DE2716476A1

DE2716476A1 - Niveauregeleinrichtung fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2716476A1
Application number: DE19772716476
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl Ing Kubach; Wolfgang Ing Grad Misch
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1977-04-14
Filing date: 1977-04-14
Publication date: 1978-10-26
Also published as: DE2716476C2; US4185845A; JPS53128822A; SE7804196L; IT1096183B; FR2387133A1; IT7822297A0

Description

R. 3S 37
IO.3.1977 Ka/Sm

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1

Niveauregeleinrichtung für Kraftfahrzeuge Zusammenfassung

Es wird eine Niveauregeleinrichtung für eine oder mehrere Achsen eines Kraftfahrzeuges vorgeschlagen, bei der das Anheben oder Absenken des Wagenaufbaus mit Hilfe von hydropneumatischen Federelementen an einer Achse des Kraftfahrzeuges in Abhängigkeit vom Ausgangssignal eines Niveaugebers verzögert eingeschaltet wird. Die Einschaltverzögerung ist vorgesehen, damit nur Langzeiteinflüsse auf das Fahrwerk wie Erwärmung der Stoßdämpfer, Änderung des Tankinhaltes und Änderung der Zuladung die Niveauregeleinrichtung zum Ansprechen bringen. Durch Fahrbahnunebenheiten hervorgerufene Karosserieschwingungen, durch symmetrische kurzzeitige Niveauveränderungen um die Sollage, darf die Niveauregeleinrichtung nicht zum Ansprechen gebracht werden. Der Verstellvorgang wird dagegen nahezu unverzögert abgeschaltet, wenn der Istwert des Wagenaufbauniveaus gleich dem Sollwert ist. Ein überschwingen der Regeleinrichtung wird vermieden durch einen der Verstellgeschwindigkeit angepaßten Vorhalt. Als Einschaltverzögerungseinrichtung ist eine Integriereehaltung vorgesehen, die nach Beendigung jedes Verstellvorganges gelöscht, d.h. in ihre Ausgangslage gebracht wird.

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Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Niveauregeleinrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine derartige Regeleinrichtung bekannt, die jedoch den Nachteil hat, daß sie auch bei Karosserieschwingungen anspricht, welche durch Fahrbähnunebenheiten hervorgerufen werden.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Niveauregeleinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß durch eine Verzögerungseinrichtung ein Ansprechen der Regeleinrichtungen bei Karosserieschwingungen, welche durch Fahrbahnunebenheiten hervorgerufen werden, verhindert wird. Außerdem ist als Vorteil anzusehen, daß durch ein nahezu unverzögertes Abschalten der Regeleinrichtung nach Beendigung eines Verstellvorganges der hydropneumatischen Federelemente des Kraftfahrzeuges 4 ein überschwingen vermieden wird. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß die Niveauregeleinrichtung besonders einfach in ihrem Aufbau und/oder durch einen der Verstellgeschwindigkeit angepaßten Vorhalt und deshalb kostengünstig zu realisieren ist.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein Blockschaltbild der Niveauregeleinrichtung, Fig. 2 einen Schaltplan einer Niveauregeleinrichtung in analoger Schaltungstechnik und Fig. 3 einen Schaltplan einer Niveauregeleinrichtung in digitaler Schaltungstechnik.

Beschreibung der Erfindung

In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer Niveauregeleinrichtung für eine Hinterachse 10 eines Kraftfahrzeuges dargestellt. An

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der Hinterachse sind Hinterräder 11 und 12 befestigt, die über hydropneumatische Federelemente 13 und 14 am Fahrzeugaufbau abgestützt sind. Die den Wagenaufbau anhebenden bzw. absenkenden hydropneumatischen Federelemente arbeiten im allgemeinen so, daß mit Hilfe einer Pumpe in einer Druckkammer des hydropneumatischen Federelementes ein Druck aufgebaut werden kann, der zu einer Streckung des hydropneumatischen Federelementes und damit zu einer Anhebung des Wagenaufbaus führt. Die hydro- , pneumatischen Federelemente 13 und 14 sind weiterhin mit einer Druckentlastungseinrichtung versehen, wobei bei einer Druckentlastung der Wagenaufbau gesenkt wird. Die in der Zeichnung nicht dargestellte Pumpe, das Druckentlastungsventil und die hydropneumatischen Federelemente 13 und 14 werden im folgenden als Hebe- und Senkvorrichtung für den Wagenaufbau bezeichnet. An einem Stabilisator 15 der Hinterachse und am Wagenaufbau ist ein insbesondere induktiv arbeitender Winkelgeber 16 befestigt, der den Verdrehwinkel des Stabilisators 15 und damit das Niveau des Wagenaufbaus ermittelt. Der induktive Winkelgeber 16 ist mit einer Meßwertaufbereitungsschaltung 17 verbunden, die ein dem Niveau des Wagenaufbaues entsprechendes elektrisches Signal in einen Summenpunkt 18 einspeist. Das Ausgangssignal der Meßwertaufbereitungsschaltung stellt dabei den Istwert für die Niveauregeleinrichtung dar. Neben dem Istwertsignal wird in den Summenpunkt ein Sollwertsignal eingespeist, das von einem Sollwertgeber 19 erzeugt wird. Der Sollwertgeber 19 ist in dem Blockschaltbild der Einfachheit halber als getrennter Block gezeichnet, zweckmäßigerweise kann der Sollwert dadurch gebildet werden, daß die Schaltschwellen von Schalteinrichtungen 20, 21, 22 und 23, die zur Auslösung des Druckaufbaus und der Druckentlastung dienen, auf einen bestimmten Wert festgelegt werden. Die Schalteinrichtungen 20 und 22 sind direkt mit dem Summenpunkt 18 verbunden, d.h. sie werden unverzögert eingeschaltet, wenn eine bestimmte Regelabweichung auftritt und werden andererseits auch unverzögert ausgeschaltet, wenn die Regelabweichung Null, d.h. Sollwert gleich Istwert ist.

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Zwei weitere Schalteinrichtungen 21 und 23 werden über eine Verzögerungsvorrichtung 24 betätigt, wobei beim Auftreten einer Regelabweichung die beiden Schalteinrichtungen 21 und 23 verzögert eingeschaltet werden und bei einer Regelabweichung gleich Null, d.h. bei Sollwert gleich Istwert verzögert ausgeschaltet werden. Die erste Schalteinrichtung 20 und die zweite Schalteinrichtung 21 sind über ein UND-Gatter 25 logisch miteinander verknüpft. Wenn sowohl die erste Schalteinrichtung 20 als auch die zweite Schalteinrichtung 21 eingeschaltet sind, erscheint am Ausgang des UND-Gatters 25 ein Signal, das die nicht dargestellte Pumpe für den' Druckaufbau in den hydropneumatischen Fe der elementen einschaltet. Das Schaltsignal zur Betätigung der Pumpe ist auf den Summenpunkt 18 zurückgeführt. Wenn der Sollwert gleich dem ermittelten Istwert ist, werden die beiden Schalteinrichtungen 20 und 21 ausgeschaltet. Dabei wird die erste Schalteinrichtung 20 unverzögert ausgeschaltet und die zweite Schalteinrichtung erst nach einer gewissen Verzögerung durch die Verzögerungsschalteinrichtung 24. Sobald die erste Schalteinrichtung 20 unverzögert abgeschaltet wird, erscheint auch am Ausgang des UND-Gatters 25 ein die Pumpe für den Druckaufbau abschaltendes elektrisches Signal, die Verstellbewegung mit Hilfe der hydropneumatischen Federelemente ist damit beendet.

In gleicher Weise wie beim Druckaufbau beschrieben, erfolgt die Druckentlastung der hydropneumatischen Pederelemente. Bei einer Abweichung des Istwertes vom Sollwert in anderer Richtung werden die beiden Schalteinrichtungen 22 und 23 betätigt, die Schalteinrichtung 22 wird unverzögert eingeschaltet, die Schalteinrichtung 23 mit einer durch die Verzögerungsschalteinrichtung 24 bestimmten Verzögerung. Erst wenn beide Schalteinrichtungen 22 und 23 eingeschaltet sind, gibt ein mit den Ausgängen der beiden Schalteinrichtungen 22 und 23 verbundenes UND-Gatter 26 ein elektrisches Signal ab, welches das nicht dargestellte Druckentlastungsventil öffnet. Dadurch werden die hydropneumatischen Federelemente im Sinne einer Absenkung des Wagenaufbaus solange betätigt, bis wiederum der Istwert gleich dem vorgegebenen Sollwert ist. Danach werden die beiden Schalteinrichtungen 22 und 23 wiederum betätigt, die Schalteinrichtung 22 wird sofort abge-

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schaltet und die Schalteinrichtung 23 niit einer durch die Verzögerungsschalteinrichtung 24 bestimmten Verzögerung. Bereits die Abschaltung der Schalteinrichtung 22 genügt, um am Ausgang des UND-Gatters 26 ein das Druckentlastungsventil schließendes Signal hervorzurufen. Damit ist wieder der Verstellvorgang der hydropneumatischen Pederelemente beendet.

Das Ende der Verstellvorgänge der Einrichtungen zum Druckaufbau und zur Druckentlastung in den hydropneumatischen Federelementen ist durch elektrische Signale an den Ausgängen der UND-Gatter 25 und 26 gekennzeichnet. Diese Signale sind an eine Löschvorrichtung 27 angelegt, die nach jedem Verstellvorgang die Verzögerungsschalteinrichtung 24 wieder in ihre Ausgangslage bringt, so daß bei jedem neu einzuleitenden Verstellvorgang erst wieder die volle Verzögerungszeit ablaufen muß, bevor die Schalteinrichtungen 21 bzw. 23 ansprechen können.

Mit dem Summenpunkt 18 der Niveauregeleinrichtung nach Pig. I kann auch ein Geber 28 zur manuellen Sollwertvorgabe verbunden sein, wobei mit diesem Geber, der im einfachsten Fall ein Potentiometer sein kann, die Leuchtweite korrigiert werden kann. Durch Einspeisung eines elektrischen Signales in den Summenpunkt 18 wird damit das Sollniveau für den Wagenaufbau auf einen bestimmten Wert festgelegt, der eine bestimmte Leuchtweite der Kraftfahrzeugscheinwerfer zur Folge hat.

In Fig. 2 ist der Stromlaufplan einer Niveauregeleinrichtung in analoger Schaltungstechnik dargestellt. Der induktive Winkelgeber 16 zur Erfassung des Istwertes des Niveaus, auf dem sich der Wagenaufbau befindet, arbeitet mit einem Relaxationsoszillator 29 zusammen. Der Aufbau und die Wirkungsweise eines derartigen Relaxationsoszillators sind bekannt, so daß auf eine ausführliche Erläuterung hier verzichtet werden kann. Am Ausgang des Relaxationsoszillators 29 kann ein Signal abgenommen worden, dessen Frequenz proportional zum Niveau des Wagenaufbaus ist. Dem Relaxationsoszillator 29 ist die Meßwertaufbereitungsschaltung 17 nachgeschaltet, die dazu dient, das Ausgangssignal des

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Relaxationsoszillators in einen Strom umzusetzen, dessen Stärke proportional zur Ausgangsfrequenz des Relaxationsoszillators 29 ist. Die Meßwertaufbereitungsschaltung 17 ist mit der Verzögerungsschalteinrichtung 24 verbunden, die als Integrator mit zwei Kondensatoren 30 und 31 ausgebildet ist. Den Kondensatoren 30 und 31 sind zwei Widerstände 32 und 33 zugeordnet. Die Verzögerungsschalteinrichtung 24, d.h. der Verbindungspunkt der Widerstände 32 und 33 der Verzögerungsschalteinrichtung 24 ist mit den Steuerelektroden von Transistoren verbunden, von denen der eine Transistor die Schalteinrichtung 23 und der andere Transistor die Schalteinrichtung 21 bildet. Die Transistoren 21 und 23 werden verzögert von der Verzögerungsschalteihrichtung 24 ein- bzw. ausgeschaltet. Die Ausgangselektroden der Transistoren 21 und 23 sind mit weiteren Transistoren verbunden, die die Schalteinrichtungen 20 und 22 bilden. Die Transistoren 22 und 23 sind so miteinander verknüpft, daß sie zusammen das UND-Gatter 26 bilden, während die Schalteinrichtungen 20 und 21 so miteinander verknüpft sind, daß sie das UND-Gatter 25 bilden. Das Ausgangssignal des UND-Gatters 25 ist über einen Schalttransistor 34 an eine Endstufe 35 angelegt, die ein Relais 36 betätigt, welches die nicht dargestellte Pumpe zum Druckaufbau in den hydropneumatischen Federelementen einschaltet. Analog dazu ist das UND-Gatter 26 über einen Schalttransistor 37 mit einer Endstufe 38 verbunden, die ein Relais 39 betätigt, welches das zur Druckentlastung in den hydropneumatischen Federelementen dienende Ventil ein- bzw. ausschaltet.

Die Schalteihrichtungen 20, 21, 22 und 23, die hier durch Transistoren gebildet sind, sind mit einem Spannungsteiler 40 verbunden, welcher die Schaltschwellen für die Schalteinrichtungen

20, 21, 22 und 23 festlegt. Entsprechend den Widerstandswerten der Widerstände des Spannungsteilers 40 kann ein bestimmter Sollwert festgelegt werden, bei welchem die Schalteinrichtungen 20,

21, 22 und 23 schalten, so daß auf einfache Weise" eine feste Sollwertvorgabe realisiert ist. Mit den Schalteinrichtungen 20, 21, 22 und 23 steht auch eine Verriegelungsschalteinrichtung 41

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in Verbindung, die ein Auslösen eines Verstellvorganges verhindert und einen bereits ausgelösten Verstellvorgang bei bestimmten Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsvorgängen des Kraftfahrzeuges unterbricht. Die Verriegelungsschalteinrichtung Hl umfaßt einen Beschleunigungsschalter 42 und ist über ein RC-Glied 43 mit einem Bremslichtschalter 46 .des Kraftfahrzeuges verbunden, so daß auch eine durch die Verzögerung des Kraftfahrzeuges beim Bremsen ausgelöste Änderung des Wagenaufbauniveaus nicht ausgeregelt wird.

Zwischen die Endstufe 38 und die Meßwertaufbereitungsschaltung bzw. zwischen die Endstufe 35 und die Meßwertaufbereitungsschalteinrichtung 17 sind Mitkopplungswiderstände 44 und 45 geschaltet, mit denen die Schalthysterese zwischen dem Einschalten und dem Ausschalten der Druckentlastungs- bzw. Druckaufbaueinrichtungen festgelegt und damit die Totzone, in der kein Regelvorgang stattfindet, festgelegt werden kann. Außerdem sind Dioden 47 und 48 zur Hubbegrenzung für einen Transistor 49 der Meßwertaufbereitungsschaltung 17 vorgesehen.

Mit der Verzögerungsschalteinrichtung 24, die durch Kondensatoren 30, 31 und Widerstände 32, 33 gebildet wird, ist die Löschvorrichtung 27 verbunden. Die Löschvorrichtung weist einen Schalttransistor 50 auf, über den bei entsprechender Ansteuerung durch die jeweils betätigten Endstufen 35 bzw. 38 die Kondensatoren 30 und 31 der Verzögerungsschalteinrichtung entladen werden können, so daß vor Beginn eines neuen RegelVorganges zur Erzielung einer gewünschten Verzögerung die Kondensatoren 30 und 31 zunächst wieder über die Widerstände 32 und 33 aufgeladen werden müssen und dadurch den Einschaltvorgang der Schalteinrichtungen 21 und 23 entsprechend verzögern. Mit der Meßwertaufbereitungsschaltung 17 ist noch der Sollwertgeber 28 im einfachsten Fall ein einstellbarer Widerstand, zur manuellen Korrektur der Leuchtweite verbunden.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Niveauregeleinrichtung ist folgende. Das Ausgangssignal des Relaxationsoszillators 29 wird,

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wie schon angedeutet, in einen frequenzproportionalen Strom ungesetzt j mit dem der Transistor 49 der Meßwertaufbereitungsschaltung 17 mehr oder weniger in seinen leitenden Zustand gesteuert wird, so daß ein mehr oder weniger großer Strom über die Widerstände 32 und 33 die Kondensatoren 30 und 31 auflädt. Bei einem angenommenen zu tiefen Wagenniveau wird schließlich am Verbindungspunkt der Widerstände 32, 33 ein Potential herrschen, das den Transistor der Schalteinrichtung 21 in seinen leitenden Zustand steuert. Dadurch wird auch der Transistor der Schalteinrichtung 20 leitend und über den Schalttransistor 34 wird die Endstufe eingeschaltet, die das Relais 36 derartig betätigt, daß die nicht dargestellte Pumpe zum Druckaufbau in den hydropneumatischen Federelementen eingeschaltet wird. Dadurch wird das Wagenniveau angehoben bis der Istwert des Wagenniveaus dem gewünschten Sollwert, der durch die Widerstände des Spannungsteilers 40 und die Mitkopplungswiderstände 44, 45 festgelegt ist, entspricht. Dadurch wird der Transistor der Schalteinrichtung 20 unverzögert ausgeschaltet und der Hebevorgang des Wagenaufbaus beendet. Der Ausschaltvorgang der Endstufe 35 bzw. des Relais 36 löst die Löschvorrichtung 27 aus, der Schalttransistor 50 gelangt in seinen leitenden Zustand und die Kondensatoren 30 und 31 entladen sich über die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 50 und die Widerstände des Spannungsteilers 40. Entsprechend funktioniert die Regeleinrichtung bei der Absenkung des Wagenaufbaus. Wichtig ist dabei immer, daß die Einschaltung der Endstufen 35 und 38 bzw. der Relais 36 und 39 immer verzögert erfolgt, weil die Einschaltung erst dann geschieht, wenn die Transistoren der Schalteinrichtungen 21 und nach erfolgter Aufladung der Kondensatoren 30 und 31 in den leitenden Zustand gesteuert werden. Dagegen erfolgt die Abschaltung der Endstufen 35 und 38 bzw. der Relais 36 und 39 stets unverzögert, da die Transistoren der Schalteinrichtungen 20 und 22 stets unverzögert abgeschaltet werden. Wie schon angedeutet, wird die Einschaltung der Transistoren der Schalteinrichtungen 20 und 22 verhindert, wenn etwa der Beschleunigungsschalter 42 bei Kurvenfahrt geschlossen wird, oder wenn der

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Bremslichtschalter geschlossen ist, wobei dann infolge der Verzögerung des Fahrzeuges eine nicht auszuregelnde Niveauveränderung des Wagenaufbaus vorliegt.

In Fig. 3 ist ein Stromlaufρlan einer Niveauregeleinrichtung in digitaler Schaltungstechnik dargestellt. Die Meßwerterfassung und Meßwertaufbereitung sind bei der digitalen Lösung gleich der Meßwerterfassung und Meßwertaufbereitung bei der analogen Lösung gemäß Fig. 2. Der Relaxationsoszillator 29 ist mit dem induktiven Winkelgeber 16 verbunden und stellt an seinem Ausgang ein Signal bereit, dessen Frequenz dem Istwert des Wagenniveaus entspricht. Dem Relaxationsoszillator 29 ist die' Meßwertaufbereitungsschaltung 17 nachgeschaltet, die hier ein Antivalenzgatter 51 umfaßt. Mit der Meßwertaufbereitungsschaltung 17 ist ein Mitkopplungswiderstand 52 verbunden, der zu einem dynamischen Antivalenzgatter führt, das durch ein Antivalenzgatter 53» einem Widerstand 5¹J und einen Kondensator 55 gebildet wird. Der Ausgang des Antivalenzgatters 53 ist mit einem NAND-Gatter 56 verbunden, das zu der Löschvorrichtung 27 gehört. Die Löschvorrichtung 27, hier in digitaler Form, umfaßt weiterhin NAND-Gatter 57 und 58 sowie NOR-Gatter 99 und 60. Als Grenzwertschalter ist ein vierstufiger binärer Vorwärts-Rückwärts-Zähler 59 vorgesehen, der Setzeingänge 32, 6l und 62, einen preset-enable-Eingang 63, einen Zählrichtungseingang 64, einen Ausgang 65» einen Setzeingang 66, einen Übertragausgang 67 und einen Takteingang 68 aufweist. Der Zähler 59 ist beispielsweise unter der Bezeichnung CD 4029 AD auf dem Markt erhältlich. Mit dem Eingang 68 des Zählers 59 ist ein Clock-Generator 69 verbunden, und über NAND-Gatter 70, 71, 72 und 73 können die Setzeingänge 3&, 6l und 62 von verschiedenen Kontakten des Kraftfahrzeuges, beispielsweise einem Türkontakt 83, einem Kofferraumkontakt 84 und einem Zündschloßkontakt 85 angesteuert werden und damit zur Beeinflussung des Zählerstandes beitragen. Außerdem weist die Schaltung ein Antivalenzgatter 74 auf,· dem Widerstände 75 und 76 zugeordnet sind, wobei der Verbindungspunkt der Widerstände 75 und 76 mit der Meßwertaufbereitungsschaltung

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verbunden ist. Die Ansteuerung der Druckaufbau- und Druckentlastungseinrichtungen erfolgt wie bei der analogen Lösung über Endstufen 77 und 78, die über ein NOR-Gatter 79 bzw. über ein NAND-Gatter 80 und ein NOR-Gatter 8l angesteuert werden.

Der Grenzwertschalter der digitalen Schaltung besteht aus dem vierstufigen binären Vorwärts-Rückwärts-Zähler 59, dem Schaltwerk zur Ansteuerung des Zählers 59, dem Clock-Generator 69 als Zeitnormal und der Auswahllogik zur Ansteuerung der Endstufen 77 und 78. Der Grenzwertschalter beinhaltet dabei folgende Punktionen. Zunächst wird der Zähler 59 auf eine definierte Anfangsbedingung, beispielsweise den Zählerstand 8 beim Einschalten der Anlage gebracht. Die Zählrichtung wird nach dem Vorzeichen der Abweichung des Istwertes vom Sollwert festgelegt. Dabei soll von 8 in Richtung 15 gezählt werden, wenn der Wagenaufbau im Mittel unter einen Grenzwert einfedert und von 8 soll in Richtung Null gezählt werden, wenn die Karosserie im Mittel über einen Grenzwert ausfedert. Ein alternierendes Ändern des Zählerinhaltes zwischen den Zählerständen 7 und 8 ist vorgesehen, wenn der Istwert innerhalb einer definierten toten Zone liegt, in der keine Regelung erfolgt. Durch Überlagerung einer Gegenkopplung, abgeleitet aus dem Zählerstand des Zählers 59 - die Ableitung erfolgt über das Antivalenzgatter 7^, den Widerstand 75j den Zähler 59, Ausgang 67 und den Widerstand 76 - und einer Mitkopplung, abgeleitet aus der Meßwertaufbereitungsschaltung 17 - die Ableitung erfolgt über das Antivalenzgatter 51 und den Widerstand 52 - wird aus dem zweiwertigen Ausgang des Antivalenzgatters 51 ein dreiwertiges Signal mit vier definierten Schaltpunkten erzeugt. Wenn die Regelabweichung größer als der Grenzwert für das Anheben des Wagenaufbaus ist, wird der Zählerinhalt gegen 15, wenn dagegen die Regelabweichung größer als der Grenzwert für das Senken des Wagenaufbaus ist, wird der Zählerinhalt gegen Null verändert. Die Auslösung des Verstellvorganges wird dabei verzögert, sie erfolgt erst, wenn der Zählerinhalt 15 bzw. Null erreicht hat. Dabei wird der Clock-Generator 69 gestoppt, damit der Verstellvorgang, solange kein

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Brems- oder Beschleunigungssignal vorliegt, bei Istwert gleich Sollwert beendet werden kann. Die Auswahl der jeweiligen Endstufe 77 bzw. 78 zur Korrektur des Istwertes erfolgt durch eine UND-Verknüpfung des Überlaufsignales des Zählers bei Null und 15 mit dem Ausgangssignal der Meßwertaufbereitungsschaltung

Die unverzögerte Beendigung des Verstellvorganges wird dadurch erreicht, daß bei Istwert gleich Sollwert der Zähler 59 von seinem Zählerstand Null bzw. 15 auf seinen Anfangswert 8 gesetzt wird und der Clock-Generator gestartet bzw. freigegeben wird. Mit dem Grenzwertschalter ist außerdem die Einstellung der definierten Schaltpunkte zwischen dem verzögerten Einschalten und dem unverzögerten Ausschalten des Verstellvorganges möglich. Die Einsehaltpunkte sind dabei durch die Gegenkopplung, welche aus dem Zählerstand abgeleitet wird, definiert. Die Ausschaltpunkte ergeben sich aus der der Gegenkopplung überlagerten Mitkopplung, die aus der Meßwertaufbereitungsschaltung abgeleitet ist. Eine Auslösung von unverzögerten Verstellvorgängen des Wagenaufbaus ist vor Antritt der Fahrt möglich. Der Zähler wird dabei ab hängig vom aktuellen Istwert auf Null bzw. 15 gesetzt, und damit die unverzögerte Verstellung eingeleitet, der Clock-Generator ge stoppt und danach wie bereits beschrieben verfahren. Die Aus lösung der beschriebenen unverzögerten Verstellvorgängen kann beispielsweise über den Türkontakt 83, den Kofferraumkontakt und/oder über den Zündschalter 85 erfolgen.

Bei Betätigung der Fuß- und/oder Handbremse oder beim überschrei ten bestimmter Quer- und Längsbeschleunigungswerte, die mit Beschleunigungsschaltern ermittelt werden, kann der Clock-Generator 69 gestoppt werden und damit die Zeitmessung für die Einschalt verzögerung unterbrochen werden.

Genau wie bei der analogen Lösung ist auch bei der digitalen Lösung eine Sollwertkorrektur zur manuellen Beeinflussung der Leuchtweite der Kraftfahrzeugscheinwerfer möglich. Hierzu ist das Potentiometer 28 vorgesehen.

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Im einzelnen arbeitet die digitale Schaltungsanordnung wie folgt. Der Zähler 59 wird zunächst auf eine definierte Anfangsbedingung, im vorliegenden Fall auf den Zählerstand 8 gesetzt. Nach dem Einschalten der Betriebsspannung mit Hilfe des Zündschalters 85 liegt jeweils ein Eingang der NAND-Gatter 58 und 57, die mit den Setzeingängen 63 und 66 des Zählers 59 verbunden sind, über eine Kombination eines Widerstandes 86 und eines Kondensators 87 an einer Versorgungsspannung. Solange die Spannung des Kondensators 87 unter der Ansprechschwelle der NAND-Gatter 58 und 57 liegt, führen deren Ausgänge ein L-Signal und setzen den Zähler 59 auf den Zählerstand 8.

Am Ausgang des Antivalenzgatters 51 der Meßwertaufbereitungsschaltung 17 ist das Signal L wenn der Wagenaufbau unter einen vorgegebenen Wert eingefedert ist. Das Signal 0 erscheint, wenn die Karosserie des Kraftfahrzeuges über einen Grenzwert ausgefedert ist. Bei einem L-Signal am Eingang 64 des Zählers nimmt der Zählerinhalt mit jedem Clock-Impuls bis maximal zum Zählerstand 15 zu, bei einem Nullsignal nimmt der Zählerinhalt bis Null ab. Bei Erreichen der Zählerinhalte Null bzw. 15 erfolgt eine Änderung des Signales am Ausgang 67 des' Zählers 59 von L auf 0.

Bei einer Regelabweichung innerhalb der Totzone, in welcher nicht geregelt werden soll, alterniert der Zählerinhalt des Zählers 59 zwischen dem Zählerstand 7 und 8. Bei einem L-Signal am Ausgang 65 des Zählers 59 wird über das Antivalenzgatter 74 und den Widerstand 75 und vom Ausgang 67 des Zählers 59 über den Widerstand 76 der Transistor 49 der Meßwertaufbereitungsschaltung 17 so beeinflußt, daß sich der Ausgang des Antivalenzgatters 51 von dem Signal L auf das Signal 0 ändert. Mit dem nächsten Clock-Impuls am Clock-Eingang 68 des Zählers 59 ändert sich der Zählerinhalt von 8 auf 7, das Signal am Ausgang 65 des Zählers 59 von L auf 0, über das Antivalenzgatter 74 und den Widerstand 75 sowie der Ausgang 67 des Zählers 59 und der Widerstand 76 der Ausgang des Antivalenzgatters 51 von 0 auf L, so daß mit dem nächsten Clock-Impuls der Zählerinhalt sich wieder von 7 auf 8 ändert. Von da an wiederholt sich der Vorgang solange,

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bis die Regelabweichung einen der beiden Grenzwerte überschreitet und der Vorgang in der beschriebenen Weise abläuft.

Die Auslösung des Verstellvorganges wird dadurch vorgenommen, daß bei Erreichen des Zählerstandes Null bzw. 15 sich das Signal am Ausgang 67 des Zählers 59 von L auf 0 ändert, über den Ausgang 67 wird dadurch der Clock-Generator 69 gestoppt.

Zum Auslösen des Verstellvorganges "Heben des Wagenaufbaus" führt das Antivalenzgatter 51 an seinem Ausgang ein L-Signal. Der Ausgang 67 des Zählers 59 ein O-Signal, der Ausgang des NAND-Gliedes 80 ein O-Signal, der Ausgang des NOR-Gliedes 8l ein L-Signal und der Ausgang der Endstufe 78 ein L-Signal und das Relais 36 betätigt die Pumpe, die für einen Druckaufbau in den hydropneumatischen Pederelementen sorgt und damit den Wagenaufbau des Kraftfahrzeuges anhebt. Entsprechend führt bei einem Verstellvorgang "Senken des Wagenaufbaus" der Ausgang des Antivalenzgatters 51 ein O-Signal, der Ausgang 67 des Zählers 59 ein O-Signal der Ausgang des NOR-Gatters 79 ein L-Signal und über das Relais 39 wird die Druckentlastung der hydropneumatischen Pederelemente eingeleitet.

Die definierte Einschaltverzögerung ergibt sich aus der Addition von 7 bzw. 8 Taktimpulsen. Die unverzögerte Abschaltung des Verstellvorganges erfolgt, wenn der Istwert den Sollwert erreicht hat. Dabei ändert sich das Ausgangssignal am Ausgang des Antivalenzgatters 51. Die Endstufe 78 wird über das NOR-Gatter 8l abgeschaltet, wenn das Ausgangssignal des Antivalenzgatters 51 von L auf 0 springt, die Endstufe für das Senken des Wagen aufbaus wird über das NOR-Gatter 79 abgeschaltet, wenn sich das Ausgangssignal des Antivalenzgatters 51 von 0 auf L ändert.

Das Zeitglied für die Einschaltverzögerung wird beim Beenden eines Verstellvorganges betätigt. Beide Eingänge des Antivalenzgatters 53 sind mit dem Ausgang des Antivalenzgatters 51 verbunden, ein Eingang ist jedoch über die RC-Kombination 54, 55 ver-

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zögert. Am Ausgang des Antivalenzgatters 51 ändert sich das Signal, wenn der Istwert den Sollwert erreicht hat. Gemäß der Verzögerung über das RC-Glied 54, 55 wird zunächst eine Antivalenz vorgetäuscht. Dabei führt das Antivalenzgatter 53 für die Dauer der Verzögerung durch die RC-Kombination 54, 55 ein O-Signal, das NAND-Gatter 56 ein L-Signal am Ausgang des NOR-Gatters 60 liegt ein * O-Signal und am Ausgang des NAND-Gatters 57 ein L-Signalj das an den Eingang 66 des Zählers 59 angelegt ist. Das NOR-Gatter 99 führt ein O-Signal, am Ausgang des NAND-Gatters 58 liegt ein L-Signal, das an den Eingang 1 des Zählers 59 angelegt ist. Wenn an beiden Eingängen 63 und 66 des Zählers 59 ein L-Signal anliegt, bedeutet das, daß der Zähler 59 auf seinen Zählerstand 8, d.h. die Ausgangslage gesetzt wird. Der Ausgang des Zählers 59 springt auf ein L-Signal und gibt dadurch den Clock-Generator frei. Danach läuft der bereits beschriebene Vorgang ab.

Die Einstellung der definierten Schalthysterese zwischen dem Ein- und Ausschalten der Verstellvorgänge erfolgt durch eine Mitkopplung vom Ausgangssignal des Antivalenzgatters über den Widerstand 52 an den Emitter des Transistors 49 der Meßwertaufbereitungsschaltung 17.

Die Auslösung der unverzögerten Verstellvorgänge vor Antritt der Fahrt erfolgt über Eingänge der NAND-Gatter 70 und 71. Diesen Eingängen der NAND-Gatter 70 und 71 sind Siebglieder aus Widerständen 88, 89 und 90 sowie aus Kondensatoren 91, 92 und 93 vorgeschaltet. Beispielsweise wird der unverzögerte Verstellvorgang ausgelöst mit einem L-Signal, das durch den geschlossenen Türkontakt 82 erzeugt wird oder mit einem O-Signal des Kofferraumkontaktes 84 bzw. des Zündschalters 85· Das Ausgangssignal des NAND-Gatters 71 springt dabei von 0 auf L. Der Ausgang des Antivalenzgatters 51 führt dabei ein L-Signal, der Ausgang des NAND-Gatters 72 ein O-Signal und der Ausgang des NAND-Gatters 73 ein L-Signal, das an die Setzeingänge 82, 6l und 62 des Zählers 59 angelegt ist. Der Ausgang des Antivalenzgatters 53 führt ein L-Signal, der Aus-

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gang des NAND-Gatters 56 ein O-Signal, der Ausgang des NOR-Oatters 60 ein O-Signal und am Ausgang des NAND-Gatters 57 liegt ein L-Signal, das an den Eingang 66 des Zählers 59 angelegt ist. Am Ausgang des NOR-Gatters 99 liegt ein O-Signal und damit am Ausgang des NAND-Gatters 58 ein L-Signal, das an den Eingang 63 des Zählers 59 angelegt ist. Ein L-Signal an den Eingängen 63, 66, 82, 6l und 62 des Zählers 59 bedeutet ein Setzen des Zählers auf seinen Endzählstand 15. Dadurch ändert sich das Ausgangssignal am Ausgang 67 des Zählers 59 von L auf O und das NAND-Gatter 80 führt ein O-Signal, damit führt das NOR-Gatter 8l ein L-Signal und über die Endstufe 78 wird das Relais 36 angesteuert, das die nichtdargestellte Pumpe zum Druckaufbau in den hydropneumatisehen Federelementen einschaltet. Entsprechend erfolgt die unverzögerte Auslösung des Verstellvorganges für das Senken des Wagenaufbaus.

Damit beim überschreiten bestimmter Quer- bzw. Längsbeschleunigungswerte kein unerwünschter Regelvorgang ausgelöst wird, wird der Clock-Generator 69 beim Betätigen der Bremsen des Kraftfahrzeuges und bei Ausgangssignalen von nicht dargestellten Beschleunigungsechaltern angehalten, indem sich das Signal an einer Klemme 94, die mit den Beschleunigungsschaltern verbunden ist, und die dem Clock-Generator 69 zugeordnet ist, von 0 auf L ändert.

Besonders vorteilhaft ist bei der digitalen Lösung, daß die Bestimmung der Einschaltpunkte durch eine Gegenkopplung abgeleitet wird, die sich aus dem Zählerstand des Zählers 59 ergibt. Die Bestimmung der Einschaltverzögerung erfolgt durch Addition der Täktzeiten für eine der Regelabweichung entsprechende Zählerrichtung bis zur Abgabe des überlauf-Signales. Dadurch kann das die Taktzeit des Clock-Generators bestimmende Zeitglied auch bei großen Verzögerungszeiten vorteilhaft kleingehalten werden. Das Löschen des Zeitgliedes für die Einschaltverzögerung durch Setzen des Zählers auf 8, wenn der Sollwert den Istwert erreicht hat, erfolgt besonders zweckmäßig durch das dynamisch wirkende Antivalenzgatter 53 mit der RC-Kombination 5¹», 55. Besonders vorteilhaft ist auch bei der digitalen Lösung, daß sie leicht als voll integrierte Schaltung ausgeführt werden kann. 809843/0071

eerseite

Claims

R. 3 ^r) 7
10.3.1977 Ka/Sm

ROBERT BOSCH GMBH, Stuttgart

Ansprüche

j 1.INiveauregeleinrichtung für eine oder mehrere Achsen eines Kraftfahrzeuges, mit wenigstens einem Niveaugeber und mit Einrichtungen zum Druckaufbau und zur Druckentlastung einer Hebe- und Senkvorrichtung für den Wagenaufbau, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verzögerungsvorrichtung (24 bzw. 59) zur verzögerten Einschaltung der Einrichtungen zum Druckaufbau und zur Druckentlastung vorgesehen ist und daß die Abschaltung dieser Einrichtungen verzögerungsfrei erfolgt.
2. Niveauregeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Druckaufbau und der Einrichtung zur Druckentlastung je zwei Schalteinrichtungen (20,21 und 22,23) vorgeschaltet sind von denen jeweils die erste Schalteinrichtung (20,22) unverzögert und jeweils die zweite Schalteinrichtung (21, 23) verzögert anspricht, und daß die jeweils zusammenge-

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• •ic.

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hörigen Schalteinrichtungen (20,21 und 22,23) logisch miteinander verknüpft sind und daß der Ausgang der ersten logischen Verknüpfung (25) mit der Einrichtung zum Druckaufbau und der Ausgang der zweiten logischen Verknüpfung (26) mit der Einrichtung zur Druckentlastung in Wirkverbindung steht.
3. Niveauregeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Verriegelungsschalteinrichtungen (4l) zur Verhinderung des Ansprechens der Einrichtungen zum Druckaufbau und zur Druckentlastung bei Längs- und Querbeschleunigungen des Fahrzeuges vorgesehen sind.
4. Niveauregeleinrichtung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsschalteinrichtungen (kl) in Abhängigkeit vom Ausgangssignal eines Beschleunigungsgebers und/oder eines Bremslichtschalters betätigbar sind und die jeweils erste unverzögert ansprechende Schalteinrichtung zur Auslösung des Druckaufbaus bzw. der Druckentlastung verriegeln.
5· · Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verzögerung des Ansprechens der zweiten Schalteinrichtungen (21,23) eine Integrierschaltung (30,31,32,33) vorgesehen ist.
6. Niveauregeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verzögerung des Ansprechens der zweiten Schalteinrichtungen als Integrierschaltung ein Zähler

(59) vorgesehen ist. 809843/0071

- 3 - R. 3:

Ka/Sm
7. Niveauregeleinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Löscheinrichtung (27) vorgesehen ist, die nach Beendigung eines Verstellvorganges die Integrierschaltung in ihre Ausgangslage bringt.
8. Niveauregeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mitkopplung (4^,45) zwischen den Schalteinrichtungen zur Auslösung des Druckaufbaues bzw. der Druckentlastung und einer Meßwertaufbereitungsschaltung (17) zur Beeinflussung einer Schalthysterese zwischen Druckaufbau und Druckentlastung vorgesehen ist.
9. Niveauregeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Istwertgeber ein mit einem Stabilisator der Fahrzeugachse in Wirkverbindung stehender induktiver Winkelgeber (16) vorgesehen ist.
10. Niveauregeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beeinflussung der Scheinwerferleuchtweite ein den Sollwert der Niveauregeleinrichtung verschiebender Signalgeber (28) vorgesehen ist.
11. Niveauregeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Schaltungsausführung in digitaler Schaltungstechnik zur Bildung eines dreiwertigen Signales ein Verstärker (49) der Meßwertaufbereitungsschaltung (17) vom Ausgangssignal des Istwertgebers (16) ansteuerbar ist,

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- H - R. ³³ 5 7

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und daß bei einem eine Totzone kennzeichnenden Ausgangssignal der Integrierschaltung (59) ein Signal der Integrierschaltung (59), insbesondere im Takt eines Taktgenerators (69) in den Verstärkereingang (49)■gegengekoppelt ist und daß der Ausgang der Meßwertaufbereitungsschaltung (17) im Sinne einer Mitkopplung mit dem Verstärker (49) verbunden ist.
12. Niveauregeleinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erkennung Sollwert = Istwert ein dynamisches Antivalenzgatter (53,54,55) vorgesehen ist, das bei einem Wechsel des Ausgangssignales der Meßwertaufbereitungsschaltung (17) ein Schaltsignal an den ersten Eingang einer logischen Verknüpfungsschaltung (56) gibt, an deren zweiten Eingang der Übertragsausgang (67) des als Integrierschaltung dienenden Zählers (59) angeschlossen ist.

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