DE2600576B2

DE2600576B2 - Elektrisch gesteuertes Höhenregelsystem für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2600576B2
Application number: DE2600576A
Authority: DE
Inventors: Robert Walter Hegel; Mich. Monroe; Robert Henry Martin Ohio Verb; Burke Allan West
Original assignee: Monroe Auto Equipment Co
Current assignee: Tenneco Automotive Inc
Priority date: 1975-06-09
Filing date: 1976-01-09
Publication date: 1978-09-21
Also published as: CH625165A5; MX143454A; JPS51149620A; DE2600576C3; AU503900B2; JPS546786B2; AT346712B; IT1051084B; BE837200A; FR2314070A1; AU8765475A; US4017099A; NL164809B; BR7600880A; SE7514759L; GB1531324A; ATA6876A; CA1088111A; NL164809C; ES444460A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisch gesteuertes Höhenregelsystem für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, mit längenveränderlichen Stellgliedern zwischen gefederten und ungefederten Fahrzeugteilen, die entweder selbst als Feder wirken oder mit einer Feder in Reihe geschaltet sind, und mit einer elektrischen Steuereinrichtung, die mit Hilfe von optischen Meßfühlern, welche aus mindestens einer Lichtquelle und zwei in senkrechtem Abstand zueinander angeordneten lichtempfindlichen Organen bestehen, Abweichungen des statischen Ist-Abstandes zwi-

jo sehen gefederten und ungefederten Fahrzeugteilen von einem vorgegebenen Soll-Abstand berührungslos feststellt und danach die Längenänderung der Stellglieder derart steuert, daß der Soll-Abstand unabhängig von der Beladung des Fahrzeuges wieder hergestellt wird.

J5 Ein derartiges Höhenregelsystem ist bekannt (DE-OS 23 28 751). Es wird dazu verwendet, die Ladeplattform eines Fahrzeuges unabhängig von der Beladung selbsttätig auf die Höhe einer Laderampe auszurichten, welche an der Außenseite einen Streifen von optisch reflektierendem Material aufweist, auf das die lichtempfindlichen Organe des Höhenregelsystems, die zusammen mit den Lichtquellen am gefederten Teil des Fahrzeuges angebracht sind, ansprechen, so daß für die längenveränderlichen Stellglieder die entsprechenden Signale erzeugt werden, um.die gewünschte Ausrichtung der Ladeplattform mit der Laderampe zu erhalten. Eine unabhängig von äußeren Einflüssen auf das Fahrzeug erfolgende Regelung des Ist-Abstandes zwischen gefederten und ungefederten Fahrzeugteilen auf einen vorgegebenen Soll-Abstand ist nicht vorgesehen.

Es ist ferner bereits bekannt, am Schutzrohr eines Teleskop-Stoßdämpfers, das zur Bildung einer als Stellglied dienenden Zusatz-Luftfeder über einen Rollbalg mit dem Dämpfergehäuse druckdicht verbunden ist, einen Schalter anzubringen, von dem ein Schalthebel mit der Stirnseite des Dämpfergehäuses zusammenwirkt, um die Relativlage zwischen Stoßdämpferzylinder und Kolbenstange zu erfassen und

W) entsprechende Steuersignale für ein Höhenregelsystem mit einem elektrisch angetriebenen Kompressor und einem elektromagnetisch betätigbaren Steuerungsventil zu erzeugen (US-PS 36 06 375). Derartige mechanische Schalter, die mehrere bewegliche Teile haben, sind den rauhen Betriebsbedingungen nur bedingt gewachsen und unterliegen mehr oder weniger starkem Verschleiß.

Während das oben beschriebene Höhenregelsystem

immerhin den Vorteil hat, daß es in Verbindung mit

üblichen Teleskop-Stoßdämpfern eingesetzt werden kann, ohne daß sie einer besonderen Konstruktion und eines besonderen Aufbaues bedürfen, sehen andere bekannte Höhenregelsysteme für Fahrzeuge besondere Maßnahmen hinsichtlich des Teleskop-Stoßdämpfers vor. So ist bekannt, dem Stoßdämpferkolben eine Spule zuzuordnen, die über magnetische Kopplung mit fest in dem Stoßdämpferzylinder angeordneten Spulen zusammenwirkt zwecks berührungsloser Ermittlung der Relativlage d?s Kolbens innerhalb des Zylinders (DE-AS 12 59 212). In einem anderen bekannten Fall ist im Stoßdämpferkolben ein Magnet eingebaut, der mit einem Magnetfühler mit der Wandung des Stoßdämpferzylinders zusammenwirkt (DE-AS 16 80114). Schließlich ist bekannt, mit Hilfe von dem Teleskop-Stoßdämpfer zugeordneten Magneten Reed-Kontakte in Abhängigkeit von der Relativlage von Stoßdämpferzylinder und Stoßdämpferkolben berührungslos zu schalten, um dementsprechend das Höhenret,elsystem mit Lage-Meßsignalen zu versorgen (DE-OS 19 55 597). Alle diese bekannten Höhenregelsysteme weisen Zeitverzögerungsglieder auf, die bei nur kurzzeitigen Abweichungen des Ist-Abstandes vom Soll-Abstand eine Weitergabe der von den Meßfühlern kommenden Signale unterdrücken.

In allen drei zuletzt genannten bekannten Fällen sind spezielle konstruktive Maßnahmen am Kolben und an dem Stoßdämpferzylinder erforderlich, um Abweichungen des statischen Ist-Abstandes zwischen gefederten und ungefederten Fahrzeugteilen von einem vorgegebenen Soil-Abstand festzustellen und die Längenänderung der Stellglieder danach zu steuern. Herkömmliche Teleskop-Stoßdämpfer können daher nicht verwendet werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein elektrisch gesteuertes Höhenregelsystem für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge, zu schaffen, bei dem der Ist-Abstand zwischen gefederten und ungefederten Fahrzeugteilen berührungslos festgestellt werden kann bei minimalem Aufwand an zusätzlichen Bauteilen und Umbaumaßnahmen an vorhandenen Teilen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Höhenregelsystem der eingangs genannten Art die Lichtquelle und die beiden lichtempfindlichen Organe einander gegenüberliegend am gefederten oder ungefederten Fahrzeugteil angeordnet sind und zwischen ihnen ein vom ungefederten bzw. gefederten Fahrzeugteil getragenes lichtundurchlässiges Steuerteil derart verschiebbar angeordnet ist, daß bei Einhaltung des Soll-Abstandes der Lichtstrahl zum einen lichtempfindlichen Organ unterbrochen und zum anderen lichtempfindlichen Organ freigegeben ist.

Beim erfindungsgemäßen Höhenregelsystem ist von der Erkenntnis ausgegangen worden, daß ein Teil des gefederten bzw. ungefederten Teils des Fahrzeugs als Blende benutzt werden kann, die zwischen der Lichtquelle und den lichtempfindlichen Organen angeordnet ist derart, daß bei Einhaltung des Soll-Abstands zwischen ungefederten und gefederten Fahrzeugteilen das eine lichtempflindliche Organ gegenüber der Lichtquelle mehr oder weniger abgeschirmt ist. Bei Abweichung von dem Soll-Abstand sind entweder beide lichtempfindlichen Organe gleichmäßig bestrahlt oder gleichmäßig abgeschirmt.

Eine derartige Ermittlung des Abstandes zwischen ungefederten und gefederten Fahrzeugteilen läßt sich mit äußerst einfachen Mitteln durchführen, ohne daß zusätzliche Umbaumaßnahrnen erforderlich sind oder speziell gestaltete längenveränderliche Stellglieder erforderlich wären. Die berührungslose Abstandsmessung ist darüber hinaus äußerst verschleißunanfällig und ^r, dem rauhesten Betrieb gewachsen.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß als Lichtquelle eine lichtemittierende Diode verwendet wird. Gemäß einer weittren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß als

ίο lichtempfindliche Organe Photowiderstände verwendet werden. Sowohl lichtemittierende Dioden als auch Photowiderstände sind sowohl vom Material als auch vom Einbauaufwand in vorteilhafter Weise verwendbar und unterliegen so gut wie keinem Verschleiß.

Bei dem erfindungsgemäßen Höhenregelsystem ist lediglich erforderlich, daß ein irgendwie ausgebildetes lichtundurchlässiges Steuerten als Blende am gefederten oder ungefederten Fahrzeugteil angeordnet ist, um die unterschiedliche Abschirmung der lichtempfindlichen Organe zu bewerkstelligen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Lichtquelle und die beiden lichtempfindlichen Organe an der Innenseite eines von einer Kolbenstange eines Teleskop-Stoßdämpfers getragenen Schmutz-

r> Schildes angeordnet sind und als lichtundurchlässiges Steuerteil das Dämpfergehäuse des Teleskop-Stoßdämpfers dient. Der Teleskop-Stoßdämpfer kann von herkömmlicher Bauart sein und bedarf keiner speziellen Ausgestaltung. Lediglich der Schmutzschild muß derart

«ι gestaltet sein, daß er die lichtempfindlichen Organe und die Lichtquelle aufnimmt, beispielsweise in entsprechenden Bohrungen des Schmutzschildes.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die weiteren Unteransprüche 5 bis 8

r> gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der folgenden ausführlichen Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen erläutert.
F i g. 1 ist eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführung des Höhenregelsyslems gemäß der Erfindung, gezeigt im Betrieb mit einem typischen Pkw, der in gestrichelten Linien gezeichnet ist;
F i g. 2 ist eine vergrößerte Seitenansicht, teilweise

-ti geschnitten, eines teiltragenden Federbeins, wie es im Höhenregelsystem nach F i g. 1 verwendet wird;

F i g. 3 ist eine Querschnittsansicht des Federbeins aus Fig. 2;
Fig.4 ist eine schematische Darstellung einer

ι» bevorzugten Ausführung der elektrischen Regelschaltung, die in dem Höhenregelsystem nach F i g. 1 Verwendung findet.

In den Zeichnungen, und, speziell in Fig. 1, wird ein Höhenregelsystem 10 für Fahrzeuge gemäß einer

^r)^r) bevorzugten Ausführung der Erfindung in Betrieb mit einem typischen Personenkraftwagen 12 gezeigt. Der Personenkraftwagen 12 enthält einen geferderten Teil 14 und einen ungefederten Teil 16, zwischen denen eine Hauptfeder 18 liegt. Im wesentlichen enthält das

bo Höhenregelsystem 10 ein Paar teiltragende Federbeine 20 und 20', die dazu eingerichtet sind, einzeln von einer Strömungsmitteldruckquelle, wie z. B. einem elektrisch betriebenen Kompressor 1i2, unter Druck gesetzt zu werden. Der Kompressor 22 wird mit elektrischer

b ι Energie von einer konventionellen Fahrzeugbatterie 24 mit 12 Volt versorgt, die mit einem elektrischen Steuergerät 26 über einen elektrischen Leiter 28 in Verbindung steht. Das Steuergerät 26 ist mit dem

Kompressor 22 über einen elektrischen Leiter 30 in Reihe geschaltet, und in dem elektrischen Schaltkreis, der die Fahrzeug-Batterie 24 mit dem Kompressor 22 verbindet, ist eine Sicherung 32 vorgesehen. Der Kompressor 22 fördert bei seiner Einschaltung unter Druck stehende Luft über eine Druckluftleitung 34 zu einem Steuerungsventil 36, das seinerseits über eine Rohrleitung 38, ein T-Stück 40 und Rohrleitungen 42 und 44 mit den Federbeinen 20 und 20' verbunden ist. Kurz gesagt wird das Höhenregelsystem so betrieben, ι ο daß zu dem Zeitpunkt, in dem der Personenkraftwagen 12 beladen wird, das Steuergerät 26 eine Inbetriebnahme des Kompressors 22 und eine solche Einstellung des Steuerungsventils 26 bewirkt, daß die Federbeine 20 und 20' mit unter Druck stehender Luft versorgt werden und dabei den gefederten Teil 14 des Personenkraftwagens 12 auf eine vorgegebene Höhe bringen. Sobald der Personenkraftwagen 12 abgeladen wird, verursacht das Steuergerät 26 eine solche Einstellung des Steuerungsventils 36, daß die Federbeine 20 und 20' auf Atmosphärendruck entlüftet werden, wobei der gefederte Teil 14 des Personenkraftwagens 12 wieder auf die vorgegebene Höhe abgesenkt wird.

Es soll jetzt im einzelnen der Aufbau und die Wirkungsweise der Federbeine 20, wie sie am besten in den F i g. 2 und 3 zu sehen ist, beschrieben werden. Das Federbein 20 enthält z.B. einen direkt wirkenden hydraulischen Teleskop-Stoßdämpfer 50 mit einem Dämpfergehäuse 52. Aufwärts von dem Dämpfergehäuse 52 erstreckt sich eine hin- und herbewegbare Kolbenstange 54, die mit ihrem unteren Ende an einem (nicht gezeigten) Dämpfer-Kolben befestigt ist, der in einem Zylinder im Dämpfergehäuse 52 auf- und abbewegbar ist. Das untere Ende des Dämpfergehäuses 52 ist mit einem unteren Befestigungsauge 56 versehen, J > das zu einer Befestigung in konventioneller Art an dem ungefederten Teil 16 des Personenkraftwagens 12 dient, während der obere Teil der Kolbenstange 54 mit einem oberen Anschlußteil 58 versehen ist, das zu einer Befestigung in konventioneller Weise dem gefederten Teil des Personenkraftwagens 12 dient. Befestigt an der Kolbenstange 54 und mit ihr hin- und herbewegbar ist ein ringförmiger Schmutzschild 60, der koaxial zur Kolbenstange 54 liegt und den äußeren Mantel des Dämpfergehäuses 52 in einem radialen Abstand umgibt. Das obere Ende des Schmutzschildes 60 ist mit einer im wesentlichen nach innen weisenden kelchförmigen Endkappe 62 versehen, die an der Kolbenstange 54 befestigt ist und das obere Ende des Schmutzschildes 60 abschließt. Zwischen dem unteren Ende des Schmutz-Schildes 60 und dem Dämpfergehäuse 52 liegt eine Rollmembran 64. Die Rollmembran 64 ist aus einem flexiblen Material hergestellt, wie z. B. mit Gewebe verstärktem Gummi, und besitzt einen inneren Teil 66, der über den äußeren Umfang des Dämpfergehäuses 52 gestreift ist. Die Rollmembran 64 enthält auch einen äußeren Teil 68, der über das untere Ende des Schmutzschildes 60 gestreift ist, wobei die inneren und äußeren Teile 66 und 68 durch einen umwendig gefalteten, rollenden Teil 70 verbunden sind, wie in t>o F i g. 2 dargestellt ist. Die Teile 66 und 68 sind mit dem Dämpfergehäuse 52 und dem Schmutzschild 60 durch Klemmringe 72 bzw. 74 oder ähnliches befestigt, mit dem Ergebnis, daß der Schmutzschild 60 und die Rollmembran 64 eine Kammer 76 einschließen, die b5 durch ein Strömungsmittel, ζ. Β. komprimierte Luft, das von dem Kompressor 22 über die Rohrleitung 42 zugeführt wird, unter Druck gesetzt werden kann. Eine übliche Anschlußverschraubung 78 ist auf dem Schmutzschild 60 zum Anschluß der Rohrleitung 42 vorgesehen.

Das in den F i g. 2 und 3 dargestellte Federbein 20 ist mit einer Höhenabtasteinrichtung versehen, die eine Lichtquelle 80 enthält. Die Lichtquelle 80 besitzt vorzugsweise eine lichtemittierende Diode (LED) 82 oder, als andere Möglichkeit, eine Glühlampe bekannter Art. Vorzugsweise liegt das von der Lichtquelle 80 ausgesandte Licht in einem Spektralbereich zwischen 600 und 700 nm, eine geeignete Ausführung wird von der Fairchild Semiconductor Company hergestellt und durch die Teil-Nr. FLV 101 bezeichnet. Es ist anzunehmen, daß auch äquivalente oder ähnliche Lichtquellen zufriedenstellend in dem Höhenregelsystem nach der Erfindung verwendet werden können. Die Diode 82 kann mit einem passenden Befestigungsabschlußstück 84 direkt auf der Seitenwand des Schmutzschildes 60 befestigt werden, wobei die Diode 82 Licht durch eine öffnung 86 in das Innere der Kammer 76 abgibt. Elektrische Leiter 88 und 90 versorgen die Diode 82 mit Elektrizität. Sie sind mit der elektrischen Schaltung des Höhenregelsystems 10 verbunden. Wie am besten aus F i g. 3 zu ersehen ist, ist das BefestigungsabschluBstück 84 so angeordnet, daß das Licht, das von der Diode 82 ausgesandt wird, mit einer Linie, die sich diametral durch die Achse der Kolbenstange 54 erstreckt, zusammenfällt.

Mit der Lichtquelle 80 wirken ein paar lichtempfindliche Organe 92 und 94 zusammen, die ebenso auf dem Schmutzschild 60 befestigt sind, wie am besten aus den F i g. 2 und 3 ersehen werden kann. Die lichtempfindlichen Organe 92 und 94 sind vorzugsweise, obwohl nicht notwendigerweise, ein paar Photowiderstände, die sich dadurch auszeichnen, daß sie einen elektrischen Widerstand besitzen, der umgekehrt proportional zu der auffallenden Lichtmenge ist. Ein zufriedenstellend arbeitender Photowiderstand wird durch die Clairex Corporation hergestellt und besitzt die Zahlennummer CL-704L. Die lichtempfindlichen Organe 92 und 94 werden betriebsmäßig von dem Schmutzschild 60 mit Hilfe von Befestigungsabschlußstücken 96 getragen, die vertikal übereinander auf einer Linie liegen und es dem von der Diode 82 ausgestrahlten Licht ermöglichen, durch öffnungen 98, bzw. 100 in der Seitenwand des Schmutzschildes 60 auf die lichtempfindlichen Organe zu fallen. Die lichtempfindlichen Organe 92 und 94 liegen vorzugsweise so auf dem Umfang des Schmutzschildes 60, daß sie unter einem Winkel von 135° zur lichtemittierenden Diode 82 liegen, obwohl diese Anordnung gemäß des Typs der Lichtquelle und der verwendeten lichtempfindlichen Organe geändert werden kann. Die lichtempfindlichen Organe 92 und 94 werden über elektrische Leiter 102 und 104, bzw. 106 und 108 mit der elektrischen Schaltung des Höhenregelsystems verbunden. Diese elektrische Schaltung ist vorzugsweise, obwohl nicht notwendigerweise zum größten Teil in dem Steuergerät 26 untergebracht, das mit dem Steuerungsventil 36 über einen elektrischen Leiter 109 in elektrischer Verbindung steht Das Steuerungsventil 36 kann von einem beliebigen geeigneten Aufbau sein. Es muß nur in seiner einen Steuerstellung eine Durchflußöffnung zwischen der Druckluftleitung 34 und der Rohrleitung 38 öffnen, wenn der Kompressor 22 die Federbeine mit unter Druck stehendem Strömungsmittel versorgt, in einer zweiten Steuerstellung schließen und in einer dritten Steuerstellung die Rohrleitung 38 auf Atmosphärendruck entlüften, wobei der Druck innerhalb der

Federbeine 20 und 20' abgelassen wird, um ein Absenken des gefederten Teiles 14 des Personenkraftwagens 12 zu erreichen.

Das Federbein 20' ist in Aufbau und Wirkungsweise mit dem Federbein 20 identisch, mit der Ausnahme, daß ^r> keine Lichtquelle 80 und keine lichtempfindlichen Organe 92 und 94 daran angebracht sind. Demgemäß kann eine genaue Beschreibung des Federbeins 20' weggelassen werden, um die Beschreibung kurz zu halten. ι ο

Es soll jetzt im einzelnen auf die elektrische Schaltung in F i g. 4 eingegangen werden, die in dem Steuergerät 26 untergebracht ist. Die Schaltung enthält Verstärkerund Schaltkreise, die mit elektrischer Energie von beispielsweise einer regulierten 9-Volt-Konstantspannungsquelle versorgt werden, die eine konstante Ausgangsspannung unabhängig von der Änderung der Eingangsspannung, die z. B. von der Fahrzeugbatterie 24 bezogen wird, liefert. Die Spannungsversorgung wird in irgendeiner beliebigen Art mit den primären Plus- und Minusleitern 110, bzw. 116, verbunden. Die erste Stufe der Verstärkerschaltung enthält das als Photowiderstand ausgebildete lichtempfindliche Organ 94. Dieses ist über den Leiter 106 mit dem Plusleiter 110 und über den Leiter 108 mit der Basis eines Transistors 71, und durch einen Widerstand 112 mit dem geerdeten Minusleiter 116 verbunden. Der Kollektor des Transistors 71 ist mit der Basis eines Transistors 7} und außerdem über einen Leiter 118 und einen Widerstand 120 mit dem Plusleiter 110 verbunden. Die Emitter der jo Transistoren Tj und Ti sind mit dem Minusleiter 116 über elektrische Leiter 122 und 124 verbunden. Der Kollektor des Transistors Tj ist mit der ersten Stufe einer Zeitschaltung verbunden, die aus einem Ladewiderstand 126, einem Kondensator 128 und einem Unijunction-Transistor U\ besteht. Der Ladewiderstand 126 liegt zwischen dem Ausgang der Verstärkerstufe und dem Plusleiter 110, während der Kondensator 128 zwischen dem Kollektor des Transistors 7} und dem Minusleiter 116 liegt. Der Unijunction-Transistor U\ w liegt mit seinem Emitter 130 ebenfalls an dem Kollektor des Transistors 7} über einen Leiter 132, mit seinem einen Basisanschluß 134 an der Basis eines Transistors T₃ und über einen Entladewiderstand 136 und einen Leiter 138 an dem Minusleiter 116, und mit seinem zweiten Basisanschluß 140 am Plusleiter 110 über einen Leiter 142 und einen Widerstand 144. Der Transistor T₃ ist mit seinem Kollektor an den Plusleiter 110 über einen Leiter 146 und eine normalerweise nicht stromführende Spule K\ angeschlossen, die aus der Spule eines Magnetventils des Steuerungsventils 36 oder der Spule eines Relais, das das Steuerungsventil 36 auf bekannte Weise betätigt, besteht. Der Emitter des Transistors T₃ ist mit dem Minusleiter 116 über einen Leiter 148, wie gezeigt, verbunden.

Wenn der Photowiderstand des lichtempfindlichen Organs 94 kein Licht erhält, besitzt er einen hohen Widerstand, so daß der Transistor Γι sperrt. Solange der Transistor 71 sperrt, schaltet die Spannung an der Basis des Transistors T₂ diesen in leitenden Zustand, wodurch eo wiederum der Kondensator 128 am Aufladen gehindert wird, da das Potential am Knoten 150 im wesentlichen auf Null liegt. Mit dem Potential an dem Emitter des Unijunction-Transistors U\ im wesentlichen auf Null sperrt U\, und die Basis des Transistors T₃ kann nicht mit Basisstrom versorgt werden; deshalb befindet sich der Transistor T₃ in einem nichtleitenden Zustand und die Spule K\ bleibt stromlos, so daß das Steuerungsventil 36 die Rohrleitung 38 gegen die Atmosphäre absperrt. Wenn Licht von der LED 82 auf den Photowiderstand des lichtempfindlichen Organs 94 fällt, was anzeigt, daß die Fahrzeugstellung zu hoch ist, verringert sich der Widerstand dieses Photowiderstandes wesentlich, wodurch genügend Strom an die Basis des Transistors 71 gelangt, um ihn in leitenden Zustand zu schalten. Ist Transistor 71 durchgeschaltet, liegt wenig Strom an der Basis des Transistors T2; auf diese Weise ist Transistor 7} im nichtleitenden Zustand, und so fängt der Kondensator 128 an, sich aufzuladen, um nach einer gewissen Zeit, die durch die Werte des Ladewiderstandes 126 und des Kondensators 128 festgelegt ist, den Schwellwert des Unijunction-Transistors U\ zu überschreiten, wodurch U\ in den leitenden Zustand übergeht. Dies ermöglicht es dem Kondensator 128, sich über den Entladewiderstand 136, der mit dem einen Basisanschluß 134 verbunden ist, zu entladen, wodurch der Transistor T₃ in den leitenden Zustand übergeht. Wenn Transistor T₃ eingeschaltet ist, wird die Spule K\ mit Strom versorgt, wodurch das Steuerungsventil 30 derart betätigt wird, daß es die Rohrleitung 38 und somit die Federbeine 20 und 20' mit der Atmosphäre verbindet.

Die zweite Stufe der Regelschaltung des Systems 10 enthält das ebenfalls als Photowiderstand ausgebildete lichtempfindliche Organ 92 und ist mit Ausnahme des Verstärkerteils ähnlich der oben beschriebenen ersten Stufe. Im einzelnen ist der Photowiderstand des lichtempfindlichen Organs 92 über den Leiter 102 mit dem Plusleiter 110 und über den Leiter 104 und einen weiteren Leiter 152 mit der Basis eines Transistors 7} und über einen Leiter 154 und einen Widerstand 156 mit dem Minusleiter 116 verbunden. Der Kollektor des Transistors Ta, ist mit einer Zeitschaltung identisch der oben beschriebenen verbunden. In dieser Stufe der Schaltung besteht keine Notwendigkeit für einen zusätzlichen als Inverter wirkenden Schalttransistor vergleichbar mit Transistor 71 in dem ersten Verstärkerteil und zwar deshalb, weil im Gegensatz zu der Situation bei dem Photowiderstand des unteren lichtempfindlichen Organs 94 bei dem oberen lichtempfindlichen Organ 92 ein niedriger Widerstandswert, der einem Lichteinfall auf den Photowiderstand entspricht, den Normalfal! bildet, der eine »Nichtstun«-Bedingung darstellt. So ist dann, wenn der Photowiderstand des lichtempfindlichen Organs 92 einen niedrigen Widerstandswert besitzt, genügend Strom an der Basis des Transistors 71 vorhanden, um ihn in den leitenden Zustand zu schalten. Wenn so der Transistor 71 leitet, kann ein Kondensator 158 nicht aufladen und ein Unijunction-Transistor Lk und ein Schalttransistor 7J sind im Sperrzustand. Wenn jedoch das Dämpfergehäuse 52 des Teleskop-Stoßdämpfers 50 das auf den Photowiderstand des lichtempfindlichen Organs 92 fallende Licht unterbricht, wodurch angezeigt wird, daß der gefederte Teil 14 des Personenkraftwagens 12 zu niedrig ist, muß Luft in das System eingebracht werden. Unter einer solchen Bedingung erhöht die Abwesenheit von Licht auf dem Photowiderstand des lichtempfindlichen Organs 92 dessen Widerstand beträchtlich, wodurch der Transistor Ta sperrt. Wenn Transistor 7} nicht leitet, kann der Kondensator 158 aufladen, bis, nach einem bestimmten durch die Werte eines Ladewiderstandes 160 und des Kondensators 158 festgelegten Zeitraum das Schwellenpotential des Unijunction-Transistors Lk erreicht wird. Dadurch geht der Unijunction-Transistor Lk in den leitenden Zustand

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über, wodurch sich der Kondensator 158 über den ersten Basisanschluß 162 des Unijunction-Transistors U₂ entladen und den Transistor 7s durchschalten kann. Wenn der Transistor Ts leitet, wird die Spule K₂ mit Strom versorgt, wodurch das Steuerungsventil 36 die Druckluftleitung 34 und die Rohrleitung 38 verbindet und der Kompressor 22 mit Energie versorgt wird. Demgemäß wird komprimierte Luft an die Federbeine 20 und 20' abgegeben, die ein Anheben des gefederten Teiles 14 des Personenkraftwagens 12 auf einen vorgegebenen Wert bewirken. Wenn komprimierte Luft in die Kammer 76 eingebracht wird, hebt sich der Schmutzschild 60 relativ zu dem Teleskop-Stoßdämpfer 50 in eine Stellung nach oben, in der das Licht von der LED 82 auf den Photowiderstand des oberen lichtempfindlichen Organs 92 fällt, wodurch der Widerstandswert dieses Photowiderstandes wieder auf einen Wert reduziert wird, der ausreicht, daß die Basis des Transistors Ta mit Strom versorgt wird, so daß dieser in den leitenden Zustand übergeht und so der Unijunction-Transistor U₂ und der Transistor Ts sperren und so bewirken, daß die Spule K₂ nicht mehr mit Strom versorgt wird und das Steuerungsventil 36 die Verbindung zur Druckluftleitung 34 schließt, und der Kompressor 22 ebenfalls nicht mehr versorgt wird.

Es ist also ersichtlich, daß dann, wenn das obere Ende des Dämpfergehäuses 52 des Teleskop-Stoßdämpfers 30 den Lichtgang von der LED 82 auf das obere lichtempfindliche Organ 94 unterbricht aber es dem Licht ermöglicht, auf das untere lichtempfindliche Organ 92 zu fallen, das Steuerungsventil 36 in einem zur Umgebung geschlossenen Zustand verbleibt und der Kompressor 22 keinen Strom erhält. Wenn das Fahrzeug beladen wird mit einem bestimmten Gewicht, wodurch der Schmutzschild 60 sich relativ zum Dämpfergehäuse 52 nach unten bewegt, blockiert das obere Ende des Dämpfergehäuses 52 den Lichtdurchgang von der LED 82 auf das obere lichtempfindliche Organ 92 ebenso wie auf das untere lichtempfindliche Organ 94. Unter diesen Bedingungen öffnet sich das Steuerungsventil 36 und der Kompressor 22 erhält Strom, wodurch unter Druck stehende Luft zu den Federbeinen 20 und 20' geführt wird, wodurch ein Anheben des gefederten Teiles 14 des Fahrzeuges erreicht wird. Wenn die Ladung auf dem Fahrzeug entfernt wird, verursachen die Hauptfedern 18 des Fahrzeuges, daß der gefederte Teil 14 sich nach oben bewegt, wodurch das obere Ende des Dämpfergehäuses 52 sich axial relativ zum Schmutzschild 60 verschiebt, wodurch das Licht der LED 82 auf das untere lichtempfindliche Organ 94 fallen kann, wodurch das Steuerungsventil 36 die Rohrleitung 38 mit der Atmosphäre verbindet, um so ein Absinken des gefederten Teiles 14 des Fahrzeuges auf eine Stellung zu ermöglichen, in der das Dämpfergehäuse 52 und der Schmutzschild 60 die relative Ausrichtung, wie sie in

F i g. 2 dargestellt wird, einnehmen. Es wird festgehalten, daß der vertikale Abstand zwischen den lichtempfindlichen Organen 92 und 94 gemäß der gewünschten erlaubten axialen Bewegung zwischen dem Schmutzschild 60 und dem Dämpfergehäuse 52 vor dem Ein- oder Ausschalten des Steuerungsventils 36 und des Kompressors 22 geändert werden kann. Ebenso ist festzuhalten, daß die Zeitverzögerungsfunktion, die in der elektrischen Schaltung eingebaut ist, dazu dient, eine vorzeitige Inbetriebnahme des Kompressors 22 und/oder des Steuerungsventils 36 während einer solchen Zeit zu verhindern, in der das Fahrzeug relativ unebene Straßenoberflächen überquert, z. B. wenn das Fahrzeug einen Bahnübergang passiert, usw., und wie oben erwähnt kann die Dauer einer solchen Zeitverzögerung durch die Größe der Kondensatoren 128 und 158 und die Ladewiderstände 126 und 160 gewählt werden. Für eine bevorzugte Ausführung der Regelschaltung sind die Kennzeichnungen und/oder die Werte der unten aufgeführten Komponenten angegeben, obwohl leicht eingesehen werden kann, daß diese Angaben und Werte gemäß der speziellen Anwendung variiert werden können.

Komponenten

Werte und/oder
Bezugsquelle

Unijunction Transistor U_u U₂ 2N1671B

Transistoren Tu T₃, T₅ 2N4401 Mot.

Transistoren T₂, Ta D4OD G.E.

Widerstand 112 1,000 Ohm

Ladewiderstand 126 68,000 Ohm

Widerstand 144 100,000 0hm

Entladewiderstand 136 47 Ohm

Kondensatoren 128, 158 100 Mfd.

Spulen K₁, K₂ 12V.-S.P.S.T.

Es soll auch festgehalten werden, daß anstatt der Verwendung von Photowiderständen als Steuerungs-

■to mittel für das Höhenregelsystem in Abhängigkeit von dem von der LED 82 ausgesandten und von ihr empfangenen Lirht es auch möglich ist, daß Phototransistoren verwendet werden. Wie der Durchschnittsfachmann weiß, besitzen Phototransistoren einen sehr niedrigen Widerstand, wenn Licht auf sie einfällt, sie sind in dieser Beziehung ähnlich den oben beschriebenen Photowiderständen, mit dem prinzipiellen Unterschied zwischen Phototransistor und Photowiderständen, daß die Phototransistoren relativ schneller im

so Betrieb sind und daß sie zusätzliches Licht zu ihrer Aktivierung im Vergleich zu den Photowiderständen brauchen. Demgemäß ist die Anwendung von Phototransistoren in der oben beschriebenen elektrischen Schaltung sehr zufriedenstellend, mit der einzig

notwendigen Änderung, daß eine hellere LED eingebaut werden muß.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrisch gesteuertes Höhenregelsystem für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, mit längenveränderlichen Stellgliedern zwischen gefederten und ungefederten Fahrzeugteilen, die entweder selbst als Feder wirken oder mit einer Feder in Reihe geschaltet sind, und mit einer elektrischen Steuereinrichtung, die mit Hilfe von optischen Meßfühlern, welche aus mindestens einer Lichtquelle und zwei in senkrechtem Abstand zueinander angeordneten lichtempfindlichen Organen bestehen, Abweichungen des statischen Ist-Abstandes zwischen gefederten und ungefederten Fahrzeugteilen von einem vorgegebenen Soll-Abstand berührungslos feststellt und danach die Längenänderung der Stellglieder derar» steuert, daß der Soll-Abstand unabhängig von der Beladung des Fahrzeugs wieder hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (80) und die beiden lichtempfindlichen Organe (92 und 94) einander gegenüberliegend am gefederten oder ungefederten Fahrzeugteil angeordnet sind und zwischen ihnen ein vom ungefederten bzw. gefederten Fahrzeugteil getragenes lichtundurchlässiges Steuerteil (Dämpfergehäuse 52) derart verschiebbar angeordnet ist, daß bei Einhaltung des Soll-Abstandes der Lichtstrahl zum einen lichtempfindlichen Organ (94) unterbrochen und zum anderen lichtempfindlichen Organ (92) freigegeben ist.

2. Höhenregelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtquelle (80) eine lichtemittierende Diode (82) verwendet wird.

3. Höhenregelsystem nach den Ansprüchen 1 oder 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als lichtempfindliche Organe (92 und 94) Photowiderstände verwendet werden.

4. Höhenregelsystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (80) und die beiden lichtempfindlichen Organe (92 und 94) an der Innenseite eines von einer Kolbenstange (54) eines Teleskop-Stoßdämpfers (50) getragenen Schmutzschildes (60) angeordnet sind und als lichtundurchlässiges Steuerteil das Dämpfergehäuse (52) des Teleskop-Stoßdämpfers (50) dient.

5. Höhenregelsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise eine den Schmutzschild (60) mit dem Dämpfergehäuse (52) druckdicht verbindende Rollmembran (64) eine als Luftfeder wirkende Kammer (76) abschließt, die eines der längenveränderlichen Stellglieder bildet und deren Federluftmenge durch einen von einem Steuergerät (26) einschaltbaren, vorzugsweise elektrisch angetriebenen Kompressor (22) vergrößert und durch ein ebenfalls vom Steuergerät (26) gesteuertes Steuerungsventil (36) verringert werden kann.

6. Höhenregelsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise das durch den Teleskop-Stoßdämpfer (50) und die als Luftfeder wirkende Kammer (76) gebildete Federbein (20) nur teiltragend ausgebildet und einer als Schraubenfeder ausgebildeten Hauptfeder (18) parallel geschaltet ist.

7. Höhenregelsystem nach Anspruch 6, dadurch eekennzeichnet. daß bei zwei Federbeinen (20 und

20') pro Radachse, deren als Luftfeder wirkenden Kammern (76) in an sich bekannter Weise miteinander in Verbindung stehen, nur in einem Federbein (20) die Lichtquelle (80) und die lichtempfindlichen Organe (92 und 94) vorgesehen sind.

8. Höhenregelsystem nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Steuereinrichtung in an sich bekannter Weise ein Zeitverzögerungsglied (Kondensatoren 128 und 158 und Ladewiderstände 126 und 160) aufweist, das bei kurzzeitigen Abweichungen des Ist-Abstandes vom Soll-Abstand eine Weitergabe und Verarbeitung der Signale von den optischen Meßfühlern unterdrückt.