DE3039345C2

DE3039345C2 - Höhenregeleinrichtung für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE3039345C2
Application number: DE3039345A
Authority: DE
Inventors: Tetsuo Zama Kanagawa Saito
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1979-10-19
Filing date: 1980-10-17
Publication date: 1987-03-26
Also published as: JPS5660710A; GB2064448B; US4364574A; DE3039345A1; FR2467720A1; FR2467720B1; GB2064448A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Höhenreglereinrichtung für Fahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.
Eine derartige Höhenregeleinrichtung ist aus der DE-OS 29 09 441 bekannt. Hiernach werden, um logische Signalpaare zu bilden, die anzeigen, ob sich die federnde Masse des Fahrzeugs oberhalb, innerhalb oder unterhalb eines Sollbereiches befindet, zwei optische Schalter verwendet. Um keine unnötige Niveauregelung zu veranlassen, wenn Schwankungen innerhalb der normalen Straßenfahrt eintraten, die außerhalb des Sollbereichs liegen, wird vor dem Ansprechen der Niveauregelung auf die Steuersignale eine Verzögerung eingelegt. Die Regelung setzt also erst nach einer bestimmten Zeit ein, also in der Regel nach einer Änderung der Belastung des Fahrzeugs. Diese Verzögerung wird durch einen binären Zählerkreis bewirkt, der Ausgangsimpulse eines Oszillatorkreises zählt.
Aus der US-PS 29 29 640 ist es bekannt, drei Bezugshöhen von Hand voreinzustellen, wobei anhand dieser Bezugshöhen die Höhenregelung erfolgt.
Gemäß der DE-OS 29 02 945 umfaßt ein Sensor zur Erfassung des Abstandes zwischen gefederten und ungefederten Teilen eines Fahrzeugs, der an eine Höhenregelung des Fahrzeugs angeschlossen ist, mindestens zwei Magnetfühler, von denen im Ruhezustand der gefederten Teile je einer dem Nordpol bzw. dem Südpol gegenübersteht, so daß mit einem geringen Mehraufwand möglichst viele Niveaus erfaßt werden können.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine einfache Höhenregeleinrichtung für Fahrzeuge zu schaffen, bei der mit geringem apparatemäßigem Aufwand optimal viele Höhen eingestellt werden können, und zwar ohne Verzögerung insbesondere dann, wenn ein Umschalten der Bezugshöhen erfolgt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs gelöst.
Entsprechend dieser Lösung kann vom Fahrzeugführer leicht unter mehreren Bezugshöhenzuständen entsprechend der Straßenbeschaffenheit ein gewünschter Höhenzustand ausgewählt werden. Dabei sind bei einer möglichst geringen Anzahl von Sensoren optimal viele Höhen einregelbar. Dadurch, daß darüber hinaus beim Umschalten von einem Sollbereich auf den anderen die Verzögerungseinrichtung bis zum Erreichen des neu eingestellten Sollbereichs unwirksam gemacht wird, besteht der Vorteil, daß die Anlage sofort auf die geänderte Einstellung anspricht und nicht erst den Ablauf der in diesem Fall störenden Verzögerungseinrichtung abwartet.
Wenn - wie vorgesehen fünf Bereiche über drei Lichtschranken und drei Blendenabschnitte gesteuert werden, geben in jeder Stellung des signalformenden Rotors des Höhenfühlers stets nur zwei Lichtschranken ein gleiches Signal ab.
Anstatt optischer Schalter in Form von Lichtschranken können auch magnetisch oder elektrisch wirkende Sensoren eingesetzt werden.
Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand der in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine erläuternde perspektivische Ansicht einer Fahrzeughöhenregeleinrichtung, wie sie an einem Personenkraftwagen montiert ist,
Fig. 2 eine Darstellung der Detektionseinrichtung der Fahrzeughöhenregeleinrichtung gemäß Fig. 1 und Fig. 3 ein Blockdiagramm der Einrichtung gemäß Fig. 1.
Die Fahrzeughöhenregeleinrichtung der in der Zeichnung dargestellten Art umfaßt eine Mehrzahl von Federbeinen 1 zum Einstellen der Höhe des Fahrzeuges durch Zuführen oder Abführen von Druckluft in die oder aus den jeweiligen Luftkammern 2 der Federbeine 1. Das Federbein 1 ist eine Kombination eines hydraulischen Stoßdämpfers und einer Luftfedereinheit, die ebenfalls als Stoßabsorber funktioniert. Beim Anheben der Fahrzeughöhe wird ein Luftverdichter 3 betätigt, um die jeweiligen Luftkammern 2 über eine Leitung 4 mit Druckluft zu versorgen. Diese Leitung 4 umfaßt eine Entfeuchtungsvorrichtung 5 zum Beseitigen der Feuchtigkeit aus der im Luftverdichter 3 erzeugten Druckluft. Es ist darüber hinaus ein normalerweise geschlossenes Auslaßventil 6 vorgesehen. Beim Absenken der Fahrzeughöhe wird das Auslaßventil 6 geöffnet und ein Teil der in den Luftkammern 2 befindlichen Druckluft in die Atmosphäre abgegeben.
Um zu verbinden, daß Druckluft aus den Luftkammern 2 in den Verdichter 3 zurückströmt, ist in der Leitung 4 ein Rückschlagventil 7 eingebaut.
Die Federbeine 1, der Luftverdichter 3, die Leitung 4, die Entfeuchtungsvorrichtung 5, das Auslaßventil 6 und das Rückschlagventil 7 bilden zusammen mit einem Relaisschalter 10 zum Betätigen des Luftverdichters 3 die Höhenregeleinrichtung 20. Die Höhenregeleinrichtung 20 wird von einem Ausgangssignal R einer vergleichenden Einrichtung, welche nachfolgend noch beschrieben wird, betätigt. Beim Anheben der Fahrzeughöhe wirkt das Ausgangssignal R als ein Luftversorgungssignal, welches dem Relaisschalter 10 zugeführt wird, um den Luftverdichter 3 in Betrieb zu setzen. Beim Absenken der Höhe wirkt das Ausgangssignal R als Auslaßsignal zum Öffnen des Auslaßventils 6, welches vorzugsweise ein elektromagnetisch betätigtes Ventil ist.
Zum Erfassen der Fahrzeughöhe ist ein Höhenfühler 13 vorgesehen. Dieser Höhenfühler 13 umfaßt einen Rotor 14, welcher drehbar am Fahrzeugkörper 8 angebracht und über einen Gelenkmechanismus 12 mit einer Radachse 11 des Fahrzeuges verbunden ist. Der Rotor 14 dreht sich in Richtung des Pfeiles A (Fig. 2), wenn die Höhe des Fahrzeuges abnimmt, er dreht sich entsprechend in Richtung des Pfeiles B, wenn die Fahrzeughöhe zunimmt. Auf dem Umfang des Rotors 14 sind drei lichttransparente Abschnitte T&sub1;, T&sub2; und T&sub3; und drei Lichtschranken V&sub1;, V&sub2; und V&sub3; für das Zusammenwirken mit drei photoelektrischen Detektoren S&sub1;, S&sub2; und S&sub3; vorgesehen, welche im Abstand zueinander in Umfangsrichtung relativ zum Rotor 14 angeordnet sind. Die photoelektrischen Detektoren S&sub1;, S&sub2; und S&sub3; sind am Fahrzeugkörper 8 montiert und weisen jeweils Lichtsender E&sub1;, E&sub2; und E&sub3; und Lichtempfänger R&sub1;, R&sub2; und R&sub3; auf, die den jeweiligen Lichtsendern gegenüberliegen. Dazwischen befindet sich der Umfang des Rotors 14. Die Lichtsender E&sub1;, E&sub2; und E&sub3; sind Lichtquellen, wie z. B. Leuchtdioden. Die Lichtempfänger R&sub1;, R&sub2; und R&sub3; sind lichtsensitive photoelektrische Elemente, wie beispielsweise Phototransistoren. In der Zeichnung sind die Lichtsender radial innerhalb des Umfanges des Rotors 14 und die Lichtempfänger radial außerhalb des Umfanges des Rotors 14 angeordnet.
Wenn einer der transparenten Abschnitte T&sub1; des Rotors 14 zwischen dem Lichtsender E&sub1; und dem Lichtempfänger R&sub1; des photoelektrischen Detektors S&sub1; angeordnet ist, so wird das von dem Lichtsender E&sub1; ausgesandte Licht vom Lichtempfänger R&sub1; aufgefangen. Der Lichtempfänger R&sub1; erzeugt dann ein Ausgangssignal der Logik "1". Wenn eine der Lichtschranken V&sub1;, V&sub2; und V&sub3; zwischen dem Lichtsender E&sub1; und dem Lichtempfänger R&sub1; angeordnet ist, nimmt der Lichtempfänger R&sub1; kein Licht vom Lichtsender E&sub1; auf, so daß kein Lichterfassungssignal erzeugt wird, d. h. der Lichtempfänger R&sub1; erzeugt ein Ausgangssignal der Logik "0".
In Abhängigkeit von der Drehstellung des Rotors 14 und damit der Höhe des Fahrzeuges wird von den photoelektrischen Detektoren S&sub1;, S&sub2; und S&sub3; ein Höhensignal der in Tabelle 1 angegebenen Art erzeugt. Tabelle 1 &udf53;vu10&udf54;&udf53;vz14&udf54; &udf53;vu10&udf54;
Fig. 2 zeigt den Höhenzustand H&sub3; an. Wenn der Rotor 14 sich in Richtung des Pfeiles A dreht, wechselt der Höhenzustand zunächst in den Zustand H&sub4; und dann in den Zustand H&sub5;. Weiterhin können solche Logiksignale wunschgemäß dadurch bestimmt werden, daß der Gelenkmechnismus 12, die Relativstellungen und Anordnungen der Detektoren S&sub1;, S&sub2; und S&sub3; und die Relativstellung und Anordnung der lichttransparenten Abschnitte und lichtschranken am Umfang des Rotors 14 verändert werden. Bei der dargestellten Ausführungsform sind drei photoelektrische Detektoren S&sub1;, S&sub2; und S&sub3; zur Auswahl einer von zwei vorbestimmten Bezugshöhen H&sub2; und H&sub4; vorgesehen, wie dies nachfolgend noch im Detail beschrieben wird. Drei oder mehr Bezugshöhen können dadurch erfaßt werden, daß die Anzahl der Detektoren erhöht wird.
Eine Höhenwahlvorrichtung 15 ist mit einem Wahlschalter 16 vorgesehen, welcher einer der Bezugshöhen H&sub2; und H&sub4; auswählt. Ein Höhenwahlkreis 17 erzeugt ein Soll-Signal Q&sub1; oder Q&sub2; abhängig von der Stellung des Wahlschalters 16.
Das Ist-Signal P für die aktuelle Höhenlage des Fahrzeuges und das Soll-Signal Q werden der Vergleichsªeinrichtung 9 zugeführt, welche einen Kreis 18 mit einem nicht dargestellten Speicher- und Verzögerungskreis umfaßt. Weiterhin umfaßt diese Vergleichseinrichtung 9 einen Vergleicher 19 entsprechend der Darstellung in Fig. 3. Die Vergleichseinrichtung 9 nimmt das anstehende Ist-Signal Pvom Höhenfühler 13 auf. Wenn mehrere gleiche Ist-Signale P während einer kurzen Verzögerungszeit empfangen werden, erzeugt der Kreis 18 ein Ausgangssignal P&min;, welches gleich dem Eingangssignal P ist. Wenn innerhalb der Verzögerungszeit ungleiche Signale P empfangen werden erzeugt der Kreis 18 das Ausgangssignal P&min;, welches gleich dem Ausgangssignal ist, welches vom Kreis 18 unmittelbar zuvor erzeugt wurde. So wirkt der Kreis 18 als eine Art von Filterkreis zur Eliminierung der Wirkung kleiner Schwingungen oder dgl. des Fahrzeuges.
Weiterhin nimmt der Kreis 18 ebenso ein Soll-Signal Q des Höhenwahlkreises 17 auf. Das Soll-Signal Q wird im Speicher des Kreises 18 dadurch gespeichert, daß der Gehalt des Speichers ständig erneuert wird. Das erneut aufgefangene Soll-Signal Q wird mit dem Signal verglichen, welches im Speicher beim Erneuern des Speicherinhaltes gespeichert wurde. Wenn das erneut aufgenommene Signal nicht gleich dem gespeicherten Signal ist, beispielsweise wenn das Bezugshöhensignal von Q&sub1; zu Q&sub2; oder von Q&sub2; zu Q&sub1; wechselt, wird ein Kennzeichen "1" als ein Kennzeichenbit eingerichtet, welches an der spezifizierten Stelle des Speichers vorgesehen wird. Wenn das Kennzeichen "1" im Speicher eingerichtet ist, wird das Ausgangssignal P&min; des Kreises 18 nicht vom Verzögerungskreis gesteuert und ist gleich dem von dem Höhenfühler 13 aufgenommenen Signal.
Der Vergleicher 19 nimmt das Höhensignal P&min; vom Kreis 18 und das Soll-Signal Q vom Höhenwahlkreis 17 auf, vergleicht diese beiden Signale und erzeugt ein einstellendes Ausgangssignal R für die Betätigung der Höhenregeleinrichtung 20. Wenn der Wert des Höhensignals P&min; niedriger ist als der Wert des anstehenden Soll-Signals Q, betätigt das Ausgangssignal R den Relaisschalter 10 der Höhen-Regeleinrichtung 20, um die Höhe des Fahrzeuges anzuheben. Wenn der Wert des Höhensignals P&min; höher ist als der des anstehenden Soll-Signals Q, so wirkt das Ausgangssignal R hinsichtlich eines Öffnens des Auslaßventils 6.
Bei der dargestellten Ausführungsform entsprechen die Signale P, P&min; und Q jeweils Binärzahlen von drei Bits entsprechend der Darstellung in Tabelle 1. P&sub1; entspricht dem höchsten Höhenzustand H&sub1; und P&sub5; dem niedrigsten Höhenzustand H&sub5;. Ein erster Bezugshöhenzustand H&sub2; der als Sollwert vorgebbar ist entspricht den Höhensignalen P&min;&sub2; und Q&sub1; und ist dem Betrieb des Fahrzeuges auf rauhen Straßen angepaßt. Dieser Bezugshöhenzustand H&sub2; ist höher als ein zweiter Bezugshöhenzustand H&sub4; entsprechend den Höhensignalen P&min;&sub4; und Q&sub2;.
Bei der beschriebenen Ausführungsform wird zwischen zwei Bezugshöhenzuständen H&sub2;und H&sub4; ein Zwischenhöhenzustand H&sub3; definiert, welcher jedoch auch weggelassen werden kann. Nach Wunsch können drei oder mehr Bezugshöhenzustände vorgesehen werden.
Das Ausgangssignal R des Vergleichers 19 wird ebenfalls dem Kreis 18 zugeführt. Wenn der Vergleich ergibt, daß die Signale P&min; und Q gleich sind, wird das im Speicher eingerichtete Kennzeichensignal "1" dann "0". Das Kennzeichensignal "0" zeigt an, daß ein gewünschter Höhenjustiervorgang vollständig durchgeführt wurde. Das einleitende Einstellen des Speichers des Kreises 18 wird beim Starten des Fahrzeuges bewirkt.

Claims

Höhenregeleinrichtung für Fahrzeuge, mit mindestens einem die Höhe des gefederten Fahrzeugaufbaus über den ungefederten Fahrzeugteilen abtastenden Höhenfühler, der in einem feststehenden Stator mindestens zwei radial zu einer Rotorachse verlaufende Lichtschranken und am Umfang eines um die Rotorachse drehbaren, in seiner Drehlage relativ zum Stator von der Aufbauhöhe abhängigen Rotors mindestens zwei mit den Lichtschranken derart zusammenwirkende Blendenabschnitte aufweist, daß durch Unterbrechung und Freigabe jeder der Lichtschranken logische Signale abgegeben werden, die anzeigen, in welchem von mindestens drei Bereichen sich die Aufbauhöhe befindet, und mit einer Auswerteschaltung, die die logischen Signale des Höhenfühlers mit einem Bezugssignal vergleicht, um festzustellen, ob sich die Aufbauhöhe innerhalb, oberhalb oder unterhalb eines vorgegebenen, einem mittleren der mindestens drei Bereiche entsprechenden Sollbereichs befindet, und die bei Überschreitung des Sollbereichs eine Einrichtung zum Verringern und bei Unterschreitung des Sollbereichs eine Einrichtung zum Vergrößern der Aufbauhöhe einschaltet, wobei eine Verzögerungseinrichtung vorgesehen ist, die nur kurzzeitig anstehende logische Signale ausfiltert, die durch die Federungsbewegungen entstehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Höhenfühler (13) zur Anzeige, in welchem von mindestens fünf Bereichen sich die Aufbauhöhe befindet, über den Umfang des Stators und des Rotors (14) verteilt mindestens drei Lichtschranken (S 1, S 2 und S 3) und mindestens drei Blendenabschnitte (V 1, V 2 und V 3) aufweist, und daß ein an sich bekannter Wahlschalter (16) vorgesehen ist, mit dem einer von mindestens zwei mittleren der mindestens fünf Bereiche als Sollbereich einstellbar ist und der beim Umschalten von einem Sollbereich auf einen anderen die Verzögerungseinrichtung (Kreis 18) bis zum Erreichen des neu eingestellten Sollbereichs unwirksam macht.