SE532418C2 - En metod och ett system för nivåreglering av ett fordonschassi - Google Patents

Description

20 25 532 4¶8 underlaget och som kommer att motverkas av fordonets tröghet.

Höjdskillnaden mellan fordonets tyngdpunkt och underlaget kommer, i sin tur, ge upphov till en rotationsrörelse som får till resultat att trycket på bakaxeln (bakaxlarna) minskar medan trycket på styraxeln ökar.

Om fordonets nivåregleringssystem i sådana situationer kompenserar tryckökningen pà framaxeln under inbromsning, kommer detta att resultera i en strävan att resa chassit med avseende på framaxeln, dvs. applicera ett mottryck som motverkar effekten av fordonets tröghet.

Så snart fordonet stannar upphör emellertid också axeltrycksförändringarna i enlighet med det ovanstående, med åtföljande överkompensation av framaxeln, med för hög chassinivà i fronten som resultat.

Om däremot nivåregleringssystemet avaktiveras under inbromsning, kommer det ökade trycket på framaxeln under retardationen att resultera i ett fordon med för låg chassinivå i fronten när väl fordonet har stannat, vilket förklaras utförligare nedan.

Följaktligen föreligger ett behov av en förbättrad metod för nivàreglering under inbromsning.

Sammanfattning av uppfinningen Ett syfte med den föreliggande uppfinningen är att tillhandahålla en metod som löser eller åtminstone lindrar det ovan beskrivna problemet. Detta syfte uppnås genom en met0d i enlighet med den kännetecknande delen av krav l.

I enlighet med den föreliggande uppfinningen tillhandahålls en metod att reglera nivån för ett fordonschassi med avseende på minst en fordonsaxel, där nämnda fordon innefattar ett 10 15 20 25 532 41% nivàregleringssystem för fordon, där nämnda niváregleringssystem avaktiveras under retardation, och där metoden innefattar steget att, när fordonet har stannat och fordonets bromsanordning fortfarande är applicerad, áteraktivera nivàregleringssystemet efter en första tidsperiod.

Detta har fördelen att àtminstone nâgra situationer, då nivàregleringssystemet inte fungerar pà ett helt tillfredsställande sätt, kan hanteras. Till exempel situationer som den ovan beskrivna, dvs. situationer där överkompensation sker eller där resultatet blir fordon som erhåller en för làg chassinivà, vilka kan, åtminstone i viss utsträckning, undvikas.

Ytterligare egenskaper och fördelar med den föreliggande uppfinningen kommer att tydliggöras utifrân den följande detaljerade beskrivningen av adekvata utföranden och bifogade ritningar, vilka endast tillhandahålls som exempel och inte ska tolkas som varande pà minsta sätt begränsande.

Kort beskrivning av ritningarna Fig. 1A visar ett typiskt fordon försett med ett typiskt niváregleringssystem i enlighet med den föreliggande uppfinningen.

Fig. lB visar en mer detaljera avbildning av en del av fordonets fjädringssystem i fig. 1A.

Fig. ZA visar fordonets chassiposition vid konstant hastighet.

Pig. 2B visar fordonets chassiposition i enlighet med fig. 2A efter inbromsning med niväregleringssystemet avaktiverat under inbromsning. 10 15 20 25 EEE 418 Fig. 2C visar fordonets chassiposition i enlighet med fig. 2A efter att fordonet har stannat efter inbromsning med nivàregleringssystemet aktiverat.

Fig. 3 visar en typisk metod för styrning av nivàregleringssystemet i enlighet med den föreliggande uppfinningen.

Fig. 4 visar ett diagram över fordonets nivà och hastighet under retardation till helt stillastående.

Fig. 5 visar en mer detaljera avbildning av en styrenhet i enlighet med den föreliggande uppfinningen.

Detaljerad beskrivning av ett typiskt utförande Fig. 1A avbildar schematiskt ett typiskt fordon 100 försett med ett typiskt nivàregleringssystem i enlighet med den föreliggande uppfinningen. Nivàregleringssystemet utgör en del av fordonets fjädringssystem. Fordonet 100 innefattar en styraxel lll och två halvaxlar ll2a, ll2b vilka tillsammans utgör fordonets 100 drivaxel. Fordonet 100 innefattar även en stödaxel 113, Fordonet 100 innefattar ett pneumatiskt luftfjädringssystem, där luftfjädringsmekanismer 114-119 är anordnade vid respektive hjul l20~l25.

Luftfjädringssystemets funktion är att justera och kontrollera fordonschassits nivå (höjd) relativt fordonsaxlarna. I det typiska luftfjädringssystem som avbildas i fig. 1A, består luftfjädringsmekanismerna (nivàregleringen) 114-119 av luftfjädringsbälgar vilka vilar pà upphängningsstöd, och genom att fylla eller tömma bälgarna kan fordonets nivå justeras relativt axlarna inom ramen för den justeringsmän som medges av fjädringssystemet (dvs. bälgar och bálgstöd}. 10 15 20 25 30 E32 ÅWB Fig. lB visar en mer detaljera avbildning av fjädringsmekanismen l14. Fjädringsmekanismerna 115-119 motsvarar den som avbildas i fig. lB. Fjädringsmekanismen 114 består av en bälg 130 som är fixerad vid fordonschassit 131.

Bälgen 130 består av en anslutning 130a för trycksatt luft, vars tillförsel regleras av en ventil 140. Som framgår av fig. 1A, regleras varje fjädringsmekanism ll4~ll9 (varje bälg) av en motsvarande ventil 140-145.

Ventilerna 140-145 reglerar trycket i bälgarna genom reglering av tillförseln av trycksatt luft till bälgarna fràn en tank 150. Med hänvisning till fig. lB, vilar bälgen 130 pà bälgstödet 132, vilket är fixerat mot axeln lll. Genom att i lämplig grad reglera trycket pà den luft som tillförs bälgen 130, kan bälgens nivå med avseende pà bälgstödet 132 regleras, och därigenom kan chassits 132 nivå med avseende pá axlarna regleras.

Till exempel, om bälgtrycket är högt kommer en mindre del av bälgstödet 132 genomtränga bälgen 130, och då kan chassits position med avseende pä axeln komma att överensstämma med avbildningen i fig. lB med de heldragna linjerna, medan däremot, om bälgtrycket är làgt kan bälgens 130 position (och därigenom chassits position) komma att överensstäma med de streckade linjerna. Bälgstödet 132 eller axeln innefattar vidare ett stöd 133 som uppbär en stav 135 som fungerar som indikeringsanordning för avståndet mellan axel och chassi och som utgör en del av en nivàgivare 134 anordnad på chassit. Med hjälp av nivàgivaren 134 kan chassits position med avseende pà axeln fastställas för varje fjädringsmekanism 114-ll9 (alternativt kan en enstaka nivàgivare användas för respektive axel. Dessutom behöver inte nivàgivaren (nivàgivarna) vara fäst vid en indikeringsanordning pà bälgstödet, utan kan vara 10 15 20 25 30 5353 418 fäst vid någon pà axeln befintlig lämplig indikeringsanordning).

Som ett alternativ till att reglera varje bälg med en individuell ventil 140-145, kan bälgar pà en gemensam axel, t.ex. bälgarna avseende fjädringsmekanismerna 114 och 115, regleras med en gemensam ventil.

Nivágivarnas 134~139 signaler skickas till en elektronisk styrenhet 151. För tydlighetens skull bör det noteras att anslutningarna mellan nivàgivarna 134-139 och den elektroniska styrenheten 151 inte beskrivs. Den elektroniska styrenheten 151 utgör en del av fordonstyrsystemet. Fordonstyrsystemet i moderna fordon, innefattar vanligtvis ett kommunikationsbussystem som består av en eller flera kommunikationsbussar som sammanbinder olika elektroniska styrenheter med fordonets olika komponenter. Följaktligen kan givarsignalerna 134~139 exempelvis överföras till den elektroniska styrenheten 151 med hjälp av en lämplig kommunikationsbuss. Vidare, i fig. 1A exemplifieras den elektroniska styrenheten 151 som en fristående styrenhet.

Likväl bör det noteras att fjädringsregleringen och nivàregleringen, kan implementeras som en del av någon i fordonet ingående lämplig styrenhet, i stället för i en specifik styrenhet 151, exempelvis någon av de olika styrenheter som i allmänhet förekommer i t.ex. ett tungt fordon.

I fig. 5 avbildas den elektroniska styrenheten 151 mer detaljerat. Den elektroniska styrenheten 151 innefattar en anordning 501 för mottagande av signaler, t.ex. frán de olika givarna i enlighet med ovanstående beskrivning, samt signaler som representerar bromspedalens position. Dessa signaler kan tas emot t.ex. via meddelanden som överförs via en 10 15 20 25 30 532 4'§B kommunikationsbuss, t.ex. en CAN-buss eller genom direktlänkar till den elektroniska styrenheten 151. De mottagna signalerna, tillsammans med annan information, t.ex. data som överförs från andra styrenheter, t.ex. signaler som representerar fordonshastighet, kan användas i en databehandlingsenhet 502.

Databehandlingsenheten 502 kan, med mottagna givarsignaler och data, och med hjälp av ett datorprogram vilket t.ex. kan lagras i en datorprogramprodnkt i form av en lagringsenhet 503 i, eller ansluten till, databehandlingsenheten 502, utföra beräkningar för reglering av fordonsniván och generera styrsignaler som överförs, med hjälp av en utdataenhet 504, till t.ex. ventilmanöverorgan och/eller andra styrenheter.

Lagringsenheten kan t.ex. utgöras av en eller flera enheter i följande grupp: ROM (Read~Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory), EPROM (Erasable PROM), Flash~minne, EEPROM (Electrically Erasable PROM), hårddisk. Som ett alternativ till implementering av den föreliggande uppfinningen i den elektroniska styrenheten 151, kan den föreliggande uppfinningen, såsom omnämnts ovan, implementeras i nagon i fordonsstyrsystemet ingående lämplig elektronisk styrenhet.

Vidare regleras även ventilerna 140-145 av den elektroniska styrenheten 151 med hjälp av lämpliga styrsignaler som överförs till ventilmanöverorganen (visas ej) med hjälp av en lämplig kommunikationsmekanism, t.ex. en kommunikationsbuss.

Följaktligen, med hjälp av nivàgivarna 134-139 och reglering av ventilerna 140-145 pà grundval av de mottagna signalerna från nivàgivarna 134-139, kan fordonsfjädringens styvhet regleras (genom att variera trycket som tillförs de olika fjädringsmekanismerna (bälgarna) 114-119), liksom chassinivàn (höjden) med avseende på axlarna, på sådant sätt att t.ex. en ojämn lastfördelning kan kompenseras och fordonschassit alltid hållas pà en eftersträvad nivå med avseende pà axlarna. 10 15 20 25 30 532 åfiä Som omnämnts ovan, förekommer det likväl situationer där nivàregleringssystemet i enlighet med ovanstående beskrivning inte fungerar på ett helt tillfredsställande sätt. En sådan situation är vid retardation av fordonet genom inbromsning.

Detta kan exemplifieras med hänvisning till figurerna ZA-C. I fig. 2A avbildas ett nivåreglerat fordon 200 som färdas med konstant hastighet. Som framgår av figuren regleras fordonschassit på sådant sätt att det i allt väsentligt är parallellt med underlaget 201 på vilket fordonet 200 färdas.

Av figuren framgår också fordonets 200 tyngdpunkt 202.

Om föraren väljer att retardera fordonet tills det stannar applicerar denne bromsarna, t.ex. via en nedtryckt bromspedal (eller någon annan alternativ lämplig bromsanordning. Det bör noteras att det specifika bromssystem som används för retardering av fordonet inte är kritiskt för den föreliggande uppfinningen. Det kan också tänkas att fordonet, om så av någon anledning befinns vara lämpligt, automatiskt kan retarderas tills det stannar, dvs. utan att föraren vidtar någon bromsapplicerande åtgärd). Som omnämnts ovan, när bromspedalen trycks ned, uppstår en kraft Fl (Se fig. 2B) i en riktning motsatt fordonets färdriktning i kontaktpunkten mellan fordonets däck och underlaget. Denna kraft motverkas av fordonets tröghet, vilken kan ses som en kraft F2 i fordonets rörelseriktning och utgående från fordonets tyngdpunkt.

Höjdskillnaden H mellan fordonets tyngdpunkt och underlaget kommer, i sin tur, ge upphov till en rotationsrörelse med rotationscentrum i punkten 203, där styrhjulen har kontakt med underlaget, vilket följaktligen resulterar i en minskning av trycket på bakaxeln och den fasta axeln och en ökning av trycket på styraxeln.

Följaktligen kommer trycket på fjädringsmekanismernas bälgar vid styraxeln utsättas för en större kraft under det att de 10 15 20 25 30 532 418 alltjämt är trycksatta med ett bestämt tryck, med resultatet att bälgarna kommer att pressas längre ned över bälgstödet.

Som en konsekvens av detta kommer avståndet mellan fordonschassit och styraxeln att minska, samtidigt som avståndet mellan bakaxeln/den fasta axeln och fordonschassit ökar till följd av det minskade trycket som verkar pà bakaxeln/den fasta axeln.

Som ett resultat av detta kommer fordonet, i stället för att bibehålla sin position i allt väsentligt parallellt med underlaget som i fig, 2A, under retardationen att ha positionen som avbildas i fig. ZB, dvs. framätlutande.

När fordonet stannat upp helt kommer denna position, i alla fall initialt, att i allt väsentligt bestå. Fordonet kommer att resa sig nágot till följd av den minskade kraften pä styraxeln när den därpå verkande kraften i form av fordonets tröghet upphör. Fordonet kommer emellertid inte att àtergà till den ursprungliga nivàpositionen. Anledningen till detta är att när trycket på styraxeln ökar försöker systemet att bibehålla trycket i bälgen pà ett visst värde och följaktligen kommer luft att släppas ut ur bälgen (eller en tryckavlastningsventil som reglerar den aktuella bälgen) i och med att bälgen trycks ned över bälgstödet. Som en konsekvens av detta kommer trycket i bälgen att ligga på en lägre nivä när fordonet har stannat helt och det ökade styraxeltrycket minskar och av den anledningen kommer fordonet att fortsatt luta framåt.

Däremot, om fordonets nivàregleringssystem aktiveras under retardation kommer nívàregleringssystemet, som ett svar pá det ökade trycket pä styraxeln, att försöka öka trycket i fjädringsmekanismernas ll4, ll5 bälg för att pà så sätt höja fordonets front. Följaktligen, när fordonet stannat helt 10 15 20 25 30 532 ÖMB 10 kommer bälgtrycket inte, som ovan, att vara lägre än det initiala trycket, utan i stället ha ökat, med resultatet att i stället för att luta framåt som i fig. ZB eller vara i nivá som i fig. 2A så kommer fordonet att ha positionen som avbildas i fig. 2C, dvs. med höjd front.

Nivàregleringssystemet kommer sedan återigen att sänka fordonet till eftersträvad position.

Sammantaget, inget av ovanstående tillvägagångssätt tillhandahåller en helt tillfredsställande nivàreglering. I enlighet med den föreliggande uppfinningen tillhandahålls emellertid en metod att reglera nivàn för ett fordon under inbromsning som åtminstone lindrar det ovan beskrivna problemet. Den föreliggande uppfinningen är tillämplig i ett fordon motsvarande figurerna A~B, och kommer att exemplifieras med hänvisning till figur 3, i vilken ett flödesdiagram visar ett typiskt utförande av den föreliggande uppfinningen.

Metoden startar i steg 301, där det fastställs om fordonsbromsen är applicerad, t.ex. via en nedtryckt bromspedal. Så länge bromsarna inte är applicerade stannar metodförloppet kvar i steg 301 där nivàregleringen är aktiverad och upprätthåller nivån i enlighet med något eftersträvat nivàriktvärde, t.ex. horisontellt. Däremot, om bromsarna appliceras, vilket t.ex. kan fastställas genom att förse den elektroniska styrenheten 151 med givarsignaler som representerar en nedtryckt bromspedal, fortsätter metodförloppet till steg 302. I steg 302 avaktiveras nivàregleringen och metodförloppet fortsätter till steg 303. I steg 303 fastställs om fordonshastigheten är lika med noll. Om fordonshastigheten inte är lika med noll, dvs. om fordonet fortfarande befinner sig i rörelse, stannar metodförloppet kvar i steg 303. Däremot, om fordonshastigheten är lika med noll, fortsätter metodförloppet till steg 304. 10 15 20 25 30 532 åflâß ll I steg 304 fastställs om fordonshastigheten är lika med noll samt om bromsarna fortfarande är applicerade. Om villkoren inte är uppfyllda återgår metodförloppet till steg 301.

Däremot, om villkoren är uppfyllda startar en timer och metodförloppet fortsätter till steg 305, där det fastställs om en viss tidsperiod har förflutit. Metodförloppet stannar kvar i steg 305 så länge timern inte har löpt klart. När timern har löpt klart, t.ex. efter 0,1; 0,5; 1; 2 eller 3 sekunder, fortsätter metodförloppet till steg 306, där nivàregleringen återigen aktiveras, varpå metodförloppet avslutas i steg 307 (eller, alternativt, återgår till steg 301).

Den föreliggande uppfinningen har den fördelen att genom att detektera när fordonet har stannat helt och sedan avvakta en förutbestämd tidsperiod, kan förändringar av fjädringssystemet till följd av minskad belastning pà styraxeln så snart retardationen har fullföljts inträffa innan nivàregleringssystemet aktiveras, med resultatet att ingen överkompensation kommer att utföras.

Detta exemplifieras i fig. 4 som avbildar ett diagram där fordonshastighet (streckat) och fordonsnivä (heldraget) representeras som en funktion av tiden. Vid t = tl påbörjas en retardation som upphör vid t = t3, då fordonet har stannat helt. När retardationen påbörjas, vid t = tl, börjar fordonsnivån (mätt vid styraxeln) att minska från en eftersträvad riktnivå Ll av ovanstående skäl. Vid t = t2 när nivàminskningen ett ”jämviktsläge” L2, som orsakas av retardationen (som här antas vara konstant). När fordonet har stannat, vid t = t3, höjs nivån något till en mellanliggande nivå L3, till följd av minskningen av axeltrycket (styraxeln) i enlighet med beskrivningen ovan. Vid t = t4 aktiveras nivàregleringen igen, varpå fordonsnivån regleras till den eftersträvade riktnivàn Ll. 10 15 532 418 l2 Tidsperioden t som metoden är avpassad att avvakta när fordonet har stannat sätts med fördel till ett värde som medger förändringar i fjädringssystemet (dvs. niváförändringen frän L2 till L3 i fig. 4) innan nivåregleringen påbörjas.

Följaktligen, tidsperioden t kan sättas till olika värden för olika fordon och även till olika värden beroende på den aktuella fordonslasten.

Vidare, hittills har den föreliggande uppfinningen beskrivits avseende ett fordon med specifik typ av nivàreglerings~ eller fjädringssystem. Naturligtvis är det tänkbart att den föreliggande uppfinningen är tillämplig i fordon utrustade med andra typer av nivàregleringssystem, t.ex. hydrauliska nivàregleringssystem innefattande exempelvis hydraulcylindrar för reglering av fordonsnivàn, och/eller niváregleringssystem som är skilda från fordonets fjädringssystem. Det är även tänkbart att fordonet kan vara ett släp.

Claims (13)

10 15 20 25 532 Åfiß 13 Patentkrav

1. l. En metod för niväreglering av ett fordonschassi med avseende på minst en fordonsaxel, där nämnda fordon innefattar ett niváregleringssystem för fordon, där nämnda nivàregleringssystem avaktiveras under retardation, och där metoden innefattar stegen att: - när fordonet har stannat och fordonets bromsanordning fortfarande är applicerad, àteraktivera niváregleringssystemet efter en första tidsperiod, och - vid àteraktivering av nämnda niváregleringssystem, jämföra fordonets chassinivà med en eftersträvad riktnivà med avseende pà minst en axel, samt öka och/eller minska fordonets chassinivà med avseende pà nämnda minst en axel baserat pà nämnda jämförelse, så att fordonsnivàn i allt väsentligt blir lika med nämnda eftersträvade riktnivá.

2. Metod i enlighet med krav l, kännetecknad av att steget avseende detektering av applicerad fordonsbroms, består av ett steg för detektering av att en förarmanövrerad bromsanordning, såsom en nedtryckt bromspedal, är aktiverad.

3. Metod i enlighet med något av kraven l-2, kännetecknad av att nämnda första tidsperiod utgörs av minst något alternativ i följande grupp: 0,1 sekunder, 0,5 sekunder, 1 sekund, 2 sekunder.

4. Metod i enlighet med nàgot av kraven 1-3, kännetecknad av att steget avseende detektering av att fordonet har stannat innefattar en detektering av att fordonshastigheten är noll.

5. Metod i enlighet med något av kraven 1-4, kännetecknad av att nämnda ökning och/eller minskning av fordonets chassinivà med avseende på nämnda minst en axel, består av att öka 10 15 20 25 532 ÄÅB 14 och/eller minska trycket i en eller flera nivàreglerande mekanismer.

6. Ett nivàregleringssystem för reglering av nivàn för ett fordonschassi med avseende pá minst en fordonsaxel, där nämnda nivàregleringssystem avaktiveras under retardation, och där systemet innefattar: - en anordning för detektering av att fordonet har stannat, - en anordning för detektering av att en fordonsbroms är applicerad, - en anordning för, när fordonet har stannat och fordonets bromsanordning fortfarande är applicerad, áteraktivering av nivàregleringssystemet efter en första tidsperiod, och - en anordning för, vid àteraktiveríng av nivàregleringssystemet, jämförelse av fordonets chassinivà med en eftersträvad riktnivà med avseende på minst en axel, samt ökning och/eller minskning av fordonets chassinivá med avseende pà nämnda minst en axel baserat på nämnda jämförelse, så att fordonsnivàn i allt väsentligt blir lika med nämnda eftersträvade riktnivà.

7. System i enlighet med krav 6, kånnetecknat av att nämnda anordning för detektering av applicerad fordonsbroms, består av en anordning för detektering av att en förarmanövrerad bromsanordning, såsom en bromspedal, är aktiverad.

8. System i enlighet med nàgot av kraven 6-7, kännetecknat av att nämnda fordonsbroms utgörs av fordonets färdbroms.

9. System i enlighet med något av kraven 6-8, kännetecknat av att nämnda första tidsperiod utgörs av minst något alternativ i följande grupp: 0,1 sekunder, 0,5 sekunder, l sekund, 2 sekunder. 10 532 418 15

10. System i enlighet med något av kraven 6-9, kännetecknat av att nämnda detektering av att fordonet har stannat utgörs av en detektering att fordonshastigheten är noll.

11. ll. System i enlighet med något av kraven 6-10, kânnetecknat av att nämnda nivàregleringssystem utgörs av ett pneumatiskt eller hydrauliskt nivàregleringssystem.

12. System i enlighet med något av kraven 6-ll, kânnetecknat av att nämnda axel eller axlar utgörs av minst nàgot alternativ i följande grupp: styraxel, drivaxel, stödaxel.

13. Fordon, kännetecknat av att det innefattar ett system i enlighet med något av kraven 6-12.