DE4303039C2 - Semi-active suspension control device based on the Skyhook principle - Google Patents
Semi-active suspension control device based on the Skyhook principleInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine semiaktive Aufhängungssteuervorrichtung, die zwischen dem Rad (oder der Achse) und der Karosserie eines Fahrzeugs angeordnet ist, und eine kontinuierliche Änderung des Dämpfungskoeffizienten entsprechend dem Schwingungszustand des Fahrzeugs hervorruft.The present invention relates to a semi-active Suspension control device located between the wheel (or the Axis) and the body of a vehicle is arranged, and a continuous change in the damping coefficient according to the vibration condition of the vehicle evokes.
Im Stand der Technik gibt es einige Vorschläge in bezug auf Verbesserungen der Schwingungsübertragungseigenschaften einer Aufhängung, welche eine Änderung des Dämpfungskoeffizienten entsprechend dem Zustand der Vertikalschwingung des Fahrzeugs hervorrufen kann, beispielsweise in der US-Patentschrift 3 807 678, auf den Seiten 619-626 des ASME Journal of Engineering for Industry, Nr. 96-2, veröffentlicht im Mai 1974, usw. Wie in diesen Veröffentlichungen beschrieben ist, ist ein Verfahren zum Steuern des Koeffizienten durch Beurteilung des Vorzeichens des Produkts der absoluten Geschwindigkeit S einer gefederten Masse (einer Karosserie), welche die Geschwindigkeit der Vertikalschwingung der Karosserie darstellt, und der Relativgeschwindigkeit der gefederten Masse (der Karosserie) bezüglich der ungefederten Masse (eines Rades) bekannt. Ein Verfahren zum Steuern des Koeffizienten durch Beurteilung des Vorzeichens des Produktes der Relativverschiebung der gefederten Masse (der Karosserie) bezüglich der ungefederten Masse (dem Rad) und deren Relativgeschwindigkeit ist bekannt, wie in dem US-Patent Nr. 4 821 849 beschrieben.There are some suggestions in the art regarding Improvements in vibration transmission properties a suspension, which is a change of the Damping coefficients according to the state of the Vertical vibration of the vehicle can cause for example, in U.S. Patent 3,807,678, to which Pages 619-626 of the ASME Journal of Engineering for Industry, No. 96-2, published May 1974, etc. How described in these publications is a Procedure for controlling the coefficient by judgment the sign of the product of absolute speed S a sprung mass (a body), which the Speed of vertical vibration of the body represents, and the relative speed of the sprung Mass (body) related to unsprung mass (of a wheel) known. A method of controlling the Coefficients by assessing the sign of the Product of the relative displacement of the sprung mass (the Body) with regard to the unsprung mass (the wheel) and their relative speed is known, as in the U.S. Patent No. 4,821,849.
Das erstgenannte Steuerverfahren wird nachstehend kurz erläutert.The first-mentioned tax procedure is brief below explained.
In der Theorie der Dämpfung ist es bekannt, daß dadurch gute Dämpfungseigenschaften erzielt werden, wenn ein Schwingungsdämpfer zur Verfügung gestellt wird, der eine Dämpfungskraft bezüglich der Absolutgeschwindigkeit S der gefederten Masse (der Karosserie) erzeugt, zwischen der gefederten Masse (der Karosserie) und einem Punkt, der durch das absolute Koordinatensystem begrenzt ist. Allerdings ist es in einem Fahrzeug unmöglich, einen Schwingungsdämpfer in der Praxis an dem absoluten Koordinatensystem zu befestigen. Daher wird es als ausreichend angesehen, den Schwingungsdämpfer zwischen der gefederten Masse (der Karosserie) und der ungefederten Masse (dem Rad) parallel bereitzustellen, so daß seine Dämpfungskraft variabel ist. In diesem Falle erzeugt der zwischen der gefederten Masse und der ungefederten Masse (dem Rad) vorgesehene Schwingungsdämpfer eine Dämpfungskraft nur in der Richtung entgegengesetzt zur Ausdehnung oder dem Zusammenziehen des Schwingungsdämpfers. In der Fachwelt ist es üblich, das Ausfahren oder die Ausdehnung des Schwingungsdämpfers als "Zugstufe" und das Zusammenziehen als "Druckstufe" zu bezeichnen. Daher kann der Schwingungsdämpfer manchmal nicht eine Dämpfungskraft in derselben Richtung erzielen wie ein Schwingungsdämpfer, der zwischen der gefederten Masse und dem absoluten Koordinatensystem vorhanden ist. Daher wird die Dämpfungskraft zu diesem Zeitpunkt als Null angenommen.It is known in the theory of damping that good damping properties are achieved when a Vibration damper is provided, the one Damping force with respect to the absolute speed S the sprung mass (the body) generated between the sprung mass (the body) and a point that is limited by the absolute coordinate system. However, in a vehicle it is impossible to get one Vibration damper in practice on the absolute To fix the coordinate system. Hence it is considered considered sufficient, the vibration damper between the sprung mass (the body) and unsprung Provide mass (the wheel) in parallel so that its Damping force is variable. In this Trap creates between the sprung mass and the Unsprung mass (the wheel) provided vibration damper Damping force only in the opposite direction Expansion or contraction of the vibration damper. It is common in the professional world to refer to the extension or expansion of the vibration damper as a "rebound stage" and the contraction as a "compression stage". Therefore the vibration damper can sometimes not have a damping force in it achieve the same direction as a vibration damper that between the sprung mass and the absolute Coordinate system is present. Hence the Damping force assumed to be zero at this time.
Das voranstehende Konzept ist nachstehend in Gleichungsform
dargestellt.
WennThe above concept is shown in equation form below.
If
S (S-X) < 0 (1)S (S-X) <0 (1)
F = -CsS = -C (S-X) (2)F = -CsS = -C (S-X) (2)
C = CsS / (S-X) (3)C = CsS / (S-X) (3)
wennif
S (S-X) < 0 (4)S (S-X) <0 (4)
F = 0 (5)F = 0 (5)
C = 0 (6)C = 0 (6)
Hierbei bedeutet:Here means:
S: Absolutgeschwindigkeit der gefederten Masse (der
Karosserie);
X: Absolutgeschwindigkeit der ungefederten Masse (des
Rades);
F: Dämpfungskraft des Schwingungsdämpfers;
Cs: Dämpfungskoeffizient des Schwingungsdämpfers, der zwischen
der gefederten Masse und dem absoluten
Koordinatensystem vorgesehen ist;
C: Dämpfungskoeffizient des Schwingungsdämpfers, der zwischen
der gefederten Masse und der ungefederten Masse (dem
Rad) vorgesehen ist.S: absolute speed of the sprung mass (the body);
X: absolute speed of unsprung mass (wheel);
F: damping force of the vibration damper;
Cs: damping coefficient of the vibration damper provided between the sprung mass and the absolute coordinate system;
C: Damping coefficient of the vibration damper provided between the sprung mass and the unsprung mass (the wheel).
Daher ist es möglich, gute Dämpfungseigenschaften ähnlich denen eines Schwingungsdämpfers zu erhalten, der zwischen der gefederten Masse und dem absoluten Koordinatensystem angeordnet ist, und zwar durch Steuern des Dämpfungskoeffizienten C des Schwingungsdämpfers, der zwischen der gefederten Masse und der ungefederten Masse (dem Rad) vorgesehen ist, entsprechend den Gleichungen (3) und (6), und unter den Bedingungen gemäß den Gleichungen (1) und (4).Therefore, it is possible to similar good damping properties to obtain that of a vibration damper that is between the sprung mass and the absolute coordinate system is arranged by controlling the Damping coefficient C of the vibration damper between the sprung mass and unsprung mass (the wheel) is provided, according to equations (3) and (6), and under the conditions of equations (1) and (4).
Weiterhin ist aus dem Buch von J. P. Den Hartog "Mechanische Schwingungen", Verlag Springer, Berlin 1936, Seite 114-121, eine Aufhängungssteuervorrichtung bekannt, bei welcher die Dämpfung nach folgendem Schema gesteuert wird: bei einer aufwärtsgerichteten Fahrzeugbeschleunigung und einer Auseinanderbewegung von Achse und Rahmen des Fahrzeugs ist die Dämpfung groß, jedoch bei einer Bewegung von Achse und Rahmen aufeinander zu erfolgt keine Dämpfung. Bei einer abwärtsgerichteten Beschleunigung des Fahrzeugs erfolgt keine Dämpfung, wenn sich Achse und Rahmen voneinander wegbewegen, jedoch eine starke Dämpfung, wenn sich Achse und Rahmen aufeinanderzubewegen.Furthermore, from the book by J. P. Den Hartog "Mechanische Vibrations ", Verlag Springer, Berlin 1936, pages 114-121, a suspension control device is known in which the Damping is controlled according to the following scheme: with a upward vehicle acceleration and one The axis and frame of the vehicle move apart the damping is large, but with a movement of the axis and There is no damping towards the frame. At a downward acceleration of the vehicle takes place No damping when the axis and the frame differ from each other move away, but strong damping when axis and Move frames together.
Allerdings erfordern die voranstehend beschriebenen Vorgehensweisen eine Messung der Relativverschiebung zwischen der Karosserie oder der gefederten Masse und dem Rad oder der ungefederten Masse, oder der Relativgeschwindigkeit zwischen diesen entlang der Vertikalrichtung. Um daher ein derartiges Verfahren für ein Fahrzeug zu verwenden, mußte ein Fahrzeughöhensensor unter der Karosserie angebracht werden, um die Entfernung zwischen der Karosserie und dem Rad zu messen.However, those described above require How to measure the relative displacement between the body or the sprung mass and the Wheel or unsprung mass, or the Relative speed between these along the Vertical direction. Therefore, such a procedure for a To use the vehicle, a vehicle height sensor was required the body to be attached to the distance to measure between the body and the wheel.
Wenn ein Fahrzeug mit einem derartigen Fahrzeughöhensensor dort eingesetzt wird, wo es schneit, haftet häufig Schnee während des Fahrens an dem Höhensensor an und bringt diesen zum Einfrieren. Wird das Fahrzeug am nächsten Morgen in Betrieb gesetzt, so tritt häufig eine Zerstörung des Höhensensors auf, da ein Hebel oder dergleichen des Höhensensors durch übermäßige Kraft betätigt wird.If a vehicle with such a vehicle height sensor where it is snowing, snow often sticks while driving on the height sensor and brings this for freezing. The vehicle will be in the next morning Operated, destruction of the Height sensor because a lever or the like of Height sensor is operated by excessive force.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der voranstehenden Umstände entwickelt.The present invention has been made in view of the preceding circumstances.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht in der Bereitstellung einer Aufhängungssteuervorrichtung, bei welcher der Dämpfungskoeffizient der Aufhängung einfach auf der Grundlage nur der Vertikalschwingung der Karosserie eines Fahrzeugs eingestellt werden kann, ohne Messung der Relativgeschwindigkeit oder der Relativverschiebung zwischen der Karosserie und dem Rad entlang der Vertikalrichtung, also ohne irgendeinen Fahrzeughöhensensor.The object underlying the present invention is to provide one Suspension control device in which the Damping coefficient of the suspension simply on the Basis only of the vertical vibration of the body Vehicle can be adjusted without measuring the Relative speed or the relative displacement between the body and the wheel along the Vertical direction, so without any Vehicle height sensor.
Diese Aufgabe wird durch eine Aufhängungssteuervorrichtung mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. This task is accomplished by a suspension control device with the in claim 1 specified features solved.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Absolutgeschwindigkeit der Vertikalschwingung der Karosserie berechnet; und auf der Grundlage der Richtung der Absolutgeschwindigkeit wird der Dämpfungskoeffizient so eingestellt, daß der Dämpfungskoeffizient in der Zugstufe groß ist, wenn der Dämpfungskoeffizient in der Druckstufe des Schwingungsdämpfers einen kleinen Wert aufweist, oder der Dämpfungskoeffizient in der Druckstufe einen großen Wert aufweist, wenn der Dämpfungskoeffizient in der Zugstufe einen kleinen Wert aufweist. Daher benötigt die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung keinen Höhensensor zur Ermittlung der Relativgeschwindigkeit oder der Relativverschiebung zwischen der Karosserie und dem Rad entlang der Vertikalrichtung. Daher ist es möglich, die Zerstörung des Höhensensors zu vermeiden.According to the present invention, the Absolute speed of the vertical vibration of the Body calculated; and based on the direction the damping coefficient becomes the absolute speed set that the damping coefficient in the rebound is big if that Damping coefficient in the compression stage of the Vibration damper has a small value, or the Damping coefficient in compression stage one has great value when the damping coefficient a small value in the rebound having. Therefore, the device according to the present invention no height sensor for determination the relative speed or the relative displacement between the body and the wheel along the Vertical direction. Therefore, it is possible to destroy the Avoid height sensor.
Hierbei gibt die Steuerung ein Steuersignal an den Schwingungsdämpfer mit variablem Dämpfungskoeffizienten aus, so daß das Steuersignal den Dämpfungskoeffizienten während der Druckstufe dazu bringt, einen kleinen Wert aufzuweisen, und den Dämpfungskoeffizienten während der Zugstufe dazu bringt, daß er annähernd gleich dem Wert des Produktes der Absolutgeschwindigkeit und einer Steuerverstärkung ist, wenn beurteilt wird, daß sich die Karosserie in der Richtung nach oben auf der Grundlage der Absolutgeschwindigkeit bewegt und so, daß das Steuersignal den Dämpfungskoeffizienten dazu bringt, daß er in der Zugstufe des Herausfahrens einen kleinen Wert aufweist, und den Dämpfungskoeffizienten in der Druckstufe annähernd gleich dem Wert des Produktes der Absolutgeschwindigkeit und der Steuerverstärkung macht, wenn beurteilt wird, daß sich die Karosserie in der Richtung nach unten auf der Grundlage der Absolutgeschwindigkeit bewegt.Here there the controller sends a control signal to the Vibration damper with variable damping coefficient from, so that the control signal during the damping coefficient the pressure level causes a small value and the damping coefficient during rebound causes it to be approximately equal to the value of the product of absolute speed and one Tax gain is when it is judged that the Body in the upward direction based on the Absolute speed moves and so that the control signal the damping coefficient causes it in the rebound of the Has a small value, and the Damping coefficients in the compression stage approximately equal to the value of the product Absolute speed and the control gain makes if it is judged that the body is in the Downward direction based on the Absolute speed moves.
In diesem Fall wird der Dämpfungskoeffizient so festgelegt, daß er annähernd gleich dem Wert des Produktes der Absolutgeschwindigkeit und einer Steuerverstärkung ist. Daher ist es möglich, den Wert des erforderlichen Dämpfungskoeffizienten zu ermitteln.In this case, the damping coefficient is determined that it is approximately equal to the value of the product the absolute speed and a control gain. Therefore, it is possible to get the value of the required Determine damping coefficients.
Hierbei ist nach der Erfindung die Steuerverstärkung variabel, und zwar so, daß mit Anstieg des Absolutwertes der vertikalen Beschleunigung der Karosserie die Steuerverstärkung kleiner wird. Here is the control gain according to the invention variable, in such a way that as the Absolute values of the vertical acceleration of the body Control gain becomes smaller.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the invention are in the Subclaims specified.
Die Bedeutung des Absolutwertes der vertikalen Beschleunigung der Karosserie wird nachstehend erläutert.The meaning of the absolute value of the vertical acceleration of the Bodywork is shown below explained.
Es gibt eine Beziehung zwischen der Beschleunigung der Karosserie, der Dämpfungskraft des Schwingungsdämpfers, und dessen Relativgeschwindigkeit, nämlich wie folgt. Die Beschleunigung der in der gefederten Masse angeordneten Karosserie ist annähernd proportional der Dämpfungskraft des Schwingungsdämpfers. Die Dämpfungskraft des Schwingungsdämpfers ist annähernd proportional zur Relativgeschwindigkeit des Schwingungsdämpfers.There is a relationship between the acceleration of the Body, the damping force of the vibration damper, and its Relative speed, namely as follows. The acceleration of those arranged in the sprung mass Body is approximately proportional to the damping force of the vibration damper. The damping force of the vibration damper is approximately proportional to the relative speed of the vibration damper.
Mit anderen Worten weist bezüglich der Korrektur des Dämpfungskoeffizienten entsprechend dem Kehrwert des Absolutwertes der Beschleunigung der Karosserie der Begriff "Teilen durch den Absolutwert der Beschleunigung der Karosserie" dieselbe Bedeutung auf wie ein Teilen der Relativgeschwindigkeit des Schwingungsdämpfers. Je kleiner die Relativgeschwindigkeit ist, desto größere Dämpfungseigenschaften können erhalten werden.In other words, regarding the correction of the Damping coefficient according to the reciprocal of the Absolute acceleration of the body's term "Divide by the absolute value of the acceleration of the Body "has the same meaning as part of the Relative speed of the vibration damper. The smaller the Relative speed is the greater Damping properties can be obtained.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt The invention is illustrated below with reference to drawings illustrated embodiments explained in more detail what other advantages and features emerge. It shows
Fig. 1 eine Gesamtansicht einer Aufhängungsvorrichtung, Fig. 1 is an overall view of a suspension device,
Fig. 2 eine Schnittansicht des Aufbaus eines Schwingungsdämpfers 4 mit variablem Dämpfungskoeffizienten, Fig. 2 is a sectional view showing the structure of a shock absorber 4 of variable damping coefficient,
Fig. 3 eine Aufsicht auf eine bewegbare Platte 25, die an dem Schwingungsdämpfer 4 mit variablem Dämpfungskoeffizienten angebracht ist, Fig. 3 is a plan view of a movable plate 25 which is mounted on the vibration absorber 4 of variable damping coefficient,
Fig. 4 einen Graphen mit einer Darstellung der Beziehung zwischen dem Drehwinkel der bewegbaren Platte 25, dem Dämpfungskoeffizienten in der Zugstufe, und dem Dämpfungskoeffizienten in der Druckstufe, Fig. 4 is a graph with a representation of the relationship between the rotation angle of the movable plate 25, the attenuation coefficient in the rebound, and the attenuation coefficient in the compression stage,
Fig. 5 ein Blockschaltbild des Aufbaus der Steuerung 6, Fig. 5 is a block diagram showing the construction of the controller 6,
Fig. 6(a) und (b) Graphen mit einer Darstellung der Beziehung zwischen dem Steuerausgangssignal, wenn das Fahrzeug auf eine Stufe fährt, und der Verschiebung der gefederten Masse, wenn das Fahrzeug durch die Steuerung 6 gesteuert wird, Fig. 6 (a) and (b) graph with a representation of the relationship between the control output signal when the vehicle runs on a stage and the displacement of the sprung mass when the vehicle is controlled by the controller 6,
Fig. 7 ein Blockschaltbild des Aufbaus einer weiteren Steuerung 40, Fig. 7 is a block diagram showing the construction of a further controller 40,
Fig. 8(a) und (b) Graphen mit einer Darstellung der Beziehung zwischen dem Steuerausgangssignal, wenn das Fahrzeug auf eine Stufe fährt, und der Verschiebung der gefederten Masse, Fig. 8 (a) and (b) graph with a representation of the relationship between the control output signal when the vehicle runs on a stage and the displacement of the sprung mass,
Fig. 9 ein Blockschaltbild des Aufbaus einer weiteren Steuerung 45, Fig. 9 is a block diagram showing the construction of a further controller 45,
Fig. 10 ein Blockschaltbild des Aufbaus einer weiteren Steuerung 82, Fig. 10 is a block diagram showing the construction of a further controller 82,
Fig. 11 ein Flußdiagramm mit einer Darstellung des Steuerinhalts der Steuerung 82, Fig. 11 is a flow chart showing the control contents of the controller 82,
Fig. 12 ein Flußdiagramm eines Unterprogramms in dem Schritt SP5 in Fig. 11 und Fig. 12 is a flowchart of a subroutine in step SP5 in Figs. 11 and
Fig. 13 eine Tabelle mit einer Darstellung der Beziehung der Bewegungsrichtung der gefederten Masse und dem Hub des Stoßdämpfers. Fig. 13 is a table showing the relationship of the direction of movement of the sprung mass and the stroke of the shock absorber.
Nachstehend wird ein erster Aspekt der Erfindung unter Bezug auf die Fig. 1 bis 6 erläutert.A first aspect of the invention is explained below with reference to FIGS. 1 to 6.
Fig. 1 ist eine Gesamtansicht mit einer Darstellung einer Aufhängungsvorrichtung für ein Rad eines Fahrzeuges. Fig. 1 is an overall view showing a suspension apparatus for a wheel of a vehicle.
In dieser Figur bezeichnet die Bezugsziffer 1 eine Karosserie (die gefederte Masse) eines Fahrzeugs, und 2 ein Rad (die ungefederte Masse), welches sich an der Seite einer Achse befindet. Zwischen der Karosserie 1 und dem Rad 2 sind eine Kompressionsfeder 3 und ein Schwingungsdämpfer 4 des Typs mit variablem Dämpfungskoeffizienten parallel zueinander vorgesehen. Ein Beschleunigungssensor 5, der eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung des Zustands der Vertikalschwingung der Karosserie 1 darstellt, ist an der Karosserie 1 angebracht, die sich auf der Druckfeder 3 befindet. Das ermittelte Signal in bezug auf die Beschleunigung wird einer Steuerung 6 zugeführt. Die Steuerung 6 berechnet auf vorbestimmte Weise auf der Grundlage des ermittelten Signals, welches von dem Beschleunigungssensor 5 ausgegeben wurde, und stellt entsprechend dem gewünschten Wert C eines Dämpfungskoeffizienten den Schwingungsdämpfer 4 mit variablem Dämpfungskoeffizienten auf der Grundlage der berechneten Ergebnisse ein, wie nachstehend im einzelnen erläutert wird.In this figure, reference numeral 1 denotes a body (the sprung mass) of a vehicle, and 2 a wheel (the unsprung mass) located on the side of an axle. Between the body 1 and the wheel 2 , a compression spring 3 and a vibration damper 4 of the type with a variable damping coefficient are provided in parallel. An acceleration sensor 5 , which represents a detection device for detecting the state of the vertical vibration of the body 1 , is attached to the body 1 , which is located on the compression spring 3 . The determined signal with respect to the acceleration is fed to a controller 6 . The controller 6 calculates in a predetermined manner based on the detected signal output from the acceleration sensor 5 , and adjusts the vibration damper 4 with a variable damping coefficient based on the calculated results according to the desired value C of a damping coefficient, as explained in detail below becomes.
Nachstehend wird die Theorie der Steuerung gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert. The following is the theory of control according to the present invention explained.
Bei dem im Stand der Technik beschriebenen Steuerverfahren
wird der Dämpfungskoeffizient C des Schwingungsdämpfers 4, der
zwischen der Karosserie 1 und dem Rad 2 vorgesehen ist,
durch die folgenden Gleichungen festgelegt.
WennIn the control method described in the prior art, the damping coefficient C of the vibration damper 4 , which is provided between the body 1 and the wheel 2 , is determined by the following equations.
If
S (S-X) < 0 (1)S (S-X) <0 (1)
C = CsS / (S-X) (3)C = CsS / (S-X) (3)
wennif
S (S-X) < 0 (4)S (S-X) <0 (4)
C = 0 (6)C = 0 (6)
Da die vorliegende Erfindung allerdings keinen Höhensensor verwendet, sondern den Beschleunigungssensor 5, ist es unmöglich, "S-X" zu erhalten. Daher wird die Gleichung (3) unter Verwendung der folgenden zwei Gleichungen approximiert:However, since the present invention does not use a height sensor but the acceleration sensor 5 , it is impossible to get "SX". Therefore, equation (3) is approximated using the following two equations:
Der Dämpfungskoeffizient C wird auf der Grundlage der Beziehung der folgenden Gleichungen gesteuert, unter Annahme, daß "S-X" von Gleichung (3) ein gemittelter, konstanter Wert ist.The damping coefficient C is based on the Relationship of the following equations controlled under Assumption that "S-X" of equation (3) is an averaged, is constant value.
C = KvS (7)C = KvS (7)
Kv: eine KonstanteKv: a constant
Die Absolutgeschwindigkeit S der gefederten Masse (Karosserie 1) wird durch Integrieren des Wertes M des Beschleunigungssensors 5 erhalten. Diese Steuerung wird nur mit der Geschwindigkeit der gefederten Masse (Karosserie 1) durchgeführt. Daher ist es möglich, die Steuerfrequenz abzusenken, und bezüglich der Berechnungszeit der Steuerung 6 weist die Steuerung einen Vorteil auf. The absolute speed S of the sprung mass (body 1 ) is obtained by integrating the value M of the acceleration sensor 5 . This control is only carried out at the speed of the sprung mass (body 1 ). Therefore, it is possible to lower the control frequency, and the controller has an advantage in the calculation time of the controller 6 .
Der Dämpfungskoeffizient C wird auf der Grundlage der Beziehung der folgenden Gleichungen gesteuert, und zwar dadurch, daß der Wert M der gefederten Masse (der Karosserie) anstelle von "S-X" in der Gleichung (3) verwendet wird.The damping coefficient C is based on the Relationship of the following equations controlled, namely in that the value M of the sprung mass (the Body) instead of "S-X" in equation (3) is used.
C = KsS / M (8)C = KsS / M (8)
Ks: eine KonstanteKs: a constant
Die Beschleunigung M der gefederten Masse ist proportional zu der auf die gefederte Masse wirkenden Kraft. Die Kraft wird durch die Summe der Dämpfungskraft F, die gemäß Gleichung (2) proportional zur Relativgeschwindigkeit (S-X) ist, und der Federkraft ausgedrückt. Wenn jedoch die Schwingung gesteuert wird, ist die Relativgeschwindigkeit hoch genug, so daß die Änderung der Federkraft vernachlässigt werden kann. Daher ist die auf die gefederte Masse wirkende Kraft proportional zur Dämpfungskraft F, und die Beschleunigung M der gefederten Masse ist proportional zur Relativgeschwindigkeit (S-X). Daher kann die Beschleunigung M der gefederten Masse anstelle der Relativgeschwindigkeit (F-X) verwendet werden.The acceleration M of the sprung mass is proportional to the force acting on the sprung mass. The power is determined by the sum of the damping force F Equation (2) proportional to the relative speed (S-X) is, and the spring force is expressed. However, if the Vibration is controlled is the relative speed high enough so that the change in spring force can be neglected. Hence the one on the sprung Mass acting force proportional to the damping force F, and the acceleration M of the sprung mass is proportional relative speed (S-X). Therefore, the Acceleration M of the sprung mass instead of Relative speed (F-X) can be used.
Unter Verwendung der voranstehenden Steuerregeln I und II ist es möglich, den Dämpfungskoeffizienten dadurch zu erhalten, daß nur der Wert M des Beschleunigungssensors 5 verwendet wird, und nicht die Gleichung (3) verwendet wird. Daher läßt sich der Dämpfungskoeffizient durch die folgenden Gleichungen ermitteln.Using the above control rules I and II, it is possible to obtain the damping coefficient by using only the value M of the acceleration sensor 5 and not using the equation (3). Therefore, the damping coefficient can be determined by the following equations.
WennIf
S (S-X) < 0 (1)S (S-X) <0 (1)
C = KvS (7)C = KvS (7)
C = KsS / M (8)C = KsS / M (8)
oder wennor when
S (S-X) < 0 (4)S (S-X) <0 (4)
C = Cmin (9)C = Cmin (9)
Der Grund dafür, daß der Dämpfungskoeffizient Cmin ist, und nicht 0, wenn S(S-X)<0 ist, liegt an folgendem.The reason that the damping coefficient is Cmin, and not 0 if S (S-X) <0 is because of the following.
Wenn die Dämpfungskraft vollständig eliminiert wird, wird ein instabiler Zustand hervorgerufen, bevor die Steuerung diesem folgt, da die Steuerung immer in bezug auf die Schwingungsänderungen verzögert ist. Daher wurde festgelegt, daß C=Cmin ist, um eine minimale Dämpfungskraft vorzugeben.If the damping force is completely eliminated caused an unstable state before the controller this follows since the control is always related to the Vibration changes are delayed. Therefore determined that C = Cmin to a minimum To specify damping force.
Die voranstehend beschriebene Beziehung ist in der Tabelle in Fig. 13 gezeigt.The relationship described above is shown in the table in FIG. 13.
Allerdings kann der Hub des Schwingungsdämpfers, wie in der Tabelle in Fig. 13 gezeigt, durch den Beschleunigungssensor 5 beurteilt werden. Die vorliegende Erfindung erfordert keine derartige Beurteilung, da ein Schwingungsdämpfer eingesetzt wird, bei welchem der Dämpfungskoeffizient in der Druckstufe ein kleiner konstanter Wert ist, wenn der Dämpfungskoeffizient während des Herausfahrens variabel ist, und bei welchem umgekehrt dann der Dämpfungskoeffizient in der Zugstufe ein kleiner konstanter Wert ist, wenn der Dämpfungskoeffizient während des Zusammendrückens variabel ist. Dies bedeutet, daß die vorliegende Erfindung einen Schwingungsdämpfer einsetzt, bei welchem der Dämpfungskoeffizient so variabel ist, wie dies durch gestrichelte Linien in Fig. 4 gezeigt ist. Dementsprechend wählt der Schwingungsdämpfer selbst den Dämpfungskoeffizienten bei seinem Hub, und zwar dadurch, daß nur der Drehwinkel Theta der bewegbaren Platte auf der Grundlage der Bewegungsrichtung S der gefederten Masse geändert wird. Dies bedeutet, daß der Dämpfungskoeffizient unabhängig von dem Hub des Schwingungsdämpfers gesteuert werden kann, entsprechend der linken Seite (Θ<0) in bezug auf die Koordinatenachse in Fig. 4, wenn die Bewegungsrichtung der gefederten Masse positiv ist (S<0), und entsprechend der rechten Seite (Θ<0) in bezug auf die Koordinatenachse in Fig. 4, wenn die Bewegungsrichtung der gefederten Masse negativ ist (S<0).However, as shown in the table in FIG. 13, the stroke of the vibration damper can be judged by the acceleration sensor 5 . The present invention does not require such a judgment since a vibration damper is used in which the damping coefficient in the compression stage is a small constant value when the damping coefficient is variable during extension, and in which case the damping coefficient in the rebound stage is a small constant value is when the damping coefficient is variable during compression. That is, the present invention employs a vibration damper in which the damping coefficient is as variable as shown by broken lines in FIG. 4. Accordingly, the vibration damper itself selects the damping coefficient at its stroke by changing only the rotation angle Theta of the movable plate based on the direction of movement S of the sprung mass. This means that the damping coefficient can be controlled independently of the stroke of the vibration damper, corresponding to the left side (Θ <0) with respect to the coordinate axis in Fig. 4 when the direction of movement of the sprung mass is positive (S <0), and corresponding to the right side (Θ <0) with respect to the coordinate axis in Fig. 4 when the direction of movement of the sprung mass is negative (S <0).
Nachstehend wird unter Bezug auf Fig. 2 der konkrete Aufbau des Schwingungsdämpfers 4 mit variablem Dämpfungskoeffizienten beschrieben, welcher den in Fig. 4 gezeigten Dämpfungskoeffizienten erhalten kann.The concrete structure of the vibration damper 4 with a variable damping coefficient, which can obtain the damping coefficient shown in FIG. 4, is described below with reference to FIG. 2.
In Fig. 2 ist ein freier Kolben 12 gleitbeweglich in einen Zylinder 11 so eingeführt, daß dazwischen kein Raum bleibt. Das Innere des Zylinders 11 ist in eine Gaskammer 13 und eine Ölkammer 14 durch den freien Kolben 12 unterteilt. Die Gaskammer 13 ist mit einem Gas unter hohem Druck gefüllt, und die Ölkammer 14 ist mit einer Ölflüssigkeit gefüllt.In Fig. 2, a free piston 12 is slidably inserted into a cylinder 11 so that there is no space therebetween. The inside of the cylinder 11 is divided into a gas chamber 13 and an oil chamber 14 by the free piston 12 . The gas chamber 13 is filled with a gas under high pressure, and the oil chamber 14 is filled with an oil liquid.
Ein Kolben 15 ist gleitbeweglich in die Ölkammer 14 so eingesetzt, daß dazwischen kein Raum verbleibt. Das Innere der Ölkammer 14 ist in eine untere Ölkammer R1 und eine obere Kammer R2 durch den Kolben 15 unterteilt. Eine Kolbenstange 16, die sich durch die obere Kammer R2 nach außerhalb des Zylinders 11 erstreckt, ist mit dem Kolben 15 verbunden. A piston 15 is slidably inserted in the oil chamber 14 so that there is no space therebetween. The inside of the oil chamber 14 is divided into a lower oil chamber R1 and an upper chamber R2 by the piston 15 . A piston rod 16 , which extends through the upper chamber R2 to the outside of the cylinder 11 , is connected to the piston 15 .
Der Kolben 15 ist mit einem ersten Verbindungsweg 17 und einem zweiten Verbindungsweg 18 versehen, von denen jeder die untere Kammer R1 und die obere Kammer R2 miteinander verbindet. Ein erstes Dämpfungsventil 19 ist auf der oberen Oberfläche des Kolbens 15 angeordnet. Das erste Dämpfungsventil 19, welches gewöhnlich geschlossen ist, wird dazu geöffnet, um die obere Kammer R2 und den ersten Verbindungsweg 17 zu verbinden, wenn die Druckdifferenz zwischen der unteren Kammer R1 und der oberen Kammer R2 einen vorbestimmten Wert erreicht, durch Anstieg des Innendruckes der unteren Kammer R1 während des Zurückziehens der Kolbenstange 16. Ein zweites Dämpfungsventil 20 ist auf der unteren Oberfläche des Kolbens 15 vorgesehen. Das zweite Dämpfungsventil 20, welches gewöhnlich geschlossen ist, wird geöffnet, um die untere Kammer R1 und den zweiten Verbindungsweg 18 miteinander zu verbinden, wenn die Druckdifferenz zwischen der unteren Kammer R1 und der oberen Kammer R2 dadurch einen vorbestimmten Wert erreicht, daß der Innendruck der oberen Kammer R2 während des Herausfahrens der Kolbenstange 16 ansteigt.The piston 15 is provided with a first connection path 17 and a second connection path 18 , each of which connects the lower chamber R1 and the upper chamber R2 to each other. A first damping valve 19 is arranged on the upper surface of the piston 15 . The first damping valve 19 , which is usually closed, is opened to connect the upper chamber R2 and the first communication path 17 when the pressure difference between the lower chamber R1 and the upper chamber R2 reaches a predetermined value by increasing the internal pressure lower chamber R1 during the retraction of the piston rod 16 . A second damping valve 20 is provided on the lower surface of the piston 15 . The second damper valve 20 , which is usually closed, is opened to connect the lower chamber R1 and the second communication path 18 when the pressure difference between the lower chamber R1 and the upper chamber R2 reaches a predetermined value by the internal pressure of the upper chamber R2 rises during the extension of the piston rod 16 .
Der Kolben 15 ist mit einem dritten Verbindungsweg 21 und einem vierten Verbindungsweg 22 versehen, von denen jeder die untere Kammer R1 mit der oberen Kammer R2 verbindet. Der dritte Verbindungsweg R21 und der vierte Verbindungsweg 22 sind in dem Kolben einander gegenüberliegend in bezug auf die Achse der Kolbenstange 16 angeordnet.The piston 15 is provided with a third connecting path 21 and a fourth connecting path 22 , each of which connects the lower chamber R1 to the upper chamber R2. The third connecting path R21 and the fourth connecting path 22 are arranged in the piston opposite to each other with respect to the axis of the piston rod 16 .
Rückschlagventile 23 und 24 sind in dem dritten Verbindungsweg 21 bzw. dem vierten Verbindungsweg 22 angeordnet. Das Rückschlagventil 23 läßt nur den Fluß der Ölflüssigkeit von der unteren Kammer R1 zu der oberen Kammer R2 zu, und das Rückschlagventil 24 läßt nur den Fluß der Ölflüssigkeit von der oberen Kammer R2 zu der unteren Kammer R1 zu.Check valves 23 and 24 are arranged in the third connection path 21 and the fourth connection path 22 , respectively. Check valve 23 only allows the flow of oil liquid from lower chamber R1 to upper chamber R2, and check valve 24 only allows flow of oil liquid from upper chamber R2 to lower chamber R1.
Eine scheibenförmige, bewegliche Platte 23 ist so innerhalb des Kolbens 15 gehaltert, daß die bewegbare Platte 25 um die Achse der Kolbenstange 16 herum drehbar ist. Die obere und untere Oberfläche der bewegbaren Platte 25 sind quer über den dritten Verbindungsweg 21 und den vierten Verbindungsweg 22 angeordnet.A disc-shaped, movable plate 23 is held within the piston 15 so that the movable plate 25 is rotatable about the axis of the piston rod 16 . The upper and lower surfaces of the movable plate 25 are arranged across the third connection path 21 and the fourth connection path 22 .
Ein Paar länglicher Öffnungen 25 und 27 ist, einander gegenüberliegend, in der beweglichen Platte 25 auf einem mit dieser konzentrischen Kreis vorgesehen, wie in Fig. 3 gezeigt. Jede dieser länglichen Öffnungen 26 und 27 ist entlang des Umfangs der beweglichen Platte verlängert. Die Fläche der länglichen Öffnung 26 nimmt mit Zunahme der länglichen Öffnung 26 im Uhrzeigersinn ab, wie durch den Pfeil P in Fig. 3 angedeutet ist. Die Fläche der länglichen Öffnung 27 nimmt mit Zunahme der länglichen Öffnung 27 im Uhrzeigersinn zu, wie durch den Pfeil P in Fig. 3 angedeutet.A pair of elongated openings 25 and 27 are provided opposite to each other in the movable plate 25 on a circle concentric therewith, as shown in FIG. 3. Each of these elongated openings 26 and 27 is elongated along the circumference of the movable plate. The area of the elongated opening 26 decreases as the elongated opening 26 increases in the clockwise direction, as indicated by the arrow P in FIG. 3. The area of the elongated opening 27 increases as the elongated opening 27 increases in the clockwise direction, as indicated by the arrow P in FIG. 3.
Wenn die bewegliche Platte 25 um ihre Achse herum gedreht wird, so ändern sich kontinuierlich die Abschnitte der länglichen Öffnungen 26 und 27 der beweglichen Platte 25, welche dem dritten Verbindungsweg 21 bzw. dem vierten Verbindungsweg 22 gegenüberliegen. Daher kann die Öffnungsfläche durch den dritten oder vierten Verbindungsweg 21 bzw. 22 und die längliche Öffnung 26 bzw. 27 kontinuierlich geändert werden. Daher ist es möglich, solche Dämpfungskoeffizienteneigenschaften zu erhalten, wie dies durch die gestrichelten Linien in Fig. 4 gezeigt ist. When the movable plate 25 is rotated about its axis, the portions of the elongated openings 26 and 27 of the movable plate 25 which face the third connection path 21 and the fourth connection path 22 change continuously. Therefore, the opening area can be changed continuously through the third or fourth connection path 21 or 22 and the elongated opening 26 or 27 . Therefore, it is possible to obtain such damping coefficient properties as shown by the broken lines in FIG. 4.
In Fig. 2 bezeichnet die Bezugsziffer 28 eine Betätigungsstange, die entlang der Achse der Kolbenstange 16 so vorgesehen ist, daß sie sich relativ zur Kolbenstange dreht. Der untere Endabschnitt der Betätigungsstange 28 ist mit der beweglichen Platte 25 zusammengekuppelt. Die Bezugsziffer 29 bezeichnet eine Betätigungseinrichtung, beispielsweise einen Schrittmotor, der an das obere Ende der Betätigungsstange 28 angeschlossen ist, um die bewegliche Platte 25 im Uhrzeigersinn P oder im Gegenuhrzeigersinn Q durch die Betätigungsstange 28 zu drehen. Die Betätigungseinrichtung 29 dreht die Betätigungsstange 28 entsprechend Steuersignalen (Theta), die von einem Block 32 zugeführt werden, der später beschrieben wird.In Fig. 2, reference numeral 28 denotes an operating rod which is provided along the axis of the piston rod 16 so that it rotates relative to the piston rod. The lower end portion of the operating rod 28 is coupled to the movable plate 25 . The reference numeral 29 designates an actuator such as a stepping motor, which is connected to the upper end of the operating rod 28 to rotate the movable plate 25 in the clockwise direction P or counterclockwise direction Q through the actuating rod 28th The actuator 29 rotates the actuator rod 28 in accordance with control signals (theta) supplied from a block 32 , which will be described later.
Unter Bezug auf die Fig. 3 und 4 wird die Beziehung zwischen Abschnitten a2-c2 und a1-c1 der länglichen Öffnungen 26 und 27, die jeweils den Verbindungswegen 21 und 22 gegenüberliegen, und dem Dämpfungskoeffizienten beschrieben.Referring to FIGS. 3 and 4, the relationship between sections a2-c2 and c1-a1 of the elongated openings, each opposed to 26 and 27 to the connecting paths 21 and 22, and described the attenuation coefficient.
Die Positionen jedes der Verbindungswege 21 und 22 in den länglichen Öffnungen 26 und 27 werden unter Verwendung des Drehwinkels Theta der beweglichen Platte 25 angegeben. Die Basisposition (Θ=0) der beweglichen Platte 25 ist die Position, in welcher die Verbindungswege 21 und 22 den Zentren b2 bzw. b1 der länglichen Öffnungen 26 bzw. 27 gegenüberliegen.The positions of each of the communication paths 21 and 22 in the elongated openings 26 and 27 are indicated using the angle of rotation theta of the movable plate 25 . The base position (Θ = 0) of the movable plate 25 is the position in which the connecting paths 21 and 22 face the centers b2 and b1 of the elongated openings 26 and 27, respectively.
(1) Wenn die bewegliche Platte 25 im Uhrzeigersinn P aus einer Bezugsposition herausgedreht wird, also wenn die bewegliche Platte 25 in der positiven Richtung gedreht wird (Θ<0), dann liegt der Verbindungsweg 21 einer Position a2 der länglichen Öffnung 26 gegenüber, und der Verbindungsweg 22 liegt einer Position a1 der länglichen Öffnung 27 gegenüber.(1) When the movable plate 25 is rotated clockwise P from a reference position, that is, when the movable plate 25 is rotated in the positive direction (Θ <0), the connection path 21 faces a position a2 of the elongated opening 26 , and the connecting path 22 is opposite a position a1 of the elongated opening 27 .
Daher fließt die Ölflüssigkeit leicht von der unteren Kammer R1 zu der oberen Kammer R2, jedoch fließt die Ölflüssigkeit kaum von der oberen Kammer R2 zu der unteren Kammer R1. Daher wird der Dämpfungskoeffizient in der Zugstufe des Schwingungsdämpfers groß, und umgekehrt wird der Dämpfungskoeffizient in der Druckstufe des Schwingungsdämpfers klein.Therefore, the oil liquid flows easily from the lower one Chamber R1 to the upper chamber R2, however the flows Oil fluid barely from the upper chamber R2 to the lower one Chamber R1. Therefore, the damping coefficient in the rebound of the vibration damper, and vice versa Damping coefficient in the compression stage of the Vibration damper small.
(2) Wenn die bewegliche Platte 25 im Gegenuhrzeigersinn Q aus einer Bezugsposition gedreht wird, also wenn die bewegliche Platte 25 in der negativen Richtung (Θ<0) gedreht wird, so liegt der Verbindungsweg 21 einer Position c2 der länglichen Öffnung 26 gegenüber, und der Verbindungsweg 22 liegt einer Position c1 der länglichen Öffnung 27 gegenüber. Daher fließt die Ölflüssigkeit kaum von der unteren Kammer R1 zur oberen Kammer R2, jedoch fließt die Ölflüssigkeit leicht von der oberen Kammer R2 zur unteren Kammer R1. Daher wird der Dämpfungskoeffizient in der Zugstufe klein, und umgekeht wird der Dämpfungskoeffizient in der Druckstufe groß.(2) When the movable plate 25 is rotated counterclockwise Q from a reference position, that is, when the movable plate 25 is rotated in the negative direction (Θ <0), the connection path 21 faces a position c2 of the elongated opening 26 , and the connection path 22 is opposite a position c1 of the elongated opening 27 . Therefore, the oil liquid hardly flows from the lower chamber R1 to the upper chamber R2, but the oil liquid easily flows from the upper chamber R2 to the lower chamber R1. Therefore, the damping coefficient in the rebound stage becomes small, and conversely, the damping coefficient in the compression stage becomes large.
Bei der vorliegenden Erfindung ist es theoretisch wünschenswert, daß der Schwingungsdämpfer die durch die gestrichelten Linien in Fig. 4 angedeutete Charakteristik aufweist. Die Schwingungsdämpfer bei den in Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungsformen weisen die durch die durchgezogenen Linien in Fig. 4 gezeigten Charakteristiken auf, nämlich eine glatte Charakteristik annähernd gleich den gestrichelten Linien, um eine glatte Änderung des Dämpfungskoeffizienten zu erreichen. Daher sind die Dämpfungskoeffizienten zwischen b1 und c1 in der Zugstufe und zwischen b2 und a2 in der Druckstufe annähernd konstante kleine Werte, obwohl es eine gewisse Änderung dieser Werte gibt.In the present invention, it is theoretically desirable that the vibration damper have the characteristic indicated by the broken lines in FIG. 4. The vibration dampers in the embodiments shown in FIGS. 2 and 3 have the characteristics shown by the solid lines in FIG. 4, namely, a smooth characteristic approximately equal to the broken lines, in order to achieve a smooth change in the damping coefficient. Therefore, the damping coefficients between b1 and c1 in the rebound and between b2 and a2 in the compression are approximately constant small values, although there is some change in these values.
Der Aufbau der Steuerung 6 wird nachstehend erläutert. Die Steuerung 6 berechnet einen gewünschten Wert C des Dämpfungskoeffizienten, der zur Festlegung des Drehwinkels Theta der beweglichen Platte 25 verwendet wird, entsprechend der voranstehend erläuterten Steuerregel I, und die bewegliche Platte 25 wird auf der Grundlage des gewünschten Wertes C gedreht. Die Steuerung 6 umfaßt, wie aus Fig. 5 hervorgeht, die Böcke 30 bis 32.The structure of the controller 6 is explained below. The controller 6 calculates a desired value C of the damping coefficient used to determine the angle of rotation theta of the movable plate 25 according to the control rule I explained above, and the movable plate 25 is rotated based on the desired value C. As can be seen from FIG. 5, the control 6 comprises the blocks 30 to 32 .
Das ermittelte Signal, welches die von dem Beschleunigungssensor 5 ermittelte Beschleunigung repräsentiert, wird dem Block 30 eingegeben. Der Block 30 berechnet die Absolutgeschwindigkeit der Karosserie des Fahrzeuges durch Integrieren der Beschleunigung. Die Berechnung des Blockes 30 wird an den nächsten Block 31 ausgegeben. Das Bezugszeichen "s", welches in dem Block 30 angegeben ist, bezeichnet einen Laplace-Operator, der für die Laplace-Transformation verwendet wird.The determined signal, which represents the acceleration determined by the acceleration sensor 5 , is input to block 30 . Block 30 calculates the absolute speed of the body of the vehicle by integrating the acceleration. The calculation of block 30 is output to the next block 31 . The reference character "s", which is indicated in block 30 , designates a Laplace operator, which is used for the Laplace transformation.
Der Block 30 dient zur Berechnung des gewünschten Wertes C des Dämpfungskoeffizienten durch Multiplizieren der Berechnung des Blockes 30 mit einer Steuerverstärkung Kv. Der gewünschte Wert C weist ein positives oder negatives Vorzeichen auf. Wenn die Absolutgeschwindigkeit der Karosserie 1 positiv ist, also die Karosserie eine Geschwindigkeit in Richtung nach oben aufweist, so wird festgelegt, daß der gewünschte Wert C positiv ist. Wenn im Gegensatz hierzu die Absolutgeschwindigkeit der Karosserie 1 negativ ist, also diese eine Geschwindigkeit in Richtung nach unten aufweist, so wird festgelegt, daß der gewünschte Wert C negativ ist. Der gewünschte Wert C für den Dämpfungskoeffizienten, der eine Berechnung des Blockes 31 darstellt, wird an den nächsten Block 32 ausgegeben.Block 30 is used to calculate the desired value C of the damping coefficient by multiplying the calculation of block 30 by a control gain Kv. The desired value C has a positive or negative sign. If the absolute speed of the body 1 is positive, that is to say the body has an upward speed, it is determined that the desired value C is positive. In contrast, if the absolute speed of the body 1 is negative, that is, it has a speed in the downward direction, it is determined that the desired value C is negative. The desired value C for the damping coefficient, which represents a calculation of the block 31 , is output to the next block 32 .
Der Block 32 legt den Drehwinkel Theta der beweglichen Platte 25 auf der Grundlage des gewünschten Wertes C des von dem Block 31 ausgegebenen Dämpfungskoeffizienten fest. Dies bedeutet, daß der Drehwinkel Theta der beweglichen Platte 25 entsprechend der Größe der Absolutgeschwindigkeit der Karosserie 1 und der positiven und der negativen Richtung der absoluten Geschwindigkeit ermittelt wird, wie in dem Graphen in dem Block 32 in Fig. 5 gezeigt ist.Block 32 determines the angle of rotation theta of movable plate 25 based on the desired value C of the damping coefficient output from block 31 . This means that the angle of rotation theta of the movable plate 25 is determined according to the magnitude of the absolute speed of the body 1 and the positive and negative directions of the absolute speed, as shown in the graph in block 32 in FIG. 5.
Wenn beispielsweise die Absolutgeschwindigkeit der Karosserie 1 in der positiven Richtung größer wird, also in der Richtung nach oben der Karosserie 1, und dann der gewünschte Wert C des Dämpfungskoeffizienten in der positiven Richtung größer wird, wird das Steuersignal (Theta) an die Betätigungseinrichtung 29 ausgegeben, welches den Drehwinkel Theta der beweglichen Platte 25 in der positiven Richtung vergrößert, entsprechend der Beziehung der Proportionalität, die in dem Graphen in dem Block 32 in Fig. 5 gezeigt ist. Daher wird der Dämpfungskoeffizient in der Zugstufe größer und der Dämpfungskoeffizient in der Druckstufe kleiner gemacht, wie im voranstehenden Paragraph (1) beschrieben.For example, when the absolute speed of the body 1 in the positive direction becomes larger, that is, in the upward direction of the body 1 , and then the desired value C of the damping coefficient in the positive direction becomes larger, the control signal (theta) is output to the actuator 29 which increases the angle of rotation theta of the movable plate 25 in the positive direction according to the relationship of proportionality shown in the graph in block 32 in FIG . Therefore, the damping coefficient in the rebound is made larger and the damping coefficient in the compression is made smaller, as described in paragraph (1) above.
Wenn im Gegensatz die Absolutgeschwindigkeit der Karosserie 1 in der negativen Richtung größer wird, also in der Richtung der Karosserie 1 nach unten, und dann der gewünschte Wert C des Dämpfungskoeffizienten in der negativen Richtung größer wird, so wird das Steuersignal (Theta) an die Betätigungsrichtung 29 ausgegeben, welches den Drehwinkel Theta der beweglichen Platte 25 in der negativen Richtung größer macht, entsprechend der Beziehung der Proportionalität, die in dem Graphen in dem Block 32 in Fig. 5 gezeigt ist. Daher wird der Dämpfungskoeffizient in der Zugstufe kleiner und in der Druckstufe größer gemacht, wie im voranstehenden Absatz (2) erläutert.In contrast, when the absolute speed of the body 1 becomes larger in the negative direction, that is, in the direction of the body 1 downward, and then the desired value C of the damping coefficient in the negative direction becomes larger, the control signal (theta) becomes the operation direction 29 , which makes the angle of rotation theta of the movable plate 25 larger in the negative direction, according to the relationship of proportionality shown in the graph in the block 32 in FIG. 5. Therefore, the damping coefficient is made smaller in the rebound stage and larger in the compression stage, as explained in paragraph (2) above.
In dem Graphen im Block 32 ist Theta in dem Bereich konstant, in welchem der Absolutwert des gewünschten Wertes C sehr groß ist. Dies erfolgt deswegen, da der Drehwinkel Theta der beweglichen Platte 25 eine körperliche Begrenzung aufweist, da dann, wenn die bewegliche Platte 25 um einen größeren Winkel als ein bestimmter Winkel gedreht wird, die Verbindungswege 21 und 22 geschlossen sind, so daß sie keine Verbindung zwischen der oberen und unteren Kammer R1 und R2 herstellen.In the graph in block 32 , theta is constant in the range in which the absolute value of the desired value C is very large. This is because the angle of rotation theta of the movable plate 25 has a physical limitation, since when the movable plate 25 is rotated through a larger angle than a certain angle, the connection paths 21 and 22 are closed so that they do not connect between them the upper and lower chambers R1 and R2.
Der Unterschied zwischen dem Fall, in welchem die bewegliche Platte 25 des Schwingungsdämpfers 4 mit variablem Dämpfungskoeffizienten durch die Steuerung 6 gesteuert wird, und dem Fall, in welchem die bewegliche Platte 25 des Schwingungsdämpfers 4 mit variablem Dämpfungskoeffizient nicht durch die Steuerung 6 gesteuert wird, wird nachstehend unter Bezug auf die Fig. 6(a) und (b) erläutert.The difference between the case in which the movable plate 25 of the vibration damper 4 with variable damping coefficient is controlled by the controller 6 and the case in which the movable plate 25 of the vibration damper 4 with variable damping coefficient 4 is not controlled by the controller 6 explained below with reference to FIGS. 6 (a) and (b).
Die durchgezogene Linie in Fig. 6(a) bezeichnet eine Verschiebung der Karosserie 1, gesteuert durch die Steuerung 6, wenn das Fahrzeug auf eine Stufe aufläuft, und die gestrichelte Linie bezeichnet eine Verschiebung der Karosserie 1, welche nicht durch die Steuerung 6 gesteuert wird. Wie aus Fig. 6(a) hervorgeht, wird bestätigt, daß dann, wenn der Schwingungsdämpfer 4 mit variablem Dämpfungskoeffizienten durch die Steuerung 6 gesteuert wird, die Amplitude der Schwingungssignalform nach dem Auflaufen auf die Stufe kleiner ist, und eine gute Schwingungssignalform erhalten werden kann, verglichen mit dem Fall, daß der Schwingungsdämpfer 4 mit variablem Dämpfungskoeffizienten nicht durch die Steuerung 6 gesteuert wird.The solid line in FIG. 6 (a) denotes a displacement of the body 1 controlled by the controller 6 when the vehicle hits a step, and the broken line denotes a displacement of the body 1 which is not controlled by the controller 6 . As is apparent from Fig. 6 (a), it is confirmed that when the vibration damper 4 having a variable damping coefficient is controlled by the controller 6 , the amplitude of the vibration waveform is smaller after it has reached the stage, and a good vibration waveform can be obtained , compared to the case that the vibration damper 4 with variable damping coefficient is not controlled by the controller 6 .
Fig. 6(b) ist ein Graph, welcher die Art des Ausgangssignals des Steuersignals (Theta) im Verlaufe der Zeit zeigt, wenn der Schwingungsdämpfer 4 mit variablem Dämpfungskoeffizienten durch die Steuerung 6 gesteuert wird. Die Größe des Steuersignals (Theta) entspricht dem Drehwinkel Theta der beweglichen Platte 25, um welchen diese gedreht wird. Dies bedeutet, daß dann, wenn der Drehwinkel Theta der beweglichen Platte 25 größer ist, der Absolutwert des Steuersignals (Theta) größer ist, entsprechend dem Drehwinkel Theta. FIG. 6 (b) is a graph showing the type of the output signal of the control signal (theta) with the lapse of time when the vibration damper 4 having the variable damping coefficient is controlled by the controller 6 . The magnitude of the control signal (theta) corresponds to the angle of rotation theta of the movable plate 25 by which it is rotated. This means that when the angle of rotation theta of the movable plate 25 is larger, the absolute value of the control signal (theta) is larger corresponding to the angle of rotation theta.
Wie voranstehend im einzelnen erläutert, wird bei der voranstehend geschilderten Aufhängungssteuervorrichtung die Absolutgeschwindigkeit der Karosserie 1 auf der Grundlage des ermittelten Signals des an der Karosserie 1 befestigten Beschleunigungssensors 5 berechnet, dann wird der Drehwinkel Theta der beweglichen Platte 25 auf der Grundlage der Absolutgeschwindigkeit berechnet, und die bewegliche Platte 25 wird in der Richtung gedreht, die durch den Pfeil P oder den Pfeil Q angedeutet ist, entsprechend dem Drehwinkel Theta. Daher wird bei dieser Aufhängungsvorrichtung die Absolutgeschwindigkeit der Vertikalschwingung der Karosserie auf der Grundlage des erfaßten Signals des Beschleunigungssensors 5 berechnet; und auf der Grundlage der Absolutgeschwindigkeit wird der Dämpfungskoeffizient eingestellt, so daß der Koeffizient in der Zugstufe des Schwingungsdämpfers größer wird, und der Koeffizient in der Druckstufe des Schwingungsdämpfers kleiner wird, oder so, daß der Dämpfungskoeffizient in der Zugstufe kleiner wird und in der Druckstufe größer wird. Daher erfordert die vorliegende Erfindung keinerlei Höhensensor zur Ermittlung der Relativgeschwindigkeit oder der Relativverschiebung zwischen der Karosserie und dem Rad entlang der Vertikalrichtung. Daher kann kein Schaden infolge einer Zerstörung des Höhensensors auftreten. Da die Aufhängungssteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung überhaupt keinen Höhensensor für das Fahrzeug benötigt, ergeben sich verringerte Herstellungskosten für das Fahrzeug.As explained above in detail, in the above-mentioned suspension control apparatus, the absolute velocity of the body 1 on the basis of the detected signal of the fixed to the body 1 acceleration sensor 5 is calculated, then the rotation angle theta is calculated of the movable plate 25 on the basis of the absolute velocity, and the movable plate 25 is rotated in the direction indicated by the arrow P or the arrow Q in accordance with the rotation angle theta. Therefore, in this suspension device, the absolute speed of the vertical vibration of the body is calculated based on the detected signal from the acceleration sensor 5 ; and based on the absolute speed, the damping coefficient is adjusted so that the coefficient becomes larger in the rebound of the vibration damper and the coefficient in the compression stage of the vibration damper becomes smaller, or so that the damping coefficient becomes smaller in the rebound stage and larger in the compression stage becomes. Therefore, the present invention does not require any height sensor to determine the relative speed or the relative displacement between the body and the wheel along the vertical direction. Therefore, no damage due to the destruction of the height sensor can occur. Since the suspension control device according to the present invention does not require a height sensor for the vehicle at all, the manufacturing cost for the vehicle is reduced.
Hierbei wird der Schwingungsdämpfer 4 auf der Grundlage des ermittelten Signals des an der Karosserie 1 befestigten Beschleunigungssensors 5 gesteuert, unabhängig von dem Zustand des Herausfahrens oder Zusammendrückens des Schwingungsdämpfers 4 mit variablem Dämpfungskoeffizient. Daher ist es möglich, durchgängig die Dämpfungskraft des Schwingungsdämpfers 4 auf den Optimalwert einzustellen.Here, the vibration damper 4 is controlled on the basis of the determined signal of the acceleration sensor 5 attached to the body 1 , regardless of the state in which the vibration damper 4 is moved out or compressed with a variable damping coefficient. It is therefore possible to continuously set the damping force of the vibration damper 4 to the optimum value.
Nachstehend wird ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf Fig. 7 und 8 erläutert, und hierbei geht es um den Dämpfungskoeffizienten C entsprechend der voranstehend beschriebenen Steuerregel II, nämlich um einen unterschiedlichen Inhalt des Blockes, welcher die Steuerung 40 bildet. Bei der nachstehenden Beschreibung sind dieselben Bezugszeichen den Teilen zugeordnet, die denselben Aufbau wie bei der ersten voranstehenden Beschreibung haben, um ihre Erläuterung zu vereinfachen. A further aspect of the present invention is explained below with reference to FIGS. 7 and 8, and this concerns the damping coefficient C according to the control rule II described above, namely a different content of the block which forms the controller 40 . In the following description, the same reference numerals are assigned to the parts which have the same structure as in the first above description to simplify their explanation.
Die Steuerung 40 umfaßt einen Block 30, der ebenso wie bereits geschildert ausgebildet ist, zur Berechnung der Absolutgeschwindigkeit S der Karosserie 1 durch Integrieren der Beschleunigung M der gefederten Masse, einen Block 41 zur Berechnung eines Faktors A, welcher dem gewünschten Wert C des Dämpfungskoeffizienten bei dem ersten Aspekt entspricht, durch Multiplizieren des Berechnungsergebnisses des Blockes 30 mit einer Verstärkung Ks, einen Block 42, in welchen ein ermitteltes Signal, welches die Beschleunigung repräsentiert, von dem Beschleunigungssensor 5 eingegeben wird, zur Berechnung des Absolutwertes B der eingegebenen Beschleunigung; einen Block 43 zum Erhalten des gewünschten Wertes C durch Dividieren des Faktors A, der von dem Block 41 erhalten wurde, durch den Absolutwert B der Beschleunigung, die von dem Block 42 erhalten wurde; sowie einen Block 32, der ebenso ausgebildet ist wie bei dem ersten Aspekt, zum Erhalten des Drehwinkels Theta der beweglichen Platte 25 auf der Grundlage des gewünschten Wertes C, der in dem Block 43 berechnet wurde.The controller 40 comprises a block 30 , which, as already described, is designed to calculate the absolute speed S of the body 1 by integrating the acceleration M of the sprung mass, and a block 41 to calculate a factor A which corresponds to the desired value C of the damping coefficient corresponds to the first aspect, by multiplying the calculation result of the block 30 by a gain Ks, a block 42 , in which a determined signal representing the acceleration is input from the acceleration sensor 5 , for calculating the absolute value B of the input acceleration; a block 43 for obtaining the desired value C by dividing the factor A obtained from the block 41 by the absolute value B of the acceleration obtained from the block 42 ; and a block 32 , which is the same as in the first aspect, for obtaining the rotation angle theta of the movable plate 25 based on the desired value C calculated in the block 43 .
In dem Block 42 wird die Beschleunigung als ein konstanter Wert in den positiven und negativen Bereichen angesehen, in welchen die Beschleunigung sehr klein ist, um zu verhindern, daß der gewünschte Wert C des Dämpfungskoeffizienten, der in dem Block 43 berechnet wird, sowohl in dem positiven als auch negativen Bereich zu groß wird.In block 42 , the acceleration is regarded as a constant value in the positive and negative ranges, in which the acceleration is very small, in order to prevent the desired value C of the damping coefficient, which is calculated in block 43 , both in the positive as well as negative area becomes too large.
Als nächstes wird der Inhalt des Blockes 43 erläutert.Next, the content of the block 43 will be explained.
In diesem Block 43 wird der Faktor A, der dem gewünschten Wert C des Dämpfungskoeffizienten bei dem ersten Aspekt entspricht, durch den Absolutwert B der Vertikalbeschleunigung der Karosserie 1 dividiert, die sich auf der Feder 3 befindet. Wenn die Änderung der Federkraft der Feder 3 unberücksichtigt bleibt, so ist die Beschleunigung proportional zum Dämpfungskoeffizienten des Schwingungsdämpfers 4. Weiterhin ist der Dämpfungskoeffizient des Schwingungsdämpfers 4 proportional zu dessen Relativgeschwindigkeit.In this block 43 , the factor A, which corresponds to the desired value C of the damping coefficient in the first aspect, is divided by the absolute value B of the vertical acceleration of the body 1 , which is located on the spring 3 . If the change in the spring force of the spring 3 is not taken into account, the acceleration is proportional to the damping coefficient of the vibration damper 4 . Furthermore, the damping coefficient of the vibration damper 4 is proportional to its relative speed.
Die Wirkung der Division des Faktors A durch den Absolutwert B der Beschleunigung der Karosserie 1 auf der Feder 3 ist äquivalent zur Division des Faktors A durch die Relativgeschwindigkeit des Schwingungsdämpfers 4. Je kleiner daher die Relativgeschwindigkeit des Schwingungsdämpfers 4 ist, also je kleiner die Dämpfungskraft des Schwingungsdämpfers 4 ist, desto größer ist der gewünschte Wert C, der in dem Block 43 berechnet wird. Daher ist es möglich, eine hohe Dämpfungscharakteristik zu erhalten, um die Fahrzeughöhencharakteristik des Schwingungsdämpfers zu verbessern. Der Absolutwert der Beschleunigung, nicht die Beschleunigung selbst, wird als Größe B verwendet. Der Grund hierfür liegt darin, daß die positive oder negative Drehrichtung der beweglichen Platte 25 bereits durch den Faktor A repräsentiert wird.The effect of dividing the factor A by the absolute value B of the acceleration of the body 1 on the spring 3 is equivalent to dividing the factor A by the relative speed of the vibration damper 4 . Therefore, the lower the relative speed of the vibration damper 4 , that is, the smaller the damping force of the vibration damper 4 , the greater the desired value C, which is calculated in block 43 . Therefore, it is possible to obtain high damping characteristics to improve the vehicle height characteristics of the vibration damper. The absolute value of the acceleration, not the acceleration itself, is used as size B. The reason for this is that the positive or negative direction of rotation of the movable plate 25 is already represented by the factor A.
Nachstehend wird unter Bezug auf Fig. 8(a) und (b) der Unterschied zwischen dem Fall erläutert, in welchem die bewegliche Platte 25 des Schwingungsdämpfers 4 mit variablem Dämpfungskoeffizienten durch die Steuerung 40 gesteuert wird und dem Fall, in welchem die bewegliche Platte 25 nicht durch die Steuerung 40 gesteuert wird.Is described below with reference to FIG. 8 (a) and (b) illustrates the difference between the case in which the movable plate of the shock absorber 4 is controlled with a variable damping coefficient by the controller 40 25 and the case in which the movable plate 25 is not controlled by the controller 40 .
Die durchgezogene Linie in Fig. 8(a) bezeichnet die Verschiebung der Karosserie 1 unter Steuerung durch die Steuerung 40, wenn das Fahrzeug auf eine Stufe aufläuft, und die gestrichelte Linie zeigt die Verschiebung der Karosserie 1 an, wenn diese nicht durch die Steuerung 40 gesteuert wird. Wie aus Fig. 8(a) hervorgeht, wird bestätigt, daß dann, wenn der Schwingungsdämpfer 4 mit variablem Dämpfungskoeffizienten durch die Steuerung 40 gesteuert wird, die Amplitude der Schwingungssignalform nach dem Auflaufen auf die Stufe kleiner ist, und daß eine ordentliche Schwingungssignalform erhalten werden kann, verglichen mit dem Fall, in welchem der Schwingungsdämpfer 4 mit variablem Dämpfungskoeffizienten nicht durch die Steuerung 40 gesteuert wird.The solid line in FIG. 8 (a) denotes the displacement of the body 1 under control by the controller 40 when the vehicle is stepped on, and the broken line indicates the displacement of the body 1 when it is not by the controller 40 is controlled. As is apparent from Fig. 8 (a), it is confirmed that when the vibration damper 4 having the variable damping coefficient is controlled by the controller 40 , the amplitude of the vibration waveform is smaller after the step-up and that a proper vibration waveform is obtained can compared to the case where the vibration damper 4 with variable damping coefficient is not controlled by the controller 40 .
Fig. 8(b) ist ein Graph, der die Art des Ausgangssignals des Steuersignals (Theta) im Verlauf der Zeit zeigt, wenn der Schwingungsdämpfer 4 mit variablem Dämpfungskoeffizienten durch die Steuerung 40 gesteuert wird. Die Größe des Steuersignals (Theta) ist äquivalent dem Drehwinkel Theta der beweglichen Platte 25, um welche diese gedreht werden soll. Wenn der Drehwinkel Theta der beweglichen Platte 25 größer ist, ist daher der Absolutwert des Steuersignals (Theta) größer, entsprechend dem Drehwinkel Theta. FIG. 8 (b) is a graph showing the type of the output signal of the control signal (theta) with the lapse of time when the vibration damper 4 having the variable damping coefficient is controlled by the controller 40 . The size of the control signal (theta) is equivalent to the angle of rotation theta of the movable plate 25 by which it is to be rotated. Therefore, when the angle of rotation Theta of the movable plate 25 is larger, the absolute value of the control signal (Theta) is larger corresponding to the angle of rotation Theta.
Wie voranstehend im einzelnen erläutert, wird die Absolutgeschwindigkeit der Vertikalschwingung der Karosserie 1 auf der Grundlage des erfaßten Signals des Beschleunigungssensors 5 berechnet; und auf der Grundlage der Absolutgeschwindigkeit wird der Dämpfungskoeffizient so eingestellt, daß der Koeffizient in der Zugstufe des Schwingungsdämpfers größer wird, und der Koeffizient in der Druckstufe kleiner wird, oder so, daß der Dämpfungskoeffizient in der Zugstufe kleiner und in der Druckstufe größer wird. Daher erfordert die Aufhängungssteuervorrichtung überhaupt keinen Höhensensor zur Messung der Relativgeschwindigkeit oder der Relativverschiebung zwischen der Karosserie und dem Rad entlang der Vertikalrichtung. Je kleiner die Dämpfungskraft des Schwingungsdämpfers 4 ist, desto größer ist darüber hinaus die sich ergebende Dämpfungskoeffizient-Charakteristik. Wenn beispielsweise das Fahrzeug auf eine Stufe aufläuft, kann die Amplitude der Schwingungssignalform nach dem Auflaufen auf die Stufe schnell kleiner gemacht werden, um die Fahrzeughöhencharakteristik des Schwingungsdämpfers zu verbessern.As explained in detail above, the absolute speed of the vertical vibration of the body 1 is calculated on the basis of the detected signal from the acceleration sensor 5 ; and based on the absolute speed, the damping coefficient is adjusted so that the coefficient becomes larger in the rebound of the vibration damper, and the coefficient becomes smaller in the compression, or so that the damping coefficient becomes smaller in the rebound and larger in the compression. Therefore, the suspension control device does not require a height sensor at all to measure the relative speed or the relative displacement between the body and the wheel along the vertical direction. In addition, the smaller the damping force of the vibration damper 4 , the greater the resulting damping coefficient characteristic. For example, when the vehicle hits a step, the amplitude of the vibration waveform can quickly be made smaller after reaching the step to improve the vehicle height characteristic of the damper.
Bei den voranstehenden Vorrichtungen ist ein Paar kontinuierlicher, länglicher Öffnungen in der beweglichen Platte 25 entlang deren Umfang vorgesehen, so daß der Dämpfungskoeffizient kontinuierlich geändert werden kann. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf solche Ausführungsformen beschränkt. Beispielsweise können mehrere Öffnungen, etwa drei Öffnungen auf jeder Seite, mit Durchmessern, die stufenweise kleiner oder größer werden, während die Öffnungen im Uhrzeigersinn weitergehen, in den Abschnitten a2-c2 sowie a1-c1 der beweglichen Platte 25 vorgesehen sein, so daß der Dämpfungskoeffizient stufenweise eingestellt werden kann. Die Anzahl der Öffnungen ist nicht auf drei in bezug auf jeden der Verbindungswege 21 und 22 begrenzt. Es ist möglich, sechs bis sieben Öffnungen in der beweglichen Platte in bezug auf jeden Verbindungsweg vorzusehen, um den Dämpfungskoeffizienten in mehreren Stufen einzustellen.In the above devices, a pair of continuous elongated openings are provided in the movable plate 25 along the circumference thereof, so that the damping coefficient can be changed continuously. However, the present invention is not limited to such embodiments. For example, a plurality of openings, such as three openings on each side, with diameters that gradually increase or decrease as the openings continue clockwise, may be provided in sections a2-c2 and a1-c1 of movable plate 25 so that the damping coefficient can be adjusted gradually. The number of openings is not limited to three with respect to each of the communication paths 21 and 22 . It is possible to provide six to seven openings in the movable plate with respect to each connection path in order to set the damping coefficient in several stages.
Nachstehend wird unter Bezug auf Fig. 9 ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung erläutert. Another aspect of the present invention will be explained below with reference to FIG. 9.
Hierbei wird nunmehr eine variable Steuerverstärkung Kr verwendet, während bislang eine konstante Steuerverstärkung Kv eingesetzt wurde. Auch jetzt sind dieselben Bezugszeichen den Teilen zugeordnet, die denselben Aufbau aufweisen wie voranstehend bereits beschrieben, um die Erläuterung zu vereinfachen.This will now a variable control gain Kr used, while one constant control gain Kv was used. Even now are the same reference numerals Assigned to parts that have the same structure as above already described to the explanation simplify.
Die Steuerung 45 umfaßt Blöcke 30 und 46 bis 48. In dem Block 30 wird die Absolutgeschwindigkeit S der Karosserie 1 durch Integrieren der gefederten Beschleunigung M berechnet, die von dem Beschleunigungssensor 5 ausgegeben wird, und daraufhin wird das berechnete Ergebnis an den nächsten Block 47 ausgegeben, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform.The controller 45 includes blocks 30 and 46 through 48 . In block 30 , the absolute speed S of the body 1 is calculated by integrating the sprung acceleration M output from the acceleration sensor 5 , and then the calculated result is output to the next block 47 , similarly to the first embodiment.
Der Block 46 dient zur Berechnung einer Steuerverstärkung Kr auf der Grundlage der gefederten Beschleunigung M, die von dem Beschleunigungssensor 5 ermittelt wird. Das berechnete Ergebnis wird an den nächsten Block 47 ausgegeben. In dem Block 46 wird die Steuerverstärkung Kr so eingestellt, daß dann, wenn der Absolutwert der gefederten Beschleunigung M der Karosserie 1 größer wird, die Steuerverstärkung kleiner wird, und umgekehrt ist in dem Ausmaß, in welchem der Absolutwert der gefederten Beschleunigung M der Karosserie 1 klein ist, die Steuerverstärkung groß, wie in dem Graphen im Block 46 von Fig. 9 gezeigt.Block 46 is used to calculate a control gain Kr on the basis of the sprung acceleration M, which is determined by the acceleration sensor 5 . The calculated result is output to the next block 47 . In block 46 , the control gain Kr is set so that when the absolute value of the sprung acceleration M of the body 1 becomes larger, the control gain becomes smaller, and vice versa, to the extent that the absolute value of the sprung acceleration M of the body 1 is small, the control gain is large, as shown in the graph in block 46 of FIG. 9.
Der Block 47 dient zum Erhalten des gewünschten Wertes des Dämpfungskoeffizienten durch Multiplizieren der Absolutgeschwindigkeit S der Karosserie 1, welche das berechnete Ergebnis des Blockes 30 darstellt, mit der Steuerverstärkung Kr, welche das berechnete Ergebnis des Blockes 46 darstellt.The block 47 serves to obtain the desired value of the damping coefficient by multiplying the absolute speed S of the body 1 , which represents the calculated result of the block 30 , by the control gain Kr, which represents the calculated result of the block 46 .
Ein Block 48 bestimmt den Drehwinkel Theta der beweglichen Platte 25 auf der Grundlage des gewünschten Wertes C des Dämpfungskoeffizienten, der von dem Block 47 ausgegeben wird, und gibt den Drehwinkel aus. In dem Block 48 wird der Drehwinkel Theta der beweglichen Platte 25 auf der Grundlage des gewünschten Wertes C des Dämpfungskoeffizienten ermittelt, unter Verwendung eines Graphen, der die Beziehung zwischen dem gewünschten Wert C des Dämpfungskoeffizienten und dem Drehwinkel Theta der beweglichen Platte 25 angibt, wie in Fig. 9 gezeigt.A block 48 determines the rotation angle Theta of the movable plate 25 based on the desired value C of the damping coefficient output from the block 47 and outputs the rotation angle. In block 48 , the angle of rotation theta of the movable plate 25 is determined based on the desired value C of the damping coefficient, using a graph indicating the relationship between the desired value C of the damping coefficient and the angle of rotation theta of the movable plate 25 , as in FIG Fig. 9 shown.
Wie voranstehend im einzelnen erläutert, wird in dem Block 46 die Steuerverstärkung Kr, multipliziert mit der Absolutgeschwindigkeit S der Karosserie 1, so eingestellt, daß die Steuerverstärkung kleiner wird, wenn der Absolutwert der gefederten Beschleunigung M der Karosserie 1 größer wird, und umgekehrt die Steuerverstärkung größer wird, wenn der Absolutwert der gefederten Beschleunigung M der Karosserie 1 kleiner wird. In dem Block 47 wird der gewünschte Wert C des Dämpfungskoeffizienten des Schwingungsdämpfers 4 mit variablem Dämpfungskoeffizient berechnet durch Multiplizieren der Steuerverstärkung Kr mit dem Absolutwert S der Vertikalschwingung der Karosserie 1. Mit zunehmender Vertikalschwingung der Karosserie 1 kann daher der Dämpfungskoeffizient, der für den Schwingungsdämpfer 4 mit variablem Dämpfungskoeffizienten eingestellt werden soll, so begrenzt werden, daß er relativ geringer ist. Daher ist es möglich, eine übermäßige Steuerung zu verhindern, wenn die Vertikalschwingung der Karosserie 1 groß ist. Darüber hinaus kann der Dämpfungskoeffizient, der für den Schwingungsdämpfer 4 mit variablem Dämpfungskoeffizient eingestellt werden soll, relativ hoch eingestellt werden, so daß die Vertikalschwingung der Karosserie 1 klein ist, wodurch es ermöglicht wird, ein Fehlen der Steuerung zu verhindern, wenn die Vertikalbewegung der Karosserie 1 klein ist. Wenn das Fahrzeug daher auf eine Stufe aufläuft, ist es möglich, den Stoß abzumildern, den der Fahrer fühlt, wenn das Rad auf einen Vorsprung auftrifft. As explained in detail above, in block 46 the control gain Kr multiplied by the absolute speed S of the body 1 is set so that the control gain becomes smaller as the absolute value of the sprung acceleration M of the body 1 increases, and vice versa the control gain becomes larger when the absolute value of the sprung acceleration M of the body 1 becomes smaller. In block 47 , the desired value C of the damping coefficient of the vibration damper 4 with a variable damping coefficient is calculated by multiplying the control gain Kr by the absolute value S of the vertical vibration of the body 1 . With increasing vertical vibration of the body 1 , the damping coefficient that is to be set for the vibration damper 4 with a variable damping coefficient can therefore be limited so that it is relatively lower. Therefore, it is possible to prevent excessive control when the vertical vibration of the body 1 is large. In addition, the damping coefficient to be set for the variable damping coefficient damper 4 can be set relatively high so that the vertical vibration of the body 1 is small, thereby making it possible to prevent lack of control when the vertical movement of the body 1 is small. Therefore, if the vehicle hits a step, it is possible to mitigate the shock the driver feels when the wheel hits a protrusion.
Nachstehend wird unter Bezug auf Fig. 10 bis 12 ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung erläutert. Another aspect of the present invention will be explained below with reference to FIGS. 10 to 12.
Der Aufbau ist hierbei ähnlich wie der zuerst beschriebenen Aufhängungssteuervorrichtung, jedoch gibt es einen anderen Inhalt der Steuerung, die durch die Bezugsziffer 82 bezeichnet ist. Der Aufbau der Steuerung 82 ist ähnlich wie der der Steuerung 40. Den Unterschied zwischen der Steuerung 82 und der Steuerung 40 bildet die Tatsache, daß ein Schalter 83 zur Änderung der Steuerverstärkung Kv vorgesehen ist, um die Änderung der Steuerverstärkung Kv für einen Block 31′ einzustellen.The construction is similar to the suspension control device described first, but there is a different content of the control indicated by reference numeral 82 . The structure of the controller 82 is similar to that of the controller 40 . The difference between the controller 82 and the controller 40 is the fact that a switch 83 for changing the control gain Kv is provided to adjust the change in the control gain Kv for a block 31 '.
Die Art der Steuerung 82 wird nachstehend erläutert.The type of controller 82 is explained below.
Unter der Bedingung, daß ein Motor angelassen wurde, wird die für den Block 31′ eingestellte Steuerverstärkung Kv initialisiert (SP1), und nachdem ein vorbestimmter Zeitraum verstrichen ist (SP2), wird das Erfassungssignal von dem Beschleunigungssensor 5 der Steuerung eingegeben (SP3). Dann wird der Drehwinkel Theta der Drehplatte 25 auf der Grundlage der Beschleunigung M der gefederten Masse berechnet, die durch den Beschleunigungssensor 5 ermittelt wurde (SP4). In dem nächsten Schritt SP5 wird eine Steuerverstärkung Kv für den Block 31′ ermittelt.Under the condition that an engine has been started, the control gain Kv set for the block 31 'is initialized (SP1), and after a predetermined period of time has passed (SP2), the detection signal is input from the acceleration sensor 5 to the controller (SP3). Then, the rotation angle Theta of the rotating plate 25 is calculated based on the acceleration M of the sprung mass, which was determined by the acceleration sensor 5 (SP4). In the next step SP5, a control gain Kv for block 31 'is determined.
Daher wird die Beurteilung, ob der Schalter 83 zur Änderung der Steuerverstärkung Kv eingeschaltet ist oder nicht, in SP5A getroffen. Ist der Schalter 83 ausgeschaltet, also logisch "Nein", so wird die Steuerverstärkung Kv auf Kv1 eingestellt, für einen Normalmodus, im Schritt SP5B. Ist der Schalter 83 eingeschaltet, also logisch "Ja", so wird die Steuerverstärkung Kv auf Kv2 eingestellt, für einen Sportmodus, im Schritt SP5C. Die Steuerverstärkung Kv1 für einen Normalmodus und die Steuerverstärkung Kv2 für einen Sportmodus weisen folgende Beziehung auf: Kv1<Kv2.Therefore, the judgment as to whether the switch 83 for changing the control gain Kv is on or not is made in SP5A. If the switch 83 is switched off, ie logically "No", the control gain Kv is set to Kv1, for a normal mode, in step SP5B. If the switch 83 is switched on, that is to say logically “yes”, the control gain Kv is set to Kv2, for a sport mode, in step SP5C. The control gain Kv1 for a normal mode and the control gain Kv2 for a sport mode have the following relationship: Kv1 <Kv2.
Nachdem die Steuerverstärkung im Schritt SP5C auf Kv1 oder Kv2 eingestellt wurde, kehrt der Betriebsablauf zum Schritt SP2 zurück, und dann werden die Schritte SP2 bis 5 erneut wiederholt. Wenn der Schalter 83 betätigt wird, wird die Einstellung der Steuerverstärkung Kv schnell geändert.After the control gain is set to Kv1 or Kv2 in step SP5C, the operation returns to step SP2, and then steps SP2 to 5 are repeated again. When the switch 83 is operated, the control gain Kv setting is quickly changed.
Hierbei wird die Steuerverstärkung Kv durch den Schalter 83 geändert. Allerdings kann der Schalter 83 auch durch einen Horizontalbeschleunigungssensor betätigt werden, der getrennt zur Ermittlung der Horizontalbeschleunigung vorgesehen ist.Here, the control gain Kv is changed by the switch 83 . However, the switch 83 can also be operated by a horizontal acceleration sensor, which is provided separately for determining the horizontal acceleration.
Gemäß der voranstehenden Beschreibung wird die Steuerverstärkung durch den Schalter 83 in zwei Stufen geändert, jedoch ist die vorliegende Erfindung hierauf nicht beschränkt. Die Steuerverstärkung kann in drei oder mehr Schritten oder kontinuierlich geändert werden.As described above, the control gain by the switch 83 is changed in two stages, but the present invention is not limited to this. The control gain can be changed in three or more steps or continuously.
Wie voranstehend beschrieben, ist es bei der zuletzt beschriebenen Aufhängungssteuervorrichtung möglich, die Einstellung der Steuerverstärkung Kv1 oder Kv2 durch den Schalter 83 zu ändern, und die Steuerverstärkung entsprechend dem Wunsch eines Fahrers oder dem Verhalten des Fahrzeugs auszuwählen.As described above, in the suspension control device described last, it is possible to change the setting of the control gain Kv1 or Kv2 by the switch 83 , and to select the control gain according to a driver's desire or the behavior of the vehicle.
Die voranstehend beschriebenen Aufhängungsvorrichtungen sind auf jedem Rad des Fahrzeugs vorgesehen. Allerdings ist es möglich, die Steuerung zu vereinfachen, ohne in der Praxis die Leistung zu verringern, wenn Schwingungsdämpfer, bei welchen die Dämpfungskoeffizienten sowohl in der Zugstufe als auch in der Druckstufe gesteuert werden, für die Vorderräder verwendet werden, auf denen mehr Gewicht lastet, infolge des Motors, der in einem oberen Abschnitt an der Seite der Vorderräder vorgesehen ist, und durch Verwendung von Schwingungsdämpfern, bei welchen nur der Dämpfungskoeffizient in der Zugstufe gesteuert wird, oder sogar von Schwingungsdämpfern, bei welchen der Dämpfungskoeffizient nicht gesteuert wird, für die Hinterräder, auf denen wenig Gewicht lastet.The above described suspension devices are provided on each wheel of the vehicle. However it is possible to simplify the control without in practice to reduce the performance when vibration dampers, at which the damping coefficients both in the rebound and can also be controlled in the pressure stage, used for the front wheels which weighs more because of the engine running in one upper section provided on the side of the front wheels is, and by using vibration dampers, in which only the damping coefficient in rebound is controlled, or even vibration dampers, at which the damping coefficient is not controlled for the rear wheels with little weight.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufhängungssteuervorrichtung zur Begrenzung der Schwingungen der Karosserie des Fahrzeugs. Allerdings ist es möglich, ein komfortables Fahrverhalten zur Verfügung zu stellen, und die Kontrollierbarkeit des Fahrzeugs zu verbessern, nämlich durch Kombination der Steuerung gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Steuerung zur Begrenzung von Rollbewegungen, des Abtauchens der Frontpartie des Fahrzeugs, durch Verwendung einer Querbeschleunigung oder einer Längsbeschleunigung. The present invention relates to a Suspension control device for limiting the vibrations of the Body of the vehicle. However, it is possible to get one to provide comfortable driving behavior, and to improve the controllability of the vehicle, namely by combining the control according to the present Invention with a controller for limiting Rolling movements, the immersion of the front part of the Vehicle, by using a lateral acceleration or longitudinal acceleration.
Insgesamt handelt es sich dabei bei der Erfindung um eine semiaktive, d. h. durch aktive Steuerung der Dämpfung der Schwingungsdämpfer wirksam die Fahrzeuglage beeinflussende Aufhängungssteuerung nach dem Skyhook-Prinzip, bei der im Hinblick auf den Fahrkomfort die Dämpferverstellung in der wechselweise aktiven Zug- oder Druckstufe allein aus der Vertikalschwingung der Karosserie bestimmt wird, während Karosserieschwingungen anregende Radbewegungen jeweils durch eine weiche Dämpfungseinstellung in der komplementären Druck- oder Zugstufe ohne Wirkung bleiben.Overall, the invention is a semi-active, d. H. by actively controlling the damping of the Vibration damper effectively influencing the vehicle position Suspension control according to the Skyhook principle, at the damper adjustment in terms of driving comfort the alternately active rebound or compression stage solely from the Vertical vibration of the body is determined while body vibration stimulating wheel movements a soft damping setting in the complementary pressure or rebound have no effect.
Die Erfindung bildet hierzu eine Steuerung aus, mit der eine Anpassung der Dämpferwirkung an den Bewegungszustand der Karosserie erreicht und eine unangepaßt harte Dämpferwirkung vermieden wird.For this purpose, the invention forms a control with which one Adaptation of the damper effect to the state of motion of the body reached and an unadjusted hard damper effect avoided becomes.
Claims (3)
einem Schwingungsdämpfer (4) mit variablem Dämpfungskoeffizienten (C), der zwischen der Karosserie (1) und dem Rad (2) eines Fahrzeuges vorgesehen ist,
einer Vertikalschwingungsermittlungseinrichtung (5) zur Erfassung der Vertikalschwingung allein der Karosserie (1) des Fahrzeugs z. B. über deren Vertikalbeschleunigung, und
einer Steuerung (45) zur Ermittlung der Absolutgeschwindigkeit (S) der Vertikalschwingung der Karosserie (1) auf der Grundlage des ermittelten Signals von der Vertikalschwingungsermittlungseinrichtung (5), wobei die Steuerung (45) ein Steuersignal (Θ) an den Schwingungsdämpfer (4) mit variablem Dämpfungskoeffizienten (C) ausgibt, so daß dann, wenn die Absolutgeschwindigkeit der Karosserie (1) nach oben gerichtet ist, das Steuersignal (Θ) für den Dämpfungskoeffizienten (C) in der Druckstufe einen kleinen Wert annimmt und der Dämpfungskoeffizient (C) für die Zugstufe des Schwingungsdämpfers (4) annähernd gleich dem Wert des Produkts der Absolutgeschwindigkeit (S) und einer Steuerverstärkung (Kr) wird, und daß dann, wenn sich die Karosserie (1) in Richtung nach unten bewegt, das Steuersignal (Θ) für den Dämpfungskoeffizienten (C) der Zugstufe einen kleinen Wert annimmt und der Dämpfungskoeffizient (C) für die Druckstufe annähernd gleich dem Wert des Produktes der Absolutgeschwindigkeit (S) und der Steuerverstärkung (Kr) wird,
wobei die Steuerverstärkung (Kr) auf solche Weise variabel ist, daß mit Anwachsen des Absolutwerts der vertikalen Beschleunigung der Karosserie (1) die Steuerverstärkung (Kr) kleiner wird.1. Semi-active suspension control device based on the Skyhook principle with:
a vibration damper ( 4 ) with a variable damping coefficient (C), which is provided between the body ( 1 ) and the wheel ( 2 ) of a vehicle,
a vertical vibration detection device ( 5 ) for detecting the vertical vibration only the body ( 1 ) of the vehicle z. B. on their vertical acceleration, and
a controller ( 45 ) for determining the absolute speed (S) of the vertical vibration of the body ( 1 ) on the basis of the determined signal from the vertical vibration determination device ( 5 ), the controller ( 45 ) transmitting a control signal (Θ) to the vibration damper ( 4 ) outputs variable damping coefficient (C), so that when the absolute speed of the body ( 1 ) is directed upwards, the control signal (Θ) for the damping coefficient (C) takes a small value in the compression stage and the damping coefficient (C) for the Rebound of the vibration damper ( 4 ) becomes approximately equal to the value of the product of the absolute speed (S) and a control gain (Kr), and that when the body ( 1 ) moves downward, the control signal (Θ) for the damping coefficient (C) of the rebound takes a small value and the damping coefficient (C) for the compression is approximately equal to the value of the Prod the absolute speed (S) and the control gain (Kr)
the control gain (Kr) being variable in such a way that the control gain (Kr) becomes smaller as the absolute value of the vertical acceleration of the body ( 1 ) increases.
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