DE102004021725A1 - Device and method for controlling a compressed air compensation in an air-suspension vehicle - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung eines Druckluftausgleichs bei einem luftgefederten Fahrzeug mit: mindestens zwei einer Achse des Fahrzeugs zugeordneten Luftfedereinrichtungen (1; 2), welche jeweils einer Fahrzeuglängsseite des Fahrzeugs zugeordnet sind und jeweils einen Luftfederbalg (3; 4) zum Tragen des Fahrwerks des Fahrzeugs aufweisen, einer Druckluftquelle (5) zum etwaigen Befüllen der Luftfederbälge (3; 4) der Luftfedereinrichtungen (1; 2) mit Luft über eine zugeordnete Ventileinrichtung (6) und mit mindestens einer der Ventileinrichtung (6) zugeordneten Drosseleinrichtung (7), welche zwischen den Luftfederbälgen (3; 4) der Luftfedereinrichtungen (1; 2) für einen Druckluftausgleich derselben angeordnet ist, wobei eine der mindestens einen Drosseleinrichtung (7) zugeordnete Schalteinrichtung (9) zum Schalten der Drosseleinrichtung (7) von einer Durchgangsstellung in eine Sperrstellung, und umgekehrt; und durch eine mit der Schalteinrichtung (9) verbundene zentrale Steuereinheit (10), welche aus ihr zugehenden Signalen eine Kurvenfahrt des Fahrzeuges erfasst und automatisch die Schalteinrichtung (9) für ein Schalten der mindestens einen Drosseleinrichtung (7) in die Sperrstellung während der Kurvenfahrt aktiviert.The present invention relates to an apparatus and a method for controlling a compressed air compensation in an air-suspended vehicle, comprising: at least two pneumatic spring devices (1, 2) assigned to an axle of the vehicle, each associated with a vehicle longitudinal side of the vehicle and each having an air spring bellows (3, 4) for carrying the chassis of the vehicle, a compressed air source (5) for possibly filling the air spring bellows (3; 4) of the air spring devices (1; 2) with air via an associated valve device (6) and at least one throttle device associated with the valve device (6) (7) which is arranged between the air spring bellows (3; 4) of the air spring devices (1; 2) for compressed air equalization thereof, wherein one of the at least one throttle device (7) associated switching device (9) for switching the throttle device (7) of a Passage position in a blocking position, and vice versa; and by a with the switching device (9) connected to the central control unit (10), which detects from their incoming signals cornering of the vehicle and automatically activates the switching device (9) for switching the at least one throttle device (7) in the locked position during cornering ,
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern eines Druckluftausgleiches bei einem luftgefederten Fahrzeug, insbesondere bei Bussen, Transportern, Lastwagen, oder dergleichen.The The present invention relates to an apparatus and a method for controlling a compressed air compensation in an air-sprung Vehicle, especially on buses, vans, trucks, or like.
Aktive und passive Sicherheitssysteme im Kraftfahrzeugbereich spielen eine immer größer werdende Rolle bei der Fortentwicklung von Fahrzeugen. Die Erwartungen der Kunden erfordern sowohl Leistungsfähigkeit und Komfort, gerichtet auf eine zunehmende Sicherheit für die Fahrzeuginsassen.active and passive safety systems in the automotive sector play a ever-increasing Role in the development of vehicles. The expectations of Customers require both efficiency and comfort, addressed on increasing security for the vehicle occupants.
Neben den passiven und aktiven Sicherheitssystemen, wie Airbag, Aufprallschutz und Gurtstraffer, gewinnt mehr und mehr die aktive Fahrsicherheit mit ihren immer größer werdenden Möglichkeiten an Bedeutung. Ziel der Entwicklung ist dabei ein Kontrollsystem, das die momentane Fahrsituation schnell erfasst und sofort in eine etwaige kritische Lage aktiv eingreifen bzw. dem Fahrer ein entsprechendes Signal für eine manuelle Änderung der Fahrsituation liefern kann. Die ersten Schritte einer aktiven Fahrzeugkontrolle sind dabei bereits mit dem ABS, dem ASR oder dem elektronischen Stabilitätsprogramm ESP gemacht worden.Next the passive and active safety systems, such as airbag, impact protection and belt tensioners, gaining more and more active driving safety with their ever-growing options in importance. The aim of the development is a control system that captures the current driving situation quickly and instantly into one any critical situation actively intervene or the driver a corresponding Signal for a manual change can provide the driving situation. The first steps of an active Vehicle control are already with the ABS, the ASR or the electronic stability program ESP has been made.
Es ist schon länger bekannt, dass bei Fahrzeugen mit hochliegendem Schwerpunkt und/oder geringer Spurbreite, z.B. Lastkraftwagen, Lastzügen, Bussen, Kleinbussen und Geländewagen, bei Kurvenfahrt mit großer Wankbewegung eine Kippgefahr besteht. Eine solche Kippgefahr wird durch unsachgemäße Beladung, beispielsweise extrem einseitig oder auf dem Fahrzeugdach, erheblich erhöht, weil die Lage des Massenschwerpunktes des Fahrzeuges nach oben oder zu einer Seite hin verlagert wird. Zudem werden in neuerer Zeit vermehrt Fahrzeuge zugelassen, die als Personenkraftwagen mit relativ hoch liegendem Schwerpunkt konzipiert sind, z.B. die neue Fahrzeugklasse der sog. Vans oder Sport Utility Vehicles.It is already longer known that in vehicles with high center of gravity and / or lower Track width, e.g. Lorries, lorries, buses, minibuses and SUV, when cornering with big Rolling motion is a danger of tipping. Such a risk of tipping is due to improper loading, for example, extremely one-sided or on the vehicle roof, considerably elevated, because the location of the center of gravity of the vehicle up or is shifted to one side. In addition, in recent times Increased number of vehicles approved as passenger cars with relatively high lying center of gravity, e.g. the new vehicle class the so-called Vans or Sport Utility Vehicles.
Zur
Erläuterung
der bei einer Kurvenfahrt zugrunde liegenden Fahrphysik zeigt
In luftgefederten Fahrzeugen, insbesondere in luftgefederten Nutzfahrzeugen, befindet sich in aller Regel ein elektronisch geregeltes System zur Steuerung der Rahmenhöhe bzw. des Fahrwerks, welches über Luftfedereinrichtungen auf den zugeordneten Achsen getragen wird. Dabei wird die Luftmenge in zugeordneten Luftfederbälgen, von denen im allgemeinen jeweils ein Balg einer Luftfedereinrichtung einer bestimmten Seite einer Fahrzeuglängsachse zugeordnet ist, derart elektronisch geregelt, dass die Fahrwerkhöhe entsprechend eingestellt wird. Aus regelungstechnischen Gründen wird insbesondere an der Vorderachse nach aktuellem Stand lediglich eine 1-Punktregelung umgesetzt, d.h. die der rechten Fahrzeugseite zugeordnete Luftfedereinrichtung mit zugeordnetem Balg ist mit der entsprechenden, der linken Fahrzeugseite zugeordneten Luftfedereinrichtung mit zugeordnetem Balg über eine Drosseleinrichtung in einem entsprechenden Ventil miteinander verbunden. Eine derartige Verbindung dient bei einer Regelung der Luftfedereinrichtungen einem Druckluftausgleich zwischen beiden Seiten des Kraftfahrzeuges, so dass insgesamt sowohl auf der rechten als auch auf der linken Fahrzeugseite dieselbe Fahrwerkhöhe exakt einstellbar ist.In air-suspended vehicles, in particular in air-suspended commercial vehicles, is usually an electronically controlled system for controlling the frame height or the chassis, which over Air spring devices is carried on the associated axes. The amount of air in associated bellows, of which in general in each case a bellows of an air spring device associated with a particular side of a vehicle longitudinal axis, such electronically controlled so that the suspension height adjusted accordingly becomes. For technical reasons, in particular at the Front axle according to current status only a 1-point control implemented, i. the right side of the vehicle associated air spring device with associated bellows is with the corresponding, the left side of the vehicle associated air spring device with associated bellows on a Throttle device connected together in a corresponding valve. Such a connection is used in a regulation of the air spring devices a compressed air equalization between both sides of the motor vehicle, so overall on both the right and left side of the vehicle the same chassis height is exactly adjustable.
An diesem Ansatz gemäß dem Stand der Technik hat sich jedoch die Tatsache als nachteilig herausgestellt, dass beispielsweise bei Kurvenfahrten des Fahrzeugs ein Luftausgleich zwischen der auf der rechten Fahrzeugseite angeordneten Luftfedereinrichtung und der auf der linken Fahrzeugseite angeordneten Luftfedereinrichtung erfolgt, wodurch die Stabilität des Fahrzeugs vermindert bzw. erheblich verschlechtert wird.In this approach according to the prior art, however, the fact has proven to be disadvantageous that, for example, when cornering the vehicle, an air balance between the Is arranged on the right side of the vehicle air spring means and arranged on the left side of the vehicle air spring means, whereby the stability of the vehicle is reduced or significantly deteriorated.
Wie
in
Gemäß einem Ansatz nach dem Stand der Technik wird bei bestimmten Fahrsituation die gesamte Niveau-Regelung unterbunden, so dass bei bestimmten Fahrzuständen die Rahmenhöhe nicht geregelt werden kann und keine Wankinstabilität aufgrund der Niveau-Regelung auftreten kann.According to one Approach according to the prior art is in certain driving situations prevented the entire level regulation, so that at certain driving conditions the frame height can not be regulated and no roll instability due the level control can occur.
An diesem Ansatz hat sich jedoch die Tatsache als nachteilig herausgestellt, dass eine komplette Abschaltung und Zuschaltung der Niveau-Regelung den Fahrkomfort und die Fahrsicherheit erheblich vermindern können.At However, this approach has proved to be disadvantageous that a complete shutdown and connection of the level control the Driving comfort and driving safety can significantly reduce.
Somit ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zu schaffen, mit welchen auf einfache und kostengünstige Weise ein Druckluftausgleich bei einer Kurvenfahrt verhindert werden kann, um ein Maximum an Komfort und Fahrsicherheit bei geringem Regelungsaufwand zu ermöglichen.Consequently It is an object of the present invention to provide a device as well to provide a method with which in a simple and cost effective way a compressed air compensation when cornering can be prevented for maximum comfort and driving safety with low control effort to enable.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß vorrichtungsseitig durch die Steuerungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und verfahrensseitig durch das Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst.These Task is inventively device side by the control device having the features of the patent claim 1 and procedurally by the method with the features of Patent claim 9 solved.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, dass eine intelligente Steuerung einer Schalteinrichtung durch eine zentrale Steuereinheit zum Schalten der Drosseleinrichtung von einer Durchgangsstellung, die auch als Durchlassstellung bezeichnet wird, in eine Sperrstellung und umgekehrt realisiert wird, wobei automatisch der Beginn und das Ende einer Kurvenfahrt durch die zentrale Steuereinheit detektiert wird. Die Steuerungsvorrichtung zum Steuern eines Druckluftausgleiches bei einem luftgefederten Fahrzeug weist dazu eine der Drosseleinrichtung zugeordnete Schalteinrichtung zum Schalten der Drosseleinrichtung zwischen einer Durchgangsstellung und einer Sperrstellung und eine mit der Schalteinrichtung verbundene zentrale Steuereinheit auf, welche aus ihr zugehenden Signalen eine Kurvenfahrt des Fahrzeugs automatisch detektiert und als Reaktion darauf automatisch die Schalteinrichtung für ein Schalten der Drosseleinrichtung in die Sperrstellung während der Kurvenfahrt derart aktiviert. Dadurch kann kein Druckluftausgleich von dem Luftbalg auf der rechten Seite des Fahrzeugs zu dem Luftbalg auf der linken Seite des Fahrzeugs bei einer Linkskurvenfahrt erfolgen. Somit kann auf einfache Weise bei einer Kurvenfahrt eine Wankinstabilität aufgrund des Druckluftausgleiches durch die Querdrossel bzw. die Drosseleinrichtung verhindert und der Fahrkomfort und die Fahrsicherheit bei geringem Regelungsaufwand erheblich gesteigert werden.The The idea underlying the present invention is that that an intelligent control of a switching device by a central control unit for switching the throttle device of a Passage position, which is also referred to as passage position, is realized in a locked position and vice versa, being automatic the beginning and end of cornering by the central control unit is detected. The control device for controlling a compressed air compensation in an air-suspension vehicle has to one of the throttle device associated switching device for switching the throttle device between a passage position and a blocking position and a central control unit connected to the switching device, Which signals from her turn a curve of the vehicle automatically detected and in response to this automatically the switching device for a Turning the throttle device in the blocking position during the Cornering so activated. As a result, no compressed air compensation from the air bladder on the right side of the vehicle to the air bladder on the left side of the vehicle on a left turn. Thus, in a simple way when cornering a roll instability due the compressed air compensation by the cross-throttle or the throttle device prevents and the ride comfort and driving safety at low Regulatory effort can be increased significantly.
Die vorstehend verwendete Formulierung, nach der die Schalteinrichtung derart aktiviert wird, dass die Drosseleinrichtung bzw. die Querdrossel während einer Kurvenfahrt in die Sperrstellung geschaltet wird, kann auch so ausgelegt werden bzw. ist auch so zu verstehen, dass die Drosseleinrichtung bereits mit dem Beginn der Kurvenfahrt, d.h. mit einsetzender Kurvenfahrt, bzw. bei Erkennen einer einsetzenden Kurvenfahrt in die Sperrstellung geschaltet wird.The used above formulation, according to the switching device is activated such that the throttle device or the transverse throttle during a Cornering is switched to the blocking position, can also be designed are or is also to be understood that the throttle device already with the beginning of cornering, i. with starting cornering, or upon detection of an incipient cornering in the blocking position is switched.
In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Steuerungsvorrichtung sowie des im Anspruch 9 angegebenen Verfahrens.In the dependent claims find advantageous embodiments and improvements of In claim 1 specified control device as well as in the claim 9 specified method.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung erfasst die zentrale Steuereinheit das Ende der Kurvenfahrt des Fahrzeugs ebenfalls automatisch und aktiviert nach der Kurvenfahrt die Schalteinrichtung für ein Schalten der mindestens einen Drosseleinrichtung in die Durchgangsstellung.According to one preferred development detects the central control unit that End of the turn of the vehicle also automatically and activated after cornering the switching device for switching the at least a throttle device in the passage position.
Die vorstehend verwendete Formulierung, nach der die Schalteinrichtung derart aktiviert wird, dass die Drosseleinrichtung bzw. die Querdrossel nach der Kurvenfahrt in die Durchgangsstellung geschaltet wird, kann auch so ausgelegt werden bzw. ist auch so zu verstehen, dass die Drosseleinrichtung bereits mit Erkennen einer endenden Kurvenfahrt in die Durchgangsstellung geschaltet wird.The used above formulation, according to the switching device is activated such that the throttle device or the transverse throttle after the cornering is switched to the passage position, can also be interpreted or is to be understood that the Throttle already with recognition of an ending cornering is switched to the passage position.
Vorzugsweise ist die zentrale Steuereinheit mit einer den Lenkwinkel erfassenden Sensoreinrichtung und/oder einem Gierratensensor und/oder einem Wankratensensor und/oder einem Drehwinkelbeschleunigungssensor und/oder einem Drehwinkelgeschwindigkeitssensor, oder dergleichen zum Erfassen einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs verbunden. Die zentrale Steuereinheit empfängt die durch eine oder mehrere Sensoreinrichtungen erfassten Signale, wertet diese aus und steuert im Falle eines Erfassens einer Kurvenfahrt die Schalteinrichtung geeignet an.Preferably, the central control unit is connected to a sensor which detects the steering angle and / or a yaw rate sensor and / or a roll rate sensor and / or a rotational angular acceleration sensor and / or a rotational angular velocity sensor or the like for detecting cornering of the vehicle. The central control unit receives the by a or more sensor devices detected signals, evaluates these and controls in the case of detecting a cornering the switching device suitably.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel berücksichtigt die zentrale Steuereinheit neben dem Beginn und dem Ende der Kurvenfahrt weitere Zustandsgrößen des Fahrzeugs, wie beispielsweise einen Bremsvorgang, oder dergleichen. Ferner kann nach dem erfassten Ende einer Kurvenfahrt eine vorbestimmte Wartezeit abgewartet werden, bevor die Schalteinrichtung entsprechend zum Schalten der Drosseleinrichtung in die Sperrstellung aktiviert wird.According to one considered further embodiment the central control unit next to the beginning and the end of the cornering additional state variables of Vehicle, such as a braking operation, or the like. Furthermore, after the detected end of a cornering a predetermined Waiting time to wait before the switching device accordingly activated for switching the throttle device in the blocking position becomes.
Vorteilhaft erfasst die zentrale Steuereinheit Gefahrensituationen, wie beispielsweise eine Notbremsung und/oder eine Antriebschlupfregelung (ASR) und/oder eine Anti-Blockiersystem (ABS)-Regelung, oder dergleichen, wobei bei einer derartigen Detektion einer Gefahrensituation die Drosseleinrichtung in die Sperrstellung während der Gefahrensituation durch die zentrale Steuereinheit geschaltet wird.Advantageous the central control unit detects dangerous situations, such as emergency braking and / or traction control (ASR) and / or an anti-lock system (ABS) control, or the like, wherein in such a detection a dangerous situation, the throttle device in the locked position while the dangerous situation switched by the central control unit becomes.
Beispielsweise kann die zentrale Steuereinheit zusätzlich mit der Stoßdämpferregelung bzw. der Wankregelung des Fahrzeugs verbunden sein und bei einem Schalten der Drosseleinrichtung in die Sperrstellung die Stoßdämpferregelung bzw. die Wankregelung geeignet aktivieren. Dies kann beispielsweise durch Schalten der Stoßdämpferregelung in eine härtere Einstellung für eine Erhöhung der Fahrstabilität und für eine Verringerung des Wankens des Fahrzeugs realisiert werden.For example The central control unit can additionally with the shock absorber control or the roll control of the vehicle to be connected and at a Switch the throttle device in the blocking position, the shock absorber control or activate the roll control appropriately. This can be, for example by switching the shock absorber control in a harder Setting for an increase the driving stability and for a reduction in the roll of the vehicle can be realized.
Vorzugweise ist die Steuerungsvorrichtung an der Vorderachse des Kraftfahrzeuges vorgesehen. Allerdings ist für einen Fachmann offensichtlich, dass gegebenenfalls an sämtlichen Achsen des Kraftfahrzeuges eine derartige Steuerungsvorrichtung ausgebildet werden kann.preferably, is the control device on the front axle of the motor vehicle intended. However, it is for a person skilled in the art that, where appropriate, on all Axes of the motor vehicle such a control device can be trained.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Schalteinrichtung als ansteuerbares Ventil ausgebildet, welches beispielsweise im Bereich der Luftströmungsverbindung zwischen dem auf der linken Fahrzeugseite angeordneten Luftbalg und dem auf der rechten Fahrzeugseite angeordneten Luftbalg vorgesehen ist. Im Falle einer Ansteuerung des Ventils für ein Öffnen des Ventils wird die Drosseleinrichtung quasi in die Durchgangsstellung geschaltet, wobei bei einer Ansteuerung des Ventils für ein Schließen des Ventils die Drosseleinrichtung quasi in die Sperrstellung geschaltet wird, da kein Luftausgleich erfolgen kann. Selbstverständlich kann die Schalteinrichtung andersartig ausgebildet werden, solange durch ein Ansteuern derselben ein Druckluftausgleich über die Drosseleinrichtung verhindert werden kann.According to one another preferred embodiment the switching device is designed as a controllable valve, which, for example, in the area of the air flow connection between the on the left side of the vehicle arranged Luftbalg and on the right Vehicle side arranged air bellows is provided. In case of a Actuation of the valve for an opening of the valve, the throttle device is switched quasi into the passage position, wherein upon activation of the valve for closing the Valve, the throttle device quasi switched into the blocking position because no air compensation can take place. Of course, the Switching device be formed differently, as long as through a driving the same a compressed air compensation via the throttle device can be prevented.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren der Zeichnung näher erläutert. Von den Figuren zeigen:in the The following are preferred embodiments of the present invention with reference to the attached Figures of the drawing closer explained. From the figures show:
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.In the same reference numerals designate the same or functionally identical Components, unless stated otherwise.
Wie
in
Die
Ventileinrichtung
Gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
ist die Drosseleinrichtung
Es
ist für
einen Fachmann offensichtlich, dass die Schalteinrichtung
Wie
in
Ferner
kann die zentrale Steuereinheit
Vorzugsweise
ist die zentrale Steuereinheit zusätzlich mit der Stoßdämpferregelung
bzw. der Wankregelung des Fahrzeugs signalverbunden (nicht dargestellt).
Beispielsweise wird die Stoßdämpferregelung
bzw. die Wankregelung bei einem Schalten der Drosseleinrichtung
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.Even though the present invention with reference to preferred embodiments As described above, it is not limited thereto on diverse Modifiable way.
Claims (15)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: DAIMLERCHRYSLER AG, 70327 STUTTGART, DE |
|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE |
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8120 | Willingness to grant licenses paragraph 23 | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |