DE60130428T2 - Höhenregelungssystems für ein Fahrzeug - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeughöhen-Einstellvorrichtung, die für ein Transportfahrzeug mit Luftfederung für jeweils die Vorder- und die Hinterräder verwendet wird.
  • Herkömmlich herrscht als Federungssystem für Transportfahrzeuge wie etwa Lastwagen zum Transportieren von Frachtgütern ein System vor, bei dem nur die Hinterräder mit einer Luftfederung versehen sind, während die Vorderräder eine Blattfederung aufweisen. Jedoch sind in den letzten Jahren Transportfahrzeuge mit Luftfederungen für jeweils die Vorder- und die Hinterräder zunehmend in Gebrauch gekommen.
  • 1 zeigt ein Beispiel für ein Transportfahrzeug, das Luftfederungen für Vorder- und Hinterräder 1 bzw. 2 hat, wobei ein Rahmen 5 (oder eine Fahrzeugkarosserie) durch eine Vorderachse 3 mittels Luftfedern 4 und durch eine Hinterachse 6 mittels zweier Sätze von paarweisen Luftfedern 8 unterstützt ist, wobei die paarweisen Luftfedern 8 in Längsrichtung des Fahrzeugs durch einen Stützträger 7 verbunden sind.
  • Der Rahmen 5 ist mit einem vorderen und einem hinteren Fahrzeughöhensensor 9 bzw. 10 versehen, die den vorderen bzw. den hinteren Luftfedern 4 bzw. 8 benachbart sind. Der vordere Höhensensor 9 dient zum Messen eines Abstands von einem geeigneten Bezugspunkt an der Vorderachse 3 zum Rahmen 5 als einer vorderen Fahrzeughöhe. Der hintere Fahrzeughöhensensor 10 dient zum Messen eines Abstands von einem geeigneten Bezugspunkt an der Hinterachse 6 zum Rahmen 5 als einer hinteren Fahrzeughöhe.
  • Bei dem oben beschriebenen Transportfahrzeug mit den Luftfederungen jeweils für die Vorder- und die Hinterräder 1 und 2 werden Drücke in den vorderen und den hinteren Luftfedern 4 und 8 eingestellt, während die vordere und die hintere Fahrzeughöhe durch den vorderen und den hinteren Fahrzeugsensor 9 und 10 gemessen und überprüft werden, damit ein hinteres Ende eines Fahrzeugbodens 12 in der Höhe mit einer Rampe 11 ausgerichtet werden kann, wenn Frachtgüter auf den bzw. von dem Fahrzeugboden 12 geladen bzw. entladen werden, wobei ein hinterer Abschnitt des Fahrzeugs der Rampe 11 gegenübersteht. Zusätzlich kann der Fahrzeugboden 12 in Längsrichtung des Fahrzeugs geneigt werden, indem die Drücke in den vorderen und den hinteren Luftfedern 4 und 8 so eingestellt werden, dass der Fahrzeugboden 12 zum Entladen nach hinten bzw. zum Beladen nach vorn abgesenkt wird, um das Entladen bzw. das Einladen von Frachtgütern in Rollwagen oder Rollkübeln zu erleichtern.
  • WO-A-9835845 offenbart eine Fahrzeughöhen-Einstellvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Jedoch ermöglicht ein derartiges herkömmliches Einstellsystem einen großen Betriebsspielraum, wobei die vordere und die hintere Fahrzeughöhe unabhängig einstellbar sind, indem die Drücke in den vorderen und den hinteren Luftfedern 4 und 8 eingestellt werden. Daher muss eine Einstellung einer Fahrzeughöhe unter Wiederholung einer manuellen Betätigung ausgeführt werden, beispielsweise zum Anheben der hinteren Seite eines Fahrzeugs nach dem Anheben der vorderen Seite, so dass es beschwerlich und kompliziert ist, gleichzeitig sowohl eine Höhe des hinteren Endes als auch eine Neigung des Fahrzeugbodens 12 auf Sollwerte einzustellen.
  • Genauer befindet sich das hintere Ende des Fahrzeugbodens 12, das eigentlich in der Höhe mit der Rampe 11 ausgerichtet werden muss, hinter einer Stützposition der hinteren Luftfedern 8, sodass je nach der Neigung des Bodens 12 eine vom hinteren Fahrzeughöhensensor 10 gemessene Höhe von einer tatsächlichen Höhe des hinteren Endes des Fahrzeugbodens 12 abweicht. Daher kann die Höhe des hinteren Endes des Fahrzeugbodens 12 nicht dadurch auf einem gewünschten Wert gehalten werden, dass lediglich der Druck in den vorderen Luftfedern 4 verändert wird, um die Neigung des Fahrzeugbodens 12 einzustellen, während der Druck in den hinteren Luftfedern 8 unverändert bleibt.
  • Aus diesem Grund tendiert das hintere Ende des Fahrzeugbodens 12, das in seiner Höhe mit der Rampe 11 vorübergehend ausgerichtet sein kann, leicht dazu, bei einer nächsten Betätigung der Neigungseinstellung des Fahrzeugbodens 12 wieder aus der Ausrichtung mit der Rampe verschoben zu werden. Infolgedessen erfordert es extrem viel Zeit, bis die Betätigungen abgeschlossen sind, um Sollwerte sowohl der Höhe des hinteren Endes als auch der Neigung des Fahrzeugbodens 12 zu erzielen.
  • Angesichts der vorstehenden Ausführungen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeughöhen-Einstellvorrichtung zu schaffen, die eine schnelle und gewünschte Einstellung einer Höhe des hinteren Endes und einer Neigung eines Fahrzeugbodens ermöglicht, indem einfach Sollwerte eingegeben werden.
  • Die Erfindung schafft eine Fahrzeughöhen-Einstellvorrichtung, die für ein Transportfahrzeug mit Luftfederung für jeweils die Vorder- und Hinterräder verwendet wird, um so Abstände zwischen einer Vorderachse und einer Fahrzeugkarosserie und zwischen einer Hinterachse und der Fahrzeugkarosserie durch Einstellen von Drücken in den Luftfederungen einzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen vorderen Fahrzeughöhensensor zum Messen einer vorderen Fahrzeughöhe, die durch die Vorderachse und die Fahrzeugkarosserie definiert ist, einen hinteren Fahrzeughöhensensor zum Messen einer hinteren Fahrzeughöhe, die durch die Hinterachse und die Fahrzeugkarosserie definiert ist, ein vorderes Fahrzeughöhen-Einstellventil zum Steuern der Zuführung und der Abführung von Arbeitsluft zu und von Luftfedern, die die Luftfederung für die Vorderräder bilden, ein hinteres Fahrzeughohen-Einstellventil zum Steuern der Zuführung und der Abführung von Arbeitsluft zu und von Luftfedern, die die Luftfederung für die Hinterräder bilden, und eine Steuereinheit zum Ausgeben von Steuersignalen an das vordere und das hintere Fahrzeughöhen-Einstellventil während der Prüfung von Erfassungssignalen von dem vorderen und dem hinteren Fahrzeughöhensensor umfasst, sodass eine Höhe des hinteren Endes und eine Neigung des Fahrzeugbodens auf Sollwerte eingestellt werden können und eine Eingabeeinheit vorgesehen ist, um die Sollwerte in die Steuereinheit einzugeben.
  • Dadurch veranlasst ein bloßes Eingeben der Sollwerte für die Höhe des hinteren Endes und für die Neigung des Fahrzeugbodens, dass die Steuereinheit die Steuersignale an die vorderen und die hinteren Fahrzeughöhen-Einstellventile ausgibt, um eine momentane Höhe des hinteren Endes und eine momentane Neigung des Fahrzeugbodens auf die Sollwerte einzustellen. Im Ergebnis werden die Zuführung und die Abführung von Arbeitsluft zu bzw. von den Luftfedern für die Vorder- und die Hinterräder gesteuert, um die vordere und die hintere Fahrzeughöhe auf richtige Werte einzustellen, sodass eine Höhe des hinteren Endes und eine Neigung des Fahrzeugbodens schnell wie gewünscht eingestellt werden.
  • Es ist bevorzugt, dass die Steuereinheit, wenn die Sollwerte der Höhe des hinteren Endes und der Neigung des Fahrzeugbodens eingegeben sind, Werte der vorderen und der hinteren Fahrzeughöhe zum Erreichen der Sollwerte berechnet sowie das vordere und das hintere Fahrzeughöhen-Einstellventil steuert, um die vordere und die hintere Fahrzeughöhe so einzustellen, dass die vom vorderen und vom hinteren Fahrzeughöhensensor momentan gemessenen Werte im Wesentlichen in Übereinstimmung mit den berechneten Werten gebracht werden.
  • Mit Bezug auf die Zeichnungen wird nun eine bestimmte Ausführungsform der Erfindung beschrieben, wobei:
  • 1 eine schematische Ansicht ist, die ein herkömmliches Transportfahrzeug zeigt;
  • 2 eine schematische Ansicht ist, die eine Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 3 ein Ablaufplan ist, der eine Steuerungsprozedur der Steuereinheit in 2 zeigt; und
  • 4 eine Ansicht zum Erläutern der Einstellung einer Höhe des hinteren Endes und einer Neigung eines Fahrzeugbodens ist.
  • Die 2 bis 4 zeigen eine Ausführungsform der Erfindung, wobei Teile, die denen in 1 gleichen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.
  • Wie in 2 gezeigt, ist eine Fahrzeughöhen-Einstellvorrichtung in Übereinstimmung mit der Ausführungsform für die Zuführung und die Abführung von Arbeitsluft mit einer Steuereinheit 15 versehen, in die Erfassungssignale 9a und 10a vom vorderen bzw. vom hinteren Fahrzeughöhensensor 9 bzw. 10, die mit Bezug auf 1 erläutert werden, eingegeben werden und von der Steuersignale 13a und 14a zum vorderen bzw. zum hinteren Fahrzeughöheneinstellventil 13 bzw. 14 ausgegeben werden, die sich in Arbeitsluftsystemen für die vorderen bzw. die hinteren Luftfederungen befinden. Ferner ist eine Eingabeeinheit 16 vorgesehen, um die Sollwerte einer Höhe Hb des hinteren Endes wie auch einer Neigung O eines Fahrzeugbodens 12 (siehe 4) in die Steuereinheit 15 einzugeben.
  • Das vordere Fahrzeughöhen-Einstellventil 13 ist an einer Position angeordnet, an der Arbeitsluft, die aus einem an einem Transportfahrzeug befestigten Luftbehälter 17 geführt wird, an jede der vorderen Luftfedern 4 verteilt wird, und ist als ein magnetisches Ventil oder ein ähnliches Mittel ausgeführt, das Strömungsdurchflüsse steuert. Das Ventil 13 arbeitet dergestalt, dass es selektiv Durchlässe zwischen dem Luftbehälter 17 und jeder der Luftfedern 4 verbindet, um den Luftfedern 4 Arbeitsluft zuzuführen, und selektiv jede der Luftfedern 4 zur Atmosphäre öffnet, um Arbeitsluft aus den Luftfedern 4 abzuführen.
  • Ähnlich ist das hintere Fahrzeughöhen-Einstellventil 14 an einer Position angeordnet, an der Arbeitsluft aus dem Luftbehälter 17 an jede der hinteren Luftfedern 8 verteilt wird, und ist als ein magnetisches Ventil oder ein ähnliches Mittel ausgeführt, das Strömungsdurchflüsse steuert. Das Ventil 13 arbeitet dergestalt, dass es selektiv Durchlässe zwischen dem Luftbehälter 17 und jeder der Luftfedern 8 verbindet, um den Luftfedern 8 Arbeitsluft zuzuführen, und selektiv jede der Luftfedern 8 zur Atmosphäre öffnet, um Arbeitsluft aus den Luftfedern 8 abzuführen.
  • 2 zeigt die Ausführungsform, die den einzigen vorderen Fahrzeughöhensensor 9 und die paarweisen hinteren Fahrzeughöhensensoren 10 aufweist. Bei dieser Anordnung wird in Bezug auf die Erfassungssignale 10a von beiden hinteren Fahrzeughöhensensoren 10 ein Mittelwert der momentan gemessenen Werte übernommen und für Berechnungen verwendet, die weiter unten beschrieben werden.
  • Die Eingabeeinheit 16 ist so beschaffen, dass Sollwerte von Hand mit Tasten, Kippschaltern oder anderen Mitteln eingegeben werden können; es können verschiedene Typen von Eingabemitteln verwendet werden.
  • Die Steuereinheit 15 ist so beschaffen, dass sie, wenn die Sollwerte der Höhe des hinteren Endes und der Neigung des Fahrzeugbodens 12 aus der Eingabeeinheit 16 eingegeben sind, Werte der vorderen und der hinteren Fahrzeughöhe zum Erreichen der Sollwerte berechnet sowie das vordere und das hintere Fahrzeughöhen-Einstellventil 13 bzw. 14 steuert, um die vordere und die hintere Fahrzeughöhe so einzustellen, dass die vom vorderen und vom hinteren Fahrzeughöhensensor 9 bzw. 10 momentan gemessenen Werte im Wesentlichen in Übereinstimmung mit den berechneten Werten gebracht werden.
  • Genauer gesagt, wird die Eingabeeinheit 16, wie in einem Ablaufplan für eine Betriebsprozedur der Steuereinheit 15 in 3 gezeigt ist, betätigt, um die Fahrzeughöheneinstellung einzuleiten; dann werden im Schritt 1 festgesetzte Werte s, b, af und ar, die in 4 gezeigt sind, eingelesen.
  • Dabei stellt s einen Abstand zwischen Mittenpositionen oder Messbezugspunkten der Vorder- und der Hinterräder 1 und 2 dar; ferner stellt b einen Abstand zwischen der Mittenposition oder dem Messbezugspunkt der Hinterräder 2 und dem hinteren Ende des Fahrzeugbodens 12 dar; ferner stellt af eine Höhe vom Boden zum Messbezugspunkt für den vorderen Fahrzeughöhensensor 9 dar; und ar stellt eine Höhe vom Boden zum Messbezugspunkt für die hinteren Fahrzeughöhensensoren 10 dar.
  • Anschließend werden im Schritt S2 eingelesen: ein Sollwert für die Höhe Hb des hinteren Endes des Fahrzeugbodens 12 oder für die Höhe der Rampe 11 sowie ein Sollwert (positiv für Fahrzeugboden 12 mit abgesenkter vorderer Seite und negativ für Fahrzeugboden 12 mit abgesenkter hinterer Seite) einer Neigung θ des Fahrzeugbodens 12, wobei beide Werte von Hand in die Eingabeeinheit 16 eingegeben wurden.
  • Dann werden im Schritt S3, um die Höhe Hb des hinteren Endes und die Neigung θ des Fahrzeugbodens 12 zu erhalten, mithilfe der folgenden Formel eine vordere und eine hintere Fahrzeughöhe hf' und hr' berechnet: hf' = Hb – (s + b)· tan θ – afund hr' = Hb – b·tan θ – ar
  • Weiterhin werden im Schritt S4 momentan gemessene Werte hft und hrt für die vordere und hintere Fahrzeughöhe des Fahrzeugbodens 12 jeweils zu einem momentanen Zeitpunkt (Zeit t seit Beginn) in der Position, die in 4 mit der Zwei-Punkt-Kettenlinie gezeigt ist, als Erfassungssignale 9a und 10a vom vorderen bzw. vom hinteren Fahrzeughöhensensor 9 bzw. 10 eingelesen.
  • Danach werden im Schritt S5 die vordere und die hintere Fahrzeughöhe hf' und hr', die im früheren Schritt S3 berechnet wurden, mit der momentan gemessenen vorderen und hinteren Fahrzeughöhe hft bzw. hrt verglichen, die im Schritt S4 eingelesen wurden.
  • Wenn das Ergebnis des Vergleichs im Schritt S5 hft < hf' und hrt < hr'ergibt, dann geht der Ablauf zum Schritt S6 "vordere und hintere Seite gleichzeitig nach oben" über, wobei die Steuersignale 13a und 14a an das vordere bzw. das hintere Fahrzeughöhen-Einstellventil 13 bzw. 14 ausgegeben werden, um den Luftfedern 4 und 8 Arbeitsluft zuzuführen. Dann kehrt der Ablauf für die Wiederholung zum Schritt S4 zurück.
  • Wenn das Ergebnis des Vergleichs im Schritt S5 hft < hf' und hrt > hr'ergibt, dann geht der Ablauf zum Schritt S7 "vordere Seite nach oben, hintere Seite nach unten" über, wobei die Steuersignale 13a und 14a an das vordere bzw. das hintere Fahrzeughöhen-Einstellventil 13 bzw. 14 ausgegeben werden, um den Luftfedern 4 Arbeitsluft zuzuführen und aus den Luftfedern 8 Arbeitsluft abzuführen. Danach kehrt der Ablauf für die Wiederholung zum Schritt S4 zurück.
  • Wenn das Ergebnis des Vergleichs im Schritt S5 hft > hf' und hrt < hr'ergibt, dann geht der Ablauf zum Schritt S8 "vordere Seite nach unten, hintere Seite nach oben" über, wobei die Steuersignale 13a und 14a an das vordere bzw. das hintere Fahrzeughöhen-Einstellventil 13 bzw. 14 ausgegeben werden, um aus den Luftfedern 4 Arbeitsluft abzuführen und den Luftfedern 8 Arbeitsluft zuzuführen. Danach kehrt der Ablauf für die Wiederholung zum Schritt S4 zurück.
  • Wenn das Ergebnis des Vergleichs im Schritt S5 hft > hf' und hrt > hr'ergibt, dann geht der Ablauf zum Schritt S9 "vordere und hintere Seite gleichzeitig nach unten" über, wobei die Steuersignale 13a und 14a an das vordere bzw. das hintere Fahrzeughöhen-Einstellventil 13 bzw. 14 ausgegeben werden, aus den Luftfedern 4 und 8 Arbeitsluft abzuführen. Danach kehrt der Ablauf für die Wiederholung wieder zum Schritt S4 zurück.
  • Wenn schließlich das Ergebnis des Vergleichs im Schritt S5 hft ≒ hf' und hrt' ≒ hr'ergibt, wird die Fahrzeughöheneinstellung beendet. Außerdem wird die Fahrzeughöheneinstellung beendet, wenn das folgende Ergebnis erhalten wird: |hft – hf'| < εf und |hrt – hr'| < εr
  • Darin sind εf und εr vorgegebene Schwellenwerte.
  • Daher werden, wenn die oben beschriebene Steuereinheit 15 dazu verwendet wird, eine Fahrzeughohen-Einstellvorrichtung zu betreiben, durch bloßes Eingeben von Sollwerten für die Höhe des hinteren Endes und für die Neigung des Fahrzeugbodens 12 die Steuersignale 13a und 14a von der Steuereinheit 15 an das vordere bzw. das hintere Fahrzeughöhen-Einstellventil 13 bzw. 14 ausgegeben, um eine momentane Höhe des hinteren Endes und eine momentane Neigung des Fahrzeugbodens 12 auf die Sollwerte einzustellen. Im Ergebnis werden die Zuführung und die Abführung von Arbeitsluft zu bzw. von den Luftfedern 4 bzw. 8 der Vorder- und der Hinterräder 1 bzw. 2 gesteuert, um die vordere und die hintere Fahrzeughöhe auf richtige Werte einzustellen. Dadurch werden die Höhe des hinteren Endes und eine Neigung des Fahrzeugbodens 12 schnell auf gewünschte Werte eingestellt.
  • In Übereinstimmung mit der oben beschriebenen Ausführungsform können die Höhe des hinteren Endes und die Neigung des Fahrzeugbodens 12 schnell eingestellt werden, indem einfach nur Sollwerte eingegeben werden. Im Ergebnis wird eine Umständlichkeit bei der Fahrzeughöheneinstellung am Transportfahrzeug beseitigt, das für die Vorder- und die Hinterräder 1 und 2 Luftfederungen hat. Die Zeit, die benötigt wird, um die Fahrzeughöheneinstellung zu erledigen, ist im Vergleich zu herkömmlichen Systemen drastisch verkürzt.

Claims (2)

  1. Fahrzeughöhen-Einstellvorrichtung, die für ein Transportfahrzeug mit Luftfederungen für jeweils die Vorder- und Hinterräder (1, 2) verwendet wird, um so Abstände zwischen einer Vorderachse (3) und einer Fahrzeugkarosserie (5) und zwischen einer Hinterachse (6) und der Fahrzeugkarosserie (5) durch Einstellen von Drücken in den Luftfederungen einzustellen, wobei sie einen vorderen Fahrzeughöhensensor (9) zum Messen einer vorderen Fahrzeughöhe, die durch die Vorderachse (3) und die Fahrzeugkarosserie (5) definiert ist, einen hinteren Fahrzeughöhensensor (10) zum Messen einer hinteren Fahrzeughöhe, die durch die Hinterachse (6) und die Fahrzeugkarosserie (5) definiert ist, ein vorderes Fahrzeughöhen-Einstellventil (13) zum Steuern der Zuführung und der Abführung von Arbeitsluft zu und von Luftfedern (4), die die Luftfederung für die Vorderräder (1) bilden, ein hinteres Fahrzeughöhen-Einstellventil (14) zum Steuern der Zuführung und der Abführung von Arbeitsluft zu und von Luftfedern (8), die die Luftfederung für die Hinterräder (2) bilden, und eine Steuereinheit (15) zum Ausgeben von Steuersignalen (13a und 14a) an das vordere und das hintere Fahrzeughöhen-Einstellventil (13 und 14) während der Prüfung von Erfassungssignalen (9a und 10a) von dem vorderen und dem hinteren Fahrzeughöhensensor (9 und 10) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass eine Höhe des hinteren Endes und eine Neigung des Fahrzeugbodens auf Sollwerte eingestellt werden können und eine Eingabeeinheit (16) vorgesehen ist, um die Sollwerte in die Steuereinheit (15) einzugeben.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Steuereinheit (15) dann, wenn die Sollwerte der Höhe des hinteren Endes und der Neigung des Fahrzeugbodens eingegeben werden, Werte einer vorderen und einer hinteren Fahrzeughöhe berechnet, um die Sollwerte zu erreichen, und das vordere und das hintere Fahrzeughöhen-Einstellventil (13 und 14) steuert, um die vordere und die hintere Fahrzeughöhe in der Weise einzustellen, dass die durch den vorderen und den hinteren Fahrzeughöhensensor (9, 10) gemessenen Ist-Werte mit den berechneten Werten im Wesentlichen übereinstimmen.
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