DE3130874A1 - Vorrichtung zur niveauregulierung fuer fahrzeuge - Google Patents

Vorrichtung zur niveauregulierung fuer fahrzeuge

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Description

Patentanwälte Dipl.-Itsg. ft. WViVx-man-n,* P3jpl.-Phys. Dr. K. Fincke
Dipl.-Ing. F. A-Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr. Ing. H. Liska ο
8000 MÜNCHEN 86, DEN " *« AUS.
SBrt ' POSTFACH 860 820
MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22
229R-DT
HONDA GIKEN KOGYO KABUSHIKI KAISHA
27-8, Jingumae tr-chome, Shibuya-ku
Tokyo / Japan
Vorrichtung zur Niveau*egulierung für Fahrzeuge
_ 4 —
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Sie arbeitet derart, daß sie den pneumatischen Druck in Kammern, die den hydraulischen Dämpfungsvorrichtungen der Fahrzeugaufhängung zugeordnet sind, erhöht oder verringert.
Bekannte Niveauregulierungsvorrichtungen für Motorfahrzeuge liefern Flüssigkeitsdruck an ein System, das von den Dämpfungsvorrichtungen getrennt ist und die Höhe des Fahrzeugs unter unterschiedlichen Fahr- und Parkbedingungen einstellt. Die meisten der bekannten Vorrichtungen arbeiten mit Hydraulikdruck und erfordern eine kostspielige Leitungsführung, Ventile und Pumpen. Wenn diese Elemente schadhaft sind, kann Flüssigkeit austreten.
Eine Niveauregulierung mit Pneumatikdruck ist durch die US-PS 2 939 723 bekannt. Bei diesem System wird die Höhe des Fahrzeugs automatisch abhängig von Änderungen der Zuordnung zwischen der Karosserie und den Rädern eingestellt, und es ist eine manuell betätigbare Übersteuerung vorgesehen, mit der wahlweise die Fahrzeughöhe abhängig von Belastung und Straßenzuständen eingestellt werden kann. Da Systeme zur Zuführung von Druckluft separat jeweils für automatische und manuelle Einstellung vorgesehen sind, sind auch hier lange Leitungsführungen und viele Ventile erforderlich, die kompliziert aufgebaut sind und zu einem erhöhten Gewicht des Fahrzeugs führen. Das System enthält Luftfedern an der Vorder- und Hinterachse, denen Höheneinstellventile jeweils zugeordnet sind. Mit dieser Anordnung ist es jedoch nicht möglich, manuell die Fahrzeughöhe an der Vorderseite und der Rückseite entgegengesetzt zueinander einzustellen, beispielsweise die Vorderseite des Fahrzeugs durch Zuführung von Druckluft in die vorderen Luftfedern anzuheben und die Rückseite des Fahrzeugs durch Abführung von
Druckluft aus den Luftfedern abzusenken. Die Druckluft zur Einstellung der Fahrzeughöhe wird der Atmosphäre entnommen, die einen hohen Luftfeuchtigkeitsanteil enthält. Das Wasser in der eingeführten Luft erzeugt Korrosion in den Ventilen und Leitungen oder bewirkt ein Einfrieren der Ventile im Winter, wodurch dann eine fehlerhafte Funktion der Niveauregulierung verursacht wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehenden Probleme zu vermeiden und eine Möglichkeit zur Niveauregulierung anzugeben, die mit Luft als Steuermedium arbeitet und eine Einstellung der Vorderseite und der Rückseite des Fahrzeugs gewährleistet. Dabei, sollen vereinfachte Leitung sführungen und eine relativ geringe Anzahl von Ventilen ausreichen und insbesondere eine Einstellung der Vorderseite und der Rückseite des Fahrzeugs in zueinander entgegengesetzten Richtungen manuell und automatisch möglich sein. Außerdem soll eine Anordnung zur Abführung von Wasser aus der Druckluft vorgesehen sein, damit durch Wasseranteil in der Druckluft keine Fehlfunktionen eintreten können.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. ·
Eine Vorrichtung nach der Erfindung ist in ein Fahrzeug eingebaut, bei dem zwischen der Karosserie und den Vorder- und Hinterrädern Dämpfungsvorrichtungen mit pneumatischen Druckkammern vorgesehen sind. In einem pneumatischen Kreis, der zwischen einem Druckerzeuger und den Druckkammern vorgesehen ist, ist eine Ventilanordnung sur Zuführung von Druckluft sowie zur Abführung von Druckluft zu bzw» von den
Druckkammern vorgesehen. Mehrere Höhensensoren sind am vorderen und hinteren Ende des Fahrzeugs angeordnet. Es ist ein manuell betätigbarer Steuerschalter zur Einstellung der Fahrzeughöhe sowie eine Steuereinheit vorgesehen, die auf Signale der Höhensensoren anspricht. Der Steuerschalter steuert die Ventilanordnung so, daß Druckluft gemäß vorgegebener Verteilung in den pneumatischen Kreis eingeführt wird. Außerdem ist ein Trockner in den pneumatischen Kreis stromabwärts des Druckerzeugers eingefügt.
Die Ventilanordnung umfaßt Ventile zur Zuführung von Druckluft zu den Dämpfungsvorrichtungen am vorderen und hinteren Ende des Fahrzeugs sowie ein einzelnes Ventil zur Luftabführung.
Die Zuführungsventile und das Abführungsventil sind miteinander außerhalb der Ventilanordnung verbindbar.
Die Druckluft kann dem pneumatischen Kreis über den Druckerzeuger zugeführt und aus ihm abgeführt werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zur
Niveauregulierung nach der Erfindung mit einem Diagramm des pneumatischen Kreises für den Zustand der Luftzuführung,
Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Luftkompressor beim Zuführen von Luft,
Fig. 3 eine Darstellung ähnlich Fig. 1, jedoch für den Zustand der Luftabführung,
Fig. 4 eine Darstellung ähnlich Fig. 2, jedoch für den Zustand der Luftabführung,
Fig. 5 eine vergrößerte Draufsicht auf eine elektromagnetisch betätigbare Ventilanordnung in teilweise gebrochener Darstellung und
Fig. 6 einen vergrößerten Querschnitt einer Dämpfungsvorrichtung .
Wie aus Fig. 6 hervorgeht, umfaßt die zur Höheneinstellung geeignete Dämpfungsvorrichtung einen Außenzylinder 2, einen Innenzylinder 3 innerhalb des Außenzylinders 2, einen Kolben 4 im Innenzylinder 3, eine Kolbenstange 5, die an ihrem unteren Ende mit dem Kolben 4 verbunden ist und nach oben aus dem Außenzylinder 2 herausgeführt ist, und einen die Kolbenstange 5 umgebenden Rückprallverschluß, der eine Dämpfungswirkung hervorruft. Der Innenzylinder 3 enthält eine hydraulische Druckkammer 7 unter dem Kolben 4, die mit einer Behälterkammer 8 in Verbindung steht, welche zwischen dem Innenzylinder 3 und dem Außenzylinder 2 ausgebildet ist. Diese Verbindung erfolgt über ein Bodenventil 13, das am unteren Ende des Innenzylinders 3 vorgesehen ist. Der· Außenzylinder 2 ist mit einem Fahrzeugrad verbunden, und die Kolbenstange 5 ist mit dem Fahrzeugrahmen verbunden. Eine hydraulische Dämpfungswirkung erfolgt durch einen Hydraulikdruck, der dann erzeugt wird, wenn der Kolben 4 in Längsrichtung innerhalb des Innenzylinders 3 bewegt wird. Zwischen dem oberen Ende des Außenzylinders 2 und einem Haltezylinder 9, der mit dem oberen Ende der Kolbenstange 5 verbunden ist, ist ein gefalteter flexibler Zylinder 10
beispielsweise aus Gummi abdichtend befestigt. Die Zylinder 9 und 1O begrenzen gemeinsam eine pneumatische Druckkamer 11 Wenn Druckluft in die pneumatische Druckkammer 11 eingeführt wird, so wird die Kolbenstange 5 in eine Richtung aus den Zylindern 2 und 3 herausbewegt, wodurch die Fahrzeughöhe vergrößert wird. Wenn Druckluft aus der pneumatischen Druckkammer 11 abgeführt wird, so wird die Kolbenstange 5 in die Zylinder 2 und 3 hineingeführt, wodurch eine Verringerung der Fahrzeughöhe erfolgt. Eine Dämpfungsfeder 12 ist zwischen der Kolbenstange 5 und dem Außenzylinder 2 vorgesehen.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, dient ein Dämpfer dieser Art als Dämpfungsvorrichtung zur Radaufhängung für die Vorderräder 14R und 1-4L und die Hinterräder 15R und 15L eines Motorfahrzeugs 13. Die jeweilige Dämpfungsvorrichtung 1 ist zwischen dem Fahrzeugrahmen und dem jeweiligen Rad montiert. Zwei Sensoren 16 und 17 zur Feststellung der Fahrzeughöhe oder der Fahrhöhe sind am vorderen und am hinteren Ende des Fahrzeugs vorgesehen, wo sie zwischen dem Fahrzeugrahmen und den Rädern angeordnet sind. Jeder dieser Höhensensoren 16 und 17 sollte vorzugsweise nahe einem Vorder- bzw. Hinterrad angeordnet sein, um die erforderliche Genauigkeit bei der Höhenfeststellung zu gewährleisten.
Eine Antriebsmaschine 18 ist auf dem Fahrzeugrahmen 13 im vorderen Teil montiert und mit einem Luftkompressor 19 ausgerüstet, der durch einen Motor 40 (Fig. 2) angetrieben wird, um Luft einzuführen und einen pneumatischen Druck aufzubauen. Eine Luftzuführungsleitung 20 ist zwischen den Kompressor 19 und einen Lufttrockner 21 geschaltet, der ein auswechselbares Trocknungsmittel, beispielsweise Kieselgel, enthält, um Wasser aus der zugeführten Druckluft zu absorbieren. Die trockene Luft wird über eine Verbindungs-
leitung 22 und ein Einwegventil 2 einem Luftbehälter 24 zugeführt, der einen Druckauswert.'Schalter 25 enthält, mit dem der Aufbau des pneumatisc en Drucks im Behälter 24 feststellbar ist. Eine Verbind mgsleitung 26 führt von dem Luftbehälter 24 zu einer elek romagnetisch betätigbaren Ventilanordnung 27, die ein Elekt omagnetventil 28 zur Zuführung von Druckluft aus dem Li hälter 24, ElektromagneL-ventile 29 und 30 in Verbindung m t Leitungen 31 und 32 zur wahlweisen oder gemeinsamen Z .führung von Druckluft zu den Dämpfungsvorrichtungen 1 f ir die Vorderräder 14R, 14L und 15R, 15L sowie ein Elektr (magnetventil 38 zur Abführung von Druckluft gemäß Fig. und 5 enthält. Die Leitungen 31 und 32 enthalten Abzwei mngen 31R, 31L und 32R, 32L zur Zuführung von Druckluft zu den pneumatischen Druckkammern 1-1 in den Dämpfungsvorrichtungen 1 sowie zur Abführung von Druckluft aus diesen Kammern 11. Die Verbindungsleitung 22 hat eine Abzweigung 33 stromaufwärts des Einwegventils 23 zu den Ventilen 29 und 30 zur Abführung von Luft. Eine Abführungsleitung 34 ist stromaufwärts des Trockners 21 angeschlossen und führt zum Kompressor 19. Sie ist über das Elektromagnetventil 38 geführt. Somit können die Ventile 29, 30 und das Ventil 38 mitainander außerhalb der Ventilanordnung 27 über die Leitungen 33, 22 und 34 verbunden werden. Ein Sicherheitsventil 35 ist dem Kompressor 19 zugeordnet.
Der Kompressor 19, die Höhensenscren 16, 17 und der Druckauswerte schalter 25 des Luftbehä]ters 24 sowie die Ventile 28, 29, 30 und 38 in der Ventilanordnung 27 werden durch eine zentrale Signalverarbeitungsvorrichtung 3 6 (CPU) gesteuert. Diese zentrale Einrichtung 36 wird durch Befehlssignale der Höhensensoren 16, 17 angesteuert und steuert ihrerseits die Ventilanordnung 27 zwecks Anhebens des
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Fahrzeugrahmens vorn und/oder hinten an dem jeweiligen Radpaar. Zu diesem Zweck steuert die zentrale Einrichtung 36 den Kompressor 19. Dieser wird entweder abhängig von dem Betriebszustand der zentralen Einrichtung 36 selbst oder abhängig von der Feststellung eines Druckaufbaus im Luftbehälter 24 ein- und ausgeschaltet, so daß er Druckluft liefert, wenn die Fahrhöhe unter einem vorbestimmten Wert liegt, oder Luft aus den vorderen und/oder hinteren Dämpfungsvorrichtungen abführt, um die Fahrhöhe zu verringern. Ein Schalter 37 zur manuellen Übersteuerung ist zusätzlich zu den Höhensensoren 16 und 17 vorgesehen, so daß der Fahrer einen Höheneinstellbefehl an die zentrale Einrichtung 36 je nach den unterschiedlichen Anforderungen und Bedingungen geben kann.
Wenn die Fahrhöhe an den Vorderrädern 14R, 14L vergrößert werden soll, so werden die ihnen zugeordneten Dämpfungsvorrichtungen 1 mit Druckluft über einen pneumatischen Kreis versorgt, der in Fig. 1 schraffiert dargestellt ist. Die Luft, die durch den Kompressor 19 (Fig. 2) unter Druck gesetzt ist, wird über die Leitung 20 (Fig. 1) dem Trockner 21 zur Aussonderung von Wasser und die Leitung 22 dem Luftbehälter 24 zugeführt, in dem die trockene Luft unter Druck gespeichert wird. Wenn der pneumatische Druck im Behälter 24 unter einen vorbestimmten Wert absinkt, so gibt der Druckauswerteschalter 25 ein Signal an die zentrale Einrichtung 36, die den Kompressor 19 so steuert, daß er läuft, bis der Druck im Behälter 24 seinen vorbestimmten Wert wieder erreicht hat.
Abhängig von einem Befehlssignal der Höhensensoren 16, 17 oder des manuell betätigbaren Übersteuerungsschalters 37 bewirkt die zentrale Einrichtung 16 eine Ansteuerung der Ventile 28, 29 der Ventilanordnung 27 so, daß sie geöffnet
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werden. Dadurch kann Druckluft von dem Behälter 24 über die Leitung 26, die Ventile 28, 29, die Leitung 31 und die Abzweigungen 31R, 31L in die Dämpfungsvorrichtungen 1 der Vorderräder 14R, 14L eingeführt werden, so daß die Kolbenstangen 5 dieser Dämpfungsvorrichtungen 1 den Fahrzeugrahmen anheben. Wenn der Fahrzeugrahmen durch die Dämpfungsvorrichtungen 1 an den Hinterrädern 15R, 15L angehoben werden soll, so öffnet die zentrale Einrichtung 36 die Elektromagnetventile 28, 30, so daß die Druckluft über die Leitung 32 den entsprechenden Dämpfungsvorrichtungen 1 zugeführt wird.
Zur Verringerung der Fahrhöhe spricht die zentrale Einrichtung .36 auf ein Befehlssignal der Höhensensoren 16, 17 oder des manue.ll betätigbaren Übersteuerungsschalters 37 an, wodurch die Ventilanordnung 27 das Abführungsventil 38 öffnet. Wie in Fig. 3 durch den entsprechend schraffierten pneumatischen Kreis dargestellt, wird die Druckluft aus den Dämpfungsvorrichtungen 1 der Vorderräder 14R, 14L über die Abzweigungen 31R, 31L, die Leitung 31, das Ventil 29, die Leitung 33 und die Leitung 22 stromabwärts des Trockners 21 abgeführt. Da das Einwegventil 23 eine Auswirkung des hohen pneumatischen Drucks im Luftbehälter 24 auf die Leitung 22 stromaufwärts des Einwegventils 23 verhindert, tritt die abgeführte Druckluft über den Trockner 21 in die Abführungsleitung 24 ein und wird über das Abführungsventil 38 und den Kompressor 19 in der in Fig. 4 gezeigten Weise abgeführt. Die abgeführte Luft kann somit durch den Trockner 21 strömen. In ähnlicher Weise wird die Druckluft aus den Dämpfungsvorrichtungen 1 an den Hinterrädern 15R, 15L über die Leitung 32, das Ventil 30 und die Leitung 33 abgeführt.
Wenn die Höhensensoren oder der manuell betätigbare übersteuerungsschalter ein Befehlssignal zur Einstellung
a o «
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der Fahrhöhe des Fahrzeugs an der Vorder- und Rückseite in zueinander entgegengesetzten Richtungen abgeben, so steuert die zentrale Einrichtung 36 die Ventilanordnung 27 derart, daß das Anheben des Fahrzeugrahmens mit Priorität erfolgt. Nachdem somit das vordere oder das hintere Ende zunächst angehoben wurde, wird das jeweils andere Ende des Fahrzeugs gesenkt. Wenn die zentrale Einrichtung 36 ein Befehlssignal zum Anheben des Fahrzeugrahmens an beiden Enden erhält, so erfolgt das Anheben des vorderen Endes mit Priorität. Wenn der Kompressor 19 einzuschalten und gleichzeitig das Abführungsventil 38 zu öffnen ist, so führt die zentrale Einrichtung 36 zuerst Luft aus dem Kompressor 19 ab und liefert dann Druckluft an den Behälter 24.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird ein Druckluftbehälter 24 verwendet. Auf diesen kann jedoch verzichtet werden, wenn der Kompressor 19 eine ausreichend große Kapazität hat. Deshalb können ggf. der Luftbehälter 24 und das Ventil 28 entfallen.
Vj-
Leerseile

Claims (5)

  1. Patentansprüche
    ( 1.j Vorrichtung zur Niveauregulierung für Fahrzeuge mit ^-~^ einem Fahrzeugrahmen und Vorder- und Hinterrädern, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
    a) zwischen dem Fahrzeugrahmen (13) und den Rädern (14R, 14L, 15R, 15L) vorgesehene und mit pneumatischen Druckkammern (11) versehene Dämpfungsvorrichtungen (1),
    b) einen Druckerzeuger (19) zur Erzeugung eines pneumatischen Drucks,
    c) einen pneumatischen Kreis zur Verbindung des Druckerzeugers (19) mit den Druckkammern (11),
    d) eine in dem pneumatischen Kreis vorgesehene Ventilanordnung (27) zur Zuführung bzw. Abfühung von Druckluft zu bzw. von den Druckkammern (11),
    e) mehrere Höhensensoren (16, 17) im vorderen und hinteren Bereich des Fahrzeugs,
    f) einen manuell betätigbaren Steuerschalter (37) zur Einstellung der Fahrzeughöhe,
    g) eine zentrale Steuereinrichtung (36), die auf Signale der Höhensensoren (16, 17) und des manuell betätigbaren Steuerschalters (37) anspricht und die Ventilanordnung (27) zur Zuführung von Druckluft in den pneumatischen Kreis gemäß vorbestimmten Verteilungen steuert und
    -Y-I
    h) eine Trocknungsvorrichtung (21) in dem pneumatischen Kreis stromabwärts des Druckerzeugers (19).
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung (27) Ventile (29, 30) zur Zuführung von Druckluft in die Dämpfungsvorrichtungen (1) sowie ein einzelnes Ventil (38) zur Abführung von Druckluft.enthält.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (29, 30, 38) außerhalb der Ventilanordnung (27) miteinander verbindbar sind.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluft über den Druckerzeuger (19) dem pneumatischen Kreis zugeführt und aus ihm abgeführt werden kann.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Steuereinrichtung (36) die Ventilanordnung (27) so steuert, daß die Zuführung von Druckluft zu den Druckkammern (11) oder die Abführung von Druckluft aus den Druckkammern (11) mit Priorität erfolgt.
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