DE3715441A1 - Hoehensteuersystem fuer ein kraftfahrzeug - Google Patents

Hoehensteuersystem fuer ein kraftfahrzeug

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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Höhensteuersystem für ein Kraftfahrzeug, das die Bodenfreiheit eines Kraftfahrzeugfahrgestells regelt. Speziell bezieht sich die Erfindung auf ein Höhensteuersystem für ein Kraftfahrzeug, das die Höheneinstellung an den Aufhängungen des Fahrgestells unabhängig voneinander erleichtert. In weiterer Besonderheit bezieht sich die Erfindung auf ein Höhensteuersystem für ein Kraftfahrzeug, das nicht nur die Bodenfreiheit des Fahrgestells regeln kann, sondern auch die Neigung des Kraftfahrzeugs einstellen kann, um das Fahrverhalten, den Fahrkomfort und das äußere Erscheinungsbild zu verbessern.
In den letzten Jahren sind mehrere Höhensteuersysteme für Kraftfahrzeuge entwickelt worden, die das Fahrverhalten, den Fahrkomfort und das äußere Erscheinungsbild verbessern sollen. Höhensteuersysteme sind im allgemeinen dazu vorgesehen, die Neigung des Fahrgestells bzw. der Karosserie des Fahrzeugs gegenüber der Straßenoberfläche zu regeln. Ein typisches Beispiel eines Höhensteuersystems dieser Art ist in "GALANT ETERNA, NEW MODEL EXPLANATION", Seiten 111 bis 137, veröffentlicht im August 1983 von Mitsubishi Motor Industries Co., Ltd., beschrieben.
Solche üblichen Fahrzeughöhensteuersysteme verwenden mehrere Höhensensoren, um die Position des zugehörigen Abschnitts des Fahrzeugkörpers gegenüber der Straßenoberfläche zu überwachen. Der Ausgang eines Höhensensors wird jeweils mit einem Bezugswert verglichen, der einen Sollhöhenbereich angibt. Wenn die Höhe größer als der Sollhöhenbereich ist, wird Druckluft aus einer Druckkammer in den Aufhängungen nach außen abgeleitet, um den Druck in der Druckkammer zu vermindern und dadurch die Fahrzeughöhe auf den Sollhöhenbereich zu bringen. Wenn andererseits die Fahrzeughöhe geringer als der Sollhöhenbereich ist, dann wird der Druck in der Druckkammer gesteigert, um die Fahrzeughöhe in den Sollhöhenbereich anzuheben.
Bei dem zuvor erläuterten Höhensteuersystem wird die Höheneinstellung relativ zu den entsprechenden Abschnitten des Fahrzeugkörpers ausgeführt, an denen die Höhensensoren angeordnet sind. Dies erleichtert die Höhensteuerung an den entsprechenden Aufhängungen unabhängig voneinander. Solche Steuersysteme stellen die Höhe an entsprechenden Stellen des Fahrzeugkörpers erfolgreich ein, sie können jedoch die Neigung des Fahrzeugs gegen die Straßenoberfläche nicht regeln. Da jedoch in der Praxis eine Differenz zwischen den oberen und unteren Grenzwerten des Sollhöhenbereiches vorhanden ist, kann dies die Neigung des Fahrzeugs gegen die Straße nachteilig beeinflussen. Wenn beispielsweise ein Abschnitt des Fahrzeugs sich am oberen Grenzwert des Sollhöhenbereiches befindet und ein anderer Abschnitt des Fahrzeugs sich am unteren Grenzwert des Sollhöhenbereiches befindet, dann ist das Fahrzeug unter einem Winkel gegen die Straßenoberfläche geneigt, der den Fahrkomfort und das Fahrverhalten des Fahrzeugs negativ beeinflussen könnte.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Höhensteuersystem für ein Kraftfahrzeug anzugeben, das in der Lage ist, das Fahrzeugprofil in bezug auf die Straßenoberfläche genau zu regeln.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Eine auf dem gleichen Grundgedanken aufbauende Lösung der Aufgabe ist im Anspruch 12 beschrieben. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweils abhängigen Ansprüche.
Das Fahrzeughöhensteuersystem nach der Erfindung beeinflußt die Aufhängungen derart, daß die Fahrzeughöhe innerhalb eines vorbestimmten Höhenbereiches gehalten wird. Das Höhensteuersystem kann die Höhendifferenz zwischen unterschiedlichen Abschnitten des Fahrzeugkörpers so vermindern, daß diese innerhalb eines vorbestimmten zulässigen Höhendifferenzbereiches liegt.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild eines Fahrzeughöhensteuersystems nach der Erfindung;
Fig. 2 eine Darstellung der bevorzugten Ausführungsform eines Fahrzeughöhensteuersystems nach der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3(A) bis 3(C) Flußdiagramme des Höhensteuerprogramms, das von einer Steuereinheit ausgeführt wird, die in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 2 verwendet wird, und
Fig. 4 eine Darstellung eines Beispiels von Höhen an verschiedenen Stellen des Fahrzeugkörpers.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird nun der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung erläutert. Ein Fahrzeughöhensteuersystem nach der vorliegenden Erfindung enthält mehrere Aufhängungen 2, die jeweils mit einer Druckkammer 5 versehen sind. Die Druckkammer 5 ist jeweils mit einer Druckfluidquelle 8 verbunden, die ein unter Druck stehendes Fluid zuführen und abführen kann, um den Druck in der Druckkammer auf einem vorbestimmten Pegel zu halten. Jede Druckkammer 5 ist einer Aufhängung des Fahrzeugkörpers derart zugeordnet, daß der Abstand zwischen einer Radachse und dem Fahrzeugkörper vergrößert werden kann, wenn der Druck in der Druckkammer 5 gesteigert wird, und vermindert werden kann, wenn der Druck in der Druckkammer abgebaut wird.
Um den Druck in den Druckkammern 5 der jeweiligen Aufhängungen 2 zu beeinflussen, sind Drucksteuereinheiten zwischen der Druckfluidquelle 8 und den Druckkammern 5 der Aufhängungen 2 angeordnet. Jede Drucksteuereinheit steuert die Zuführung und Abführung des Druckfluides zur Druckkammer, um den Druck darin einzustellen. Wenn das Druckfluid in die Druckkammer 5 eingeführt wird, dann erhöht sich der Druck darin. Durch Steigern des Drucks in der Druckkammer 5 wird die Relativdistanz zwischen der Radachse und dem Fahrzeugkörper 1 gesteigert. Durch Ablassen des Druckfluides aus der Druckkammer 5 wird andererseits der Druck in der Druckkammer vermindert, um die Relativdistanz zwischen der Radachse und dem Fahrzeugkörper zu vermindern. Die Drucksteuereinheiten sind im allgemeinen zur Einstellung des Drucks in den Druckkammern 5 der Aufhängungen 2 wirksam und halten somit die Relativdistanzen zwischen den Radachsen und dem Fahrzeugkörper 1 innerhalb eines vorbestimmten Sollhöhenbereiches.
Zur Steuerung des Betriebs der Drucksteuereinheiten ist eine Steuereinheit 23 vorgesehen. Die Steuereinheit 23 enthält eine Steuersignalgeneratorstufe 23 a, eine Sollhöhenbereichseingabestufe 23 b und eine Höhendifferenzermittlungsstufe 23 c. Die Steuereinheit 23 empfängt die Fahrgeschwindigkeit angebende Signale von Fahrzeughöhensensoren 18, die jeweils benachbart den zugehörigen Aufhängungen 2 angeordnet sind. Der Fahrzeughöhensensor 18 überwacht die Relativdistanz zwischen einer Radachse und einem zugehörigen Abschnitt des Fahrzeugkörpers 1, um das die Fahrzeughöhe angebende Signal zu erzeugen. Die Sollhöhenbereichseingabestufe 23 b liefert einen ein oberes Kriterium angebenden Wert Δ h U und einen ein unteres Kriterium angebenden Wert Δ h L , die zusammen den Sollhöhenbereich Δ h definieren. Die Steuersignalgeneratorstufe 23 a empfängt die die Fahrzeughöhe angebenden Signale von den Fahrzeughöhensensoren 18 und die die oberen und unteren Kriterien angebenden Werte, um diese miteinander zu vergleichen. Wenn der die Fahrzeughöhe angebende Signalwert h größer als der obere kritische Wert Δ h U ist, wird ein Abwärtssteuersignal von der Steuersignalgeneratorstufe 23 a abgegeben, um das Druckfluid in der Druckkammer 5 abzulassen, um dadurch die Fahrzeughöhe h in dem zugehörigen Bereich, wo die entsprechende Aufhängung 2 angeordnet ist, zu vermindern. Wenn andererseits die Fahrzeughöhe h geringer als der untere kritische Wert Δ h L ist, dann wird ein Aufwärtssteuersignal von der Steuersignalgeneratorstufe 23 a abgegeben, um die Fahrzeughöhe h zu steigern. Die Abwärts- und Aufwärts-Steuersignale werden daher den Drucksteuereinheiten zugeführt, die den jeweiligen Druckkammern 5 der zugehörigen Aufhängungen zugeordnet sind. Die Drucksteuereinheit spricht auf die Abwärts- und Aufwärts-Steuersignale an, um das Druckfluid aus der Druckkammer abzuführen bzw. von der Druckfluidquelle der Druckkammer 5 zuzuführen.
Die Steuereinheit 23 ist weiterhin mit einer Höhendifferenzableitstufe 23 c versehen. Diese empfängt die die Fahrzeughöhe angebenden Signale von wenigstens zwei der Fahrzeughöhensensoren, um die empfangenen Signalwerte miteinander zu vergleichen. Die Höhendifferenzableitstufe 23 c vergleicht weiterhin den die Höhe angebenden Wert mit einem gegebenen Schwellenwert X, der für eine zulässige maximale Differenz der Höhen repräsentativ ist. Die Höhendifferenzableitstufe 23 c ist auch mit der Steuersignalgeneraturstufe verbunden, um von dieser ein Freigabesignal zu empfangen, wenn die Fahrzeughöhen h innerhalb des Sollhöhenbereiches Δ h liegen. Die Höhendifferenzableitstufe 23 c erzeugt im freigegebenen Zustand ein Höheneinstellsignal für die Drucksteuereinheiten. Die Drucksteuereinheiten sprechen auch auf die Höheneinstellsignale an, um das Druckfluid zuzuführen und abzulassen, um die Höhe an den entsprechenden Aufhängungen einzustellen, um die Differenz zwischen den Relativhöhen kleiner als den Schwellenwert X zu machen.
Durch Einstellung der Relativhöhen zwischen den jeweiligen Aufhängungen kann die Neigung des Fahrzeugs gegenüber der Straßenoberfläche geregelt werden.
Es sei an dieser Stelle hervorgehoben, daß das Wort "Neigung", wie es in der vorliegenden Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, die Größe der Neigung des Fahrzeugkörpers (der Fahrzeugkarosserie) in Längsrichtung oder in Querrichtung in bezug auf die Straßenoberfläche bedeutet. Dies heißt, daß beispielsweise ungleichmäßige Belastungen des Fahrzeugs, die zu einem unterschiedlich großen Einfedern der Aufhängungen führen können, in Quer- und Längsrichtung des Fahrzeugs ausgeglichen werden können.
Der detaillierte Aufbau des bevorzugten Ausführungsbeispiels des Fahrzeughöhensteuersystems nach der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 2 näher erläutert.
In der dargestellten Ausführungsform ist die Erfindung auf ein Fahrzeughöhensteuersystem gerichtet, das die Höhen an den Abschnitten des Fahrzeugkörpers nachstellen kann, wo Aufhängungen 2 a und 2 b für die linken und rechten Hinterräder angeschlossen sind. Die Aufhängungen enthalten Aufhängungslenker 3 a und 3 b, Stoßdämpfer 4 a und 4 b, Aufhängungsfedern (nicht dargestellt) und dergleichen. Die Stoßdämpfer 4 a und 4 b sind mit den Lenkern 3 a und 3 b an ihren unteren Enden verbunden. Kolbenstangen der Stoßdämpfer 4 a und 4 b erstrecken sich nach oben und sind an ihren oberen Enden mit dem Fahrzeugkörper (Karosserie) verbunden. Pneumatische Kammern 5 a und 5 b, die als die vorerwähnten Druckkammern dienen, sind oberhalb der Stoßdämpfer 4 a und 4 b durch expandierbare Elemente definiert, wie beispielsweise durch Rollmembranen 6 a und 6 b. Jede der pneumatischen Kammern 5 a und 5 b ist mit einem Kompressor 8 über Druckluftzuführkreise verbunden. Ein Lufttrockner 9 ist in dem Luftzuführkreis angeordnet. Ein Entlüftungssteuerventil 13 ist in einer Entlüfungsleitung angeordnet, die mit dem Luftzuführkreis stromaufwärts des Lufttrockners 9 verbunden ist. Ein Abzweigkreis, der einen Vorratstank 7 enthält, ist an der stromabwärtigen Seite des Lufttrockners 9 mit dem Luftzuführkreis verbunden. Ein Einweg-Rückschlagventil 10 ist in dem Abzweigkreis stromaufwärts des Vorratstanks angeordnet. Andererseits ist ein Drucksammelsteuerventil 11 in dem Abzweigkreis stromabwärts vom Vorratstank 7 angeordnet. Drucksteuerventile 12 a und 12 b sind in dem Luftzuführkreis angeordnet, um die Zuführung und die Abführung der Druckluft zu steuern.
Das Entlüftungssteuerventil 13, das Drucksammelsteuerventil 11 und die Druckzuführsteuerventile 12 a und 12 b sind jeweils mit zugehörigen elektrisch betreibbaren Stellantrieben 16, 14, 15 a und 15 b ausgerüstet. In der Praxis sind die Stellantriebe 16, 14, 15 a und 15 b elektromagnetische Solenoide. Der Kompressor 8 ist mechanisch mit einem Elektromotor 22 verbunden. Der Elektromotor 22 ist seinerseits über einen Relaisschalter 21 mit einer Batterie 20 verbunden.
Die jeweiligen Stellantriebe 14, 15 a 15 b und 16 und der Relaisschalter 21 sind mit einer mikroprozessorgesteuerten Steuereinheit 23 verbunden. Die Steuereinheit enthält einen Mikroprozessor 24 und Treiberschaltungen 25, 26 a, 26 b, 27 und 28, die jeweils mit den Stellantrieben und dem Relaisschalter verbunden sind. Wie unter Bezugnahme auf Fig. 1 ausgeführt worden ist, basieren die Steuertätigkeiten der Einheit 23 im wesentlichen auf der augenblicklichen Fahrzeughöhe h L und h R an den Abschnitten des Fahrzeugkörpers 1, wo die Aufhängungen 2 a und 2 b angebracht sind. Um die herrschenden Fahrzeughöhen h L und h R zu überwachen, sind Höhensensoren 18 a und 18 b vorgesehen. In der dargestellten Ausführungsform enthalten die Höhensensoren 18 a und 18 b Potentiometer oder Dehnungsmeßstreifen, die zwischen dem Fahrzeugkörper 1 und den Aufhängungslenkern 3 a und 3 b angeordnet sind. Als Fahrzeughöhensensor kann jedoch auch jeder andere geeignete Sensor verwendet werden, der in der Lage ist, die relative Fahrzeughöhe ausreichend genau zu überwachen.
Die Fahrzeughöhensensoren 18 a und 18 b überwachen die Fahrzeughöhen h L und h R , um entsprechende Höhensignale bezüglich der linken und rechten hinteren Aufhängungen zu erzeugen. Um außerdem den Druck in dem Vorratstank 7 zu überwachen, ist ein Drucksensor 19 vorgesehen. Der Drucksensor 19 erzeugt ein den Tankdruck angebendes Signal.
Wie bekannt, enthält der Mikroprozessor 24 eine Schnittstelle 29, eine arithmetische Einheit 30, wie beispielsweise eine CPU, und einen Speicher 31. Der Mikroprozessor 24 empfängt die die Fahrzeughöhe angebenden Signale von den Fahrzeughöhensensoren 18 a und 18 b und das Tankdrucksignal vom Drucksensor 19 über die Schnittstelle 29. Auf der Grundlage der die Fahrzeughöhe angebenden Signale erzeugt die arithmetische Einheit 30 Steuersignale, die den Treiberkreisen 25, 26 a, 26 b und 27 zugeführt werden. Andererseits leitet die arithmetische Einheit 30 ein Kompressorsteuersignal auf der Grundlage des den Tankdruck angebenden Signals ab, um den Treiberkreis 28 anzusteuern.
Der Fahrzeughöhensteuerbetrieb und der die Fahrzeugneigung regelnde Betrieb, der in dem Fahrzeughöhensteuersystem nach Fig. 2 auszuführen ist, wird nachfolgend in der Hauptsache unter Bezugnahme auf die Fig. 3(A) bis 3(C) erläutert.
Es sei angemerkt, daß das Fahrzeughöhensteuerprogramm in vorbestimmten Intervallen zyklisch ausgeführt wird. Die arithmetische Einheit 30 wird daher zu gegebenen Zeitpunkten getriggert. Die arithmetische Einheit 30 liest nach dem Triggern das Fahrzeughöhensteuerprogramm aus der Speichereinheit 31 ab und beginnt die Ausführung des Programms.
Unmittelbar nach dem Start werden die Fahrzeughöhensignalwerte h L und h R von den Fahrzeughöhensensoren 18 a und 18 b im Schritt 1002 abgelesen. Nach dem Ablesen dieser Höhensignalwerte h L und h R führt der Regelvorgang die Schritte 1004 bis 1022 aus, um die Fahrzeughöhe an den Stellen einzustellen, wo die rechten und linken hinteren Aufhängungen 2 a und 2 b angeordnet sind.
Um die nachfolgende Beschreibung zu vereinfachen wird die Fahrzeughöhe h L an der Stelle, wo die linke Aufhängung 2 a angeordnet ist, als "linke Höhe" bezeichnet. In gleicher Weise wird die Fahrzeughöhe h R an der Stelle, wo die rechte Aufhängung 2 b angeordnet ist, nachfolgend mit "rechte Höhe" bezeichnet. Die Stelle des Fahrzeugkörpers, wo die linke Aufhängung angeordnet ist, wird der Einfachheit halber als "linke Seite" bezeichnet, und die Stelle des Fahrzeugkörpers, wo die rechte hintere Aufhängung angeordnet ist, wird nachfolgend der Einfachheit halber als "reche Seite" bezeichnet.
Es sei weiterhin hervorgehoben, daß die Schritte 1004 bis 1022 in bezug auf die linke Seite und die rechte Seite des Fahrzeugkörpers unabhängig voneinander ausgeführt werden. Die nachfolgende Diskussion unter Bezugnahme auf die Schritte 1004 bis 1022 wird daher nur am Beispiel der linken Seite des Fahrzeugkörpers ausgeführt. Es versteht sich, daß für die rechte Seite des Fahrzeugkörpers die gleichen Schritte ebenfalls auszuführen sind und daher nicht nochmals gesondert beschrieben zu werden brauchen.
Beim Höhenregelbetrieb für die linke Seite des Fahrzeugkörpers wird der gelesene Wert h L geprüft, ob er innerhalb des Sollhöhenbereiches Δ h liegt, was im Schritt 1004 ausgeführt wird. In der dargestellten Ausführungsform ist der Sollhöhenbereich Δ h in bezug auf einen Mittenwert H der Sollhöhe eingegeben, wie in Fig. 4 dargestellt ist. Der Sollbereich wird daher durch den das obere Kriterium angebenden Wert Δ h U , der höher als der Mittenwert H der Sollhöhe um eine Größe von h u ist, und durch den das untere Kriterium angebenden Wert Δ h L , der um einen Betrag von h l niedriger als der Mittenwert H ist, bestimmt. Die Höhendifferenz zwischen den oberen und unteren kritischen Werten Δ h U und Δ h L wird daher h u - h l = Δ h. Der Sollhöhenbereich Δ h bildet einen toten Bereich bei der Höhensteuerung.
Um zu prüfen, ob der die Fahrzeughöhe angebende Signalwert h L innerhalb des Sollhöhenbereiches Δ h liegt, werden in der Praxis die die Höhe angebenden Signalwerte mit dem oberen kritischen Wert Δ h U und dem unteren kritischen Wert Δ h L im Schritt 1004 verglichen. Wenn der die Fahrzeughöhe angebende Signalwert h L innerhalb des Sollbereiches Δ h liegt, springt das Programm zum Schritt 1024, dessen Funktion später erläutert wird.
Wenn andererseits der die linke Höhe angebende Signalwert h L angibt, daß die Fahrzeughöhe an der linken Seite außerhalb des Sollhöhenbereiches Δ h liegt, dann wird im Schritt 1006 geprüft, ob der die Fahrzeughöhe angebende Signalwert h L eine zu große Höhe angibt. Der Verfahrensablauf geht dann zum Schritt 1008 über. Im Schritt 1008 werden Hoch-Höhensteuersignale an die Treibersignalgeneratoren 26 a und 27 abgegeben. Die Treibersignalgeneratoren 26 a und 27 sprechen auf die Hoch-Pegel-Höhensteuersignale an, um die Stellantriebe 15 a und 16 so zu betätigen, daß das Drucksteuerventil 12 a und das Entlüfungssteuerventil 13 geöffnet werden. Hierdurch wird die Druckkammer 5 a über das Drucksteuerventil 12 a und das Entlüftungssteuerventil 13 dem Atmosphärendruck ausgesetzt. Die Druckluft in der Druckkammer 5 a wird daher durch die Entlüftungsleitung abgelassen, um den Druck in der pneumatischen Druckkammer 5 a zu vermindern. Als Folge davon wird die linke Höhe vermindert. Anschließend wird im Schritt 1010 der die linke Höhe angebende Signalwert h L erneut abgelesen, und es wird geprüft, ob er anzeigt, daß die linke Höhe innerhalb des Sollhöhenbereiches Δ h liegt. Während der Ausführung des Schrittes 1010 sind das Drucksteuerventil 12 a und das Entlüftungssteuerventil 13 offengehalten, um den Druckabbau in der Druckkammer 5 a fortzusetzen. Der Ablauf im Schritt 1010 wird wiederholt so lange ausgeführt, bis die linke Höhe h L als im Sollhöhenbereich Δ h liegend ermittelt worden ist. Sobald die linke Höhe h L als innerhalb des Sollhöhenbereiches Δ h im Schritt 1010 ermittelt worden ist, geht der Ablauf zum Schritt 1014 über, um das Hoch-Pegel-Höhensteuersignal für den Treibersignalgenerator 26 a zu beenden, um das Stellglied 15 unwirksam zu machen. Dadurch wird das Drucksteuerventil 12 a geschlossen, womit die Verbindung zwischen der Druckkammer 5 a und der Entlüftungsleitung unterbrochen wird.
Wenn andererseits die Antwort im Schritt 1006 NEIN ist, was bedeutet, daß die linke Höhe h L zu klein ist, dann werden Hoch-Pegel-Höhensteuersignale an die Treibersignalgeneratoren 25 und 26 a abgegeben. Als Folge davon werden das Drucksammelsteuerventil 11 und das Drucksteuerventil 12 a geöffnet. Daher wird eine Verbindung zwischen dem Vorratstank 7 und der Druckkammer 5 a eingerichtet. Anschließend wird ein Pumpenantriebssteuersignal dem Treibersignalgenerator 28 zugeführt. Als Folge davon wird ein Treibersignal einer Relaisspule des Relaisschalters 21 zugeführt, um den Stromversorgungskreis für den Pumpenmotor 22 zu schließen. Hierdurch wird der Pumpenmotor 22 in Betrieb gesetzt, um den Kompressor 8 anzutreiben. Durch den Betrieb des Kompressors 8 wird Druckluft in die Druckkammer 5 a über den Lufttrockner 9 eingeleitet. Gleichzeitig wird Druckluft auch in den Vorratstank 7 über das Drucksammelsteuerventil 11 eingeführt. Die Zuführung von Druck zur Druckkammer 5 a wird so lange fortgesetzt, bis die linke Höhe h L auf den Sollhöhenbereich Δ h zugenommen hat. Zu diesem Zweck wird im Schritt 1018 das die linke Höhe anzeigende Signal h L darauf überprüft, ob es anzeigt, daß die linke Höhe innerhalb des Sollhöhenbereiches Δ h liegt. Die Prüfung im Schritt 1018 wird so lange wiederholt, bis die linke Höhe innerhalb des Sollhöhenbereiches Δ h liegt. Wenn die linke Höhe h L den Sollhöhenbereich Δ h erreicht hat, wie im Schritt 1018 ermittelt, werden die Hoch-Pegel-Höhensteuersignale für die Treibersignalgeneratoren 25 und 26 a beendet, was im Schritt 1020 stattfindet. Als Folge davon werden die Stellantriebe 14 und 15 a aberregt, um das Drucksammelsteuerventil 11 und das Drucksteuerventil 12 a zu schließen. Anschließend wird im Schritt 1022 das Pumpensteuersignal für den Treiberkreis 28 beendet, um die Relaisspule stromlos zu machen, um den Relaisschalter 21 auszuschalten. Dadurch wird der Kompressor 8 stillgesetzt.
Wie erläutert, wird derselbe Höheneinstellbetrieb für die rechte Seite des Fahrzeugkörpers in einem völlig gleichen Vorgang über die Schritte 1004 bis 1022 ausgeführt. Solange, wie die linke Höhe h L und die rechte Höhe h R nicht so eingestellt sind, daß sie innerhalb des Sollhöhenbereiches Δ h liegen, wird der Vorgang über die Schritte 1004 bis 1022 wiederholt. Wenn beide Höhen h L und h R innerhalb des Sollhöhenbereiches Δ h liegen, wie im Schritt 1004 ermittelt, springt der Ablauf zum Schritt 1024.
Im Schritt 1024 werden die Höhendifferenzen y L und y R der linken und rechten Höhen h L und h R in bezug auf den Mittenwert H des Sollhöhenbereiches berechnet. Auf der Grundlage der Werte y L und y R wird die Höhendifferenz |y L - y R | in einem Schritt 1026 abgeleitet. Diese abgeleitete Höhendifferenz wird im nämlichen Schritt 1026 mit einem vorbestimmten Wert X verglichen. Wie man aus Fig. 4 erkennt, gibt der Wert X einen zulässigen Höhengleichgewichtsbereich für die linken und rechten Höhen an, wobei dieser zulässige Höhenbereich durch ein oberes Höhengleichgewichtskriterium X U , das um eine Größe Δ x u höher als der Mittenwert H ist, und ein unteres Höhengleichgewichtskriterium X L , das um eine Größe Δ x l niedriger als der Mittenwert H liegt, angegeben. Die Höhendifferenz innerhalb des zulässigen Höhengleichgewichtsbereiches X wird daher Δ x u + Δ x l .
-
Wenn die Höhendifferenz |y L - y R | kleiner oder gleich dem vorbestimmten Wert X ist, dann geht der Ablauf zum ENDE. Wenn andererseits die genannte Höhendifferenz größer als der vorbestimmte Wert X ist, dann geht der Ablauf zum Schritt 1028 über. Im Schritt 1028 wird der Höhendifferenzwert y L mit dem oberen Höhengleichgewichtskriterium X U verglichen. Wenn der Höhendifferenzwert y L größer als das Kriterium X U ist, werden Hoch-Pegel-Höhensteuersignale den Treibersignalgeneratorkreisen 26 a und 27 zugeführt, um die Stellglieder 15 a und 16 zu erregen, was im Schritt 1030 stattfindet. Als Folge davon werden das Drucksteuerventil 12 a und das Entlüftungssteuerventil 13 geöffnet, um die Druckkammer 5 a dem Atmosphärendruck auszusetzen. Dadurch wird die linke Höhe h L vermindert. Während dieses Absenkbetriebes der linken Seite wird die Höhendifferenz |y L - y R | im Schritt 1032 geprüft, ob sie kleiner oder gleich dem vorbestimmten Wert X wird. Solange bis die genannte Höhendifferenz kleiner als der Wert X wird, bleiben die Höhensteuersignale für die Treibersignalgeneratoren 26 a und 27 auf hohem Pegel, um die linke Seite weiter abzusenken. Wenn die Höhendifferenz |y L - y R | kleiner als der Wert X wird, dann werden die Hoch-Pegel-Höhensteuersignale für die Treiberkreise 26 a und 27 im Schritt 1034 beendet. Als Folge davon werden das Drucksteuerventil 12 a und das Entlüftungssteuerventil 13 geschlossen. Nach dem Schließen dieser Ventile im Schritt 1034 geht der Ablauf zum ENDE.
Wenn andererseits der Höhendifferenzwert y L kleiner als X U ist, wie im Schritt 1028 geprüft, dann geht der Ablauf zum Schritt 1036 über. Im Schritt 1036 wird der Höhendifferenzwert y L mit dem unteren Höhengleichgewichtskriterium X L verglichen, um zu prüfen, ob der Wert y L kleiner als das Kriterium X L ist. Wenn dies der Fall ist, werden Hoch-Pegel-Steuersignale an die Treibersignalgeneratoren 25 und 26 a im Schritt 1038 geliefert. Als Folge davon werden das Drucksammelsteuerventil 11 und das Drucksteuerventil 12 a geöffnet. Dadurch wird eine Verbindung zwischen dem Vorratstank 7 und der Druckkammer 5 a eingerichtet. Anschließend wird ein Pumpentreibersteuersignal dem Treibersignalgenerator 28 im Schritt 1040 zugeführt. Als Folge davon wird das Treibersignal an die Relaisspule des Relaisschalters 21 gelegt, um den Stromversorgungskreis für den Pumpenmotor 22 zu schließen. Der Pumpenmotor 22 beginnt somit, den Kompressor 8 anzutreiben. Durch Betrieb des Kompressors wird Druckluft in die Druckkammer 5 a über den Lufttrockner 9 zugeführt. Gleichzeitig wird Druckluft auch in den Vorratstank 7 über das Drucksammelsteuerventil 11 eingeleitet. Die Zuführung von Druck zur Druckkammer 5 a wird so lange fortgesetzt, bis die linke Höhe h L ausreichend angehoben worden ist, um die Höhendifferenz |y L - y R | kleiner oder gleich dem vorbestimmten Wert X zu machen. Zu diesem Zweck wird im Schritt 1042 die vorgenannte Höhendifferenz mit dem Wert X verglichen, um zu prüfen, ob die Höhendifferenz |y L - y R | kleiner oder gleich dem Wert X ist. Die Prüfung im Schritt 1042 wird so oft wiederholt, bis die genannte Höhendifferenz kleiner oder gleich dem Wert X ist. Wenn die Höhendifferenz kleiner oder gleich dem Wert X ist, werden die Hoch-Pegel-Höhensteuersignale für die Treibersignalgeneratoren 25 und 26 a im Schritt 1044 beendet. Als Folge davon werden die Stellantriebe 14 und 15 a aberregt, um das Drucksammelsteuerventil 11 und das Drucksteuerventil 12 a zu schließen. Anschließend wird im Schritt 1046 das Pumpensteuersignal für den Treiberkreis 28 beendet, um die Relaisspule stromlos zu machen und dadurch den Relaisschalter 21 auszuschalten. Hierdurch wird der Betrieb des Kompressors 8 beendet. Nach dem Schritt 1046 geht der Ablauf zum ENDE über.
Wenn andererseits der Höhendifferenzwert y L größer oder gleich dem unteren Höhengleichgewichtskriterium X L ist, wie im Schritt 1036 geprüft, geht der Ablauf zum Schritt 1048 über. In diesem Schritt wird der Höhendifferenzwert y R mit dem oberen Höhengleichgewichtskriterium X U verglichen. Wenn der Höhendifferenzwert y R größer als X u ist, dann werden Hoch-Pegel-Höhensteuersignale den Treibersignalgeneratorkreisen 26 b und 27 zugeführt, um die Stellglieder 15 a und 16 im Schritt 1050 zu erregen. Als Folge davon werden das Drucksteuerventil 12 b und das Entlüftungssteuerventil 13 geöffnet, um die Druckkammer 5 b dem Atmosphärendruck auszusetzen. Hierdurch wird die rechte Höhe h R vermindert. Während dieses rechtsseitigen Abbaubetriebes wird die Höhendifferenz |y L - y R | im Schritt 1052 geprüft, ob sie kleiner oder gleich dem vorbestimmten Wert X wird. Solange, bis die vorgenannte Höhendifferenz kleiner als der Wert X wird, werden die Höhen-Steuersignale für die Treibersignalgeneratoren 26 b und 27 auf Hoch-Pegel gehalten, um das Absenken der rechten Seite fortzusetzen. Wenn die genannte Höhendifferenz |y L - y R | kleiner als der Wert X wird, dann werden im Schritt 1054 die Hoch-Pegel-Höhensteuersignale für die Treiberkreise 26 b und 27 beendet. Als Folge davon werden das Drucksteuerventil 12 b und das Entlüftungssteuerventil 13 geschlossen. Nach dem Schließen des Drucksteuerventils 12 b und des Entlüftungssteuerventils 13 im Schritt 1054 geht der Ablauf zum ENDE über.
Ist andererseits der Höhendifferenzwert y R kleiner als X U im Schritt 1048, dann geht der Ablauf zum Schritt 1056 über. Im Schritt 1056 werden die Hoch-Pegel-Steuersignale den Treibersignalgeneratoren 25 und 26 b zugeführt. Als Folge davon werden das Drucksammelsteuerventil 11 und das Drucksteuerventil 12 b geöffnet. Dadurch wird eine Verbindung zwischen dem Vorratstank 7 und der Druckkammer 5 b eingerichtet. Anschließend wird ein Pumpentreibersteuersignal dem Treibersignalgenerator 28 im Schritt 1058 zugeführt. Als Folge davon wird das Treibersignal der Relaisspule des Relaisschalters 21 zugeführt, um den Stromversorgungskreis für den Pumpenmotor 22 zu schließen. Der so in Betrieb gesetzte Pumpenmotor 22 betreibt dann den Kompressor 8. Durch diesen wird Druckluft über den Lufttrockner 9 der Druckkammer 5 b zugeführt. Gleichzeitig wird Druckluft auch über das Drucksammelsteuerventil 11 in den Vorratstank 7 eingeleitet. Der Druckkammer 5 b wird so lange Druck zugeführt, bis die rechte Höhe h R so weit zugenommen hat, daß die Höhendifferenz |y L -y R | kleiner oder gleich dem vorbestimmten Wert X ist. Zu diesem Zweck wird im Schritt 1060 die vorgenannte Höhendifferenz mit dem Wert X verglichen. Die Prüfung im Schritt 1060 wird so lange wiederholt, bis die genannte Höhendifferenz kleiner oder gleich dem Wert X ist. Wenn die Höhendifferenz |y L - y R | kleiner oder gleich dem Wert X ist, wie im Schritt 1060 festgestellt, werden die Hoch-Pegel-Höhensteuersignale für die Treibersignalgeneratoren 25 und 26 b im Schritt 1062 beendet. Als Folge davon werden die Stellantriebe 14 und 15 b aberregt, um das Drucksammelsteuerventil 11 und das Drucksteuerventil 12 b zu schließen. Anschließend wird im Schritt 1064 das Pumpensteuersignal für den Treiberkreis 28 beendet, um die Relaisspule stromlos zu machen und dadurch den Relaisschalter 21 auszuschalten. Dadurch wird der Kompressor 8 stillgesetzt. Anschließend an den Schritt 1064 geht der Ablauf zum ENDE über.
Aus der Betriebsweise der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wie oben beschrieben, geht hervor, daß die Höhendifferenz zwischen der linken Seite und der rechten Seite des Fahrzeugkörpers in den zulässigen Bereich gebracht werden und dadurch die Fahrzeugneigung geregelt werden kann. Obgleich die dargestellte Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Regelung der Fahrzeugneigung nach der linken und rechten Seite des Fahrzeugkörpers erläutert worden ist, sei doch hervorgehoben, daß es auch möglich ist, die Höhendifferenz zwischen den vorderen und hinteren Enden des Fahrzeugkörpers zu regeln. Es wäre weiterhin möglich, die Fahrzeugneigung durch Einstellung der Fahrzeughöhen an allen Stellen, wo Aufhängungen vorgesehen sind, zu regeln.
Obgleich die spezielle Ausführungsform der Erfindung am Beispiel eines hydropneumatischen Aufhängungssystems erläutert worden ist, bei welchem die Fahrzeughöhe durch Einstellung des Luftdrucks in pneumatischen Druckkammern eingestellt wird, sei doch betont, daß die Erfindung auch für andere Arten von Fahrzeughöhensteuersystemen anwendbar ist, die eine unabhängige Höhensteuerung an unterschiedlichen Stellen des Fahrzeugkörpers gestatten.

Claims (17)

1. Höhensteuersystem für ein Kraftfahrzeug, enthaltend:
erste und zweite Aufhängungen (2 a, 2 b), die an unterschiedlichen Stellen eines Fahrzeugkörpers (1) angeordnet sind;
erste und zweite Höheneinstelleinrichtungen (5 a, 5 b), die jeweils den ersten und zweiten Aufhängungen (2 a, 2 b) zugeordnet sind, um eine erste Höhe an einer ersten Stelle des Fahrzeugkörpers (1), wo die erste Aufhängung (2 a) angeordnet ist, und eine zweite Höhe an einer zweiten Stelle des Fahrzeugkörpers (1), wo die zweite Aufhängung (2 b) angeordnet ist, einzustellen;
erste und zweite Fahrzeughöhensensoren (18 a, 18 b), die die ersten und zweiten Höhen überwachen, um erste und zweite Fahrzeughöhensignale (h L , h R ) zu erzeugen;
eine Höheneinstelleinrichtung, die die ersten und zweiten Fahrzeughöhensignale (h L , h R ) mit oberen und unteren Grenzwerten (h u , h l ) vergleicht, die jeweils für obere und untere Grenzwerte eines Sollhöhenbereiches (Δ h) repräsentativ sind, um erste und zweite Höhensteuersignale für die ersten und zweiten Höheneinstelleinrichtungen (5 a, 5 b) zu erzeugen, um die ersten und zweiten Höhen (h L , h R ) in den Sollhöhenbereich (Δ h) einzustellen; und
eine Fahrzeugneigungsregeleinrichtung (23), die wirksam ist, wenn beide der ersten und zweiten Höhen (h L , h R ) innerhalb des Höhensollbereiches (Δ h) liegen, um eine Differenz (|y L - y R |) zwischen den ersten und zweiten Höhen abzuleiten, um ein Neigungseinstellsignal an wenigstens eine der ersten und zweiten Höheneinstelleinrichtungen (5 a, 5 b) abzugeben, um die entsprechende der ersten und zweiten Höhen (h L , h R ) so nachzustellen, daß die genannte Höhendifferenz (|y L - y R |) zwischen den ersten und zweiten Höhen (h L , h R ) innerhalb eines zulässigen Höhengleichgewichtsbereiches (X) gehalten wird.
2. Höhensteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gegebene zulässige Höhengleichgewichtsbereich (X) einen engeren Höhenbereich definiert, als der Höhensollbereich (Δ h).
3. Höhensteuersysteme nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gegebene zulässige Höhengleichgewichtsbereich (X) innerhalb des Höhensollbereiches (Δ h) eingestellt ist.
4. Höhensteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Höhensollbereich (Δ h) im Verhältnis zu einer vorbestimmten Standardhöhe (H) eingestellt ist und der obere Grenzwert (h u ) eine um eine gegebene erste Größe (Δ h U ) höhere Position darstellt, als die Standardhöhe (H) und der untere Grenzwert (h l ) eine um eine gegebene zweite Größe (Δ h L ) niedrigere Position als die Standardhöhe (H) darstellt.
5. Höhensteuersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Größen (Δ h U , Δ h L ) jeweils gleiche Größen haben.
6. Höhensteuersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der gegebene zulässige Höhengleichgewichtsbereich (X) in bezug auf die Standardhöhe (H) eingestellt ist und durch ein oberes Gleichgewichtsbereichskriterium (X U ) und ein unteres Gleichgewichtsbereichskriterium (X L ) definiert ist, wobei das obere Kriterium (X U ) auf eine Position eingestellt ist, die um eine gegebene dritte Größe (Δ x U ) höher als die Standardhöhe (H) liegt, und das untere Kriterium (X L ) um eine vorbestimmte vierte Größe (Δ x L ) niedriger eingestellt ist, als die Standardhöhe (H).
7. Höhensteuersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden dritten und vierten Größen (Δ x U , Δ x L ) jeweils kleiner als die ersten und zweiten Größen (Δ h U , Δ h L ) sind.
8. Höhensteuersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die dritten und vierten Größen (Δ x U , Δ x L ) einander gleich sind.
9. Höhensteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Höheneinstelleinrichtungen jeweils eine Druckkammer (5 a, 5 b) aufweisen, die jeweils einer der ersten und zweiten Aufhängungen (2 a, 2 b) zugeordnet sind, sowie Einrichtungen (7-28) vorgesehen sind, um den Druck in der Druckkammer (5 a, 5 b) zu steigern, um die zugehörige der ersten und zweiten Höhen (h L , h R ) durch Steigerung des Drucks zu steigern und durch Verminderung des Drucks in der Druckkammer zu vermindern.
10. Höhensteuersystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (5 a, 5 b) mit einer Druckquelle (8) über eine Ventileinheit (12 a, 12 b) verbunden ist, die die Zuführung und Abführung des Drucks in und aus der Druckkammer (5 a, 5 b) steuert.
11. Höhensteuersystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckquelle einen Kompressor (8) zur Zuführung von Druckluft als Arbeitsfluid enthält und daß die Druckkammer (5 a, 5 b) eine pneumatische Kammer ist, die über einem Stoßdämpfer (4 a, 4 b) der Aufhängung (2 a, 2 b) definiert ist.
12. Hydropneumatisches Aufhängungssystem mit einem Höhensteuersystem für ein Kraftfahrzeug, enthaltend:
erste und zweite Aufhängungen (2 a, 2 b), die an unterschiedlichen Stellen eines Fahrzeugkörpers (1) angeordnet sind;
erste und zweite Höheneinstelleinrichtungen (5 a, 5 b), die jeweils den ersten und zweiten Aufhängungen (2 a, 2 b) zugeordnet sind und erste und zweite pneumatische Kammern (5 a, 5 b) enthalten, die mit einer gemeinsamen pneumatischen Druckquelle (8) über erste und zweite Drucksteuerventileinheiten (12 a, 12 b) verbunden sind, um die erste Höhe (h L ) an einer ersten Stelle des Fahrzeugkörpers (1), wo die erste Aufhängung (2 a) angeordnet ist, und die zweite Höhe (h R ) an einer zweiten Stelle des Fahrzeugkörpers (1), wo die zweite Aufhängung (2 b) angeordnet ist, einzustellen;
erste und zweite Fahrzeughöhensensoren (18 a, 18 b) zur Überwachung der ersten und zweiten Höhen (h L , h R ) zur Erzeugung erster und zweiter Fahrzeughöhensignale;
eine Höheneinstelleinrichtung (8-23) zum Vergleichen der ersten und zweiten Fahrzeughöhensignale mit oberen und unteren Grenzwerten (h u , h l ), die jeweils oberen und unteren Kriterien eines Fahrzeughöhensollbereiches (Δ h) entsprechen, der in bezug auf eine Standardhöhe (H) eingestellt ist, um erste und zweite Höhensteuersignale an die ersten und zweiten Höheneinstelleinrichtungen (5 a, 5 b) zu liefern, um die ersten und zweiten Höhen in den Höhensollbereich (Δ h) einzustellen; und
eine Fahrzeugneigungsregeleinrichtung (23), die wirksam ist, wenn die ersten und zweiten Höhen innerhalb des Höhensollbereiches (Δ h) liegen, um erste und zweite Höhendifferenzen (y L , y R ) zwischen den ersten und zweiten Höhen und der Standardhöhe (H) und eine dritte Differenz (|y R - y L |) zwischen den ersten und zweiten Höhendifferenzen abzuleiten, wobei die Fahrzeugneigungsregeleinrichtung (23) die dritte Differenz mit einem gegebenen Wert (X) vergleicht, der der möglichen maximalen Höhendifferenz in einem gegebenen zulässigen Höhengleichgewichtsbereich entspricht, der in bezug auf die Standardhöhe (H) durch ein oberes Gleichgewichtskriterium (X U ) und ein unteres Gleichgewichtskriterium (X L ) definiert ist, und um ein Neigungseinstellsignal zu wenigstens einer der ersten und zweiten Höheneinstelleinrichtungen (5 a, 5 b) zu liefern, um die entsprechende der ersten und zweiten Höhen (h L , h R ) so nachzustellen, daß die genannte Höhendifferenz zwischen den ersten und zweiten Höhen innerhalb des gegebenen zulässigen Höhengleichgewichtsbereichs (X) gehalten wird.
13. Hydropneumatische Aufhängung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der gegebene zulässige Höhengleichgewichtsbereich (X) einen engeren Höhenbereich definiert, als der Höhensollbereich (Δ h).
14. Hydropneumatische Aufhängung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der gegebene zulässige Höhengleichgewichtsbereich (X) innerhalb des Höhensollbereiches (Δ h) eingestellt ist.
15. Hydropneumatische Aufhängung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten pneumatischen Kammern (5 a, 5 b) durch Rollmembranen (6 a, 6 b) oberhalb Stoßdämpfern (4 a, 4 b) in den ersten und zweiten Aufhängungen (2 a, 2 b) begrenzt sind und mit einer gemeinsamen pneumatischen Druckquelle (8) über eine Druckleitung verbunden sind, die eine Entlüftungsleitung mit einem Entlüftungssteuerventil (13) und erste und zweite Druckzuführleitungen mit ersten und zweiten Drucksteuerventilen (12 a, 12 b) aufweist.
16. Hydropneumatische Aufhängung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeugneigungsregeleinrichtung (23) auf die genannte dritte Differenz (|y L - y R |) anspricht, wenn diese größer als ein gegebener Wert (X) ist, um die ersten und zweiten Höhendifferenzen (y L , y R ) mit dem oberen Gleichgewichtskriterium (X U ) und dem unteren Gleichgewichtskriterium (X L ) zu vergleichen, um die Steuergröße der ersten und zweiten Höheneinstelleinrichtungen (5 a, 5 b) abzuleiten.
17. Hydropneumatische Aufhängung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeugneigungsregeleinrichtung (23) auf die dritte Differenz anspricht, wenn diese größer als der gegebene Wert (X) ist, um die ersten und zweiten Höhendifferenzen (y L , y R ) mit dem oberen Gleichgewichtskriterium (X U ) und dem unteren Gleichgewichtskriterium (X L ) zu vergleichen, um eine der ersten und zweiten Höheneinstelleinrichtungen (5 a, 5 b) für die Höheneinstellung zur Regelung der Fahrzeugneigung auszuwählen.
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