KR102172510B1

KR102172510B1 - 에어 서스펜션이 장착된 자동차의 높이를 제어하기 위한 방법

Info

Publication number: KR102172510B1
Application number: KR1020167034195A
Authority: KR
Inventors: 위르겐 알버스; 지크프리트 바르텔; 라인하트 고취; 인고 요버; 우베 렌츠
Original assignee: 바브코 게엠베하
Priority date: 2014-05-22
Filing date: 2014-05-22
Publication date: 2020-11-02
Also published as: EP3145737B1; JP6452264B2; US20170120711A1; CN106414121A; US10017023B2; CN106414121B; RU2668479C2; BR112016027398A2; EP3145737A1; RU2016150409A3; BR112016027398B1; JP2017516701A; WO2015176731A1; KR20170012295A; RU2016150409A

Abstract

본 발명은 에어 서스펜션이 장착된 전방 액슬(60)과 적어도 하나의 에어 서스펜션이 장착된 후방 액슬(70)을 포함하는, 에어 서스펜션이 장착된 자동차(50)의 높이를 제어하기 위한 방법에 관한 것이다. 상기 방법에서 제어 밸브의 형태인 높이 조절 밸브(15, 16, 17, 18)를 통해, 미리 정해진 목표 높이(x_soll)를 제어하기 위해, 허용 범위(ΔxT)의 허용 하한(x_T _{_u})에 미치치 못할 때마다 차량 액슬(60, 70)의 샤시 서스펜션 요소와 차량 바디(80, 80') 사이에 배열된 복수 개의 에어 스프링 벨로스(2, 3, 6, 7)에 공기가 공급되고, 허용 범위(ΔxT)의 허용 상한(x_T _{_o})을 초과할 때마다 상기 벨로스로부터 공기를 배출한다. 특정 작동 상태일 때, 적어도 하나의 차량 액슬(60, 70)이나 하나의 차량 측면(53, 54)의 적어도 하나의 에어 스프링 벨로스(2, 3, 6, 7)를 위해, 상기 두 허용 한계(x_T _{_u}, x_T _{_o})가 적절한 방식으로 수정된다. 이러한 제어를 위해 필요한 시간을 줄이기 위해, 센서에 의해 주행 속도 및/또는 파킹 브레이크(63, 64, 73, 74)의 작동 상태로서, 주행 속도가 차량이 정지해 있는 것으로 해석될 수 있는 최저 주행 속도에 못 미치는지 및/또는 파킹 브레이크(63, 64, 73, 74)가 작동하고 있는지가 결정되며, 각 에어 스프링 벨로스(2, 3; 6, 7)의 영역에서 실제 높이(x_ist)가 측정되고, 실제 높이(x_ist)는 목표 높이(x_soll)와 비교되어, 상기 목표 높이(x_soll)로부터 가장 큰 편차를 보이는 실제 높이 값(x_ist)이 결정되며, 실제 높이(x_ist)와 목표 높이(x_soll) 사이의 가장 큰 편차(Δx_o_t2)가 구해진 에어 스프링 벨로스(2, 3; 6, 7)에 대해, 정정 허용 범위(ΔxTk)를 얻도록 원래 허용 범위(ΔxT)가 확장된다.

Description

에어 서스펜션이 장착된 자동차의 높이를 제어하기 위한 방법 {METHOD FOR CONTROLLING THE LEVEL OF AN AIR-SUSPENDED MOTOR VEHICLE}

본 발명은 에어 서스펜션이 장착된 자동차, 예컨대 버스의 높이를 제어하기 위한 방법으로서, 자동차는 에어 서스펜션이 장착된 전방 액슬과 적어도 하나의 에어 서스펜션이 장착된 후방 액슬을 갖고, 차량 액슬의 구동 기어 요소와 차량 바디 사이에 배열된 복수 개의 에어 스프링 벨로스는 미리 설정된 설정 높이를 조정하기 위하여, 스위칭 밸브로 설계된 높이 제어 밸브를 통해, 허용 범위의 허용 하한 아래로 내려갈 때마다 공기가 각각 공급되고, 허용 범위의 허용 상한을 초과할 때마다 공기가 배출되며, 특정한 작동 상태가 존재할 때, 두 허용 한계 중 적어도 하나가 적어도 하나의 차량 액슬이나 하나의 차량 측면의 적어도 하나의 에어 스프링 벨로스를 위해 적절한 방식으로 수정되는 방법에 관한 것이다.

에어 서스펜션 시스템은 종래 스틸 서스펜션 시스템에 비해 상당한 이점을 갖고 있어, 대형 수송 차량과 버스와 같은 상용차 및 바람직하게는 고급 차와 오프로드 차량과 같은 대형 승용차에 점점 더 활용되고 있다. 에어 스프링 벨로스의 벨로스 압력을 조정함으로써 현재 하중 상태가 각각의 경우에 보상될 수 있기 때문에, 에어 서스펜션 시스템은 하중과 무관하게 높이 제어를 허용한다. 에어 스프링의 혁신적인 스프링 특성 덕분에, 이처럼 에어 서스펜션 시스템은 특히 휠과 노면 사이의 안정적인 접촉 및 휠이 압축되고 다시 튀어 나오는 동안 안락한 반응 거동을 제공한다. 에어 서스펜션 시스템의 다른 이점은 연관된 차량의 지상 간격이 필요에 따라 수정될 수 있다는 것으로, 예를 들어 오프로드 사용을 위해 증가하거나, 고속도로에서 고속 운전을 위해 감소할 수 있다. 상용차의 경우에는 추가적으로 차량 바디가 하역을 위한 적절한 높이로 내려가거나 조정될 수 있다. 즉 예컨대 에어 서스펜션이 장착된 대형 수송 차량이나 트레일러의 차량 샤시가 호환 가능한 플랫베드를 내려 놓기 위해 내려질 수도 있고, 이를 들어 올리기 위해 다시 올려질 수도 있다. 마찬가지로 대형 수송 차량의 하중 면의 경우, 후방 액슬의 벨로스 압력을 낮추거나 높임으로써 로딩 램프(loading ramp)의 높이를 조정하여 하역을 개선할 수 있다. 에어 서스펜션이 장착된 버스의 경우에는 승객이 타고 내리기 더 용이하게 만들기 위해, 도로 바깥쪽에 있는 스프링 벨로스로부터 압축 공기가 배출됨으로써 일측에서 차량 바디가 내려질 수 있고, 그 스프링 벨로스를 채움으로써 다시 올려질 수 있다. 이러한 기능은 닐링(kneeling)이나 이지 엔트리(easy entry)로도 알려져 있다.

이에 상응하는 자동차의 높이를 제어하기 위해, 그 양측에서 각각의 경우에 차량 액슬이나 차량 액슬의 서스펜션 요소와 차량 바디 사이에 배열된 변위 센서를 통해 제어 유닛에서 차량 액슬에 대한 차량 바디의 각각의 실제 높이가 감지되어, 거기에 저장된 미리 설정된 설정 높이와 비교된다. 본 경우에서 계획되는 바와 같이, 만약 차량 액슬의 양측에 배열된 각 에어 스프링 벨로스와 관련된 각각의 높이 제어 벨브가 스위칭 밸브, 보다 구체적으로는 2/2-way 스위칭 밸브로 설계된다면, 높이 제어는 알려진 바와 같이, 만약 설정 높이 허용 하한 아래로 내려가면, 관련된 높이 제어 밸브를 열어 관련 에어 스프링 벨로스를 가압된 메인 라인에 연결하여 공기를 공급하고, 만약 설정 높이 허용 상한을 초과하면, 관련된 높이 제어 밸브를 열어 상기 벨로스를 가압되고 있지 않은 메인 라인에 연결하여 공기를 배출함으로써 수행된다. 필요에 따라 임의의 특정 시간에 메인 라인이 가압되거나 가압되지 않도록 보장하기 위해, 각각의 경우에 이에 앞서, 예컨대 3/2-way 스위칭 밸브로 설계된 메인 스위칭 밸브를 거쳐, 압축 공기원(compressed air source), 예컨대 압력 어큐물레이터나 컴프레서의 압력 라인에 연결되거나, 압축 공기 싱크, 예컨대 머플러를 거쳐 주변 환경으로 연결된 비가압 라인에 연결된다. 두 설정 높이 허용 한계에 대해 허용하는 것은 개별적인 실제 높이와 미리 설정된 설정 높이 사이의 최소 편차에서 에어 스프링 벨로스에 공기가 교대로 공급되거나 배출되는 상황을 방지하는데, 이는 차량 승객의 안락함을 떨어뜨리고, 더욱이 압축 공기의 소모량을 높이는 것과 관련된다.

설정 높이로부터 실제 높이의 허용 편차를 위한 상기 허용 한계는 흔히 차량에 대해 특별히 정의되어, 운전의 안전성과 운전의 높은 안락함 사이의 절충으로 나타난다. 그러나 만약 특정 작동 상태가 발생하면 이들 허용 한계를 적절한 방식으로 수정할 수도 있다.

이에 예를 들어 DE 195 39 887 B4에는 공기 서스펜션이 장착된 자동차, 특히 대형 수송 차량의 높이를 제어하기 위한 방법에 관한 설명이 있는데, 만약 자동차가 움직일 수 없다면, 높이 제어 시 시간 지연이 작용하거나, 허용 상한을 올리거나 허용 하한을 내림으로써 높이 제어의 제어 불감대가 연장된다. 높이 제어를 일시적으로 끔으로써, 이는 예컨대 비교적 무거운 포크리프트 트럭이 하중면(load surface) 상에서와 그 밖에서 운전함으로써 야기되는, 부하 작동 동안 어느 한 차량 액슬에서 설정 높이로부터 실제 높이의 간단한 편차의 정정을 방지하도록 의도된다. 자동차의 관련 작동 상태는 엔진이 꺼져 있는 것으로부터 식별될 수 있다.

EP 0 799 166 B1은 에어 서스펜션이 장착된 자동차의 높이를 조절하기 위한 방법을 개시하는데, 만약 차량 바디가 어느 한 차량 액슬에서 기울어진 위치로 추정된다면, 그 기울어진 위치의 정정을 중단할 수 있다. 기울어진 위치를 정정하는 것은 내려간 차량 바디의 측면에 있는 에어 스프링(들)로 공기를 공급하거나 올라간 차량 바디의 측면에 있는 에어 스프링(들)로부터 공기를 배출할 것을 필요로 한다. 이는 압축 공기원과 압축 공기 싱크로의 메인 라인의 연결을 교대로 스위칭함으로써 이루어지기 때문에, 반대 제어 사이클의 횟수를 감지하여 평가하도록 제공된다. 만약 미리 정해진 횟수의 반대 제어 사이클을 초과하면, 각각의 허용 상한과 하한을 상응하게 변화함으로써, 관련 차량 액슬(들)의 설정 높이가 최근 실제 높이에 맞게 조정된다. 이는 압력 센서를 사용하지 않고, 차량 액슬의 에어 스프링에서 최대 압력 차를 초과하거나, 에어 스프링 중 하나에서 최소 압력 아래로 내려가는 것을 방지하기 위해 의도된다.

나아가 EP 1 925 471 B1은 에어 서스펜션이 장착된 자동차의 높이를 제어하기 위한 방법을 설명하는데, 운전 중 자동차의 횡 방향 가속도를 감지하여, 굽어진 부분의 안쪽과 굽어진 부분의 바깥쪽 에어 스프링을 위한 설정 높이 허용 한계를 횡 방향 가속도에 따라 다르게 수정한다. 따라서 이러한 방법에 따르면, 횡 방향 가속도가 증가함에 따라 굽어진 부분의 안쪽 에어 스프링 벨로스의 허용 상한은 굽어진 부분의 바깥쪽 에어 스프링 벨로스의 그것보다 더 높아지며, 횡 방향 가속도가 증가함에 따라 굽어진 부분의 바깥쪽 에어 스프링 벨로스의 허용 하한은 굽어진 부분의 안쪽 에어 스프링 벨로스의 그것보다 더 낮아지도록 계획된다. 차량 액슬의 에어 스프링을 위한 허용 한계의 비대칭적인 변화로 인해 차량 본체의 기울어짐이 반대로 작용하여 반대 제어 과정을 방지한다.

마지막으로 DE 10 2012 006 468 A1(선행 공개 아님)로부터 공지된, 승객들이 타고 내릴 때 출입문의 발판(step)의 높이 변동을 방지하기 위해 의도된 버스용 높이 제어 방법에서는 주행 속도 및/또는 파킹 브레이크의 작동 상태와 출입문의 닫힘 상태가 우선 센서 시스템에 의해 감지되어, 주행 속도가 최저 주행 속도 미만으로 떨어지거나, 또는 파킹 브레이크가 작동하고 있고 만약 적어도 하나의 출입문이 열려 있을 때, 적어도 하나의 차량 액슬이나 하나의 차량 측면에 배열된 에어 스프링 벨로스의 두 설정 높이 허용 한계 중 적어도 하나를 수정하는데, 상기 수정은 설정 높이와 앞선 허용 상한 사이에 있는 정정 허용 상한으로 허용 상한을 내리거나, 또는 설정 높이와 앞선 허용 하한 사이에 있는 정정 허용 하한으로 허용 하한을 올림으로써 이루어진다.

차량의 작동 동안, 예를 들어 전방 우측 휠은 노면의 포트홀이나 다른 함몰부 안에 있는 한편, 다른 모든 차량 휠은 평평한 표면 위에 서 있는 지점에서 멈추게 될 수 있다. 이러한 상황에서 전방 우측 휠의 변위 센서는 높이 제어 시스템의 제어 유닛에 다른 차량 휠에서 거리 값이나 실제 높이보다 크고 허용 한계를 초과하는 거리 값이나 실제 높이를 제공한다. 종래 모드로 작동할 때, 제어 유닛은 이로부터 전방 우측 휠이 포트홀이나 그와 같은 것 안에 있다는 결론과 함께, 제어 유닛이 거기에 저장된 제어 프로그램에 기반하여 이러한 상태를 정정하도록 결정하는 결과를 도출해 낸다. 이를 위해 압축 공기는 에어 스프링 벨로스로 전달되며, 가능하다면 선정된 계획에 따라 다른 에어 스프링 벨로스로부터 배출된다. 그러면 시스템은 개별적인 휠 위치의 실제 높이 값이 설정 높이 값 근방의 허용 범위의 한계 내에 있는지, 즉 미리 설정된 대로 설정 높이에 근접했는지 여부를 한 번 더 측정한다. 만약 이러한 제어 작동의 결과가 더 안 좋게 된다면, 다른 휠 위치의 변위 센서에 의해 얻어진 새로운 거리나 실제 높이 값에 기반하여, 다른 방식으로 공기가 차량의 에어 스프링 벨로스로부터 배출되거나 추가적인 압축 공기가 채워진다. 이러한 제어 과정은 불편할 정도로 긴 시간이 소요되고, 높이 제어 시스템에서 비교적 많은 횟수의 스위칭 밸브의 동작을 필요로 할 수 있으며, 이로써 전반적으로 비교적 짧은 기간에 걸쳐 스위칭 밸브의 전체적인 내구 연수를 다 써버리게 된다.

그러므로 본 발명에 내재된 목적은 그 제어 거동을 개선함으로써, 공기 서스펜션이 장착된 처음에 언급한 유형의 자동차, 예컨대 버스의 높이를 조절하기 위한 방법을 제시하는 것이다. 따라서 본 의도는 적어도 하나의 차량 휠이 노면의 함몰부 안에 있거나 노면의 돌출부 위에 있는 이들 작동 상황에서 제어 시간을 최소한으로 줄이는 것이다.

이러한 목적은 대표 청구항의 특징을 갖는 방법에 의해 달성된다. 이러한 방법의 유리한 실시예와 발전예들은 독립항의 요지를 이룬다.

이에 본 발명은 에어 서스펜션이 장착된 자동차, 예컨대 버스의 높이를 제어하기 위한 방법으로서, 자동차는 에어 서스펜션이 장착된 전방 액슬과 적어도 하나의 에어 서스펜션이 장착된 후방 액슬을 갖고, 차량 액슬의 구동 기어 요소와 차량 바디 사이에 배열된 복수 개의 에어 스프링 벨로스는 상기 벨로스의 실제 높이(x_ist)를 미리 설정된 설정 높이(x_soll)로 조정하기 위하여, 스위칭 밸브로 설계된 높이 제어 밸브를 통해, 허용 범위(ΔxT)의 허용 하한(x_T _{_u}) 아래로 내려갈 때마다 공기가 각각 공급되고, 상기 허용 범위(ΔxT)의 허용 상한(x_T _{_o})을 초과할 때마다 공기가 배출되며, 특정한 작동 상태가 존재할 때, 두 허용 한계(x_T _{_u}, x_T _{_o}) 중 적어도 하나가 적어도 하나의 차량 액슬이나 하나의 차량 측면의 적어도 하나의 에어 스프링 벨로스를 위해 적절한 방식으로 수정되는 것으로부터 시작한다.

적어도 하나의 차량 휠이 노면의 함몰부 안에 있거나 노면의 돌출부 위에 있는 작동 상황에서 제어 시간을 최소한으로 줄이기 위해, 센서 시스템에 의해 주행 속도 및/또는 파킹 브레이크의 작동 상태가 결정되어, 만약 주행 속도가 최소 주행 속도 아래로 내려가 차량이 정지해 있는 것으로 해석될 수 있으면, 또는 파킹 브레이크가 작동하면, 각 에어 스프링 벨로스의 영역에서 실제 높이가 측정되고, 실제 높이로 측정된 값이 설정 높이로 미리 설정된 값과 비교되어, 설정 높이로부터 가장 큰 편차를 보이는 에어 스프링 벨로스의 실제 높이가 결정되며, 실제 높이와 설정 높이 사이의 가장 큰 편차가 구해진 에어 스프링 벨로스에 대해, 설정 허용 상한이 정정 허용 상한으로 증가하거나, 설정 허용 하한이 정정 허용 하한으로 낮춰지는 것으로 계획된다.

따라서 허용 영역의 폭은 설정 높이 허용 하한과 설정 높이 허용 상한 사이의 거리로 주어진 설정 높이로 증가하며, 그 이내에서는 설정 높이로부터 실제 높이의 편차가 제어 시스템에 의해 정정되지 않는다. 그 결과 통상적인 운전과 비교하여 설정 높이로부터 실제 높이의 비교적 큰 편차라도 높이 제어 시스템에 의해 변하지 않는다.

관련 작동 상태는 주행 속도가 최소 주행 속도 아래로 내려가 차량이 정지해 있거나, 파킹 브레이크가 작동한 사실로부터 감지된다. 관련 에어 스프링 벨로스의 허용 한계의 관련된 변화는 통상적인 운전에 상응하는 값을 에어 서스펜션 시스템의 전자 제어 유닛 내의 새로운 값으로 임시적으로 대체하는 단순한 방식으로 이루어질 수 있다.

제안된 제어 방법은 이를테면 차량이 정지해 있을 때, 원래 설정 높이 허용 상한이 증가하거나, 또는 원래 설정 높이 허용 하한이 낮춰져, 어느 하나의 차량 휠 만 노면의 함몰부 안에 있거나 노면의 돌출부 위에 있을 경우에 제어 동작이 회피되는 것으로 인해, 높이 제어 시스템의 제어 거동이 자제될 수 있다. 말하자면 높이 제어 시스템이 이러한 상황에서 제어의 관점에서 비활성화된 상태로 유지된다는 것은 아무런 단점도 야기하지 않는데, 왜냐하면 예컨대 어느 하나의 휠이 노면의 함몰부 안에 있을 때, 나머지 적어도 세 개의 차량 휠은 차량이 대체적으로 도로에 거의 평행한 높이에 있는, 비교적 안정적인 위치에 있도록 보장하기 때문이다. 물론 노면의 함몰부 안에 있는 휠에는 더 적은 하중이 가해지고, 다른 휠에는 더 큰 하중이 가해지지만, 이는 단점으로 간주되지는 않는다. 어느 하나의 휠이 노면의 돌출부 위에 있는 상황에서는 노면에 비교적 평행한, 차량 바디의 안정적인 높이를 보장하는 적어도 두 개의 다른 휠이 있다. 이 경우 노면의 돌출부 위에 있는 차량 휠과 동일한 차량의 측면에 배열된, 적어도 네 번째 차량 휠에는 더 적은 하중이 가해지고, 적어도 세 개의 하중을 지지하는 차량 휠에는 그에 비례하여 더 높은 하중이 가해진다. 이 역시 단점으로 간주되지 않는다. 앞서 설명한 각각의 작동 상황에서 차량 바디는 기울어짐의 관점에서 최소한 안정적이며, 도로에 거의 평행하게 위치한다.

높이 제어 시스템에서 본 발명에 따른 방법을 이용하면, 종래 높이 제어 시스템에서 전방 우측 휠의 에어 스프링 벨로스와 전방 좌측 휠의 에어 스프링 벨로스 사이의 압축 공기를 위한 작은 단면의 스위칭 가능한 연결을 형성하던 스위칭 가능한 제한 장치(switchable restrictor)를 없앰으로써, 설치 공간과 제작 비용을 절약할 수 있다. 이러한 종류의 제한 장치는 어느 하나의 전방 휠이 노면의 함몰부 안에 있거나, 노면의 돌출부 위에 있는, 앞서 설명한 작동 상황에서 전방 액슬의 에어 스프링 벨로스 사이의 압축 공기 교환을 허용하도록 사용되기도 했다.

본 발명에 따른 제1 발전예에 따르면, 허용 상한 및/또는 허용 하한이 정정 허용 상한 및/또는 하한으로 수정된 에어 스프링 벨로스의 경우, 만약 이러한 정정 허용 상한이나 하한을 넘어선다면, 실제 높이가 그 에어 스프링 벨로스를 위한 정정된, 즉 연장된 허용 범위 내의 값으로, 단 특히 미정정 허용 범위 밖의 값으로 조정되는 것으로 계획된다.

이는 관련 에어 스프링 벨로스에서 연장된 허용 범위의 정정 허용 한계를 초과하거나 그 아래로 내려갈 때에만 높이 제어가 이루어지도록 하되, 그 조정이 실제 높이가 정정 허용 범위의 한계 내에 있는 범위로 돌아가게 하도록 보장한다. 그 결과 물론 그 에어 스프링 벨로스에서 실제 높이가 초기에 설정 높이로부터 비교적 멀리 떨어져 있기는 하지만, 계산, 피드백 및/또는 피드포워드 동작과 관련하여 높이 제어 시스템이 자제된다.

제2 변형예에 따르면 허용 상한 및/또는 허용 하한이 정정 허용 상한 및/또는 하한으로 수정된 에어 스프링 벨로스의 경우, 만약 이러한 정정 허용 상한이나 하한을 초과한다면, 실제 높이가 그 미정정 에서 그 에어 스프링 벨로스를 위한 미정정 허용 범위 내의 값으로 조정되도록 제공될 수 있다.

이는 관련 에어 스프링 벨로스에서 만약 연장된 허용 범위의 정정 허용 한계를 초과하거나 그 아래로 내려가면, 높이 제어가 이루어지도록 하되, 그 조정이 실제 높이가 정정 허용 범위의 한계 내에 있는 범위로 돌아가게 하도록 보장함으로써, 본 발명에 따른 방법의 절차가 새로운 시작 위치로부터 다시 시작되도록 허용한다.

만약 본 발명에 따른 방법이 적어도 하나의 차량 문을 갖는 버스에 사용된다면, 차량 문이 열려 있을 때, 정정 허용 한계가 할당되는 것은, 그 벨로스에서 구해진 실제 높이 값이 미정정 허용 범위의 한계 밖에 있더라도, 차량 문에 가까이 있는 에어 스프링 벨로스가 아니라, 그 반대쪽 차량 측면의 동일한 차량 액슬에 배열된 에어 스프링 벨로스가 되도록 계획될 수 있다.

비록 이러한 작동 상태에서 문에 가까운 차량 휠이 노면의 함몰부 안에 있더라도, 사람들이 차량 문 부근을 통해 버스에 타거나 내리기 때문에, 그 차량 휠과 관련된 에어 스프링 벨로스에서는 정밀한 높이의 조정이 선호된다. 상대적으로 부정확한 에어 스프링 벨로스의 조정은 동일한 차량 축의 반대쪽 차량 측면에서 허용되어야 한다.

적어도 하나의 차량 문을 갖는 버스의 경우, 본 방법은 차량 문이 열려 있을 때, 정정 허용 한계가 할당되는 것은, 그 벨로스에서 구해진 실제 높이 값이 미정정 허용 범위의 한계 밖에 있더라도, 차량 문에 가까이 있는 에어 스프링 벨로스가 아니라, 그 반대쪽 차량 측면의 다른 차량 액슬, 즉 대각선 반대쪽에 배열된 에어 스프링 벨로스가 되는 방식으로도 더 수행될 수 있다. 그 결과 차량 문의 영역에 있는 에어 스프링 벨로스에서는 미정정 허용 한계 내의 정밀한 높이 제어가 수행되지만, 대각선 반대쪽, 즉 차량 문으로부터 멀리 떨어진 차량 후방의 에어 스프링 벨로스에서는 설정 높이로부터 실제 높이의 큰 편차가 받아들여진다.

다른 변형예에 따르면 차량 문(55)이 열려 있을 때, 정정 허용 한계가 할당되는 것은, 그 벨로스에서 구해진 실제 높이 값이 미정정 허용 범위의 한계 밖에 있더라도, 차량 문에 가까이 있는 에어 스프링 벨로스가 아니라, 그 반대쪽 차량 측면에 배열된 모든 에어 스프링 벨로스가 되도록 계획될 수 있다. 이를 통해 역시 차량 문의 영역에 있는 에어 스프링 벨로스에서는 미정정 허용 한계 내의 정밀한 높이 제어가 수행되는 한편, 다른 모든 에어 스프링 벨로스에서는 설정 높이로부터 실제 높이의 큰 편차가 받아들여진다.

본 방법의 다른 실시예에서는 차량 문에 가까이 배열된 에어 스프링 벨로스를 위한 관련 정정 허용 상한 및/또는 하한이 미정정 허용 상한 및/또는 하한으로 리셋하도록 계획된다. 정정되지 않은, 즉 더 좁은 허용 범위의 한계로의 이러한 허용 한계의 리셋은 늦어도 차량이 특정 낮은 주행 속도를 초과했음이 감지될 때 수행된다.

특히 차량의 높이 제어가 이루어지기 전에, 차량 문에 가까이 배열된 공기 스프링 벨로스를 위한 미정정 허용 상한 및/또는 하한으로 리셋하는 것이 바람직하다.

경험적으로 발판의 높이 변동은 전방 출입문을 통해 타고 내릴 때에만 승객들에게 불편함으로 인식될 수 있기 때문에, 전방 액슬에 배열된 에어 스프링 벨로스의 관련 허용 한계의 경우, 전방 출입문이 또한 실제로 열려 있을 때에만 본 발명에 따라 수정될 수 있다.

더욱이 실제 높이가 미정정 허용 상한이나 하한을 초과하는 에어 스프링 벨로스는 만약 다른 에어 스프링 벨로스 중 하나에서 미정정 허용 상한이나 하한을 초과한다면, 차량의 에어 벨로스 중 매 다른 하나와 동일한 정정 허용 상한 및/또는 하한이 할당되도록 계획될 수 있다.

이에 대한 대안으로, 실제 높이가 미정정 허용 상한이나 하한을 초과하는 에어 스프링 벨로스는 만약 그들 에어 스프링 벨로스 중 하나에서 미정정 허용 상한이나 하한을 초과한다면, 차량의 다른 에어 스프링 벨로스 중 하나 또는 전부와 다른 정정 허용 상한 및/또는 하한이 할당되도록 계획될 수도 있다.

마찬가지로 이에 대한 대안으로, 에어 스프링 벨로스의 미정정 허용 상한과 하한은 모든 스프링 벨로스에 대해 동일하되, 이를 초과하는 것으로부터, 그 에어 스프링 벨로스에 정정 허용 상한 및/또는 하한이 배정되도록 계획될 수 있다. 이러한 변형예는 모든 에어 스프링 벨로스나 차량의 휠 위치의 동등한 처리를 수반한다.

에어 스프링 벨로스의 미정정 허용 상한과 하한은 에어 스프링 벨로스의 전부나 일부에 대해 상이하되, 이를 초과하는 것으로부터, 그 에어 스프링 벨로스에 정정 허용 상한 및/또는 하한이 배정되도록 계획될 수도 있다. 이러한 방법을 통해 그 차량 특유의 특성을 특히 잘 고려할 수 있다.

마지막으로 설정 높이로부터 실제 높이의 양이나 음의 편차의 값은 여전히 미정정 허용 한계의 범위 값 내에 있되, 그 편차의 값으로부터, 관련된 에어 스프링 벨로스에 정정 허용 상한 및/또는 하한이 할당되도록 계획될 수 있다. 이러한 절차는 만약 설정 높이로부터 실제 높이의 현재 편차가 여전히 미정정 허용 영역의 허용된 한계 내에 있으면, 제어 목적을 위해서는 작동 불가한, 설정 높이로부터 실제 높이의 편차에 대해 제어 유닛에서 허용 영역이 이미 연장되어 있음을 의미한다. 이를 테면 예방적으로, 허용 영역의 이러한 연장을 발동하는 것은 예를 들어 정류장에서 버스가 곧 멈추는 것의 감지일 수 있다.

본 발명을 보다 명확하게 하기 위해 상세한 설명에 도면이 첨부되어 있다.

도 1은 노면 상의 서로 다른 위치에 있는 차량 바디와 차량 휠을 개략적으로 나타낸다.
도 2는 그 경로를 주행할 때 도 1에 나타난 차량 휠이나 차량 바디의 실제 높이의 변화를 도시한 다이어그램을 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 방법의 적용을 위한 자동차의 에어 서스펜션 시스템을 위한 제어 장치의 개략적인 구조를 나타낸다.
도 4는 두 개의 차량 액슬과 두 개의 출입문을 갖는 버스의 개략적인 예시를 나타낸다.

보다 나은 이해를 위해 우선 도 4에 도시된 자동차, 즉 버스(50)에 대해 설명하는데, 거기에는 제어 장치(1)가 배열되어 있으며, 이에 의해 본 발명에 따른 방법이 수행될 수 있다. 버스(50)는 주행 앞쪽 방향을 바라보는 전방 측(51), 주행 뒤쪽 방향을 바라보는 후방 측(52), 도로 안쪽의 차량 측면(53) 및 도로 바깥쪽의 차량 측면(54)을 갖는 차량 바디(80)를 갖는다. 스티어링 휠(57)은 버스(50)의 전방 측(51) 영역에 배열되는데, 이에 의해 전방 액슬(60)의 휠(61, 62)이 스티어링 샤프트(58)와 스티어링 기어(59)를 통해 운전자에 의해 조종될 수 있다.

차량 바디(80)는 버스(50)의 전방 액슬(60)과 후방 액슬(70)에 의해 지지된다. 전방 좌측 휠(61)과 전방 우측 휠(62)은 전방 액슬(60)의 자유단에 회전 가능하게 배열되는 한편, 후방 좌측 휠(71)과 후방 우측 휠(72)은 후방 액슬(70)에 회전 가능하게 고정된다. 전방 우측과 좌측 및 후방 우측과 좌측 휠 브레이크(63, 64, 73, 74)는 상기 차량 휠(61, 62, 71, 72)에 배열되어, 서비스 브레이크와 파킹 브레이크로 작동할 수 있다. 이를 위해 휠 브레이크(63, 64, 73, 74)는 나타나 있지는 않으나 공지된 액추에이터를 갖는데, 이는 파선으로 나타낸 제어 라인을 거쳐 제어 장치(1)에 의해 유압식, 공기압식 또는 전기식으로 작동할 수 있다.

차량 바디(80)는 에어 스프링 벨로스를 거쳐 두 개의 차량 액슬(60, 70)에 의해 지지된다. 이를 위해 전방 좌측 에어 스프링 벨로스(2)는 전방 좌측 휠(61) 영역에 배열되고, 전방 우측 에어 스프링 벨로스(3)는 전방 우측 휠(62) 영역에 배열되며, 후방 좌측 에어 스프링 벨로스(6)는 후방 좌측 휠(71) 영역에 배열되고, 후방 우측 에어 스프링 벨로스(7)는 후방 우측 휠(72) 영역에 배열된다. 이들 에어 스프링 벨로스(2, 3, 6, 7)는 파선-점선으로 나타낸 공기압식 제어 라인을 거쳐 제어 장치(1)에 연결되어, 필요에 따라 공기가 공급되거나 배출되도록 허용한다.

마지막으로 버스(50)의 개관은 전방 출입문(55)과 후방 출입문(56)을 나타내는데, 그 작동 위치, 즉 열림이나 닫힘은 전방 출입문(55)과 관련하여서는 제1 접촉 스위치(42) 그리고 후방 출입문(56)과 관련하여서는 제2 접촉 스위치(43)에 의해 결정된다. 두 접촉 스위치(42, 43)의 신호는 파선으로 나타낸 신호 라인을 거쳐 제어 장치(1)로 이용 가능하게 이루어진다.

도 3은 버스(50)의 에어 서스펜션 시스템의 제어 장치(1)의 공지된 구조 자체를 보다 구체적인 형태로 나타내는데, 그 장치는 이미 몇 번 언급된 바 있는 것으로, 높이 제어를 위한 본 발명에 따른 방법이 적용될 수 있다. 따라서 전방 좌측 에어 스프링 벨로스(2)와 전방 우측 에어 스프링 벨로스(3)뿐만 아니라, 각각의 변위 센서(4, 5)가 전방 액슬(60)에서 전방 좌측 휠(61)과 전방 우측 휠(62)에 가깝게 각각 배열 되는데, 각각의 경우에서 구동 기어 요소와 차량 바디(80) 사이에 배열된다. 마찬가지로 후방 좌측 에어 스프링 벨로스(6)와 후방 우측 에어 스프링 벨로스(7)뿐만 아니라, 각각의 변위 센서(8, 9)가 후방 액슬(70)에서 후방 좌측 휠(71)과 후방 우측 휠(72)에 가깝게 각각 배열되는데, 각각 경우에서 구동 기어 요소와 차량 바디(80) 사이에 배열된다. 각각의 에어 스프링 벨로스(2, 3, 6, 7)의 공기압과 압축 공기량에 의해, 관련 구동 기어 요소와 차량 바디(80) 사이의 수직 거리, 따라서 관련 차량 휠에서의 버스(50)의 지상 간격이 조절될 수 있다. 관련 구동 기어 요소와 차량 바디(80) 사이의 수직 거리는 각각의 변위 센서(4, 5, 8, 9)에 의해 감지되어, 관련된 신호 라인(10, 11, 12, 13)을 거쳐 전자 제어 유닛(14)으로 전송된다.

공기를 공급하고 배출하기 위해 각 에어 스프링 벨로스(2, 3, 6, 7)에는 높이 제어 밸브(15, 16, 17, 18)가 할당되는데, 이에 의해 관련 에어 스프링 벨로스(2, 3, 6, 7)의 연결 라인(19, 20, 21, 22)이 각각의 경우에 제1 메인 스위칭 밸브(29)와 제2 메인 스위칙 밸브(30)로 이어지는 관련된 제1 메인 라인(23)이나 제2 메인 라인(24)에 각각 연결될 수 있다. 네 높이 제어 밸브(15, 16, 17, 18)는 2/2-way 솔레노이드 스위칭 밸브로 설계되는데, 이는 제1 위치(정지 위치)에서 각각 닫히고, 제2 위치(작동 위치)에서 각각 열린다. 높이 제어 밸브(15, 16, 17, 18)의 작동을 위해 그 전자석은 제어 라인(25, 26, 27, 28)을 거쳐 제어 유닛(14)에 각각 연결된다. 차량 바디(80)의 일측을 내리기 위해(닐링 기능(kneeling function)), 도로 안쪽의 차량 측면(53)에 배열된 두 에어 스프링 벨로스(2, 6)가 관련된 높이 제어 밸브(15, 17)와 두 메인 라인(23, 24)을 통해 두 메인 스위칭 밸브(29, 30)에 연결되거나, 도로 바깥쪽의 차량 측면(54)에 배열된 에어 스프링 벨로스(3, 7)가 그와 관련된 높이 제어 밸브(16, 18)를 통해 두 메인 라인(23, 24)를 거쳐 두 메인 스위칭 밸브(29, 30)에 연결된다. 차량 바디(80)의 일측을 내리는 것은 두 메인 스위칭 밸브(29, 30)가 압축 공기가 에어 스프링 벨로스(2, 6)나 에어 스프링 벨로스(3, 7)로부터 머플러(33)를 거쳐 주변 대기로 빠져나가도록 허용하는, 도 3에 나타난 정지 위치에 있을 때 이루어진다.

더욱이 두 메인 라인(23, 24)은 두 메인 스위칭 밸브(29, 30)를 거쳐 압축 공기원 (31)이나 압축 공기 싱크에 교대로 연결될 수 있다. 본 건에서 상징적으로만 나타낸 압축 공기원(31)은 바람직하게는 제1 압축 라인(46)과 제2 압축 라인(47)을 각각 거쳐 두 메인 스위칭 밸브(29, 30)에 연결된 컴프레서 및/또는 압축된 공기 저장소이다. 본 건에서 압축 공기 싱크는 머플러(33)를 거쳐 주변 환경으로 이어지는 비가압 라인(32)에 의해 형성될 수 있다.

두 메인 스위칭 밸브(29, 30)는 3/2-way 솔레노이드 스위칭 밸브로 각각 설계되는데, 앞서 언급한 바와 같이 이에 의해 각각의 메인 라인(23, 24)이 제1 위치(정지 위치)에서 비가압 라인(32)에 연결되고, 제2 위치(작동 위치)에서 압축 공기원(31)에 연결된다. 두 메인 스위칭 밸브(29, 30)의 작동을 위해 그 전자석은 제어 라인(34, 35)을 각각 거쳐 제어 유닛(14)에 각각 연결된다.

본 발명에 따른 방법을 이용하면, 전방 액슬(60)의 두 에어 스프링 벨로스(2, 3) 사이를 보완하는 공기압 유체 유동이 필요 없기 때문에, 일반적으로 전방 액슬(60)에 배열된 에어 스프링 벨로스(2, 3)의 상기 두 커넥팅 라인(19, 20) 사이에 존재하던 스위칭 가능한 제한 장치를 없앨 수 있으며, 이로써 비용과 설치 공간을 절약할 수 있다.

현재 주행 속도를 감지하기 위해 속도 센서(39)가 제공되는데, 이는 신호 라인(40)을 거쳐 제어 유닛(14)에 연결되며, 트랜스미터 휠(41)에 배열된다. 트랜스미터 휠(41)은 차량 휠(61, 62, 71, 72)의 허브나 운전 모드에서 주행 속도에 비례하여 회전하는 드라이빙 트랜스미션의 출력 샤프트와 같은 버스(50)의 구성에 배열된다. 대안적으로는 다른 방식으로 측정된 주행 속도, 적어도 하나의 차량 문(55, 56)의 열림 상태 및/또는 브레이크, 특히 차량(50)의 파킹 브레이크의 작동 상태가 CAN 버스 신호를 거쳐 이용 가능하도록 이루어질 수도 있다.

전방과 후방 출입문(55, 56)의 닫힘 상태를 기록하기 위해, 관련 출입문(55, 56)에 작동 가능하게 각각 연결된 전방과 후방 접촉 스위치(42, 43)가 제공되며, 상기 스위치들은 전방이나 후방 출입문(55, 56)이 열려 있을 때 각각 닫혀 관련된 제1과 제2 신호 라인(44, 45)을 거쳐 제어 유닛(14)에 각각 연결된다.

본 발명에 따른 방법이 도 1과 2를 참조하여 일 실시예로서, 전방 우측 휠(62)의 휠 서스펜션 및 후자와 관련된 에어 스프링 벨로스(3)를 예로 들어 아래에 설명된다.

도 1은 노면 상에서 주행할 때의 전방 우측 휠(62)을 개략적으로 나타낸다. 노면은 보여지는 바와 같이 구간(s)에 걸쳐 연장되며, 파선으로 도시된 수평선으로부터 위쪽과 아래쪽으로 벗어난 노면의 돌출부(36)와 노면의 함몰부(37)를 갖는다. 전방 휠(62)은 노면 상에서 좌측으로부터 우측으로, 서로 다른 시간(t)에 그 구간의 대응되는 지점(s(t))을 구른다. 도면은 전방 휠(62) 위에 차량 바디(80)의 구성을 나타내는데, 이는 관련된 에어 스프링 벨로스(3)를 거쳐 전방 휠(62)에 연결된다. 휠 액슬과 차량 바디(80)의 구성 사이의 거리나 실제 높이느 X_ist로 표시되어 있다.

s(t0)에서 s(t2)까지 주행하는 구간의 영역에서 버스(50)는 그 전방 휠(62)이 노면의 비교적 평평한 구간 위를 구르는 작동 상태에 있다. s(t0)에서 s(t1)까지 주행하는 구간에서 실제 높이의 값(x_ist)은 도 2에 나타난 바와 같이, 허용 상한(x_{T_o})과 허용 하한(x_Y _{_u})에 의해 제한되는 허용 범위(ΔxT) 내에 거의 항상 있으며, 따라서 제어 유닛(14)이 높이 제어에 관여할 필요가 없다. 예로서 설정 높이(x_soll)로부터 실제 높이(x_ist)의 약간의 음의 편차(Δx_u)가 특별히 나타나 있다. 반면 시간 t1 직전에 설정 높이(x_soll)로부터 실제 높이(x_ist)의 양의 편차(Δx_o)를 볼 수 있는데, 상기 편차는 허용 상한(x_T _{_o})보다 크기 때문에, 실제 높이(x_ist)는 시간 t1에 도달하기 전이라도 종래 높이 제어 시스템의 제어 동작에 의해 허용 범위(ΔxT) 이내의 값으로 되돌아 오게 된다.

종래 제어 동작에서는 실제 높이(x_ist)가 허용 하한(x_T _{_u}) 아래로 내려가자마자 전방 우측 에어 스프링 벨로스(3)에 공기가 공급되고, 실제 높이(x_ist)가 허용 상한(x_{T_o})을 초과하자마자 공기가 배출된다. 전방 우측 에어 스프링 벨로스(3)로 공기를 공급하기 위해, 우선 관련된 제2 메인 스위칭 밸브(30)가 작동함으로써 제2 메인 라인(24)이 압축 공기원(31)에 연결되고, 전방 우측 에어 스프링 벨로스(3)와 관련된 높이 제어 밸브(16)가 작동함으로써 전방 우측 에어 스프링 벨로스(3)의 연결 라인(20)이 제2 메인 라인(24)에 연결되어, 실제 높이(x_ist)가 설정 높이(x_soll)에 거의 도달할 때까지 지속된다. 전방 우측 에어 스프링 벨로스(3)로부터 공기를 배출하기 위해서는 전방 우측 에어 스프링 벨로스(3)와 관련된 높이 제어 밸브(16)가 작동함으로써 우측 전방 에어 스프링 벨로스(3)의 연결 라인(20)이 (정지 상태에서 가압되지 않도록 배치된) 제2 메인 라인(24)에 연결되어, 실제 높이(x_ist)가 설정 높이(x_soll)에 거의 도달할 때까지 지속된다. 두 허용 한계(x_T _{_u}, x_T _{_o})는 통상적인 운전 모드에서 운전의 안전성, 운전의 안락함 및 압축 공기의 소모량 사이에 최적의 절충을 얻도록 선택된다.

이후 버스(50)가 이동하여 전방 휠(62)이 s(t1)에서 s(t2)까지 주행하는 구간의 영역에 있는 노면의 비교적 큰 함몰부(37)로 가서 멈춘다. 만약 버스(50)가 오직 세 개의 휠, 다시 말해 전방 액슬(60)에 두 개의 휠과 후방 액슬(70)에 한 개의 휠만 갖고 있다면, 전방 우측 휠(62)은 노면의 함몰부(37)로 들어가 차량 바디(80')를 파선으로 나타낸 위치로 기울일 것이다. 그러나 버스(50)는 적어도 네 개의 휠(61, 62, 71, 72)을 갖기 때문에, 그 차량 바디(80)는 대체적으로 안정적인 수평 위치를 유지한다.

노면 상의 최저 지점(s(t2))에서 실제 높이(x_ist _')나 휠 축과 차량 바디(80) 사이의 거리는 앞선 거리나 앞선 실제 높이(x_ist)보다 큰 높이 값(x_ist _')을 갖는다. 전방 우측 휠(62)의 변위 센서(5)는 그 증가한 거리 값()을 감지하여, 이를 제어 유닛(14)으로 전송한다. 종래의 높이 제어 시스템의 작동은 전방 우측 휠(62)에서 증가한 거리 값(x_ist _')으로부터 차량 바디(80)의 기울어진 위치를 추론하여, 측정된 거리 값(x_ist _')의 편차가 미리 설정된 거리 설정 값이나 설정 높이(x_soll)로부터 지나칠 정도로 벗어나 있다면, 이러한 기울어진 위치를 없애기 위한 제어 동작을 시작한다. 제어 유닛(14)에 의한 제어 동작을 발동하지 않는, 미리 설정된 설정 높이(x_soll)로부터 측정된 실제 높이(x_ist _')의 허용 가능한 편차는 허용 하한(x_T _{_u})과 허용 상한(x_T _{_o})에 의해 제한된 허용 범위(ΔxT) 내에 있다.

시간 t1에서 전방 우측 휠(62)은 노면의 함몰부(37)로 천천히 들어가며, 버스(50)는 시간 t2에서 멈춰 있게 된다. 제어 유닛(14)은 차량이 멈추는 것을 인식하자마자 각각의 변위 센서(4, 5, 8, 9)에 의해 측정된 거리나 높이 값에 기초하여 어떤 휠(61, 62, 71, 72)에서 설정 높이(x_soll)로부터 실제 높이(x_ist _')의 차(Δx_o_t2)가 가장 큰지를 결정한다. 만약 실제 높이 값(x_ist _')과 설정 높이 값(x_soll) 사이의 최대 차(Δx_o_t2)가 허용 범위(ΔxT)의 허용 한계(x_T _{_u}, x_T _{_o})를 넘어선다면, 제어 유닛(14)은 차량이 그 차량 휠의 위치에서 기울어져 있다고 추론한다. 이에 대한 응답으로 제어 유닛(14)은 정정 허용 한계(x_Tk _{_u}, x_Tk _{_o})를 갖는, 그 차량 휠의 위치를 위한 정정 허용 범위(ΔxTk)를 결정하며, 그 결과 설정 높이 값(x_soll)으로부터 실제 높이 값(x_ist _')의 비교적 큰 편차(Δx_o_t2)는 높이 제어 시스템에 의해 더 낮은 차이 값으로 조절되어 없어지지 않는다.

도 1과 2를 면밀히 참조하면 이는 차량이 시간 t(2)에서 정지해 있을 때, 전방 우측 휠(62)의 에어 스프링 벨로스(3)의 실제 높이(xist')가 미정정 허용 범위(ΔxT)의 허용 상한(xT_o)보다 매우 큰 값(Δx_o_t2)을 갖는다는 것을 의미한다. 한편 종래 높이 제어 시스템에서는 이제 제어 유닛(14)이 이러한 잘못된 위치를 없애기 위해 제어 동작을 시작할 것인데, 본 발명에 따른 제어 방법에 의해서는 이러한 종류의 제어 동작이 억제된다. 앞서 설명한 작동 상황이 감지될 때, 즉 차량은 정지해 있고 어느 한 휠 위치에서 실제 높이(xist')가 허용 범위(ΔxT)의 허용 한계(xT_u, xT_o)를 넘을 때, 이들 원래 허용 한계(xT_u, xT_o)가 미리 설정된 양에 따라 정정 허용 한계(xTk_u, xTk_o)로 수정되어 원래 허용 범위(ΔxT)가 정정 허용 범위(ΔxTk)로 연장되면, 이러한 종류의 제어 동작의 억제가 발동된다.

도 2에 나타난 바와 같이 전방 우측 휠(62)의 에어 스프링 벨로스(3)에서 정정 허용 범위(ΔxTk)가 적용되어, 시간 t2에서 실제 높이(x_ist _')는 정정 허용 한계(x_{Tk_u}, x_Tk _{_o}) 이내에 있게 된다. 따라서 제어 유닛(14)에 의한 제어 동작이 발동되지 않는다. 여기서 차량은 적어도 네 개의 휠(61, 62, 71, 72)을 갖는 버스(50)로 간주되기 때문에, 버스(50)가 대체적으로 수평 방향에서 안정적인 상태로 서 있더라도, 노면에 가해질 수 있는 휠의 접촉력과 관련하여, 전방 우측 휠(62)만 부하가 다소 경감되고, 다른 차량 휠(61, 71, 72)에는 부하가 다소 더 무겁게 가해진다. 제어 유닛(14)의 제어 동작과 그 작동 가능한 제어 밸브는 이로써 유리하게 줄어든다.

나아가 도 2를 참조하면 허용 한계(x_T _{_u}, x_T _{_o})가 정정 허용 한계(x_Tk _{_u}, x_Tk _{_o})로 수정된 공기 스프링 벨로스(3)의 경우, 실제 높이(xist)가 만약 상기 정정 허용 한계(x_{Tk_u}, x_Tk _{_o})를 초과한다면, 제어 유닛(14)의 제어 동작에 의해 그 에어 스프링 벨로스(3)의 미정정 허용 범위(ΔTk)의 허용 한계(x_T _{_u}, x_T _{_o}) 이내의 값으로 되돌아오는 것으로 계획될 수 있다. 여기서 그 조정은 설정 높이 값(x_soll)에 정확히 일치하지는 않으나, 상기 설정 높이 값(x_soll)보다 다소 높거나 다소 낮은 값으로 이루어진다.

차량 문(55)이 열려 있을 때 정정 허용 한계(x_Tk _{_u}, x_Tk _{_o})가 할당되는 것은 그 벨로스에서 구해진 실제 높이 값(x_ist _')이 미정정 허용 범위(ΔTx)의 허용 한계(x_T _{_u}, x_{T_o}) 밖에 있더라도, 차량 문(55)에 가까이 있는 에어 스프링 벨로스(3)가 아니라, 차량 반대쪽 차량 측면(53)의 동일한 차량 액슬(60)에 배열된 에어 스프링 벨로스(3)인 것으로 계획될 수도 있다. 이는 정류장에서 더 용이한 승하차를 위해 도로 안쪽에 있는 버스(50)의 측면(54)이 내려가도록 될 때, 도로 안쪽의 에어 스프링 벨로스(3, 7)로부터 공기가 배출됨으로써, 그 목적을 위해 필요한 높이 제어가 더 정밀하게 이루어질 수 있다. 단 이와 동시에 동일한 차량 액슬(60)의 에어 스프링 벨로스(2)에서는 높이 제어가 억제되며, 이로써 제어 동작이 유리하게 줄어든다.

다른 실시예에 따르면 전방 액슬(60)에 배열된 에어 스프링 벨로스(2, 3)를 위한 관련 허용 한계(x_T _{_u}, x_T _{_o})는 전방 출입문(55)이 또한 실제로 열려 있을 때에만 정정 허용 한계(x_Tk _{_u}, x_Tk _{_o})로 대응하여 수정되는 것으로 계획될 수 있다. 이러한 모드의 작동에서 높이 제어 시스템의 제어 작동은 버스로부터 사람들의 승하자가 또한 실제로 예상될 때에만 줄어든다.

이러한 도시적인 실시예에서 버스(50)가 다시 출발하여 시간 t3에 노면의 지점(s(t3))에서 노면의 함몰부(37)를 떠나자마자, 이는 속도 센서(39)와 변위 센서(4, 5, 8, 9)로부터 측정되어 전송된 값으로부터 제어 유닛(14)에 의해 감지된다. 이러한 상황이 일어나자마자 제어 유닛(14)은 모든 에어 스프링 벨로스(2, 3, 6, 7)에 미정정 허용 범위(ΔxT)의 미정정 한계(xT_u, xT_o)를 할당하며, 그 결과 운전 모드에서 종래 높이 제어가 이루어진다.

제안된 제어 유닛(14)의 작동 모드를 통하여, 차량이 정지해 있을 때 높이 제어 시스템의 제어 동작이 상당히 줄어드는데, 이는 그 줄어든 작동 주기로 인해 제어 밸브의 최대 사용 연수를 연장한다. 더욱이 버스가 정류장에서 멈춰 있을 때, 만약 그 시간 동안 높이 제어 시스템의 제어 동작이 들리지 않거나, 또는 감지할 수 없다면, 승객들이 타고 내리기에 유리하다. 나아가 어느 한 전방 휠(62)이 노면의 비교적 큰 함몰부(37) 안에 있거나 노면의 비교적 높은 돌출부(36) 위에 있는 앞서 설명한 작동 상황에서, 한 전방 휠(62)의 에어 스프링 벨로스(3)로부터 다른 전방 휠(61)의 스프링 벨로스(2)로 압축 공기의 전달이 더 이상 필요 없기 때문에, 전방 액슬(60)의 반대쪽 끝에 있는 두 에어 스프링 벨로스(2, 3) 사이의 스위칭 가능한 제한 장치의 설치를 없앨 수 있다.

1 제어 장치
2 에어 스프링 벨로스
3 에어 스프링 벨로스
4 에어 스프링 벨로스(2)의 변위 센서
5 에어 스프링 벨로스(3)의 변위 센서
6 에어 스프링 벨로스
7 에어 스프링 벨로스
8 에어 스프링 벨로스(6)의 변위 센서
9 에어 스프링 벨로스(7)의 변위 센서
10 변위 센서(4)의 신호 라인
11 변위 센서(5)의 신호 라인
12 변위 센서(8)의 신호 라인
13 변위 센서(9)의 신호 라인
14 제어 유닛
15 에어 스프링 벨로스(2)의 높이 제어 밸브
16 에어 스프링 벨로스(3)의 높이 제어 밸브
17 에어 스프링 벨로스(6)의 높이 제어 밸브
18 에어 스프링 벨로스(7)의 높이 제어 밸브
19 에어 스프링 벨로스(2)의 연결 라인
20 에어 스프링 벨로스(3)의 연결 라인
21 에어 스프링 벨로스(6)의 연결 라인
22 에어 스프링 벨로스(7)의 연결 라인
23 제1 메인 라인
24 제2 메인 라인
25 높이 제어 밸브(15)의 제어 라인
26 높이 제어 밸브(16)의 제어 라인
27 높이 제어 밸브(17)의 제어 라인
28 높이 제어 밸브(18)의 제어 라인
29 제1 메인 스위칭 밸브
30 제2 메인 스위칭 밸브
31 압축 공기원, 압력 라인
32 비가압 라인
33 머플러
34 제1 메인 스위칭 밸브(29)의 제어 라인
35 제2 메인 스위칭 밸브(30)의 제어 라인
36 노면의 돌출부
37 노면의 함몰부
39 속도 센서
40 속도 센서(39)로부터의 신호 라인
41 트랜스미터 휠
42 접촉 스위치
43 접촉 스위치
44 (접촉 스위치(42)로부터의) 제1 신호 라인
45 (접촉 스위치(43)로부터의) 제2 신호 라인
46 제1 압력 라인
47 제2 압력 라인
50 버스, 자동차
51 버스의 전방 측
52 버스의 후방 측
53 도로 안쪽의 버스 측면
54 도로 바깥쪽의 버스 측면
55 전방 출입문
56 후방 출입문
57 스티어링 휠
58 스티어링 칼럼
59 스티어링 기어
60 전방 액슬
61 전방 좌측 휠
62 전방 우측 휠
63 전방 좌측의 휠 브레이크, 파킹 프레이크
64 전방 우측의 휠 브레이크, 파킹 브레이크, 전방 우측
70 후방 액슬
71 후방 좌측 휠
72 후방 우측 휠
73 후방 좌측의 휠 브레이크, 파킹 브레이크
74 후방 우측의 휠 브레이크, 파킹 브레이크
80, 80' 차량 바디
x 구동 기어 높이
x_ist, x_ist' 실제 높이
x_soll 설정 높이
x_T _{_} _o 허용 상한
x_T _{_} _u 허용 하한
x_Tk _{_} _o 정정 허용 상한
x_Tk _{_} _u 정정 허용 하한
ΔxT 미정정 허용 범위
ΔxTk 정정 허용 범위
Δx_o_t2 시간 t2에서 설정 높이로부터 실제 높이의 편차
s 노면의 구간
s(t0), s(t1) 노면의 지점
s(t2), s(t3) 노면의 지점
t 시간
t0, t1 시간
t2, t3 시간
Δx_u 설정 높이로부터 음의 편차
Δx_o 설정 높이로부터 양의 편차

Claims

에어 서스펜션이 장착된 자동차, 예컨대 버스(50)의 높이를 제어하기 위한 방법으로서,
상기 자동차는 에어 서스펜션이 장착된 전방 액슬(60)과 적어도 하나의 에어 서스펜션이 장착된 후방 액슬(70)을 갖고, 차량 액슬(60, 70)의 구동 기어 요소와 차량 바디(80, 80') 사이에 배열된 복수 개의 에어 스프링 벨로스(2, 3, 6, 7)는 상기 벨로스의 실제 높이(x_ist)를 미리 설정된 설정 높이(x_soll)로 조정하기 위하여, 스위칭 밸브로 설계된 높이 제어 밸브(15, 16, 17, 18)를 통해, 허용 범위(ΔxT)의 허용 하한(x_{T_u}) 아래로 내려갈 때마다 공기가 각각 공급되고, 상기 허용 범위(ΔxT)의 허용 상한(x_{T_o})을 초과할 때마다 공기가 배출되며,
특정한 작동 상태가 존재할 때, 상기 두 허용 한계(x_{T_u}, x_{T_o}) 중 적어도 하나가 적어도 하나의 차량 액슬(60, 70)이나 하나의 차량 측면(53, 54)의 적어도 하나의 에어 스프링 벨로스(2, 3, 6, 7)에 대해 수정되되,
센서 시스템에 의해 주행 속도 또는 파킹 브레이크(63, 64, 73, 74)의 작동 상태가 결정되어, 만약 상기 주행 속도가 최소 주행 속도 아래로 내려가 차량이 정지해 있는 것으로 해석될 수 있으면, 또는 상기 파킹 브레이크(63, 64, 73, 74)가 작동하면, 각 에어 스프링 벨로스(2, 3; 6, 7)의 영역에서 상기 실제 높이(x_ist)가 측정되고, 상기 실제 높이로 측정된 값(x_ist)이 상기 설정 높이로 미리 설정된 값(x_soll)과 비교되어, 상기 설정 높이(x_soll)로부터 가장 큰 편차를 보이는 상기 에어 스프링 벨로스(2, 3, 6, 7)의 실제 높이(x_ist)가 결정되며, 상기 실제 높이(x_ist)와 설정 높이(x_soll) 사이의 가장 큰 편차(Δx_o_t2)가 구해진 상기 에어 스프링 벨로스(2, 3; 6, 7)에 대해, 상기 허용 상한(x_{T_o})이 정정 허용 상한(x_{Tk_o})으로 증가하거나, 상기 허용 하한(x_{T_u})이 정정 허용 하한(x_{Tk_u})으로 낮춰짐으로써, 상기 허용 범위(ΔxT)가 정정 허용 범위(ΔxTk)로 확장되어, 상기 실제 높이(x_ist)가 상기 정정 허용 범위(ΔxTk) 내에 있으면 상기 에어 스프링 벨로스(2, 3; 6, 7)를 조정하지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
제1 항에 있어서,
허용 상한(x_{T_0}) 또는 허용 하한(x_{T_u})이 정정 허용 상한 또는 하한(x_{Tk_u}, x_{Tk_o})으로 수정된 상기 에어 스프링 벨로스(3)의 경우, 만약 이러한 정정 허용 상한이나 하한(x_{Tk_u}, x_{Tk_o})을 넘어선다면, 상기 실제 높이(x_ist)가 그 에어 스프링 벨로스(3)를 위한 상기 정정 허용 범위(ΔxTk) 내의 값으로 조정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1 항에 있어서,
허용 상한(x_{T_0}) 또는 허용 하한(x_{T_u})이 정정 허용 상한 또는 하한(x_{Tk_u}, x_{Tk_o})으로 수정된 상기 에어 스프링 벨로스(3)의 경우, 만약 이러한 정정 허용 상한이나 하한(x_{Tk_u}, x_{Tk_o})을 초과한다면, 상기 실제 높이(x_ist)가 그 에어 스프링 벨로스(3)를 위한 상기 허용 범위(ΔxT) 내의 값으로 조정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1 내지 제3 항에 있어서,
본 방법은 적어도 하나의 차량 문(55)을 갖는 버스(50)를 작동하는 데에 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
제4 항에 있어서,
상기 차량 문(55)이 열려 있을 때, 정정 허용 한계(x_{Tk_u}, x_{Tk_o})가 할당되는 것은, 그 벨로스에서 구해진 상기 실제 높이 값(x_ist')이 상기 허용 범위(ΔxT)의 한계(x_{T_u}, x_{T_o}) 밖에 있더라도, 상기 차량 문(55)에 가까이 있는 에어 스프링 벨로스(3)가 아니라, 그 반대쪽 차량 측면(55)의 동일한 차량 액슬(60)에 배열된 에어 스프링 벨로스(2)인 것을 특징으로 하는 방법.
제4 항에 있어서,
상기 차량 문(55)이 열려 있을 때, 정정 허용 한계(x_{Tk_u}, x_{Tk_o})가 할당되는 것은, 그 벨로스에서 구해진 상기 실제 높이 값(x_ist')이 상기 허용 범위(ΔxT)의 한계(x_{T_u}, x_{T_o}) 밖에 있더라도, 상기 차량 문(55)에 가까이 있는 에어 스프링 벨로스(3)가 아니라, 그 반대쪽 차량 측면(55)의 다른 차량 액슬(60), 즉 대각선 반대쪽에 배열된 에어 스프링 벨로스(2)인 것을 특징으로 하는 방법.
제4 항에 있어서,
상기 차량 문(55)이 열려 있을 때, 정정 허용 한계(x_{Tk_u}, x_{Tk_o})가 할당되는 것은, 그 벨로스에서 구해진 상기 실제 높이 값(x_ist')이 상기 허용 범위(ΔxT)의 한계(x_{T_u}, x_{T_o}) 밖에 있더라도, 상기 차량 문(55)에 가까이 있는 에어 스프링 벨로스(3)가 아니라, 그 반대쪽 차량 측면(55)에 배열된 모든 에어 스프링 벨로스(2, 6)인 것을 특징으로 하는 방법.
제4 항에 있어서,
상기 차량 문(55)에 가까이 배열된 상기 에어 스프링 벨로스(3)를 위한 상기 정정 허용 상한 또는 하한(x_{Tk_u}, x_{Tk_o})은 상기 허용 상한 또는 하한(x_Tk, x_Tk)으로 리셋되는 것을 특징으로 하는 방법.
제8 항에 있어서,
상기 차량 문(55)에 가까이 배열된 상기 에어 스프링 벨로스(3)를 위한 상기 정정 허용 상한 또는 하한(x_{Tk_u}, x_{Tk_o})을 리셋하는 것은 상기 높이의 제어가 이루어지기 전에 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제5 항에 있어서,
상기 차량 문(55)은 전방 출입문을 포함하고,
상기 전방 액슬(60)에 배열된 상기 에어 스프링 벨로스(2, 3)를 위한 상기 허용 한계(x_{Tk_u}, x_{Tk_o})는 상기 자동차(50)의 상기 전방 출입문이 또한 실제로 열려 있을 때에만 대응하여 수정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1 항에 있어서,
상기 실제 높이(x_ist)가 상기 허용 상한이나 하한(x_{Tk_o}, x_{Tk_u})을 초과하는 에어 스프링 벨로스에는 만약 다른 에어 스프링 벨로스 중 하나에서 상기 허용 상한 또는 하한(x_Tko, x_Tku)을 초과한다면, 상기 차량의 상기 에어 스프링 벨로스 중 매 다른 하나와 동일한 정정 허용 상한 또는 하한(x_Tko, x_Tku)이 할당되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1 항에 있어서,
상기 실제 높이(xist)가 상기 허용 상한이나 하한(x_{Tk_o}, x_{Tk_u})을 초과하는 에어 스프링 벨로스에는 만약 다른 에어 스프링 벨로스 중 하나에서 상기 허용 상한 또는 하한(x_Tko, x_Tku)을 초과한다면, 상기 차량의 다른 에어 스프링 벨로스 중 하나 또는 전부와 다른 정정 허용 상한 또는 하한(x_Tko, x_Tku)이 할당되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1 항에 있어서,
에어 스프링 벨로스(2, 3, 6, 7)의 상기 허용 상한과 하한(x_To, x_Tu)은 모든 상기 에어 스프링 벨로스(2, 3, 6, 7)에 대해 동일하되, 이를 초과하는 것으로부터, 그 에어 스프링 벨로스(2, 3, 6, 7)에 정정 허용 상한 또는 하한(x_Tko, x_Tku)이 할당되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1 항에 있어서,
에어 스프링 벨로스의 상기 허용 상한과 하한은 상기 에어 스프링 벨로스의 전부나 일부에 대해 상이하되, 이를 초과하는 것으로부터, 그 에어 스프링 벨로스에 정정 허용 상한 또는 하한이 할당되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1 항에 있어서,
상기 설정 높이(x_soll)로부터 상기 실제 높이(x_ist)의 양이나 음의 편차의 값(Δx_o, Δx_u)은 상기 허용 한계의 범위 값(x_Tk, x_Tk) 내에 있되, 그 편차의 값으로부터, 관련된 에어 스프링 벨로스(2, 3, 6, 7)에 정정 허용 상한 또는 하한(x_Tko, x_Tku)이 할당되는 것을 특징으로 하는 방법.