DE602004004694T2

DE602004004694T2 - Niveauregelung für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE602004004694T2
Application number: DE602004004694T
Authority: DE
Inventors: Kenya Misawa
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2003-06-05
Filing date: 2004-05-28
Publication date: 2007-11-22
Anticipated expiration: 2024-05-29
Also published as: US6983201B2; DE602004004694D1; JP2004359124A; CN100453352C; EP1484203A2; CN1572550A; US20050010343A1; EP1484203A3; EP1484203B1; JP4135147B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Niveauregulierungssystem zum Einstellen der Fahrzeughöhe eines Fahrzeugs.
Große Fahrzeuge, z. B. Schwerlastkraftwagen, haben eine sogenannte Luftfederung, die Luftfedern als Fahrzeugchassisfedern verwendet.
Lastkraftwagen und andere große Fahrzeuge können einen vorgegebenen Aufhängungshub unabhängig vom Gewicht des Ladeguts sicherstellen, indem sie die Höhe des Chassisrahmens (Fahrzeughöhe) in einer vorgegebenen Höhe über der Achse halten. Dementsprechend ist es möglich, den Fahrkomfort zu verbessern und ebenso die Vibration des Ladebetts wirksam zu reduzieren. Die "vorgegebene Höhe" wird bezeichnet als Soll-Fahrzeughöhe und ihr Wert wird in Abhängigkeit vom Fahrzeugmodell geeignet bestimmt.
Lastkraftwagen und andere große Fahrzeuge, speziell wenn sie eine Luftfederung haben, besitzen oftmals ein Niveauregulierungssystem, welches fähig ist, die Fahrzeughöhe zu justieren durch Zuführen und Ablassen von Luft zu/aus den Luftfedern. Im Speziellen bestimmt dieses Niveauregulierungssystem zuerst die aktuelle Fahrzeughöhe, z. B. durch Ermitteln der Distanz zwischen einer Achse und dem Chassisrahmen usw. und vergleicht dann die aktuelle Fahrzeughöhe mit einer vorgegebenen Soll-Fahrzeughöhe. Wenn die aktuelle Fahrzeughöhe von der vorgegebenen Soll-Fahrzeughöhe abweicht, führt das Niveauregulierungssystem eine Justierung aus, um so eine konstante Fahrzeughöhe durch die Zufuhr von Luft zu den Luftfedern der Luftfederung aus einem Lufttank oder einem Blasebalg oder durch Ablassen von Luft aus den Luftfedern in die Atmosphäre einzustellen. Ein Beispiel für ein solches System ist beschrieben in der japanischen Patentoffenlegung Nr. H10(1998)-324131 (Patentdokument 1), WO99/50720, die als nächstliegender Stand der Technik betrachtet wird und ein solches System offenbart.
Wenn jedoch dem Niveauregulierungsbereich keine Grenze zugeordnet ist, wird Luft unnötigerweise eingeblasen und abgelassen. Aus diesem Grund werden der Fahrzeugjustierung ein oberes Limit und ein unteres Limit vorgegeben. Bei einem Verfahren zum Setzen dieser Limits wird die Fahrzeughöhe durch Zugabe oder Ablassen von Luft zu/aus den Luftfedern justiert, während sie visuell überwacht wird, und dann wird, wenn für eine vorgegebene Zeitperiode keine Änderung der Fahrzeughöhe auftritt, dieser Wert der Fahrzeughöhe als oberes Limit oder unteres Limit festgesetzt.
Im Allgemeinen sind ein Puffer und ein Pufferanschlag an einer Chassisrahmenseite bzw. an einer Hilfsrahmenseite, an der eine Luftfeder befestigt ist, vorgesehen. Wenn Luft aus der Luftfeder abgelassen wird und der Chassisrahmen abgesenkt wird, wird der relative Abstand zwischen Puffer und Pufferanschlag stufenweise reduziert. Der Puffer kommt in Kontakt mit dem Pufferanschlag, bevor die Luft aus der Luftfeder komplett ausgeblasen ist, und so wird der Chassisrahmen gehindert, sich weiter abzusenken. Mit solch einer Struktur wird die Last der abgesenkten Chassisrahmenseite durch ein Achsgehäuse getragen, wobei der Puffer und der Pufferanschlag im Wesentlichen aus einem elastischen Element hergestellt und zwischen dem Chassisrahmen und dem Achsgehäuse angeordnet sind. Auf diese Weise kommt der Chassisrahmen nicht in direkten Kontakt mit dem Achsgehäuse, wenn die Luft aus der Luftfeder abgelassen und die durch den Luftdruck erzeugte Tragkraft signifikant reduziert wird. Wenn die Luft stufenweise abgelassen wird, kommt der Puffer zuerst in Kontakt mit dem Pufferanschlag. Danach wird die Fahrzeughöhe stufenweise verringert, während der Puffer oder der Pufferanschlag zusammengepresst wird, und an einem bestimmten Level wird die Fahrzeughöhe nicht weiter verringert. Somit ist die Fahrzeughöhe bei diesem Level am unteren Limit. Wenn in einem solchen Fall die Fahrzeughöhe an das untere Limit abgesenkt werden soll, wird das Ablassen von Luft aus der Luftfeder fortgesetzt, selbst nachdem der Puffer mit dem Pufferanschlag in Kontakt gekommen ist, bis der Puffer oder der Pufferanschlag zusammengepresst ist und die Fahrzeughöhe das untere Limit erreicht, indem ein exzessiver Luftablass durchgeführt wird. Wenn entsprechend Zugabe von Luft zu der Luftfeder gestartet wird, um die Fahrzeughöhe wieder zu steigern, wird die Fahrzeughöhe nicht sofort erhöht, wodurch Zeit verbraucht wird, um den Puffer von dem Pufferanschlag zu trennen. Dies bedeutet, dass die Niveauregulierungszeit erhöht ist, und der Bedarf an Luftzufuhr wird ebenso groß.
Diese Nachteile sind vermeidbar durch Stoppen der Luftentladung, bevor der Chassisrahmen die niederste Position der Fahrzeughöhe erreicht. Jedoch ist es schwierig, die Fahrzeughöhen dort, wo der Luftablass gestoppt wird, einheitlich festzusetzen wegen der Toleranzen von Höhensensor, Luftfeder, Puffer, Pufferanschlag usw. Wenn die Fahrzeughöhen dort, wo der Luftablass gestoppt wird, einheitlich hoch gesetzt werden, um den Einfluss der Toleranzen zu vermeiden, wird der Niveauregulierungsbereich unnötigerweise beengt. Zusätzlich hat die oben beschriebene Methode zum Setzen der oberen und unteren Limits das Problem, dass die oberen und unteren Limits individuell gesetzt werden müssen.
Verschiedene Aspekte und Merkmale der Erfindung sind in den beigefügten Ansprüchen definiert. Merkmale der unabhängigen Ansprüche können mit Merkmalen der abhängigen Ansprüche kombiniert werden wo es geeignet ist und nicht nur wo es ausdrücklich in den Ansprüchen definiert ist.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können ein Niveauregulierungssystem zur Verfügung stellen, welches geeignet ist, die Niveauregulierungszeit zu reduzieren ohne den Niveauregulierungsbereich unnötigerweise zu beengen.
Entsprechend der Ausführungsform der Erfindung ist ein Niveauregulierungssystem zum Justieren einer Fahrzeughöhe eines Fahrzeugs vorgesehen, indem die Zufuhr und der Ablass von Luft zu/aus einer Luftfeder gesteuert wird, wobei das Fahrzeug einen Chassisrahmen, einen Hilfsrahmen, welcher unterhalb des Chassisrahmens angebracht ist und eine Achse trägt, besitzt und die Luftfeder zwischen dem Chassisrahmen und dem Hilfsrahmen sitzt. Das Niveauregulierungssystem umfasst einen Höhensensor, ein Paar aus einem Puffer und einem Pufferanschlag, von denen wenigstens einer einen elastisch deformierbaren Abschnitt besitzt, Moduswahlmittel, Setzmittel für das untere Limit der Fahrzeughöhe und Luftsteuermittel.
Der Puffer und der Pufferanschlag sind an dem Chassisrahmen bzw. dem Hilfsrahmen oder umgekehrt befestigt und verhindern, dass der Chassisrahmen mit einem Achsgehäuse in direkten Kontakt kommen kann, wenn die Fahrzeughöhe verringert wird. In den Modussetzmitteln kann ein Justierungsbereichsetzmodus zum Setzen eines Niveauregulierungsbereichs und ein Niveauregulierungsmodus zum Einstellen einer Fahrzeughöhe selektiv gesetzt werden. Wenn der Chassisrahmen an der untersten Position der Fahrzeughöhe sitzt, während das Modussetzmittel in den Justierungsbereichsetzmodus gesetzt ist, setzt das Mittel zum Setzen des unteren Limits der Fahrzeughöhe ein unteres Limit der Fahrzeughöhe durch Addieren eines vorgegebenen unteren Limitwerts zu einem von dem Höhensensor ausgegebenen Fahrzeughöhenmesswert. Wenn der gemessene Fahrzeughöhenwert, der von dem Höhensensor ausgegeben wird, gleich oder kleiner als das untere Limit der Fahrzeughöhe ist, während das Modussetzmittel in den Niveauregulierungsmodus gesetzt ist, stoppt das Luftsteuermittel den Ablass von Luft aus der Luftfeder.
In dieser Struktur stoppt das Luftsteuermittel im Fall des Ablassens von Luft aus der Luftfeder, um die Fahrzeughöhe während des Niveauregulierungsmodus auf den untersten Level abzusenken, das Ablassen von Luft aus der Luftfeder, wenn der Chassisrahmen das untere Limit der Fahrzeughöhe erreicht, bevor die unterste Position der Fahrzeughöhe erreicht wird. Dies bedeutet, dass das Absenken des Chassisrahmens beendet wird, bevor ein exzessiver Luftablass durchgeführt ist. In diesem Status wird der Chassisrahmen durch die Luftfeder getragen und infolgedessen startet der Chassisrahmen unverzüglich die Aufwärtsbewegung, wenn die Luftzufuhr zu der Luftfeder gestartet wird, um die Fahrzeughöhe wieder zu erhöhen. Dementsprechend ist es möglich, die Niveauregulierungszeit zu reduzieren.
Darüber hinaus ist der Niveauregulierungsbereich nicht unnötigerweise beengt, da das Setzen des unteren Limits der Fahrzeughöhe für jedes Fahrzeug individuell durchgeführt wird.
Wenigstens der Puffer oder der Pufferanschlag besitzen einen elastisch deformierbaren Abschnitt, der elastisch deformiert wird, wenn der Chassisrahmen an der untersten Position der Fahrzeughöhe ist. Der vorgegebene Setzwert für das untere Limit hat eine Größe gleich oder größer als die deformierte Menge des elastisch deformierbaren Abschnitts, wenn der Chassisrahmen sich in der untersten Position der Fahrzeughöhe befindet.
Die deformierte Menge des elastisch deformierbaren Abschnitts ist am größten, wenn der Chassisrahmen sich in der untersten Position der Fahrzeughöhe befindet. Wenn der Puffer von dem Pufferanschlag getrennt ist, wird die deformierte Menge zu Null. Während der elastisch deformierbare Abschnitt wie zuvor beschrieben deformiert wird, ist die angehobene/abgesenkte Menge des Chassisrahmens klein bezüglich der zugefügten/abgelassenen Menge von Luft zu/aus der Luftfeder. Daher ist die Niveauregulierungszeit auch in diesem Bereich lang.
Im Gegensatz dazu hat in der zuvor erwähnten Struktur der vorgegebene Setzwert für das untere Limit eine Größe gleich oder größer als die deformierte Menge des elastisch deformierbaren Abschnitts, wenn der Chassisrahmen in der untersten Position der Fahrzeughöhe ist. Daher sind der Puffer und der Pufferanschlag nicht in Kontakt miteinander, wenn der Chassisrahmen sich an einem Level entsprechend dem unteren Limit der Fahrzeughöhe befindet. Dementsprechend ist es möglich, die Niveauregulierungszeit zu reduzieren, ohne durch den elastisch deformierbaren Abschnitt beeinträchtigt zu werden.
Darüber hinaus kann das Niveauregulierungssystem in anderen Ausführungsformen Mittel zum Setzen des oberen Limits der Fahrzeughöhe umfassen, um ein oberes Limit der Fahrzeughöhe zu setzen durch Addieren eines vorgegebenen Setzwertes zu einem unteren Limit der Fahrzeughöhe. In diesem Fall wird, wenn der Fahrzeughöhenmesswert, der von dem Höhensensor ausgegeben wird, gleich oder größer als das obere Limit der Fahrzeughöhe wird, während das Modussetzmittel in den Niveauregulierungsmodus gesetzt wird, stoppt das Luftsteuermittel die Zufuhr von Luft zu der Luftfeder.
In der zuvor beschriebenen Struktur stoppt im Fall der Zufuhr von Luft zu der Luftfeder, um die Fahrzeughöhe zu dem höchsten Level zu steigern, das Luftsteuermittel die Zufuhr von Luft zu der Luftfeder, wenn der Chassisrahmen das obere Limit der Gehäusehöhe erreicht und somit wird das Anheben des Chassisrahmens beendet. So ist es möglich, mit Sicherheit eine solche exzessive Luftzufuhr zu vermeiden, der die Luftfeder in einen Status bringen würde, wo sie auf ihre volle Länge oder mehr ausgedehnt ist.
Die Erfindung soll jetzt beschrieben werden mit Hilfe von Beispielen in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, und in denen:
1 eine allgemeine Ansicht ist, die schematisch ein Luftsystem eines Fahrzeugs mit einem Niveauregulierungssystem entsprechend einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine Seitenansicht ist, die eine schematische Struktur im Bereich der Hinterachse zeigt; und
3 ein Flowchart entsprechend der Ausgestaltung ist.
1 ist eine allgemeine Ansicht, die schematisch ein Luftsystem auf einer Hinterachsenseite eines Fahrzeugs mit einem Niveauregulierungssystem entsprechend einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung zeigt. 2 ist eine Seitenansicht, die eine schematische Struktur im Bereich der Hinterachse zeigt. Es sei bemerkt, dass in diesem Ausführungsbeispiel nur Darstellungen der Hinterachsenseite gezeigt sind und dass die der Frontachsenseite nicht dargestellt sind.
Zunächst soll eine Beschreibung einer Basisstruktur dieses Luftsystems mit Bezug auf die 1 gegeben werden.
Wie in 1 dargestellt, schließt ein Fahrzeug 60 entsprechend dieser Ausführungsform an seiner Hinterachsenseite eine vordere Hinterachse (nicht dargestellt) und eine hintere Hinterachse (mit Bezugszeichen 61 in 2 bezeichnet) ein. Die vordere Hinterachse ist durch ein Seitenelement (mit Bezugszeichen 62 in 2 bezeichnet) als Chassisrahmen getragen, wobei vier Luftfedern 15 bis 18 dazwischen angeordnet sind. Die hintere Hinterachse 61 ist getragen durch ein Seitenelement 62 mit weiteren vier Federn 25 bis 28, die dazwischen angeordnet sind. Im übrigen sind die Luftfedern 15 und 16 auf der vorderen Hinterachsenseite 40 Luftfedern für ein Frontrad von zwei rechten Hinterrädern; die Luftfedern 17 und 18 für ein Frontrad von zwei linken Hinterrädern; die Luftfedern 25 und 26 an einer hinteren Hinterachsenseite 41 für ein Hinterrad von zwei rechten Hinterrädern; und die Luftfedern 27, 28 für ein Hinterrad von zwei linken Hinterrädern.
Eine Luftzufuhrseite des Luftsystems schließt ein einen Kompressor (nicht dargestellt); einen Hauptlufttank 1, in dem die Luft aus dem Kompressor gespeichert wird; einen ersten Lufttank 4 für die Luftfedern 15 bis 18 auf der vorderen Hinterachsenseite 40; und einen zweiten Lufttank 6 für die Luftfedern 25 bis 28 auf der hinteren Hinterachsenseite 41. Der erste Lufttank 4 auf der vorderen Hinterachsenseite 40 ist verbunden mit dem Hauptlufttank 1 durch eine Luftleitung 3. Der zweite Lufttank 6 auf der hinteren Hinterachsenseite 41 ist verbunden mit dem Hauptlufttank 1 durch die Luftleitung 3, den ersten Lufttank 4 und eine Luftleitung 5. Der erste und zweite Lufttank 4 und 6 auf der vorderen bzw. hinteren Hinterachsenseite 40 bzw. 41 speichern jeweils Luft, die an die nachfolgende Luftverbrauchsseite in einem Hochdruckstatus geliefert wird. Man beachte, dass ein Sicherheitsventil 2, welches verhindert, dass der Innendruck im Hauptlufttank 1 auf vorgegebenen Wert oder darunter sinkt, in der Luftleitung 3 vorgesehen ist. Mit anderen Worten wenn der Innendruck im Hauptlufttank 1 aus irgendwelchen Gründen auf oder unter einen vorgegebenen Wert fällt, z. B. während das Fahrzeug fährt, stoppt das Sicherheitsventil 2 die Luftzufuhr aus dem Hauptlufttank 1 zum ersten und zweiten Lufttank 4, 6. Somit wird der Druck der Luft, die aus dem Hauptlufttank zu dem Niederdruckluftsystem usw. geliefert wird, einschließlich einem Bremssystem (nicht dargestellt) aufrechterhalten und die Sicherheit des Fahrzeugs 60 kann sichergestellt werden.
Die Luftverbrauchsseite des Luftsystems schließt ein ein Magnetventil 8 und die Luftfedern 15 bis 18 auf der vorderen Hinterachsenseite 40; und ein Magnetventil 20 und die Luftfedern 25 bis 28 auf der hinteren Hinterachsenseite 41. Das Magnetventil 8 auf der vorderen Hinterachsenseite 40 ist verbunden mit dem ersten Lufttank 4 durch eine Luftleitung 7. Das Magnetventil 20 auf der hinteren Hinterachsenseite 41 ist verbunden mit dem zweiten Lufttank 6 durch eine Luftleitung 19. Darüber hinaus ist das Magnetventil 8 auf der vorderen Hinterachsenseite 40 verbunden mit den Luftfedern 15 und 16 durch eine Luftleitung 9 und mit den Luftfedern 17 und 18 durch eine Luftleitung 10. Das Magnetventil 20 auf der hinteren Hinterachsenseite 41 ist verbunden mit den Luftfedern 25 und 26 durch eine Luftleitung 21 und mit den Luftfedern 27 und 28 durch eine Luftleitung 22. Das Magnetventil 8 auf der vorderen Hinterachsenseite 40 ist verbunden mit einer Steuereinheit 30 durch eine Signalleitung 37. Auf/Zu-Steuersignale, die von dieser Steuereinheit 30 gesendet werden, steuern den Luftzufuhr/-ablass-Betrieb, um entweder Luft aus dem ersten Lufttank 4 zu den Luftfedern 15 bis 18 zu liefern oder Luft aus den Luftfedern 15 bis 18 abzulassen. Darüber hinaus ist das Magnetventil 20 auf der hinteren Hinterachsenseite 41 mit der Steuereinheit 30 durch eine Signalleitung 38 verbunden und die Steuersignale, die von dieser Steuereinheit ausgesendet werden, steuern den Luftzufuhr/-ablass-Betrieb, um entweder Luft aus dem zweiten Lufttank 6 zu den Luftfedern 25 bis 18 zu liefern oder Luft aus den Luftfedern 25 bis 28 abzulassen.
Ein Drucksensor 11 ist in der Luftleitung 9 auf der vorderen Hinterachsenseite 40 vorgesehen, um den Innendruck der Luftleitung, und damit den Innendruck der Luftfedern 15 und 16 zu messen. In ähnlicher Weise ist ein Drucksensor 12 in der Luftleitung 10 vorgesehen, um den Innendruck der Luftfedern 17 und 18 zu messen. Darüber hinaus ist ein Drucksensor 23 in der Luftleitung 21 auf der hinteren Hinterachsenseite 41 vorgesehen, um den Innendruck der Luftfedern 25 und 26 zu messen. In ähnlicher Weise ist ein Drucksensor 24 in der Luftleitung 22 vorgesehen, um den Innendruck der Luftfedern 27 und 28 zu messen. Der Drucksensor 11 ist mit der Steuereinheit 30 durch eine Signalleitung 33 verbunden und in ähnlicher Weise sind die Drucksensoren 12, 23, 24 jeweils durch Signalleitungen 34, 35 bzw. 36 mit der Steuereinheit 30 verbunden. Werte der Innendrücke, gemessen durch die jeweiligen Drucksensoren 11, 12, 23 und 24, werden durch die jeweiligen Signalleitungen 33, 34, 35 und 36 an die Steuereinheit 30 gesendet.
Zusätzlich sind Höhensensoren (Fahrzeughöhensensoren) 13 und 14 in dem Niveauregulierungssystem dieser Ausführungsform vorgesehen, um die Höhenposition der Hinterachse bezüglich des Seitenelements 62, das ist die Fahrzeughöhe auf der Hinterachsenseite, zu messen. Im übrigen misst der Höhensensor 13 die Fahrzeughöhe der rechten Hinterachsenseite und der Höhensensor misst die Fahrzeughöhe auf der linken Hinterachsenseite. Der Höhensensor 13 ist mit der Steuereinheit 30 durch eine Signalleitung 31 verbunden und der Höhensensor 14 ist mit der Steuereinheit 30 durch eine Signalleitung 32 verbunden. Die Fahrzeughöhenmesswerte, die durch diese Höhensensoren 13 und 14 gemessen werden, werden an die Steuereinheit 30 durch die jeweiligen Signalleitungen 31, 32 gesandt.
Die Steuereinheit 30 funktioniert als Luftsteuermittel und steuert die Magnetventile 8 und 20, um so Luft zu den Luftfedern 15 bis 18 und 25 bis 28 aus dem ersten bzw. zweiten Lufttank 4 bzw. 6 zu liefern und um Luft aus den Luftfedern 15 bis 18 und 25 bis 28 in die Atmosphäre abzulassen. So wird die Fahrzeughöhe justiert (geändert).
Darüber hinaus funktioniert die Steuereinheit 30 als Modussetzmittel. Eine Vielzahl von Moden sind in der Steuereinheit 30 im Vorhinein gespeichert, einschließend einen Automatikmodus und einen manuellen Modus (beide sind Niveauregulierungsmoden), um die Fahrzeughöhe einzustellen, einen Speichermodus (Justierungsbereichsetzmodus) um die oberen und unteren Limits zu setzen, wie später beschrieben wird, usw. Von diesen wird ein Modus durch eine Eingabe eines Fahrers oder Anderer gesetzt. Eine Eingabevorrichtung 64 ist mit der Steuereinheit 30 durch eine Signalleitung 63 verbunden. Ein Fahrer oder Andere bedienen die Eingabevorrichtung 64 und führen so eine Eingabe aus, um einen Modus der Steuereinheit 30 zu setzen und um während des manuellen Modus, der später beschrieben werden soll, eine Fahrzeughöhe einzugeben, ebenso wie eine vorgegebene Eingabe während des Speichermodus, usw.
Die Steuereinheit 30 wird automatisch auf den Automatikmodus gesetzt, während das Fahrzeug fährt, und steuert die Zufuhr und den Ablass von Luft zu/aus den Luftfedern 15 bis 18 und 25 bis 28, so dass ein aktueller Messwert der Fahrzeughöhe von den Höhensensoren 13 und 14 gleich wird dem Wert einer Soll-Fahrzeughöhe.
Wenn der Modus aus dem Automatikmodus in den manuellen Modus geändert wird, während das Fahrzeug steht, steuert die Steuereinheit 30 die Zufuhr und das Ablassen von Luft zu/aus den Luftfedern 15 bis 18 und 25 bis 28, so dass ein aktueller Messwert der Fahrzeughöhe, der von den Höhensensoren 13, 14 ausgegeben wird, gleich dem Wert einer Soll-Fahrzeughöhe wird, der an der Eingabevorrichtung 64 eingegeben wurde.
Darüber hinaus schließt die Steuereinheit 30 eine Setzeinheit 65 für einen Niveauregulierungsbereich ein, der als Mittel zum Setzen des oberen Limits der Fahrzeughöhe und als Mittel zum Setzen des unteren Limits der Fahrzeughöhe funktioniert. Der Betrieb dieser Setzeinrichtung 65 für den Justierungsbereich der Fahrzeughöhe soll später beschrieben werden.
Zunächst soll eine Beschreibung gegeben werden des Layouts und der Struktur der Luftfedern 15 bis 18 und 25 bis 28, wobei die Luftfedern 27 und 28 auf der linken der hinteren Hinterachsen 61 in 2 als Beispiel genommen werden. Man beachte, dass, weil die grundlegenden Layouts und Strukturen der anderen Luftfedern 15 bis 18, 25 und 26 dieselben sind wie die der Luftfedern 27, 28, eine Beschreibung derselben ausgelassen wird.
In 2 gezeigt ist ein Hilfsrahmen 66 unterhalb des Seitenelements 62 angeordnet, und ein Gehäuse 67 ist an einer Oberseite um das Zentrum des Hilfsrahmens 66 in Längsrichtung des Fahrzeugchassis befestigt. Das Gehäuse 67 trägt drehbar die hintere Hinterachse 61, die sich mit hinteren Hinterrädern (Reifen) 68 dreht.
Mit dem unteren Abschnitt des Hilfsrahmens 66 sind individuell ein Hinterende einer Drehmomentstange 69, die sich in Richtung der Front des Fahrzeugrahmens erstreckt, und ein Frontende eines Stabilisators 70 verbunden, der sich in Richtung auf das Ende des Fahrzeugrahmens erstreckt. Ein Frontende der Drehmomentstange 69 ist mit einem Schrittelement 71 verbunden, das sich von dem Seitenelement 62 aus nach unten erstreckt. Ein Hinterende des Stabilisators 70 ist mit einer Stange 72 verbunden, die sich von dem Seitenelement 62 aus nach unten erstreckt.
Die Luftfeder 27 ist zwischen der unteren Seite des Seitenelements 62 und einer oberen Seite des Hinterabschnitts des Hilfsrahmens 66 in der Längsrichtung des Chassisrahmens angeordnet. Die Luftfeder 28 ist zwischen der unteren Seite des Seitenelements 62 und einer oberen Seite eines vorderen Abschnitts des Hilfsrahmens 66 in Längsrichtung des Chassisrahmens angeordnet. Obere Teile der Luftfedern 27 und 28 sind jeweils mit dem Seitenelement 62 verbunden und untere Teile der Luftfedern 27, 28 sind jeweils mit dem Hilfsrahmen 66 verbunden.
Wenn Luft in die Luftfedern 27 und 28 geliefert wird, wird der Abstand zwischen dem Seitenelement 62 und dem Hilfsrahmen 66 vergrößert und somit die Fahrzeughöhe angehoben. Umgekehrt, wenn Luft aus den Luftfedern 27, 28 abgelassen wird, wird der Abstand zwischen dem Seitenelement 62 und dem Hilfsrahmen 66 reduziert und somit die Fahrzeughöhe erniedrigt.
Ein Puffer (elastisch deformierbarer Abschnitt) 73, hergestellt aus einem elastischen Material wie Gummi, ist mit der unteren Seite des Seitenelements 62 verbunden und so angeordnet, dass er einer oberen Seite (Pufferanschlag 67a des Gehäuses 67) gegenüberliegt. Wenn Luft aus den Luftfedern 27 und 28 abgelassen wird in einem Status, wo sie ausreichend mit Luft versorgt sind, und das Seitenelement 62 um eine vorgegebene Höhe (der Abstand zwischen dem Seitenelement 62 und dem Hilfsrahmen 66 wird gleich oder kleiner als ein vorgegebener Abstand), abgesenkt wird, kommt der Puffer 63 in Kontakt mit der Oberseite 67a des Gehäuses 67. In diesem Zustand wird, wenn die Luft weiter abgelassen wird, der Puffer 63 elastisch deformiert und das Seitenelement 62 erreicht die unterste Position der Fahrzeughöhe, um die Bewegung zu stoppen und wird nicht weiter abgesenkt.
Als nächstes soll mit Bezug auf die 1 und 2 eine Beschreibung gegeben werden der Setzeinheit 65 für den Justierungsbereich der Fahrzeughöhe.
Wenn die Steuereinheit 30 in den Speichermodus gesetzt ist, sorgt die Steuereinheit zunächst, dass die Luftfedern 15 bis 18 und 25 bis 28 ausreichend Luft ablassen.
Infolgedessen erreicht das Seitenelement 62 die unterste Position der Fahrzeughöhe um die Bewegung zu stoppen. Ein Speicher (nicht dargestellt) der Steuereinheit 30 speichert einen Fahrzeughöhenmesswert a1, der von den Höhensensoren 13 und 14 ausgegeben wird. Die Setzeinheit 65 für den Justierungsbereich der Fahrzeughöhe berechnet ein unteres Limit HL der Fahrzeughöhe durch Addition eines vorgegebenen Setzwerts α für das untere Limit zu dem gespeicherten Fahrzeughöhenmesswert a1 und berechnet ebenso ein oberes Limit HU der Fahrzeughöhe durch Addition eines vorgegebenen Setzwerts β für das obere Limit zu dem oberen Limit HL der Fahrzeughöhe. Diese oberen und unteren Limits HL und HU für die Fahrzeughöhe werden in dem Speicher gespeichert. Hier wird der vorgegebene Setzwert α für das untere Limit auf einen Wert gesetzt, der gleich oder geringfügig größer ist als ein Wert entsprechend der elastisch deformierten Menge des Puffers 73, wenn das Seitenelement 62 in der niedrigsten Position der Fahrzeughöhe ist. Unterdessen wird der vorgegebene Wert β für das obere Limit auf einen solchen Maximumwert gesetzt, dass die Luftfedern 15 bis 18 und 25 bis 28 nicht in einen Zustand versetzt werden, in dem sie auf ihre volle Länge ausgedehnt sind, unter Beachtung eines Federungshubs.
Im automatischen oder manuellen Modus steuert die Steuereinheit 30 die Zufuhr und das Ablassen von Luft zu/von den Luftfedern 15 bis 18 und 25 bis 28, so dass ein aktueller Fahrzeughöhenmesswert, der von den Höhensensoren 13 und 14 ausgegeben wird, gleich dem Wert der Soll-Fahrzeughöhe oder dem Wert der vorgegebenen Fahrzeughöhe wird. Während dieser Justierung der Fahrzeughöhe stoppt die Steuereinheit 30 das Ablassen von Luft aus den Luftfedern 15 bis 18 und 25 bis 28, wenn der Fahrzeughöhenmesswert, der von den Höhensensoren 13 und 14 ausgegeben wird, gleich oder kleiner als das untere Limit HL der Fahrzeughöhe wird, und stoppt die Zufuhr von Luft zu den Luftfedern 15 bis 18 und 25 bis 28, wenn der Fahrzeughöhenmesswert gleich oder größer als das obere Limit HU der Fahrzeughöhe wird.
Im Weiteren soll mit Bezug auf ein Flowchart von 3 eine Beschreibung der Steuereinheit im Speichermodus, der von der Steuereinheit 30 ausgeführt werden soll, gegeben werden.
Diese Steuerung wird gestartet, indem ein Zündschalter (nicht dargestellt) eingeschaltet wird, und geht zunächst auf den Schritt S1 vor.
Im Schritt S1 wird festgestellt, ob der Modus auf den Speichermodus gesetzt wurde. Wenn die Eingabeeinrichtung 64 bedient wird und der Modus auf den Speichermodus gesetzt ist, schreitet die Steuerung zum Schritt S2. Im Schritt S2 verursacht die Steuerung den Ablass von Luft aus den Luftfedern 15 bis 18 und 25 bis 28, um so die Fahrzeughöhe zu verringern. In dieser Zeit kann das Absenken der Fahrzeughöhe durch eine manuelle Operation ausgeführt werden.
Im Schritt S3 wird bestimmt, ob der Niveauregulierungsbereich gesetzt wurde oder geändert werden soll (ob der Manuell-Knopf eingeschaltet wurde) durch einen Fahrer oder Andere durch Bedienen der Eingabeeinheit 64. Wenn der Manuell-Knopf eingeschaltet ist, schreitet die Steuerung zum Schritt S4. Wenn der Manuell-Knopf nicht eingeschaltet ist, geht die Steuerung zum Schritt S2 zurück.
Zusätzlich kann im Schritt S3 bestimmt werden, ob der Fahrzeughöhenmesswert, der von den Höhensensoren 13, 14 ausgegeben wurde, sich für eine vorgegebene Zeitdauer nicht geändert hat, anstatt zu bestimmen, ob der Manuell-Knopf eingeschaltet wurde, wie oben beschrieben. Das bedeutet, wenn im Fahrzeughöhenmesswert für eine bestimmte Zeitperiode eine Veränderung stattgefunden hat, kann festgestellt werden, dass das Seitenelement 62 die unterste Position der Fahrzeughöhe erreicht hat, und die Steuerung kann zum Schritt S4 übergehen. Wenn der Fahrzeughöhenmesswert sich noch ändert, ist festzustellen, dass das Seitenelement 62 die unterste Position der Fahrzeughöhe noch nicht erreicht hat, und infolgedessen kehrt die Steuerung zum Schritt S2 zurück.
Im Schritt S4 wird der Fahrzeughöhenmesswert a1 zu diesem Zeitpunkt (in einem Status, wo das Seitenelement 62 die unterste Position der Fahrzeughöhe erreicht hat) in den Speicher gespeichert.
Im Schritt S5 wird das untere Limit HL der Fahrzeughöhe berechnet entsprechend der folgenden Gleichung (1) und im Speicher gespeichert. Man beachte, dass der Wert α festgesetzt ist, basierend auf der elastisch verformten Menge des Puffers oder des Pufferanschlags, und so festgesetzt ist, dass das untere Limit der Fahrzeughöhe den Puffer nicht in Kontakt bringt mit dem Pufferanschlag, und so, dass der Abstand dazwischen nicht zu groß ist. HL = a1 + α (1)
In Schritt S6 wird das obere Limit HU der Fahrzeughöhe berechnet entsprechend der folgenden Gleichung (2) und im Speicher gespeichert und dann ist die Steuerung beendet. Man beachte, dass der Wert β so festgesetzt ist, dass ein ausreichender Federungshub erreicht werden kann: HU = HL + β (2)
Sobald die unteren und oberen Limits HL und HU der Fahrzeughöhe festgesetzt sind in Übereinstimmung mit der zuvor beschriebenen Steuerung, wird die Niveauregulierung innerhalb eines Bereichs zwischen dem unteren Limit HL der Fahrzeughöhe und dem oberen Limit HU der Fahrzeughöhe im automatischen und manuellen Modus ausgeführt.
Wie zuvor beschrieben ist im automatischen und im manuellen Modus der erreichbare Auf/Ab-Bereich für das Seitenelement 62 begrenzt von dem unteren Limit HL der Fahrzeughöhe, welches höher im Niveau ist als die unterste Position der Fahrzeughöhe, bis zu dem oberen Limit HU der Fahrzeughöhe.
Daher wird das Absenken des Seitenelements 62 gestoppt, bevor das Seitenelement 62 unterhalb die unterste Position der Fahrzeughöhe abgesenkt ist, um exzessiven Luftablass zu verursachen. Darüber hinaus ist das Seitenelement 62 durch die Luftfedern 15 bis 18 und 25 bis 28 getragen, sobald es auf ein Niveau entsprechend dem unteren Limit HL der Fahrzeughöhe gesetzt ist. Daher startet das Seitenelement sofort die Aufwärtsbewegung, wenn die Zufuhr von Luft zu den Luftfedern 15 bis 18 und 25 bis 28 gestartet wird, um die Fahrzeughöhe wieder zu steigern. Dementsprechend ist es möglich, die Niveauregulierungszeit zu reduzieren.
Darüber hinaus wird das Seitenelement 62 nicht über ein Niveau entsprechend dem oberen Limit HU der Fahrzeughöhe angehoben. Dementsprechend ist es möglich, während ein ausreichender Federungshub sichergestellt wird, eine exzessive Luftzufuhr mit Sicherheit zu verhindern, die die Luftfedern 15 bis 18 und 25 bis 28 in einen Zustand bringen würde, bei dem sie über ihre volle Länge oder darüber hinaus gedehnt sind.
Ferner ist die deformierte Menge des Puffers 73 die größte, wenn das Seitenelement in der untersten Position der Fahrzeughöhe ist und wird stufenweise reduziert, wenn das Seitenelement 62 von der untersten Position der Fahrzeughöhe angehoben wird. Wenn der Puffer 73 von der Oberseite 67a des Gehäuses 67 getrennt wird, wird die deformierte Menge zu Null. Während der Puffer 73 wie zuvor beschrieben deformiert ist, ist die angehobene/abgesenkte Menge des Seitenelements 62 klein in Bezug auf die zugeführte/abgelassene Menge von Luft zu/von den Luftfedern 15 bis 18 und 25 bis 28. Infolge dessen ist die Niveauregulierungszeit in diesem Bereich ebenso lang.
In diesem Ausführungsbeispiel jedoch hat der vorgegebene Festwert α das untere Limit eine Größe gleich oder größer als die deformierte Menge des Puffers 73 wenn das Seitenelement 62 in der untersten Position der Fahrzeughöhe ist. Daher sind, währen das Seitenelement 62 sich in der untersten Position der Fahrzeughöhe befindet, der Puffer 73 und die Oberseite 67a des Gehäuses 67 nicht miteinander in Kontakt. Entsprechend ist es möglich, die Niveauregulierungszeit zu reduzieren, ohne durch die elastische Deformation des Puffers 73 gehindert zu werden.
Zusätzlich wird das Setzen der unteren und oberen Limits HL und HU der Fahrzeughöhe für jedes Fahrzeug individuell durchgeführt. Dementsprechend ist der Niveauregulierungsbereich nicht unnötigerweise beengt.
Es sollte beachtet werden, dass die zuvor beschriebene Ausführungsform ein Beispiel der vorliegenden Erfindung ist. Es ist unnötig zu sagen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf das zuvor beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt ist. Beispielsweise kann, obwohl der gesamte Puffer 73 in diesem Ausführungsbeispiel aus einem elastischen Element gebildet ist, in alternativen Ausführungsformen ein Teil des Puffers aus einem elastischen Element gebildet werden, oder ein elastisches Element, welches den Puffer berühren soll, kann auf der Oberseite 67a des Gehäuses 67 befestigt werden. Darüber hinaus kann eine Einstellung so gemacht werden, dass wenn der Zündschalter zum ersten Mal eingeschaltet wird, nachdem eine Batterie (nicht gezeigt) verbunden wurde, automatisch der Speichermodus gesetzt wird und der Niveauregulierungsbereich gesetzt wird (Schritte S4 bis S6 in 3 werden ausgeführt). Darüber hinaus zum Beispiel ist es möglich, das Niveauregulierungssystem gemäß der vorliegenden Technik nicht nur auf der Hinterachsenseite sondern ebenso auf der Vorderachsenseite vorzusehen. Ferner ist es ebenso möglich, die unteren und oberen Limits der Fahrzeughöhe sowohl für die rechte und die linke Seite der Achsen zu setzen.
Wie zuvor beschrieben ist es gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung möglich, die Niveauregulierungszeit zu reduzieren, ohne den Niveauregulierungsbereich unnötigerweise zu begrenzen.

Claims

Niveauregulierungssystem für Fahrzeuge zum Einstellen einer Fahrzeughöhe eines Fahrzeugs durch Steuerung des Einlassens und Auslassens von Luft in eine/aus einer Luftfeder, wobei das Fahrzeug einen Chassisrahmen, einen Hilfsrahmen, welcher unterhalb des Chassisrahmens angeordnet ist, und eine Achse trägt, und die Luftfeder, die zwischen dem Chassisrahmen und dem Hilfsrahmen angeordnet ist, hat, wobei das Niveauregulierungssystem umfasst: einen Niveausensor; ein zusammengehörendes Paar aus Puffer und Pufferanschlag, von dem wenigstens eines einen elastisch deformierbaren Abschnitt besitzt und die jeweils mit dem Chassisrahmen bzw. dem Hilfsrahmen verbunden sind, wobei das Paar miteinander in Kontakt kommt bei der untersten Position des Fahrzeugs, wo der Chassisrahmen zu einem untersten Niveau kommt und wobei das Paar auf diese Weise den Chassisrahmen daran hindert, unter die niedrigste Position des Fahrzeugs abgesenkt zu werden; eine Moduseinstellungsvorrichtung, die selektiv auf einen Regulierungsbereichsmodus, um einen Fahrzeugniveauregulierungsbereich einzustellen und auf einen Fahrzeugniveauregulierungsmodus, um die Fahrzeughöhe zu regulieren, eingestellt werden kann; eine Einstellvorrichtung für die untere Grenze der Fahrzeughöhe, um die untere Grenze des Fahrzeughöhenregulierungsbereichs der Fahrzeughöhe durch Addieren eines die Untergrenze setzenden vorbestimmten Wertes zu einem Messwert der Fahrzeughöhe, wenn der Fahrzeugrahmen an der untersten Position der Fahrzeughöhe ist, während die Moduseinstellvorrichtung auf den Regulierungsbereichsetzmodus eingestellt ist, wobei der vorgegebene Wert der einzustellenden Fahrzeughöhe einen Wert gleich oder größer als eine deformierte Menge des elastisch deformierbaren Abschnitts hat, wenn der Chassisrahmen sich in der niedrigsten Position der Fahrzeughöhe befindet, und wobei der Messwert der Fahrzeughöhe von dem Höhensensor ausgegeben wird; und Luftsteuerungsvorrichtungen zum Stoppen des Auslassens von Luft aus der Luftfeder, wenn der Messwert der Fahrzeughöhe, der von dem Höhensensor ausgegeben wird, gleich oder kleiner ist als die untere Grenze der Fahrzeughöhe, während die Moduseinstellungsvorrichtung auf einen automatischen Fahrzeughöhenregulierungsmodus eingestellt ist und während die Moduseinstellvorrichtung auf einen manuellen Regulierungsmodus der Fahrzeughöhe eingestellt ist.
Niveauregulierungssystem nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Einstellvorrichtung für die obere Grenze der Fahrzeughöhe, um eine Obergrenze der Fahrzeughöhe festzusetzen durch Addieren eines vorgegebenen Setzwertes der Obergrenze zu dem unteren Grenzwert der Fahrzeughöhe, wobei die Luftsteuervorrichtung das Einlassen von Luft in die Luftfeder stoppt, wenn der Messwert der Fahrzeughöhe, der vom Höhensensor ausgegeben wird, gleich oder größer wird als die Obergrenze der Fahrzeughöhe, während die Modussetzvorrichtung auf einen Fahrzeughöhenregulierungsmodus eingestellt ist.