DE4112004A1 - System zur fahrwerkregelung - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem System nach der Gattung des Haupt­ anspruchs.

Für die Ausgestaltung des Fahrwerkes eines Kraftfahrzeuges ist ein leistungsfähiges Aufhängungssystem zwischen den Radeinheiten und dem Fahrzeugaufbau wesentlich. Ein solches Aufhängungssystem besteht im Falle eines semiaktiven Systems im allgemeinen aus einer Federanord­ nung mit fester Federkonstanten, der eine Dämpfungseinrichtung mit verstellbarer Dämpfung parallel geschaltet ist. Ein solcher Dämpfer mit verstellbarer Charakteristik kann beispielsweise derart reali­ siert werden, daß der Dämpferkolben mit einem Drosselventil ausge­ stattet ist, dessen Durchflußquerschnitt veränderbar ausgelegt ist.

Des weiteren ist für die Ausgestaltung eines solchen Fahrwerkes ein leistungsfähiges Verfahren zur Steuerung oder Regelung des verstell­ baren Aufhängungssystems von großer Bedeutung. Durch ein solches Verfahrens werden aufgrund von Informationen von Sensorsignalen, die über den Fahrzustand des Fahrzeuges Auskunft geben, Ansteuerungs­ signale für die verstellbaren Aufhängungssysteme geliefert.

Eine leistungsfähige Fahrwerkregelung oder -steuerung sollte idea­ lerweise das verstellbare Fahrwerk derart regeln oder steuern, daß zum einen der Fahrsicherheit Rechnung getragen wird und zum anderen den Insassen und/oder einer stoßempfindlichen Zuladung des Fahrzeu­ ges ein möglichst hoher Reisekomfort ermöglicht wird. Dies sind aus der Sicht des Federungs- und/oder Dämpfungssystems sich widerstre­ bende Zielsetzungen. Ein hoher Reisekomfort ist durch eine möglichst weiche Fahrwerkeinstellung zu erreichen, während hinsichtlich einer hohen Fahrsicherheit eine möglichst harte Fahrwerkeinstellung er­ wünscht ist.

Aus der DE-OS 39 18 735 ist ein Verfahren zur Dämpfung von Bewe­ gungsabläufen an Fahrwerken von Personen- und Nutzkraftwagen be­ kannt. Hier werden die Ansteuersignale zur Steuerung oder Regelung des verstellbaren Fahrwerkes im wesentlichen durch die Verarbeitung von Sensorsignalen in Filteranordnungen erzeugt. Diese Filter sind so konzipiert, daß die Sensorsignale, die über den Fahrzustand des Fahrzeuges Auskunft geben, in ihrem Amplituden- und/oder Phasenver­ lauf beeinflußt werden. Durch diese Einflußnahme werden Ansteuer­ signale für das verstellbare Fahrwerk erzeugt und es erfolgt hier­ durch eine Anpassung an den jeweiligen Bewegungszustand des Fahrzeu­ ges derart, daß bei kritischen Fahrsituationen eine der Fahrsicher­ heit dienende Fahrwerkeinstellung und in unkritischen Fahrsituatio­ nen eine komfortable Einstellung vorgenommen wird.

Eine komfortable Fahrwerkeinstellung läßt sich zum Beispiel dadurch erreichen, daß das verstellbare Fahrwerk eine möglichst weiche Ein­ stellung, d. h. daß die verstellbaren Dämpfer eine geringe Dämpfung aufweisen. Eine weitaus effizientere Steuerung oder Regelung des Fahrwerkes beispielsweise im Hinblick auf die den Fahrkomfort be­ stimmenden Bewegungen des Fahrzeugaufbaus ist durch eine sogenannte frequenzabhängige "Skyhook-"Regelung zu erreichen.

Bei der sogenannten Skyhook-Regelung wird die Aufbaubeschleunigung verringert und damit eine Verbesserung des Fahrkomforts bewirkt, während die Fahrsicherheit nicht unmittelbar erhöht wird. Dieses, in der Fahrwerkregelung allgemein bekannte, Regelkonzept basiert auf der modellhaften Vorstellung eines an der Fahrzeugaufbaumasse an­ greifenden Dämpfer- und/oder Federungssystems, das mit einem iner­ tialen Fixpunkt (Skyhook = "Himmelshaken") verbunden ist. Da in der Praxis ein derartiges inertiales Dämpfer- und/oder Federungssystem nicht unmittelbar zu realisieren ist, wird ersatzweise das Aufhan­ gungssystem zwischen dem Fahrzeugaufbau und den Radeinheiten ent­ sprechend angesteuert.

Aus einer Vielzahl von Veröffentlichungen (Crolla, D.A., Aboul Nour, A.M.A., Proceedings of the Institution of Mechanical Engeneers, In­ ternational Conference of Advanced Suspension, 22-25 Oct. 1988, Lon­ don oder Margolis, D.L. Semi-Active Heave and Pitch Control for Ground Vehicles, Vehicle System Dynamics, 11 (1982), pp. 31-42) ist im Falle eines Aufhängungssystems, das, wie oben beschrieben, einen Dämpfer aufweist, dessen Dämpfungscharakteristik zweistufig (hart/weich) verstellbar ist, eine Schaltstrategie als "semiaktive, diskrete Skyhookdämpfung" bekannt, wobei die Dämpfungscharakteristik abhängig von den Aufbaubewegungen verstellt wird. Diese Schaltstra­ tegie ist in der folgenden Tabelle wiedergegeben:

Hierbei ist mit Va die Aufbaugeschwindigkeit in vertikaler Richtung an den Angriffspunkten der Aufhängungssysteme abgekürzt. Übersteigt diese Geschwindigkeit eine gewisse positive Schranke Vagr (Abstim­ mungsparameter), findet also eine heftige Aufwärtsbewegung der Karosserie statt, so wird der jeweilige Dämpfer in der Zugstufe auf die harte und in der Druckstufe auf die weiche Charakteristik ge­ schaltet. Umgekehrt wird er bei einer starken Abwärtsbewegung des Aufbaus in der Zugstufe auf die weiche und in der Druckstufe auf die harte Charakteristik geschaltet. Finden keine übermäßigen Aufbaube­ wegungen statt (|Va |Vagr), so arbeitet der Dämpfer in seiner wei­ chen Abstimmung, sowohl in der Zug- als auch in der Druckstufe.

Dämpfer, die in ihrer Dämpfungscharakteristik verstellbar sind, wer­ den beispielsweise in der DE-OS 33 04 815 und in der DE-OS 36 44 447 beschrieben.

Steuert man nun die Dämpfer in der oben angegebenen Art und Weise an, so kann es bei den Verstellungen der Dämpfungscharakteristik zu erheblichen Schaltgeräuschen kommen.

In der US 49 36 425 wird ein Fahrwerkregelungssystem vorgeschlagen, bei dem eine Umstellung eines semiaktiven Dämpfers zwischen einer harten und einer weichen Dämpfungsstufe dann getätigt werden soll, wenn die Relativgeschwindigkeit der beiden Dämpferangriffspunkte kleiner als eine fest vorbestimmte Schwelle ist oder die Reifende­ formation kleiner als eine fest vorbestimmte Schwelle ist, je nach­ dem, welches dieser beiden Schaltbedingungen zuerst erfüllt ist. Durch eine solche dämpferkolbengeschwindigkeitsabhängige Ansteuerung ist auch dann kein optimaler Ansteuermodus zu erreichen, wenn man darüber hinaus die Deformation der Reifen als Kriterium zur Umschal­ tung der Dämpfercharakteristik in Betracht zieht. Weiterhin erfor­ dert die Berücksichtigung der Reifendeformation einen erheblichen Aufwand bezüglich der benötigten Sensorik.

Aufgabe des vorliegenden erfindungsgemäßen Systems ist es, ein optimiertes Ansteuerungssystem zur Ansteuerung der Dämpfer zu entwickeln.

Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße System mit den im Hauptanspruch gekennzeichneten Merkmalen gelöst.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße System zur Fahrwerkregelung weist wenigstens einen Dämpfer auf, dessen eine Seite mit dem Fahrzeugaufbau und des­ sen andere Seite mit wenigstens einer Radeinheit direkt oder indi­ rekt betriebsverbunden ist. Die Dämpfungscharakteristik der Dämpfer ist abhängig von Betriebskenngrößen änderbar. Diese Betriebskenngrö­ ßen können beispielsweise ausgehend von sensorisch ermittelten Auf­ baubewegungen oder Einfederbewegungen gemäß dem oben beschriebenen Skyhook-Regelgesetz ermittelt werden. Erfindungsgemäß sind Mittel vorgesehen, so daß eine Verstellung der Dämpfungscharakteristik in Betriebsphasen geringer Dämpfungskraftänderungen bei der Verstellung der Dämpfungscharakteristik getätigt werden. Die Verstellung der Dämpfungscharakteristik ist im allgemeinen mit einem Übergang der Dämpfungskraft verbunden. So bedeutet beispielsweise ein Übergang von einer weichen Dämpfungscharakteristik zu einer harten Dämpfungs­ charakteristik einen Übergang von einer geringen Dämpfungskraft zu einer höheren Dämpfungskraft, die der Dämpfer aufbringt. Die Diffe­ renz der Dämpfungskräfte der einzelnen Dämpfungscharakteristika sind im allgemeinen in verschiedenen Betriebsphasen des Dämpfers unter­ schiedlich. So erhöht sich die Dämpfungswirkung des Stoßdämpfers mit steigender Arbeitsgeschwindigkeit des darin befindlichen Kolbens. Betriebsphasen geringer Übergänge der Dämpfungskraft können somit Betriebsphasen sein, in denen eine niedrige Kolbengeschwindigkeit vorliegt. Solch eine Betriebsphase liegt beispielsweise bei einem Vorzeichenwechsel der Dämpferkolbengeschwindigkeit vor.

Wenn ein Kraftfahrzeug über unebene Straßen fährt, werden die Federn im Aufhängungssystem des Kraftfahrzeuges zusammengedrückt und dehnen sich aus, um die Stöße aufzunehmen. Da jedoch die Federn weiter schwingen, bis sie endlich in den Ausgangszustand zurückkommen, wird die Straßenhaftung durch diese Vibrationen verringert, wobei gleich­ zeitig der Fahrkomfort leidet. Aus diesen Gründen werden nun Stoß­ dämpfer benutzt, um die Federschwingungen zu verringern, um so eine bessere Straßenhaftung zu erreichen und den Fahrkomfort zu verbes­ sern. Zur weiteren Erhöhung des Fahrkomforts wird ein Stoßdämpfer allgemein mit größerer Dämpfungswirkung beim Ausfahren (Zugstufe) als beim Einfahren (Druckstufe) ausgestattet. Betriebsphase geringer Dämpfungskraftänderungen liegen bei solchen Dämpfer also jeweils in der Druckstufe vor. Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungs­ gemäßen Systems besteht darin, Verstellungen der Dämpfungscharakte­ ristik nur dann zu tätigen, wenn die beiden Seiten des Dämpfers sich aufeinander zu bewegen (Druckstufe). Weiterhin kann vorgesehen sein, daß die Verstellungen der Dämpfungscharakteristik an den Umkehrpunk­ ten der Relativbewegungen getätigt werden, insbesondere an den Um­ kehrpunkten, nach denen die beiden Seiten des Dämpfers sich aufein­ ander zu bewegen (Druckstufe). Die Umkehrpunkte der Relativbewegun­ gen können beispielsweise dadurch erfaßt werden, indem man den Vor­ zeichenwechsel der Einfedergeschwindigkeit detektiert.

Als weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems ist ein Dämpfer vorgesehen, der derart konstruiert ist, daß seine Dämpfungscharakteristik nur dann verstellbar ausgelegt ist, wenn die beiden Seiten des Dämpfers sich voneinander wegbewegen (Zugstufe).

Zeichnungen

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems wird in den Zeichnungen dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In diesem Ausführungsbeispiel soll anhand der Figuren die Funktions­ weise des erfindungsgemäßen Systems aufgezeigt werden.

In der Fig. 1 sind abhängig von der vertikalen Aufbaubewegung ver­ schiedene Diagramme dargestellt.

Die Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Systems. Ausgehend von den Mitteln 19 ist der Signalweg 11 mit dem Signalweg 12 mittels des steuerbaren Schalters 13 steuerbar verbunden. Aus­ gehend von den Mitteln 20 wird ein Signal Xar′(t) den ersten Mitteln 14 und den zweiten Mitteln 15 zugeführt. Das Ausgangssignal der ersten Mittel 14 wird den zweiten Mitteln 15 zugeführt. Mit den zweiten Mitteln 15 liegen weitere Signale an. Das Ausgangssignal der zweiten Mittel 15 wird dem steuerbaren Schalter 16 mittels des Signalweges 16 zugeführt. Mit der Position 18 ist ein Dämpfer be­ zeichnet.

Die Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Systems.

Die Fig. 4 zeigt den Aufbau eines Dämpfers. Hierbei ist mit der Po­ sition 43 ein inneres Mantelrohr und mit der Position 42 ein äuße­ res Mantelrohr beschrieben. Die Positionen 44 und 48 stellen Böden und die Positionen 45 und 46 Deckel dar. Mit der Position 41 ist ei­ ne Kolbenstange und mit der Position 47 ein Dämpfungskolben mar­ kiert. Die Positionen A, B und C stehen für Arbeitskammern. Mit den Positionen I, II, III und IV sind Aussparungen beschrieben, die als Ventile ausgebildet sind.

Anhand der Fig. 1 soll im folgenden die Problematik der Dämpferan­ steuerungen am Beispiel einer Skyhook-Regelung aufgezeigt werden. Die Verstellung der Dämpfungscharakteristik erfolgt hierbei zwei­ stufig, das heißt, daß die in ihrer Dämpfungscharakteristik ver­ stellbar ausgelegten Dämpfer über eine harte und eine weiche Ein­ stellung verfügen. Das erfindungsgemäße System ist aber nicht auf den Ansteuerungsmodus solcher zweistufig verstellbaren Dämpfer be­ schränkt, da die dem erfindungsgemäßen System zugrundeliegende Auf­ gabe, insbesondere im Hinblick auf die Geräuschoptimierung bei Ver­ stellvorgängen, auch bei mehrstufig oder kontinuierlich verstellba­ ren Dämpfern durch das erfindungsgemäße System gelöst wird. Weiter­ hin ist das erfindungsgemäße System nicht auf eine bestimmte Regel­ strategie beschränkt, vielmehr können jegliche Verstellanforderungen an die Dämpfer erfindungsgemäß zeitlich beeinflußt werden.

Im oberen Teil der Fig. 1 sind schematisch die beiden möglichen vertikalen Aufbaubewegungen eines Fahrzeuges dargestellt. Verein­ fachend wird hier von einer reinen Hubbewegung des Fahrzeugaufbaus ausgegangen. Bei kollektiven Aufbaubewegungen wie Wank- und Nickbe­ wegungen des Fahrzeugaufbaus wird die Skyhook-Regelstrategie für jeden Dämpfer separat je nach der lokalen Aufbaubewegung an den An­ griffspunkten der Dämpfer getätigt.

Befindet sich der Fahrzeugaufbau in einer Aufwärtsbewegung, so wer­ den die Dämpfer abhängig von der Einfederweggeschwindigkeit entweder auf weich oder auf hart gestellt. Ist die Einfederweggeschwindigkeit positiv (vereinbarungsgemäß Zugstufe), so ist eine Hartdämpferein­ stellung gewünscht, um der Aufwärtsbewegung des Fahrzeugaufbaus ent­ gegenzuwirken. In der Druckstufe der Dämpfer (Einfederweggeschwin­ digkeit vereinbarungsgemäß negativ) ist eine weiche Dämpfereinstel­ lung gewünscht, um der Auffahrtsbewegung des Fahrzeugaufbaus mini­ mierend entgegenzuwirken. Bei einer in der rechten Spalte darge­ stellten Abwärtsbewegung des Fahrzeugaufbaus gelten analoge Überle­ gungen.

Idealerweise sollten also, wie in der Zeile 1 der Fig. 1 gezeigt, die Umschaltungen der Dämpfungscharakteristika jeweils im Bereich der Nulldurchgängen der Einfederweggeschwindigkeit stattfinden. Die Einfedergeschwindigkeit ist in der Zeile 3 der Fig. 1 zu sehen. Eine solche ideale Umschaltung ist aber deswegen nur schwer zu realisieren, weil die Ansprechzeit der Regelstrecke derart lang ist, daß die tatsächliche Ventilumschaltung bis zu einer Viertelperiode der Einfederweggeschwindigkeitssignale zu spät erfolgen kann. Die Ansprechzeit hängt beispielsweise von der Rechnerlaufzeit und der Dämpferdynamik ab. In der Zeile 2 der Fig. 1 ist die hierdurch be­ dingte tatsächliche Umschaltung zu sehen. Die tatsächlichen Umschal­ tungen erfolgen also aus obengenannten Gründen bis zu einer Viertel­ periode zu spät.

In der vierten Zeile der Fig. 1 sind in der linken Spalte typische Dämpferkraftkennlinien aufgezeigt. Hierbei ist die Dämpfungskraft Fd über der Zeit t aufgetragen. Der durch die Dämpferkraftkennlinien I (Zeile 4 der Fig. 1) charakterisierte Dämpfer weist also in der Zug- und in der Druckstufe jeweils eine weiche und eine harte Ein­ stellung auf. Die durch die tatsächlichen Umschaltungen (Zeile 2) verursachten Dämpfungskraftänderungen sind in den beiden rechten Schaubildern der vierten Zeile zu sehen. Man erkennt, daß die durch die tatsächlichen Umschaltungen bewirkten Dämpfungskraftänderungen, insbesondere in der Zugstufe, groß sind. Durch die relativ großen Änderungen der Dämpfungskräfte während der Umschaltungen entstehen, insbesondere in der Zugstufe, Geräuschprobleme bei der Umschaltung der Dämpfungscharakteristik. Weiterhin vermindern die tatsächlichen Umschaltungen die Reglerwirkung Skyhook-Regelung, da die vom Dämpfer aufzubringende Dämpfungskraft erst verspätet einsetzt.

Bei einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems ist vorgesehen, bei einer in der linken Spalte der Zeile 4 vorliegenden Dämpferkraftkennlinie I nur dann Verstellungen der Dämpfungscharak­ teristik durchzuführen, wenn der Dämpfer sich in seiner Druckphase befindet. Hierdurch wird eine Verbesserung bezüglich der Umschaltge­ räusche dadurch erreicht, daß in der Druckphase im allgemeinen geringere Dämpfungskraftunterschiede zu erwarten sind als in der Zugstufe. Darüber hinaus ist bei einer Verstellung in der Druckphase eine verbesserte Regelwirkung bezüglich der Minimierung der Aufbau­ bewegungen zu erwarten, da der Zugstufenbereich mit seinen relativ große Dämpferkraftänderungen voll ausgenutzt wird.

Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems geht von der Dämpferkraftlinie II in der linken Spalte der Zeile 5 aus. Bei der Betrachtung der Dämpferkennlinie II erkennt man, daß bei diesem Dämpfer lediglich in der Zugstufe eine weiche und eine harte Dämp­ fungscharakteristik vorliegt, während in der Druckstufe keine Ver­ stellung der Dämpfungscharakteristik möglich ist. Sieht man bei einem Dämpfer mit der Dämpferkraftkennlinie II die Ansteuerungen zur Verstellung der Dämpfungscharakteristik lediglich in der Druckstufe vor, so gelangt man zu den beiden im rechten Teil der Zeile 5 darge­ stellten Schaubildern. Da bei dieser Ausgestaltung die Verstellungen der Dämpfungscharakteristik nur in der Betriebsphase stattfindet, in der lediglich eine Kennlinie vorhanden ist, finden demnach keine Dämpfungskraftänderungen bei den Verstellungen statt. Solch ein System ist bezüglich der Geräusche und der Regelwirkung optimiert.

Zusammenfassend läßt sich also sagen, daß folgende Vorteile erzielt werden können, wenn die Verstellung der Dämpfungscharakteristik nur in der Druckstufe getätigt werden:

• 1. Die Geräuschprobleme werden vermieden, weil der unterschiedliche interne Dämpferdruck zwischen Hart/Weich in der Druckstufe immer klein ist.
• 2. Die Zeitdauer, in der der Dämpfer typischerweise in der Druck­ stufe ist, gibt genügend Zeit im Hinblick auf die Regleransprech­ zeit.
• 3. Weil die typische Kraft in der Druckstufe im Vergleich zu der in der Zugstufe klein ist, ist die Reglerverschlechterung klein, wenn die Druckstufe nicht voll ausgenutzt wird. Im Gegenteil könnte es im Hinblick auf die Regleransprechzeit besser sein, einen Regler zu haben, der die Zugstufe voll ausnutzt, ohne die Druckstufe zu berücksichtigen, als zu versuchen beide Stufen voll auszunutzen.
• 4. Eine höhere Lebensdauer des Dämpfers ist zu erwarten, weil zum einen die Schalthäufigkeit geringer ist, und zum anderen die Ven­ tilumschaltungen bei kleinem Differenzdruck auftreten.
• 5. Ein noch zu beschreibender Dämpfer kann so entwickelt werden, daß er nur der Zugstufe bezüglich seiner Dämpfungscharakteristik ver­ stellbar ist. Dieser Dämpfer zeichnet sich durch einfache Schalt­ ventile aus und ist kostengünstig zu realisieren.

Anhand der Fig. 2 und 3 soll nun das erfindungsgemäße System bei­ spielhaft beschrieben werden. Die Zugstufenanforderung Zh (ge­ wünschte harte Einstellung in der Zugstufe) bzw. Zw (gewünschte Zug­ stufeneinstellung weich) liegt als Ausgangssignal an den Mitteln 19 an, die ausgehend von sensierten Fahrzeugbewegungen Ansteuersignale für die Dämpfer liefern. Der Funktionsweise der Mittel 19 kann bei­ spielsweise die oben beschriebene Skyhook- Regelstrategie zugrunde liegen. Mittels des Signalweges 11 werden die Zugstufenanforderungen Zw/Zh an einem steuerbaren Schalter 13 weitergeleitet. Der steuer­ bare Schalter 13 kann den Signalweg 11 mit dem Signalweg 12 verbin­ den, wobei der Signalweg 12 ein Ansteuersignal an den mit der Posi­ tion 18 dargestellten Dämpfer leitet. Der steuerbare Schalter 13 wird abhängig von den Ausgangssignalen der zweiten Mittel 15 betä­ tigt. Hierzu wird aus dem Signal Xar′(t), das die Einfederwegge­ schwindigkeit repräsentiert, in den ersten Mitteln 14 ein Signal für die Einfederbeschleunigung Xar′′(t) ermittelt. Die Signale Xar′(t) werden in den Mitteln 20 erfaßt, indem beispielsweise Sensorsignale von Einfederweg- und/oder Einfedergeschwindigkeitssensoren und/oder Dämpferdrucksensoren entsprechend aufbereitet werden. Die Signale Xar′(t) der Einfederweggeschwindikgeit und der Einfederbeschleuni­ gung werden den zweiten Mitteln 15 zugeführt. Die ersten Mittel 14 weisen also ein differenzierendes Übertragungsverhalten auf. Den zweiten Mitteln 15 werden weiterhin Signale K1 und K2 von den Mitteln 17 und die gewünschten Verstellungen (Signalweg 11) zuge­ führt. Die Signale K1 und K2 können konstant oder abhängig von dem Fahrzustand repräsentierenden oder beeinflussender Größen gewählt werden.

Die Funktionsweise dieses Ausführungsbeispiels, insbesondere die Funktionsweise der zweiten Mittel 15 soll nun anhand des Ablaufdia­ gramms in der Fig. 3 näher erläutert werden. Nach dem Start 30 wird in einem ersten Schritt 31 die Schwellen K1 und K2 eingelesen. Im folgenden Schritt 32 die Abfrage gestartet, ob eine Verstellung der Dämpfungscharakteristik gewünscht ist. Dies ist immer dann der Fall, wenn das zweistufige Signal Zh/Zw (Signalweg 11) seinen Wert ändert. Ist keine Verstellung gewünscht, das heißt, daß keine Änderung des Signals Zh/Zw eintritt, so werden keine Ansteuerungen des Dämpfers getätigt. Ist eine Verstellung gewünscht, so wird in einem Schritt 33 das Signal Xar′(t) der Einfederweggeschwindigkeit mit der ersten Schwelle K1 verglichen. Ist, wie in diesem Ausführungsbeispiel, die Zugstufe vereinbarungsgemäß durch positive Einfederweggeschwindig­ keiten gekennzeichnet, so wird im Schritt 33 die Abfrage Xar′< K1 getätigt. Überschreitet die Einfederweggeschwindigkeit die erste Schwelle, so wird keine Umschaltung getätigt. Unterschreitet jedoch die Einfederweggeschwindigkeit die erste Schwelle, so wird eine zweite Abfrage im Schritt 34 getätigt. Hier wird die Einfederbe­ schleunigung mit einer zweiten Schwelle K2 verglichen. Nach den Vor­ zeichenvereinbarungen in diesem Ausführungsbeispiel wird eine Um­ schaltung der Dämpfungscharakteristik dann getätigt, wenn die Ein­ federbeschleunigung die zweite Schwelle unterschreitet. Überschrei­ tet die Einfederbeschleunigung die zweite Schwelle, so wird keine Umschaltung getätigt. Mit dem Schritt 35 ist die Umschaltung reprä­ sentiert. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß der steuerbare Schalter 13 geschlossen wird, während die offene Stellung des steuerbaren Schalters 13 eine Beibehaltung der eingestellten Dämpfungscharakteristik zur Folge hat.

Die Schwellen K1 und K2 werden abhängig von Größen, die den Fahrzu­ stand repräsentieren und/oder beeinflussen, gewählt. Weiterhin können die Schwellen K1 und K2 als Abstimmungsparameter hinsichtlich der Minimierung der Schaltgeräusche beim Wechsel der Dämpfungs­ charakteristika gewählt werden.

Die Signale Xar′(t) können durch Sensoren erfaßt werden, die die Einfederbewegungen, wie den Einfederweg und/oder die Einfederge­ schwindigkeit, erfassen. Die Signale Xar′(t) dieser Sensoren können vor der Differenzierung in den ersten Mitteln 14 beispielsweise durch Filter mit hoch- oder tiefpaßartigem Übertragungsverhalten entsprechend aufbereitet werden.

Weiterhin können in einer möglichen Ausgestaltung des erfindungsge­ mäßen Systems die Signale Xar′′(t) sensorisch erfaßt werden. Hierbei sind die ersten Mittel 14 zur Differenzierung nicht nötig.

Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines Dämpfers, der derart konstruiert ist, daß seine Dämpfungscharakteristik nur dann ver­ stellbar ausgelegt ist, wenn die beiden Seiten des Dämpfers sich voneinander wegbewegen (Zugstufe). Ein mögliche Ausgestaltung eines solchen Dämpfers soll im folgenden beschrieben werden.

In der Fig. 4 ist hierzu ein Dämpfer dargestellt, wobei wenigstens zwei Kammern für ein Fluidmittel durch Ventile untereinander verbun­ den sind und mindestens ein Ventil als durchströmungsrichtungsab­ hängige und verstellbare Drosselstelle ausgebildet ist.

Der Dämpfer verfügt über ein äußeres Mantelrohr 42, in dem konzen­ trisch ein inneres Mantelrohr 43 befestigt ist. Das äußere Mantel­ rohr 42 ist stirnseitig durch den 1. Boden 44 und das innere Mantel­ rohr 43 durch den 2. Boden 48 abgeschlossen. In der Nähe des 1. Bodens 44 befinden sich im 2. Boden 48 Drosselstellen III und IV, durch welche ein Austausch von Fluidmittel aus dem von den Mantelrohren 42 und 43 gebildeten Ringraum C in den vom Mantelrohr 43 gebildeten Innenraum möglich ist. Das äußere Mantelrohr 42 ist durch einen Deckel 45 und das innere Mantelrohr 43 ist durch einen Deckel 46 verschlossen. Die Deckel 45 und 46 weisen zentrale Kolbenstangen­ durchführungen auf, durch die eine Kolbenstange 41 geführt ist, welche sich innerhalb des Dämpfers in einen Dämpfungskolben 47 fort­ setzt. Durch den Dämpfungskolben 47 wird der Innenraum des inneren Mantelrohrs 43 in eine obere Arbeitskammer A und eine untere Ar­ beitskammer B unterteilt, wobei ein Austausch von Fluidmittel zwischen den Arbeitskammern A und B über die Drosselstellen I und 11 im Kolben 47 möglich sind. Es handelt sich also um einen an sich be­ kannten (J. Reimpell, Fahrwerktechflik: Stoßdämpfer, Vogel-Buchverlag, Würzburg) Zweirohrdämpfer.

Beim Einfedern der Räder (Druckstufe) erfolgt eine Verkürzung des Dämpfers, der Kolben 47 geht herunter und ein Teil des Fluidmittels strömt aus der unteren Arbeitskammer B durch die als Ventil ausge­ bildete Drosselstellen I in die obere Arbeitskammer A. Die dem ein­ tauchenden Kolbenstangenvolumen entsprechende Fluidmittelmenge wird dabei in den Ringraum C gedrückt, und zwar durch die im 2. Boden 48 befindliche und als Ventil ausgebildete Drosselstelle III. Durch die als Rückschlagventile ausgebildeten Drosselstelle II und IV findet kein Fluidmittelfluß statt.

Beim Ausfahren der Räder (Zugstufe) entsteht durch den hochfahrenden Kolben 47 ein Überdruck in der oberen Arbeitskammer A. Hierbei wird das Fluidmittel durch die als Ventil ausgebildete Drosselstelle II in die untere Arbeitskammer B gedrückt. Das Ausfahren der Kolben­ stange 41 hat einen Fluidmittelmangel im Arbeitsraum A zur Folge. Diese fehlende Menge wird aus der Arbeitskammer C durch die als Ventil ausgebildete Drosselstelle IV nachgesaugt. Durch die als Rückschlagventile ausgebildeten Drosselstellen I und III findet kein Fluidmittelfluß statt.

Das Ventil IV ist als einfaches Rückschlagventil, die Ventile I und III sind als federbelastete Rückschlagventile ausgebildet. Das Ventil II ist ein Rückschlagventil mit verstellbarem Drosselquer­ schnitt. Da ein Fluidmittelfluß durch das Ventil II lediglich in der Zugstufe stattfindet, können durch eine Verstellung des Drosselquer­ schnitts des Ventils II verschiedene Dämpfungscharakteristika in der Zugstufe eingestellt werden. In der Druckstufe ist das Ventil 11 ge­ schlossen, das heißt, daß in der Druckstufe keine Verstellung der Dämpfungscharakteristik zu erreichen ist.

Claims (11)

1. System zur Fahrwerkregelung mit wenigstens einem Dämpfer, dessen eine Seite mit dem Fahrzeugaufbau und dessen andere Seite mit wenig­ stens einer Radeinheit direkt oder indirekt betriebsverbunden ist und dessen Dämpfungscharakteristik abhängig von Betriebskenngrößen änderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel derart vorgesehen sind, daß Verstellungen der Dämpfungscharakteristik in Betriebspha­ sen geringer Dämpfungskraftänderungen bei der Verstellung der Dämp­ fungscharakteristik getätigt werden.

2. System zur Fahrwerkregelung mit wenigstens einem Dämpfer, dessen eine Seite mit dem Fahrzeugaufbau und dessen andere Seite mit wenig­ stens einer Radeinheit direkt oder indirekt betriebsverbunden ist und dessen Dämpfungscharakteristik abhängig von Betriebskenngrößen änderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß Verstellungen der Dämp­ fungscharakteristik nur dann getätigt werden, wenn die beiden Seiten des Dämpfers sich aufeinander zubewegen (Druckstufe) oder Verstel­ lungen der Dämpfungscharakteristik nur dann getätigt werden, wenn die beiden Seiten des Dämpfers sich voneinander wegbewegen (Zug­ stufe).

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstel­ lungen der Dämpfungscharakteristik abhängig von Relativbewegungen der beiden Seiten des Dämpfers getätigt werden.

4. System nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß als Relativbewegungen der beiden Seiten des Dämpfers die Relativgeschwindigkeit zwischen den beiden Seiten des Dämpfers durch Signale (Xar′(t)) und/oder als Relativbewegungen der beiden Seiten des Dämpfers die Relativbeschleunigung zwischen den beiden Seiten des Dämpfers durch Signale (Xar′′(t)) erfaßt wird.

5. System nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Signale (Xar′(t)) entsprechend aufbe­ reitete Signale von Sensoren sind, die die Einfederbewegungen, wie den Einfederweg und/oder die Einfedergeschwindigkeit des Fahrwerkes und/oder den Dämpferdruck, erfassen.

6. System nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß Verstellungen der Dampfungscharakteristik an den Umkehrpunkten der Relativbewegungen getätigt werden, insbe­ sondere an den Umkehrpunkten, nach denen die beiden Seiten des Dämp­ fers sich aufeinander zubewegen.

7. System nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Signale (Xar′(t)) mit einer 1. Schwelle (K1) verglichen werden und Verstellungen der Dämpfungscharakteristik abhängig von dem Vergleichsergebnis getätigt werden und/oder die Signale (Xar′′(t)) mit einer 2. Schwelle (K2) verglichen werden und Verstellungen der Dämpfungscharakteristik abhängig von dem Ver­ gleichsergebnis getätigt werden und die 1. und 2. Schwelle (K1, K2) konstant oder abhängig von den Fahrzustand repräsentierenden oder beeinflussenden Größen gewählt werden.

8. System nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die 1. Schwelle (K1) und/oder die 2. Schwel­ le (K2) abhängig von Größen, die den Fahrzustand repräsentieren und/oder beeinflussen, und/oder als Abstimmungsparameter hinsichtlich der Minimierung der Schaltgeräusche beim Wechsel der Dämpfungs­ charakteristika gewählt werden.

9. Dämpfer, insbesondere zur Verwendung in einem System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämp­ fer derart konstruiert ist, daß seine Dämpfungscharakteristik nur dann verstellbar ausgelegt ist, wenn die beiden Seiten des Dämpfers sich voneinander wegbewegen (Zugstufe) oder seine Dämpfungscharak­ teristik nur dann verstellbar ausgelegt ist, wenn die beiden Seiten des Dämpfers sich aufeinander zubewegen (Druckstufe).

10. Dämpfer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfer in an sich bekannter Weise als Zweirohrdämpfer ausgebildet ist, wo­ bei wenigstens zwei Kammern für ein Fluidmittel durch Ventile unter­ einander verbunden sind und mindestens ein Ventil als durchströ­ mungsrichtungsabhängige und verstellbare Drosselstelle ausgebildet ist.

11. Dämpfer nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfer über ein äußeres Mantelrohr (42), in dem konzentrisch ein inneres Mantelrohr (43) befestigt ist, verfügt, wobei das äußere Mantelrohr (42) stirnseitig durch den 1. Boden (44) und das innere Mantelrohr (43) durch den 2. Boden (48) abgeschlossen ist und sich vorzugsweise in der Nähe des 1. Bodens (44) im 2. Boden (48) wenig­ stens eine Drosselstelle (III, IV) befindet, durch welche ein Aus­ tausch von Fluidmittel aus dem von den Mantelrohren (42, 43) gebil­ deten Ringraum (C) in den vom Mantelrohr (43) gebildeten Innenraum (B) möglich ist und die Mantelrohre (42, 43) durch Deckel (45, 46) verschlossen sind, wobei die Deckel (45, 46) Kolbenstangendurchfüh­ rungen aufweisen, durch die eine Kolbenstange (41) geführt ist, welche sich innerhalb des Dämpfers in einen Dämpfungskolben (47) fortsetzt, und durch den Dämpfungskolben (47) der Innenraum des inneren Mantelrohrs (43) in eine obere Arbeitskammer (A) und eine untere Arbeitskammer (B) unterteilt ist, wobei ein Austausch von Fluidmittel zwischen den Arbeitskammern (A) und (B) über die Drosselstelle (I, II) im Kolben (47) geschieht und die Drossel­ stellen (I, II, III, IV) in dem 2. Boden (48) und im Kolben (47) als Rückschlagventile ausgebildet sind, wobei ein Ventil (II) im Kolben (47) einen verstellbaren Drosselquerschnitt aufweist.