DE19539100A1 - Vorrichtung zur Steuerung von Schwingungsdämpfern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung von Schwingungsdämpfern einer Fahrzeugfederung, insbesondere ei­ nes luftgefederten Fahrzeuges, in Abhängigkeit von einer Si­ gnalgebervorrichtung, die einen Parameter der Bewegung und/oder Lage des Fahrzeugaufbaus und/oder der Räder erfaßt.

Bei Fahrzeugen mit Luftfederung läßt sich ein besonders hoher Komfort für die transportierten Personen bzw. eine besonders hohe Schonung des Transportgutes erreichen. Allerdings besit­ zen Luftfederungen eine vergleichsweise geringe Progressivi­ tät, d. h. die vom jeweiligen Luftfederaggregat erzeugte Ab­ stützkraft ändert sich nur relativ wenig, wenn sich der Ab­ stand zwischen Rad und Aufbau am jeweiligen Federaggregat verändert. Aus diesem Grunde werden die Luftfederaggregate oftmals mit vergleichsweise steif abgestimmten Schwingungs­ dämpfern kombiniert.

Um eine Beeinträchtigung des Federungskomforts durch übermä­ ßig steife Dämpfer zu vermeiden, ist es grundsätzlich be­ kannt, steuerbare Dämpfer einzusetzen. So werden bei luftge­ federten Fahrzeugen desöfteren durch Druckluft gesteuerte Dämpfer eingesetzt, wobei die Dämpfersteuerung in Abhängig­ keit vom Luftdruck im Luftfederaggregat erfolgt, d. h. der Luftfederbalg oder dgl. ist pneumatisch mit einem pneumati­ schen Steuereingang des Dämpfers verbunden. Auf diese Weise kann eine kostengünstige Dämpfersteuerung in Abhängigkeit von der Beladung des Fahrzeuges erreicht werden. Jedoch läßt sich mit dieser bekannten Anordnung keine automatische Anpassung der Dämpfung an die jeweilige Fahrstrecke bzw. die jeweilige Fahrdynamik erreichen.

Desweiteren wurde schon eine elektronische Regelung der Dämp­ fer versucht. Dabei werden über entsprechende Signalgeber, beispielsweise Beschleunigungsmesser, Bewegungsparameter des Fahrzeuges erfaßt und zur Dämpfersteuerung herangezogen. Bei Überschreitung höherer Schwellwerte des jeweils erfaßten Be­ wegungsparameters kann dann von einer normalerweise vorlie­ genden Grunddämpfung vorübergehend auf eine stark erhöhte Dämpfung übergegangen werden. Auf diese Weise läßt sich zwar die Fahrdynamik bei der Dämpfersteuerung berücksichtigen. Gleichwohl wird die jeweilige Fahrstrecke nur unvollkommen berücksichtigt, da der Wert der Grunddämpfung lediglich einen Kompromiß darstellen kann.

Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, ein deutlich verbesser­ tes Konzept für die Dämpfersteuerung aufzuzeigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung der eingangs angegebenen Art dadurch gelöst, daß bei Überschrei­ tung eines größeren Schwellwertes des von der Signalgebervor­ richtung erfaßten Parameters vorübergehend bzw. für eine vor­ gebbare Zeitspanne eine gegenüber einer normalen Grunddämp­ fung stark erhöhte Dämpfung und in Abhängigkeit von der zeit­ lichen Häufung der Überschreitung eines geringeren Schwell­ wertes des von der Signalgebervorrichtung erfaßten Parameters unterschiedliche Werte der Grunddämpfung einstellbar sind.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, nicht nur bei stark erhöhter Bewegung des Fahrzeugaufbaus bzw. der Rä­ der vorübergehend auf eine stark erhöhte Dämpfung umzuschal­ ten sondern darüberhinaus auch die jeweils vorhandene Grund­ dämpfung in Anpassung an die Fahrverhältnisse zu verändern. Durch die ständige Optimierung des Wertes der Grunddämpfung werden die normalen Aufbau- und Radschwingungen weitestgehend unabhängig von den Fahrverhältnissen gering gehalten, mit der Folge, daß stark erhöhte Bewegungsparameter, bei denen auf stark erhöhte Dämpfung umgeschaltet wird, nur vergleichsweise selten auftreten können, obwohl ständig eine komfortbetonte Abstimmung der Federung möglich ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann neben den Ampli­ tuden der Federhübe und den Hubgeschwindigkeiten auch die Hubfrequenz überwacht werden, um bei Auftreten von Resonanz­ schwingungen - Aufbau - und/oder Radresonanz - bzw. bei Schwingungsfrequenzen nahe dieser Resonanzen sofort die je­ weilige Dämpfung zu verstärken.

Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfin­ dung auf die Ansprüche sowie die nachfolgende Erläuterung ei­ ner vorteilhaften Ausführungsform verwiesen, die anhand der Zeichnung beschrieben wird.

Dabei zeigt

Fig. 1 eine Darstellung des Federungssystems,

Fig. 2 ein Diagramm mit verschiedenen Dämpfungskennlinien, die erfindungsgemäß einstellbar sind, und

Fig. 3 ein Blockschaltbild der Dämpfungssteuerung.

Gemäß Fig. 1 ist der lediglich schematisch dargestellte Auf­ bau 1 eines Fahrzeuges über Luftfederaggregate 2 auf den Fahrzeugrädern 3 bzw. den zugehörigen Achsen abgestützt, wo­ bei in Fig. 1 lediglich ein Rad 3 sowie ein Luftfederaggre­ gat 2 dargestellt sind. Parallel zum Luftfederaggregat 2 ist ein steuerbarer Stoßdämpfer 4 angeordnet, der im dargestell­ ten Beispiel elektrisch von einer Steuerelektronik 5 geregelt wird. Dazu ist die Steuerelektronik 5 eingangsseitig mit ei­ nem Weggeber 6 verbunden, dessen Signale den Abstand zwischen Aufbau 1 und Rad 3 wiedergeben.

Aus den Signalen des Weggebers 6 läßt sich u. a. ein mit der Beschleunigung X des Fahrzeugaufbaus 1 korrelierter Wert rechnerisch ermitteln. Darüberhinaus kann auch die Frequenz der Schwingungen von Aufbau 1 und Rad 3 relativ zueinander rechnerisch ermittelt werden. Im übrigen läßt sich aus den Signalen des Weggebers 6 auch die jeweilige Hubgeschwindig­ keit der Relativbewegung zwischen Aufbau 1 und Rad 3 ermit­ teln.

In Fig. 2 sind nun einige charakteristische Kurven für die Abhängigkeit der Dämpferkraft F in Abhängigkeit von der Hub­ geschwindigkeit V dargestellt.

Dabei zeigen die Kurven W₁ bis W₃ Beispiele für unterschiedli­ che Einstellungen der Grunddämpfung. In Abhängigkeit von der zeitlichen Häufung, mit der die Aufbaubeschleunigung X (bzw. der damit korrelierte Wert) einen relativ geringen Schwell­ wert A überschreitet, wird eine erhöhte Grunddämpfung, bei­ spielsweise W₃, oder eine verminderte Grunddämpfung, bei­ spielsweise W₁, eingestellt. Auf diese Weise läßt sich errei­ chen, daß die mittlere Häufigkeit, mit der die Aufbaube­ schleunigung X den Wert A überschreitet, weitestgehend unab­ hängig von der Beladung des Fahrzeuges sowie dem Straßenzu­ stand und der Fahrgeschwindigkeit innerhalb eines vorgebbaren Bereiches bleibt.

Sollte die Aufbaubeschleunigung X größere Schwellwerte B₁ oder B₂ überschreiten, wird vorübergehend, für eine vorgebbare Zeitspanne, eine deutlich steifere Dämpfungscharakteristik entsprechend den Kurven H₁ bzw. H₂ eingestellt.

Aufgrund der ständigen Adaption der Grunddämpfung bleiben bei der Erfindung erhöhte Werte der Aufbaubeschleunigung ver­ gleichsweise selten.

Gemäß Fig. 3 besitzt die Steuerelektronik 5 einen Rechner 7, der eingangsseitig mit dem Weggeber 6 verbunden ist und aus dessen Signalen die mit der Aufbaubeschleunigung X korrelier­ te Größe, die der Einfachheit halber in Fig. 3 ebenfalls mit X bezeichnet ist, errechnet. Innerhalb eines Speichers 8 der Steuerelektronik 5 sind verschiedene Schwellwerte A und B₁ so­ wie B₂ abgelegt. Mittels eines Vergleichers 9 der Steuerelek­ tronik 5 wird nun der Ist-Wert von X mit den vorgenannten Schwellwerten verglichen. Dabei wird einem Eingang des Rech­ ners 7 sofort ein Signal zugeführt, wenn X einen der Schwell­ werte B₁ und B₂ überschreitet. In einem solchen Falle stellt der Rechner den Stoßdämpfer 4 sofort auf eine steife Charak­ teristik entsprechend der Kurve H₁ bzw. H₂ ein. Diese steife Dämpfungscharakteristik wird während vorgebbarer Zeit spannen aufrechterhalten.

Danach wird auf die jeweils eingestellte Grunddämpfung zu­ rückgeschaltet.

Zur Adaption der Grunddämpfung an die jeweiligen Betriebsbe­ dingungen wird jeweils dann, wenn X den relativ geringen Schwellwert A überschreitet, ein Signal an einen Zähler 10 gegeben. Damit können in einer nachgeschalteten Rechnerstufe 11 Werte für die zeitliche Häufung der Überschreitung des Schwellwertes A ermittelt werden. Wenn der Wert dieser Häu­ fung nahe eines Wertes w₂ liegt, bleibt die jeweils einge­ stellte Grunddämpfung jeweils unverändert. Wenn der Wert der zeitlichen Häufung in der Umgebung eines geringeren Wertes w₁ liegt, wird die jeweilige Grunddämpfung um ein vorgegebenes Maß herabgesetzt, wobei aber ein vorgegebener Minimalwert der Grunddämpfung in keinem Falle unterschritten wird. Liegt der Wert der zeitlichen Häufung im Bereich eines erhöhten Wertes w₃, wird die jeweils eingestellte Grunddämpfung um ein vorge­ gebenes Maß erhöht.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Steuerung von Schwingungsdämpfern einer Fahrzeugfederung, insbesondere eines luftgefederten Fahrzeu­ ges, in Abhängigkeit von einer Signalgebervorrichtung, die einen Parameter der Bewegung und/oder Lage des Fahrzeugauf­ baus und/oder der Räder erfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß bei Überschreitung eines größeren Schwellwertes (B₁, B₂) des Parameters (X) vorübergehend bzw. für eine vorgebbare Zeitspanne eine gegenüber einer normalen Grunddämpfung (W₁, W₂, W₃) stark erhöhte Dämpfung (H₁, H₂) und in Abhängigkeit von der zeitlichen Häufung (w₁, w₂, w₃) der Überschreitung eines ge­ ringeren Schwellwertes (A) des Parameters (X) unterschiedli­ che Werte der Grunddämpfung (W₁, W₂, W₃) einstellbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalgebervorrichtung den Abstand zwischen Aufbau (1) und Achse bzw. zwischen Aufbau (I) und Rad (3) wiederge­ bende Signale erzeugt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuervorrichtung (5) aus den Signalen der Signalge­ bervorrichtung (6) Größen ermittelt, die mit der Aufbaube­ schleunigung (X) des Fahrzeuges und/oder der Frequenz der Schwingungen von Aufbau (1) und Rad (3) relativ zueinander und/oder der Hubgeschwindigkeit zwischen Aufbau (1) und Rad (3) korreliert wird.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Überschreitung mehrerer unterschiedlicher größerer Schwellwerte (B₁, B₂) des Parameters (X) überwacht und die Dämpfungscharakteristik nach Auftreten einer solchen Über­ schreitung auf entsprechend unterschiedliche erhöhte Werte umgeschaltet wird.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Grunddämpfung innerhalb eines weiten Bereiches ein­ stellbar ist, welcher sich von einer Minimaldämpfung bis etwa zu einem Drittel der möglichen Maximaldämpfung erstreckt.