DE2844413A1 - Attitude control for car suspension - incorporates displacement monitors on dampers and inertial sensors linked to central control - Google Patents

Abstract

An attitude control for a car suspension in which the relative pressures and rates of displacement of the suspension dampers is monitored by a central control and compared with inertial sensors. The control provides correction signals for the height adjusting valves so that the vehicle tilts into curves for improved comfort and road holding. The control provides a fast response as well as a height control for the suspension. The response is fast enough to follow changes in steering setting.

Description

Translated fromGerman

Verfahren und Vorrichtung zum Aufrichten von FahrzeugenMethod and device for erecting vehicles

entgegen einer Kurvenneigung Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahrenund eine Vorrichtung zum Entgegenwirken gegenüber den Kräften, die beim Kurvenfahreneine Neigung eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs zur kurvenäußerenSeite hin hervorrufen, bei Verwendung von hydraulischen Federbeinen, durch die eineaufrichtende Gegenkraft auf die kurvenäußere Seite des Fahrzeugoberbaues ausgeübtwird.against a curve inclination The invention relates to a methodand a device for counteracting the forces generated when corneringan inclination of a vehicle, in particular a motor vehicle, to the outside of the curveCause side, when using hydraulic struts, through onerighting counterforce exerted on the outside of the curve of the vehicle superstructurewill.

Der Aufbau von Fahrzeugen, bei denen der Schwerpunkt desselben oberhalbder Rollachse liegt, neigt sich bei Kurvenfahrt zum Kurvenäußeren hin. Die Fahrgästemiissen die auf ihren Körper wirkenden Zentrifugalkräfte über einen zum Kurvensiußerenhin geneigten Sitz auffangen oder sich mit den händen und/oder den Füßen abstützen.Außerdem muß bei der Konstruktion der Achse die sich beim Kurvenfahren nach außenhin ergebende Neigung des Aufbaus berücksichtigt werden.The construction of vehicles where the center of gravity is abovethe roll axis, leans towards the outside of the curve when cornering. the passengersthe centrifugal forces acting on your body have to pass through one to the outside of the curvecatch an inclined seat or support yourself with your hands and / or feet.In addition, when designing the axle, it must turn outwards when corneringThe inclination of the structure resulting from this must be taken into account.

Diese beiden Punkte waren die Gründe für immer wieder auftauchendeVersuche, einen Aufrichter zu konzipieren, der die Aufgabe hatte, den Fahrzeugaufbauin der Kurve zum Kurveninneren zu neigen. Die bekannten Entwicklungen hatten jedochalle den Nachteil, daß die Reaktion des Aufbaues auf das Kurvenneigersignal zu langsamwar und somit bei schnellen Lenkmanövern, die beim nichtspurgebundenen Fahrzeugimmer auftreten können, völlig unvorhersehbare Reaktionen des Aufbaues auftraten.Die Grtinde hierfür werden im folgenden näher erläutert: Der Aufbau sollte überein hydropneumatisches Federbein nach innen geneigt werden. Die Federsteifigkeitdieses Federbeins war relativ klein, die Aufbaumasse sehr groß und dadurch die lahrzeugreaktionzu langsam. Die Aufbaumasse war vorgegeben und die Federsteifigkeit konnte nichtgrößer gewählt werden, da sonst der Fahrkomfort gelitten hätte. Weiterhin verschlechtertesich bei den bisherigen Kurvenneigerkonzeptionen die dynamische Radlast und somitdie Radsicherheit erheblich.These two points were the reasons for recurringTry to design a lifting pole that had the task of building the vehicleto lean towards the inside of the curve in the curve. The known developments, however, hadall have the disadvantage that the reaction of the body to the curve tilt signal is too slowwas and thus with fast steering maneuvers that with non-lane-bound vehiclescan always occur, completely unpredictable reactions of the structure occurred.The reasons for this are explained in more detail below: The structure should be abouta hydropneumatic strut can be inclined inwards. The spring stiffnessthis shock absorber was relatively small, the body mass was very large and therefore the vehicle reaction was very largetoo slow. The structural dimensions were given and the spring stiffness could notshould be chosen larger, otherwise the driving comfort would have suffered. Further deterioratedWith the previous curve tilting concepts, the dynamic wheel load and thusthe bike safety considerably.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Schwierigkeiten zu vermeiden undeinen Kurvenaufrichter vorzuschlagen, der beim Kurvenfahren schnell und aktionsgerechtreagiert.The object of the invention is to avoid these difficulties andTo propose a curve erector who is quick and responsive when corneringreacted.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst, daß aktiveFederbeine gemäß Patentanmeldung P 27 38 455.o verwendet werden, in deren Zylindernder Druck und auch die Relativgeschwindigkeit sowie der Relativweg der Kolben gegenüberden Zylindern gemessen wird, und dadurch, daß die Querbeschleunigung des Fahrzeugsgemessen und die eßgrössen in einem Störbeobachter aufbereitet und Steuersignaleerzeugtwerden, die auf geeignete elektrohydraulische Ventile wirken, die die Auslösungvon Gegenkräften auf die kurvenäußere Seite des Fahrzeugoberbaues in Abhängigkeitvom Gewicht des Fahrzeugaufbaues veranlassen.This object is achieved by the invention in that activeStruts according to patent application P 27 38 455.o are used in their cylindersthe pressure and also the relative speed and the relative travel of the pistonsthe cylinders is measured, and in that the lateral acceleration of the vehiclemeasured and the parameters processed in a disturbance observer and control signalsgeneratedthat act on suitable electro-hydraulic valves that trigger theof opposing forces on the outside of the curve of the vehicle superstructure as a functioncaused by the weight of the vehicle body.

Dies Verfahren kann dadurch ergänzt werden, daß die Federbeine miteiner Niveauregulierung einste-llbar sind.This method can be supplemented by using the strutsa level control can be set.

Vorteilhaft ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, daß Straßenunebenheitenbei einem aktiven Federbein nicht durch die Feder vom Aufbau ferngehalten werden,sondern das Rad durch einen Kolben den Straßenunebenheiten nachgeführt wird. Oberdiesen Kolben erhält man durch die Erfindung die Möglichkeit, den Aufbau sehr vieldirekter, das bedeutet schneller, in gewünschter Weise zu beeinflussen.It is advantageous in the method according to the invention that bumps in the roadare not kept away from the structure by the spring in the case of an active shock absorber,Instead, the wheel follows the unevenness of the road with a piston. UpperThis piston is obtained by the invention the possibility of building a lotmore direct, that means faster to influence in the desired way.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann am Fahrzeugein Querbeschleunigungsmesser angebracht sein, der die von ihm laufend gemessenenQuerbeschleunigungswerte als Signale auf einen mit einem Störbeobachter zusammenarbeitendenRegler überträgt, der eine entsprechende Verstellung von linearen elektrohydraulischenVentilen veranlaßt, die einen Ölfluß herbeiführen, der im gegebenen Querbeschleunigungsfalledie Kolben der kurvenäußeren Federbeine der Größe der Querbeschleunigung entsprechendausfährt und somit den Fahrzeugaufbau zur Innenseite der gerade gefahrenen Kurveneigt. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Störbeobachter in einemMikroprozessor verifiziert werden, der die an den einzelnen Federbeinen gemessenenWerte, die die dynamischen Gewichts- undVerschiebungswerte derFederbeine enthalten, aufnimmt und aufbereitet weitergibt. Die oben genannten linearen,elektrohydraulischen Ventile können von einer Pumpe gefördertes Öl vom Regler gesteuertüber Öldruckleitungen an die Federbeine leiten oder über Clflußleitungen in Auffangbehälterzurückleiten.To carry out the method according to the invention, on the vehiclea lateral accelerometer must be attached, which is continuously measured by itLateral acceleration values as signals to a person working with a disturbance observerTransmit controller that makes a corresponding adjustment of linear electrohydraulicCauses valves that bring about an oil flow, which in the given transverse acceleration casethe pistons of the struts on the outside of the curve correspond to the magnitude of the lateral accelerationextends and thus the vehicle body to the inside of the curve just driventends. In a further embodiment of the invention, the disturbance observer can in oneThe microprocessor can be verified, the measured on the individual strutsValues that reflect the dynamic weight andDisplacement values of theContain shock absorbers, take them up and pass them on in a processed manner. The above linear,Electro-hydraulic valves can control oil delivered by a pump from the regulatorLead via oil pressure lines to the suspension struts or via oil flow lines into the collecting containerredirect.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zweckmäßig so ausgestaltet sein,daß die Niveauregulierung einen Hydropneumatikspeicher aufweist, der über ein 3/3-egeventilan eine Pumpe angeschlossen ist, das will.kürlich mit einer Handschaltung betätigbarist, von deren Stellung der Druck im Hydropneumatikspeicher abhängig ist.The device according to the invention can expediently be designed in such a way thatthat the level control has a hydropneumatic accumulator, which has a 3/3-egeventilis connected to a pump, which can be operated with a manual switchon whose position the pressure in the hydropneumatic accumulator is dependent.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielsin der folgenden Beschreibung näher erläutert, der auch weitere Einzelheiten desGegenstandes der Erfindung entnommen werden können.The invention is based on an embodiment shown in the drawingexplained in more detail in the following description, which also includes further details of theSubject of the invention can be found.

In der Zeichnung sind in schematischer Darstellung vier Federbeine1 dargstellt, die jeweils einzeln den vier Rädern eines vierrädrigen Kraftfahrzeugszugeordnet sind. Von den Federbeinen 1 gehen jeweils Uldruckleitungen 2 und 3 aus,die an linearen elektrohydraulischen Ventilen 4 angeschlossen sind. Imine weiterebldruckleitung 5 verbindet die Ventile 4 mit einer Pumpe 6. Ausserdem sind an dieVentile 4 Ölabflußleitungen 7 angeschlossen, die Öl von den Ventilen 4 in Auffangbehälter8 zurückleiten.In the drawing, four struts are shown in a schematic representation1 represents each of the four wheels of a four-wheeled motor vehicleassigned. Oil pressure lines 2 and 3 each go out from the struts 1,which are connected to linear electro-hydraulic valves 4. Imine moreOil pressure line 5 connects the valves 4 to a pump 6. In addition, theValves 4 oil drainage lines 7 connected, the oil from the valves 4 in collecting tanks8 return.

Die Federbeinausgleichsvorrichtung ist im übrigen mit einer Niveauregulierungversehen, zu der eine Handschaltung 9 gehört. Mit der Handschaltung9 läßt sich ein 3/3-Wegeventil 11 betätigen, an das eine von einer zweiten Pumpe12 kommende Druckleitung 13 angeschlossen ist.The strut compensation device is also with a level controlprovided, to which a manual transmission9 heard. With the manual transmission9, a 3/3-way valve 11 can be operated, one of which is connected to a second pump12 incoming pressure line 13 is connected.

Außerdem ist an das 3/3-Wegeventil 11 eine Abflußleitung 14 angeschlossen,die zu einem Auffangbehälter 15 führt. An das 3/3-Wegeventil 11 ist andererseitsnoch eine Leitung 16 angeschlossen, die über einen Hydropneumatikspeicher 17 auchzu den Federbeinen 1 führt.In addition, a drain line 14 is connected to the 3/3-way valve 11,which leads to a collecting container 15. The 3/3-way valve 11 is on the other handanother line 16 is connected, which also has a hydropneumatic accumulator 17leads to the struts 1.

Elektrisch sind die Federbeine über entsprechend stromleitende Kabel18 mit einem in einem Mikroprozessor 19 enthaltenen Störbeobachter 21 verbunden.An den Störbeobachter ist ein Regler 22 angeschlossen, der von einem Querbeschleunigungsgeber23 über das Kabel 24 Signale erhält. Steuerungssignale erhalten die Ventile 4 vomRegler 22 über die Kabel 25.The suspension struts are electrically operated via cables that conduct electricity accordingly18 is connected to a disturbance observer 21 contained in a microprocessor 19.A controller 22 is connected to the disturbance observer, which is controlled by a transverse acceleration sensor23 receives signals via the cable 24. The valves 4 receive control signals fromController 22 via cables 25.

Zur Erläuterung der Funktionsweise des Kurvenneigers sei noch daraufhingewiesen, daß an den Federbeinen entsprechende, in der Zeichnung nicht dargestellteAufnahmegeräte zur Aufnahme des Druckes in den Federbeinen und zur Messung der Stellungeines Kolbens 26 zu den Zylindern 27 der Federbeine angebracht sind. Diese Aufnahmegerätegeben entsprechende Meßwerte als Signale über das Kabel 18 an den Störbeobachter21, von dem aus nach entsprechender Aufbereitung der übermittelten Signale im Hinblickauf das Wagengewicht und die Stellung von Kolben zu Zylinder der Regler 22 gefüttertwird. Auf den Regler 22 wirken außerdem beim Kurvenfahren vom Querbeschleuniger23 aufgenommene Signale ein. Hierdurch werden dann vom Regler die Ventile 4 betätigt,die dann entsprechenddie beiden an der Kurvenaußenseite liegendenVentile und damit Federbeine mit zusätzlichen Druck beaufschlagen, so daß dann derWagenaufbau zur Innenseite der Kurve geneigt angehoben wird. Die Niveauregulierungdient gleichzeitig dazu, den Wagenaufbau in seiner Höhe in gewünschter Weise einzustellen.For an explanation of the function of the curve inclinator, please refer to itpointed out that corresponding to the struts, not shown in the drawingRecording devices for recording the pressure in the spring struts and for measuring the positiona piston 26 are attached to the cylinders 27 of the struts. These recording devicesgive corresponding measured values as signals via the cable 18 to the disturbance observer21, from which after appropriate processing of the transmitted signals with regard toon the car weight and the position of piston to cylinder of the regulator 22 fedwill. The transverse accelerator also acts on the controller 22 when cornering23 recorded signals. This then actuates valves 4 by the controller,which then accordinglythe two lying on the outside of the curveApply additional pressure to valves and thus struts, so that theCar body is raised inclined to the inside of the curve. The level controlat the same time serves to adjust the height of the car body in the desired manner.

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Claims (6)

Translated fromGerman

Ansprüche Verfahren und Vorrichtung zum Entgegenwirken gegeniiberden Kräften, die beim Kurvenfahren eine Neigung eines Fahrzeugs, insbesondere einesKraftfahrzeugs zur kurenäußeren Seite hin hervorrufen, bei Verwendung von hydraulischenFederbeinen, die eine aufrichtende Gegenkraft zum Aufrichten vom Fahrzeug entgegeneiner Kurvenneigung auf die kurvenäußere Seite des Fahrzeugoberbaues ausüben, ge k e n n z e i c h n e t d u r c h den Einsatz von aktiven Federbeinen (1) gemäßPatentanmeldung P 27 38 455.o, in deren Zylindern (27) der Druck und auch die Relativgeschwindigkeitsowie der Relativweg der Kolben (26) gegeniiber den Zylindern (27) gemessen wird,und durch die Messung der Querbeschleunigung des Fahrzeugs und durch die Aufbereitungder Meßgrößen in einem Störbeobachter (21) und durch Erzeugen von Steuersignalen,die auf geeignete elektrohydraulischeii Ventile (4) wirken, die die Auslösung vonGegenkräften auf die kurvenäußere Seite des Fahrzeugoberbaues in Abhängigkeit vomGewicht des Fahrzeugaufbaues veranlassen. Claims method and device for counteractingthe forces that cause a vehicle, in particular aCause motor vehicle to the outside of the cure, when using hydraulicSuspension struts that counteract a righting counterforce for the righting of the vehicleexert a curve inclination on the outside of the curve of the vehicle superstructure, ge k e n n z e i c h n e t d u r c h the use of active suspension struts (1) according toPatent application P 27 38 455.o, in whose cylinders (27) the pressure and also the relative speedand the relative travel of the pistons (26) with respect to the cylinders (27) is measured,and by measuring the lateral acceleration of the vehicle and by processingthe measured variables in a disturbance observer (21) and by generating control signals,which act on suitable electrohydraulic valves (4) that trigger theCounter forces on the outside of the curve of the vehicle superstructure depending on theArrange for the weight of the vehicle body.2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c hn e t , daß die Federbeine (1) mit einer Niveauregulierung (D - 16) einstellbarsind.2. The method according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c hn e t that the struts (1) can be adjusted with a level control (D - 16)are.3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß am Fahrzeug ein Querbeschleunigungsgeber(23) angebracht ist, der die von ihm laufend gemessenen Querbeschleunigungswerteals Signale auf einen mit einem Störbeobachter (21) zusammenarbeitenden Regler (22)überträgt, der eine entsprechende Verstellung von linearen elektrohydraulischenVentilen (4) veranlaßt, die einen Ölfluß herbeiführen, der im gegebenen Querbeschleunigungsfalledie Kolben (26) der kurvenäußeren Federbeine (1) der Größe der Querbeschleunigungentsprechend ausfährt und somit den Fahrzeugaufbau zur Innenseite der gerade gefahrenenKurve neigt.3. Apparatus for performing the method according to claim 1 or2, d a d u r c h e k e n n -z e i c h n e t that a transverse acceleration sensor on the vehicle(23) is attached, the transverse acceleration values continuously measured by himas signals to a controller (22) cooperating with a disturbance observer (21)transmits a corresponding adjustment of linear electro-hydraulicValves (4) caused, which bring about an oil flow, which in the given transverse acceleration casethe pistons (26) of the spring struts (1) on the outside of the curve of the size of the lateral accelerationextends accordingly and thus the vehicle body to the inside of the one just drivenCurve slopes.4. Vorrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i ch n e t , daß der Störbeobachter (21) in einem Mikroprozessor verifiziert wird,der die an den einzelnen Federbeinen (1) gemessenen Werte, die die dynamischen C,ewichts-und Verschiebewerte der Federbeine (1) enthalten, aufnimmt und aufbereitet weitergibt.4. Apparatus according to claim 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i cn e t that the disturbance observer (21) is verified in a microprocessor,which the values measured on the individual struts (1), which the dynamic C, weight-and contain displacement values of the struts (1), record them and pass them on in a processed manner.5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n ze i c h n e t , daß die Ventile (4) von einer Pumpe (6) gefördertes Öl vom Regler(22) gesteuert über Öldruckleitungen (23) an die Federbeine (1) leiten oder überÖlabflußleitungen (7) in Auffanghehälter (8) zurückleiten.5. Apparatus according to claim 3 or 4, d a d u r c h g e k e n n ze i c h n e t that the valves (4) by a pump (6) delivered oil from the regulator(22) controlled via oil pressure lines (23) to the suspension struts (1) or viaReturn the oil drain lines (7) to the collecting container (8).6. Vorrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i ch n e t , daß die Niveauregulierung einen Hydropneumatikspeicher (17) aufweist,der über ein 3/3-Wegeventil (11) an eine Pumpte (12) angcschlossen ist, das willkürlichmit einer Handschaltung (9) betätigbar ist, von dessen Stellung der Druck im Hydropneumatikspeicher(17) abhängig ist.6. The device according to claim 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i cn e t that the level control has a hydropneumatic accumulator (17),which is connected to a pump (12) via a 3/3-way valve (11), arbitrarilycan be operated with a manual switch (9), the position of which determines the pressure in the hydropneumatic accumulator(17) is dependent.