WO2005105486A1 - Verfahren zur niveaueinstellung eines fahrzeugs - Google Patents

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WO2005105486A1
WO2005105486A1 PCT/EP2005/004364 EP2005004364W WO2005105486A1 WO 2005105486 A1 WO2005105486 A1 WO 2005105486A1 EP 2005004364 W EP2005004364 W EP 2005004364W WO 2005105486 A1 WO2005105486 A1 WO 2005105486A1
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vehicle
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correction value
value
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Peter Baumann
Giovanni Crapanzano
Martin Glöckner
Thomas Markovic
Helmut Schuler
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Daimlerchrysler Ag
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Definitions

  • the invention relates to a method for adjusting the level of the body of a vehicle, in particular a truck.
  • level regulation should be understood to mean all methods in which the normal level of a vehicle is to be set.
  • the level of a motor vehicle is to be understood, for example, as the vertical distance between the vehicle frame and a reference level, in particular the roadway level.
  • the normal level of a vehicle denotes the level typical of the vehicle in the case of an unloaded vehicle under operating conditions.
  • the level of a vehicle body is adjusted relative to the level of the road surface on which the vehicle is located, with corresponding level actuators being assigned to the respective vehicle wheels.
  • a level adjustment is used, for example, to ensure that the position between vehicle body and road surface.
  • Such level control results in advantages in the structural design of the spring stiffness of the vehicle suspension.
  • the constant ground clearance also results in constant camber and toe values on the vehicle axles, which are independent of the vehicle load, which results in improved driving dynamics properties.
  • a functional device for level regulation first of all requires reference levels for the device for level regulation.
  • this is the maximum and minimum vehicle level specified by the construction of the vehicle body and the normal level. While the maximum and minimum vehicle level is determined by the construction of the vehicle body itself, the normal level must be set and adjusted. This is typically done by the manufacturers of the vehicles themselves, so that in the case of new vehicles, the vehicle body is already calibrated to the normal level and therefore no recalibration is required.
  • the re-calibration process is typically carried out in a workshop.
  • so-called calibration blocks are to be used in the workshop, which are clamped, for example, between the vehicle body and the axle and are thus intended to establish a predetermined, calibrated normal level.
  • a calibration block is a spacer specifically calibrated for a particular vehicle type, which does justice to the construction and mass of this vehicle type and is therefore intended to produce a distance between the vehicle body and the axle that is precisely tailored to this vehicle type. Different calibration blocks are therefore used for different vehicle types.
  • the present invention has for its object to ensure a reliable calibration of the level of a vehicle.
  • a method for level adjustment of the structure of a vehicle in particular a truck, is provided, in which a first calibration process is first carried out, in which an upper and a lower reference level are determined, and in which a second calibration process is used to determine the normal level of the vehicle structure with the following procedural steps:
  • the idea of the present invention is to dispense with the method step for calibrating and thus for setting the normal level of a vehicle using so-called calibration blocks and to carry out this setting fully automatically using a control device. In this way, the entire calibration process and thus the level control is easier and therefore more reliable.
  • the use of calibration blocks can thus be dispensed with, as a result of which the method according to the invention is distinguished by a high level of security when setting a normal level.
  • the method according to the invention also makes it possible for the driver to be able to shift the normal level in a certain range, the so-called adjustment range. All that is required is a correction factor, via which the normal level is shifted up or down depending on the sign of the correction factor.
  • a correction factor via which the normal level is shifted up or down depending on the sign of the correction factor.
  • an operator of the vehicle for example, the Motor vehicle driver, a first correction value is specified. This first correction value is taken into account together with the difference value and the reference level used in each case for the determination of the normal level.
  • the normal level is shifted upwards in the case of a positive correction value and the normal level is shifted downwards in the case of a negative correction value. In this way, the driver can adjust the driving level and thus the normal level within a certain range.
  • the lower reference level is used to determine the difference value.
  • an upper reference level for determining the difference value.
  • the vehicle frame or its structure is raised to an upper stop during the calibration process for determining the upper reference level.
  • This upper stop is typically formed by the shock absorber of a vehicle wheel or a wheel axle.
  • the level of the vehicle at which the body reached the shock absorber's stop forms the upper reference level. This upper reference level is saved.
  • the vehicle frame of the vehicle is lowered to a stop of the vehicle frame during the calibration process for determining the lower reference level.
  • this stop is typically formed by the buffer of a wheel or its wheel axle.
  • the level of the vehicle at which the body reaches the bottom stop has the lower reference level. This lower reference level is also saved.
  • the determination of the upper reference level is carried out before the determination of the lower reference level, since the so-called zero bar setting for the calibration of any pressure sensors that may be present can then be carried out afterwards.
  • the lower reference level is initially determined.
  • a predetermined adjustment range is provided for setting the first correction value.
  • the first correction value can be set within this predetermined adjustment range.
  • the predetermined adjustment range is smaller than the sum of the upper and lower difference values, the respective difference values resulting from the corresponding upper and lower reference levels with respect to the target value of the normal level.
  • the first correction value can be set by the operator within this adjustment range.
  • the adjustment range is significantly smaller than the sum of the differential values, since, due to the design and the device for level regulation and level adjustment, setting the level over a very large range is extremely complex and technically very difficult to achieve and, moreover, due to the changes that result as a result Driving characteristics are also often undesirable.
  • the pressure sensors are calibrated for the measurement of a load on the motor vehicle following the determination of the upper and lower reference levels. Then the Loading of the vehicle can be measured using the pressure sensors calibrated in this way. Additionally or alternatively, the loading of the vehicle can also be determined by the operator of the vehicle himself - for example by estimation.
  • a second correction value is determined, which is derived, for example, from the measured and / or the load on the vehicle determined by the operator.
  • This second correction value thus takes into account the loading of the vehicle. Therefore, to determine the normal level of the vehicle in the event of a load, this second correction value for the load must also be taken into account.
  • the sum of the difference value, the corresponding reference level used for this reference value and the first and second correction value is formed for the normal level.
  • the sign of the respective correction values must also be taken into account here, i.e. in the case of a positive correction value this is to be used in addition to the difference value and the reference level and in the case of a negative correction value this is to be subtracted from the values just mentioned.
  • a characteristic curve for the rubber buffer is used to determine the second correction value.
  • This characteristic curve shows the path-dependent change in the rubber buffer as a function of the loading of the vehicle.
  • This characteristic curve for the rubber buffer can additionally or alternatively be taken into account for the determination of the second correction value and thus for the setting of the adjustable normal level.
  • the figure shows a schematic representation to illustrate the method according to the invention. Various levels are designated in the figure, which will be briefly explained below.
  • Reference number 1 denotes the level of the road.
  • a vehicle moving on this roadway level 1, for example a truck, has a normal level 2.
  • This normal level 2 which is often also referred to as the normal level or vehicle level, denotes a level of a vehicle body that is typically specified by the vehicle manufacturer and is set at the factory. Due to the design, there is also an upper, maximum level 3 for each vehicle, which denotes the shock absorber stop of a vehicle. In addition, there is also a lower, minimum level 4, which denotes the stop of the vehicle body on the buffer 5 of a vehicle.
  • the distance between lower level 4 and normal level 2 gives a first difference value ⁇ l, the difference between normal level 2 and upper level 3 gives a second difference value ⁇ 2.
  • the difference values ⁇ l and ⁇ 2 are essentially the same size, but this is not necessarily necessary. Rather, the two difference values ⁇ l, ⁇ 2 typically differ from one another.
  • the driver of a motor vehicle can adjust the normal level 2 over a specific adjustment range, which is designated ⁇ 3 in the figure.
  • the driver of the motor vehicle for example, specifies a correction value K1, K2, which is in the adjustment range ⁇ 3, for adjusting the normal level 3.
  • the motor vehicle user can suitably select the correction values K1, K2 within this adjustment range ⁇ 3.
  • a positive correction value K1 indicates an adjustment of normal level 2 away from road level 1 (ie upwards) and a negative correction value K2 indicates an adjustment of normal level 2 towards roadway level 1 (i.e. downwards).
  • the method according to the invention for calibrating and setting the levels 2, 3, 4 of a vehicle is explained below using an example.
  • the method according to the invention is divided into a first calibration process and a second calibration process, which are briefly described below.
  • the frame of the vehicle is lowered to the buffer.
  • the upper and the lower reference level are stored in a storage device specially provided for this purpose.
  • the first difference ⁇ l (and alternatively also the second difference ⁇ 2) is also stored in this memory device.
  • the first difference ⁇ l is typically specified by the manufacturer of a vehicle.
  • the first difference value ⁇ l also depends on the type of axle, ie whether the front axle or rear axle is considered.
  • the maximum adjustment range ⁇ 3 within which correction values K1, K2 can be set by the driver is also stored in the memory device.
  • a presetting of the correction value K1, K2, which can be specified by the driver of the vehicle, can also be stored in the memory device.
  • a characteristic curve of the rubber buffer 5, which is a function of the loading of the vehicle, can be used in order to derive a correction value K3 of the rubber buffer 5 in the event of a loading.
  • the calculation algorithm for the second calibration process to determine the normal level is as follows: 1.
  • the correction factor K1, K2 is preset by the driver of the vehicle or set on the basis of the stored preset.
  • the frame of the vehicle is then set to the normal level 2, 2 'determined in this way.
  • the figure also shows a rubber buffer 5, which is indicated only schematically by reference numeral 5.
  • the rubber buffer 5 experiences a deformation in the direction of roadway level 1, with the result that normal level 2 shifts in this direction.
  • the pressure P on the rubber buffers is indicated in the figure by arrows directed vertically onto the rubber buffer.
  • the shift in normal level 2 in the direction of road level 1 is taken into account by using a further correction value K3.
  • the correction value K3 can be determined automatically, for example by means of sensors provided for this purpose. For this purpose, the load on the vehicle is first measured using pressure sensors.
  • the further correction value K3 is determined, which takes into account a deformation of the rubber buffer 5 in the case of loading and thus a shift of the lower level in the direction of the road level 1.
  • the correction value K3 has a negative sign since this is always associated with a change in the normal level in the direction of the road level 1.
  • this correction value K3 can also be derived on the basis of a known characteristic curve for the deformation of the rubber buffer 5 as a function of the load.
  • the operator of the vehicle can manually enter the loading state, for example empty vehicle, partially loaded vehicle, fully loaded vehicle (and possibly further subdivisions) and derive the correction value K3 for the rubber buffer 5 therefrom.
  • the normal level 2 is then calculated by adding the lower level 4, the first difference value ⁇ l and the correction value K3 (provided with a negative sign).
  • the invention is not limited exclusively to use in a truck, but can also advantageously be used in the level adjustment and calibration of a passenger car or any other vehicle.
  • the roadway level does not necessarily have to be used as the reference point for determining the normal level, although this is a useful reference level.
  • Any reference plane would be conceivable here, for example also the plane of the vehicle body or the vehicle frame.
  • the invention has been described in the determination of the normal level based on the lower reference level. Additionally or alternatively, the use of the upper reference level would also be conceivable. If both reference levels are used to determine the normal level, the latter can also be verified very easily, so that an additional plausibility check of the determined result for the normal level is possible here.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Niveaueinstellung des Aufbaus eines Fahrzeugs, insbesondere eines Lastkraftwa­gens, bei dem zunächst ein erster Kalibriervorgang durchge­führt wird, bei dem ein oberes und ein unteres Referenzniveau ermittelt werden, und dem sich zur Ermittlung des normalen Niveaus des Fahrzeugsaufbaus ein zweiter Kalibriervorgang mit folgenden Verfahrensschritten anschließt: a) Vorgeben zumindest eines ersten Differenzwertes, der eine Differenz zwischen einem der Referenzniveaus und einem Sollwert des normalen Niveaus bezeichnet; b) Berechnen des normalen Niveaus aus der Summe des ersten Differenzwertes und des für den ersten Differenzwert ver­wendeten Referenzniveaus; c) Einstellen des normalen Niveaus des Fahrzeugsaufbaus auf den berechneten Wert dieses normalen Niveaus.

Description

Verfahren zur Niveaueinsteilung eines Fahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Niveaueinstellung des Aufbaus eines Fahrzeugs, insbesondere eines Lastkraftwagens .
Obgleich die Erfindung nachfolgend für Lastkraftfahrzeuge erläutert wird, sei sie nicht darauf beschränkt, sondern auf beliebige Kraftfahrzeuge oder auch beliebige Fahrzeuge im Allgemeinen vorteilhaft anwendbar.
Unter Verfahren zur Niveauregulierung seien nachfolgend sämtliche Verfahren zu verstehen, bei denen das normale Niveau eines Fahrzeuges eingestellt werden soll . Unter dem Niveau eines Kraftfahrzeuges sei zum Beispiel der vertikale Abstand des Fahrzeugrahmens gegenüber einem Referenzniveau, insbesondere der Fahrbahnebene, zu verstehen. Das normale Niveau eines Fahrzeuges bezeichnet das fahrzeugtypische Niveau im Falle eines unbeladenen Fahrzeuges unter Betriebsbedingungen.
Typischerweise wird eine Niveauverstellung eines Fahrzeugauf- baus relativ zur Fahrbahnebene, auf der sich das Fahrzeug befindet, vorgenommen, wobei entsprechende Niveaustellglieder den jeweiligen Fahrzeugrädern zugeordnet sind. Eine Niveauverstellung wird beispielsweise dazu verwendet, unabhängig von der Fahrzeugbeladung stets einen möglichst konstanten Ab- stand zwischen Fahrzeugaufbau und Fahrbahn einzuregeln. Durch eine solche Niveauregulierung ergeben sich Vorteile bei der konstruktiven Auslegung der Federsteifigkeit der Fahrzeugfederung. Durch die konstante Bodenfreiheit ergeben sich zudem gleichbleibende, von der Fahrzeugbeladung unabhängige Sturz- und Spurwerte an den Fahrzeugachsen, woraus verbesserte fahrdynamische Eigenschaften resultieren.
Derartige Einrichtungen zur Niveauregulierung eines Kraftfahrzeuges sowie deren Funktionsweise sind in vielen Ausführungsformen und Varianten allgemein bekannt und bedürfen daher keiner weiteren Erläuterung. Lediglich zum allgemeinen Hintergrund solcher Einrichtungen zur Niveauregulierung sei auf die deutschen Offenlegungsschriften DE 199 04 908 AI und DE 39 24 228 AI sowie die europäische Patentschrift EP 0 414 678 Bl verwiesen.
Eine funktionsfähige Einrichtung zur Niveauregulierung setzt zunächst einmal Referenzniveaus für die Einrichtung zur Niveauregulierung voraus. Insbesondere handelt es sich dabei um das durch die Konstruktion des Fahrzeugaufbaus vorgegebene maximale und minimale Fahrzeugniveau sowie das normale Niveau. Während das maximale und minimale Fahrzeugniveau durch die Konstruktion des Fahrzeugaufbaus selbst bestimmt ist, muss das normale Niveau festgelegt und eingestellt werden. Dies geschieht typischerweise von den Herstellern der Fahrzeuge selbst, so dass bei neuen Fahrzeugen bereits eine Kalibrierung des Fahrzeugaufbaus auf das normale Niveau vorliegt und somit keine Nachkalibrierung erforderlich ist.
Dennoch ist bisweilen eine Nachkalibrierung des normalen Niveaus erforderlich, da sich dieses mit der Zeit, beispielsweise aufgrund von Materialermüdung oder Austausch von Kompo- nenten des Kraftfahrzeuges, verändert haben kann oder sich durch unsachgemäße Handhabung verstellen kann.
Der Vorgang des Nachkaiibrierens erfolgt typischerweise in einer Werkstatt. Für diesen Vorgang des Nachkaiibrierens sollen werkstattseitig so genannte Kalibrierklötze verwendet werden, die beispielsweise zwischen dem Fahrzeugaufbau und der Achse eingeklemmt werden und damit ein vorgegebenes, kalibriertes normales Niveau festlegen sollen. Bei einem Kalibrierklotz handelt es sich um einen für einen jeweiligen Fahrzeugtyp spezifisch geeichten Abstandshalter, der eben der Konstruktion und der Masse dieses Fahrzeugtyps gerecht wird und damit einen eben auf diesen Fahrzeugtyp zugeschnitten Abstand zwischen Fahrzeugaufbau und Achse herstellen soll . Für unterschiedliche Fahrzeugtypen werden daher auch unterschiedliche Kalibrierklötze verwendet.
Zum Kalibieren und damit zum Einstellen des normalen Niveaus eines Fahrzeuges sind damit eine der Anzahl der Räder entsprechende Anzahl an Kalibrierklötzen erforderlich. Problematisch daran ist, dass werkstattseitig häufig nicht mit den fahrzeugtypischen, geeichten Kalibrierklötzen gearbeitet wird, zumal ein vollständiger Satz dieser Kalibrierklötze relativ teuer ist. Sehr häufig wird hier auch nicht zwischen den unterschiedlichen Fahrzeugtypen unterschieden, sondern es wird ein oder auch mehrere Kalibrierklötze für alle vorhandenen Fahrzeugtypen verwendet. Sehr häufig werden auch nichtgeeichte Kalibrierklötze verwendet, die von der Werkstatt selbst hergestellt werden, zum Beispiel zuges gte Holzklötze.
Problematisch daran ist, dass diese zugesägten Holzklötze zum einen nicht exakt den geeichten Kalibrierklötzen entsprechen und zum anderen sich typischerweise auch untereinander unterscheiden. All dies hat zur Folge, dass das Nachkalibrieren zur Ermittlung des normalen Niveaus eines Fahrzeuges nicht ordnungsgemäß durchgeführt wird, mit der Folge, dass das ermittelte und eingestellte normale Niveau nicht dem Sollwert des normalen Niveaus entspricht. Das nicht ordnungsgemäße Kalibrieren des normalen Niveaus eines Fahrzeuges hat zur Folge, dass sich die Fahrzeugeigenschaften ungünstiger gestalten.
Hinsichtlich eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Kalibrieren einer elektronischen Niveauregelungsanlage eines Fahrzeugluftfederungssystems sei in diesem Zusammenhang noch auf die europäische Patentschrift EP 409 829 Bl verwiesen.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verlässliches Kalibrieren des Niveaus eines Fahrzeuges zu gewährleisten.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Demgemäß ist ein Verfahren zur Niveaueinstellung des Aufbaus eines Fahrzeugs, insbesondere eines Lastkraftwagens, vorgesehen, bei dem zunächst ein erster Kalibriervorgang durchgeführt wird, bei dem ein oberes und ein unteres Referenzniveau ermittelt werden, und dem sich zur Ermittlung des normalen Niveaus des Fahrzeugsaufbaus ein zweiter Kalibriervorgang mit folgenden Verfahrensschritten anschließt:
(a) Vorgeben zumindest eines ersten Differenzwertes, der eine Differenz zwischen einem der Referenzniveaus und einem Sollwert des normalen Niveaus bezeichnet;
(b) Berechnen des normalen Niveaus aus der Summe des ersten Differenzwertes und des für den ersten Differenzwert verwendeten Referenzniveaus; (c) Einstellen des normalen Niveaus des Fahrzeugsaufbaus auf den berechneten Wert dieses normalen Niveaus.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Erkenntnis besteht darin, dass ein sehr großer Unsicherheitsfaktor beim Kalibrieren dadurch entsteht, dass diese Kalibrierung nicht ordnungsgemäß durchgeführt wird, da das dafür vorgesehene Kalibrierungsgerät sehr häufig nicht vorhanden ist oder nicht bestimmungsgemäß verwendet wird.
Die Idee der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, auf den Verfahrensschritt zum Kalibrieren und damit zum Einstellen des normalen Niveaus eines Fahrzeuges unter Verwendung so genannter Kalibrierklötze zu verzichten und diese Einstellung vollautomatisch unter Verwendung einer Steuereinrichtung vorzunehmen. Auf diese Weise wird der gesamte Kalibriervorgang und damit die Niveauregulierung einfacher und damit prozesssicherer. Auf die Verwendung von Kalibrierklδtzen kann damit verzichtet werden, wodurch sich das erfindungsgemäße Verfahren durch eine hohe Sicherheit bei der Einstellung eines normalen Niveaus auszeichnet.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie der Zeichnung unter Berücksichtigung der Beschreibung.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es ferner möglich, dass der Fahrer die Möglichkeit erhält, das normale Niveau in einem bestimmten Bereich, dem so genannten Verstellbereich, zu verschieben. Hierzu ist lediglich ein Korrekturfaktor erforderlich, über den das normale Niveau je nach Vorzeichen des Korrekturfaktors nach oben oder nach unten verschoben wird. In einer sehr vorteilhaften Ausgestaltung wird durch eine Bedienperson des Fahrzeugs, beispielsweise durch den Kraftfahrzeugführer, ein erster Korrekturwert vorgegeben. Dieser erste Korrekturwert wird zusammen mit dem Differenz- wert und des jeweils verwendeten Referenzniveaus für die Bestimmung des normalen Niveaus mit berücksichtigt. Für die Fahrbahnebene als Referenzwert wird im Falle eines positiven Korrekturwertes das normale Niveau nach oben und im Falle eines negativen Korrekturwertes wird das normale Niveau nach unten verschoben. Auf diese Weise kann der Fahrer das Fahrniveau und damit das normale Niveau innerhalb eines gewissen Bereichs selbst einstellen.
In einer typischen Ausgestaltung wird zur Ermittlung des Differenzwertes das untere Referenzniveau verwendet . Denkbar wäre selbstverständlich zusätzlich oder alternativ ein oberes Referenzniveau für die Bestimmung des Differenzwertes zu verwenden.
In einer typischen Ausgestaltung wird bei dem Kalibriervorgang zur Ermittlung des oberen Referenzniveaus der Fahrzeugrahmen beziehungsweise dessen Aufbau bis zu einem oberen Anschlag angehoben. Dieser obere Anschlag wird typischerweise durch den Stossdämpfer eines Fahrzeugsrades beziehungsweise einer Radachse gebildet. Das Niveau des Fahrzeugs, bei dem der Aufbau den Anschlag des Stoßdämpfers erreicht hat, bildet damit das obere Referenzniveau. Dieses obere Referenzniveau wird abgespeichert.
In einer weiteren, typischen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei dem Kalibriervorgang zur Ermittlung des unteren Referenzniveaus der Fahrzeugrahmen des Fahrzeugs bis zu einem Anschlag des Fahrzeugrahmens abgesenkt . Dieser Anschlag wird bei einem Absenken typischerweise von dem Puffer eines Rades oder dessen Radachse gebildet . Das Niveau des Fahrzeuges, bei dem der Aufbau den unteren Anschlag erreicht hat, bildet das untere Referenzniveau. Dieses untere Referenzniveau wird ebenfalls abgespeichert.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Bestimmung des oberen Referenzniveaus vor der Bestimmung des unteren Referenzniveaus vorgenommen, da somit im Anschluss daran die so genannte Null-Bar Einstellung für die Kalibrierung gegebenenfalls vorhandener Drucksensoren erfolgen kann. Grundsätzlich wäre allerdings auch eine umgekehrte Reihenfolge denkbar, bei der also zunächst das untere Referenzniveau bestimmt wird.
In einer ebenfalls sehr vorteilhaften Ausgestaltung ist ein vorgegebener Verstellbereich für die Einstellung des ersten Korrekturwertes vorgesehen. Innerhalb dieses vorgegebenen Verstellbereiches lässt sich der erste Korrekturwert einstellen. Der vorgegebene Verstellbereich ist dabei kleiner als die Summe aus oberen und unteren Differenzwert, wobei sich die jeweiligen Differenzwerte aus dem entsprechenden oberen bzw. unteren Referenzniveau bezüglich des Sollwertes des normalen Niveaus ergeben. Innerhalb dieses Verstellbereiches ist der erste Korrekturwert von der Bedienperson einstellbar. Typischerweise ist der Verstellbereich deutlich kleiner als die Summe der Differenzwerte, da konstruktionsbedingt und bedingt durch die Vorrichtung zur Niveauregulierung und Niveaueinstellung eine Einstellung des Niveaus über einen sehr großen Bereich außerordentlich aufwändig und technisch sehr schwer zu realisieren ist und zudem bedingt durch die sich dadurch ergebenden veränderten Fahreigenschaften auch häufig nicht erwünscht ist .
In einer sehr vorteilhaften Ausgestaltung wird im Anschluss an die Bestimmung des oberen und des unteren Referenzniveaus eine Kalibrierung der Drucksensoren für die Messung einer Beladung des Kraftfahrzeuges vorgenommen. Anschließend kann die Beladung des Fahrzeuges mittels der so kalibrierten Drucksensoren gemessen werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Beladung des Fahrzeugs auch durch die Bedienperson des Fahrzeuges selbst - beispielsweise durch Abschätzung - bestimmt werden.
In einer sehr vorteilhaften Ausgestaltung wird ein zweiter Korrekturwert bestimmt, der zum Beispiel aus der gemessenen und/oder der von der Bedienperson bestimmten Beladung des Fahrzeuges abgeleitet wird. Dieser zweite Korrekturwert trägt somit der Beladung des Fahrzeuges Rechnung. Daher muss für die Bestimmung des normalen Niveaus des Fahrzeuges im Falle einer Beladung dieser zweite Korrekturwert für die Beladung mit berücksichtigt werden. Infolgedessen wird für dass normale Niveau die Summe aus dem Differenzwert, dem entsprechend für diesen Referenzwert verwendeten Referenzniveau sowie des ersten und zweiten Korrekturwertes gebildet. Auch hier ist jeweils das Vorzeichen der jeweiligen Korrekturwerte zu berücksichtigen, das heißt, im Falle eines positiven Korrekturwertes ist dieser additiv zu dem Differenzwert und dem Referenzniveau zu verwenden und im Falle eines negativen Korrekturwertes ist dieser von den eben genannten Werten abzuziehen.
In einer sehr vorteilhaften Ausgestaltung wird für die Bestimmung des zweiten Korrekturwertes eine Kennlinie für den Gummipuffer verwendet. Diese Kennlinie bildet die wegabhängige Veränderung des Gummipuffers als Funktion der Beladung des Fahrzeuges ab. Diese Kennlinie für den Gummipuffer kann zusätzlich oder alternativ für die Bestimmung des zweiten Korrekturwertes und damit für die Einstellung des einstellbaren normalen Niveaus mit berücksichtigt werden. Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der einzigen Figur der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert .
Die Figur zeigt eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens. In der Figur sind verschiedene Niveaus bezeichnet, die nachfolgend kurz erläutert werden sollen.
Mit Bezugszeichen 1 ist die Ebene der Fahrbahn bezeichnet. Ein sich auf dieser Fahrbahnebene 1 bewegendes Fahrzeug, beispielsweise ein Lastkraftwagen, weist ein normales Niveau 2 auf. Dieses normale Niveau 2, welches häufig auch als Normalniveau oder Fahrzeugniveau bezeichnet wird, bezeichnet ein typischerweise vom Fahrzeughersteller vorgegebenes Niveau eines Fahrzeugaufbaus, das werkseitig eingestellt wird. Konstruktionsbedingt existiert zu jedem Fahrzeug auch ein oberes, maximales Niveau 3, welches den Stossdämpferanschlag eines Fahrzeuges bezeichnet. Daneben existiert auch ein unteres, minimales Niveau 4, welches den Anschlag des Fahrzeugsaufbaus auf den Puffers 5 eines Fahrzeuges bezeichnet. Der Abstand zwischen unterem Niveau 4 und normalem Niveau 2 ergibt einen ersten Differenzwert Δl, der Unterschied zwischen dem normalen Niveau 2 und dem oberen Niveau 3 ergibt einen zweiten Differenzwert Δ2.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel seien alle eben genannten Werte der Niveaus 2 - 4 sowie Differenzwerte Δl, Δ2 jeweils bezogen auf die Fahrbahnebene 1 zu verstehen.
Zwar sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Figur die Differenzwerte Δl und Δ2 im Wesentlichen gleich groß, jedoch ist dies nicht notwendigerweise erforderlich. Vielmehr unter- scheiden sich die beiden Differenzwerte Δl, Δ2 typischerweise voneinander.
Neben den eben genannten, konstruktionsbedingten Werten und Größen kann der Fahrer eines Kraftfahrzeuges das normale Niveau 2 über einen bestimmten Verstellbereich, der in der Figur mit Δ3 bezeichnet ist, verstellen. Dabei wird von dem Fahrer des Kraftfahrzeuges zum Beispiel ein Korrekturwert Kl, K2 , der im Verstellbereich Δ3 liegt, zum Verstellen des normalen Niveaus 3 vorgegeben. Dabei kann der Kraftfahrzeugnutzer die Korrekturwerte Kl, K2 innerhalb dieses Verstellbereiches Δ3 geeignet wählen. Ein positiver Korrekturwert Kl bezeichnet eine Verstellung des normalen Niveaus 2 von der Fahrbahnebene 1 weg (also nach oben) und ein negativer Korrekturwert K2 bezeichnet eine Verstellung des normalen Niveaus 2 zu der Fahrbahnebene 1 hin (also nach unten) .
Wählt der Kraf fahrzeugnutzer zum Beispiel einen positiven Korrekturwert Kl, dann verschiebt sich das normale Niveau 2 also entsprechend nach oben, was in der Figur mit dem Pfeil angedeutet wurde. In der Figur ist dieser Zustand des normalen Niveaus 2' gestrichelt dargestellt. Insbesondere wird hier somit bezogen auf die Fahrbahnebene 1 der Wert des unteren Niveaus 4, der erste Differenzwert Δl und der Korrekturwert Kl miteinander addiert . Die Summe dieser Werte ergibt dann das veränderte normale Niveau 2 ' .
Wird ein negativer Korrekturwert K2 (Pfeil nach unten) gewählt, dann wird der Betrag dieses Korrekturwertes K2 von der Summe aus Differenzwert Δl und dem Wert des unteren Niveaus 4 abgezogen. Das sich dadurch ergebende veränderte normale Niveau 2 ' ' liegt damit unterhalb des normalen Niveaus 2 bezogen auf die Fahrbahnebene 1. In der Figur ist dieses veränderte normale Niveau 2'' ebenfalls gestrichelt dargestellt.
Nachfolgend sei das erfindungsgemäße Verfahren zum Kalibrieren und Einstellen der Niveaus 2, 3, 4 eines Fahrzeuges anhand eines Beispiels erläutert. Das erfindungsgemäße Verfahren unterteilt sich in einen ersten Kalibriervorgang und in einen zweiten Kalibriervorgang, die nachfolgend kurz beschrieben werden.
Erster Kalibriervorgang:
Bei dem Kalibrierverfahren werden die folgenden Verfahrensschritte zum Beispiel von einer Werkstatt vorgenommen:
1. Anheben des Rahmens (oder Aufbaus) eines Fahrzeuges, bis ein Anschlag des Stoßdämpfers erreicht wird.
2. Der dadurch gewonnenen Wert bildet das obere Niveau 3, welches als oberes Referenzniveau 3 abgespeichert wird.
3. Der Rahmen des Fahrzeuges wird bis auf den Puffer abgesenkt .
4. Der dadurch gewonnenen Wert bildet das untere Niveau 4, welches als unteres Referenzniveau 3 abgespeichert wird.
An dieser Stelle sei angemerkt, dass die beiden Verfahrensschritte 1. und 2. und die beiden Verfahrensschritte 3. und 4. auch miteinander vertauscht werden können, das heißt, das zunächst das untere Niveau 4 und erst anschließend das obere Niveau 3 bestimmt wird. Zweiter Kalibriervorgang:
Als Basis für den nachfolgenden zweiten Kalibriervorgang werden folgende Werte in einer Speichereinrichtung abgelegt :
Zunächst wird das obere und das untere Referenzniveau in einer eigens dafür bereitgestellten Speichereinrichtung abgelegt.
In dieser Speichereinrichtung ist auch die erste Differenz Δl (und alternativ zusätzlich auch die zweite Differenz Δ2) abgelegt. Die erste Differenz Δl wird typischerweise von dem Hersteller eines Fahrzeuges vorgegeben. Der erste Differenzwert Δl hängt zudem auch von der Art der Achse ab, das heißt ob die Vorderachse oder Hinterachse betrachtet wird.
Daneben wird auch der maximale Verstellbereich Δ3 , innerhalb der Korrekturwerte Kl, K2 vom Fahrer einstellbar sind, in der Speichereinrichtung abgelegt. Zusätzlich oder alternativ kann auch eine Voreinstellung des Korrekturwertes Kl, K2 , der von dem Fahrer des Fahrzeuges vorgebbar ist, in der Speichereinrichtung abgespeichert sein.
Zusätzlich oder alternativ kann auch eine Kennlinie des Gummipuffers 5, die eine Funktion der Beladung des Fahrzeuges ist, verwendet werden, um daraus einen Korrekturwert K3 des Gummipuffers 5 im Falle einer Beladung abzuleiten.
Ausgehend von den eben genannten Werten erfolgt der Berechnungsalgorithmus für den zweiten Kalibriervorgang zur Ermittlung des normalen Niveaus wie folgt : 1. Der Korrekturfaktor Kl, K2 wird vom Fahrer des Fahrzeuges voreingestellt oder anhand der abgespeicherten Voreinstellung eingestellt.
2. Aus dem jeweils eingestellten Korrekturfaktor Kl, K2 , dem unteren Niveau 4 und dem ersten Differenzwert Δl wird durch Addition das normale Niveau 2 beziehungsweise das entsprechend veränderte normale Niveau 2 ' , 2 ' ' berechnet .
3. Anschließend wird der Rahmen des Fahrzeuges auf das so ermittelte normale Niveau 2, 2' eingestellt.
4. Das so ermittelte normale Niveau 2 beziehungsweise das entsprechend veränderte normale Niveau 2 ' , 2 ' ' wird abgespeichert und steht somit für eine spätere Ermittlung dieser Niveaus 2, 2', 2'' wieder zur Verfügung.
Zweiter Kalibriervorgang unter Berücksichtigung einer Beladung:
Die Figur zeigt ferner einen mit Bezugszeichen 5 lediglich schematisch angedeuteten Gummipuffer 5. Im Falle einer Beladung des Fahrzeuges erfährt der Gummipuffer 5 eine Deformation in Richtung der Fahrbahnebene 1, mit der Folge, dass das normale Niveau 2 sich eben in diese Richtung verschiebt. Der Druck P auf die Gummipuffer ist in der Figur durch vertikal auf den Gummipuffer gerichtete Pfeile angedeutet . In einer Erweiterung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Verschiebung des normalen Niveaus 2 in Richtung der Fahrbahnebene 1 durch Verwendung eines weiteren Korrekturwertes K3 Rechnung getragen. Der Korrekturwert K3 kann automatisch, beispielsweise mittels eigens dafür vorgesehene Sensoren ermittelt werden. Hierzu wird zunächst mittels Drucksensoren die Beladung des Fahrzeuges gemessen wird. Daraus wird der weitere Korrekturwert K3 ermittelt, der einer Deformation des Gummipuffers 5 im Falle der Beladung und damit eine Verschiebung des unteren Niveaus in Richtung der Fahrbahnebene 1 Rechnung trägt . Der Korrekturwert K3 weist, da damit stets eine Veränderung des normalen Niveaus in Richtung der Fahrbahneben 1 verbunden ist, ein negatives Vorzeichen auf.
Zusätzlich kann dieser Korrekturwert K3 auch anhand einer bekannten Kennlinie für die Deformation des Gummipuffers 5 in Abhängigkeit von der Beladung abgeleitet werden.
Im Falle von Fahrzeugen ohne Drucksensoren kann der Bediener des Fahrzeuges den Beladungszustand, beispielsweise leeres Fahrzeug, teilbeladenes Fahrzeug, vollbeladenes Fahrzeug (und gegebenenfalls weitere Unterteilungen) manuell eingeben und daraus den Korrekturwert K3 für den Gummipuffer 5 ableiten.
Anschließend wird das normale Niveau 2 durch Addition des unteren Niveaus 4, des ersten Differenzwertes Δl sowie des (mit negativem Vorzeichen versehenen) Korrekturwertes K3 berechnet .
Abschließend sei noch vermerkt, dass sich für die verschiedenen Ausdrücke "Niveau", "Abstand", "Höhe" usw. kein gemeinsamer Begriff durchgesetzt hat. Gemeint ist stets der Abstand oder die Höhe bezogen auf ein jeweiliges Referenzniveau. Dieses wird bei der vorliegenden Erfindung typischerweise bezogen auf die Fahrbahn verwendet, jedoch wäre auch jedes andere Referenzniveau hierfür denkbar. Allerdings wären dann gegebe- nenfalls die Vorzeichen für die Berechnung des normalen Niveaus anzupassen.
Obgleich die vorliegende Erfindung vorstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, sei sie darauf nicht beschränkt, sondern lässt sich selbstverständlich auf mannigfaltige Art und Weise modifizieren.
So sei die Erfindung nicht ausschließlich auf die Verwendung in einem Lastkraftwagen beschränkt, sondern lässt sich vorteilhafterweise auch bei der Niveaureinstellung und Kalibrierung eines Personenkraftfahrzeugs oder einem beliebig anderen Fahrzeug einsetzen.
Darüber hinaus muss für die Ermittlung des normalen Niveaus nicht notwendigerweise als Bezugspunkt die Fahrbahnebene verwendet werden, wenngleich sich diese hier als Referenzebene anbietet. Denkbar wäre hier eine beliebige Referenzebene, beispielsweise auch die Ebene des Fahrzeugaufbaus oder des Fahrzeugrahmens .
Darüber hinaus wurde in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel die Erfindung bei der Ermittlung des normalen Niveaus anhand des unteren Referenzniveaus beschrieben. Denkbar wäre hier zusätzlich oder alternativ auch die Verwendung des oberen Referenzniveaus. Sofern beide Referenzniveaus zur Ermittlung des normalen Niveaus verwendet werden, lässt sich letzteres sehr einfach auch verifizieren, so dass hier eine zusätzliche Plausibilisierung des ermittelten Ergebnisses für das normale Niveau möglich ist.

Claims

DaimlerChrysler AGPatentansprüche
Verfahren zur Niveaueinstellung des Aufbaus eines Fahrzeugs, insbesondere eines Lastkraftwagens, bei dem zunächst ein erster Kalibriervorgang durchgeführt wird, bei dem ein oberes und ein unteres Referenzniveau (3, 4) ermittelt werden, und dem sich zur Ermittlung eines normalen Niveaus (2) des Fahrzeugsaufbaus ein zweiter Kalibriervorgang mit folgenden Verfahrensschritten anschließt: (a) Vorgeben zumindest eines ersten Differenzwertes (Δl) , der eine Differenz zwischen einem der Referenzniveaus (4) und einem Sollwert des normalen Niveaus (2) bezeichnet; (b) Berechnen des normalen Niveaus (2) aus der Summe des ersten Differenzwertes und des für den Differenzwert verwendeten Referenzniveaus (2); (c) Einstellen des normalen Niveaus (2) des Fahrzeugsauf- baus auf den berechneten Wert dieses normalen Niveaus (2) .
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Bedienperson des Fahrzeugs ein erster Korrekturwert (Kl, K2) für ein normales Niveau (2) vorgegeben wird, der im Verfahrensschritt (b) je nach Vorzeichen des erster Korrekturwertes (Kl, K2) zur Bestimmung eines geänderten normalen Niveaus (2 ' , 2 ' ' ) additiv oder subtraktiv mit berücksichtigt wird.
3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des ersten Differenzwertes (Δl) das untere Referenzniveau (4) verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Kalibriervorgang zur Ermittlung des oberen Referenzniveau (3) der Rahmen des Fahrzeugs bis zu einem Anschlag des Rahmens auf einen Stoßdämpfer angehoben wird und dass dieses Niveau des Fahrzeugs als oberes Referenzniveau (3) abgespeichert wird.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Kalibriervorgang zur Ermittlung des unteren Referenzniveaus (4) der Rahmen des Fahrzeugs bis zu einem Anschlag des Rahmens auf einen Puffer abgesenkt wird und dass dieses Niveau des Fahrzeugs als unteres Referenzniveau (4) abgespeichert wird.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung des oberen Referenzniveaus (3) vor der Bestimmung des unteren Referenzniveaus (4) vorgenommen wird.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorgegebener Verstellbereich (Δ3) , der kleiner ist als der doppelte erste Differenzwert (Δl) , für die Einstellung des ersten Korrekturwertes (Kl, K2) vorgesehen ist, und dass der erste Korrekturwert (Kl, K2) von der Bedienperson innerhalb des vorgegebenen Verstellbereichs (Δ3) einstellbar ist.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Anschluss an die Bestimmung des oberen und des unteren Referenzniveaus (3, 4) eine Kalibrierung der Drucksensoren für die Messung einer Beladung des Fahrzeugs vorgenommen wird.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beladung des Fahrzeugs mittels Drucksensoren gemessen wird.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beladung des Fahrzeugs durch die Bedienperson des Fahrzeuges vorgegeben wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass aus der gemessenen und/oder vorgegebenen Beladung ein zweiter Korrekturwert (K3) bestimmt wird, der ein Maß für die Beladung des Fahrzeugs ist, und dass aus der Summe des ersten Differenzwertes (Δl) , des für den ersten Differenzwert (Δl) verwendeten Referenzniveaus (4) , des ersten Korrekturwertes (Kl, K2) und des zweiten Korrekturwertes (K3) das normale Niveau (2, 2', 2'') berechnet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass für die Bestimmung des zweiten Korrekturwertes (K3) eine Kennlinie für den Gummipuffer (5) , die die wegabhängige Veränderung des Gummipuffer (5) als Funktion der Beladung angibt, vorgegeben wird und für die Einstellung des normalen Niveaus (2, 2', 2'') mitberücksichtigt wird.
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