JPH06247126A - 自動車シャシを閉ループおよび／または開ループ制御するシステム - Google Patents

自動車シャシを閉ループおよび／または開ループ制御するシステム

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JPH06247126A
JPH06247126A JP3287894A JP3287894A JPH06247126A JP H06247126 A JPH06247126 A JP H06247126A JP 3287894 A JP3287894 A JP 3287894A JP 3287894 A JP3287894 A JP 3287894A JP H06247126 A JPH06247126 A JP H06247126A
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Dieter Kunz
クンツ ディーター
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ランデスファイント クラウス
Rainer Kallenbach
カレンバッハ ライナー
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 シャシ制御のためのより簡便なシステムを提
供する。 【構成】 車両本体とサスペンションシステムが取り付
けられている自動車シャシの制御に関するもので、閉ル
ープ制御および／または開ループ制御手段３１０、３２
０、３３０、３３１、３３２、３３３、３３４、３３
５、３４０、３５０、３６０、３７０が設けられ、これ
らの手段によってアクチュエータに車両の走行状態を表
しおよび／または調節する変量に従って信号が供給され
る。その場合に両制御手段は車両の走行状態を調節する
車両の異なる特性を制御するための少なくとも２つの閉
ループ制御および／または開ループ制御ブロックから形
成される。各ブロックをアクティブ化および非アクティ
ブ化する変更手段が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車シャシを開ルー
プおよび／または閉ループ制御するシステムに係り、特
に車両本体と少なくとも１つの車輪間にサスペンション
システムとして少なくとも１つのアクチュエータが取り
付けられており、かつ閉ループ制御および／または開ル
ープ制御手段が設けられており、これらの手段によって
車両本体と車輪間に力を作用させるためにアクチュエー
タに車両の走行状態を表しおよび／または調節する変量
に従って信号が供給される、自動車シャシを閉ループ制
御および／または開ループ制御するシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】乗用車および／または商用車の走行快適
性を改良するために、シャシの設計は非常に重要であ
る。そのために効率の良いばねおよび／またはダンパシ
ステムがシャシの構成部品として必要とされる。
【０００３】現在までなお多く利用されているパッシブ
なシャシにおいては、車輪のサスペンションシステムと
してばねおよび／またはダンパシステムが、それぞれ予
測される車両の使用に応じて、組み込みの際にハードな
傾向（スポーティブ）あるいはソフトな傾向（快適）に
設定される。このシステムにおいては走行運転中にシャ
シ特性を調節することは不可能である。
【０００４】それに対してアクティブなシャシの場合に
は車両本体と車輪間にアクチュエータが取り付けられ、
そのアクチュエータによって走行運転の間にそれぞれ走
行状態に従って車両本体と車輪の間に力を加えることが
できる。それによって懸架特性とそれに伴って車両全体
の走行特性を開ループ制御ないしは閉ループ制御して調
節することができる。
【０００５】アクティブなシャシを設計するために、例
えばドイツ特許出願Ｐ３９１６４６０．８号とおよびド
イツ特許出願Ｐ４１３３２３７．７号（特願平４−２８
８１５８号）から制御構想が知られており、そこではシ
ャシ特性は、制御器パラメータをその時存在する走行状
態に従って変化させることによって改良される。
【０００６】シャシ制御システム用の油圧システムの設
計は、例えば論文「エネルギ需要を削減したアクティブ
・シャシ制御のための高能率コンセプト（Ein Hochleis
tungskonzept zur aktiven Fahrwerkregelung mit redu
ziertem Energiebedarf）」自動車技術新聞（ATZ Autom
obiltechnische Zeitung） ９４（１９９２）、第３９
２から４０４頁から知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記のような技術的立
脚点に立ち、本発明の目的は、アクティブ・シャシのた
めの最も重要な制御目的を簡単な方法で達成することで
あり、すなわち、例えば走行操作と路面凹凸によっても
たらされる車両本体の運動をできる限り小さい抑えるこ
とができ、すなわち車両本体はその位置をできる限り維
持して乗り心地を快適にし、さらに危険な走行状況にも
対応可能であるような新規かつ改良された自動車シャシ
を閉ループおよび／または開ループ制御するシステムを
提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１によれば、車両本体と少なくとも１つの車輪
間にサスペンションシステムとして少なくとも１つのア
クチュエータが取り付けられており、かつ閉ループ制御
および／または開ループ制御手段が設けられており、こ
れらの手段によって車両本体と車輪間に力を作用させる
ためにアクチュエータに車両の走行状態を表しおよび／
または調節する変量に従って信号が供給される、自動車
シャシを閉ループ制御および／または開ループ制御する
システムであって、 − 閉ループ制御および／または開ループ制御手段が、
車両の走行状態を調節する車両の異なる特性を開ループ
制御および／または閉ループ制御するための少なくとも
２つの閉ループ制御および／または開ループ制御ブロッ
クから形成されており、 − 閉ループ制御器および／または開ループ制御器ブロ
ックをアクティブ化し、かつ非アクティブ化するための
変更手段が設けられている自動車シャシを閉ループ制御
および／または開ループ制御するシステムが提供され
る。
【０００９】
【作用】車両本体と少なくとも１つの車輪間にサスペン
ションシステムとしてアクチュエータが取り付けられて
いる、自動車シャシを閉ループ制御および／または開ル
ープ制御する本発明システムにおいては、閉ループ制御
および／または開ループ制御手段が設けられており、そ
れによって車両本体と車輪間に力を加えるために車両の
状態を表しおよび／または調節する変量に従ってアクチ
ュエータに信号が供給される。その場合に閉ループ制御
および／または開ループ制御手段は車両の走行状態を調
節する異なる車両特性を開ループ制御および／または閉
ループ制御するための少なくとも２つの開ループ制御お
よび／または閉ループ制御ブロックから形成されてい
る。さらに開ループ制御および／または閉ループ制御ブ
ロックを使用（アクティブ）あるいは非使用（非アクテ
ィブ）にする変更手段が設けられている。本発明システ
ムによって、アクティブなシャシのための最も重要な制
御目的を簡単な方法で達成することができる。
【００１０】すなわち、例えば走行操作と路面凹凸によ
ってもたらされる車両本体の運動をできる限り小さい抑
えることができ、すなわち車両本体はその位置をできる
限り維持することができ、そのことは車両の搭乗者には
非常に快いものであると感じられる。さらに安定化され
た構造を有するこの種の車両は危険な走行状況において
も良好に支配できる。また、このように車体が水平に保
たれている場合には、走行操作の際にいつでもばね変位
距離全体を路面凹凸の吸収に使用することができ、それ
によって快適性も走行安全性も改良される。
【００１１】本発明システムにおいては閉ループ制御な
いし開ループ制御課題を階層構造に分割して、閉ループ
制御および／または開ループ制御ブロックを用いて異な
る閉ループ制御および／または開ループ制御目標を達成
するようにシャシに作用するようにすることができる。
すなわち −縦加速度を補償するため、その場合に縦加速度の変化
によってもたらされる車体運動に拮抗作用が行われる、
および／または −スカイフック−グランドフック閉ループ制御するため
に、その場合に大体において路面凹凸によってもたらさ
れる車体運動に拮抗作用が行われる、および／または −水準閉ループ制御するため、その場合に車両の軸の選
択可能な目標水準位置が例えば荷重および／または路面
に従って閉ループ制御され、あるいは開ループ制御され
る、および／または −横加速度を補償するために、その場合に横加速度の変
化によってもたさられる車体運動に対して拮抗作用が行
われる、これらの目的のために、種々の閉ループ制御お
よび／または開ループ制御ブロックを設けることができ
る。
【００１２】センサによって検出される車両の走行状態
（例えば操舵、制動、加速、積載状態）に従って、これ
らの開ループ制御および／または閉ループ制御ブロック
を単独あるいはグループで接続または遮断し、あるいは
使用状態（アクティブ）または非使用状態（非アクティ
ブ）にすることができる。すなわち、ほぼ加速されない
直線走行において車両本体をおちつかせるために（大き
な快適性）、閉ループ制御ブロック「スカイフック−グ
ランドフック」をおおいに使用し、例えばかなり小さい
車両横運動が検出された場合には（例えば操舵運動）、
閉ループ制御ブロック「横加速度補償」がわずかに使用
され、前述の「スカイフック−グランドフック」閉ルー
プ制御ブロックはそれぞれ横運動の大きさに従って部分
的に非使用にされる。
【００１３】例えば、車両縦加速度による車両のピッチ
ングを抑圧する制御器部分を、加速されない直線走行の
間非使用にすることもできる。しかし「制動」あるいは
「加速」の走行状態が検出された場合には、この制御器
部分を瞬間的にまたアクティブにしなければならない。
【００１４】従って本発明によるシステムは、各走行状
態に関して個々の部分ブロックを多様に重み付けするこ
とによってアクチュエータを最適に駆動することができ
るという利点を有する。というのは走行状態を表し、お
よび／または調節する変量に従って全開ループ制御およ
び／または閉ループ制御コンセプトの内部で閉ループ制
御および／または開ループ制御ブロックがアクティブに
され、かつ非アクティブにされるからである。従ってこ
のようにすればそれぞれ走行状況に応じてシステム全体
から全部の閉ループ制御および／または開ループ制御部
分をアクティブにし、あるいは非アクティブにすること
ができる。
【００１５】しかし個々の開ループ制御および／または
閉ループ制御ブロックの閉ループ制御および／または開
ループ制御目的が異なることによって、ブロックを接続
および／または遮断すると、力の飛躍がもたらされて、
快適性および／または走行安全性が損なわれる可能性が
あるので、本発明の特別な利点は、個々のブロックを連
続的ないしは小さいステップで非アクティブにし、かつ
アクティブにできることである。
【００１６】好ましくは開ループ制御および／または閉
ループ制御ブロックによって、アクチュエータによって
もたらすべき力の目標値が求められる。
【００１７】開ループ制御および／または閉ループ制御
をアクティブにし、かつ非アクティブにするために、閉
ループ制御および／または開ループ制御手段の内部に開
ループ制御および／またはコントロール量を形成する開
ループ制御および／または制御（閉ループ）装置を設け
ることができる。その場合にこの開ループ制御および／
またはコントロール量は連続的な値あるいはディスクリ
ートな値をとることができる。ディスクリートな値を形
成する場合には、変更手段の内部に開ループ制御および
／またはコントロール量を処理する手段を設けて、その
手段によって開ループ制御および／またはコントロール
量を処理して、それが連続的な値をとるようにすること
ができる。この手段は好ましくはローパスフィルタとし
て形成される。
【００１８】−車両の走行状態を表し、および／または
調節する変量を検出するために、センサ手段を設けるこ
とができ、その場合にセンサ手段によって、 −車両本体と車輪間の相対運動、および／または −車両本体の垂直加速度、および／または −車両の縦加速度、および／または −車両の横加速度、および／または −操舵角、および／または −車両縦速度、および／または −アクチュエータ内の圧力媒体の圧力が直接あるいは間
接的に検出される。
【００１９】特に好ましくは、すでに述べたアクチュエ
ータの他に安全を考慮して、パッシブな、すなわち走行
運転中に変更することのできないスタビライザがサスペ
ンションシステム内に組み込まれる。このことによっ
て、油圧系あるいは制御装置が故障した場合にまだパッ
シブ・シャシの制限されない機能を行使することができ
るという利点が得られる。しかしこのスタビライザによ
って、それぞれ道路表面に従って車体の激しいローリン
グが発生する可能性がある。そこでパッシブ・スタビラ
イザによって路面凹凸によりもたらされる車体運動に対
して特殊な開ループ制御および／または閉ループ制御ブ
ロックによってスタビライザ補償のために拮抗作用が行
われる。このスタビライザ補償は大体において、上述の
スカイフック−グランドフック閉ループ制御が省かれ、
かつ車両のパッシブ・スタビライザが設けられている場
合に行われる。
【００２０】本発明システムの好ましい実施例において
は、アクチュエータはピストンによって互いに分離され
た２つの作業室を有し、その場合に２つの作業室の少な
くとも一方には車両本体と車輪間に力を加えるために圧
力媒体を供給することができる。さらにピストンは圧力
媒体を通過させる少なくとも１つの通過開口部を有し、
それを通して圧力媒体が第１の作業室から第２の作業室
へ達する。それによって、充分なパッシブ減衰を調節で
きるという利点が得られる。特にこの通過開口部は調節
可能に設計されており、それによってパッシブ減衰を調
節できるという利点が得られる。パッシブ減衰は特に、
主として車体運動の調節を目的とするこの種の部分アク
ティブ・シャシの場合には、帯域幅が制限されているた
めに比較的周波数の高い車輪固有運動を充分にアクティ
ブに調節することができないので、必要とされる。この
パッシブ減衰は好ましくは通常の状況におけるよりも危
険な状況においてより多く調節することができる。
【００２１】すなわち、センサで検出された車両の走行
状態を表し、および／または調節する変量に基づいて、
アクチュエータピストン内の通過開口部を調節する開ル
ープ制御および／またはコントロール量が形成される。
【００２２】その場合に特に好ましくは、アクチュエー
タピストン内の通過開口部を調節する開ループ制御およ
び／またはコントロール量を求めることは、検出された
操舵角速度に従って、および／または検出された車体と
車輪間の相対移動と検出された車体加速度に基づいて行
われる。すなわち、極めて動的ないしは危険な走行状態
（例えば待避操作、道路の頂部を通過するなど）を検出
することができ、その後より大きいパッシブ減衰を調節
することができる。
【００２３】本発明システムの他の好ましい実施例は従
属請求項と以下に述べる実施例から明らかにされる。
【００２４】
【実施例】以下、図１〜図３１を用いて本発明システム
の実施例を説明する。
【００２５】本実施例においてはまず図１を用いて、本
実施例で説明すべきシャシ制御システムの油圧要素に関
する概観を説明する。重要な油圧要素は次のごとくであ
る。
【００２６】−車両のモータＭによって駆動される調節
可能なポンプ１１ −１つあるいは複数の供給圧力アキュムレータ１２ −車輪ユニット毎のスプリングアキュムレータ１３、マ
ルチボリュームアキュムレータとして形成することもで
きる、 −一方側の圧力スリーブと調節可能に形成することので
きる減衰弁とを有する、車輪ユニット毎のアクチュエー
タ１４ −油圧あるいは電気的な圧力再循環を有する予備設定さ
れ、圧力制御された比例弁１５ −車輪ユニット毎の、供給圧力を介して予備設定された
マルチ機能遮断弁１６ −圧力液用のオイルタンク１７ −オイルクリーニング用のフィルタ１８ −圧力パイプ、戻しパイプおよび制御パイプ
【００２７】図１には一般に４つあるアクチュエータ１
４のうち２つのアクチュエータが図示されており、アク
チュエータはそれぞれ車両本体と車輪ユニット間に組み
込まれている。アクチュエータ１４はシリンダからな
り、その場合にシリンダ内部にはアクチュエータピスト
ンが摺動可能に軸承されている。アクチュエータピスト
ンは、シリンダの一方の端面においてシリンダから突出
するピストンロッドに固定されている。他方の端面ない
しピストンロッドはそれぞれ車両本体ないしはそれぞれ
車輪ユニットと結合されている。
【００２８】車両モータＭによって駆動されるポンプ１
１は圧力媒体、例えば液体をオイルタンク１７から吸引
し、それを中央供給パイプへ圧送する。油圧液体を浄化
するためにフィルタ１８が設けられている。逆流防止弁
を介して中央供給パイプは供給圧力アキュムレータ１２
と接続されている。他の逆流防止弁を介して油圧液体を
油圧あるいは電気的な圧力再循環を有する予備設定さ
れ、圧力制御された比例弁１５へ供給することができ
る。スプリングアキュムレータ１３はパイプを介して各
アクチュエータ１４の作業室と接続されている。作業室
はアクチュエータシリンダ内のアクチュエータピストン
のピストンロッドとは反対の側に配置されている。アク
チュエータピストンの他方の側には圧力室が形成されて
おり、この圧力室は通過部を介して作業室と接続されて
いる。通過部の延びの中に制御絞りが設けられているの
で、制御絞りを駆動することによって、作業室と圧力室
間の通過部を大きく開放したり少なく開放したりするこ
とができる。
【００２９】従って制御絞りに電圧を印加することによ
ってアクチュエータ１４の通過部ないしは減衰弁とそれ
に伴って各アクチュエータの減衰特性を調節することが
できる。比例弁１５によって各スプリングアキュムレー
タ１３内の圧力を個々に、かつマルチ機能遮断弁１６の
位置を調節することができる。
【００３０】図２、図３および図４にはアクチュエータ
１４とスプリングアキュムレータ１３の種々の実施形態
が示されている。
【００３１】図２においては、図１におけるのと同様
に、作業シリンダを２つの作業室に分割する分離ピスト
ンによって分離シリンダ装置と称される装置が示されて
いる。分離ピストン内に設けられた通過開口部は固定的
な調節を選択することもでき、あるいは上述のように、
調節可能に形成することもできる。その場合にピストン
ロッドとは反対側の作用室には直接圧力媒体が供給さ
れ、ピストンロッドを有する作業室には通過開口部を介
して圧力媒体を供給することができる。
【００３２】図３にはプランジャシリンダ装置が示され
ている。制御弁１５によって圧力媒体を供給あるいは排
出することによって作業シリンダ内の所定の圧力ｐとそ
れに伴って所望のアクチュエータ力Ｆ＝ｐ＊Ａｋｓを調
節することができ、その場合にＡｋｓはピストンロッド
面積を示している。この装置においてはアキュムレータ
１３への通過開口部によってパッシブ減衰が定められ、
その場合にここでも通過開口部は固定的にあるいは調節
可能に設計することができる。従って上述の分離シリン
ダ装置として作業シリンダが直接圧力媒体を供給可能な
第１の作業室であり、通過開口部を介して第１の作業室
と接続されたアキュムレータ１３が第２の作業室を形成
し、第１の作業室には通過開口部を介して間接的に圧力
媒体を供給することができる。
【００３３】図４にはおいてはさらにアキュムレータ１
３はマルチボリュームアキュムレータとして形成されて
いる。この種のマルチアキュムレータを使用することに
よって、特に走行操作の際に必要とされる分離シリンダ
装置の油圧出力を大幅に削減することができる。
【００３４】図５に示すセンサは、制御作用の基本位置
を示す車両の実際の走行および運動状態のデータを供給
する。以下に説明する制御方法を実施するために、本実
施例においては以下のセンサが必要である。
【００３５】−車輪ユニット毎のばね変位距離センサ２
１：車輪−車体間の距離に比例する信号Ｚａｒを供給す
るもの、 −静的に測定する加速度センサ２２．１：車両の重心の
近傍に取り付けられ、車両の縦軸に対して横方向の加速
度を測定し、ないしはそれに比例する信号ａｑｓを出力
するもの、 −オプションとしてそれぞれ静的に測定する加速度セン
サ２２．２：車両の前と後ろのバンパーの領域に取り付
けられ、車両縦軸に対して横方向の加速度に比例する信
号ａｑｖ、ａｑｈを出力するもの、 −静的に測定する加速度センサ２３：重心近傍に取り付
けられ、車両縦方向の加速度に比例する信号ａｌを出力
するもの、 −静的に測定する加速度センサ２４：例えば上述の４つ
のアクチュエータ軸受のうち３つのアクチュエータ軸受
の近傍に取り付けられ、車両垂直軸方向における取付け
点の加速度に比例する信号Ｚａ”を出力するもの、 −角度測定センサ２５：ステアリングホイール角に比例
する信号ＬＷを出力するもの、 −走行速度センサ２６：走行速度に比例する信号Ｖを出
力する、 −センサ２７：それぞれ予備設定され、圧力制御された
比例弁１５の圧力再循環に従って、各アクチュエータの
スプリングアキュムレータ１３内の圧力に比例する信号
ｐを出力するもの、 −センサ２８：供給圧力アキュムレータ１２内の圧力に
比例する信号ｐｖを出力するもの。
【００３６】個々のセンサの具体的な構造は、これから
説明する制御コンセプトに関しては副次的な意味しか持
たない。実施例に関する以下の説明は、所望の情報、す
なわちばね変位距離Ｚａｒ、重心における車両横加速度
ａｑｓ、前方と後方の車両横加速度ａｑｖとａｑｈ、車
両本体の垂直加速度Ｚａ”、重心における車両縦加速度
ａｌ、操舵角度ＬＷ、車両速度Ｖおよびスプリングアキ
ュムレータ内の圧力ｐにのみ関係する。これらの情報は
上述のセンサの信号から適当に適合されることによって
得られる。
【００３７】車両自体には安全上の理由からパッシブ・
スタビライザを設けなければならない。油圧システム
は、アクチュエータ内で目標圧力が約５Ｈｚの制限され
た帯域幅を有する実際圧力に変換されるように設計する
ことができる。さらにアクチュエータには少なくとも２
段階の低速の減衰調節（ＴSchalt 約５０ｍｓ）を設け
ることが必要である。
【００３８】次に図６〜図３２を用いて本発明に基づく
システムの制御アルゴリズムを説明する。
【００３９】図６は、本実施例の部分アクティブ・シャ
シ制御のための全制御コンセプトの概観を示すものであ
る。スイッチおよび／またはセンサ手段３１０には上述
のセンサ、ＡＤ変換器および／または増幅器が設けられ
ている。図６に示す他のブロックは好ましくはソフトウ
エア要素として形成し、例えばプログラムとして制御装
置のマイクロプロセッサで実行される。ハードウエアユ
ニット３１０はソフトウエア要素にプロセッサに理解で
きる形状の測定信号を供給する。制御および制御装置Ｅ
ＣＵ３２０はすべての測定およびスイッチ信号をハード
ウエア装置３１０から供給される。制御および制御装置
ＥＣＵ３２０は、システムの状態（走行状態−運転者−
環境）を監視して、場合によっては制御器成分をアクテ
ィブあるいは非アクティブにし（例えば横加速度補償３
３３あるいはスタビライザ補償３３２）、制御器成分を
より高速にし（例えば水準制御器３３２）あるいは減衰
調節３３５を求めるという課題を有する。
【００４０】制御装置３２０は部分的に冗長な情報を用
いて（例えば車両縦加速度が直接測定され、あるいは車
両縦速度Ｖによって評価され、あるいは車両横加速度ａ
ｑを直接測定し、あるいは操舵角ＬＷと車両縦速度Ｖか
ら見積ることができる）センサ信号の妥当性を監視し
て、場合によっては制御器成分を調節し、あるいは極端
な場合には安全弁を閉鎖しなければならない。油圧系
は、安全弁が閉鎖された場合には車両が従来のパッシブ
なサスペンションシステムを搭載した車両のように行動
するように設計されている。制御およびコントロール量
は最小、最大関数を介して互いに結合され、制御器成分
に供給される。
【００４１】本来の閉ループ制御または開ループ制御成
分３３０、３３１、３３２、３３３、３３４および３３
５は好ましくはソフトウエアモジュールであって、信号
および制御関数を用いてアクチュエータ１４の目標力を
求める。制御器ソフトウエアは各アクチュエータについ
て目標力Ｆｖｌｓ、Ｆｖｒｓ、Ｆｈｒｓ、Ｆｈｌｓを計
算し、それが比例弁駆動に換算される。換算は特性曲線
を用いて、あるいは下位にカスケード接続された圧力制
御回路によって行われる。
【００４２】なお以下の説明において、以下において
は、部分的に上述の変量にインデックスｉおよび／また
はｊが設けられる。その場合にインデックスｉはそれぞ
れの変量の前車軸（ｉ＝ｖ）ないしは後車軸（ｉ＝ｈ）
への付属を示し、インデックスｊは車両右半分（ｊ＝
ｒ）ないし車両左半分（ｊ＝ｌ）への付属を意味してい
る。すなわち、例えば上述の目標力Ｆｖｌｓを用いて前
方左のアクチュエータを調節するのに使用される目標力
を表す。従って目標力は全体としてＦｉｊｓで記載され
る。以下において、車両の走行状態、運転者および／ま
たは環境に従って目標力Ｆｉｊｓを形成するために使用
される個々の制御器成分について説明する。
【００４３】図７には縦加速度補償３３０が記載されて
いる。制動および加速の際にできる限り小さい車体運動
を得るために、縦加速度補償３３０によって第１のピッ
チモーメントＭｂLBKと第１のバウンド力ＦｚLBKが発生
され、これらが車両の潜り運動に拮抗作用する。その場
合に装置３３０は特にＤＴα伝達素子の動的特性、すな
わち遅延を有する微分特性を有する。第１のコントロー
ル量ＳLBKを介して縦加速度補償がアクティブおよび非
アクティブにされる。ただしアクティブおよび非アクテ
ィブ化のこの機能は制御装置３２０によってしか識別さ
れない。
【００４４】縦加速度補償３３０の入力量としてまず、
車両の縦加速度を表す測定量ａｌと、さらに第１の開ル
ープコントロール量ＳLBKが印加される。縦加速度補償
３３０の出力側には準モーダルな車体力ＦｚLBK（第１
のバウンド力）とＭｂLBK（第１のピッチモーメント）
が見られる。この第１の準モーダルな車体力ＦｚLBKと
ＭｂLBKを形成するために、車両縦加速度を表す信号ａ
ｌがフィルタ装置４１と４２で処理される。このフィル
タ装置４１と４２はＰＤＴα素子（遅延を有する比例、
微分特性）として形成されている。フィルタ装置４１と
４２の出力側には、検出された車両縦加速度に基づくバ
ウンド力とピッチモーメントを表す変量ＦｚとＭｂが出
力される。変量ＦｚとＭｂの重み付けは装置４３と４４
において第１の開ループコントロール量ＳLBKに従って
行われる。それによって目標力形成に対する縦加速度成
分の寄与量を制御することができる。すなわち例えば車
両の純粋な加速ないし制動操作の場合には目標力の形成
における加速度成分の割合を特に強く考慮することが考
えられる。
【００４５】図８にはスカイフック−グランドフック制
御３３１が記載されている。この制御分岐３３１はオプ
ションであって、必ずしも取り付けるべき各車両で使用
する必要はない。スカイフック−グランドフック制御に
おいては車体加速度信号Ｚａ１”、Ｚａ２”およびＺａ
３”とばね変位距離信号Ｚａｒｉｊから、車体を地面に
対してできるだけ良好に絶縁させる力ないしモーメント
が求められる。それぞれ車両幾何学配置に従って準モー
ダルな運動としてバウンシングおよびピッチングの代わ
りに前車軸および後車軸におけるバウンシングが使用さ
れる。しかしこの変化は準モーダルな運動を計算するブ
ロック５３０と５４０における変換マトリクスと力を求
める装置３４０にのみ該当する。さらに注目に値すると
思われることは、測定された車体加速度信号Ｚａｌ”、
Ｚａ２”およびＺａ３”から車体速度Ｚａ１ｖ’、Ｚａ
２ｖ’およびＺａ３ｖ’を求めるための信号処理であ
る。加速度を積分する前に考え得るオフセットを除去す
るために、図９に示すように、ローパスフィルタ処理さ
れた２つの信号（ローパス５２０１、５２０２）の差を
用いてから、車体速度に関する積分が行われる。その場
合にローパス５２０１と５２０２は異なる基本周波数を
有する。システム特性全体についてはこの種の信号処理
はオフセット除去のためのハイパスより効果的であると
思われる。
【００４６】ユニット５１１、５１２、５１３、５１４
および５３０においては、ばね変位距離Ｚａｒｉｊか
ら、またはばね変位距離Ｚａｒｉｊと車軸の該当する目
標水準位置Ｚａｒｉｓとの制御偏差（Ｚａｒｉｊ−Ｚａ
ｒｉｓ）から調節された水準位置を考慮して、公知の方
法で、例えばバウンド、ピッチおよびロール速度（Ｚ
ｇ’、ｂｅｔａｇ’、ａｌｐｈａｇ’）など準モーダル
な車体運動が求められる。この運動は例えば前方および
後方の車体領域におけるバウンシングおよび垂直運動と
して示すことができる。それについての詳しいことは、
ドイツ特許出願Ｐ４２１７３２５．６（特願平５−１２
３５３３号）に記載されている。同様にユニット５４０
においては車体加速度センサデータから準モーダルな車
体運動が計算される。それについてはドイツ特許出願Ｐ
４１１７８９７．１を参照することができる。図１０に
は水準制御器３３２が示されており、それによって車両
の積載変化がゆっくりと補償される。そのために第１の
ステップにおいてはユニット６０１、６０２、６０３お
よび６０４においてばね変位距離Ｚａｒｉｊと車軸の対
応する目標水準位置Ｚａｒｉｓから制御偏差が形成され
る。この制御偏差（Ｚａｒｉｊ−Ｚａｒｉｓ）は他のス
テップにおいて水準コントロール量ＳNIVで乗算され
る。このように重み付けされた制御偏差はフィルタ６１
１、６１２、６１３および６１４においてローパスフィ
ルタ処理されて変量ｅｉｊが形成される。この変量から
ユニット６２０において準モーダルな制御偏差ｅｚ、ｅ
ａｌｐｈａおよびｅｂｅｔａが形成される。
【００４７】これは次の結合式によって行われ、 ez = 1/4 * (evl+evr+ehl+ehr) ealpha = 1/2 * [(evl-evr)/Swv + (ehl-ehr)/Swh] ebeta = [(evl+evr)-(ehl-ehr)]/d その場合にＳｗｈとＳｗｖは後ろと前の輪距を示し、ｄ
は車輪間隔を示す。
【００４８】これらの変量は車軸の目標水準位置が所定
である場合にバウンシングに関する制御偏差ｅｚ、ロー
リングに関する制御偏差ｅａｌｐｈａおよびピッチング
に関する制御偏差ｄｂｅｔａに相当する。これらの準モ
ーダルな制御偏差は次のステップにおいて低速なＰＩＤ
Ｔ1素子（遅延を有する比例、積分および微分伝達特
性）６３１、６３２および６３３に供給されるので、ユ
ニット６３１、６３２および６３３の出力側には力ない
しモーメントＦｚNIV（バウンド力）、ＭａNIV（ロール
トルク）およびＭｂNIV（ピッチモーメント）が出力さ
れる。コントロール量ＳNIVは例えば車両速度に従って
選択可能である。このようにして求められた力またはモ
ーメントＦｚNIV、ＭａNIVおよびＭｖNIVと後述するオ
フセット力ＦｉｊOFF（オフセット力を求めるユニット
３５０の説明を参照）は車両を静的にバランスさせる。
すでに説明したスカイフック−グランドフック制御３３
１を持たない制御コンセプトについては、水準制御器３
３２が車体ばねを形成する。すなわち、例えば車両の荷
重を加えたり除いたりする場合に、より迅速な水準補正
を行うために、走行速度に従ってばね強度（上述の制御
偏差に比例する力）を増大させることができる。この理
由から上述したように制御偏差を係数ＳNIVを介して車
両速度に従って増大させあるいは減少させることができ
る。ＳNIV＞１の場合には水準制御器が高速になり、Ｓ
NIV＞１の場合には低速になる。
【００４９】図１１〜図１５には横加速度補償３３３の
種々の変形例が示されている。横加速度補償３３３によ
って、走行操作（カーブ走行）および／または横風によ
ってもたらされるローリングが回避される。ローリング
を減少させるために横加速度に比例するロールモーメン
トが形成される。ロールモーメント分配に従ってロール
モーメントが前車軸および後車軸に分配される。通常は
ロールモーメント分配は変化されない一定の量である。
というのはそれが車両の自己操舵特性に影響を与えるか
らである。
【００５０】図１１から明らかなように、この第１の変
形例においては横加速度補償３３３に、車両の重心にお
ける横加速度を表す信号ａｑｓが供給される。この信号
ａｑｓはフィルタ装置７０１１に供給され、このフィル
タ装置はＰＤＴalpha素子として形成され、かつその出
力側には、横加速度によってもたらされるロールモーメ
ントを表す信号Ｍａが出力される。この信号Ｍａはまず
ユニット７０１２へ、そしてユニット７０１３へ供給さ
れる。ユニット７０１２においてはロールモーメントＭ
ａは変量Ｒ：（１＋Ｒ）で乗算され、ユニット７０１３
においては変量１：（１＋Ｒ）で乗算される。そのため
に変量Ｒが横加速度補償３３３へ供給される。この変量
Ｒは前方のロールモーメントと後方のロールモーメント
の商である。
【００５１】Ｒ＝Ｍａｖ Ｍａｈ＝前のロールモーメント：後ろのロールモーメン
ト その場合に、 Ｍａｖ＋Ｍａｈ＝Ｍａである。
【００５２】従ってユニット７０１２と７０１３の出力
側には、前のロールモーメント（Ｍａｖ）と後ろのロー
ルモーメント（Ｍａｈ）を表す信号が出力される。この
信号は他のユニット７０１４と７０１５へ供給されて、
そこで変量１：Ｓｗｖ（ユニット７０１４）ないし変量
１：Ｓｗｈ（ユニット７０１５）で乗算される。この補
助量ＳｗｈとＳｗｖは後ろないし前の車両の輪距であ
る。このようにして得られた変量Ｆ’QBKvとＦ’QBKhは
ユニット７０１６においてコントロール量ＳQBKで乗算
される。従って横加速度補償３３３の出力側には信号な
いしは横加速度から得られる４つのアクチュエータのた
めの目標力ＦｉｊQBKが出力される。
【００５３】 ＦQBKv = Ｆ’QBKv * ＳQBK = ＦvlQBK = -ＦvrQBK ＦQBKh = Ｆ’QBKh * ＳQBK = ＦhlQBK = -ＦhrQBK
【００５４】しかし、上述した横加速度補償３３３の最
も簡単な変形例は必ずしもすべての場合に満足の行くよ
うに動作しない。特に高ダイナミックな走行操作の場合
には改良が望ましい。
【００５５】このことを例えば、重心における横加速度
測定がヨーイングを検出しないことを用いて説明する。
さらに加速度センサの出力信号は一般に著しくノイズが
多い。というのは大きなノイズ背景（エンジン振動）が
存在するからである。例えばカーブをきる場合に前方の
車両領域に発生する横加速度はきわめて大きいので、前
方の車両領域に少なくとも１つの加速度センサが設けら
れている場合には、きわめて早期に評価可能な加速度信
号に達するはずである。
【００５６】この状況を改良するために、図１３に示す
横加速度補償３３３の第２の実施例においては、２つの
加速度センサ信号の処理が提案されている。そのために
図１２では車両の４つの車輪７１１１を有する２つの軸
が示されている。重心の位置はＳで示されている。第１
の変形例において測定された横加速度ａｑは重心に作用
し、第２の変形例で利用される横加速度は前方の車両領
域ａｑｖと後方の車両領域ａｑｈで測定される。この２
つの加速度信号ａｑｖとａｑｈは、ＰＤＴalpha素子と
して形成されたフィルタ装置７２１０と７２１１へ供給
される。フィルタ装置７２１０と７２１１の出力側には
前車軸におけるロールモーメント（Ａｖ）と後車軸にお
けるロールモーメント（Ａｈ）を表す信号ＡｖとＡｈが
出力される。フィルタ装置７２２０にはすでに説明した
ロールモーメント分布Ｒが供給される。フィルタ７２２
０の伝達特性は次のように記述される。
【００５７】第１のステップにおいては最も小さい寄与
値を有するロールモーメントＡｖとＡｈのインデックス
ｘが求められる。 Ax=min(｜Av｜、｜Ah｜)、x=[v、h]
【００５８】次のステップにおいてはユニット７２２０
の出力信号ＭａｖとＭａｈがロールモーメント分布Ｒと
第１のステップで求められた最も地位差ロールモーメン
トＡｘに従って次のように形成される。
【００５９】Mv = [R/(1+R)] * Aa = Mav Mh = [1/(1+R)] * Aa = Mah ここで、x=v の場合には Mv = Mv+(Ah-Av) * lv/l そして、x=h の場合には Mh = Mh+(Ah-Av) * lh/l であ
る。
【００６０】ユニット７２２０の出力側には前方のロー
ルモーメントと後方のロールモーメントを表す信号Ｍａ
ｖとＭａｈが出力される。これらの信号はユニット７２
３０と７２３１において上述したように、前方ないしは
後方の走行輪距Ｓｗｉで乗算されて、ユニット７２４０
と７２４１においてコントロール量ＳQBKで乗算され、
横加速度から得られる４つのアクチュエータのための目
標力ＦｉｊQBKを表す出力信号ＦQBKｖとＦQBKｈが形成
される。
【００６１】 ＦQBKv = Ｆ’QBKv * ＳQBK = ＦvlQBK = -ＦvrQBK ＦQBKh = Ｆ’QBKh * ＳQBK = ＦhlQBK = -ＦhrQBK
【００６２】２つの加速度センサによってより多くの情
報を利用することができるようにするために、前方と後
方の異なる加速度に関して一定のロールモーメント分布
Ｒを示さなければならない。有効であると思われるの
は、前と後ろの加速度差から得られるロールモーメント
を著しく小さい加速度を有する軸上で支持することであ
る。他の方法としては、加速度差から得られるロールモ
ーメントを操舵されない車軸上で支持することが挙げら
れる。
【００６３】例えば、カーブをきる場合には（前方の車
両領域におけるａｑ値が大きい）、車体を後車軸で支持
することが効果的であって、一方で車輪荷重（車輪接地
力）を前輪において均一に分配することが試みられる。
その理由は、車輪のサイドガイドは接地力に関係する
が、しかしこの関係は線形ではない。すなわち、前車軸
の２つの車輪にもたらされるサイドガイドは、２つの車
輪における接地力が均一に分配されている場合に最も大
きくなる。
【００６４】加速度補償のこの第２の変形例においても
問題は、それが純粋な開ループ制御であって、すなわち
調節されたロールモーメントが正しい変量であるかどう
かのフィードバックは行われないという事実からもたら
される。
【００６５】さらに、走行操作の場合に車両が路面凹凸
によって不快にならないように配慮しなければならな
い。しかしその場合に荷重の付加あるいは除去が大きく
なると車体質量を変化させて、ロール角度がより大きく
なるという欠点を防止しなければならない。この欠点
は、図１６、図１７および図１８に示すアルゴリズムに
よって、ないしは図１４および図１５に示す方法によっ
て除去される。アルゴリズムの基礎となる理念は、非常
に低速なローリングは走行操作変化によってのみもたら
されるということに基づいている。その場合には非常に
低周波の相対ロール角度に基づいて補正係数が求められ
る。図８に示すアルゴリズムの分だけ拡大された横加速
度補償が図１４と図１５に示されている。図示のブロッ
ク回路図の名称と機能方法の大部分は図１１と図１３の
説明から明かである。図１１と図１３に示す機能方法に
加えて、自己適応横加速度補償例（図１５と図１４にお
いてはばね変位量Ｚａｒｉｊと重心における横加速度な
いしは測定された前方／後方の横加速度ａｑｖおよびａ
ｑｈがユニット７０２０（図１４）および７２１２（図
１５）へ供給される。図１６〜図１８に示す方法でユニ
ット７０２０において変量ＫQBKが形成され、かつ測定
された横加速度（ａｑｓあるいはａｑｖないしａｑｈ）
がユニット７０２１ないし７２１３および７２１４にお
いて変量ＫQBKによって重み付けされる。
【００６６】そのためにステップ８１０においては、２
つの加速度センサが前方および後方の車両領域に配置さ
れている場合について、重心における横加速度ａｑｓが
求められる。ステップ８１１と８１２においては、ばね
変位運動Ｚａｒｉｊから前と後ろの相対ロール角度ｄｖ
とｄｈが求められる。これらの信号ａｑｓ、ｄｖおよび
ｄｈはその後ユニット８１３においてローパスフィルタ
処理され、それは好ましくは約０．３Ｈｚの限界周波数
を有する２次のローパスによって行われる。ローパスフ
ィルタ処理された前と後ろの相対ロール角度ｄｂ’とｄ
ｈ’の符号がステップ８１４で検出される。前と後ろの
相対ロール角度ｄｖとｄｈが等しい符号を有する場合
（ｄｖ’＊ｄｈ’＞０）にのみ、車体全体のローリング
が実際に存在するものと見なされ、その後ステップ８１
６において補正値ｄｃｏｒが求められる。図１６〜図１
８にはｄｃｏｒの計算について３つの例が記載されてい
る。これらの可能性のもとでの選択はそれぞれ車両に従
って行われる。ステップ８１０で求められ、８１３でロ
ーパスフィルタ処理された重心における横加速度ａｑ
ｓ’はステップ８１５においてしきい値ａｑlimitとそ
の大きさを比較される。この横加速度ａｑｓ’がこのし
きい値より低い場合には、ステップ８１７において補正
値ｄｃｏｒがゼロと等しくされ、その後ステップ８１９
において横加速度補正値ＫQBKとして、制御ないし制御
値ＳQBKと関数ＧPIから得られる標準値が使用され、そ
の場合に関数ＧPIはＰＩ素子の伝達特性（比例および積
分特性）を有する。特に小さい重心加速度についてはス
テップ８１９において一定の値が求められる。より大き
い加速度が存在する場合には（ステップ８１５の判断に
よる）、ステップ８２０においてステップ８１６で求め
た補正値を用いて横加速度補正値ＫQBKが求められ、そ
の場合にステップ８２０を表すユニットはすでに説明し
たＰＩ伝達特性（伝達関数ＧPI（ｓ）、ｓはラプラス変
数）を有する。
【００６７】制御器モジュールであるスタビライザ補償
（図１９）は上述のスカイフックおよびグランドフック
制御を持たない制御器コンセプト変形例において必要と
される。安全を考慮して、油圧系あるいは制御装置が故
障した場合になおパッシブ・シャシの制限されない機能
を使用できるようにするために、車両の従来のスタビラ
イザを搭載することが重要であると思われる。しかしス
カイフックなしの制御コンセプトの場合には、このスタ
ビライザによってそれぞれ路面に従って車体の強いロー
リングがもたらされる場合がある。この効果は、アクチ
ュエータ力をスタビライザ力に拮抗作用するように発生
させることによって減少させることができる。横加速度
あるいは車両速度に従ってこのモジュールスタビライザ
補償を制御力ＳSKを介してアクティブにしあるいは非ア
クティブにすることができる。
【００６８】スタビライザ補償３３４の詳細な構造が図
１９から明かである。ユニット９０１と９０２にはさら
にばね変位信号Ｚａｒｉｊが供給され、前と後ろのばね
変位距離信号の差が対応する前と後ろの輪距によって割
り算される。ユニット９１１と９１２においてこれらの
信号がコントロール量ＳSKによって重み付けされて変量
ｅｖとｅｈが形成される。ＰＤＴalpha素子９２１と９
２２を用いて変量ＦSKｖとＦSKｈが形成される。
【００６９】アクチュエータ内の減衰調節（図２０）は
車両の充分な安全性を考慮するものである。センサ信号
および切り替え信号に基づいて走行状態が判断され、そ
れに応じた論理処理で場合によっては減衰調節が行われ
る。特に高ダイナミックな走行操作の場合には操舵角と
車両速度に従ってより大きな減衰への切り替えが行わ
れ、それによって油圧システムの動特性損失を緩和する
ことができる。同様に問題のある走行状態に該当するの
は、ばね変位距離が制限されることによってダンパピス
トンが引っ張りストッパに当接する状況がある。という
のはこの状況においては車輪は路面接触を持たないから
である。この状況はばね変位距離信号Ｚａｒｉｊを用い
て、あるいはまた静的に測定するセンサの場合には車体
加速度Ｚａｎ”がゼロであることによって検出される。
車輪が地面に衝突する際の危機的な走行状況を回避する
ために、大きな緩衝が得られなければならない。大きな
緩衝が車体も車輪も「落ち着かせる」。車輪飛躍検出
は、個々の障害（車輪が持ち上がる）の後に路面接触を
早急に復旧させるために用いることができる。同様に非
常な悪路上で平均的な緩衝を調節する路面検出も効果が
あると思われる。
【００７０】図２０から明らかなように、減衰調節３３
５には時間ｔとコントロール量として減衰量Ｓｄｓおよ
びホールド時間ｔｈが供給される。ステップ１０１０に
おいて減衰量Ｓｄｓがその時の減衰実際量Ｓｄｉと比較
される。減衰目標量Ｓｄｓと現在の減衰実際量Ｓｄｉが
一致する場合には、ステップ１０８０ないしは１０９０
において出力量として減衰目標電圧Ｕｄが、現在の緩衝
が維持されるように選択される。ステップ１０１０にお
いて減衰目標量Ｓｄｓと現在の減衰実際量Ｓｄｉが一致
しないことが検出された場合には、ステップ１０２０に
おいて減衰目標量Ｓｄｓが減衰実際量Ｓｄｉより大きい
かどうかが調べられる。この条件が満たされている場合
には、切り替え時点ｔｕ（ステップ１０５０で検出）に
おいて減衰目標量がステップ１０７０と１０９０におい
て減衰目標電圧Ｕｄの形成によって調節される。減衰目
標量Ｓｄｓが減衰実際量Ｓｄｉより小さい場合には、ス
テップ１０３０において実際の時間ｔと切り替え時点ｔ
ｕ間の差がホールド時間ｔｈより短いかどうかが調べら
れる。この条件が満たされている場合には、ステップ１
０６０ないし１０９０によって減衰実際量Ｓｄｉが維持
される。ステップ１０３０に記載された条件が満たされ
ていない場合には、ステップ１０４０ないしは１０９０
によって減衰調節が、減衰目標量Ｓｄｓが得られるよう
に操作される。
【００７１】上述の縦補償３３０、グランドフック−ス
カイフック制御３３１および水準制御３３２は出力量と
してそれぞれ車両のバウンド力の目標量Ｆｚ、ピッチモ
ーメントの目標値Ｍｂおよびロールモーメントの目標値
Ｍａを有する。図６から明らかなように、バウンド力お
よびピッチ並びにロールモーメントの該当するコントロ
ール量が加算的に重畳されてユニット３４０へ供給され
る。ユニット３４０においてはこのようにして形成され
たバウンド力、ピッチおよびロールモーメントが４つの
アクチュエータのための目標力に変換される。ユニット
３４０の伝達特性の詳細はドイツ特許出願Ｐ４２１７３
２５．６（特願平５−１２３５３３号）に「力分配マト
リクス」として記載されている。
【００７２】ユニット３４０の出力側に出力される、ア
クチュエータ目標力に相当する信号ＦｉｊKには図６か
ら明かなように、横加速度補償３３３およびスタビライ
ザ補償３３４のそれぞれのアクチュエータ目標力が重畳
される。さらにユニット３５０によってさらに付加的に
オフセット力ＦｉｊOFFをアクチュエータ目標力に重畳
することも可能である。
【００７３】それぞれのアクチュエータのためのすべて
の目標力を重畳することによって、手段３６０に印加さ
れるアクチュエータ目標力Ｆｉｊｓが得られる。その場
合に手段３６０によってアクチュエータ、特にアクチュ
エータ力をもたらすために制御される比例弁１５（図
１）の特徴が示される。
【００７４】弁１５の駆動の異なる２つの実施例が図２
１と図２２に記載されている。
【００７５】図２１においては圧力再循環を有するが、
圧力センサを持たない弁の駆動が図示されている。その
ためにユニット３６０（図６）にアクチュエータ目標力
Ｆｉｊｓが供給される。第１のステップ１１００におい
てアクチュエータ目標力ＦＩｊｓとピストンロッド面積
Ａｋｓの商が形成される。その場合にピストンロッド面
積は図１に示すアクチュエータ１４のピストンの面積で
ある。上述のようにして形成された商Ｐｓはユニット１
１０１において比例係数Ｐｖで乗算されて変量Ｕｖ’が
形成される。この変量Ｕｖ’はユニット１１０２におい
て制御係数Ｓｖで重み付される。制御係数Ｓｖは値範囲
０と１にあってシステム圧力に従って弁駆動電圧Ｕｖを
減少させることができる。弁駆動電圧Ｕｖの絶対値が小
さくなるにつれて、車両のサスペンションシステムはよ
りパッシブに動作する。
【００７６】図２２においては圧力センサと圧力制御器
を有する比例弁の駆動が図示されている。ここでも上述
したように、アクチュエータ目標力Ｆｉｊｓはユニット
１１００へ供給され、商Ｐｓが形成される。他のステッ
プにおいて変量Ｐｓがユニット１１０３で処理されて変
量ＰｓREFにされる。ユニット１１０３はＰＴ１素子と
して形成されており、駆動すべき比例弁の基準モジュー
ルを表す。点１１０６においてこのようにして得られら
信号ＰｓREFと信号Ｐｉの差が形成される。この差ｄｅ
ｌｔａＰは圧力制御器１１０４へ供給されて、その出力
信号Ｕｖ’がユニット１１０５において制御係数Ｓｖに
よってさらに処理されて駆動信号Ｕｖが得られる。ここ
でも制御係数Ｓｖは０から１の値範囲にあって、システ
ム圧力に従って弁駆動電圧Ｕｖを減少させる。
【００７７】次に図２３を用いて制御器成分のアクティ
ブ化と非アクティブ化について説明する。出力側にアク
チュエータ目標力ないし目標トルクを出力する制御器成
分の力の飛躍を防止するために、力が小さい場合にのみ
アクティブ化あるいは非アクティブ化を行うことができ
る。理想的には力を発生する制御器成分のアクティブ化
あるいは非アクティブ化はその時のアクチュエータ目標
力が０である場合にのみ行われる。任意の力においてア
クティブ化あるいは非アクティブ化が可能であるように
するために、図２３に示すように、状態０と１を有する
ディスクリートな制御フラグＳFlagが、問題のある減衰
と１Ｈｚより小さい限界周波数を有するローパス１２１
の入力信号として使用される。状態が変化した場合にロ
ーパス１２１の出力においては、一方の状態から他方の
状態への低速で連続的な移行が得られる。ローパス出力
信号Ｓkontは乗算素子１２２を介してそれぞれのアクチ
ュエータ目標力ないしは目標トルクＦＩｊｓないしはＭ
ｓと加算結合される。このようにして握力ＦＩｊｓを発
生させる制御成分を低速かつ連続的にアクティブ化ある
いは非アクティブ化することができる。
【００７８】次に図２４と図２５を用いて制御ないし制
御装置ＥＣＵの機能方法を説明する。ＥＣＵは入力信号
としてすでに説明したセンサ手段３１０のセンサ信号Ｚ
ａｒｊ、ａｑｓあるいはあｑｖとａｇｈ、ａｌ、Ｚａ
ｎ”、ＬＷ、Ｖ、Ｐ及びｐｖを供給される。これらの信
号は制御装置１３１０および制御装置１３２０へ供給さ
れる。制御装置１３１０は「運転者−車両−環境」のシ
ステムに従って閉ループ制御システムを開ループ制御す
る。制御装置１３２０は「センサテクノロジー−油圧
系」のシステムの状態に従ってシステムを開ループ制御
する。
【００７９】制御装置１３１０の出力側にはコントロー
ル量Ｓ’SK、Ｓ’QBK、Ｓ’LQBK、Ｓ’V、Ｓ’NIVおよ
びＳｄｓ’が出力される。制御装置１３２０の出力側に
はコントロール量ＫSK、ＫQWK、ＫQBK、ＫLQBK、ＫV、
ＫNIVおよびＫｄｓ並びにＫLB K、ＫｇｒおよびＫSKYが
出力される。スタビライザ補償のためのコントロール量
ＳKS、横加速度補償のための制御信号ＳQBKあるいは弁
駆動のためのコントロール量Ｓｖおよび水準制御のため
のコントロール量ＳNIVは手段１３３１、１３３２、１
３３３および１３３４において、次のようにして、すな
わち制御装置１３１０によるコントロール量と制御装置
１３２０によるコントロール量のそれぞれ小さい方のコ
ントロール量がＥＣＵ３２０の出力コントロール量とし
て使用されるように求められる。減衰調節Ｓｄｓのコン
トロール量を形成するために、制御装置１３１０と制御
装置１３２０の２つのコントロール量のうち大きい方が
手段１３３５で形成される。
【００８０】縦加速度補償のためのコントロール量Ｓ
LBKとグランドフックまたはスカイフック制御のための
コントロール量ＳGRまたはＳSKYは直接制御装置１３２
０によって形成される。さらに制御装置１３２０は、ア
クチュエータシステムにおいて安全弁を駆動するために
用いられる信号ＵSafeも形成する。この安全指向の駆動
は例えば、誤りがあった場合にシャシ制御全体がより確
実な、好ましくはパッシブな状態へ移行されるようにす
ることができる。
【００８１】次にＥＣＵ３２０におけるコントロール量
の形成について詳しく説明する。
【００８２】図２５においてはコントロール量ＳSKの形
成が記載されている。そのために制御装置１３１０の入
力側には車両の重心における横加速度を表す信号ａｑｓ
が印加される。すでに説明したように、重心における横
加速度は直接測定することができ、あるいは図１１〜図
１５の説明で示したように、前と後ろの測定された横加
速度かａｑｖとａｑｈから求めることができる。第１の
ステップ１４１において、横加速度の絶対値｜ａｑｓ｜
が限界値ａlimitより大きいか、あるいは車両縦速度の
絶対値｜Ｖ｜が限界値Ｖlimitより小さいかどうかが調
べられる。上述の条件のいずれも満たされない場合に
は、ステップ１４２において信号ＳF＝１をセットする
ことによってスタビライザ補償がオンにされる。上述の
２つの条件のうち少なくとも一方が満たされている場合
には、信号ＳF＝０をセットすることによって（ステッ
プ１４３）スタビライザ補償がオフにされる。ユニット
１４４は力の飛躍なしのスタビライザ補償の上述のアク
ティブ化ないしは非アクティブ化を表す。
【００８３】図２６および図２７において水準制御器３
３２のコントロール量ＳNIVの形成が説明されている。
コントロール量ＳNIV’は車両縦速度の絶対値の関数で
ある（ステップ１５０１）。関数的な依存性は図２７に
記載されている。
【００８４】すなわち、例えば車両水準を車両縦速度に
従って１段、２段あるいは多段で調節することができ
る。特に、速度がより大きい場合には、速度が小さい場
合よりも車両水準を少なく選択することができる。
【００８５】図２８には横加速度補償のためのコントロ
ール量ＳQBK’ないしはＳLBK’の形成が記載されてい
る。そのために第１のステップ１５１１において車両縦
速度Ｖがしきい値Ｖlimitと比較される。車両縦速度の
絶対値が上述のしきい値より小さい場合には、他のステ
ップ１５１３において信号ＳF＝０がセットされ、それ
によって横加速度補償がオフにされる。車両速度がより
大きい場合（Ｖが上述のしきい値より大きい）には、ス
テップ１５１２において信号ＳFがセットされ、それに
よって横加速度補償がオンにされる。すでに説明した横
加速度補償のアクティブ化ないしは非アクティブ化はス
テップ１５１４で操作される。
【００８６】減衰調節３３５のためのコントロール量Ｓ
ｄｓ’の形成が図２９を用いて図示されている。ここで
は微分装置１６１（ＤＴalpha素子）に操舵角を表す信
号ＬＷが供給される。このようにして形成された操舵角
速度ＬＷ’がステップ１６２でその大きさを限界値ＬＷ
limitと比較される。操舵角速度の絶対値が上述の限界
値より大きい場合には、ステップ１６４において減衰調
節を行うためのコントロール量Ｓｄｓが値「ハード」に
調節され、同時にコントロール量ｔｈ（ホールド時間）
が所定の値ｔLW’にセットされる。従って操舵角速度が
大きい場合には（高ダイナミックな走行状態）、安全上
の理由から減衰はハードに設定される。
【００８７】ステップ１６２において操舵角速度の絶対
値が上述の限界値より小さいことが検出された場合に
は、ステップ１６３に記載された判断が実施される。そ
の場合に、測定された車両の垂直加速度Ｚａｎ”の１つ
あるいは複数のものが２つの限界値の内部にあるかどう
かが調べられ、その場合に限界値はばね変位距離加速度
Ｚａｒｉｊ”と重力加速度ｇから形成される。さらにば
ね変位距離信号Ｚａｒｉｊがしきい値Ｚａｒlimitと比
較される。
【００８８】車体の垂直加速度が上述の限界内にある場
合、および／またはばね変位距離が上述のしきい値より
大きい場合には、コントロール量Ｓｄｓ＝ソフトが選択
され、それによってソフトな減衰方向への減衰調節が行
われる。ステップ１６３の２つの条件が満たされない場
合には、コントロール量Ｓｄｓ＝ハードを選択すること
によってハード方向へ減衰が調節され、かつホールド時
間ｔｈが所定の値ｔKと等しくセットされる。ステップ
１６３において２つの場合が区別される。まず車体の垂
直加速度に関して判断することによって、車両が頂部を
走行しているかどうかが検出される。その場合には、減
衰調節をハードな方向に操作して、同時に減衰調節のホ
ールド時間を所定の値ｔKにセットすることが望まし
い。ステップ１６３の他の判断において、アクチュエー
タがストッパ近傍に位置しているかどうかが検出され
る。
【００８９】全体として調節可能なパッシブ減衰に関し
て、ここで説明した部分アクティブシャシシステムにお
いて高ダイナミックな作用の可能性が与えられることに
注意しなければならない。この種の部分アクティブ・シ
ステムは通常は車体運動周波数（約１Ｈｚ）の領域の帯
域幅を有するので、調節可能なパッシブ減衰によって車
輪固有周波数（約１０Ｈｚ）の周波数領域における調節
可能性が与えられる。
【００９０】他の実施例においては、操舵角速度が小さ
い場合に、減衰調節を路面検出あるいは車輪飛躍検出に
従って作動させることができる。
【００９１】図３０〜図３２には弁駆動電圧制限のため
のコントロール量ＳＶ’の形成が図示されている。シス
テムに供給圧力ｐＶに比例する信号を出力するセンサが
設けられている場合には、供給圧力が非常に小さい場合
に弁駆動制御電圧の絶対値をコントロール量Ｓｖを介し
て減少させることができる。コントロール量Ｓｖを計算
する第１の方法が図３０および図３１に示されている。
その場合にコントロール量Ｓｖは供給電圧の関数として
選択される。
【００９２】図３２に示すように、供給圧力ｐｖが第１
のステップ１７２において下方のしきい値ｐｕと比較さ
れる。供給圧力ｐｖが下方のしきい値ｐｕより小さい場
合には、ステップ１７４においてコントロール量Ｓｖ’
が０に等しくセットされる。供給圧力ｐｖが下方のしき
い値より大きい場合には、供給圧力ｐｖが他のステップ
１７３において上方のしきい値ｐｏと比較される。従っ
て供給圧力ｐｖの値が下方と上方のしきい値の内部にあ
る場合には、ステップ１７６に示すように、コントロー
ル量Ｓｖ’が選択される。供給圧力ｐｖが上方のしきい
値を越えた場合には、コントロール量Ｓｖ’が１に等し
くセットされる。
【００９３】
【発明の効果】以上の説明から明かなように、本発明に
よれば、アクティブ・シャシのための最も重要な制御目
的を容易に達成することができる。すなわち、本発明に
よれば、例えば走行操作と路面凹凸によってもたらされ
る車両本体の運動をできる限り小さい抑えることがで
き、すなわち車両本体はその位置をできる限り維持して
乗り心地を快適にし、さらに危険な走行状況にも対応可
能であるような新規かつ改良された自動車シャシを閉ル
ープおよび／または開ループ制御するシステムが提供さ
れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】最も重要な油圧要素を示す説明図である。
【図２】図１の装置に使用可能な分離シリンダ装置を示
す説明図である。
【図３】図１の装置に使用可能なプランジャシリンダ装
置を示す説明図である。
【図４】図１に装置に使用可能なアキュムレータ装置を
示す説明図である。
【図５】本発明システムに必要な情報を得るためのセン
サ位置を示す説明図である。
【図６】本発明に基づくシャシ制御コンセプトを示す概
略説明図である。
【図７】図６に示す制御コンセプトの縦加速度補償装置
を示す説明図である。
【図８】図６に示す制御コンセプトのスカイフック−グ
ランドフック制御装置を示す説明図である。
【図９】図６に示す制御コンセプトの車体速度に関する
オフセット除去装置を示す説明図である。
【図１０】図６に示す制御コンセプトの水準制御装置を
示す説明図である。
【図１１】図６に示す制御コンセプトの横加速度補償装
置を示す説明図である。
【図１２】図６に示す制御コンセプトの横加速度補償装
置を示す説明図である。
【図１３】図６に示す制御コンセプトの横加速度補償装
置を示す説明図である。
【図１４】図６に示す制御コンセプトの横加速度補償装
置を示す説明図である。
【図１５】図６に示す制御コンセプトの横加速度補償装
置を示す説明図である。
【図１６】図６に示す制御コンセプトの横加速度補償ア
ルゴリズムを示す説明図である。
【図１７】図６に示す制御コンセプトの横加速度補償ア
ルゴリズムを示す説明図である。
【図１８】図６に示す制御コンセプトの横加速度補償ア
ルゴリズムを示す説明図である。
【図１９】図６に示す制御コンセプトのスタビライザ補
償装置を示す説明図である。
【図２０】図６に示す制御コンセプトの減衰調整装置を
示す説明図である。
【図２１】図６に示す制御コンセプトのアクチュエータ
制御弁の駆動装置を示す説明図である。
【図２２】図６に示す制御コンセプトのアクチュエータ
制御弁の駆動装置を示す説明図である。
【図２３】図６に示す制御コンセプトの制御器のアクテ
ィブ／非アクティブの切換装置を示す説明図である。
【図２４】図６に示す制御コンセプトの制御装置ＥＣＵ
の機能を示す説明図である。
【図２５】図６に示す制御コンセプトの制御装置ＥＣＵ
の機能を示す説明図である。
【図２６】図６に示す制御コンセプトの水準制御のため
のコントロール量形成を示す説明図である。
【図２７】図６に示す制御コンセプトの水準制御のため
のコントロール量形成を示す説明図である。
【図２８】図６に示す制御コンセプトの横加速度補償の
ためのコントロール量形成を示す説明図である。
【図２９】図６に示す制御コンセプトの減衰調節のため
のコントロール量形成を示す説明図である。
【図３０】図６に示す制御コンセプトの弁駆動電圧制御
のためのコントロール量形成を示す説明図である。
【図３１】図６に示す制御コンセプトの弁駆動電圧制御
のためのコントロール量形成を示す説明図である。
【図３２】図６に示す制御コンセプトの弁駆動電圧制御
のためのコントロール量形成を示す説明図である。
【符号の説明】
１１ ポンプ １２ 供給圧力アキュムレータ １３ スプリングアキュムレータ １４ アクチュエータ １５ 比例弁 １６ マルチ機能遮断弁 １７ オイルタンク １８ フィルタ ３１０ センサ手段 ３２０ 制御ＥＣＵ ３３０ 縦加速度補償装置 ３３１ スカイフック−グランドフック制御装置 ３３２ スタビライザ補償装置 ３３３ 横加速度補償装置 ３３５ 減衰調節装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ディーター クンツ ドイツ連邦共和国、71254 ディッチンゲ ン、シュロスシュトラーセ 36 (72)発明者 クラウス ランデスファイント ドイツ連邦共和国、70734 フェルバッハ、 アウグスト−ブレンドル−シュトラーセ 42 (72)発明者 ライナー カレンバッハ ドイツ連邦共和国、71336 バイブリンゲ ン、クックックベーク ６

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両本体と少なくとも１つの車輪間にサ
    スペンションシステムとして少なくとも１つのアクチュ
    エータ（１４）が取り付けられており、かつ閉ループ制
    御および／または開ループ制御手段（３１０、３２０、
    ３３０、３３１、３３２、３３３、３３４、３３５、３
    ４０、３５０、３６０、３７０）が設けられており、こ
    れらの手段によって車両本体と車輪間に力を作用させる
    ためにアクチュエータ（１４）に車両の走行状態を表し
    および／または調節する変量に従って信号が供給され
    る、自動車シャシを閉ループ制御および／または開ルー
    プ制御するシステムであって、 − 閉ループ制御および／または開ループ制御手段が、
    車両の走行状態を調節する車両の異なる特性を開ループ
    制御および／または閉ループ制御するための少なくとも
    ２つの閉ループ制御および／または開ループ制御ブロッ
    ク（３３０、３３１、３３２、３４０、３３３、３３
    ４、３３５）から形成されており、 − 閉ループ制御器および／または開ループ制御器ブロ
    ックをアクティブ化し、かつ非アクティブ化するための
    変更手段（５３０、５４０、６０１、６０２、６０３、
    ６０４、７０１６、７２４０、７２４１、９１１、９１
    ２、１１０２、１１０５、１２１、１２２）が設けられ
    ている自動車シャシを閉ループ制御および／または開ル
    ープ制御するシステム。
  2. 【請求項２】 開ループ制御および／または閉ループ制
    御ブロック（３３０、３３１、３３２、３４０、３３
    ３、３３４、３３５）が、センサによって求められた車
    両の走行状態を表しおよび／調節する変量に基づいて、
    異なる閉ループ制御および／または開ループ制御目標を
    達成するためにアクチュエータ（１４）を駆動すること
    を特徴とする、請求項１に記載のシステム。
  3. 【請求項３】 閉ループ制御および／または開ループ制
    御ブロック（３３０、３３１、３３２、３４０、３３
    ３、３３４）が、アクチュエータ（１４）によってもた
    らすべき力の目標値（ＦｉｊK、ＦｉｊQBK、ＦｉｊSK）
    を求めることを特徴とする、請求項１に記載のシステ
    ム。
  4. 【請求項４】 閉ループ制御および／または開ループ制
    御手段の内部に、開ループ制御および／または閉ループ
    制御ブロックをアクティブ化しかつ非アクティブ化する
    ための開ループ制御および／またはコントロール量（Ｓ
    SK、ＳQBK、ＳLQBK、ＳV、ＳNIV、ＳLBK、ＳGR、
    ＳSKY）を形成するための開ループ制御および／または
    制御ユニット（３２０）が設けられており、開ループ制
    御および／またはコントロール量の形成が、走行状態を
    表しおよび／または調節する変量に従って行われること
    を特徴とする、請求項１に記載のシステム。
  5. 【請求項５】 開ループ制御および／またはコントロー
    ル量（ＳSK、ＳQBK、ＳLQBK、ＳV、ＳNIV、Ｓ
    LBK、ＳGR、ＳSKY）が連続的な値をとることを特徴とす
    る、請求項４に記載のシステム。
  6. 【請求項６】 開ループ制御および／またはコントロー
    ル量（ＳSK、ＳQBK、ＳLQBK、ＳV、ＳNIV、ＳLBK、
    ＳGR、ＳSKY）が非連続の値をとり、かつ変更手段（５
    ３０、５４０、６０１、６０２、６０３、６０４、７０
    １６、７２４０、７２４１、９１１、９１２、１１０
    ２、１１０５、１２１、１２２）の内部に開ループ制御
    および／またはコントロール量を処理する第１の手段
    （１２１）が設けられており、その手段によって開ルー
    プ制御および／またはコントロール量が処理されて、開
    ループ制御および／またはコントロール量が連続的な値
    をとるようにされることを特徴とする、請求項４に記載
    のシステム。
  7. 【請求項７】 第１の手段（１２１）がローパスフィル
    タとして形成されていることを特徴とする、請求項６に
    記載のシステム。
  8. 【請求項８】 車両の走行状態を表しおよび／または調
    節する変量を検出するセンサ手段（３１０）が設けられ
    ており、そのセンサ手段（３１０）によって −車両本体と車輪間の相対運動（Ｚａｒｉｊ）および／
    または −車両本体の垂直加速度（Ｚａｎ”）および／または −車両の縦加速度（ａｌ）および／または −車両の横加速度（ａｑｓ、ａｑｖ、ａｑｈ）および／
    または −操舵角（ＬＷ）および／または −車両縦速度（Ｖ）および／または −アクチュエータ内の圧力媒体の圧力（ｐ、ｐｖ）が検
    出されることを特徴とする、請求項１、２、３、４、
    ５、６または７のいずれかに記載のシステム。
  9. 【請求項９】 開ループ制御および／または閉ループ制
    御ブロックとして、 −縦加速度の変化によってもたらされる車体運動に拮抗
    作用する縦加速度補償を行う手段（３３０、３４０、３
    ６０）が設けられており、および／または −ほぼ路面凹凸によってもたらされる車体運動に拮抗作
    用するスカイフック−グランドフック制御を行う手段
    （３３１、３４０、３６０）が設けられており、 −車両の車軸の選択可能な目標水準位置を開ループ制御
    あるいは閉ループ制御する水準制御を行う手段（３３
    ２、３４０、３６０）がもうけられており、および／ま
    たは −横加速度の変化によってもたらされる車体運動に拮抗
    作用する横加速度補償を行う手段（３３３、３６０）が
    設けられていることを特徴とする請求項１、２、３、
    ４、５、６、７または８のいずれかに記載のシステム。
  10. 【請求項１０】 車両のサスペンションシステムがアク
    チュエータ（１４）の他に走行運転において変更できな
    いパッシブなスタビライザを有し、かつ開ループ制御お
    よび／または閉ループ制御ブロックとして、パッシブな
    スタビライザであることにより路面応答によってもたら
    される車体運動に拮抗作用するスタビライザ補償を行う
    手段（３３４、３６０）が設けられていることを特徴と
    する請求項１から９までのいずれか１項に記載のシステ
    ム。
  11. 【請求項１１】 アクチュエータ（１４）がピストンに
    よって互いに分離された２つの作業室を有し、その場合
    に −２つの作業室のうちの少なくとも一方に、車両本体と
    車輪間に力をもたらすために圧力媒体を供給可能であっ
    て、かつ −ピストンが圧力媒体を通過させる少なくとも１つの通
    過開口部を有し、その通過開口部を通して圧力媒体が第
    １の作業室から第２の作業室に達することを特徴とする
    請求項１に記載のシステム。
  12. 【請求項１２】 通過開口部が調節可能に構成されてお
    り、かつ手段（３１０＜３２０、３３５、３７０）が設
    けられており、その手段によってアクチュエータピスト
    ンの通過開口部が車両の走行状態に従って変化されるこ
    とを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
  13. 【請求項１３】 アクチュエータピストンの通過開口部
    を調節する手段（３２０、ステップ１６１から１６６）
    が設けられており、その場合に調節が −検出された操舵角速度（ＬＷ’）に従って、および／
    または −検出された車体と車輪間の相対運動（Ｚａｒｉｊ、Ｚ
    ａｒｉｊ”）および検出された車体加速度（Ｚａｎ”）
    に従って行われることを特徴とする請求項１２に記載の
    システム。
JP3287894A 1993-02-04 1994-02-04 自動車シャシを閉ループおよび／または開ループ制御するシステム Withdrawn JPH06247126A (ja)

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