KR20070004130A - 자동차용의 폐쇄된 레벨 조절 장치 - Google Patents

자동차용의 폐쇄된 레벨 조절 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차용의 폐쇄된 레벨 조절 장치에 관한 것으로서, 저장기 압력은 - 압축 공기 저장기의 현재의 저장기 압력을 검출하는 단계, - 자동차가 상승 또는 하강될 수 있는 적어도 하나의 목표 레벨을 사전에 제시하는 단계, - 자동차를 현재의 레벨로부터 상기 사전에 제시된 레벨로 올리거나 내리기 위해 필요한 공기량을 검출하는 단계, - 자동차가 현재의 레벨로부터 상기 사전에 제시된 목표 레벨로 올라갈 경우에는, 현재의 저장기 압력이 내려지게 될 분량만큼의 추후의 저장기 압력을 검출하고, 자동차가 현재의 레벨로부터 상기 사전에 제시된 목표 레벨로 내려질 경우에는, 현재의 저장기 압력이 상승하게 될 상기 추후의 저장기 압력의 레벨을 검출하는 단계, 그리고 - 상기 추후의 저장기 압력이 하부 한계값 아래에 있는 경우에는 압축 공기 저장기(4)를 압축 공기로 충전하고, 상기 추후의 저장기 압력이 상부 한계값 위에 있는 경우에는 압축 공기 저장기(4)를 배기시키는 단계에 의해서 조절된다.

Description

자동차용의 폐쇄된 레벨 조절 장치 {INSTALLATION FOR CONTROLLING CLOSED LEVEL FOR A MOTOR VEHICLE}
본 발명은 자동차용의 폐쇄된 레벨 조절 장치에 관한 것으로, 상기 조절 장치에 의해서는 자동차의 현재의 레벨이 상승 및 하강될 수 있으며, 상기 조절 장치는 다음과 같은 구성 부품들, 즉
- 압축기
- 대기 중의 공기로 채워질 수 있고 대기 중으로 배기될 수 있는 압축 공기 저장기 그리고
- 적어도 하나의 공기 스프링을 포함하며, 이 경우에는 상기 공기 스프링이 압축기를 통해 압축 공기 저장기와 연결됨으로써, 압축 공기는 상기 공기 스프링으로부터 압축 공기 저장기 내부로 그리고 그 반대 방향으로 이동될 수 있다.
상기와 같은 유형의 폐쇄된 레벨 조절 장치는 예를 들어 독일 특허 출원서 제 101 22 567 C1호에 공지되어 있다. 상기 간행물에 공지된 레벨 조절 장치에서는, 상기 레벨 조절 장치 내부의 공기량이 하부 한계 아래에 있으면 압축 공기 저장기가 대기 중의 공기로 채워지고, 레벨 조절 장치 내부의 공기량이 상부 한계 위에 있으면 상기 압축 공기 저장기가 대기 중으로 배기됨으로써, 압축 공기 저장기의 저장기 압력이 상기 레벨 조절 장치 내부의 공기량의 결정을 통해 간접적으로 조절된다. 이 경우 조절은, 충전 또는 배기 후의 레벨 조절 장치 내부의 공기량이 하부 한계와 상부 한계 사이의 작업 범위에 있도록 실행된다. 상기와 같은 방법에 의해서는 레벨 조절 장치 내부의 공기량이 언제나 소정의 작업 범위로 유지되고, 그 결과 저장기 압력은 특정한 자동차 상태에서도 언제나 소정의 영역에 있게 된다. 이 경우 공기량을 위한 상기 작업 범위는, 자동차의 소정의 정상 상태에서 저장기 압력이 한편으로는 신속하게 상승할 수 있고 다른 한편으로는 신속하게 하강할 수 있는 범위에 놓이도록 선택된다. 저장기 압력은 누출 또는 큰 온도 변동으로 인해 레벨 조절 장치 내부의 공기량이 작업 범위 밖에 있는 경우 그리고 그로 인해 저장기 압력이 원하는 범위 밖에 있는 경우에만, 압축 공기 저장기의 충전 또는 배기에 의해서 보상되면 된다. 레벨 조절 장치의 압축기가 압축 공기 저장기를 채우기 위해서 작동되는 경우가 적기 때문에, 결과적으로 압축기 실행 시간은 단축되고, 압축기 수명은 연장된다. 그러나, 레벨 조절 장치 내부의 공기량이 작업 범위 밖에 있는 경우에도 - 물론 이 경우에도 레벨 조절 장치에 의해서 자동차의 레벨이 훨씬 더 많이 변동될 수는 있지만 - 상기 레벨 조절 장치의 압축 공기 저장기의 충전 또는 배기 동작이 실행되는지를 확인해야만 한다. 이와 같은 경우는 예를 들어, 자동차가 따뜻한 주차장에 주차되었다가 그 후에 차가운 대기로 나가게 될 때에 발생할 수 있다. 그 경우에는 온도 강하로 인해 레벨 조절 장치 내부의 공기량이 감소함으로써, 공기량이 작업 범위 밖에 있을 때에는 압축 공기 저장기의 충전을 야기한다. 레벨 조절 장치에 의해서 더 많은 필요한 조절 과정들이 실행될 수 있더라도, 충전 동작은 실행된다.
본 발명의 목적은, 저장기 압력이 충전 또는 배기 동작에 의해서 가급적 적은 횟수로 조절되어야만 하는 자동차용의 폐쇄된 레벨 조절 장치를 제조하는 것이다.
상기 목적은 청구항 1의 특징부에 기술된 특징들에 따라, 저장기 압력이 아래와 같은 단계들로 조절됨으로써 달성된다:
- 현재의 저장기 압력을 검출하는 단계,
- 자동차가 상승 또는 하강될 수 있는 적어도 하나의 목표 레벨을 사전에 제시하는 단계,
- 자동차를 현재의 레벨로부터 상기 사전에 제시된 레벨로 올리거나 내리기 위해 필요한 공기량을 검출하는 단계,
- 자동차가 현재의 레벨로부터 상기 사전에 제시된 목표 레벨로 올라갈 경우에는, 현재의 저장기 압력이 내려지게 될 분량만큼의 추후의 저장기 압력을 검출하고, 자동차가 현재의 레벨로부터 상기 사전에 제시된 목표 레벨로 내려질 경우에는, 현재의 저장기 압력이 상승하게 될 상기 추후의 저장기 압력의 레벨을 검출하는 단계, 그리고
- 상기 추후의 저장기 압력이 하부 한계값 아래에 있는 경우에는 압축 공기 저장기를 압축 공기로 충전하고, 상기 추후의 저장기 압력이 상부 한계값 위에 있는 경우에는 압축 공기 저장기를 배기시키는 단계.
개별적으로 언급된 조건이 존재하는 경우에는, 압축 공기 저장기를 충전한 후에 그리고 압축 공기 저장기를 배기시킨 후에 비로소 자동차의 차량 구조물을 올 리거나 내리기 위한 원래의 조절 과정이 실행된다. 경우에 따라서는, 충전 또는 배출 후에 저장기 압력이 하부 한계값 혹은 상부 한계값에 상응하거나 또는 상기 한계값들 사이에 있을 정도로 많은 압축 공기가 압축 공기 저장기 내부에 채워지거나 또는 상기 저장기로부터 배출된다.
특별히 본 발명에 의해 달성된 장점은, 현재의 저장기 압력이 소정의 범위 밖에 있는 경우에는, 압축 공기 저장기의 충전 또는 배기 동작이 자동으로 그리고 조절 과정과 무관하게 이루어지지 않는다는 것이다. 오히려 압축 공기 저장기의 충전 또는 배기 동작 그리고 그와 더불어 압축 공기 저장기 내부의 현재 저장기 압력은 전적으로 추후의 저장기 압력(다시 말해서 조절 과정이 종료된 후의 저장기 압력)이 하부 한계 아래에 있거나 또는 상부 한계 위에 있는 경우에만 실행된다. 이와 같은 조치에 의해서는, 압축 공기 저장기의 저장기 압력이 적응되는 경우의 수가 매우 적다는 장점이 얻어진다. 따라서, 압축기가 (저장기 압력이 적응되어야 하는 경우에) 압축 공기 저장기를 충전할 목적으로 작동되어야 하는 경우는 매우 드물다. 그렇기 때문에, 독일 특허 출원서 제 101 22 567 C1호에 공지된 폐쇄된 레벨 조절 장치의 압축기 실행 시간에 비하여 상기 압축기 실행 시간은 여러 배만큼 단축될 수 있고, 그에 상응하게 압축기의 수명도 여러 배만큼 연장될 수 있다.
청구항 2에 따른 본 발명의 한 개선예에 따르면, 저장기 압력을 조절하기 위하여, 자동차가 규정에 따라 현재의 레벨로부터 출발하여 실제로 올려지거나 내려져야 할 목표 레벨이 사전에 제시된다. 이와 같은 개선예의 장점은, 추후의 저장기 압력(다시 말해 조절 과정 후의 저장기 압력)이 소정의 범위 밖에 있는 경우에 만 압축 공기 저장기의 충전 또는 배기에 의해서 이루어지는 저장기 압력의 적응이 반드시 필요하다는 것이다. 다시 말해서, 장시간에 걸쳐 자동차 내부에서 레벨 변경이 전혀 필요치 않거나 또는 현재의 레벨로부터 단지 약간만의 변동이 필요한 경우에는, 비록 저장기 압력이 상황에 따라서는 매우 낮거나(예를 들어 낮은 주변 온도 때문에) 또는 매우 높더라도(예를 들어 높은 주변 온도 때문에), 궁극적으로 저장기 압력은 상응하는 긴 시간에 걸쳐서 적응되지 않는다.
청구항 3에 따른 본 발명의 한 개선예에 따르면, 자동차가 현재의 레벨로부터 출발하여 이론적으로 올려질 수 있거나 또는 내려질 수 있는 적어도 하나의 가상의 레벨이 저장기 압력을 조절할 목적으로 사전에 제공된다. 상기 개선예의 장점은, 상기 가상의 레벨이 자동차 제조자에 의해서 개별적으로 사전에 제시될 수 있다는 것이다.
청구항 4에 따른 한 개선예에 따르면, 자동차를 가상의 레벨로 올리거나 내리기 위하여 반드시 필요한 공기량은 점화 장치가 스위치-온 된 경우에 소정의 시간격을 두고 산출된다. 상기 산출된 공기량에 의해서는, 추후의 저장기 압력이 원하는 범위 안에 높여 있는지의 여부가 검사된다. 원하는 범위 안에 있지 않은 경우에는, 이와 같은 범위를 보장하기 위하여 압축 공기 저장기가 채워지거나 또는 배기된다. 상기 개선예의 장점은, 레벨 조절 장치에 의해서는 자동차를 미리 주어진 가상의 레벨로 올리거나 내리는 동작이 짧은 시간격 안에 보장될 수 있다는 것이다.
청구항 5에 따른 한 개선예에 따르면, 자동차가 주행 다이내믹적으로 안전한 상태에 있는 적어도 하나의 레벨이 가상의 레벨로서 사전에 제시된다. 상기 개선예의 장점은, 자동차가 레벨 조절 장치에 의해서 주행 다이내믹적으로 안전한 상태로 올리거나 내리는 동작이 언제나 보장될 수 있다는 것이다.
청구항 6에 따른 한 개선예는, 추후의 저장기 압력이 하부 한계값 아래에 있는 경우에는, 조절 과정 후의 저장기 압력이 적어도 상기 하부 한계값에 상응할 정도로 많은 압축 공기가 압축 공기 저장기 내부에 채워지고, 상기 추후의 저장기 압력이 상부 한계값 위에 있는 경우에는, 조절 과정 후의 저장기 압력이 적어도 상기 상부 한계값에 상응할 정도로 많은 압축 공기가 압축 공기 저장기로부터 배출되는 것을 특징으로 한다. 상기 개선예의 장점은, 상기 한계값을 유지하기 위해 반드시 필요한 정도로 많은 압축 공기가 정확하게 압축 공기 저장기 내부로 이동하거나 또는 상기 저장기로부터 배출된다는 것이다. 따라서, 압축 공기 저장기를 채우는 경우에는 단지 지나치게 짧은 압축기 실행 시간만이 나타난다. 더 나아가서는, (레벨 조절 장치에 의한 원래의 조절 과정 전에 이루어지는) 채우거나 비우는 과정이 가장 짧은 시간격을 요구함으로써, 원래의 조절 과정이 불필요하게 지연되지 않는다.
청구항 7에 따른 본 발명의 한 개선예에 따르면, 상부 한계값 및 하부 한계값은 최대로 허용 가능한 압축기 전류를 참조하여 결정된다. 상기 개선예의 장점은, 상기 한계값이 유지되는 경우에는 압축기가 지나치게 높은 압축기 전류에 의해서 손상될 수 없다는 것이다.
청구항 8에 따른 본 발명의 한 개선예에 따르면, 상부 한계값은 레벨 조절 장치의 원하는 최대 조절 속도를 참조하여 결정되고, 하부 한계값은 레벨 조절 장치의 원하는 최소 조절 속도를 참조하여 결정된다. 상기 개선예의 장점은, 상기 한계값이 유지되는 경우에는 원하는 조절 속도도 유지될 수 있다는 것이다.
본 발명의 장점 및 추가의 실시예들은 아래의 도면을 참조하여 상세하게 설명된다.
도 1은 레벨 조절 장치의 개략도이며,
도 2는 다이아그램이다.
도 1은 폐쇄된 레벨 조절 장치를 개략도로 보여준다(상기 레벨 조절 장치의 구조 및 기능 방식에 대한 상세한 설명은 독일 특허 출원서 제 199 59 556 C2호에서 얻을 수 있다). 상기 레벨 조절 장치는 공기 스프링(2a 내지 2d) 및 압축 공기 저장기를 포함한다. 상기 레벨 조절 장치는 또한 적어도 압축 공기를 입구(8)로부터 출구(10)로 이송할 수 있는 압축기(6)를 포함한다. 전술한 구성 부품들은 압축 공기 라인을 통해 서로 연결되어 있으며, 상기 압축 공기 라인 내부에는 제어 가능한 분배 밸브(14, 18 및 24a-24d)가 배치되어 있다. 아래에서는, 압축 공기가 압축 공기 저장기(4)로부터 압축기(6)를 거쳐 공기 스프링(2a 내지 2d) 내부로 어떻게 이동될 수 있는지가 공기 스프링(2a)을 참조하여 설명된다. 우선 레벨 조절 장치의 (도시되지 않은) 제어 유닛이 상기 제어 가능한 분배 밸브(24a)를 가동시킴으로써, 상기 분배 밸브는 도 1에 도시된 제 1 스위칭 상태로부터 제 2 스위칭 상태로 넘어간다. 그 다음에 상기 제어 유닛에 의해서 압축기(6)가 가동됨으로써, 상기 압축기가 작동을 시작한다. 그 다음에 압축 공기는 압축 공기 저장기(4)로부터 상기 제어 가능한 분배 밸브(14), 압축기(6), 상기 제어 가능한 분배 밸브(18) 및 상기 제어 가능한 분배 밸브(24a)를 거쳐 공기 스프링(2a) 내부로 이동한다. 공기 스프링(2a) 내부로 충분한 압축 공기가 이동되었다면(다시 말해 차량 구조물이 공기 스프링(2a)의 영역에서 원하는 레벨을 취했다면), 제어 유닛에 의해서 재차 압축기(6)가 작동을 중단하도록 제어되고, 더 나아가서는 상기 제어 가능한 분배 밸브(24a)에 더 이상 전력이 공급되지 않음으로써, 상기 압축기가 재차 제 1 스위칭 상태로 이동한다. 공기 스프링(2b 내지 2d)은 상응하는 방식으로, 압축 공기 저장기(4)로부터 공급되는 압축 공기로 채워질 수 있다(이 경우에는 다수의 공기 스프링(2a 내지 2d)을 동시에 채우는 것도 또한 가능하다).
아래에서는 압축 공기가 공기 스프링(2a 내지 2d)으로부터 압축기(6)를 거쳐 압축 공기 저장기(4) 내부로 어떻게 이동될 수 있는지가 공기 스프링(2a)을 참조하여 예로 설명된다: 우선 레벨 조절 장치의 제어 유닛이 전기적으로 제어 가능한 분배 밸브(14, 18 및 24a)를 가동시킴으로써, 상기 분배 밸브는 도 1에 도시된 제 1 스위칭 상태로부터 제 2 스위칭 상태로 이동하게 된다. 그 다음에 상기 제어 유닛에 의하여 압축기(6)가 가동됨으로써, 상기 압축기의 작동이 시작된다. 그 다음에 압축 공기는 공기 스프링(2a)으로부터 분배 밸브(24a), 분배 밸브(14), 압축기(6) 및 분배 밸브(18)를 거쳐 압축 공기 저장기(4) 내부로 이동된다. 공기 스프링(2a)으로부터 압축 공기 저장기(4) 내부로 충분한 압축 공기가 배치되었다면(다시 말해 차량 구조물이 상기 공기 스프링(2a)의 영역에서 원하는 레벨을 취했다면), 제어 유닛에 의해서 압축기(6)가 작동을 중단하도록 제어된다. 더 나아가서는 상기 제 어 가능한 분배 밸브(14, 18 및 24a)에 더 이상 전력이 공급되지 않음으로써, 상기 분배 밸브는 재차 제 1 스위칭 상태로 이동하게 된다. 공기 스프링(2a 내지 2d)은 상응하는 방식으로 압축 공기 저장기(4) 내부로 배기될 수 있다(이 경우에는 다수의 공기 스프링(2a 내지 2d)을 동시에 배기하는 것도 가능하다).
압축 공기 저장기(4)가 대기 중의 압축 공기로 채워져야 하는 경우에는, 제어 유닛에 의해서 레벨 조절 장치가 우선 상기 제어 가능한 분배 밸브(34 및 18)를 가동시킴으로써, 상기 분배 밸브는 도 1에 도시된 제 1 스위칭 상태로부터 제 2 스위칭 상태로 이동하게 된다. 그 다음에 압축기가 가동됨으로써, 상기 압축기가 작동을 시작한다. 그 다음에 공기가 대기로부터 분배 밸브(34), 압축기(6) 및 분배 밸브(18)를 거쳐 압축 공기 저장기(4) 내부로 이동된다. 대기로부터 공기가 더 이상 압축 공기 저장기(4) 내부로 이동되어서는 안 된다면, 제어 유닛으로부터 상기 제어 가능한 분배 밸브(34 및 18)에 더 이상 전력이 공급되지 않음으로써, 상기 분배 밸브는 재차 제 1 스위칭 상태로 이동하게 된다. 더 나아가서는 압축기(6)가 더 이상 가동되지 않음으로써, 압축기는 작동을 중단하게 된다.
압축 공기 저장기(4)로부터 압축 공기를 배출하기 위하여, 레벨 조절 장치의 제어 유닛에 의해서 상기 제어 가능한 분배 밸브(34)가 가동됨으로써, 상기 분배 밸브는 도 1에 도시된 제 1 스위칭 상태로부터 제 2 스위칭 상태로 이동한다. 그 다음에 압축 공기 저장기(4)는 분배 밸브(14 및 34)를 통해 대기 중으로 배기될 수 있다. 압축 공기 저장기(4)가 더 이상 배기 되어서는 안 된다면, 레벨 조절 장치의 제어 유닛으로부터 상기 제어 가능한 분배 밸브(34)에 더 이상 전력이 공급되지 않음으로써, 상기 분배 밸브는 재차 제 1 스위칭 상태로 이동한다.
아래에서는, 공기 스프링(2a 내지 2d) 및 압축 공기 저장기(4) 내부의 공기량이 어떻게 결정되는지가 설명된다:
Li = piVi;i = 1 내지 4
Ls = psVs
상기 식에서
Li = 공기 스프링(2a 내지 2d) 내부의 공기량이고,
pi = 공기 스프링(2a 내지 2d) 내부의 압력이며,
Vi = 공기 스프링(2a 내지 2d) 내부의 부피이고,
Ls = 압축 공기 저장기(4) 내부의 공기량이며,
ps = 압축 공기 저장기(4) 내부의 압력이고,
Vs = 압축 공기 저장기(4) 내부의 부피이다.
압력 센서에 의해서 공기 스프링(2a 내지 2d) 내부의 압력(pi)이 어떻게 결정될 수 있는지가 공기 스프링(2a)을 참조하여 설명된다: 우선 제어 유닛에 의해서 상기 제어 가능한 분배 밸브(18)가 가동됨으로써, 상기 분배 밸브는 도 1에 도시된 제 1 스위칭 상태로부터 제 2 스위칭 상태로 이동한다. 그 다음에 공기 스프링(2a 내지 2d)은 압축기(6) 및 압축 공기 저장기(4)로부터 완전히 분리된다. 그 다음에 레벨 조절 장치의 제어 유닛에 의해서 상기 제어 가능한 분배 밸브(24a)가 가동됨으로써, 상기 분배 밸브는 도 1에 도시된 제 1 스위칭 상태로부터 제 2 스위칭 상태로 이동한다. 그 다음에 공기 스프링(2a) 내부의 압력이 압력 센서(3)에 인가됨으로써, 상기 압력이 측정되어 레벨 조절 장치의 제어 유닛으로 전달될 수 있다. 압력이 더 이상 측정되어서는 안 된다면, 제어 유닛으로부터 분배 밸브(18 및 24a)에 더 이상 전력이 공급되지 않음으로써, 상기 분배 밸브는 재차 도 1에 도시된 제 1 스위칭 상태로 이동한다. 그에 상응하게 공기 스프링(2a 내지 2d) 내부의 압력이 측정될 수 있다.
공기 스프링(2a) 내부의 부피(Vi)를 결정하기 위하여, 공기 스프링(2a) 내부에 할당된 (도시되지 않은) 높이 센서에 의해서 상기 공기 스프링(2a)의 휨 상태가 측정되어 레벨 조절 장치의 제어 유닛으로 전달된다. 공기 스프링(2a)의 어떤 부피가 상기 공기 스프링의 순간적인 휨 상태에 속하는지가 제어 유닛 내부에 저장됨으로써, 상기 높이 센서의 송출된 신호로부터 상기 공기 스프링(2a)의 부피가 결정될 수 있다. 그에 상응하는 방식으로 공기 스프링(2a 내지 2d)의 부피가 결정된다.
압축 공기 저장기(4) 내부의 압력을 결정하기 위하여, 상기 제어 가능한 분배 밸브(14 및 18)는 우선 도 1에 도시된 제 1 스위칭 상태를 취하게 된다. 그 다음에 압축 공기 저장기(4)가 상기 분배 밸브를 통해 압력 센서(30)와 연결됨으로써, 압축 공기 저장기(4) 내부의 압력이 압력 센서(30)에서의 압력보다 더 큰 경우 에는, 상기 압축 공기 저장기(4)와 압력 센서(30) 사이에서 압력 보상이 이루어진다. 그 다음에 상기 제어 가능한 분배 밸브(14 및 18)가 도시된 제 1 스위칭 상태로부터 제 2 스위칭 상태로 이동된다. 그 경우에는 압력 센서(30)가 상기 제어 가능한 분배 밸브(14), 압축기(6) 및 상기 제어 가능한 분배 밸브(18)를 통해 압축 공기 저장기(4)와 연결됨으로써, 압력 센서(30)에서의 압력이 압축 공기 저장기(4) 내부의 압력보다 더 큰 경우에는, 상기 압력 센서(30)와 압축 공기 저장기(4) 사이에서 압력 보상이 이루어진다. 분배 밸브(14 및 18)가 압력 측정 전에 두 가지 스위칭 상태로 이동하게 되면, 어떤 경우에도 압축 공기 저장기(4) 내부의 정적인 공기 압력이 상기 압력 센서(30)에 인가됨으로써, 상기 정적인 공기 압력이 상기 압력 센서에 의해서 측정될 수 있다. 압력 센서(30)에 의해 측정된 압력은 레벨 조절 장치의 제어 유닛으로 전달된다.
압축 공기 저장기(4) 내부의 부피(Vs)가 레벨 조절 장치의 제어 유닛 내부에 저장됨으로써, 이후로는 공기량(L)을 측정하기 위해서 반드시 필요한 모든 파라미터들이 레벨 조절 장치의 제어 유닛 내부에 존재하게 된다.
도 2a는 저장기 압력(ps)이 시간에 대하여 도시된 다이아그램을 보여준다. 도 2a와 관련하여 아래에서는, 자동차의 차량 구조물이 아래로 내려가야 하는 경우에, 레벨 조절 장치의 압축 공기 저장기(4)의 저장기 압력이 어떻게 조절되는지가 설명된다(도 1 참조). 우선 현재의 저장기 압력(psaktuell)이 실제 시점(taktuell)에서 결정되며, 이 경우 상기 결정 과정은 저장기 압력을 위하여 도 1과 연관하여 설명 된 바와 같이 이루어진다. 현재의 저장기 압력이 결정되었다면, 자동차의 차량 구조물이 현재의 레벨로부터 출발하여 내려질 목표 레벨이 미리 정해진다. 이와 같은 내용은 예를 들어, 자동차의 차량 구조물이 공기 스프링(2a)의 영역에서(도 1 참조) 아래로 내려가야 되는 경우를 위해서 설명된다. 이 경우에는 압축 공기가 공기 스프링(2a)으로부터 압축 공기 저장기(4) 내부로(도 1 참조) 이동되어야만 한다. 공기 스프링(2a) 영역에서 자동차의 차량 구조물을 내리기 위하여 상기 공기 스프링으로부터 배기되어야 하는 공기량은 아래와 같이 산출된다:
Lab = p1V1(레벨 1) - p1V1(레벨 2)
상기 식에서
Lab는 차량 구조물을 아래로 내리기 위하여 공기 스프링(2)으로부터 배출되어야 하는 공기의 양이고,
p1V1(레벨 1)은 배출 과정 전에 공기 스프링(2a) 내부의 공기의 양이며,
p1V1(레벨 2)은 배출 과정 후에 공기 스프링(2a) 내부의 공기의 양이다.
배출 과정 전에 공기 스프링(2a) 내부의 공기량은 도 1과 관련하여 이미 설명된 바와 같이 산출된다. 배출 후에 존재하게 될 공기 스프링(2a) 내부의 공기량은 배출 과정 전의 공기량으로부터 출발하여 - 예를 들어 특성 필드를 통해서 - 결정된다. 차량 구조물을 공기 스프링(2a)의 영역에서 아래로 내리기 위하여, 공기량(Lab)은 공기 스프링(2a)으로부터 압축 공기 저장기(4) 내부로 이동되어야만 한 다. 그럼으로써, 압축 공기 저장기(4) 내부의 공기량이 확대될 수 있고, 그에 따라 저장기 압력은 상승하게 된다. 공기량(Lab)이 압축 공기 저장기(4) 내부로 이동된 후에 상기 압축 공기 저장기 내부에서 존재하게 될 저장기 압력은 아래와 같이 산출된다:
ps( spaeter ) = ps( aktuell ) + Lab/Vs
상기 식에서
ps( spaeter )는 공기량(Lab)이 압축 공기 저장기(4) 내부로 이동된 후에 상기 압축 공기 저장기 내부에서 존재하게 될 추후의 저장기 압력이고,
ps( aktuell )는 압축 공기를 공기 스프링(2a)으로부터 배출하기 전에 압축 공기 저장기(4) 내부의 저장기 압력이며,
Lab는 위를 참조하고,
Vs는 압축 공기 저장기(4) 내부의 부피이다.
공기 스프링(2a)에서 조절이 실행되어 공기량(Lab)이 공기 스프링(2a)으로부터 압축 공기 저장기(4) 내부로 이동되면, 상기 저장기 압력(ps( spaeter ))은 압축 공기 저장기(4) 내부의 저장기 압력이 어떤 상태인지를 지시한다. 저장기 압력(4)이 설명된 바와 같이 산출된 후에는, 상기 저장기 압력이 압축 공기 저장기(4) 내부의 저장기 압력을 위한 상부 한계값(ps(o)) 위에 있는지의 여부가 검사된다. 산출된 추후의 저장기 압력이 (예를 들어 도 2a의 저장기 압력(ps( spaeter1 ))의 경우와 마찬가지로) 상부 한계값보다 작거나 같으면, 조절 과정이 공기 스프링(2a) 내부에서 직접 실행되고, 공기량(Lab)은 공기 스프링(2a)으로부터 압축 공기 저장기(4) 내부로 이동한다.
그러나 상기와 같이 산출된 저장기 압력(ps( spaeter ))이 (예를 들어 도 2a에 도시된 저장기 압력(ps( spaeter2 ))의 경우와 마찬가지로) 상부 한계값보다 크면, 공기 스프링(2a)에서의 조절 과정 전에 압축 공기가 압축 공기 저장기(4)로부터 대기 중으로 배출된다. 이 경우에는, 배출 과정 후에는 추후의 저장기 압력(다시 말해 공기 스프링(2a)에서의 실제적인 조절 과정 후의 저장기 압력)이 상부 한계(ps(o))에 상응하거나 또는 저장기 압력에 대한 상부 한계(ps(o))와 하부 한계(ps(u)) 사이에 놓일 수 있을 정도로 많은 압축 공기가 압축 공기 저장기(4)로부터 배출된다. 이와 같은 상황에 도달하기 위해서는, 적어도 아래와 같은 공기량이 압축 공기 저장기(4)로부터 대기 중으로 배출되어야 한다:
Lab( Speicher ) ≥ (ps( spaeter ) - ps(o))VS
상기 식에서
Lab( Speicher )는 압축 공기 저장기(4)로부터 대기 중으로 배출되어야 하는 공기의 양이다.
배출될 공기량(Lab( Speicher ))은 예를 들어 공기량 측정기에 의해서 검출될 수 있다. 압축 공기를 압축 공기 저장기(4)로부터 배출하는 중에 상기 압축 공기 저장기(4) 내부의 저장기 압력을 규칙적으로 모니터링 하는 것도 또한 가능하며, 저장기 압력이 ps(o)보다 작거나 또는 ps(o)와 같을 때까지 압축 공기는 압축 공기 저장기(4)로부터 배출되어야 한다.
상응하는 공기량(Lab( Speicher ))이 압축 공기 저장기(4)로부터 대기 중으로 배출된 후에는, 공기 스프링(2a)에서 원하는 조절 과정이 실행될 수 있으며, 이 경우 조절 과정 중에는 압축 공기 저장기(4) 내부의 저장기 압력이 상부 한계(ps(o)) 위로 상승한다.
도 2b는 압축 공기 저장기(4) 내부의 저장기 압력(ps)이 마찬가지로 시간(t)에 대하여 도시되어 있는 다이아그램을 보여준다. 도 2b와 관련하여 아래에서는, 자동차의 차량 구조물이 들어 올려져야 하는 경우에, 압축 공기 저장기(4) 내부의 저장기 압력이 어떻게 조절되는지가 설명된다. 이 경우에는 재차 예를 들어, 공기 스프링(2a) 영역에 있는 차량 구조물이 들어 올려져야 된다는 내용으로부터 출발한다. 우선 현재의 저장기 압력(ps)이 재차 실제로 결정된다. 추가로, 공기 스프링(2a) 영역에 있는 자동차의 차량 구조물이 공기 스프링(2a) 영역에서의 실제 레벨로부터 출발하여 위로 들어 올려져야 하는 목표 레벨이 사전에 제시된다. 공기 스프링 영역(2a)의 차량 구조물을 들어올리기 위해서는, 아래와 같이 산출되는 소 정의 공기량이 압축 공기 저장기(4)로부터 공기 스프링(2a) 내부로 이동되어야만 한다:
Lab( Speicher ) = p1V1(레벨 2) - p1V1(레벨 1)
상기 식에서
Lab( Speicher )는 압축 공기 저장기(4)로부터 공기 스프링(2a) 내부로 배출되어야 하는 공기의 양이고,
p1V1(레벨 2)은 차량 구조물이 들어 올려진 후에 공기 스프링(2a) 내부의 공기의 양이며,
p1V1(레벨 1)은 조절 과정 전에 공기 스프링(2a) 내부의 공기의 양이다.
상기와 같은 공기의 양이 압축 공기 저장기(4)로부터 배출됨으로써, 조절 과정의 경우에 압축 공기 저장기(4) 내부의 저장기 압력은 아래와 같이 변동된다:
ps spaeter = ps aktuell - Lab Speicher )/Vs
상기 식에서
ps spaeter는 조절 과정 후에 압축 공기 저장기(4) 내부의 추후의 저장기 압력을 의미한다. 상기 추후의 저장기 압력을 산출한 결과가 '상기 저장기 압력이 저장기 압력을 위한 하부 한계값(ps(u))보다 크거나 같다'는 것으로 나타나게 되면, 조절 과정이 직접 실행된다(이것은 예를 들어 도 2b에 도시된 추후의 저장기 압력(ps(spaeter1))의 경우이다). 그와 반대로 상기 추후의 저장기 압력이 하부 한계 값(ps(u))보다 작으면(이 경우는 예를 들어 도 2b의 ps spaeter2의 경우이다), 제일 먼저 조절 과정이 실행되지 않는다. 이 경우에는 오히려 압축 공기 저장기(4)가 제일 먼저 대기 중의 공기량으로 채워짐으로써, 충전 과정 후에는 압축 공기 저장기(4) 내부의 추후의 저장기 압력이 상기 하부 한계값보다 크거나 같게 된다. 이와 같은 내용이 의미하는 것은, 적어도 아래와 같은 공기의 양이 대기로부터 압축 공기 저장기 내부로 채워지게 된다는 것이다:
Lauf ( Speicher ) = (ps(u) - ps spaeter)Vs
상기 식에서
Lauf ( Speicher )는 채워질 공기량에 상응한다. 상응하는 공기량이 채워진 후에는, 조절 과정 후에 압축 공기 저장기(4) 내부의 저장기 압력이 하부 한계값(ps(u))보다 크거나 같음으로써, 결과적으로 압축 공기를 압축 공기 저장기(4) 내부에 채운 후에는 조절 과정을 실제로 실행할 수 있게 된다.
전술한 방식으로 저장기 압력을 조절하는 경우에는, 자동차의 차량 구조물이 현재의 레벨로부터 들어 올려질 수 있거나 또는 내려질 수 있는 목표 가상 레벨이 지시될 수 있다. 예를 들어 상기 가상의 레벨로서는, 자동차가 주행 다이내믹적으로 안전한 레벨에 있게 되는 레벨이 이용될 수 있다. 차량 구조물의 현재 레벨이 미리 주어진 가상의 레벨 아래에 있으면, 도 2a와 관련하여 기술된 바와 같이 저장기 압력이 조절되며, 이 경우에는 도 2a에 언급된 레벨 2가 가상의 레벨에 상응한다. 저장기 압력을 상응하게 조절하는 것은 규칙적인 시간격으로 이루어질 수 있 다. 상기 시간격이 충분히 짧게 선택되면(예를 들어 10 내지 120초마다), 이론적으로는 레벨 조절 장치에 의해서 차량 구조물이 안전한 주행 상태로 상승될 수 있다는 내용이 언제나 보장된다. 자동차의 차량 구조물의 현재 레벨이 미리 주어진 가상의 레벨 위에 있는 경우에도 동일한 내용이 적용된다. 이 경우에는 도 2b와 관련하여 기술된 바와 같이 조절이 이루어지며, 이때에도 역시 도 2b에 언급된 레벨 2가 가상의 레벨에 상응한다. 이 경우 차량 구조물의 실제적인 상승 또는 하강은, 레벨 조절 장치를 구비한 자동차의 특정 주행 상태로 인하여 (예를 들면 고속으로 인하여) 주행 다이내믹적으로 안전한 레벨이 반드시 필요한 경우에만 이루어진다.
저장기 압력을 조절하기 위하여, 자동차의 차량 구조물이 현재의 레벨로부터 출발하여 실제로 들어 올려지거나 또는 내려져야 하는 목표 레벨이 사전에 제공될 수도 있다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
2a, ..., 2d: 공기 스프링
4: 압축 공기 저장기
6: 압축기
8: 압축기의 입구
10: 압축기의 출구
14, 18, 24a, ..., 24d, 34: 제어 가능한 분배 밸브
30: 압력 센서

Claims (8)

  1. - 압축기(6)
    - 대기 중의 공기로 채워질 수 있고 대기 중으로 배기될 수 있는 압축 공기 저장기(4) 그리고
    - 적어도 하나의 공기 스프링(2a-2d)을 포함하며,
    상기 공기 스프링(2a-2d)이 압축기(6)를 통해 압축 공기 저장기(4)와 연결됨으로써, 압축 공기가 상기 공기 스프링(2a-2d)으로부터 압축 공기 저장기(4) 내부로 그리고 그 반대 방향으로 이동할 수 있도록 구성된,
    자동차의 현재 레벨을 상승 및 하강시킬 수 있는 자동차용의 폐쇄된 레벨 조절 장치로서,
    상기 저장기 압력이
    - 현재의 저장기 압력을 검출하는 단계,
    - 자동차가 상승 또는 하강될 수 있는 적어도 하나의 목표 레벨을 사전에 제시하는 단계,
    - 자동차를 현재의 레벨로부터 상기 사전에 제시된 레벨로 올리거나 내리기 위해 필요한 공기량을 검출하는 단계,
    - 자동차가 현재의 레벨로부터 상기 사전에 제시된 목표 레벨로 올라갈 경우에는, 현재의 저장기 압력이 내려지게 될 분량만큼의 추후의 저장기 압력을 검출하고, 자동차가 현재의 레벨로부터 상기 사전에 제시된 목표 레벨로 내려질 경우에 는, 현재의 저장기 압력이 상승하게 될 상기 추후의 저장기 압력의 레벨을 검출하는 단계, 그리고
    - 상기 추후의 저장기 압력이 하부 한계값 아래에 있는 경우에는 압축 공기 저장기(4)를 압축 공기로 충전하고, 상기 추후의 저장기 압력이 상부 한계값 위에 있는 경우에는 압축 공기 저장기(4)를 배기시키는 단계에 의해서 조절되는 것을 특징으로 하는, 폐쇄된 레벨 조절 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 저장기 압력을 조절하기 위하여, 자동차가 규정에 따라 현재의 레벨로부터 출발하여 실제로 들어 올려지거나 내려져야 되는 목표 레벨이 사전에 제시되는 것을 특징으로 하는, 폐쇄된 레벨 조절 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    자동차가 현재의 레벨로부터 출발하여 이론적으로 올려질 수 있거나 또는 내려질 수 있는 적어도 하나의 가상의 레벨이 저장기 압력을 조절할 목적으로 사전에 제공되는 것을 특징으로 하는, 폐쇄된 레벨 조절 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    자동차를 가상의 레벨로 올리거나 내리기 위하여 반드시 필요한 공기량은 점화 장치가 스위치-온 된 경우에 소정의 시간격을 두고 산출되는 것을 특징으로 하 는, 폐쇄된 레벨 조절 장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    자동차가 주행 다이내믹적으로 안전한 상태에 있게 되는 적어도 하나의 레벨이 가상의 레벨로서 사전에 제시되는 것을 특징으로 하는, 폐쇄된 레벨 조절 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    추후의 저장기 압력이 하부 한계값 아래에 있는 경우에는, 조절 과정 후의 저장기 압력이 적어도 상기 하부 한계값에 상응할 정도로 많은 압축 공기가 압축 공기 저장기(4) 내부에 채워지고, 상기 추후의 저장기 압력이 상부 한계값 위에 있는 경우에는, 조절 과정 후의 저장기 압력이 적어도 상기 상부 한계값에 상응할 정도로 많은 압축 공기가 압축 공기 저장기(4)로부터 배출되는 것을 특징으로 하는, 폐쇄된 레벨 조절 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부 한계값이 레벨 조절 장치의 최대로 허용 가능한 압축기 전류 및/또는 원하는 최대 조절 속도를 참조하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 폐쇄된 레벨 조절 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하부 한계값이 레벨 조절 장치의 최대로 허용 가능한 압축기 전류 및/또는 원하는 최대 조절 속도를 참조하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 폐쇄된 레벨 조절 장치.
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