DE3101280C2 - Niveauregelanlage für Luftfederungen von Fahrzeugen - Google Patents

Niveauregelanlage für Luftfederungen von Fahrzeugen

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Höhenlageneinstellungssystem für ein Fahrzeug (40), dessen Karosserie (1) sich über Luftfedern (3) auf einer Fahrzeugachse (2) abstützt. Die Luftfedern (3) können über eine Leitung (6, 16, 14, 15), durch einen Sammelbehälter (8) oder aus einem Kompressor (7) gespeist werden, wobei diese Federn (3) über eine Öffnung (17) unter Zwischenschaltung eines Schiebers (10) entlüftet werden können. Bei derartigen Höhenlageneinstellungssystemen tritt das Problem auf, daß die Druckluft im Behälter (8) nicht ausreicht, um schnell die Federn (3) in die richtige Höhenlage einzustellen. Es muß dann zusätzlich mit dem Kompressor (7) gearbeitet werden. Die Einstellung erfordert eine ganz erhebliche Zeitdauer. Dabei ist insbesondere zu beachten, daß die Einstellarbeit der Luftfedern (3) vom Behälter (8) nur während einer begrenzten Zeitdauer geleistet werden kann. Um dieses Problem zu lösen, ist erfindungsgemäß eine Steuerung vorgesehen, die die Bauteile (5) und die Schieber (11 und 12) umfaßt, denn die Zuspeisung von Druckluft wird so gesteuert, daß Druckluft vom Kompressor (7) lediglich zu den pneumatischen Federn (3) nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitperiode erfolgt, und zwar vom Beginn der Luftzuführung aus dem Sammlertank (8) zu den pneumatischen Federn (3), bis ein vorbestimmter Abstand zwischen dem Chassis (1) und der Fahrzeugachse (2) wieder eingestellt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Niveauregelanlage für Luftfederungen von Fahrzeugen gemäß dem Gattungsbegriff des Hauptanspruchs.
Eine derartige Nivcaurcgelanlage ist durch die DE-OS 30 31453 bekannt. Die Fahrzeughöhe wird dort durch Zuführung von Druckluft aus dem Diucklufibchälter und bei Absinken des Druckes in diesem unter einem vorgegebenen Pegel zusätzlich durch Druckluft vom Kompressor eingestellt. Dadurch kann bei einer tciliragenden Luftfederung bis zur Beendigung der Niveauregulierung eine relativ große /.eilspanne erforderlich sein, da bei großem Drucklufibedarf auch in dem Behälter ein dem steigenden Druck in den Luflfedern entsprechender Druck aufgebaut werden muß.'
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Niveauregelanlage zu schaffen, mit welcher die gewünschte Einstellung des Fahr/.eugniveaus schneller durchgeführt werden kann.
κι Erfindiingsgemäße Merkmale zur Lösung der Aufgabe sind im kennzeichnenden Teil des 1 lauptanspruchs angegeben. Das Zeilglied bewirkt, daß die Verbindung zwischen dem Behälter und dem Kompressor unterbrochen wird und Druckluft von dem Kompressor nur an
is die Luftfedcrn geleitet wird, nachdem eine vorbestimmte Zeitdauer vom Beginn der Luftversorgung aus dem Behälter zu den Luftfeder^ verstrichen ist. wodurch das gewünschte Fahrzeugniveau schneller eingestellt wird. Bevorzugte, die Erfindung ausgestaltende Merkmale sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert werden. Es zeigt
F i g. 1 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Nivcaurcgelanlage für Luftfederungen von Fahrzeugen und
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer elektrischen Steuerschaltung für die in F i g. I dargestellte Ausl'ührungsform.
jo Bei der Darstellung in Fig. I wird die Karosserie 1 eines Fahrzeugs 40 von Luftfedern 3 getragen, die zwischen der Karosserie 1 und einer Fahrzeugachse 2 angeordnet sind. Die Luftfedern 3 stellen die Karosseriehöhe oder das Fahrzeugniveau unabhängig vom Gewicht der
π Ladung oder der Fahrgäste, welche die Karosserie I belastet, ein, und zwar durch Zuführen und Abführen von Druckluft durch eine Drucklufileilunge.
Das Zuführen und Abführen von Druckluft zu und von den Luftfedern 3 wird in Abhängigkeil von der Feststellung der Fahrzeughöhe durch einen Höhenfühler 5 gesteuert, der an der Karosserie I montiert ist. Der Höhenfühlcr 5 ist über ein Gestänge 4 mit der Fahrzeugachse 2 verbunden und erzeugt Signale, wenn sein Fühlelement durch das Gestänge 4 betätigt wird. Irgendeine Bauart eines Fühlers, der einen Hochlagen- und einen Tieflagenfühler aufweist, kann als Höhcnfühler 5 verwendet werden.
Ein Kompressor 7, der an der Karosserie 1 montiert ist, steht über eine Drucklüftleitung 13 mit einer Druckluftlcitung 14 in Verbindung. Die Druckluftleitung 14 ist über ein elektromagnetisch betätigtes Absperrventil 12 und eine Druckluftleitung 15 einerseits mit einem Druckluftbehälter 8 verbunden. Andererseits steht diese Druckluftlcitung 14 mit der Druckluftlcitting 6, die zu den Luftfedern 3 führt, über ein elektromagnetisch betätigtes Einlaßventil 11 und eine Druckluftleitung 16 in Verbindung. Weiter steht diese Druckluftleitung 16 mit einem Auslaß 17 zur Atmosphäre, über ein elektromagnetisch betätigtes Auslaßventil 10 in Verbindung.
W) Ein Druckfühler9 ist im Drucklufibeliältcr 8 angeordnet und erzeugt ein Signal, wenn der Druck im Druckluftbehälter 8 niedriger ist als ein vorhestimmter Druckpegcl. Obwohl das Auslaßventil 10. das Einlaßventil Il und das Absperrventil 12, die bei dieser Ausführungs-
tr, form verwendet werden, elektromagnetisch betätigte Schiebet sind, können diese durch Schieber ersetzt werden, die durch einen Steuerdruck betätigt werden.
Die Niveauregelanlage ermöglicht die folgenden
31 Ol
Steuerarieii:
(i) Im Fall, das das Fahrzeugniveau zu hoch ist: Druckluft aus den Luftfedern 3 w ird über die Druckluftleiiung 6 zur Druckluflleitung 16 geführt und dann durch das Auslaßventil 10 über den Auslaß 17 zur Atmosphäre i abgegeben.
(ii) Im Fall, daß das Fahrzeugniveau >.u niedrig ist:
a) Druckluft wird vom Druckluftbehälter 8 zugeführt. Druckluft aus dem Druckluftbehälter 8 wird der Druckluftleitung 6 über die Druckluflleitung 15. diis Absperrventil 12. die Druckluftleitung 14. das Einlaßventil 11 und die Druckluftleitung 16 zugeführt und dann in die Luftfedern 3 eingespeist.
b) Zuführung von Druckluft aus dem Kompressor: Druckluft, die vom Kompressor 7 erzeugt wird, wird in i> die Druckluflleitung 6 über die Drucklufileilungen 13 und 14. das Einlaßventil 11 und die Druckluftleiiung 16 zugeführt und dann in die Luftfedern 3 eingespeist.
Die Zuführung von Luft gemäß den Betriebsweisen (a) und (b) erfolgt gleichzeitig in einer speziellen Peri- jo ode. wie es noch beschrieben werden soll.
(iii) Beschickung des Druckluftbehälters mit Druckluft: Die Druckluft.die vom Kompressor? erzeugt wird, wird der Druckluftleitung 15 durch die Drucklufilei'.ungen 13 und 14 und das Absperrventil 12 zugeführt und jr> dann in den Druckluftbehälter 8 eingeleitet.
Die im Vorstehenden dargelegten Betriebsarten werden beispielsweise mittels einer Steuerschaltung, wie sie in Fig. 2dargestellt ist.durchgefühlt.
Der Höhenfühler 5 weist einen Hochlagenfühler 21 jo und einen Tieflagenfiihler 22 auf und stelll die Fc.hrzeughöhenlage oder das Fahrzeugniveau fest, das in die Abschnitte zu hoch, normal und zu tief unterteilt ist. In dem Fall, in dem die Fahrzeughöhe größer ist als ein vorbestimmter normaler Höhenbereich, gibt der Hoch- j;, lagenfühler 21 ein Signal »1« ab. Der Tieflagenfühler 22 gibt ein Signal »0« ab. In dem Fall, in dem die Fahrzeughöhe unter dem vorbestimmten Höhenbereich liegt, gibt im Gegensatz hierzu der Hochlagenfühler 21 ein Signal »0« ab und der Tieflagenfiihler 22 gibt ein Signal »I« ab. In dem Fall, in dem das Fahrzeugniveau innerhalb des vorbestimmten Höhenbereichs liegt, geben beide Fühler 21 und 22 die Ausgangssignale »0« ab.
Die Ausgänge der Fühler 21 und 22 werden über Sperrschaltungen 23 und 24 für nur kurzzeitige Höhen- -ΐ:ί oder Nivcauänderungen den Treiberschaltungen 29 und 30 für die elektromagnetisch betätigten Auslaß- und Einlaßventile zugeführt.
Die Treiberschaltungen 29 und 30 öffnen oder schließen das Auslaßventil 10 bzw. das Einlaßventil 11. Die Sperrschaltungen 23 und 24 sind derart ausgelegt, daß kurzzeitige Höhen- oder Niveauänderungen, wie beispielsweise ein Rütteln im Fahrzeug, keine Einwirkungen auf die Signale haben, die den Treiberschaltungen 29 und 30 zugeführt werden. Jede dieser Schaltungen 3;. gibt das Signal »1« lediglich dann ab. wenn das Hochlagensignal »1« vom Hochlagenfühler 21 bzw. das Tieflagensignal »I« vom Tieflagenfiihler 22 langer als eine vorbestinimie Zeitperiode abgegeben wird. Jede dieser Schaltungen gibt im Gegensatz hierzu augenblicklich no das Signal »0« ab, wenn der Hochlagenfühler 21 bzw. der Tieflagenfiihler 22 das Signal »0« abgibt. Die Sperrsehaltung 23 kann beispielsweise eine Verzögerungssehaltung aufweisen, welche das Signal vom Hochlagenfühler 21 mit einer vorbestimmten Zeitverzögerung ab- hi gibt und eine UND-Schaltung, welche die Koinzidenz des Signals »I« vom Hochlagenfühler 21 und der Ver/ögeningsschaltung feststellt. Die Sperrsehaltung 24 kann den gleichen Aufbau haben. Die Sperrschallungen 23 und 24 können beispielsweise so ausgelegt sein, daß ein Zeilglied, wie vorstehend beschrieben, verwendet wird und daß ein umgekehrtes Signal des Zeilgliedausgangs und das Eingangssignal des Zcitglicdes der UND-Schaltung zugeführt werden.
Wenn der Hochlagenfühler 21 das Signal »1« abgibt und die Sperrsehaltung 23 das Signal »1« dem Eingang der Treiberschaltung 29 zuführt- öffnet dieTreiberschallung 29 das Auslaßventil 10. wodurch der Betrieb durchgeführt wird, der im Vorsiehenden unter (i) beschrieben wurde. Wenn genug Druckluft aus den Lullfedern 3 abgelassen ist. um die Fahrzeughöhenlage in den vorbestimmten Bereich /urüekzufiihren. gibt der Hochlagenfühler 21 das Signal »0« ab. und dies führt dazu, daß die Sparschaltung 23 augenblicklich das Signal »0« abgibt, wodurch die Treiberschaltuns 29 das Auslaßventil 10 schließt.
Wenn das Fahrzeugniveau absinkt und dor Tieflagenfühler 22 betätigt wird, gibt dieser das Signal »I« ab. Dann wird das Signal »1« von der Sperrsehaltung 24 abgegeben und der Treiberschaltung: 30 zugeführt, wodurch diese das Einlaßventil Il öffnet. Weiterhin wird dieses Signal »I« von der Sperrsehaltung 24 dem Zeitglied 25 zugeführt. Augenblicklich beim Empfang des Signals »1« gibt das Zeitglied 25 ein Signal »I« ab bis zum Ablauf einer vorbestimmten Zeitperiode, auf die das Zeitglied 25 eingestellt ist. Das Zeitglied 25 kann in der Weise aufgebaut sein, daß zwei Widerstände und ein Kondensator zu einer IC-Schaltung, beispielsweise von dem Typ MC 14 541 der Firma MOTOROLA CO.. ztisammengeschaltet werden, und diese IC-Schaltung mit einem Inverter verbunden wird. Wenn demzufolge der Sperrsehaltung 24 das Signal »I« abgibt, sendet das Zeitglied das Signal »1« zu einem Eingang 28.7 einer ODER-Schaltung 28 während einer vorbestimmten Zeitdauer, und dadurch führt die ODER-Schaltung 28 ein Signal »1« der Treiberschaltung 31 für das elektromagnetisch betätigte Absperrventil I 2 zu. wodurch dieses geöffnet wird. Da nunmehr das Einlaßventil Il und das Absperrventil 12 die sich in der Druckluftleitung befinden, welche vom Drucklul'ibehälter 8 zu den Luftfedern 3 führt, offen sind, wird Druckluft aus dem Druckluftbehälter 8 den Lufifedern 3 zugeführt. Dies ist die Betriebsweise, die im Vorstehenden unter (ii)-(a) beschrieben wurde. Wenn dabei das Fiihrzeiigniveau auf die Höhe im vorbestimmten Bereich durch die Zuführung der Druckluft allein aus dem Druckluftbehälter 8 innerhalb der am Zeitglied 25 eingestellten Zeit zuriickgeführt wird, schließt der Ausgang der Treiberschaltung 30 das Einlaßventil 11. da der Tieflagenfühler 22 das Signal »0« abgibt. Da das Zeitglied 25 augenblicklich umschaltet, um das Signal »0« abzugeben, schließt die Treiberschaltung 31 auch das Absperrventil 12. Wenn dagegen die Luftzufuhr allein aus dem Druckluftbehälter 8 nicht ausreicht, dann wird nach Verstreichen der vorbestimmten Zeilperiode die Zuspeisung von Druckluft aus dem Druckluftbehälter 8 zu den Luftfedern 3 immer weniger wirksam, und es erfolgt schließlich keine Zufuhr von Druckluft mehr. Im Hinblick auf das Vorstehende wird die vorbestinimie Zeitdauer im Zeitglied 25 eingestellt und das Absperrventil 12 wird lediglich für diese vorbesiimmie Zeitdauer geöffnet.
Wenn der Druck im Drtickluitbchälicr 8 vor Versweichen der vorbestimmten Zeilperiode unter den vorbestimmten Druckpegel absinkt und der Druckfühler 9 betätigt wird, wird die Treiberschaltung i2 mit dem Signal »I« gespeist, um den Kompressor 7 zu betätigen
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und Druckluft den Luftfedern 3 zuzuführen, was zu der Betriebsweise führt, die unter (ii) als Parallelbetrieb der Verfahren (a) und (b) beschrieben wurde. Wenn dann die vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist und das Fahrzeugniveau mit der gesamten Druckluft, die vom Druckluftbehälter 8 den Luftfedern 3 zugeführt wurde, nicht auf die vorbestimmte Höhe eingestellt werden konnte, gibt das Zeitglied 25 das Signal »0« ab. Der Ausgang des Signals aus der ODER-Schaltung 28 zur Treiberschaltung 31 schaltet nun auf »0« um, um das Absperrventil 12 zu schließen.
Dann wird den Luftfedern 3 lediglich vom Kompressor 7 Druckluft zugeführt. Dies entspricht der Betriebsart (ii)-(b).
Solange die Sperrschaltung 24 das Signal »1« abgibt, gibt der Inverter 26, dem das Signal »1« zugeführt wird, das Signal »0« ab.
Auch wenn dann der Druckfühler 9 betätigt wird, um das Signal »I« abzugeben, erhält die UND-Schaltung 27 an einem ihrer Eingänge 27a das Signal »0«. Die UND-Schaltung 27 führt ein Signal »0« dem anderen Eingang 2Sb der ODER-Schaltung 28 zu. Wenn dann das Fahrzeug in die vorbestimmte Höhenlage zurückgekehrt ist und das Ausgangssignal des Tieflagenfühlers 22 in das Signal »0« umschaltet, schließt die Treiberschaltung 30 das Einlaßventil 11. Gleichzeitig empfängt der Inverter 26 das Signal »0« und gibt das Signal »1« ab, welches dem einen Eingang 27a der UND-Schaltung 27 zugeführt wird. Da der Druckfühler 9 noch betätigt ist, wird dann das Signal »1« auch dem anderen Eingang 27f>der UND-Schaltung 27 zugeführt. Dies führt dazu, daß die UND-Schaltung 27 das Signal »1« der ODER-Schaltung 28 zuführt, wodurch bewirkt wird, daß diese Schaltung das Signal »I« der Treiberschaltung 31 zuführt, wodurch das Absperrventil 12 geöffnet wird. Der Kornpressor 7 und der Druckluftbehälter 8 sind dann über die Druckluftleitung 15 und das Absperrventil 12 verbunden, wodurch über diese Verbindung Druckluft vom Kompressor 7 dem Druckluftbehälter 8 zugeführt wird. Dies entspricht der Betriebsweise, die im Vorstehenden unter dem Punkt (iii) beschrieben wurde.
Wenn dann genug Druckluft dem Druckluftbehälter 8 zugeführt ist. um den Druck in diesem über den vorgegebenen Druckpegel zu erhöhen und um die Betätigung des Druckfühlers 9 abzustoppen, wird, da der Druckfühler 9 dann das Signal »0« der Treiberschaltung 32 zuführt, der Betrieb des Kompressors 7 abgestellt. Da das Signal zum Eingang 27b der UND-Schaltung 27 gleichzeitig auf »0« umschaltet, wird das Signal von der UND-Schaltung 27 zur ODER-Schaltung 28 und das Signal von der ODER-Schaltung 28 zur Treiberschaltung 31 auf »ö« umgeschaltet, wodurch auch das Absperrventil 12 geschlossen wird.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
M)

Claims (3)

31 Ol 280 Patentansprüche:
1. Niveauregclanluge für Luftfederungen von Fahrzeugen, mit zwischen gefederten und ungefederten Fahrzeugteilen angeordneten Luflfedern. mit einem Kompressor, der Aimosphärenluft in einen Druckluftbehälter fördert und von einem auf den Druck im Druckluftbehälter ansprechenden Druekfühlcr einschaltbar ist. mit einem Höhenfühler, der bei einem statischen Unterschreiten eines vorgegebenen Sollabstandcs zwischen den gefederten und den ungefederten Fahrzeugteilen einen Aufregelbefeh! und bei einem statischen Überschreiten des Sollabslandes einen Abregelbefehl erzeugt, mit einem in eine Leitungsverbindung zwischen dem Druckbehälter und dem Kompressor auf der einen und den Luflfedern auf der anderen Seiie eingeschalteten, normal geschlossenen Einlaßventil, das durch einen Aufregelbefehl geöffnet wird, mit einem in eine Leitungsverbindung zwischen den Luftfedern und einem Auslaß zur Atmosphäre eingeschalteten, normal geschlossenen Auslaßventil, das durch einen Abregelbefchl geöffnet wird, und mit einem in eine Leitungsverbindung zwischen den Luftfedern und dem Kompressor auf der einen und dem Drucklufibehälter auf der anderen Seite eingeschalteten Absperrventil, das in der Leitungsverbindung zwischen dem Druckluftbehälter und den Luftfedern mit dem Einlaßventil in Reihe geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein in seiner Laufzeit auf die Speicherkapazität des Druckluftbchälters (8) abgestimmtes Zeitglied (25) vorgesehen ist. welches mit Erscheinen eines Aufrcgclbcfchls angestoßen wird und nach dessen Ablauf das Absperrventil (12) zwischen Luflfedern (3) und Kompressor (7) auf der einen und Druckluftschalter (8) auf der anderen Seile bis zum Ende des Aufrcgclbefehls geschlossen wird.
2. Niveauregelanlage nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß das normal geschlossene Absperrventil (12) mittels einer logischen Schaltung nur während der Laufzeit des Zcitgliedes (25) und dann, wenn der Kompressor (7) eingeschaltet ist und kein Aufregelbefehl vorliegt, geöffnet wird.
3. Nivcaurcgelanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Schaltung eine UND-Schaltung (27) aufweist, der das invertierte Eingangssignal des Zeitgliedes (25) und das Ausgangssignal des Druckfühlers (9) zugeführt werden und deren Ausgangssignal zusammen mit dem Ausgangssignal des Zeitgliedes (25) einer ODER-Schaltung (28) zugeführt wird, deren Ausgangssignal das Eingangssignal für eine Treiberschaltung (31) zum Öffnen des Absperrventils (12) bildet.
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