JP2010503572A - 自動車の車両ボデーの車高を制御及び／又は調整する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、高さ修正プロセスによって車両ボデーの車高の修正を可能にする少なくとも１つの調整装置（２ａ、２ｂ）と、前記調整装置（２ａ、２ｂ）に関連付けられた弁（６ａ、６ｂ、１４）と、制御ユニット（１０）とを備える車高制御システム（１）によって自動車の車両ボデーの車高を制御及び／又は調整する方法であって、車高を、高さ修正プロセス中、弁（６ａ、６ｂ、１４）を開放して、調整装置（２ａ、２ｂ）に圧力媒体を加えることによって上げることができるか又は圧力媒体を排出することによって下げることができる方法に関する。本発明による方法は、次のステップ、すなわち、基準点に対する車両ボデーの車高を決定するステップと、決定された車高が所定の車高を下回るか又は上回った場合、高さ修正プロセスを起動するステップと、高さ修正プロセスが起動されると、弁（６ａ，６ｂ，１４）が開放されたかどうかについて制御ユニット（１０）において検証するステップと、弁（６ａ、６ｂ、１４）が開放されなかった又は完全に開放されなかった場合、制御ユニット（１０）によって高さ修正プロセスを終了するステップとを含む。

Description

本発明は、高さ変更動作を通して車両ボデーの車高を変更できる少なくとも１つのアクチュエータと、アクチュエータに付設された弁と、制御ユニットとを備え、車高を、高さ変更動作中、弁が開放しているとき、圧力媒体をアクチュエータに加えることによって上げることができるか、あるいは圧力媒体をアクチュエータから排出することによって低くすることができる、請求項１の上位概念による車高制御システムによって自動車の車両ボデーの車高を制御及び／又は調整する方法に関する。

冒頭に述べたタイプの方法は、刊行物の特許文献１から公知である。自動車の車高を制御及び／又は調整するためのこの刊行物から公知の方法は、アクチュエータから作動媒体を排出することによって車高を下げることができるアクチュエータを備える車高制御システムによって実行される。車高制御システムの誤作動を識別するための公知の方法の場合、基準点に対する車高が確認され、確認された車高が予め規定された車高を上回った場合、排出動作が開始され、排出動作の開始後、ある時間後に、排出動作直前に確認された車高に対して車体が低くなったかどうかが制御ユニットで検証され、前記時間内に、これが当てはまらないと、制御ユニットが排出動作を終了する。前記時間は、複数秒以上の範囲にある。

独国特許第１９９５９０１２Ｃ２号明細書

公知の方法の不都合は、車高制御システムの機能の欠陥が識別されるまでに比較的長い時間を要し、この時間中に車両がおそらくは損傷を蒙る可能性があることである。排出時にのみでしか、車高制御システムの誤作動を識別できないことも不都合である。さらに、公知の方法では、機能の欠陥の原因に関する推理は不可能であり、車高制御動作が即座に終了され、おそらくは、原因が分からないので更なる車高制御動作は不可能である。公知の方法に従って終了される排出動作は、複数の原因、例えば、車両ジャッキによる昇降、物体への着座、排出管路の遮断あるいは代わりに、制御ラインの欠陥又は弁の欠陥を有することがある。

本発明の目的は、故障の原因を少なくとも突き止めることができる、車高制御システムの機能の欠陥を迅速に識別するための改良された方法を提供することである。

上記目的は、本発明に従って請求項１に記載の特徴によって達成される。解決方法は、次の方法ステップ、すなわち、
−基準点に対する車両ボデーの車高が確認されるステップ、
−確認された車高が予め規定された車高を下回るか又は上回った場合、高さ変更動作が開始されるステップ、
−高さ変更動作の開始後に、弁が開放したかどうか制御ユニットにおいて検証されるステップ、及び
−弁が開放しなかったか又は完全に開放しなかった場合、制御ユニットが高さ変更動作を終了するステップを含む。

自動車の各々の車高制御システムは、圧力源又は圧力シンクとアクチュエータとの間の例えば圧力媒体管路に逆止弁として配置される弁を有し、圧力源又は圧力シンクからアクチュエータへのまたアクチュエータからの圧力媒体の流入と流出の制御を可能にする。圧力管路の圧力媒体の流れ方向に影響を及ぼすことができる別の公知のいわゆる切換弁がある。車高制御システムが空気懸架装置として実現された場合、快適さのため、空気ばねは、増大して補充体積に結合され、アクチュエータ「空気ばね」と、対応する補充体積との間の結合部の接続及び切り離しは、弁によって行われる。迅速かつ確実な切換動作のため、車高制御システムの前述の作業のために主に電磁弁が使用される。これらの電磁弁は、標準的に通常閉の弁として使用されるが、通常開の電磁弁を使用することも可能である。

本発明の利点は、車高制御システムの電磁弁の誤作動を非常に迅速に、かつ追加のセンサなしに識別できることである。欠陥のある電磁弁は、例えば、磁石コイルのライン破損、あるいはひっかかった又は動かないストロークアーマチュアを有する可能性がある。可能な反応時間は、例えば、１０ｍｓのミリ秒範囲にあるが、例えば閉から開に又はその逆に、意図する状態変化の少なくとも１秒の時間内にある。このように、欠陥のある車高制御システムの望ましくない車高制御動作に起因する、車両又は人に対して起こり得る走行に危険な状態又は損傷を防止するために、車高制御システムの誤作動に対する非常に速い反応が可能である。どの弁が識別された誤作動を有するか、あるいは車高制御システムが作動停止しているかに左右される限定された機能性が反応として考えられる。

請求項２に記載の本発明の発展形態によれば、弁の電流推移から弁の開放挙動を確認できることが提供される。開放挙動中に、特にスイッチオン動作中に、電磁弁の電流推移は、簡単な手段により制御ユニットによって高精度で確認できる特性推移を有する。スイッチオン動作中の電流推移から、基準曲線、制御ユニットに記憶された特性群、又は電流の限界値、例えば単位時間当たりの勾配と比較して、弁の欠陥のない又は欠陥のある機能を十分な精度で識別することができる。

請求項３に記載の本発明の発展形態によれば、スイッチオン動作の開始時に、弁の電流推移から弁の開放挙動を確認できることが提供される。この発展形態の利点は、車高制御システムが構成要素の機能の欠陥に非常に迅速に反応でき、望ましくない車高制御動作が実行されないことにある。

請求項４に記載の本発明の発展形態によれば、弁の測定された電流推移が、弁のアーマチュアの行程の測定値を構成することが提供される。電磁弁のアーマチュアは電磁弁の唯一の可動構成要素を構成し、このように、例えば、摩耗、ひっかかり、詰まり又は不動によって特定の機械的応力を受け、したがって、特に誤作動の傾向があり、これは、本発明によれば、請求項４に記載の本発明の発展形態によって迅速かつ確実に識別することができる。

請求項５に記載の本発明の発展形態によれば、
−弁が、閉鎖状態から開放状態にされ、
−弁の電流推移がスイッチオン動作中に測定され、
−制御ユニットにおいて、測定された電流推移が、電流基準曲線、電流特性群又は電流限界値と比較され、
−比較に基づき、弁が閉鎖状態から開放状態にされたかどうかを制御ユニットにおいて確認することができることが提供される。

請求項５に記載のこの発展形態の利点は、弁の誤作動を容易かつ確実に識別でき、通常閉の弁の誤作動の識別の時間が最小限に低減されることにある。

請求項６に記載の本発明の発展形態によれば、ピックアップ遅延時間及び／又はピックアップ時間中に、弁の電流推移から弁の開放挙動を確認できることが提供される。ピックアップ遅延時間は、弁へスイッチング電圧を印加してから、アーマチュアが第１の弁座から再び持ち上げられるまでの時間を表す。ピックアップ時間は、アーマチュアが第１の弁座から持ち上がる時点から、アーマチュアが初めて第２の弁座に達するまでの時点、したがって、弁の状態の変更が実際に実行された時点までの測定値である。請求項６に記載のこの発展形態の利点は、特に通常閉の弁の誤作動の識別の時間が最小限に低減されることにある。

本発明の典型的な実施形態及びさらなる利点について、添付図を参照して説明する。

車高制御システムの概略図を示す。 グラフを示す。

図１は、自動車用の車高制御システム１をごく概略的に示しており、以下の説明に必要な構成要素のみが示されている。このような車高制御システム１は、それ自体公知であり、このシステムについては、簡単にのみ説明する。車高制御システム１は、自動車の前車軸に付設される空気ばね２ａを有し、また自動車の後車軸に付設される空気ばね２ｂを有する。自動車の車体（図示せず）は、空気ばね２ａ、２ｂによってばね装着される。空気ばね２ａは、横方向管路４ａを介して互いに結合され、空気ばね２ｂは、横方向管路４ｂを介して互いに結合される。各々の横方向管路４ａ、４ｂは、２つの横方向の逆止弁６ａ、６ｂをそれぞれ含み、それらのそれぞれ１つは、空気ばね２ａ、２ｂに付設される。さらに、横方向管路４ａ、４ｂは、別の管路８に結合され、この管路８を介して空気ばね２ａ、２ｂが圧縮空気で充填され、またこの管路８を介して圧縮空気が空気ばね２ａ、２ｂから排出される。

空気ばね２ａ、２ｂを充填するために、横方向の逆止弁６ａ、６ｂ及び弁３２が、車高制御システムの制御ユニット１０によって作動され、この結果、これらの弁は、図１に示した基本的な状態から他の切換状態に変化して、横方向管路４ａおよび４ｂと「連通接続する」。この際に、コンプレッサ１２が、空気ばね２ａ、２ｂ内に圧縮空気を供給するように制御ユニット１０によって作動される。充填動作を終了するために、コンプレッサ１２が制御ユニット１０によって停止され、横方向の逆止弁６ａ、６ｂ及び弁３２は、図１に示した基本的な状態をとるように制御ユニットによって作動される。

空気ばね２ａ、２ｂから圧縮空気を排出するために、横方向の逆止弁６ａ、６ｂは、図１に示した基本的な状態から開放切換状態に変化するように制御ユニット１０によって作動される。さらに、制御ユニット１０は、排出弁１４が図１に示した基本的な状態から、管路８を大気に接続する開放切換状態に変化するように、排出弁１４を作動する。空気ばね２ａ、２ｂは、圧縮空気が空気ばねから排出されるように、横方向の戻り防止管路４ａ、４ｂを介してまた管路８を介して大気に接続される。排出動作を終えるか又は終了するために、横方向の逆止弁６ａ、６ｂ及び排出弁１４は、制御ユニット１０によって閉鎖され、この結果、次に、これらの弁は図１に示した基本的な状態に変わって戻る。

異なる車軸荷重、したがって空気ばね内の異なる圧力のため、充填及び排出は車軸で行われる。

同様に、横方向逆止弁６ａ、６ｂ及び排出弁１４の対応する作動によって、１つの空気ばね又は任意の組み合わせの空気ばね（例えば、車軸に付設される空気ばねから）から圧縮空気を排出することができる。車輪位置「後部左」に付設される空気ばね２ｂから圧縮空気を排出するために、例えば、この空気ばね２ｂに付設された横方向の逆止弁６ｂ及び排出弁１４を図１に示した基本的な状態から開放切換状態にすることが必要である。さらに、車輪位置「後部右」に付設される空気ばね２ｂからの空気である場合、この空気ばね２ｂに付設された横方向の逆止弁６ｂを図１に示した基本的な閉鎖状態から他の開放切換状態にすることがさらに必要である。

上に言及した構成要素に加えて、車高制御システムは、高さセンサ１６、１８、２０および２２を有し、その内、それぞれ１つが車高制御システムの空気ばね２ａ、２ｂに付設される。高さセンサ１６を用いて、車輪位置「前部左」の領域の基準点に対する現在の車高を常に測定することができる。このことは、高さセンサ１８、２０及び２２に相応して適用される。高さセンサ１６、１８、２０及び２２によって測定された現在の車高は、高さセンサによって車高制御システムの制御ユニット１０に伝送され、制御ユニットで評価される。したがって、任意の時点に、予め規定された基準点に対し、車体の車輪位置の領域で車体によってとられる現在の車高に関する情報を制御ユニット１０で利用可能である。さらに、対応する高さセンサの測定値を平均化することにより、自動車の車軸に対し車体によってとられる現在の車高の平均を制御ユニット１０で確認することができる。例えば、後車軸に対する車高が決定された場合、高さセンサ２０と２２によって制御ユニット１０に伝送された測定値は、制御ユニット１０で平均化される。

車輪位置の領域の現在の車高又は自動車の車軸に対する現在の車高が、制御ユニット１０に記憶された予め規定された車高に対応するかどうかが、制御ユニット１０で連続的に検査される（現在の車高としては、高さセンサ１６、１８、２０及び２２によって伝送された測定信号に基づく制御ユニット１０の直近の車高と解釈される）。現在の車高が制御ユニット１０に記憶された予め規定された車高を上回った場合、制御ユニット１０は排出動作を開始する。このため、対応する横方向の逆止弁６ａ、６ｂ及び排出弁１４が、既に説明したように切り換えられる。制御ユニット１０により、現在の車高が制御ユニット１０に記憶された予め規定された車高に一致することが確認されたとき、排出動作が終えられる。次に、制御ユニット１０は、対応する横方向の逆止弁６ａ、６ｂ及び排出弁１４を図１に示した基本的な状態に戻す。

同様に、自動車が危険な状態にあるので、車高が排出動作中に期待されたように下げられないことが制御ユニット１０により確認されることも起こり得る。この場合、以下にさらに詳細に説明するように、制御ユニット１０は排出動作を終了する。

車高制御システムは、最後に、圧力センサ２４を備えてもよく、これによって、車高制御システムの各々の個々の空気ばね２ａ、２ｂ内の空気圧を測定することができる。車輪位置「後部左」に付設される空気ばね２ｂ内の空気圧を測定するため、この空気ばね２ｂに付設された横方向の逆止弁６ｂは、制御ユニットによって、図１に示した基本的な閉鎖状態から他の開放切換状態にされ、これに対し、車高制御システムの他のすべての弁は図１に示した基本的な状態に留まる。この場合、圧力センサ２４には、車輪位置「後部左」に付設される空気ばね２ｂで支配する静的な空気圧が加えられる。相応して、車高制御システムの他の空気ばね内の空気圧を測定することができる。圧力センサ２４のそれぞれの測定結果は、制御ユニット１０に伝送される。制御ユニットでは、伝送された測定結果は、空気ばね２ａ、２ｂの横方向の逆止弁６ａ、６ｂが制御ユニットによって作動されている当該空気ばねに割り当てられて、評価される。このことが個別に行われる方法について、さらに以下により詳細に説明する。

各々の弁６ａ、６ｂ、１４は、制御ラインを介して制御ユニット１０に結合される。各々の弁６ａ、６ｂ、１４には、切換位置を操作及び変更するために、対応するラインを介して電圧及び電流が供給される。弁６ａ、６ｂ、１４に印加される電圧及び各々の弁６ａ、６ｂ、１４によって消費される電流は、制御ユニット１０によって決定かつ確認することができる。さらに、各々の弁６ａ、６ｂ、１４の電圧及び電流に関する基準曲線、特性群及び／又は少なくとも１つの限界値を制御ユニット１０に記憶することができる。

通常閉又は通常開の電磁弁の特性曲線を概略的に示している図２を参照して、図１に示した制御ユニット１０を用いて診断方法がいかに実行されるかについて、次に説明する。グラフでは、電圧Ｕ、電流Ｉ及び電磁弁のアーマチュアの行程Ｓの推移が時間経過にわたって記入されている。

第１の時点ｔ１で、電圧Ｕ１が印加される。弁のアーマチュアの慣性及びおそらくは弁のアーマチュアに作用するばね力のため、アーマチュアが第１の弁座から最初に持ち上がるまで、時点ｔ２まで電圧印加が継続する。電流は、時点ｔ１から時点ｔ２まで、いわゆるピックアップ遅延時間の間、連続的に増加し、時点ｔ２において局所最大値を達成する。時点ｔ２から時点ｔ３まで、いわゆるピックアップ時間の間、弁のアーマチュアは第１の弁座から持ち上がって、第２の弁座まで移動され、弁はその切換状態の変更を実行しており、また電流はこの期間に連続的に減少し、時点ｔ３において局所的な最小値に達する。

完全な機能性の電磁弁の場合、時点ｔ１から時点ｔ３までの電流推移は、特徴的な推移を有する。弁の機能、特に第２の弁座におけるアーマチュアの完全な開放及び着座が損なわれた場合、電流の局所最大及び局所最小に関し測定された値は、完全な弁の基準値から著しく逸脱し、弁の機能的な能力を診断するために使用することができる。

時点ｔ３から時点ｔ４までのバウンス時間、アーマチュアは、第２の弁座に対しおそらくは複数回「バウンス」する可能性があり、弁の電流消費は再びすでに連続的に増加している。バウンス時間後、電圧Ｕ１が弁に印加される限り弁のアーマチュアは第２の弁座に、この場合、時点ｔ５まで着座する。

時点ｔ５において、弁への供給電圧が中断され、相互誘導のため局所最小に非常に大幅に減少する。その後、電圧は連続的に高くなり、弁のアーマチュアは、ある時間後に、この場合、時点ｔ６の後に第２の弁座から持ち上がり、第１の弁座まで連続的に移動される。この結果、電圧は局所最大に達し、時点ｔ７において、弁のアーマチュアが第１の弁座に着座するときに、局所最小に低下する。電圧推移の局所最大及び局所最小は、完全な機能性の弁の場合、特性量である。弁の機能、特に第１の弁座におけるアーマチュアの完全な閉鎖及び着座が損なわれた場合、電圧の局所最大及び局所最小に関し測定された値は、完全な弁の基準値から著しく逸脱し、弁の機能的な能力を診断するために使用することができる。

電磁弁のスイッチオフ動作の場合、弁の機能的な能力を診断するために、時点ｔ５から時点ｔ６までの電流推移をさらに使用することができるが、この理由は、電流推移がほぼ値ゼロに達したときの時点ｔ６のみにおいて、アーマチュアが第２の弁座から持ち上がるからである。電流推移及び電圧推移に基づき開始から終わりまでのアーマチュアの行程を検証することができるので、この情報により、弁の機能的な能力の診断が改善され、より正確な結果が提供される。

各々の電磁弁は、対応する基準特性、特性群又は限界値と比較して、スイッチオン動作及び／又はスイッチオフ動作中に電圧及び／又は電流の測定により弁の機能性を評価しかつ確認できるような電圧及び電流の特性推移を有する。測定された電圧推移及び／又は電流推移が、対応する基準値からあまりにも大きく逸脱した場合、弁のアーマチュアが開放されなかったか、あるいは適切に開放されなかったか、あるいは閉鎖されなかったか、あるいは適切に閉鎖されなかったという可能性が著しく高い。

スイッチオン動作中の通常閉の又は通常開の電磁弁の正しい機能は、時点ｔ１〜ｔ４の電流推移によって確実に確認することができる。カットオフ又はスイッチオン動作中の通常閉又は通常開の電磁弁の正しい機能は、電圧推移によってまたおそらくは時点ｔ５〜ｔ７の電流推移を使用して確実に確認することができる。

１ 車高制御システム
２ａ、２ｂ 空気ばね
４ａ、４ｂ 管路
６ａ、６ｂ 弁
８ 管路
１０ 制御ユニット
１２ コンプレッサ
１４ 排出弁
１６、１８、２０、２２ 高さセンサ
２４ 圧力センサ
２６ 弁
ｔ１ 第１の時点
ｔ２ 第２の時点
ｔ３ 第３の時点
ｔ４ 第４の時点
ｔ５ 第５の時点
ｔ６ 第６の時点
ｔ７ 第７の時点
Ｕ 電圧
Ｕ１ 電圧値
Ｉ 電流
Ｓ 行程（アーマチュアの）

Claims (6)

1. 高さ変更動作を通して車両ボデーの車高を変更できる少なくとも１つのアクチュエータ（２ａ、２ｂ）と、前記アクチュエータ（２ａ、２ｂ）に付設された弁（６ａ、６ｂ、１４、１６）と、制御ユニット（１０）とを備え、前記車高を、高さ変更動作中、前記弁（６ａ、６ｂ、１４、１６）が開放しているときに、圧力媒体を前記アクチュエータ（２ａ、２ｂ）に加えることによって上げることができるか、あるいは圧力媒体を前記アクチュエータ（２ａ、２ｂ）から排出することによって下げることができる、車高制御システム（１）によって自動車の車両ボデーの車高を制御及び／又は調整する方法であって、次の方法ステップで、
   −基準点に対する前記車両ボデーの車高が確認され、
   −前記確認された車高が予め規定された車高を下回るか又は上回った場合、高さ変更動作が開始され、
   −前記高さ変更動作の開始後に、前記弁（６ａ、６ｂ、１４、１６）が開放したかどうか前記制御ユニット（１０）において検証され、
   −前記弁（６ａ、６ｂ、１４、１６）が開放しなかったか又は完全に開放しなかった場合、前記制御ユニット（１０）が高さ変更動作を終了する
   方法。
2. 前記弁（６ａ、６ｂ、１４、１６）の開放挙動を、前記弁（６ａ、６ｂ、１４、１６）の電流推移（Ｉ）から確認することができることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記弁（６ａ、６ｂ、１４、１６）の開放挙動を、スイッチオン動作の開始時に前記弁（６ａ、６ｂ、１４、１６）の電流推移（Ｉ）から確認することができることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
4. 前記弁（６ａ、６ｂ、１４、２６）の前記測定された電流推移（Ｉ）が、前記弁（６ａ、６ｂ、１４、２６）のアーマチュアの行程（Ｓ）の測定値を構成することを特徴とする、請求項１、２、３の何れか１項に記載の方法。
5. −前記弁（６ａ、６ｂ、１４、２６）が、閉鎖状態から開放状態にされ、
   −前記弁（６ａ、６ｂ、１４、２６）の電流推移（Ｉ）が、スイッチオン動作中に測定され、
   −前記制御ユニット（１０）において、前記測定された電流推移（Ｉ）が、電流基準曲線、電流特性群又は電流限界値と比較され、
   −前記比較に基づき、前記弁（６ａ、６ｂ、１４、２６）が閉鎖状態から開放状態にされたかどうかを前記制御ユニット（１０）において確認することができる
   ことを特徴とする、請求項１、２、３の何れか１項に記載の方法。
6. 前記弁（６ａ、６ｂ、１４、２６）の開放挙動を、ピックアップ遅延時間及び／又はピックアップ時間中に前記弁（６ａ、６ｂ、１４、２６）の電流推移（Ｉ）から確認することができることを特徴とする、請求項４又は５に記載の方法。

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