DE102006025326B4 - Bestimmung der Federhöhe einer Luftfeder nach einem Impuls-Laufzeitmessverfahren - Google Patents

Bestimmung der Federhöhe einer Luftfeder nach einem Impuls-Laufzeitmessverfahren Download PDF

Info

Publication number
DE102006025326B4
DE102006025326B4 DE102006025326.4A DE102006025326A DE102006025326B4 DE 102006025326 B4 DE102006025326 B4 DE 102006025326B4 DE 102006025326 A DE102006025326 A DE 102006025326A DE 102006025326 B4 DE102006025326 B4 DE 102006025326B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
air spring
radar
electronics
receiver
spring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102006025326.4A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102006025326A1 (de
Inventor
Dr. Reck Siegfried
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ContiTech Luftfedersysteme GmbH
Original Assignee
ContiTech Luftfedersysteme GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ContiTech Luftfedersysteme GmbH filed Critical ContiTech Luftfedersysteme GmbH
Priority to DE102006025326.4A priority Critical patent/DE102006025326B4/de
Priority to PCT/EP2007/002918 priority patent/WO2007137647A1/de
Publication of DE102006025326A1 publication Critical patent/DE102006025326A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102006025326B4 publication Critical patent/DE102006025326B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/019—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the type of sensor or the arrangement thereof
    • B60G17/01933—Velocity, e.g. relative velocity-displacement sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/02—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum
    • F16F9/04—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum in a chamber with a flexible wall
    • F16F9/05—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum in a chamber with a flexible wall the flexible wall being of the rolling diaphragm type
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/0209—Systems with very large relative bandwidth, i.e. larger than 10 %, e.g. baseband, pulse, carrier-free, ultrawideband
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • G01S13/588—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems deriving the velocity value from the range measurement
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2204/00—Indexing codes related to suspensions per se or to auxiliary parts
    • B60G2204/10—Mounting of suspension elements
    • B60G2204/11—Mounting of sensors thereon
    • B60G2204/111—Mounting of sensors thereon on pneumatic springs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/25—Stroke; Height; Displacement
    • B60G2400/252—Stroke; Height; Displacement vertical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2401/00—Indexing codes relating to the type of sensors based on the principle of their operation
    • B60G2401/17—Magnetic/Electromagnetic
    • B60G2401/174—Radar

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

Luftfeder (2), bestehend aus: einem Roll- oder Faltenbalg (4) und zwei zueinander abstandsvariabel angeordneten Endgliedern (6, 8), die gemeinsam einen Luftfeder-Innenraum (10) umschließen, und einer Messeinrichtung zur Bestimmung der sich aus dem Abstand der beiden Endglieder (6, 8) ergebenden Federhöhe, wobei eine (6 oder 8) der beiden Endglieder (6, 8) chassisseitig und das andere (8 oder 6) der beiden Endglieder (6, 8) radseitig befestigt ist, wobei die Messeinrichtung einen Radar-Sender/Empfänger (16a/16b) und einen Reflektor (30) aufweist, wobei der Radar-Sender/Empfänger (16a/16b) ortsfest an dem einen (6 oder 8) der beiden Endglieder (6, 8), und wobei die Oberfläche des anderen Endgliedes (8 oder 6) und/oder die Oberfläche eines an dem anderen Endglied (8 oder 6) befindlichen Anschlagpuffers (14) als reflektierende Oberfläche (30) dient, wobei der Sender (16a) des Radar-Sender/Empfängers (16a/16b) eine Radar-Elektronik (18a/18b) mit einer ersten Elektronik (18a) zur Erzeugung eines breitbandigen, gepulsten Radar-Signals (32a) und eine Sende/Empfangs-Antenne (20a/20b) zur Abstrahlung des Signals (32a) in den Innenraum (10) der Luftfeder (2) aufweist, wobei der Empfänger (16b) des Radar-Sender/Empfängers (16a/16b) in der Radar-Komponente (18a/18b) eine zweite Elektronik (18b) aufweist zur Verarbeitung empfangener Signale (32b) der Sende/Empfangs-Antenne (20a/20b), und wobei die zweite Elektronik (18b) einen Impuls-Detektor, eine Zeitschaltung und einen Signalverarbeiter zwecks Bestimmung der sich aus der Laufzeit ergebenden lichten Höhe des Luftfeder-Innenraums (10) der Luftfeder (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, – dass die Sende/Empfangs-Antenne (20a/20b) eine einpolig ausgebildete und in Abstrahlrichtung orientierte Stabantenne ist, oder – eine einpolig ausgebildete und quer zur Abstrahlrichtung orientierte Plattenantenne ist, die auf ihrer Rückseite mit einem Antennen-Reflektor (24) versehen ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft betrifft eine Luftfeder – insbesondere zur Abstützung der Aufbauten eines Kraftfahrzeugs –, wobei die Federhöhe, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, mit Hilfe einer Laufzeitmesseinrichtung bestimmbar ist.
  • Eine Luftfeder weist üblicherweise außer einen Balg (Rollbalg oder Faltenbalg) zwei abstandsvariabel zueinander angeordnete Endglieder auf, wobei eines der beiden Endglieder chassisseitig und das andere Endglied radseitig zu befestigen ist. Im Fall einer Rollbalg-Luftfeder ist das eine der beiden Endglieder ein Abrollkolben, während das andere Endglied ein (Luftfeder-)Deckel ist.
  • Mit Hilfe von Impuls-Laufzeitmessungen kann der zwischen den Endgliedern momentan jeweils vorhandene lichte Abstand und damit die Federhöhe bestimmt werden. Um für die Messung der Laufzeit nicht notwendigerweise zwei Antennen (nämlich eine Sende-Antenne und eine Empfangsantenne) sowie die dafür erforderlichen elektrischen Zu- und Ableitungen jeweils an einem der Luftfeder-Endglieder anbringen zu müssen, wird bevorzugt nach der Impuls-Echo-Methode verfahren, wobei an einem der Endglieder ein Sender/Empfänger und an dem anderen Endglied lediglich ein Reflektor anzubringen ist.
  • Bei gattungsgemäßen Luftfedern wird die Impuls-Laufzeitmessung mit Hilfe von Ultraschall-Impulsen durchgeführt (siehe z. B. DE 196 48 112 C1 und DE 198 11 982 A1 ).
  • Der Nachteil dieser akustischen Methode ist die prinzipbedingt große Laufzeit des Echosignals. Sie ergibt sich aus der maximal zu messenden Entfernung und der Ausbreitungsgeschwindigkeit des Schalls in Luft. Bei einer Messdistanz von 500 mm beträgt die Laufzeit ca. 3 Millisekunden. Bei Messungen während des Ein- und Ausfederns ergibt sich ein „verschmiertes” Messsignal, d. h. ein ungenaues Messergebnis. Ein- und Ausfederungsgeschwindigkeiten, Ein- und Ausfederungsamplituden und -Frequenzen lassen sich mittels Ultraschall-Impulslaufzeitmessungen prinzipbedingt nicht genau feststellen. Der Nahbereich vor dem Ultraschall-Sender/Empfänger lässt sich nur unzulänglich erfassen. Ein weiterer Nachteil von Ultraschall-Laufzeitmessungen wird darin gesehen, dass die Geschwindigkeit des Schalls vom Innendruck des Luftfederbalgs und von der in der Luftfeder jeweils momentan vorliegenden Temperatur abhängt.
  • Gemäß der DE 100 25 631 B4 erfolgt die Messung der Luftfederhöhe mit Hilfe von elektrischer Hohlraumresonanz. Die Frequenz der Hohlraumresonanz bei der Luftfeder hängt nicht nur von der Federhöhe ab sondern auch von dem Durchmesser der Luftfeder. Praktische Versuche an Schlauchrollbälgen haben den Einfluss des Durchmessers auf das Messergebnis gezeigt. Außerdem sind Messungen mit Hilfe von Magnetfeldsensoren denkbar: Die Reichweite dieser Messverfahren reicht für viele Anwendungen nicht aus. Außerdem ist die Kennlinie stark nichtlinear und flacht bei großen Entfernungen ab. Schließlich sind die klassischen Messverfahren zur Bestimmung der Federhöhe mit externen Sensoren (Drehwinkel, Kontakte, Piezoelemente usw.) zu nennen. Ihr Nachteil liegt im Wesentlichen in der geringen Auflösung.
  • Die EP 1 522 431 A2 offenbart eine Fahrzeugaufhängung, die mit Hilfe eines einen Sender und einen Empfänger aufweisenden Radar-Sensors und einer zugehörigen Elektronik das Verhalten und die Bewegung der Aufhängung erfasst.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Höhenmesseinrichtung für Luftfedern zu schaffen, bei der – im Unterschied zu den bekannten Ultraschall-Messeinrichtungen – auf eine zusätzliche Messung und Berücksichtigung von Balg-Innendruck und Temperatur verzichtet werden kann. Eine weiterführende Aufgabe der Erfindung besteht in einer Bestimmung der Ein/Ausfederungsgeschwindigkeit.
  • Lösung und Vorteile
  • Die Lösung der gestellten Aufgabe ist mit mit Anspruch 1 gegeben. Bevorzugte Details finden sich in den Unteransprüchen. Aufgrund der extrem kurzen Anstiegszeit und wegen der – verglichen mit Ultraschall – um mehrere Zehnerpotenzen größeren Messwiederholungsrate liefert die erfindungsgemäße Radar-Impuls-Laufzeitmesseinrichtung äußerst präzise Messwerte. Durch Vorgabe eines Zeitfensters werden Fehlmessungen aufgrund von Mehrfachreflexionen vermieden. Im Unterschied zu entsprechenden Ultraschall-Messverfahren ist das erfindungsgemäße Messverfahren unempfindlich gegenüber Einflüssen von Balg-Innendruck und Temperatur. Mit Kenntnis der so bestimmbaren statischen Federhöhe kann – z. B. je nach Beladungszustand des Fahrzeugs – eine Niveau-Angleichung an einen vorgegebenen Sollwert vorgenommen werden.
  • Durch Beladung eines Fahrzeugs ändert sich aber nicht nur sein (statisches) Niveau sondern auch die Feder/Dämpfer-Charakteristik. Ist das Fahrzeug im Leerzustand optimal bedampft, so ist es im beladenen Zustand zu schwach bedämpft; es federt nach. Um eine Feder/Dämpfer-Kombination durch passive und/oder aktive Beeinflussung der Federgröße und/oder durch passive und/oder aktive Beeinflussung der Dämpfung zu optimieren, ist es erforderlich, außer der statischen Größe der Federhöhe auch die dynamischen Schwingungsdaten im jeweiligen Fahrzustand zu kennen. Hierzu bietet das hier vorgeschlagene Radar-Impulsverfahren ideale Voraussetzungen:
    Die Ausbreitungsgeschwindigkeit ist bei Radar um mehrere Zehnerpotenzen größer als bei Ultraschall. Damit kann die Wiederholungsrate entsprechend größer sein. Da die Elektronik im Picosekunden-Bereich zu arbeiten in der Lage ist, kann eine große Wiederholungsrate mit steilen Anstiegsflanken auch praktisch realisiert werden.
  • Auf der Grundlage von kurz aufeinanderfolgenden Höhenmessungen wird nun in Weiterführung der Erfindung der Differenzenquotient bzw. der Differenzialquotient gebildet, womit die Ein-/Ausschwinggeschwindigkeit gegeben ist. Schwingungsfrequenz und Schwingungsamplitude ergeben sich gewissermaßen automatisch mit. Damit ist auch das Nachschwingen messtechnisch erfassbar. Die Messsignale der Messgröße können nach Art von negativer Rückkopplung an eine Feder/Dämpfer-Steuerung abgegeben werden.
  • Zeichnungen
  • Im folgenden werden Aufbau und Wirkungsweise und weitere Vorteile eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Luftfeder nebst einer Abwandlung anhand einer Rollbalg-Luftfeder erläutert. Die in den Zeichnungen dargestellte und anschließend beschriebene Rollbalg-Luftfeder stellt keine Einschränkung der Erfindung dar. Die den Kern der Erfindung bildende Messeinrichtung kann ebenso gut Teil einer Faltenbalg-Luftfeder oder eines Luftfederbeins sein. Es zeigt:
  • 1 eine erfindungsgemäße Rollbalg-Luftfeder im Längsschnitt mit einem Radar-Sender/Empfänger im Luftfeder-Deckel;
  • 2 eine Abwandlung der in 1 dargestellten Rollbalg-Luftfeder, ebenfalls im Längsschnitt; wobei sich ein Radar-Sender/Empfänger am Luftfeder-Abrollkolben befindet; und
  • 3 das Blockschaltbild einer weiterführenden Ausführungsform der erfindungsgemäßen Radar-Impuls-Messeinrichtung.
  • Beschreibung
  • Die in den 1 und 2 im Längsschnitt dargestellten Rollbalg-Luftfedern 2 weisen jeweils einen herkömmlichen Grundaufbau auf. Wesentliche Bestandteile dieser beiden Rollbalg-Luftfedern 2 sind jeweils ein Luftfeder-Rollbalg 4 mit jeweils zwei abstandsvariabel zueinander angeordneten Endgliedern 6, 8, die jeweils gemeinsam einen Luftfederinnenraum 10 umschließen. Das in den und jeweils oben dargestellte Endglied 6 ist ein Luftfeder-Deckel (Deckelplatte, Anschlussplatte) und das jeweils unten dargestellte Endglied 8 ist ein Luftfeder-Abrollkolben.
  • Üblicherweise sind die jeweiligen Luftfeder-Deckel 6 axial mittels eines Stützelements 12 an dem Fahrzeug-Chassis (nicht dargestellt) befestigt, während die Abrollkolben 8 üblicherweise jeweils radseitig angeordnet sind. Die dem Luftfeder-Innenraum 10 zugewandten Böden der Abrollkolben 8 sind jeweils mit einem Gummipuffer 14 versehen.
  • Zur Bestimmung der mit der lichten Höhe des Luftfeder-Innenraums 10 gegebenen Federhöhe weist die Luftfeder 2 eine Impulslaufzeit-Messeinrichtung auf. Die wesentlichen Bestandteile dieser Messeinrichtung sind ein Radar-Sender 16a mit einer ersten Elektronik 18a zur Erzeugung eines breitbandigen, gepulsten Radar-Signals 32 Pulsgenerator 28) (3) und eine Sende-Antenne 20a. Außerdem gibt es einen Radar-Empfänger 16b mit einer zweiten Elektronik 18b und einer Empfangsantenne 20b. Die Elektronik 18b kann einen Impuls-Detektor, eine Zeitschaltung und einen Signalverarbeiter umfassen.
  • Bei den in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen bilden die erste 18a und die zweite Elektronik 18b eine gemeinsame Elektronik-Komponente 18a/18b und die Sende- 20a und die Empfangsantenne 20b sind identisch (Radar-Antenne 20a/20b). Insgesamt bilden Radar-Sender 16a und Radar-Empfänger 16b einen einheitlichen Radar-Sender/Empfänger 16a/16b.
  • Der Luftfederdeckel 6 der in der 1 dargestellten Rollbalg-Luftfeder 2 weist eine Bohrung (Durchlass) zur Aufnahme einer solchen Radar-Sender/Empfänger-Baueinheit 16a/16b auf. Diese Baueinheit 16a/16b ist mit einem Anschluss-Stecker 22 für die Stromversorgung der Elektronik 18a/18b und zum Anschluss von Signal-Leitungen versehen. Zur leichteren Montage der Radar-Sender/Empfänger-Baueinheit 16a/16b ist die Bohrung außermittig im Luftfeder-Deckel 6 angeordnet.
  • Als Sende/Empfangs-Antenne 20a/20b genügt eine einpolige Antenne von etwa 4 Zentimetern Länge. Die Antenne 20a/20b kann sowohl ein in Richtung der zu messenden Strecke ausgerichteter Stab (1) als auch eine quer zur Messstrecke angeordnete Platte sein (2). Im ersten Fall ist der elektrische Vektor E des elektromagnetischen Feldes in Ausbreitungsrichtung (magnetischer Vektor H senkrecht dazu) und im zweiten Fall ist der magnetische Vektor H in Ausbreitungsrichtung (elektrischer Vektor E senkrecht dazu) orientiert.
  • Gemäß 1 strahlt eine einpolig ausgebildete Stummel-Antenne 20a/20b, die durch die Deckelplatte 6 ragt, ein sehr breitbandiges (ultra-wide-band) Radar-Signal 32a (3) in den Luftfeder-Innenraum 10 ab. Dieses Signal wird von dem gegenüber befindlichen Luftfeder-Kolben 8 bzw. von dem (Gummi-)Puffer 14 reflektiert („Reflektor” 30). Aus der Laufzeit des reflektierten Signals 32b (3) lässt sich der Abstand zwischen der Deckelplatte 6 und dem Kolben 8 berechnen. Der Kolben 8 bzw. der Puffer 14 weist eine Radar-reflektierende Oberfläche auf. Das Material dieser Oberfläche(n) muss nicht notwendigerweise ein Metall sein. Bei Verwendung von Kunststoff ist darauf zu achten, dass dessen Dielektrizitätskonstante hinreichend größer ist als der entsprechende Wert für Luft.
  • Gemäß der in 2 dargestellten Alternative ist sowohl die Elektronik-Komponente 18a/18b als auch die Radar-Antenne 20a/20b, d. h. die gesamte Radar-Sender/Empfänger-Baueinheit 16a/16b, in den Boden des Kolbens 8 integriert. Die Antenne 20a/20b ist hier nicht stabförmig sondern flächig ausgebildet und quer zur Ausbreitungsrichtung orientiert. Zur Erhöhung der in Ausbreitungsrichtung abzustrahlenden Leistung befindet sich hinter der Antenne 20a/20b ein Antennen-Reflektor 24. Die von dieser Antenne 20a/20b abgestrahlten Radar-Impulse 32a (3) werden in diesem Fall von der Deckelplatte 6 der Luftfeder 2 reflektiert (reflektiertes Signal 32b (3). Die Messergebnisse werden über eine Funkschnittstelle an ein externes Steuergerät (nicht dargestellt) übertragen (z. B. 433 MHz, ISM-Band). Die Energie für den Betrieb dieser Radar-Sender/Empfänger-Baueinheit 16a/16b wird von einer Batterie 26 bereitgestellt.
  • Nach Abstrahlung eines Sende-Impulses 32a (3) wird die Antenne 20a/20b bis zum Empfang des reflektierten Impulses 32b (3) auf Empfang geschaltet. Das abgestrahlte Signal 32a (3) ist vorzugsweise ein breitbandiges Radar-Signal mit einer nominellen Widerholungsrate von 2 Millionen pro Sekunde. Da der Radar-Sender 16a zudem als Empfänger 16b ausgebildet ist, ist die Messeinrichtung in der Lage, die Echos 32b seiner eigenen Signale 32a (3) zu erkennen, d. h. zu empfangen und auszuwerten. Die Impulse sind kurz und weisen vorzugsweise eine Anstiegszeit von 5·10–11 Sekunden (50 Pico-Sekunden) auf. Auf diese Weise ist die Messeinrichtung fähig, bereits den wenige Zentimeter vor dem Sender/Empfänger 16a/16b befindlichen Nahbereich ebenso wie den entfernteren Bereich genauestens zu bestimmen.
  • Um Verfälschungen durch Vielfachmessungen zu vermeiden, wird der Verzögerungsbereich (d. h. das „Zeitfenster”) zum Empfang der Echos 32b (3) auf die minimal und maximal möglichen Abmessungen der Luftfeder 2 abgestimmt. Außerdem kann die Innenseite des Luftfederbalgs 4 aus einem nur schwach reflektierenden Material bestehen oder mit einem Antireflexbelag versehen sein.
  • Das Blockschaltbild (3) der weiterführenden Ausführungsform der erfindungsgemäßen Radar-Impuls-Messeinrichtung zeigt zunächst die wesentlichen Baugruppen des Grundaufbaus. Hierzu gehören: ein Pulsgenerator 28 zur Erzeugung eines gepulsten Radarsignals, ein Sender 16a zur Abstrahlung 32a des gepulsten Radarsignals 32 in den Luftfederinnenraum 10, ein Reflektor 30, der das Radarsignal 32 reflektiert (reflektiertes Signal, Echo 32b), ein Empfänger 16b zum Empfang des reflektierten Radarsignals 32b. Außerdem gibt es eine Auswerte-Elektronik 18b, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine steuerbare Verzögerungsleitung 34, einen Abtaster 36 und einen Mittelwertbildner 38 umfasst, mit deren Hilfe aus der Laufzeit des (reflektierten) Radarsignals 32 der Abstand (Mess-Entfernung) zwischen Sender/Empfänger 16a/16b und Reflektor 30 und damit die Federhöhe bestimmbar ist.
  • Das wesentliche Bauelement der Weiterführung besteht in einem Differenzierglied 40, mit dessen Hilfe der Differenzenquotioent bzw. der Differentialquotient von aufeinanderfolgenden Höhenmessungen gebildet werden kann. Dieser Differenzenquotient bzw. dieser Differenzialquotient gibt die momentane Ein/Ausfederungsgeschwindigkeit der Luftfeder 2 an.
  • Während die statische Federhöhe im Wesentlichen zur Niveauregelung dient, kann die Kenntnis der dynamischen Ein-/Ausfederungsgeschwindigkeit vorzugsweise zur passiven und/oder aktiven Beeinflussung (Steuerung/Regelung) der Feder- und/oder Dämpfer-Charakteristik herangezogen werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 2
    (Rollbalg-)Luftfeder
    4
    Roll- oder Faltenbalg, Luftfederbalg
    6, 8
    Luftfeder-Endglieder
    6
    Luftfederdeckel, Deckelplatte, Anschlussplatte
    8
    (Luftfeder-)Abrollkolben, Luftfederkolben, Kolben
    10
    Luftfeder-Innenraum
    12
    Stützelement
    14
    (Gummi-)Puffer, Anschlagpuffer
    16a
    Radar-Sender
    16b
    Radar-Empfänger
    16a/16b
    Radar-Sender/Empfänger(-Baueinheit)
    18a
    (erste) Elektronik zur Erzeugung eines gepulsten Radar-Signals (Pulsgenerator)
    18b
    (zweite) Elektronik (mit einem Impuls-Detektor, einer Zeitschaltung und einem Signalverarbeiter)
    18a/18b
    Elektronik-Komponente
    20a
    Sende-Antenne
    20b
    Empfangsantenne
    20a/20b
    Sende/Empfangs-Antenne, Radar-Antenne
    22
    Anschluss-Stecker
    24
    Antennen-Reflektor
    26
    Batterie
    E
    Vektor der elektrischen Feldkomponente
    H
    Vektor der magnetischen Feldkomponente
    28
    Pulsgenerator
    30
    Reflektor, reflektierende Oberfläche
    32; 32a, 32b
    Radarsignal, Radarimpuls, (32b Echo)
    34
    Verzögerungsleitung
    36
    Abtaster
    38
    Mittelwertbildner
    40
    Differenzierglied

Claims (8)

  1. Luftfeder (2), bestehend aus: einem Roll- oder Faltenbalg (4) und zwei zueinander abstandsvariabel angeordneten Endgliedern (6, 8), die gemeinsam einen Luftfeder-Innenraum (10) umschließen, und einer Messeinrichtung zur Bestimmung der sich aus dem Abstand der beiden Endglieder (6, 8) ergebenden Federhöhe, wobei eine (6 oder 8) der beiden Endglieder (6, 8) chassisseitig und das andere (8 oder 6) der beiden Endglieder (6, 8) radseitig befestigt ist, wobei die Messeinrichtung einen Radar-Sender/Empfänger (16a/16b) und einen Reflektor (30) aufweist, wobei der Radar-Sender/Empfänger (16a/16b) ortsfest an dem einen (6 oder 8) der beiden Endglieder (6, 8), und wobei die Oberfläche des anderen Endgliedes (8 oder 6) und/oder die Oberfläche eines an dem anderen Endglied (8 oder 6) befindlichen Anschlagpuffers (14) als reflektierende Oberfläche (30) dient, wobei der Sender (16a) des Radar-Sender/Empfängers (16a/16b) eine Radar-Elektronik (18a/18b) mit einer ersten Elektronik (18a) zur Erzeugung eines breitbandigen, gepulsten Radar-Signals (32a) und eine Sende/Empfangs-Antenne (20a/20b) zur Abstrahlung des Signals (32a) in den Innenraum (10) der Luftfeder (2) aufweist, wobei der Empfänger (16b) des Radar-Sender/Empfängers (16a/16b) in der Radar-Komponente (18a/18b) eine zweite Elektronik (18b) aufweist zur Verarbeitung empfangener Signale (32b) der Sende/Empfangs-Antenne (20a/20b), und wobei die zweite Elektronik (18b) einen Impuls-Detektor, eine Zeitschaltung und einen Signalverarbeiter zwecks Bestimmung der sich aus der Laufzeit ergebenden lichten Höhe des Luftfeder-Innenraums (10) der Luftfeder (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, – dass die Sende/Empfangs-Antenne (20a/20b) eine einpolig ausgebildete und in Abstrahlrichtung orientierte Stabantenne ist, oder – eine einpolig ausgebildete und quer zur Abstrahlrichtung orientierte Plattenantenne ist, die auf ihrer Rückseite mit einem Antennen-Reflektor (24) versehen ist.
  2. Luftfeder (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass die Radar-Elektronik (18a/18b) im Fall einer radseitigen Anordnung mit einer Batterie (26) versehen ist, und – dass eine Funk-Schnittstelle zu einem chassisfesten Steuergerät vorgesehen ist.
  3. Luftfeder (2) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Elektronik (18b) ein Differenzierglied (40) zur Bestimmung der Ein-/Ausfederungsgeschwindigkeit aufweist.
  4. Luftfeder (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftfeder (2) eine Auswerteelektronik und ein Stellglied zur Beeinflussung der Federstärke und/oder zur Beeinflussung der Dämpferhärte eines an die Feder (2) gekoppelten Dämpfers aufweist.
  5. Luftfeder (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das breitbandig gepulste Radarsignal (32a) eine Anstiegszeit von 5·10–11 Sekunden aufweist, wobei die Wiederholungsrate 2 Millionen pro Sekunde beträgt.
  6. Luftfeder (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeitfenster zum Empfang des Signals (32b) auf die minimal und maximal mögliche lichte Höhe des Luftfederinnenraums (10) abgestimmt ist.
  7. Luftfeder (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe eines Differenziergliedes (40) die relative Deckel-/Kolben-Geschwindigkeit und damit die Ein-/Ausfederungsgeschwindigkeit der Luftfeder (2) bestimmt wird.
  8. Luftfeder (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ein-/Ausfederungsgeschwindigkeit zur Steuerung der Feder- und/oder Dämpfer-Charakteristik benutzt wird.
DE102006025326.4A 2006-05-31 2006-05-31 Bestimmung der Federhöhe einer Luftfeder nach einem Impuls-Laufzeitmessverfahren Expired - Fee Related DE102006025326B4 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006025326.4A DE102006025326B4 (de) 2006-05-31 2006-05-31 Bestimmung der Federhöhe einer Luftfeder nach einem Impuls-Laufzeitmessverfahren
PCT/EP2007/002918 WO2007137647A1 (de) 2006-05-31 2007-03-31 Bestimmung der federhöhe einer luftfeder nach einem impuls-laufzeitmessverfahren

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006025326.4A DE102006025326B4 (de) 2006-05-31 2006-05-31 Bestimmung der Federhöhe einer Luftfeder nach einem Impuls-Laufzeitmessverfahren

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102006025326A1 DE102006025326A1 (de) 2007-12-06
DE102006025326B4 true DE102006025326B4 (de) 2017-05-04

Family

ID=38027345

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102006025326.4A Expired - Fee Related DE102006025326B4 (de) 2006-05-31 2006-05-31 Bestimmung der Federhöhe einer Luftfeder nach einem Impuls-Laufzeitmessverfahren

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102006025326B4 (de)
WO (1) WO2007137647A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108931383A (zh) * 2018-07-12 2018-12-04 安徽悦众车身装备有限公司 一种用于汽车保险杠检测装置的安装框架

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008033820B4 (de) 2008-07-19 2015-06-25 Audi Ag Kraftfahrzeug mit aktiver Federung
DE102010037686A1 (de) 2010-09-21 2012-03-22 Contitech Luftfedersysteme Gmbh Sende- und/oder Empfangseinrichtung zum Einbau in elastische Strukturen
CN103376201B (zh) * 2012-04-19 2016-05-25 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 空气弹簧失效过程模拟实验方法及装置
DE102022124631A1 (de) 2022-09-26 2024-03-28 Zf Cv Systems Global Gmbh Einrichtung zur Messung der Karosseriehöhe

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19648112C1 (de) * 1996-11-21 1998-03-05 Contitech Luftfedersyst Gmbh Einrichtung zur berührungslosen Abstandsmessung
DE19811982A1 (de) * 1998-03-19 1999-09-23 Microsonic Ges Fuer Mikroelekt Ultraschall-Luftfeder
DE10025631B4 (de) * 2000-05-24 2004-02-19 Continental Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur hochgenauen Niveau-Messung in einer Kraftfahrzeug-Luftfeder
EP1522431A2 (de) * 2003-10-08 2005-04-13 Hitachi, Ltd. Fahrzeugaufhängungsvorrichtung

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3423602A1 (de) * 1984-06-27 1986-01-09 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Messvorrichtung fuer den abstand zwischen der karosserie und der achse eines fahrzeugs
DE19700966C1 (de) * 1997-01-14 1998-04-23 Contitech Luftfedersyst Gmbh Einrichtung zur berührungslosen Abstands- und Druckmessung innerhalb einer Luftfeder
DE19701530C1 (de) * 1997-01-17 1998-08-06 Contitech Luftfedersyst Gmbh Einrichtung zur Bestimmung des axialen Abstandes zweier Endglieder einer Gasdruckfeder
DE19710311C2 (de) * 1997-03-13 1999-09-23 Opel Adam Ag Schwingungsdämpfer für Kraftfahrzeuge
US6036179A (en) * 1997-12-22 2000-03-14 Bridgestone/Firestone, Inc. Air spring containing an active device and a suspension assembly and method using
DE10051825A1 (de) * 2000-10-19 2002-04-25 Contitech Luftfedersyst Gmbh Kraftfahrzeug-Luftfedersystem mit Ultraschall-Messanordnung
US20020189336A1 (en) * 2001-06-15 2002-12-19 Mcewan Technologies, Llc Radar monitoring system for tires and wheels
DE10147185A1 (de) * 2001-09-25 2003-04-24 Knorr Bremse Systeme Bestimmung von Federhöhe und Druck in Federelementen, insbesondere Luftfedern, für Kraftfahrzeuge
DE10151593A1 (de) * 2001-10-18 2003-04-30 Contitech Luftfedersyst Gmbh Abstands- und Druckmessung innerhalb einer Luftfeder
DE10349797A1 (de) * 2003-10-24 2005-05-25 Contitech Luftfedersysteme Gmbh Luftfeder mit Ultraschall-Messanordnung
US7082819B2 (en) * 2003-12-09 2006-08-01 Michelin Recherche Et Technique S.A. Doppler radar for detecting tire abnormalities
DE102005008403B4 (de) * 2005-02-24 2008-08-21 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Sensoreinrichtung zur Messung des Einfederwegs und/oder der Einfedergeschwindigkeit von Achsen von Fahrzeugen

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19648112C1 (de) * 1996-11-21 1998-03-05 Contitech Luftfedersyst Gmbh Einrichtung zur berührungslosen Abstandsmessung
DE19811982A1 (de) * 1998-03-19 1999-09-23 Microsonic Ges Fuer Mikroelekt Ultraschall-Luftfeder
DE10025631B4 (de) * 2000-05-24 2004-02-19 Continental Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur hochgenauen Niveau-Messung in einer Kraftfahrzeug-Luftfeder
EP1522431A2 (de) * 2003-10-08 2005-04-13 Hitachi, Ltd. Fahrzeugaufhängungsvorrichtung

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108931383A (zh) * 2018-07-12 2018-12-04 安徽悦众车身装备有限公司 一种用于汽车保险杠检测装置的安装框架
CN108931383B (zh) * 2018-07-12 2019-12-03 安徽悦众车身装备有限公司 一种汽车保险杠的检测安装方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE102006025326A1 (de) 2007-12-06
WO2007137647A1 (de) 2007-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1199196B1 (de) Kraftfahrzeug-Luftfedersystem mit Ultraschall-Messanordnung
EP0957373B1 (de) Berührungslose Abstands- und Druckmessung innerhalb einer Luftfeder
DE102005052633B4 (de) Verfahren zur Kalibrierung eines Ultraschallsensors und Ultraschallabstandsmessvorrichtung
EP0903563B1 (de) Vorrichtung zur Feststellung und/oder Überwachung eines vorbestimmten Füllstands in einem Behälter
DE102007039598B4 (de) Ultraschallsensor und Hindernis-Detektorvorrichtung
DE69118866T2 (de) Stossdämpfer mit sonar-lagesensor
DE102006025326B4 (de) Bestimmung der Federhöhe einer Luftfeder nach einem Impuls-Laufzeitmessverfahren
DE102010028829A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Position eines Objektes relativ zu einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, zur Verwendung in einem Fahrerassistenzsystem des Fahrzeuges
DE3025233A1 (de) Uebertragungsvorrichtung fuer ultraschallimpulse in luft
DE4311963A1 (de) Füllstandsmeßgerät
DE102007045809A1 (de) Detektorvorrichtung für ein Hindernis
EP1308750B1 (de) Verfahren und Anordnung zur Abstands- und Druckmessung innerhalb einer Luftfeder
DE102008054789A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Verstärken eines zur Fahrzeugumfelddetektion geeigneten Signals
DE102018200688A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines akustischen Sensors
WO2006015788A2 (de) Ultraschallsensor mit einstellbarem erfassungsbereich
DE19701530C1 (de) Einrichtung zur Bestimmung des axialen Abstandes zweier Endglieder einer Gasdruckfeder
EP2639790A1 (de) Fahrerloses Fahrzeug mit mindestens einem Ultraschallsensor sowie Verfahren für dessen Betrieb
DE102011016287A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Regeln eines Ultraschallsensors eines Kraftfahrzeugs
DE10145292A1 (de) Verfahren zur Abstandsmessung mittels Ultraschall
DE102017106045B4 (de) Verfahren zur Kalibration eines Füllstandmessgeräts und Anord-nung aus einem Füllstandmessgerät und einem Reflektor zur Durchführung des Verfahrens
DE19937479A1 (de) Ultraschall-Sensoranordnung
DE102012021497B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen von Objekten im Umfeld eines Fahrzeugs
EP1295737B1 (de) Bestimmung von Federhöhe und Druck in Federelementen, insbesondere Luftfedern, für Kraftfahrzeuge
EP3470802A1 (de) Füllstandsmessgerät und verfahren für die bestimmung des füllstands eines behälters
DE102007062460B4 (de) Ultraschallsensor

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed

Effective date: 20121102

R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee