CN113784856A - 用于控制车辆的空气悬架装置的方法 - Google Patents

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Abstract

用于控制车辆的空气悬架装置的方法，空气悬架装置具有分别针对一个车桥(2)或多个相邻的串列桥的空气弹簧(8a、8b)的转换阀(14)，以及分别针对车桥的每个车轮(4a、4b)的空气弹簧或串列桥的每个车辆侧的空气弹簧的截止阀(16a、16b)，它们组合在阀体(12)中。空气悬架装置为了测量空气弹簧的弹簧膜盒(10a、10b)中的膜盒压力而分别具有压力传感器(18a、18b)，压力传感器布置在阀体(12)内或阀体上，并且分别在配属的截止阀(16a、16b)的出口处与配属的空气弹簧的弹簧膜盒的联接线路(34a、34b)联接，并且其中，弹簧膜盒中的膜盒压力(pB)能够借助压力测量值调节到目标压力(pB_2)。方法具有以下方法步骤：a)针对空气弹簧的弹簧膜盒的进气和排气，分别确定以用于压缩空气的存储容器(30)中的储备压力(pV)的值来标准化的至少一条膜盒压力‑时间特征曲线pB/pV(t)；b)传感式测量空气弹簧的一个或多个弹簧膜盒中的当前膜盒压力(pB_1)，以及在其即将进气或排气之前的当前储备压力(pV_1)；c)利用测量的膜盒压力(pB_1)与测量的储备压力(pV_1)的比以及规定的目标压力(pB_2)与测量的储备压力(pV_1)的比从用于进气或排气的标准化的膜盒压力‑时间特征曲线pB/pV(t)确定出针对配属的截止阀(16a、16b)的打开持续时间(Δto)；d)在确定的打开持续时间(Δto)内打开配属的截止阀，以调节出规定的目标压力(pB_2)。

Description

用于控制车辆的空气悬架装置的方法
技术领域
本发明涉及一种用于控制车辆的空气悬架装置的方法，该空气悬架装置具有分别针对一个车桥或多个相邻的串列桥的空气弹簧的转换阀，以及针对车桥的每个车轮的空气弹簧或串列桥的每个车辆侧的空气弹簧的截止阀，并且其中，各个转换阀和截止阀在结构上结合在一个一个远离空气弹簧布置的阀体中，其中，空气悬架装置为了测量空气弹簧的弹簧膜盒中的膜盒压力而分别具有压力传感器，压力传感器布置在阀体内或阀体上，其中，压力传感器分别在配属给它们的截止阀的出口处与配属的一个空气弹簧的一个弹簧膜盒或配属的多个空气弹簧的多个弹簧膜盒的联接线路联接，并且其中，空气弹簧的弹簧膜盒中的膜盒压力能够通过压力传感器的测量值精确设定到目标压力。
背景技术
车辆的空气悬架装置通常具有针对一个车桥或多个相邻的串列桥的空气弹簧分别优选构造为3/2电磁切换阀的转换阀，以及针对车桥的每个车轮的空气弹簧或串列桥的每个车辆侧的空气弹簧的分别优选构造为2/2电磁切换阀的截止阀。工作压力线路可以通过转换阀交替与排气出口或压力引导的储备线路连接。两个截止阀例如通过T形件联接到工作压力线路上，通过这两个截止阀可以将分别通向配属的一个压缩弹簧的一个弹簧膜盒或通向配属的多个压缩弹簧的多个弹簧膜盒的联接线路交替地与工作压力线路连接或相对于它截止。
在转换阀未操纵，即未通电的状态下，工作压力线路与排气出口连接并且因此是无压力的。在转换阀的操纵，即通电状态下，工作压力线路与储备线路连接，并且因此处于由压缩空气装置提供的储备压力之下。在截止阀未操纵的状态下，也就是未通电的状态下，截止阀是关闭的，并且联接线路相对于工作压力线路是截止的。为了降低配属的一个空气弹簧的一个弹簧膜盒(Federbalg)或配属的多个空气弹簧的多个膜盒中的膜盒压力(Balgdruck)，只需要打开相关的截止阀，据此，使各自的一个或多个膜盒排气。另一方面，为了增加配属的一个空气弹簧的一个膜盒或配属的多个空气弹簧的多个膜盒的膜盒压力，需要转换转换阀并打开相关的截止阀，从而使各自的一个或多个膜盒进气。
为了确定车体相对于车桥的高度或水平，分别将高度或水平传感器在两侧布置在每个车桥上，或者在相邻的串列桥的情况下布置在至少其中一个串列桥上，高度或水平传感器通过传感器线路与电子控制器连接。为了确定空气弹簧的弹簧膜盒中的膜盒压力，将压力传感器联接到车桥的每个膜盒的联接线路上，或者在串列桥的情况下，连接到车辆侧的膜盒的联接线路上，该压力传感器通过传感器线路与电子控制器连接。依赖于高度传感器和压力传感器的传感器信号以及由控制程序预定或由驾驶员手动输入的目标数据，由电子控制器通过电的控制线路驱控切换阀和截止阀，以便通过对相关的空气弹簧的弹簧膜盒的进气或排气来维持或设定车体的预定高度。
压力传感器可以直接与空气弹簧相邻地联接到各个联接线路上。其优点是，即使在动态压力变化的情况下，相邻的空气弹簧的膜盒中的各自的膜盒压力也可以基本不失真地测量。然而，这种压力传感器的分散布置的缺点是需要较长的传感器线路，增加了装配耗费，并使压力传感器及其电插头暴露于污物和飞溅水。靠近空气弹簧的压力传感器的分散布置是例如由DE 36 38 849 A1中描述的空气悬架装置已知的。
替选于此，压力传感器也可以远离空气弹簧地布置在各个阀体内或阀体上，并且在配属的截止阀的出口处联接到连接线路。这种压力传感器集中布置的优点是所需的传感器线路短，较小的装配耗费，并且压力传感器及其电插头的位置在很大程度受到保护以免污物飞和溅水。然而，这种远离空气弹簧的布置具有如下的缺点，即，相邻空气弹簧的弹簧膜盒中各自的膜盒压力，特别是在打开和关闭配属的截止阀时的动态压力变化期间，被压力传感器错误地检测到。压力传感器在空气悬架装置的除了控制阀之外还包括电子控制器的控制块中的集中布置例如由DE 195 46 324 C2已知。
发明内容
由于根据传感式检测到的空气压力不可能精确控制弹簧膜盒的进气和排气，所以本发明的任务是提出一种用于控制上述结构类型的车辆的空气悬架装置的方法，利用这种方法，空气弹簧膜盒中的膜盒压力仍然可以被精确设定到目标压力。
该任务通过具有权利要求1特征的方法来解决。该方法的有利的改进方案在从属权利要求中限定。
因此，本发明涉及一种用于控制车辆的空气悬架装置的方法，空气悬架装置具有分别针对一个车桥或多个相邻的串列桥的空气弹簧的转换阀，以及分别针对车桥的每个车轮的空气弹簧或串列桥的每个车辆侧的空气弹簧的截止阀，并且其中，各自的转换阀和截止阀在结构上组合在远离空气弹簧布置的阀体中，其中，空气悬架装置为了测量空气弹簧的弹簧膜盒中的膜盒压力而分别具有压力传感器，压力传感器布置在阀体内或阀体上，其中，压力传感器分别在配属给它们的截止阀的出口处与配属的一个空气弹簧的一个弹簧膜盒或配属的多个空气弹簧的多个弹簧膜盒的联接线路联接，并且其中，空气弹簧的弹簧膜盒中的膜盒压力能够借助压力传感器的测量值精确地调节到目标压力。
由于压力传感器布置得远离空气弹簧的膜盒，特别是还由于截止阀的打开和关闭过程中引起的压力峰值和压力波动，所以传感式检测的空气压力与空气弹簧膜盒中存在的膜盒压力有偏差。为了在膜盒进气或排气时仍能相对精确地设定预定的目标压力，本方法规定了以下方法步骤：
a)针对一个空气弹簧的一个弹簧膜盒或多个空气弹簧的多个弹簧膜盒的进气和排气，分别确定以用于压缩空气的存储容器中的储备压力pV的来值标准化的至少一条膜盒压力-时间特征曲线pB/pV(t)；
b)传感式测量一个空气弹簧的一个弹簧膜盒中或多个空气弹簧的多个弹簧膜盒中的当前膜盒压力pB_1，以及紧接在其进气或排气之前的当前储备压力pV_1；
c)利用测量的膜盒压力pB_1与测量的储备压力pV_1的比以及规定的目标压力pB_2与测量的储备压力pV_1的比从用于进气或排气的标准化的膜盒压力-时间特征曲线pB/pV(t)确定出针对配属的截止阀的打开持续时间Δto；
d)在确定的打开持续时间Δto内打开配属的截止阀，以调节出规定的目标压力pB_2。
在打开持续时间Δto期间能通过配属的压力传感器测量的(但仍然是失真的)膜盒压力因此在根据本发明的方法中没有被使用。通过以储备压力pV将膜盒压力pB标准化，消除了由于供应和提取波动而导致的大小不同的储备压力pV对膜盒压力-时间特征曲线pB/pV(t)和配属的截止阀的各自的打开持续时间Δto的影响。
分别优选地利用在进气或排气前不同的膜盒压力比pB_1/pV_1并且利用配属的截止阀的具有各自不同的目标压力比pB_1/pV_2的打开持续时间Δto确定标准化的膜盒压力-时间特征曲线pB/pV(t)作为结果。
标准化的膜盒压力-时间特征曲线pB/pV(t)例如在车辆制造商对各个车辆进行最终检查之前确定并存储在车辆的电子控制器的数据存储器中。
由于控制阀的磨损和弹簧膜盒材料特性的老化导致的变化会在车辆的持续运行中发生，有意义的是：在专业车间中的维护工作时，以预定的时间间隔或行程间隔检查并在需要时校正标准化的膜盒压力-时间特征曲线pB/pV(t)。
原则上，分别依赖于联接线路的长度、联接线路的直径、联接线路在延伸中存在的角度以及联接的一个或多个弹簧膜盒的容积来确定标准化的膜盒压力-时间特征曲线pB/pV(t)。这使得确定的膜盒压力-时间特征曲线pB/pV(t)有可能转移到具有相同尺寸的联接线路和膜盒的组合，也就是说，利用联接线路的类似的构造和布置避免了在车辆上相对耗费地确定膜盒压力-时间特征曲线pB/pV(t)。
由于膜盒压力-时间特征曲线pB/pV(t)和由此确定的打开持续时间Δto也会受到压缩空气的温度以及转换阀和截止阀相应的打开组合的影响，因此可以附加地规定，针对压缩空气的特定的温度范围和/或针对转换阀和截止阀的不同打开组合，分别单独地确定膜盒压力-时间特征曲线pB/pV(t)。
附图说明
下面将参照附图中所示的实施例对本发明进行更详细的解释。在附图中：
图1示出用于车辆的车桥的空气悬架装置的示意图，其具有中央布置的压力传感器；
图2以图表示出了在进气过程期间弹簧膜盒的膜盒压力和由压力传感器检测到的压力关于时间的压力曲线；以及
图3以图表示出了依据特征曲线来确定针对弹簧膜盒进气的截止阀的打开持续时间。
具体实施方式
在图1中示意性地绘出的用于车辆的车桥2的空气悬架装置6包括：针对车桥2的每个车轮4a、4b分别具有弹簧膜盒10a、10b的空气弹簧8a、8b；阀体12，其具有用于每个车轮4a、4b的空气弹簧8a、8b的构造为3/2电磁切换阀的转换阀14和分别构造为2/2电磁切换阀的截止阀16a、16b；以及用于测量空气弹簧8a、8b的每个弹簧膜盒10a、10b中的膜盒压力的各一个压力传感器18a、18b。
借助通过电的控制线路38与电子控制器36相连接的转换阀14，工作压力线路20可以交替地与设有消声器26的排气出口24或压力引导的储备线路28连接。存储容器30和压力传感器32与储备线路28联接。压力传感器32测量存储容器30中存在的压缩空气的储备压力pv，并通过电的传感器线路42与电子控制器36连接。经由在入口侧通过T形件22与工作压力线路20联接且分别通过电的控制线路40a、40b与电子控制器36连接的两个截止阀16a、16b，通向所配属的空气弹簧8a、8b的弹簧膜盒10a、10b的各一个联接线路34a、34b可以交替地与工作压力线路20连接或相对于它截止。
在转换阀14未操纵，即未通电的状态下，工作压力线路20与排气出口24连接并且因此是无压力的。在操纵状态下，即转换阀14的通电状态下，工作压力线路20与储备线路28连接因此处于存储容器30中存在的储备压力pv之下。
在截止阀16a、16b未操纵、即未通电的状态下，截止阀各自关闭，并且联接线路34a、34b在这种情形下相对于工作压力线路20截止。为了降低所配属的空气弹簧8a、8b的弹簧膜盒10a、10b中的膜盒压力，只需要打开相关的截止阀16a、16b，从而使相应的弹簧膜盒10a、10b排气。而为了提高所配属的空气弹簧8a、8b的弹簧膜盒10a、10b中的膜盒压力，需要转换转换阀14并打开相关的截止阀16a、16b，从而使相应的膜盒10a、10b进气。
压力传感器18a、18b布置在阀体12内或阀体上，并分别在配属的截止阀16a、16b的出口处与配属的空气弹簧8a、8b的弹簧膜盒10a、10b的联接线路34a、34b联接。压力传感器18a、18b被构造成压力-电压转换器，并分别通过电的传感器线路44a、44b与电子控制器36相连接。
如图2的压力-时间图表中针对空气弹簧8a、8b的弹簧膜盒10a、10b的进气示例性所示的那样，存在于相关的弹簧膜盒10a、10b中的膜盒压力pB和由配属的压力传感器18a、18b测量到的存在于配属的截止阀16a的出口处的空气压力pS在进气过程期间在时间t之内彼此强烈偏差，这是因为在相关的截止阀16a、16b的出口处由于其打开和关闭会出现压力峰值和压力波动。因此，依据传感式检测到的空气压力pS来精确控制弹簧膜盒10a、10b的进气和排气是不可能的。
下面说明的如图3的图表中所示的控制方法用于解决这一问题。根据本发明的方法规定，紧接在空气弹簧8a、8b的至少一个弹簧膜盒10a、10b的进气之前，借助压力传感器18a、18b、30测量相关的弹簧膜盒10a、10b中的当前膜盒压力pB_1以及当前储备压力pV_1，并由此在进气之前形成膜盒压力比pB_1/pV_1。用配属的压力传感器18a、18b精确地确定膜盒压力pB是可能的，这是因为膜盒压力pB在进气前是恒定的，并且因此传感式检测到的空气压力pS与弹簧膜盒10a、10b中存在的膜盒压力pB是相同的。
随后，目标压力比pB_2/pV_1由规定的目标压力pB_2(弹簧膜盒10a、10b应被进气到该压力)和传感式检测到的储备压力pV_1形成。利用膜盒压力比pB_1/pV_1和目标压力比pB_2/pV_1，就可以从先前确定的、以储备压力pV标准化的膜盒压力-时间特征曲线pB/pV(t)来确定两个时间点t1和t2之间的打开持续时间Δto，在转换阀14转换后，配属的截止阀16a、16b必须在该打开持续时间内打开，以便将相关的弹簧膜盒10a、10b中的膜盒压力pB从进气前的膜盒压力pB_1提高到进气后的目标压力pB_2。
在下一步骤中，转换转换阀14，并且配属的截止阀16a、16b在确定的打开持续时间Δto内打开。相关的弹簧膜盒10a、10b中的目标压力pB_2的调节是相对精确的，因为无需考虑在进气过程期间与弹簧膜盒10a、10b中的膜盒压力pB有偏差的、可用配属的压力传感器18a、18b测量的空气压力pS。
针对空气弹簧的弹簧膜盒的进气和排气，分别确定至少一个以储备压力pV标准化的膜盒压力-时间特征曲线pB/pV(t)。膜盒压力-时间特征曲线pB/pV(t)优选由车辆制造商在各自车辆的最终检查前确定并存储在电子控制器36的数据存储器中。
附图标记列表
2 车桥
4a、4b 车轮
6 空气悬架装置
8a、8b 空气弹簧
10a、10b 弹簧膜盒
12 阀体
14 转换阀
16a、16b 截止阀
18a、18b 压力传感器
20 工作压力线路
22 T形件
24 排气出口
26 消声器
28 储备线路
30 存储容器
32 压力传感器
34a、34b 联接线路
36 电子控制器
38 控制线路
40a、40b 控制线路
42 传感器线路
44a、44b 传感器线路
p 压力
pB 膜盒压力
pB/pV 标准化膜盒压力、膜盒压力比
pB_1 当前膜盒压力
pB_1/pV_1 进气或排气前的膜盒压力比
pB/pV(t) 膜盒压力-时间特征曲线
pB_2 目标压力
pB_1/pV_2 目标压力比
pS 传感式检测到的空气压力
pV 储备压力
pV_1 当前储备压力
t 时间
t1 时间点，打开
t2 时间点，关闭
Δto 打开持续时间

Claims (7)

1.用于控制车辆的空气悬架装置的方法，所述空气悬架装置具有分别针对一个车桥(2)或多个相邻的串列桥的空气弹簧(8a、8b)的转换阀(14)，以及分别针对所述车桥(2)的每个车轮(4a、4b)的空气弹簧(8a、8b)或所述串列桥的每个车辆侧的空气弹簧的截止阀(16a、16b)，并且其中，相应的转换阀(14)以及截止阀(16a、16b)在结构上组合在远离空气弹簧(8a、8b)布置的阀体(12)中，其中，空气悬架装置为了测量空气弹簧(8a、8b)的弹簧膜盒(10a、10b)中的膜盒压力而分别具有压力传感器(18a、18b)，所述压力传感器布置在阀体(12)内或阀体上，其中，压力传感器(18a、18b)分别在配属给它们的截止阀(16a、16b)的出口处与配属的一个空气弹簧(8a、8b)的一个弹簧膜盒(10a、10b)或配属的多个空气弹簧的多个弹簧膜盒的联接线路(34a、34b)联接，并且其中，空气弹簧(8a、8b)的弹簧膜盒(10a、10b)中的膜盒压力(pB)能够借助压力传感器(18a、18b)的测量值精确地调节到目标压力(pB_2)，其中，所述方法具有以下方法步骤：
a)针对一个空气弹簧(8a、8b)的一个弹簧膜盒(10a、10b)或多个空气弹簧的多个弹簧膜盒的进气和排气，分别确定以用于压缩空气的存储容器(30)中的储备压力(pV)的值来标准化的至少一条膜盒压力-时间特征曲线(pB/pV(t))；
b)传感式测量一个空气弹簧(8a、8b)的一个弹簧膜盒(10a、10b)中或多个空气弹簧的多个弹簧膜盒中的当前膜盒压力(pB_1)，以及在其即将进气或排气之前的当前储备压力(pV_1)；
c)利用测量的膜盒压力(pB_1)与测量的储备压力(pV_1)的比以及规定的目标压力(pB_2)与测量的储备压力(pV_1)的比从用于进气或排气的标准化的膜盒压力-时间特征曲线(pB/pV(t))确定出针对配属的截止阀(16a、16b)的打开持续时间(Δto)；
d)在确定的打开持续时间(Δto)内打开配属的截止阀(16a、16b)，以调节出规定的目标压力(pB_2)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分别利用在进气或排气前不同的膜盒压力比(pB_1/pV_1)并且利用配属的截止阀(16a、16b)的具有相应的目标压力比(pB_1/pV_2)的不同的打开持续时间(Δto)确定标准化的膜盒压力-时间特征曲线(pB/pV(t))作为结果。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，标准化的膜盒压力-时间特征曲线(pB/pV(t))在车辆制造商对各个车辆进行最终检查之前确定并存储在车辆的电子控制器(36)的数据存储器中。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的方法，其特征在于，在专业车间中的维护工作的情况下，以预定的时间间隔或行程间隔检查并在需要时校正标准化的膜盒压力-时间特征曲线(pB/pV(t))。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其特征在于，分别依赖于联接线路(34a、34b)的长度、各自的联接线路(34a、34b)的直径、联接线路(34a、34b)在延伸中存在的角度以及联接的一个或多个弹簧膜盒(10a、10b)的容积来确定标准化的膜盒压力-时间特征曲线(pB/pV(t))。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，确定的膜盒压力-时间特征曲线(pB/pV(t))被转移到具有相同尺寸的弹簧膜盒(10a、10b)和联接线路(34a、34b)的组合。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的方法，其特征在于，针对压缩空气的特定的温度范围和/或针对转换阀(14)和截止阀(16a、16b)的不同的打开组合，分别单独地确定膜盒压力-时间特征曲线(pB/pV(t))。
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