhub beim Einfedern der rechten Stoßdämpfer 1 FR und 1 RR eine größere Dämpfungskraft entgegenge­ setzt, so daß die Amplitude der Kolbenbewegung verringert wird. Den Kolben der linken Stoßdämpfer 1 FL und 1 RL wird dagegen beim Ausfedern ein größerer Wi­ derstand entgegengesetzt. Auf diese Weise wird das Ausmaß der Rollbewegung nach rechts wirksam verringert.
Wahlweise kann die Dämpfung der Rollbewegung nach rechts auch dadurch un­ terdrückt werden, daß lediglich die einfedernden Stoßdämpfer 1 FR und 1 RR auf der rechten Fahrzeugseite entsprechend angesteuert werden.
Nach der Ausgabe der Steuersignale S A und S B in den Schritten P 26 und P 27 werden die Signalpegel der Steuersignale mit dem vorgegebenen Wert P ref ver­ glichen, und gegebenenfalls werden die Schritte P 26, P 27 und P 28 wiederholt, bis die Signalpegel der Steuersignale den Wert P ref erreichen.
Wenn das Ergebnis der Abfrage in Schritt P 21 oder P 28 positiv ist, wird das Hin­ tergrundprogramm fortgesetzt.
Fig. 11 zeigt ein Verfahren zur Nickunterdrückung, mit dem ein Absenken und Anheben des Fahrzeugbugs bei der Verzögerung bzw. Beschleunigung des Fahr­ zeugs verhindert wird. In einem Schritt P 31 werden das Kompressions-Druck­ signal S p , das Expansions-Drucksignal S s und das Drosselklappensignal TVO ge­ lesen. Aus dem Drosselklappensignal TVO wird in einem Schritt P 32 die Ände­ rungsgeschwindigkeit 4 TVO der Drosselklappe abgeleitet. Diese Änderungsge­ schwindigkeit wird dann in einem Schritt P 33 mit einem Schwellenwert R th verglichen.
Wenn die Änderungsgeschwindigkeit größer oder gleich dem Schwellenwert R th ist, so wird in einem Schritt P 34 überprüft, ob die linken und rechten vorde­ ren Stoßdämpfer 1 FL und 1 FR ausfedern. Wenn dies der Fall ist, wird in einem anschließenden Schritt P 35 überprüft, ob die linken und rechten hinteren Stoß­ dämpfer 1 RL und 1 RR einfedern. In den Schritten P 34 und P 35 wird somit das Anheben des Fahrzeugbugs bei der Beschleunigung festgestellt. Wenn eine der Abfragen in Schritten P 34 und P 35 ein negatives Ergebnis hat, so bedeutet dies, daß sich der Fahrzeugbug nicht anhebt, und in einem Schritt P 36 wird die nor­ male Steuerung zur aktiven Schwingungsdämpfung ausgeführt.
Wenn dagegen beide Abfragen in den Schritten P 34 und P 35 bejaht werden, so wird in einem Schritt P 37 das Expansions-Steuersignal S A an die piezoelektri­ schen Elemente 90 der vorderen linken und rechten Stoßdämpfer 1 FL und 1 FR übermittelt, um deren Dämpfungscharakteristik härter zu machen. Anschlie­ ßend wird in einem Schritt P 38 das Kompressions-Steuersignal S B an die piezo­ elektrischen Elemente 60 der hinteren linken und rechten Stoßdämpfer 1 RL und 1 RR übermittelt, um diese Stoßdämpfer auf eine härtete Dämpfungscharak­ teristik umzuschalten. Durch die Änderung der Dämpfungscharakteristik in Schritten P 37 und P 38 wird der Hubbwegung der Kolben in der jeweiligen Bewe­ gungsrichtung ein größerer Widerstand entgegengesetzt, während das Dämp­ fungsverhalten gegenüber Kolbenwegungen in der entgegengesetzten Richtung neutral ist. Die vorderen linken und rechten Stoßdämpfer 1 FL und 1 FR reagieren härter auf das Ausfedern, während die hinteren rechten und linken Stoßdämp­ fer 1 RL und 1 RR härter auf das Einfedern reagieren. Auf diese Weise wird das Ausmaß der Nickbewegung des Fahrzeugaufbaus wirksam verringert.
Wahlweise ist es auch möglich, lediglich die Härte der einfedernden Stoßdämp­ fer oder der vorderen Stoßdämpfer 1 FL und 1 FR zu erhöhen.
In einem Schritt P 39 werden die Signalpegel der Steuersignale S A und S B mit dem vorgegebenen Wert P set verglichen. Die Schritte P 37, P 38 und P 39 werden gegebenenfalls wiederholt, bis die Signalpegel der Steuersignale S A und S B den vorgegebenen Wert P set erreicht haben.
Durch die oben beschriebenen Vorgänge wird das Anheben des Fahrzeugbugs bei der Beschleunigung wirksam unterdrückt.
Wenn die Änderungsgeschwindigkeit Δ TVO kleiner ist als der Schwellenwert R th , so wird in einem Schritt P 40 überprüft, ob das Signal des Bremsschalters 152 einen hohen Wert hat. Wenn dies der Fall ist, wird in einem Schritt P 41 über­ prüft, ob die vorderen Stoßdämpfer 1 FL und 1 FR einfedern. Bei einem positiven Ergebnis dieser Abfrage wird in einem Schritt P 42 überprüft, ob die hinteren Stoßdämpfer 1 RL und 1 RR ausfedern. In den Schritten P 41 und P 42 wird somit ein Absenken des Fahrzeugbugs bei der Verzögerung des Fahrzeugs festgestellt. Wenn eine der Abfragen in Schritten P 41 und P 42 ein negatives Ergebnis hat, so bedeutet dies, daß keine Absenkung des Fahrzeugbugs stattfindet, und in einem Schritt P 43 wird eine normale Steuerung zur aktiven Schwingungsdämpfung ausgeführt.
Andernfalls wird in einem Schritt P 44 das Kompressions-Steuersignal S B an die piezoelektrischen Elemente 60 der vorderen Stoßdämpfer 1 FL und 1 FR über­ mittelt, so daß diese Stoßdämpfer auf die harte Dämpfungscharakteristik umge­ schaltet werden. In einem Schritt P 45 wird dann das Expansions-Steuersignal S A an die piezoelektrischen Elemente 90 der hinteren Stoßdämpfer 1 RL und 1 RR übermittelt, um diese Stoßdämpfer auf die härtere Dämpfungscharakteri­ stik umzuschalten. Die in Schritten P 44 und P 45 eingestellten härteren Dämp­ fungscharakteristiken wirken jeweils nur in der ermittelten Bewegungsrichtung der Kolben, während das Dämpfungsverhalten gegenüber der entgegengesetz­ ten Kolbenbewegung neutral ist. Dem Einfedern der vorderen Stoßdämpfer 1 FL und 1 FR wird somit eine größere Dämpfungskraft entgegengesetzt, so daß der Kolbenhub verringert wird. Bei den hinteren Stoßdämpfern 1 RL und 1 RR wird dagegen dem Ausfedern ein größerer Widerstand entgegengesetzt, um den Kol­ benhub zu verringern. Auf diese Weise wird das Absenken des Fahrzeugsbugs bei der Verzögerung wirksam verringert.
Wahlweise kann die Nickbewegung auch dadurch unterdrückt werden, daß nur die einfedernden oder die hinteren Stoßdämpfer 1 RL und 1 RR auf eine härtere Dämpfungscharakteristik umgeschaltet werden.
In einem Schritt P 46 werden die Signalpegel der Steuersignale S A und S B mit dem vorgegebenen Wert P set verglichen, und gegebenenfalls werden die Schrit­ te P 44, P 45 und P 46 wiederholt, bis die Signalpegel der Steuersignale den vorge­ gebenen Wert P set erreichen.
Durch die Maßnahmen in den Schritten P 31 bis P 33 und P 40 bis P 46 kann das Absenken des Fahrzeugbugs wirksam unterdrückt werden.
Bei einem positiven Ergebnis der Abfrage in Schritt P 39 oder P 46 wird das Hin­ tergrundprogramm fortgesetzt.
Fig. 12 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform des anhand von Fig. 11 be­ schriebenen Verfahrens zur Nickunterdrückung. Das Verfahren gemäß Fig. 12 unterscheidet sich von dem Verfahren nach Fig. 11 dadurch, daß andere Para­ meter zur Bestimmung der Beschleunigung und Verzögerung des Fahrzeugs ver­ wendet werden. Anstelle der Signale des Drosselklappensensors und des Brems­ schalters wird gemäß Fig. 12 das Signal des Längsbeschleunigungssensors 156 ausgewertet. Die übrigen Schritte dieses Steuerverfahrens sind mit denen gemäß Fig. 11 identisch und sind deshalb mit den gleichen Bezugszeichen bezeich­ net.
Gemäß Fig. 12 wird in einem Schritt P 47 das Kompressions-Drucksignal S p, das Expansions-Drucksignal S s und das Längsbeschleunigungssignal S ac gele­ sen. In einem Schritt P 48 wird die Änderungsrate dS ac des Längsbeschleuni­ gungsignals S ac ermittelt. Diese Änderungsrate wird dann in einem Schritt P 49 mit einem Schwellenwert α verglichen. Der Schwellenwert α kann auf einen Wert eingestellt sein, der der Änderung der Längsbeschleunigung des Fahrzeug­ aufbaus entspricht, bei der ein Anheben des Fahrzeugbugs auftreten kann. Wenn die Änderungsrate dSac größer oder gleich dem Schwellenwert α ist, so werden anschließend die Schritte P 34 bis P 39 ausgeführt. Wenn dagegen die Abfrage in Schritt P 49 ein negatives Ergebnis hat, wird die Änderungsrate dS ac in einem Schritt P 50 mit einem Verzögerungs-Schwellenwert β verglichen, der der Ver­ zögerung des Fahrzeugs entspricht, bei der eine Absenkung des Fahrzeugbugs auftreten kann. In Abhängigkeit von dem Ergebnis dieser Überprüfung werden die Schritte P 41 bis P 46 ausgeführt.
Fig. 13 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Steuereinrichtung für das Federungssystem. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Steuereinheit 100 mit Vertikalbeschleunigungssensoren 158 FL, 158 FR, 158 RL und 158RR ver­ bunden, die jeweils an der vorderen linken, vorderen rechten, hinteren linken bzw. hinteren rechten Radaufhängung angeordnet sind und die Vertikalbe­ schleunigung der betreffenden Bereiche des Fahrzeugaufbaus überwachen. Die vier Vertikalbeschleunigungssensoren werden zusammenfassend mit dem Be­ zugszeichen 158 bezeichnet. Die Vertikalbeschleunigungssensoren erzeugen je­ weils ein Vertikalbeschleunigungssignal Gs FL, Gs FR, Gs RL bzw. Gs RR entspre­ chend den gemessenen Vertikalbeschleunigungen der betreffenden Teile des Fahrzeugaufbaus. Die Steuereinheit 100 führt eine aktive Schwingungsdämpfung aus, indem sie die Härte der Stoßdämpfer abhängig von der jeweiligen Hubrich­ tung der Kolben innerhalb jedes einzelnen Schwingungszyklus ändert. Außer­ dem führt die Steuereinheit 100 eine Steuerung zur Lagestabilisierung des Fahr­ zeugaufbaus aus, indem sie auf der Grundlage der zusammenfassend mit Gs be­ zeichneten Signale der Vertikalbeschleunigungssensoren 158 Roll- und Nickbe­ wegungen des Fahrzeugaufbaus unterdrückt. Die Beschleunigungsignale Gs sind positiv bei einer Vertikalbeschleunigung des Fahrzeugaufbaus in Ausfeder-Rich­ tung und negativ bei Vertikalbeschleunigungen in Einfeder-Richtung.
Das mit der Steuereinrichtung gemäß Fig. 13 ausgeführte Steuerverfahren soll nachfolgend anhand der Fig. 14(A) und 14(B) erläutert werden.
Unmittelbar nach dem Beginn des entsprechenden Steuerprogramms werden in einem Schritt P 60 die an den piezoelektrischen Elementen 60 und 90 der Stoßdämpfer 1 FL, 1 FR, 1 RL und 1 RR anliegenden Spannungen abgeleitet, d.h., die piezoelektrischen Elemente werden entladen. Anschließend werden in ei­ nem Schritt P 61 die Drucksignale S p und S s in digitale Signale umgewandelt und gelesen. Anhand der gelesenen Drucksignale wird in einem Schritt P 62 die Än­ derungsrate Δ P des Druckes bestimmt. In einem Schritt P 63 wird überprüft, ob die Änderungsrate Δ P innerhalb der Totzone liegt. Wenn dies der Fall ist, wird das Programm abgebrochen, und das Hintergrundprogramm wird fortgesetzt. Wenn die Änderungsrate außerhalb der Totzone liegt, so wird in einem Schritt P 64 überprüft, ob die rechten vorderen und hinteren Stoßdämpfer 1 FR und 1 RR ausfedern. Wenn dies nicht der Fall ist, wird in einem Schritt P 65 überprüft, ob die vorderen und hinteren rechten Stoßdämnpfer 1 FR und 1 RR einfedern.
Bei einem positiven Ergebnis der Abfrage in Schritt P 65 wird in einem Schritt P 66 überprüft, ob beide linken Stoßdämpfer 1 FL und 1 RL ausfedern. Wenn dies der Fall ist, wird in einem Schritt P 67 überprüft, ob die Beschleunigungsignale Gs FR und Gs RR für die rechte Fahrzeugseite positiv und die Beschleunigungssig­ nale Gs FL und Gs RL für die linke Fahrzeugseite negativ sind. Sofern dies zutrifft, werden die Beträge der Beschleunigungssignale Gs in einem Schritt P 68 mit ei­ nem vorgegebenen Beschleunigungs-Schwellenwert Gs ref verglichen. Ein posi­ tives Ergebnis der Abfragen in Schritten P 65, P 66 und P 67 bedeutet, daß eine Rollbewegung des Fahrzeugaufbaus nach rechts stattfindet. Weiterhin wird an­ hand des Ergebnisses in Schritt P 68 entschieden, ob die Geschwindigkeit der Rollbewegung so groß ist, daß eine Steuerung zur Rollunterdrückung ausgeführt werden muß. Wenn die Absolutwerte aller Vertikalbeschleunigungssignale Gs größer oder gleich dem Schwellenwert sind, so wird das Kompressions-Steuer­ signal SB an die piezoelektrischen Elemente 60 der rechten Stoßdämpfer 1 FR und 1 RR angelegt (Schritt P 69), so daß diese eine härtere Dämpfungscharakte­ ristik erhalten. In einem Schritt P 70 wird das Expansions-Steuersignal S A an die piezoelektrischen Elemente 90 der linken Stoßdämpfer 1 FL und 1 RL angelegt, um diesen Stoßdämpfern eine härtere Dämpfungscharakteristik zu verleihen.
Wenn in Schritt P 64 f 06590 00070 552 001000280000000200012000285910647900040 0002003917716 00004 06471estgestellt wird, daß die rechten Stoßdämpfer 1 FR und 1 RR ausfedern, so wird in einem Schritt P 71 überprüft, ob die linken Stoßdämp­ fer 1 FL und 1 RL einfedern. Wenn dies der Fall ist, wird in einem Schnitt P 72 über­ prüft, ob die Vertikalbeschleunigungssignale Gs FL und Gs RL für die linke Fahr­ zeugseite positiv und die Vertikalbeschleunigungsignale Gs FR und Gs RR für die rechte Fahrzeugseite negativ sind. Wenn dies zutrifft, werden in einem Schritt P 73 die Absolutwerte der Vertikalbeschleunigungssignale Gs mit einem vorge­ gebenen Vertikalbeschleunigungs-Schwellenwert Gs ref verglichen. Ein positi­ ves Ergebnis der Abfragen in Schritten P 71, P 72 und P 73 bedeutet, daß eine Rollbewegung nach links stattfindet. Anhand des Ergebnisses in Schritt P 73 wird entschieden, ob die Geschwindigkeit der Rollbewegung so groß ist, daß ei­ ne Steuerung zur Rollunterdrückung ausgeführt werden muß. Wenn die Absolut­ werte aller Vertikalbeschleunigungsignale Gs größer oder gleich dem Schwel­ lenwert sind, so wird in einem Schritt P 74 das Expansions-Steuersignal SA an die piezoelektrischen Elemente 90 der rechten Stoßdämpfer 1 FR und 1 RR an­ gelegt, um diesen Stoßdämpfern eine härtere Dämpfungscharakteristik zu ver­ leihen, und in einem Schritt P 75 wird die Härte der linken Stoßdämpfer 1 FL und 1 RL erhöht, indem deren piezoelektrischen Elementen 60 das Kompressions- Steuersignal S B zugeführt wird.
Wenn sich in Schritt P 65 ergibt, daß beide rechten Stoßdämpfer nicht einfe­ dern, so wird in einem Schritt P 76 überprüft, ob beide vorderen Stoßdämpfer 1 FL und 1 FR ausfedern. Wenn dies nicht der Fall ist, wird in einem Schritt P 77 überprüft, ob die vorderen Stoßdämpfer 1 FL und 1 FR einfedern. Falls dies eben­ falls nicht zutrifft, wird in einem Schritt P 78 die normale Steuerung zur aktiven Schwingungsdämpfung gemäß Fig. 7 oder 9 ausgelöst.
Wenn sich in Schritt P 77 ergibt, daß beide vorderen Stoßdämpfer 1 FL und 1 FR einfedern, so wird in einem Schritt P 82 überprüft, ob die hinteren Stoßdämpfer 1 RL und 1 RR ausfedern. Wenn dies der Fall ist, wird in einem Schritt P 83 über­ prüft, ob die Vertikalbeschleunigungsignale Gs FL und Gs FR für den vorderen Teil des Fahrzeugs beide positiv und die Vertikalbeschleunigungssignale Gs RL und Gs RR für den hinteren Fahrzeugteil beide negativ sind. Ein positives Ergebnis dieser Abfrage bedeutet, daß eine Absenkung des Fahrzeugbugs stattfindet. An­ schließend wird in einem Schritt P 84 überprüft, ob die Absolutwerte sämtlicher Vertikalbeschleunigungssignale Gs größer oder gleich dem Schwellenwert Gs ref sind. Wenn dies zutrifft, wird in einem Schritt P 85 das Kompressions-Steu­ ersignal S B an die piezoelektrischen Elemente 60 der vorderen Stoßdämpfer 1 FL und 1 FR angelegt, und in einem Schritt P 86 wird das Expansions-Steuersig­ nal S A an die piezoelektrischen Elemente 90 der hinteren Stoßdämpfer 1 RL und 1 RR angelegt.
Wenn die Abfrage in einem der Schritte P 82, P 83 und P 84 ein negatives Ergebnis liefert, wird das Verfahren mit dem Schritt P 78 fortgesetzt, d.h., es wird eine normale Steuerung zur Schwingungsdämpfung ausgeführt.
Wenn die Abfrage in Schritt P 76 bejaht wird, so wird in einem Schritt P 87 über­ prüft, ob die hinteren Stoßdämpfer 1 RL und 1 RR beide einfedern. Wenn dies der Fall ist, wird in einem Schritt P 88 überprüft, ob die Vertikalbeschleunigungssig­ nale Gs FL und Gs FR für den vorderen Fahrzeugteil beide positiv und die Vertikal­ beschleunigungsignale Gs RL und Gs RR für den hinteren Fahrzeugteil beide nega­ tiv sind, d.h., ob ein Anheben des Fahrzeugbugs stattfindet. In diesem Fall wird in einem Schritt P 89 überprüft, ob die Absolutwerte sämtlicher Vertikalbeschleu­ nigungssignale Gs größer oder gleich dem Schwellenwert Gs ref sind. Zutreffen­ denfalls wird in einem Schritt P 90 das Expansions-Steuersignal S A an die piezo­ elektrischen Elemente 90 der vorderen Stoßdämpfer 1 FL, 1 FR und in einem Schritt P 91 das Kompressions-Steuersignal S B an die piezoelektrischen Ele­ mente 60 der hinteren Stoßdämpfer 1 RL und 1 RR angelegt.
Wenn die Abfrage in einem der Schritte P 87, P 88 und P 89 ein negatives Ergebnis hat, wird in Schritt P 78 die normale Steuerung zur Schwingungsdämpfung aus­ geführt.
Mit dem in Fig. 14 gezeigten Verfahren wird somit anhand der die Lage des Fahrzeugs bzw. die Lageänderungen angebenden Vertikalbeschleunigungssig­ nale als Eingangsparameter sowohl eine aktive Rollunterdrückung als auch eine aktive Nickunterdrückung vorgenommen.

Claims (19)

1. Federungssystem für ein Kraftfahrzeug, mit
  • - wenigstens einem zwischen dem Fahrzeugaufbau und einem Radträger des Fahrzeugs wirkenden Stoßdämpfer (1), dessen Zylinder (3) durch einen Kolben (42) und zwei mit einem Druckmedium gefüllte Arbeitskammern (14, 15) unterteilt wird und bei dem die Dämpfungscharakteristik mit Hilfe eines die Strömungsverbindung zwischen den beiden Arbeitskammern va­ riabel begrenzenden Stellgliedes (60; 90) veränderbar ist,
  • - einer Stoßdämpfer-Fühleinrichtung zur Überwachung des Druckes in we­ nigstens einer der Arbeitskammern (14, 15) und zur Erzeugung eines den Kolbenhub repräsentierenden Signals (S p ; S s ) und
  • - einer Steuereinrichtung (100) zur Erzeugung eines an das Stellglied (60; 90) übermittelten Steuersignals (S A ; S B ) zur Steuerung der Dämpfungscharak­ teristik des Stoßdämpfers in Abhängigkeit vom Fahrzustand des Fahr­ zeugs,
dadurch gekennzeichnet, daß
  • - eine Fahrzeug-Fühleinrichtung (150, 152, 154; 156; 158) zur Überwachung von Lageänderungen des Fahrzeugaufbaus und zur Erzeugung eines entspre­ chendes Lageänderungsignals (S d ; TVO; S ac; Gs) vorgesehen ist und
  • - daß die Steuereinrichtung (100) das Signal (S p , S s ) der Stoßdämpfer-Füh­ leinrichtung sowie das Lageänderungssignal aufnimmt und das Stellglied (60; 90) in einer ersten Betriebsart ansteuert, wenn das Lageänderungssignal eine vorgegebene Bedingung erfüllt, die einer relativ kleinen Lageänderung des Fahrzeugaufbaus entspricht, und andernfalls das Stellglied in einer zwei­ ten Betriebsart ansteuert, wobei in der ersten Betriebsart in jeder Schwin­ gungsperiode des Stoßdämpfers eine Umschaltung wenigstens zwischen ei­ ner harten und einer weichen Dämpfungscharakteristik in Abhängigkeit von der Hubrichtung des Kolbens erfolgt und in der zweiten Betriebsart unab­ hängig von der Hubrichtung des Kolbens eine Ansteuerung zur Unter­ drückung der Lageänderung des Fahrzeugaufbaus erfolgt.
2. Federungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Steuereinrichtung (100) anhand des Signals (S p , S s ) der Stoßdämpfer-Fühlein­ richtung eine die Kolbenbewegung repräsentierene Größe ermittelt, überprüft, ob diese Größe innerhalb einer in bezug auf einen vorgegebenen Neutralwert be­ stimmten Totzone liegt, ein Steuersignal (S A , S B ) zur Umschaltung auf die härte­ re Dämpfungscharakteristik erzeugt, wenn die die Kolbenbewegung repräsen­ tierende Größe außerhalb der Totzone liegt und einen Scheitelwert erreicht, und auf eine weichere Dämpfungscharakteristik zurückschaltet, wenn die die Kolbenbewegung repräsentierende Größe den Neutralwert durchläuft.
3. Federungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungscharakteristik des Stoßdämpfers (1) für die entgegengesetzten Hubrichtungen des Kolbens unabhängig veränderbar ist und daß die Steuerein­ richtung (100) in der zweiten Betriebsart Steuersignale (S A ; S B ) zum Umschal­ ten auf die härtere Dämpfungscharakteristik für die jeweilige Hubrichtung des Kolbens erzeugt.
4. Federungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Betriebsart eine Umschaltung auf die härtere Dämpfungscharakteristik gegenüber der Einfederbewegung des Stoßdämpfers erfolgt.
5. Federungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Betriebsart eine Umschaltung auf die härtere Dämpfungscharakteristik gegenüber der Ausfederbewegung des Stoßdämpfers erfolgt.
6. Federungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Fahrzeug-Fühleinrichtung einen die Lage des Fahr­ zeugaufbaus beeinflussenden Betriebsparameter des Fahrzeugs überwacht und daß die Steuereinrichtung (100) anhand des Lageänderungssignals einen Zu­ stand erfaßt, in dem eine Lageänderung des Fahrzeugs zu erwarten ist, und bei Vorliegen dieses Zustands anhand des den Kolbenhub repräsentierenden Sig­ nals der Stoßdämpfer-Fühleinrichtung überprüft, ob tatsächlich eine entspre­ chende Lageänderung auftritt.
7. Federungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß wenigstens zwei Stoßdämpfer (1 FL, 1 FR, 1 RL, 1 RR) mit dem in Anspruch 1 angegebenen Aufbau an verschiedenen Radträgern des Fahr­ zeugs vorgesehen sind, daß jedem dieser Stoßdämpfer eine entsprechende Stoß­ dämpfer-Fühleinrichtung zugeordnet ist und daß die Stellglieder (60; 90) der einzelnen Stoßdämpfer unabhängig voneinander durch die Steuereinheit (100) ansteuerbar sind.
8. Federungssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß wenigstens zwei Stoßdämpfer (1 FL, 1 RL; 1 FR, 1 RR) mit dem im Oberbe­ griff des Anspruchs 1 angegebenen Aufbau an verschiedenen Radträgern des Fahrzeugs vorgesehen sind,
  • - daß die Stellglieder (60; 90) dieser Stoßdämpfer jeweils zugleich die Stoß­ dämpfer-Fühleinrichtung zur Überwachung des Druckes in einer der Ar­ beitskammern (14, 15) oder in beiden Arbeitskammern des betreffenden Stoßdämpfers und zur Erzeugung des den Kolbenhub repräsentierenden Signals bilden,
  • - daß eine Fahrzeug-Fühleinrichtung (150, 152, 154; 156; 158) zur Erfassung von Lageänderungen des Fahrzeugs und zur Erzeugung eines entsprechen­ den Lageänderungsignals (S d , TVO, S sc Gs) vorgesehen ist, und
  • - daß die Steuereinrichtung (100) die Signale (S a , S b ) der Stoßdämpfer-Fühl­ einrichtung und das Lageänderungssignal aufnimmt und zur Unterdrückung von Lageänderungen des Fahrzeugaufbaus auf das Lageänderungssignal hin ein erstes Steuersignal (S A) zum Einstellen einer härteren Dämpfungscha­ rakteristik gegenüber der Einfederbewegung an einen der Stoßdämpfer und ein zweites Steuersignal (S B ) zur Einstellung einer härteren Dämpfungscha­ rakteristik gegenüber der Ausfederbewegung an den anderen Stoßdämpfer übermittelt.
9. Federungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeug-Fühleinrichtung Rollbewegungen des Fahrzeugaufbaus erfaßt und die Steuereinrichtung (100) die Stoßdämpfer auf entgegengesetzten Seiten des Fahrzeugs im Sinne einer Rollunterdrückung ansteuert.
10. Federungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeug-Fühleinrichtung einen Lenkwinkelsensor (150) aufweist.
11. Federungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeug-Fühleinrichtung einen Querbeschleunigungssensor aufweist.
12. Federungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeug-Fühleinrichtung Nickbewegungen des Fahrzeugaufbaus erfaßt und daß die Steuereinrichtung (100) die vorderen und hinteren Stoßdämpfer des Fahr­ zeugs im Sinne einer Unterdrückung von Nickbewegungen ansteuert.
13. Federungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeug-Fühleinrichtung einen Bremsschalter (152) und/oder einen Drossel­ klappensensor (154) aufweist.
14. Federungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeug-Fühleinrichtung einen Längsbeschleunigungssensor (156) aufweist.
15. Federungssystem nach einem der Ansprüche 8, 9 und 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Fahrzeug-Fühleinrichtung wenigstens einen Verti­ kalbeschleunigungssensor (158) aufweist.
16. Hydraulischer Stoßdämpfer für ein Federungssystem für Kraftfahrzeuge, mit zwei durch einen Kolben (42) getrennten, mit einer Arbeitsflüssigkeit gefüllten Arbeitskammern (14, 15) in einem Zylinder (3) und mit einer Stelleinrichtung (60; 90) zum Einstellen der Dämpfungscharakteristik des Stoßdämpfers durch Verändern der Strömungsbegrenzung einer Strömungsverbindung zwischen den Arbeitskammern (14, 15), dadurch gekennzeichnet, daß die Stellein­ richtung (60; 90) auf den Druck in beiden Arbeitskammern (14, 15) anspricht und entsprechende Drucksignale (S a , S b ) erzeugt, die jeweils die Kolbenbewe­ gung repräsentieren, und daß die Stelleinrichtung eine Änderung der Strö­ mungsbegrenzung zwischen einem größeren und einem kleinen Wert innerhalb jedes Schwingungszyklus des Stoßdämpfers zur Dämpfung von Fahrbahnstößen sowie eine Erhöhung der Strömungsbegrenzung zur Erzielung einer härteren Dämpfungscharakteristik zumindest gegenüber der Einfederbewegung des Stoßdämpfers bei einer Lageänderung des Fahrzeugaufbaus gestattet.
17. Stoßdämpfer nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung (60; 90) eine stärkere Strömungsbegrenzung zum Einstellen einer härteren Dämpfungscharakteristik gegenüber der Ausfederbewegung des Stoßdämpfers bei Lageänderungen des Fahrzeugaufbaus gestattet.
18. Stoßdämpfer nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung zwei piezoelektrische Elemente (60; 90) aufweist, die jeweils durch den Druck in einer der Arbeitskammern (14, 15) beaufschlagt sind und wechselweise als Drucksensoren und als Stellglieder zur Betätigung von Ventilen (74, 75) zur Strömungsbegrenzung arbeiten.
DE3917716A 1988-05-31 1989-05-31 Federungssystem für Kraftfahrzeuge Expired - Fee Related DE3917716C2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7310188U JPH0714008Y2 (ja) 1988-05-31 1988-05-31 減衰力可変型液圧緩衝装置
JP7310288U JPH0714009Y2 (ja) 1988-05-31 1988-05-31 減衰力可変型液圧緩衝装置
JP1988144279U JPH0742820Y2 (ja) 1988-11-04 1988-11-04 サスペンションシステム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3917716A1 true DE3917716A1 (de) 1989-12-28
DE3917716C2 DE3917716C2 (de) 1994-09-22

Family

ID=27301122

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3917716A Expired - Fee Related DE3917716C2 (de) 1988-05-31 1989-05-31 Federungssystem für Kraftfahrzeuge

Country Status (3)

Country Link
US (1) US4948163A (de)
DE (1) DE3917716C2 (de)
GB (1) GB2220624B (de)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3938304A1 (de) * 1988-11-18 1990-05-23 Atsugi Unisia Corp Kraftfahrzeug-aufhaengungssystem mit veraenderlicher daempfungscharakteristik und stossdaempfer hierfuer
DE3938930A1 (de) * 1988-11-25 1990-05-31 Atsugi Unisia Corp Stossdaempfer mit veraenderlicher daempfungscharakteristik
DE4212823A1 (de) * 1991-04-17 1992-10-22 Mazda Motor Radaufhaengungssystem fuer ein kraftfahrzeug
DE4225755A1 (de) * 1991-08-06 1993-02-11 Atsugi Unisia Corp Aufhaengungssteuer- bzw. -regelsystem zum verhindern des rollens bei kraftfahrzeugen
DE4242788A1 (de) * 1991-12-17 1993-07-01 Atsugi Unisia Corp
DE4436441A1 (de) * 1993-10-15 1995-04-20 Fichtel & Sachs Ag Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeugfahrwerks
DE19651162A1 (de) * 1996-12-10 1998-01-15 Mannesmann Sachs Ag Schwingungsdämpfer für eine Überwachungseinrichtung von der Fahrsicherheit dienenden Größen
DE102008050084B3 (de) * 2008-10-06 2009-11-26 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zur Schwingungsdämpfung und Schwingungsdämpfer
WO2010089007A1 (de) * 2009-02-03 2010-08-12 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur fahrwerkregelung eines kraftfahrzeugs, sowie vorrichtung zur durchführung

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE68915442T2 (de) * 1989-08-03 1995-01-05 Nippon Denso Co Kontrollsystem für die Dämpfkraft von Stossdämpfern.
DE69031794T2 (de) * 1989-09-11 1998-04-23 Denso Corp Aufhängungssteuersystem
US5201389A (en) * 1990-07-26 1993-04-13 General Motors Corporation Method of varying a suspension damping force as a vehicle is steered
US5080205A (en) * 1990-07-26 1992-01-14 General Motors Corporation Steer-sensitive variable damping strut
US5154263A (en) * 1990-12-11 1992-10-13 Monroe Auto Equipment Company Method and apparatus for controlling the flow of damping fluid through a piston
US5180186A (en) * 1991-11-12 1993-01-19 General Motors Corporation Strut and method for steer-sensitive damping
US5396973A (en) * 1991-11-15 1995-03-14 Lord Corporation Variable shock absorber with integrated controller, actuator and sensors
US5276623A (en) * 1991-11-27 1994-01-04 Lord Corporation System for controlling suspension deflection
US5150775A (en) * 1991-12-19 1992-09-29 General Motors Corporation Steer-sensitive variable damper and method utilizing a ring valve
US5330225A (en) * 1992-01-24 1994-07-19 Hr Textron Inc. Passive vehicle suspension system
US5251927A (en) * 1992-03-20 1993-10-12 General Motors Corporation Steer-sensitive hydraulic shock absorber and method
DE4240614A1 (de) * 1992-12-03 1994-06-09 Bosch Gmbh Robert System zur Regelung und/oder Steuerung eines regelbaren und/oder steuerbaren Fahrwerks
JP3325131B2 (ja) * 1994-10-14 2002-09-17 株式会社ユニシアジェックス 車両懸架装置
US5588510A (en) * 1995-09-25 1996-12-31 Husco International, Inc. Variable damping force shock absorber
DE19824125C1 (de) * 1998-05-29 1999-09-16 Eras Entwicklung Und Realisati Verfahren und Schienenfahrzeug zur aktiven Unterdrückung von fahrwerksbedingten Schwingungsanregungen im Fahrgastraum von Schienenfahrzeugen
DE50211806D1 (de) * 2001-05-09 2008-04-17 Continental Ag Verfahren zur Regelung des Dämpferstromes für elektrisch verstellbare Dämpfer
US6749048B2 (en) * 2002-08-20 2004-06-15 Visteon Global Technologies, Inc. Fluid seal assembly for a pressured system
US6876909B2 (en) * 2002-08-21 2005-04-05 Mando Corporation Electronically controlled suspension apparatus for use in anti-squat control
JP2005199944A (ja) * 2004-01-19 2005-07-28 Yamaha Motor Co Ltd 自動二輪車用減衰器の減衰力制御装置
US20070045067A1 (en) * 2005-08-26 2007-03-01 Husco International, Inc. Hydraulic circuit with a pilot operated check valve for an active vehicle suspension system
US20070045069A1 (en) * 2005-08-26 2007-03-01 Husco International, Inc. Active vehicle suspension with integrated load leveling
US7497452B2 (en) * 2006-06-02 2009-03-03 Husco International, Inc. Hydro-pneumatic vehicle suspension system with a double acting cylinder and accumulators
US8090500B2 (en) * 2006-12-06 2012-01-03 Honda Motor Co., Ltd. Control device for a variable damper
US8978848B2 (en) 2010-05-13 2015-03-17 Durashox Technology Co., Ltd. Apparatus for modularly adjusting shock absorber
DE112012002999T5 (de) * 2011-07-17 2014-06-12 Honda Motor Co., Ltd. Dämpfer mit variabler Dämpfungskraft
US10578184B2 (en) 2017-05-15 2020-03-03 Fox Factory, Inc. Valve stiffness adjustment

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0221486A2 (de) * 1985-10-26 1987-05-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Steuerung für einen Stossdämpfer
EP0239831A1 (de) * 1986-03-06 1987-10-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Radaufhängung
JPH06185210A (ja) * 1992-12-16 1994-07-05 Fujita Corp リフトアップ用ジャッキロッドの盛り替え方法及び装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8328373D0 (en) * 1983-10-24 1983-11-23 Lotus Car Vehicle suspension device
DE3524863A1 (de) * 1985-04-12 1986-10-30 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Verfahren und vorrichtung zum steuern der federhaerte, insbesondere bei fahrzeugen
JPH0696363B2 (ja) * 1986-06-10 1994-11-30 日産自動車株式会社 能動型サスペンシヨン
JPH0741784B2 (ja) * 1986-11-28 1995-05-10 日産自動車株式会社 サスペンシヨンとステアリングの総合制御装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0221486A2 (de) * 1985-10-26 1987-05-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Steuerung für einen Stossdämpfer
EP0239831A1 (de) * 1986-03-06 1987-10-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Radaufhängung
JPH06185210A (ja) * 1992-12-16 1994-07-05 Fujita Corp リフトアップ用ジャッキロッドの盛り替え方法及び装置

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3938304C2 (de) * 1988-11-18 1998-10-08 Atsugi Unisia Corp Kraftfahrzeug-Aufhängungssystem mit veränderlicher Dämpfungscharakteristik
DE3938304A1 (de) * 1988-11-18 1990-05-23 Atsugi Unisia Corp Kraftfahrzeug-aufhaengungssystem mit veraenderlicher daempfungscharakteristik und stossdaempfer hierfuer
DE3938930A1 (de) * 1988-11-25 1990-05-31 Atsugi Unisia Corp Stossdaempfer mit veraenderlicher daempfungscharakteristik
US5401052A (en) * 1991-04-17 1995-03-28 Mazda Motor Corporation Vehicle suspension device for stabilizing steering characteristics
DE4212823A1 (de) * 1991-04-17 1992-10-22 Mazda Motor Radaufhaengungssystem fuer ein kraftfahrzeug
DE4225755C2 (de) * 1991-08-06 1998-03-19 Atsugi Unisia Corp Aufhängungssteuer- bzw. -regelsystem für ein Fahrzeug
US5559701A (en) * 1991-08-06 1996-09-24 Atsugi Unisia Corporation Automotive suspension control system for anti-rolling control utilizing a steering sensor and body accelerometers
DE4225755A1 (de) * 1991-08-06 1993-02-11 Atsugi Unisia Corp Aufhaengungssteuer- bzw. -regelsystem zum verhindern des rollens bei kraftfahrzeugen
DE4242788A1 (de) * 1991-12-17 1993-07-01 Atsugi Unisia Corp
DE4436441A1 (de) * 1993-10-15 1995-04-20 Fichtel & Sachs Ag Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeugfahrwerks
DE19651162A1 (de) * 1996-12-10 1998-01-15 Mannesmann Sachs Ag Schwingungsdämpfer für eine Überwachungseinrichtung von der Fahrsicherheit dienenden Größen
DE102008050084B3 (de) * 2008-10-06 2009-11-26 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zur Schwingungsdämpfung und Schwingungsdämpfer
WO2010089007A1 (de) * 2009-02-03 2010-08-12 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur fahrwerkregelung eines kraftfahrzeugs, sowie vorrichtung zur durchführung
CN102300729B (zh) * 2009-02-03 2015-05-20 罗伯特·博世有限公司 用于对机动车进行行车平衡调节的方法及用于实施的装置
US9045017B2 (en) 2009-02-03 2015-06-02 Robert Bosch Gmbh Method for chassis control of a motor vehicle, and device for the performance thereof

Also Published As

Publication number Publication date
GB8912368D0 (en) 1989-07-12
DE3917716C2 (de) 1994-09-22
US4948163A (en) 1990-08-14
GB2220624A (en) 1990-01-17
GB2220624B (en) 1992-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3917716C2 (de) Federungssystem für Kraftfahrzeuge
DE3910445C2 (de)
DE3788853T2 (de) Vorrichtung und verfahren zum absorbieren mechanischer stösse.
DE4024305C2 (de) Aktives Aufhängungssystem für Kraftfahrzeuge
DE3938304C2 (de) Kraftfahrzeug-Aufhängungssystem mit veränderlicher Dämpfungscharakteristik
DE69031794T2 (de) Aufhängungssteuersystem
DE3751904T2 (de) Vorrichtung und verfahren zur absorbierung mechanischer stösse
US4949989A (en) Automotive suspension system with variable suspension characteristics and variable damping force shock absorber therefor
US4984819A (en) Automotive suspension system and shock absorber therefor
DE19744089B4 (de) Aufhängungs-Regelvorrichtung
DE4025309C2 (de) Aktives Aufhängungssystem für Fahrzeuge mit Steuervorrichtung zur Unterdrückung von Stellungsänderungen des Fahrzeugaufbaus
DE4225219C2 (de) Aufhängungssteuer- bzw. Regelsystem für ein Kraftfahrzeug
DE3943007C2 (de)
DE3619903A1 (de) Selbstregulierende steuervorrichtung fuer eine kraftfahrzeugfederung
DE3941909C2 (de)
US4961483A (en) Variable damping characteristics shock absorber with feature of generation of piston stroke direction indicative signal
DE3880096T2 (de) System zur regelung und verfahren zum betrieb einer regelbaren fahrzeugaufhaengungseinheit.
DE4005601A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum regeln von stossdaempfern
DE10025399A1 (de) Schwingungsdämpfer
DE3904922A1 (de) Vorrichtung zur steuerung der aufhaengungscharakteristik bei einem kraftfahrzeug
DE4311306C2 (de) Aufhängungssteuersystem für Kraftfahrzeuge
DE69010292T2 (de) Aufhängungssteueranlage mit einer von Fahrbedingungen abhängigen Niveauregelung.
DE19881270C2 (de) Verfahren zur Steuerung eines Aufhängungssystems für Kraftfahrzeuge
EP0484697B1 (de) Verfahren zum semiaktiven Regeln eines Fahrwerks
DE68919510T2 (de) Kraftfahrzeugaufhängungssystem mit variablen Aufhängungscharakteristiken und Stossdämpfer mit veränderlicher Dämpfungskraft dafür.

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee