DE3100591A1

DE3100591A1 - Regelsystem fuer eine hydraulische radaufhaengungsanordnung

Info

Publication number: DE3100591A1
Application number: DE19813100591
Authority: DE
Inventors: Stanley George Brierley Hill West Midlands Glaze
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1980-01-12
Filing date: 1981-01-10
Publication date: 1982-02-25
Also published as: US4402375A; FR2473429B1; FR2473429A1; IT8119077A0; IT1134992B; JPS56116508A

Description

_ 4 -HOEGER, STELLRECHT & PARTNER

PATENTANWÄLTE LHHLANDSTRASSE 14 c ■ D 7000 STUTTGA" 1

A 44 476 b Anmelder: Lucas Industries Limited

k - 176 Great King Street

8. Januar 1981 Birmingham B19 2XF

Vereinigtes Königreich

Regelsystem für eine hydraulische Radau f hän gun gs an ordnun g

Die Erfindung betrifft ein Regelsystem für eine hydraulische Radaufhängungsanordnung bei einem Fahrzeug mit Dämpfungsrege!ventilen zur Regelung des Druckmittelflusses zwischen Teilen der hydraulischen Radaufhängungsanordnung.

Landfahrzeuge mit einer Radaufhängungsanordnung, der eine Hydraulikflüssigkeit unter Druck zugeführt werden kann und von der die Hydraulikflüssigkeit abgeleitet werden kann, um einen im wesentlichen konstanten Abstand zwischen einem Fahrzeugchassis und den Radachsen seiner Räder aufrechtzuerhalten, sind bekannt. Die bekannten Systeme zur Regelung des Druckmitteldruckes für die Radaufhängungsanordnungen von Landfahrzeugen sind jedoch derzeit nicht in allen Punkten befriedigend.

Ausgehend vom Stande der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Regelsystem für eine hydraulische Radaufhängungsanordnung der eingangs beschriebenen Art anzugeben, welches auf die Annäherung des Fahrzeugs an eine plötzlich steigende Fahrbahnfläche oder ein anderes Hindernis anspricht, um zumindest zu

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verhindern, daß der Abstand zwischen dem Fahrzeuachassis und den Vorderrädern des Fahrzeugs verringert wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Regelsystem der eingangs beschriebenen Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß Signalerzeugungseinrichtungen vorgesehen sind, mit deren Hilfe bei Vorhandensein eines Hindernisses im Laufweg des Fahrzeugs elektrische Signale erzeugbar sind, und daß Betätigungseinrichtungen vorgesehen sind, durch die in Abhängigkeit von den elektrischen Signalen mindestens ein ausgewähltes Dämpfungsrege!ventil derart betätigbar ist, daß einerVerringerung des Abstandes zwischen mindestens einer zugeordneten Radachse und einem Bezugspunkt am Fahrzeugchassis entgegengewirkt wird.

Der entscheidende Vorteil des erfindungsaemäßen Pegelsystems besteht dabei darin, daß durch die rechtzeitige Erfassung von Hindernissen im Laufweg des Fahrzeugs mit Sicherheit vermieden wird, daß Teile des Fahrzeugchassis wegen einer zu geringen Bodenfreiheit auf das Hindernis aufprallen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindundung werden nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert und/oder sind Gegenstand von Unteransprüchen. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines mit einem erfindungsgemäßen Regelsystem ausgerüsteten Landfahrzeugs;

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Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf das Fahrzeug gemäß Fig. 1 mit den Elementen seiner hydraulischen Radaufhängungsanordnung und den zugeordneten Steuer- bzw. Regelkreisen;

Fig. 3 Einzelheiten der Radaufhängungsanordnung bei einem Fahrzeug mit einem Regelsystem gemäß der Erfindung;

Fig. 4 Einzelheiten eines Ventils der Radaufhängungsanordnung, teilweise im Schnitt, und

Fig. 5 ein Detail-Schaltbild von Teilen der Steuerbzw. Regelkreise der Anordnung gemäß Fig. 2.

Im einzelnen zeigen Fig. 1, 2, und 3 ein Fahrzeug mit einem Chassis Io und zehn Rädern 11, wobei jedem der Räder 11 eine hydraulische Aufhängung 12 zugeordnet ist, die am Chassis Io befestigt ist. Die Räder 11 und die Aufhängungen 12 sind zu vier Gruppen zusammengefasst, wobei die Aufhängungen 12 in jeder Gruppe miteinander hydraulisch verbunden sind.

Die erste Gruppe 13 umfasst dabei zwei Aufhängungen IR, IL; die zweite Gruppe 14 umfasst drei Aufhängungen 2R, 3R, 4R; die dritte Gruppe 15 umfasst drei Aufhängungen 2L, 3L, 4L, und die vierte Gruppe 16 umfasst zwei Aufhängungen 5R, 5L.

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Fig. 3 zeigt, wie die Aufhängungen 12 der einzelnen Gruppen 13 bis 16 hydraulisch miteinander verbunden sind. Man erkennt, daß jede Aufhängung 12 einen Kolben 2o aufweist, der in einem Zylinder 21 gleitverschieblich ist und auf vertikale Bewegungen des zugeordneten Rades 11 anspricht. In dem Zylinder 21 ist ferner ein freier Kolben 22 gleitverschieblich angeordnet, wobei die Koben 2o und 22 durch eine Wand 2 3 voneinander getrennt sind, in der eine definierte Öffnung 24 vorgesehen ist. Die Öffnung 24 ist durch eine Ventilkhppe 25 verschließbar, die sich auf die Öffnung legt, wenn sich die Kolben 2o, 22 nach unten bev/egen. Mit dem Zwischenraum zwischen dem Kolben 2o und der Wand 23 steht eine Leitung 26 in Verbindung, während mit dem. Zwischenraum zwischen der Wand 2 3 und dem Kolben 22 eine Leitung 27 in Verbindung steht. Die Leitungen 23, 24 stehen außerdem mit den entsprechenden Zwischenräumen der übrigen Aufhängungen 12 derselben Gruppe in Verbindung. Zwischen den Leitungen 26, 27 liegt ein elektro-hydraulisches Servoventil 28, welches in Fig.4 detailliert gezeigt ist, und welches auf elektrische Steuersignale anspricht, die ihm über eine Leitung 29 aus einer Regelschaltung 3o zugeführt v/erden. Die hydraulische Antriebsenergie für das Servoventil 28 erhält man über eine hydraulische Druckleitung 31, die mit einer Pumpe 33 verbunden ist (vgl. Fig. 2). Zwischen dem Ventil 28 und der Pumpe 33 ist ferner eine Rückleitung 32 vorgesehen. Das Ventil 28 umfasst ferner einen Wandler 34, mit dessen Hilfe auf einer Leitung 35 ein Signal erzeugbar ist, welches der Betriebsstellung des Servoventils 28 entspricht.

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Die einzelnen Verbindungen zwischen der Regelschaltung 3o und den verschiedenen Aufhängungen sind in Fig. 2 detailliert dargestellt. Die Regelschaltung ist dabei von der in der GB-PS 14 85 o33 beschriebenen Bauart. Die Regelschaltung 3o spricht auf Signale auf einer Leitung 36 an, die von Auslenkungswandlern 37 in den Aufhängungen 12 stammen und die der Position der einzelnen Räder 11, bezogen auf die Position des Chassis lo, entsprechen. Die Regelschaltung 3o spricht ferner, wie bereits erwähnt, auf Positionsrückkopplungssignale auf den Leitungen 29 von den Servoventilen 28 an.

Wie Fig. 2 zeigt, weist die Regelschaltung 3o zwei Teile 3oa und 3ob auf. Der Teil 3oa spricht dabei auf Signale der Wandler 34, 37 der Gruppen 13, 16 an, sowie auf Ausgangssignale zweier Beschleunigungsmesser 38, 39, die am vorderen bzw. hinteren Ende des Chassis"Io angebracht sind. Der Schaltungsteil 3oa liefert an seinem Ausgang Steuersignale zur Regelung der Strömung des dämpfenden Hydraulikfluids durch die Servoventile der Gruppen 13 und 16 der Aufhängungen 12. Der Schalt ungsteil 3oa dient also der Regelung in Abhängigkeit von Nickbewegungen des Chassis Io.

Der Schaltungsteil 3ob spricht auf Signale von Wandlern 34, 37 der Gruppen 14 und 15 von Aufhängungen 12 an und liefert an seinem Ausgang Signale zur Steuerung der Servoventile 28 für diese Gruppen. Der Schaltungsteil 3ob dient somit einer Regelung in Abhängigkeit von vertikalen Bewegungen des Chassis Io als Ganzes, wobei diese Bewegung üblicherweise als "Hub(Heave)" bezeichnet wird.

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Eine Massvorrichtung 4ο sendet Energieimpulse 42 aus, und zwar in einer solchen Pdchtung, daß die Impulse auf den Boden in einem Abstand von etwa 1,5 m von der Messvorrichtung auftreffen. Die Messvorrichtung 4o stellt einen Wandler dar, der Teil eines Ultraschall-Abstandsmessers ist, wie er beispielsweise von der Firma Polaroid Corporation, Cambridge, Massachusetts/ USA vertrieben wird. Die Massvorrichtung Ao ist über Sende- und Empfangsleitungen 41 mit einem Abstands-Regelkreis 42 verbunden, wie er beispielsweise ebenfalls von der genannten Firma vertrieben wird. Der Abstandsregelkreis 42 weist einen dreistelligen Binärzähler 43 auf, dessen Ausgänge mit einem Digital/ Analog-Wandler 44 verbunben sind, dessen Ausgangsspannung über einen Schaltkreis 46, der zusätzlich auf die Fahrzeuggeschwindigkeit V anspricht, einer Leitung 45 zugeführt wird, wobei das Signal auf der Leitung 45 in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit V geändert wird. Das Signal auf der Leitung

45 wird dem einen Eingang eines Verstärkers 47 zugeführt, dessen anderem Eingang ein von Hand einstellbares Signal über eine Leitung 48 zugeführt wird. Die Ausgangssignale des Verstärkers 47 werden über eine Begrenzerschaltung 49 und über Leitungen 5o. 51 den zugeordneten Schaltungsteilen 3oa, 3ob der Regelschaltung 3o zugeführt, wobei die Begrenzerschaltung 49 derart ausgebildet ist, daß sie eine zentrale "tote Zone" aufweist, die verhindert, daß das System auf kleine Unregelmäßigkeiten des Untergrundes vor dem Fahrzeug anspricht. Außerdem ist der Schaltkreis

46 so ausgebildet, daß die Größe des Signals auf der

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Leitung zunimmt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V zunimmt, so daß das Ausgangssignal des Verstärkers die Grenzwerte der toten Zone der Begrenzerschaltung 49 in stärkerem Maße übersteigt wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist. Durch die Handeinstellung des Signalpegels auf der Leitung 48 wird eine Bezugsgröße eingestellt, die für das System als Ganzes gilt, wobei durch Vorgabe des geeigneten Wertes erreicht werden kann, daß das Ausgangssignal des Verstärkers 47 über die Grenzwerte der toten Zone der Begrenzers chaltung 49 hinausgeht, so daß es möglich ist, die Bodenfreiheit vor der Erfassung eines Hindernisses durch die Messvorrichtung 4ο zu erhöhen.

Wenn die Signale auf den Leitungen 5o, 51 anzeigen, daß ein Hindernis vorhanden ist und daß folglich jeder Verringerung der Bodenfreiheit des Chassis Io des Fahrzeugs entgegengewirkt werden muß, werden die Servoventile 28 der Aufhängungsgruppen 13, 14 und 15 durch die Signale auf den Leitungen 5o, 51 während abwärts gerichteter Relativbewegungen der zugeordneten Räder 11 gegenüber dem Chassis Io geöffnet und bei aufwärts gerichteten Relativbewegungen geschlossen. Bei diesem Betriebszustand führt eine Vertikalbewegung der Räder in den genannten Gruppen aufgrund von Bodenunregelmäßigkeiten dazu, daß die Bodenfreiheit im Bereich des vorderen Endes des Chassis Io erhöht wird, wodurch die Gefahr einer Kollision zwischen einem Hindernis und ungefederten Teilen des Fahrzeugs auf ein Minimum reduziert wird/ bis die Räder 11 das Hindernis erreichen

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und das Fahrzeug darüberhinweg heben. Außerdem wird jeder Tendenz entgegengewirkt, daß die Abstände zwischen den Radachsen in den genannten Gruppen und benachbarten Teilen des Chassis reduziert werden. Durch diese Steifigkeit der Aufhängung der Räder wird sichergestellt, daß das Chassis von den Rädern angehoben wird, wenn diese auf das Hindernis auftreffen.

Wenn die Ausgangssignale auf den Leitungen 5o, 51 enden, dann kann die Regelschaltung 3o ihren normalen Betrieb wieder aufnehmen, so daß die Räder sich an ihrer Aufhängung relativ zum Chassis des Fahrzeugs beweaen können.

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Claims

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ο λ τ ~ ν _{τ Δ} ......... τ = νΐ ! U U ο β

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A 44 476 b Anmelder: Lucas Industries Limited

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Vereinigtes Königreich

Patentansprüche

Regelsystem für eine hydraulische Radaufhänguncsanordnung bei einem Fahrzeug mit Dämnfungsregelventilen zur Regelung des Druckmittelflusses zwischen Teilen der hydraulischen Radaufhängungsanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß Signalerzeugungseinrichtungen vorgesehen sind, mit deren Hilfe bei Vorhandensein eines Hindernisses, im Laufweg des Fahrzeugs elektrische Signale erzeugbar sind, und daß Betätigungseinrichtungen vorgesehen sind, durch die in Abhängigkeit von den elektrischen Signalen mindestens ein ausgewähltes Dämpfunasregelventil derart betätigbar ist, daß einer Verringerung des Abstandes zwischen mindestens einer zugeordneten Radachse und einem Bezugspunkt am Fahrzeugchassis entgegengewirkt wird.

Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalerzeugungseinrichtungen Abstandsmesseinrichtungen aufweisen, mit deren Hilfe zweite elektrische Signale erzeugbar sind, die dem Abstand eines Hindernisses von dem Fahrzeug entsDrechen

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und aus denen elektrische Signale für die Betätigungseinrichtungen erzeugbar sind.

3. Regelsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsmesseinrichtunaen eine Ultraschall-Messeinrichtung aufweisen.

4. Regelsystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Sperreinrichtungen vorgesehen sind, mit deren Hilfe die Erzeugung der elektrischen Signale für die Betätigungseinrichtungen bei unter einem vorgegebenen Pegel liegenden Werten der zweiten elektrischen Signale unterdrückbar ist.

5. Regelsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, mit deren Hilfe die Größe der zweiten elektrischen Signale in Abhängigkeit von einem Ansteigen der Fahrzeuggeschwindigkeit erhöhbar ist.

6. Regelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtungen zum Betätigen des mindestens einen Dämpfungsregelventils Einrichtungen umfassen, mit deren Hilfe das Ventil v/ährend einer Aufwärtsbewegung der Räder gegenüber dem Fahrzeugchassis sperrbar und v/ährend einer Abwärtsbewegung der Räder gegenüber dem Fahrzeugchassis in den geöffneten Zustand bringbar ist.

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7. Regelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das ausgewählte Dämnfungsregelventil Bestandteil der Radaufhängungsanordnung für Räder im Bereich des vorderen Fahrzeugendes ist.