DE10033046A1 - Reglungseinrichtung zur Regelung einer Luftfederung eines Radfahrzeuges in Abhängigkeit erfaßter Radlasten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Regelungseinrichtung zur Regelung einer mehrere Luftfedern (6, 7, 8, 9) aufweisenden Luftfederung eines Radfahrzeuges (1), umfassend eine Einrichtung zur Veränderung des Luftdrucks in den Luftfedern (6, 7, 8, 9), mittels der die Luftfedern selektiv einstellbar sind. Die Regelungseinrichtung stellt die Luftfedern in Abhängigkeit der an den Fahrzeugrädern herrschenden Radlasten ein. Hierzu ist die Regelungseinrichtung mit einem Sensorsystem versehen, durch das die jeweilige Radlast der einzelnen Räder (2, 3, 4, 5) des Fahrzeuges erfaßt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Regelungseinrichtung zur Regelung einer mehrere Luftfedern aufweisenden Luftfederung eines Radfahrzeuges, umfassend eine Einrichtung zur Veränderung des Luftdrucks in den Luftfedern, mittels der die Luftfedern selektiv einstellbar sind.

Kraftfahrzeuge werden zur Verbesserung des Fahrkomforts zunehmend mit Luftfedern ausgerüstet. Bei Temperaturschwankungen und damit unterschiedlicher Ausdehnung der Luft in den Federn kann es dazu kommen, daß an den Rädern unterschiedliche Radaufstandskräfte vorherrschen. Entsprechendes gilt bei einer ungleichmäßigen Fahrzeugbeladung. Im Extremfall können die Radaufstandskräfte bzw. Radlasten so unterschiedlich sein, daß das Fahrzeug im wesentlichen nur auf drei Rädern steht.

Außerdem müssen Luftfedern bei der Montage des betreffenden Fahrzeuges kalibriert werden, um unterschiedliche Radlasten an den Fahrzeugrädern zu vermeiden. Der Kalibriervorgang ist relativ zeit- und kostenaufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regelungseinrichtung zu schaffen, die die Einstellung gleicher Radlasten bei einer Luftfederung eines Radfahrzeuges sicherstellt und die aufwendige Kalibrierung der Luftfedern bei der Montage überflüssig macht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Regelungseinrichtung der eingangs genannten Art mit einem die jeweilige Radlast der einzelnen Räder des Fahrzeuges erfassenden Sensorsystem kombiniert wird, derart, daß die Regelungs­ einrichtung die Luftfedern in Abhängigkeit der erfaßten Radlasten einstellt.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Regelungseinrichtung besteht darin, daß das Sensorsystem aus Sensoren aufgebaut ist, die die Verformung der Reifenseitenwand des jeweiligen Fahrzeugrades erfassen. Mit einem solchen Sensorsystem lassen sich die vorherrschenden Radlasten zuverlässig ermitteln.

Alternativ kann die Radlast an den einzelnen Fahrzeugrädern auch durch Sensoren erfaßt werden, die die Zug-/Druckspannungen an den jeweiligen Radaufhängungen der einzelnen Fahrzeugräder erfassen. Auch ein solches Sensorsystem ermöglicht eine zuverlässige Ermittlung der jeweils vorherrschenden Radlasten. Die Sensoren können insbesondere in Form von Dehnungsmeßstreifen realisiert sein.

Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit zur Erfassung der Radlast an den einzelnen Fahrzeugrädern besteht in Sensoren, die die Zug-/Druckspannungen an mindestens einem Verbindungssteg zwischen Reifen und Achse eines Fahrzeugrades erfassen, und in Mitteln zur berührungslosen Übertragung der bei der Umdrehung des Fahrzeugrades erfaßten Meßwerte für Zug-/Druckspannungen des Verbindungssteges an eine Auswerteeinrichtung. Auch hierzu können vorzugsweise Dehnungsmeßstreifen verwendet werden. Die berührungslose Übertragung der Meßwerte kann beispielsweise induktiv oder über ein frequenzmoduliertes Signal erfolgen.

Wie eingangs bereits erwähnt, kann das Vorliegen unterschiedlicher Radlasten verschiedene Gründe haben. Insbesondere kann der Unterschied zwischen den Radlasten temperaturbedingt sein. Es ist beispielsweise möglich, daß ein Abschnitt des Fahrzeugs über längere Zeit unmittelbar der Sonnenstrahlung ausgesetzt ist, während der restliche Teil des Fahrzeugs im Schatten steht. Liegt nun eine Luftfeder in dem durch die Sonnenstrahlung erwärmten Fahrzeugabschnitt, so kann sich an dem betreffenden Fahrzeugrad durch die temperaturbedingte Ausdehnung der Luft in der Luftfeder eine relativ hohe Radlast ergeben. Um diese vergleichsweise hohe Radlast zu verringern, könnte durch die Regelungseinrichtung aus der betreffenden Luftfeder ein Teil der Luft abgelassen werden, so daß die an den Rädern vorliegenden Radlasten danach wieder im wesentlichen gleich sind. Alternativ könnte zum Ausgleich der Radlasten auch Luft in die eine geringere Radlast erzeugenden Luftfedern gepumpt werden.

Im Fahrbetrieb können sich unterschiedliche Radlasten an den einzelnen Rädern des Fahrzeuges allerdings auch durch Brems- oder Beschleunigungsvorgänge und/oder durch Kräfte infolge einer Kurvenfahrt oder Querbewegung des Fahrzeuges ergeben. Bei einer Kurvenfahrt wäre es aber nicht unbedingt sinnvoll, aus der Luftfeder des die höchste Radlast aufweisenden Rades Luft abzulassen bzw. zusätzliche Luft in die Luftfeder des die geringste Radlast aufweisenden Rades zu pumpen.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird daher vorgeschlagen, daß das Sensorsystem der Regelungseinrichtung erfaßt, ob eine Veränderung der Radlast an den einzelnen Rädern durch eine Verzögerung oder Beschleunigung des Fahrzeuges und/oder durch eine Kurvenfahrt oder Querbewegung des Fahrzeuges bedingt ist, und in einem solchen Fall ein entsprechendes Signal an die Regelungseinrichtung abgibt, worauf die Regelungseinrichtung die Luftfedern nicht oder nach einem vorgegebenen spezifischen Algorithmus in Abhängigkeit der erfaßten Radlasten verstellt. In diesem Zusammenhang ist es zweckmäßig, wenn die Regelungseinrichtung mit einer Datenanalyseeinrichtung versehen ist.

Des weiteren kann die erfindungsgemäße Regelungseinrichtung Sensoren aufweisen, die den Reifendruck an den einzelnen Fahrzeugrädern erfassen. Somit kann die Einstellung der Luftfedern zusätzlich auch in Abhängigkeit des in den Reifen jeweils herrschenden Reifendrucks erfolgen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Regelungseinrichtung in schematischer Darstellung, und

Fig. 2 eine Seitenansicht auf die Innenseite eines Fahrzeugrades mit an dessen Aufhängung angeordneten Sensoren in schematischer Darstellung.

Das in Fig. 1 schematisch dargestellte Kraftfahrzeug 1 ist mit einer Luftfederung ausgerüstet. Den Fahrzeugrädern 2, 3, 4, 5 ist jeweils eine Luftfeder 6, 7, 8, 9 mit integriertem Stoßdämpfer zugeordnet. Alternativ können die Luftfedern auch mit separaten Stoßdämpfern kombiniert sein. Die Luftfedern 6, 7, 8, 9 sind über Luftleitungen 10, 11, 12, 13 an eine Luftversorgungseinheit 14 mit integrierter Steuerelektronik angeschlossen.

Aus der Verformung der Reifenseitenwand läßt sich mittels eines speziellen Algorithmus die an dem jeweiligen Rad 2, 3, 4 bzw. 5 herrschende Radlast ermitteln. Die Reifenseitenwand enthält hierzu ein der Gummimischung zugegebenes Magnetpulver, das in zwei konzentrischen Ringen 15, 16 abwechselnd in Nord- und Südpole magnetisiert wird (in Fig. 2 als dunkle und helle Bereiche 17 bzw. 18 dargestellt). An der Radaufhängung 19 sind zwei Sensoren 20, 21 befestigt, die das durch den drehenden Reifen 2 hervorgerufene zeitlich veränderte magnetische Feld erfassen. Die auf den Reifen 2 wirkenden Kräfte, insbesondere die Radlast, verändern die relative Position (zeitliche Differenz D) und die Amplituden A der Sensorsignale (vgl. linker Kasten in Fig. 2).

Die durch die Sensoren 20, 21 erzeugten Signale werden zunächst einer Signalaufbereitung 22 zugeführt und dann an eine Datenverarbeitungseinheit 23 weitergeleitet, wo aus ihnen die auf den jeweiligen Reifen 2, 3, 4, 5 wirkende Radlast berechnet wird. Von der Datenverarbeitungseinheit 23, die mit einer Datenanalyseeinheit. 24 versehen ist, gefangen die berechneten Daten zu einer Regelungseinheit 25, die mit der Luftversorgungseinheit 14 verbunden ist. Die Regelungseinheit 25 gibt in Abhängigkeit der berechneten Radlasten an die Luftversorgungseinheit 14 Stellsignale zur selektiven Einstellung der Luftfedern 6, 7, 8, 9 ab. Auf diese Weise wird das in der jeweiligen Luftfedern 6, 7, 8, 9 enthaltene Luftvolumen und damit der Druck in Abhängigkeit der ermittelten Radlast verändert.

Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr sind verschiedene Varianten denkbar, die von dem Erfindungsgedanken auch bei grundsätzlich abweichender Gestaltung Gebrauch machen. So kann die Radlast an den einzelnen Rädern 2, 3, 4, 5 beispielsweise auch mittels Sensoren, vorzugsweise Dehnungsmeßstreifen erfaßt werden, die die Zug-/Druckspannungen an den jeweiligen Radaufhängungen 19 der einzelnen Räder 2, 3, 4, 5 erfassen.

Alternativ können auch Sensoren verwenden werden, die die Zug-/Druckspannungen an mindestens einem Verbindungssteg zwischen Reifen und Achse eines Rades erfassen. Diesen Sensoren können vorzugsweise Mittel zur berührungslosen Übertragung der bei der Umdrehung des Fahrzeugrades erfaßten Meßwerte an eine Auswerteeinrichtung zugeordnet werden.

Claims (6)

1. Regelungseinrichtung zur Regelung einer mehrere Luftfedern (6, 7, 8, 9) aufweisenden Luftfederung eines Radfahrzeuges, umfassend eine Einrichtung zur Veränderung des Luftdrucks in den Luftfedern (6, 7, 8, 9), mittels der die Luftfedern selektiv einstellbar sind, gekennzeichnet durch ein die jeweilige Radlast der einzelnen Räder (2, 3, 4, 5) des Fahrzeuges (1) erfassendes Sensorsystem (20, 21), wobei die Regelungseinrichtung die Luftfedern (6, 7, 8, 9) in Abhängigkeit der erfaßten Radlasten einstellt.

2. Regelungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das SensorsystemSensoren (20, 21) aufweist, die die Verformung der Reifenseitenwand des jeweiligen Fahrzeugrades (2, 3, 4, 5) erfassen.

3. Regelungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorsystem Sensoren aufweist, die die Zug-/Druckspannungen an mindestens einem Verbindungssteg zwischen Reifen und Achse eines Fahrzeugrades erfassen, sowie Mittel zur berührungslosen Übertragung der bei der Umdrehung des Fahrzeugrades erfaßten Meßwerte für Zug-/Druckspannungen des Verbindungssteges an eine Auswerteeinrichtung.

4. Regelungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorsystem Sensoren aufweist, die die Zug-/Druckspannungen an den jeweiligen Radaufhängungen (19) der einzelnen Fahrzeugräder (2, 3, 4, 5) erfassen.

5. Regelungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorsystem erfaßt, ob eine Veränderung der Radlast an den einzelnen Rädern durch eine Verzögerung oder Beschleunigung des Fahrzeuges und/oder durch eine Kurvenfahrt oder Querbewegung des Fahrzeuges bedingt ist, und in einem solchen Fall ein entsprechendes Signal an die Regelungseinrichtung abgibt, worauf die Regelungseinrichtung die Luftfedern nicht oder nach einem vorgegebenen spezifischen Algorithmus in Abhängigkeit der erfaßten Radlasten verstellt.

6. Regelungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Sensoren vorgesehen sind, die den Reifendruck an den einzelnen Fahrzeugrädern erfassen.