DE3212433A1

DE3212433A1 - Federung mit selbsttaetiger niveauregelung fuer ein fahrzeug

Info

Publication number: DE3212433A1
Application number: DE19823212433
Authority: DE
Inventors: Malcolm Solihull West Midlands Brearley
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1981-04-08
Filing date: 1982-04-02
Publication date: 1983-04-14
Also published as: US4483546A; FR2503640A1; JPS57178911A; FR2503640B1

Description

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DIPL.-ING.; DIPL.-WIRTSCH.-ING. RUPERT GOETZ

IA-55 819 D-8000 MÜNCHEN 90

SCHWEIGERSTRASSE 2 LUCAS INDUSTRIES LIMITED,
Birmingham telefon: (089)6620 ji

TELEGRAMM: PROTEtTPATENT

telek: j 24070

2. April 1982

Federung mit selbsttätiger Niveauregelung für ein Fahrzeug

Die Erfindung betrifft Federungen mit selbsttätiger Niveauregelung für Fahrzeuge, also Federungen, welche zum Ausgleichen von Laständerungen oder Lastverschiebungen die Plattformhöhe, d.h. den Abstand zwischen den gefederten und den ungefederten Fahrzeugteilen, selbsttätig einstellen.

Die gefederten Teile des Fahrzeuges, nämlich der Aufbau und die zugehörigen Bauteile, sind über den ungefederten Teilen (Räder, Achsen etc.) durch mehrere Federungseinheiten von verstellbarer Länge abgestützt.

Bekannte Federungen mit selbsttätiger Niveauregelung arbeiten nach dem Prinzip einer Regelung mit geschlossenem Wirkungsablauf, bei dem die Plattformhöhe in der Nähe jeder Federungseinheit überwacht und die Länge der Federungseinheit eingestellt bzw. verändert wird, bis die Differenz zwischen der tatsächlichen und der angestrebten Plattformhöhe innerhalb eines bestimmten Bereiches liegt. Die Hauptschwierigkeit bei dieser Regelungsart besteht darin, daß sich die tatsächliche Plattformhöhe bei fahrendem Fahrzeug infolge von Schwingungen in der Federung, bei Kurvenfahrt sowie bei Beschleunigungen und Vorzögerungen ständig verändert, so daß entweder die

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Federung diese Änderungen ständig auszugleichen versucht oder dem Beginn des Korrekturvorganges eine eingebaute Verzögerung vorausgehen muß.

Gegenstand der Erfindung ist im wesentlichen eine Form von diskontinuierlicher Regelung mit geschlossenem Wirkungskreis unter Anwendung von Korrekturschritten nach dem Prinzip einer Steuerung mit offenem Wirkungsablauf.

Erfindungsgemäß hat eine Federung mit selbsttätiger Niveauregelung für ein Fahrzeug mehrere Federungseinheiten zum Einstellen der Plattformhöhe, d.h. des Abstandes zwischen den gefederten und den ungefederten Fahrzeugteilen, je einen Plattformhöhen-Sensor zu jeder Federungseinheit oder zu jedem gekoppelten Paar Federungseinheiten, der eine sich mit der Plattformhöhe in der Nähe der zugehörigen Federungseinheit(en) progressiv verändernde Ausgangsgröße zu erzeugen vermag, und eine Steuereinrichtung zum

(i) wenigstens einmaligen Erfassen jeder der Ausgangsgrößen, (ii) Auswählen derjenigen Ausgangsgröße aus den der festgestellten Plattformhöhe entsprechenden Ausgangsgrößen, die von der angestrebten Plattformhöhe am stärksten abweicht, und

(iii) Korrigieren derjenigen Federungseinheit(en), die der ausgewählten Ausgangsgröße zugeordnet ist bzw. sind, um sie gegen die angestrebte Plattformhöhe einzustellen, wobei die Steuereinrichtung die Schritte (i) bis (iii) zu wiederholen vermag, bis alle festgestellten Plattformhöhen innerhalb annehmbarer Grenzwerte der angestrebten Plattformhöhe liegen.

Weil jedesmal nur ein Korrekturschritt ausgeführt wird, läßt sich die Schnelle der Einstellung der Federungseinheiten genau festlegen, wodurch es möglich ist, die Größe der notwendigen Korrekturschritte mit beträchtlicher Genauigkeit zu

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tierechnen. Außerdem wird die Leistungsfähigkeit des Systems stets so sein, daß der größte Fehler korrigiert werden kann.

Vorzugsweise vermag die Steuereinrichtung jede der Ausgangsgrößen in Reihenfolge zu erfassen. Die Verwendung einer einzigen Steuereinrichtung, welche die Sensoren sequentiell abtastet bzw. abfragt, bietet außer einer Kostenersparnis auch den Vorteil, daß jede Drift oder jede Störung in der Schaltungsanordnung wahrscheinlich alle Korrekturen in gleichem Maße beeinflußt, so daß solche Faktoren zu einer Gesamtänderung der Plattformhöhe statt zu Änderungen der Fahrzeuglage führen.

Vorzugsweise vermag die Steuereinrichtung jede der Ausgangsgrößen in Reihenfolge mehrmals zu erfassen und für jeden Sensor einen rechnerischen Durchschnittswert der von ihm gelieferten Meßwerte zu errechnen, wobei die rechnerischen Durchschnittswerte zum Auswählen der benötigten Ausgangsgröße benutzt werden. Der rechnerische Durchschnittswert ist nicht notwendigerweise der streng mathematische Mittelwert, sondern kann z.B. zugunsten der neueren Meßwerte gewichtet sein. Vorzugsweise wird die Anzahl der zum Errechnen des rechnerischen Durchschnittswertes für eine bestimmte Sensorausgangsgröße benutzten Meßwerte in Abhängigkeit vom Grad der Federungsaktivität verändert, der sich beispielsweise anhand des Bereiches feststellen läßt, in dem die während einer im voraus festgelegten Zeitspanne vom betreffenden Sensor abgerufenen Meßwerte liegen. Die Meßwerte werden vorzugsweise mit einer konstanten Frequenz, jedoch während einer veränderlichen Zeitspanne erfaßt. Die Anzahl der Erfassungen kann entsprechend der Fahrzeit erhöht werden, weil rasche Korrekturen wahrscheinlich nur bei Beginn einer Fahrt bzw. Reise erforderlich sind.

Die Steuereinrichtung vermag vorzugsweise eine Korrektur vorzunehmen, die ausreichen sollte, um die Differenz zwischen

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der ausgewählten und der angestrebten Plattformhöhe auf weniger als die nächstgrößte Differenz zwischen der festgestellten und der angestrebten Plattformhöhe zu verringern. Vorzugsweise vermag die Steuereinrichtung eine im voraus festgelegte Mindestkorrektur vorzunehmen, es sei denn, daß die Differenz zwischen der ausgewählten und der angestrebten Plattformhöhe kleiner als diese im voraus festgelegte Korrektur ist. ■

Wenn bei einer bevorzugten Ausführungsform alle festgestellten Plattformhöhen innerhalb annehmbarer Grenzwerte der angestrebten Plattformhöhe liegen, vermag die Steuereinrichtung in einem Trimmbetrieb zu arbeiten, in dem sie rechnerische Durchschnittswerte für alle Sensoren-Meßwerte errechnet, die rechnerischen Durchschnittswerte zum Berechnen einer zentralen Plattformhöhe für das Fahrzeug benutzt, die zentrale Plattformhöhe daraufhin überprüft, ob sie innerhalb annehmbarer Grenzwerte einer angestrebten zentralen Plattformhöhe liegt, und in die anfängliche Betriebsart zurückschaltet, wenn die zentrale Plattformhöhe als außerhalb der annehmbaren Grenzwerte liegend festgestellt wird. Vorzugsweise liegt den im Trimmbetrieb errechneten rechnerischen Durchschnittswerten eine größere Anzahl Meßwerte zugrunde als zum Errechnen der rechnerischen Durchschnittswerte in der anfänglichen Betriebsart benutzt werden.

Die Steuereinrichtung hat vorzugsweise eine Erfassungseinheit zum (i) wenigstens einmaligen Erfassen jeder der Ausgangsgrößen,

eine Auswähleinheit zum (ii) Auswählen derjenigen Ausgangsgröße aus den der festgestellten Plattformhöhe entsprechenden Ausgangsgrößen, die von der angestrebten Plattformhöhe am stärksten abweicht, und

einen Korrektursignal-Generator zum (iii) Korrigieren der der ausgewählten Ausgangsgröße zugeordneten Federungs-

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einheit(en) im Sinne einer Einstellung gegen die angestrebte Plattformhöhe,

wobei die Steuereinrichtung die Schritte (i) bis (iii) zu wiederholen vermag, bis alle festgestellten Plattformhöhen innerhalb annehmbarer Grenzwerte der angestrebten Plattformhöhe liegen.

Die Erfassungseinheit, die Auswahleinheit und der Korrektursignal-Generator können je als Verknüpfungsschaltung ausgebildet oder, vorzugsweise, in einem Mikroprozessor enthalten sein.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zum Einstellen einer Fahrzeug-Federung mit mehreren Federungseinheiten für die Veränderung der Plattformhöhe, d.h. des Abstandes zwischen den gefederten und den ungefederten Fahrzeugteilen, bei dem

a) die Plattformhöhe in der Nähe jeder Federungseinheit oder jedes gekoppelten Paares Federungseinheiten festgestellt wird,

b) aus den festgestellten Plattformhöhen diejenige ausgewählt wird, die von der angestrebten Plattformhöhe am stärksten abweicht,

c)die entsprechende(n) Federungseinheit(en) korrigiert wird bzw. werden, um sie gegen die angestrebte Plattformhöhe einzustellen, und

d) die Schritte (a) bis (d) bei Bedarf wiederholt werden, bis alle festgestellton Plattformhöhen innerhalb annehmbarer Grenzwerte der angestrebten Plattformhöhe liegen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Federung mit selbsttätiger Niveauregelung gemäß der Erfindung für ein Fahrzeug

und
Fig. 2 ein Flußdiagramm zur Verdeutlichung der Arbeitsweise des Systems.

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Gemäß Fig. 1 sind die nicht dargestellten gefederten Teile eines nicht gezeichneten Fahrzeuges mittels vier Federungseinheiten R , R , R und R. Über den nicht dargestellten ungefederten Fahrzeugteilen abgestützt. Jede der Federungseinheiten R. bis R. ist mit einem zugehörigen Plattformhöhen-Sensor S₁, S₂, S₃ bzw. S. verbunden, dessen elektrische Kennlinie, z.B. der Widerstand oder die Impedanz, sich im Verhältnis zur Länge der Federungseinheit R₁, R₀, R- oder R. verändert. Ein geeigneter Sensor ist in der GB-PS 2 074 736A beschrieben.

Die Federungseinheiten R. und R_p sind je auf der zugehörigen Seite am Fahrzeugbug angeordnet. Ihre hydraulischen Höhenverstellkammern sind über zugehörige elektromagnetisch betätigte Stellventile V₁ und V_p mit einem gemeinsamen Anschluß 6 eines ebenfalls elektromagnetisch betätigten Dreiwege-Hauptventils MV verbunden. Die Federungseinheiten R„ und R₄ sind auf entgegengesetzten Seiten des Fahrzeughecks angeordnet, und ihre hydraulischen Kammern sind beide über ein einzelnes elektromagnetisch betätigtes Stellventil V_ mit dem gemeinsamen Anschluß 6 des Hauptventils MV verbunden. Das Hauptventil MV ist so schaltbar, daß es die Stellventile V , V„ und V» entweder mit einer Quelle für unter hohem Druck stehendes Fluid verbindet, die von einer Pumpe P gebildet ist, welche Fluid aus einem Behälter 7 mit konstanter Fördermenge zu liefern vermag, oder über eine Rücklaufleitung 8 mit dem Behälter 7.

Jeder der Sensoren S. bis S₄ ist an einen Multiplexer MPX angeschlossen, der einen einzigen, multiplexierten bzw. Multiplex-Ausgang 5 aufweist. Dieser ist an einen Dekodierer D angeschlossen, der die multiplexierten bzw. Multiplex-Signale in eine Form umzuwandeln vermag, die von einer Steuerschaltung in Form eines Mikroprozessors MPU des als MC 6805 bezeichneten Typs verarbeitet werden kann. Der Mikroprozessor MPU

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hat zwei Ausgangskanäle 9 und 10, von denen der Ausgangskanal 9 die Stellventile V₁ bis V„ und der andere Kanal 10 das Hauptventil MV steuert.

Die Arbeitsweise des Systems wird anhand Fig. 2 beschrieben. Wenn kein Niveauregelungsvorgang stattfindet, sind die Stellventile V₁ bis V alle geschlossen, so daß in den Federungs-

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einheiten R bis R hydraulisches Fluid eingeschlossen ist und die Plattformhöhe des Fahrzeuges konstant bleibt. Der Schritt "EINSCHALTEN" wird beim Drehen des Zündschlüssels für das Fahrzeug durchgeführt, woraufhin der Befehl "VORBEREITEN" gegeben wird, um ein Niveauregelungsprogramm zu starten.

Das Niveauregelungsprogramm beginnt mit einer Anweisung an den Mikroprozessor MPU, alle Ausgangssignale aus den Sensoren S₁ bis S. in einer vorbestimmten Reihenfolge zu erfassen. Es sei nun angenommen, daß das Fahrzeug stillsteht und nur ein Satz Meßwerte abgerufen wird. Die Meßwerte werden im Speicher des Mikroprozessors MPU gespeichert. Sodann werden die Meßwerte analysiert, um zu prüfen, ob sie nur gültige Fehler enthalten. In diesem Zusammenhang wird unter einem Fehler eine Differenz zwischen dem tatsächlichen Meßwert und dem einer angestrebten Plattformhöhe entsprechenden Meßwert verstanden. Ein gültiger Fehler wird dann beispielsweise durch eine ungleichmäßige Lastverteilung hervorgerufen, die zu einer Neigung des Fahrzeuges führt. Als ungültiger Fehler gilt beispielsweise der Meßwert, der erzeugt wird, wenn das Fahrzeug mit einem Rad auf dem BUrgersteig stehend geparkt ist.

Wenn die Fehler nicht gültig sind, wird angenommen, daß eine Höheneinstellung nicht erforderlich ist; in diesem Falle schaltet sich das System in Bereitschaftsstellung, bis sich die Meßwerte ändern. Wenn die Fehler jedoch gültig sind,

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wird der größte Fehler ausgewählt und daraufhin überprüft, ob er innerhalb annehmbarer Grenzwerte - der sogenannten Totzone - der angestrebten Plattformhöhe liegt. Liegt der Fehler außerhalb der Totzone, wird an der entsprechenden Federungseinheit R₁, R-, R„ oder R₄ eine Korrektur sofort vorgenommen, um die Höhenlage des Fahrzeuges gleichmäßiger zu machen. Dies geschieht durch die Abgabe eines Signals an den Ausgangskanal 10, welches das Hauptventil MV je nach Fall entsprechend einer Verlängerung oder Verkürzung der betreffenden Federungseinheit umschaltet, und dann durch Abgabe eines Impulses an den Ausgangskanal 9, der das entsprechende Stellventil V₁, V oder V während einer errechneten, dem gewünschten Korrekturgrad entsprechenden Zeitspanne öffnet.

Nach dieser vorläufigen Korrektur beginnt wieder das sequentielle Abfragen der Sensorenausgänge, das fortgesetzt wird, bis für jede der Federungseinheiten R. bis R. mehrere Meßwerte erhalten worden sind. Die Ausgangssignale der Sensoren S₁ bis S. werden gefiltert, um kurzzeitige Veränderungen auszuscheiden, und dann gespeichert. Die gespeicherten Meßwerte werden dann geprüft, um festzustellen, wie stark die Meßwerte jeder der Federungseinheiten R₁ bis R₄ innerhalb einer im voraus festgelegten Zeitspanne voneinander abweichen. Wenn die Meßwerte "stehen", sich also wenig verändern, z.B. bei stillstehendem Fahrzeug, wird wiederum der größte Fehler ausgewählt (welcher der Meßwert derselben Federungseinheit wie zuvor oder einer anderen Federungseinheit sein kann), und auf seine Lage in bezug auf die Totzone überprüft. Sodann wird eine weitere Korrektur vorgenommen. Diese Folge von Arbeitsschritten bildet ein sogenanntes schnelles Korrekturverfahren.

Zeigen die Meßwerte beträchtliche Unterschiede, z.B. bei fahrendem Fahrzeug, wird die Zeitspanne, in'der Meßwerte abgerufen werden, im Verhältnis zum Grad der Veränderung erhöht

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("MEHR MESSWERTE ERFASSEN"), so daß die Anzahl der Meßwerte für eine bestimmte Federungseinheit R„, R_, R_q oder R größer wird, obwohl die Frequenz, mit der die Meßwerte erfaßt werden, konstant bleibt. Diese weiteren Meßwerte werden zusammen mit den schon gespeicherten Meßwerten gespeichert. Ausgehend von den gespeicherten Meßwerten ist es somit möglich, für jede der Federungseinheiten R₁ bis R. einen rechnerischen Durchschnittsfehler exakt zu berechnen. Die rechnerischen Durchschnittswerte werden als Basis für die nächste Auswahl des größten Fehlers benutzt. Die zuletzt beschriebene Folge von Arbeitsschritten bildet ein sogenanntes langsames Korrekturverfahren, das vom System bei fahrendem Fahrzeug angewendet wird.

Die Schnelle, mit der die Federungseinheiten R. bis R. ihre Länge vergrößern, ist dadurch bestimmt, daß die Pumpe P einen voraussagbaren Förderstrom erzeugt, und die Zahl der Federungseinheiten von bekannter Stützfläche, die zu einem bestimmten Zeitpunkt eingestellt werden, bekannt ist. Selbstverständlich können die Stützflächen verschiedener Federungseinheiten voneinander verschieden sein; dies wird bei der Rechnung berücksichtigt. In ähnlicher Weise ist auch die Schnelle festgelegt, mit der sich die Federungseinheiten R bis R₄ verkürzen. Die Zeitspanne, während der die Stellventile V₁ bis V₀ für eine bestimmte Längenänderung der Fede-

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rungseinheiten geöffnet sein müssen, kann daher mit einem vernünftigen Genauigkeitsgrad errechnet werden.

Die Größe der Korrektur für jede der Federungseinheiten R bis R . wird so berechnet, daß sie zumindest ausreicht, um den Fehler auf weniger als den Fehler der Federungseinheit mit dem nächstgrößten Fehler zu verringern, obgleich in der Praxis zwischen den Federungseinheiten R. bis R₄ eine gewisse Wechselwirkung besteht und die tatsächliche Längenänderung der Federungseinheit nicht notwendigerweise dieselbe ist, die

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durch den EinstellVorgang herbeigeführt werden sollte. Aus diesem Grunde wird es vorgezogen, nicht eine volle Korrektur an einer Federungseinheit vorzunehmen, weil sonst eine Überkorrektur entstehen kann. Um sicherzustellen, daß in vernünftigem Maße korrigiert wird, wird bei jeder der Federungseinheiten R. bis R stets eine im voraus festgelegte Mindestkorrektur von z.B. 6 mm vorgenommen, es sei denn, daß die tatsächliche Plattformhöhe von der angestrebten Plattformhöhe um weniger als 6 mm abweicht. In diesem Falle wird eine kleinere Korrektur vorgenommen. Bei diesem Beispiel beträgt die Breite der Totzone 2 mm.

Das Programm durchläuft die Schleife zwischen den Arbeitsschritten "GRÖSSTEN FEHLER AUSWÄHLEN" und "MESSWERTE STABIL?", bei Bedarf über den Arbeitsschritt "MEHR MESSWERTE ERFASSEN", wobei jedesmal eine Korrektur vorgenommen wird. Dies bildet eine anfängliche Betriebsart mit verhältnismäßig rascher Korrektur, welche das schnelle und das langsame Verfahren umfaßt. Nachdem eine zweckdienliche Zahl von Korrekturen durchgeführt worden sind, wird schließlich ein Zustand erreicht, bei dem der letzte größte Fehler in die Totzone fällt; mit anderen Worten, alle' Federungseinheiten R₁ bis R. haben Meßwerte innerhalb annehmbarer Grenzwerte der angestrebten Plattformhöhe. Das System tritt dann in den sogenannten Trimmbetrieb ein, der den unerwünschten Zustand überwinden soll, bei dem eine ständige Nachregelung der Federungseinheiten aufgrund statistischer Fehler bei der Analyse der normalen Schwingbewegungen zwischen den gefederten und den ungefederten Teilen versucht wird.

Sobald das System in den Trimmbetrieb übergeht, fragt der Mikroprozessor MPU die Sensoren S. bis S. während einer längeren Zeitdauer sequentiell ab. Auch in diesem Falle werden die Meßwerte gespeichert, und es wird für jede der Federungseinheiten R. bis R. der rechnerische Durchschnittsfehler der

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Meßwerte errechnet. Diese rechnerischen Durchschnittswerte werden dann entsprechend den Merkmalen des betreffenden Fahrzeuges gewichtet, und die gewichteten Werte werden zum Berechnen der zentralen Plattformhöhe benutzt, d.h. der Plattformhöhe in einem Konstruktions-"Höhenmittelpunkt" des Fahrzeuges. Die Lage dieses Mittelpunktes ist bestimmt durch Spurbreite und Radabstand des Fahrzeuges sowie durch die Lage der Federungseinheiten und der Sensoren, An dieser Stelle wird die Plattformhöhe durch Nicken und Rollen infolge der Fahrzeugbewegung nur in geringfügigem Maße gestört. In ähnlicher Weise bleibt die zentrale Plattformhöhe unbeeinflußt, wenn die Gesamtlast konstant bleibt, aber verschoben wird. Wenn sich die Gesamtlast jedoch verändert, beispielsweise durch den allmählichen Verbrauch des Kraftstoffs, neigt die zentrale Plattformhöhe dazu, sich während der Fahrt bzw. Reise zu verändern.

Die zentrale Plattforrnhöhe wird daraufhin überprüft, ob sie innerhalb annehmbarer Grenzwerte einer angestrebten zentralen Plattformhöhe liegt ("ZENTRALE PLATTFORMHÖHE FALSCH?"); wenn nein, kehrt das Programm zur anfänglichen Betriebsart zurück, und an den Federungseinheiten R₁ bis R^ werden etwaige notwendige Korrekturen vorgenommen, und zwar, je nach Erfordernis, nach dem schnellen oder nach dem langsamen Verfahren. Fällt die zentrale PJattformhöhe zwischen die Grenzwerte, setzt der Mikroprozessor MPU den Abruf von Meßwerten während eines noch längeren Zeitraumes fort und speichert diese Meßwerte, bevor die rechnerischen Durchschnittswerte neu errechnet werden und zur anfänglichen Betriebsart zurückgekehrt wird. Weil in dieser zuletzt beschriebenen Phase des Trimmbetriebes die Meßwerte während eines extrem langen Zeitraumes erfaßt werden, haben irgendwelche Veränderungen, die sich aus normalen Schwingbewegungen ergeben, oder kurzzeitige Wirkungen wie beim Kurvenfahren oder Bremsen eine verhältnismäßig geringe Auswirkung auf den endgültigen Durchschnitts-

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wert. Nur bei langer anhaltenden Wirkungen aufgrund echter Änderungen der Fahrzeugbeladung ist ein Einfluß· auf die endgültigen rechnerischen Durchschnittswerte wahrscheinlich, so daß sich eine ausgleichende Nachregelung der Federungseinheiten R. bis R. ergibt.

Ein sich aus Fig. 2 nicht ergebendes weiteres Merkmal des Systems besteht darin, daß bei Störung eines der Sensoren S₁ bis S. der Mikroprozessor MPU die Meßwerte der übrigen Sensoren zum Berechnen eines Meßwertes für den gestörten Sensor benutzt. Dieser Meßwert ersetzt dann den fehlerhaften Meßwert, so daß die Höhenlage des Fahrzeuges weitgehend unbeeinflußt bleibt. Solche Störzustände lassen sich durch einen allgemeinen Vergleich der Meßwerte von den verschiedenen Sensoren, durch Nichtveränderung der Meßwerte bei einem bestimmten Sensor oder anhand eines Meßwertes feststellen, der außerhalb des üblichen Bereiches liegt und dadurch als Fehlerhinweis gedeutet wird.

Die angestrebten Plattformhöhen, die vom System eingestellt werden sollen, sind bestimmt durch diesbezügliche, für die einzelnen Federungseinheiten R₁ bis R^ festgelegte Parameter und durch einen geforderten Wert für die zentrale Plattformhöhe. Durch Ändern der entsprechenden Konstanten ist es möglich, die Gesamt-Plattformhöhe und/oder die Lage des Fahrzeuges entsprechend der mit einem getrennten Meßgrößenumformer gemessenen Geschwindigkeit des Fahrzeuges oder nach dem Grad der Federungsaktivität zu modifizieren. So kann eine Anordnung beispielsweise so sein, daß die Frontpartie des Fahrzeuges bei schneller Fahrt tiefer liegt als der übrige Teil des Fahrzeuges und/oder die Gesamt-Plattformhöhe verringert wird. In ähnlicher Weise kann bei Fahrt über eine sehr wellige Fahrbahn, beispielsweise einen Acker, die Gesamt-Plattformhöhe vergrößert werden, um den verstärkten Aktivitätsgrad der Federung auszugleichen.

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Wenngleich für alle Federungseinheiten R₁ bis R. eine unabhängige Regelung vorgesehen sein kann, ist es in der Praxis gewöhnlich annehmbar, wenn, wie beim gezeigten Beispiel, die beiden hinteren Federungseinheiten R_ und R. zusammen eingestellt werden. Obwohl jede dieser Federungseinheiten R

und R. ihren eigenen Plattformhöhen-Sensor S₃ bzw. S. hat, werden die von letzteren abgeleiteten Signale kombiniert, um einen Durchschnittsmeßwert für die Plattformhöhe im Bereich der Hinterachse zu bilden. Diese Signale können auch im Ausgangskanal 9 kombiniert werden.

In einigen Fällen kann es genügen, anstelle eines einzelnen Sensors für jede der Federungseinheiten R₁ bis R. des gezeigten Beispiels einen einzelnen Sensor für ein Paar Federungseinheiten an Bug oder Heck des Fahrzeuges vorzusehen. Der Sensor kann z.B. so ausgelegt sein, daß er Verlagerungen eines mit einem Radpaar verbundenen Rollstabilisators erfaßt.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß der Mikroprozessor MPU tatsächlich eine Erfassungseinheit zum wenigstens einmaligen Erfassen jeder der Ausgangsgrößen, eine Auswähleinheit zum Auswählen derjenigen Ausgangsgröße aus den der festgestellten Plattformhöhe entsprechenden Ausgangsgrößen, die von der angestrebten Ausgangsgröße am stärksten abweicht, und einen Korrektursignal-Generator enthält, der die der ausgewählten Ausgangsgröße zugeordnete(n) Federungseinheit(en) im Sinne einer Einstellung gegen die angestrebte Plattformhöhe korrigiert. Alle Funktionen des Mikroprozessors MPU könnten unter Verwendung diskreter Bauelemente oder integrierter Schaltungen durch getrennte Verknüpfungsschaltungen oder sogar durch analoge .Schaltungen durchgeführt werden.

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Claims

D1PL.-1NG. GERHARD I¹ULS

lA-55 819 D-8000 MÜNCHEN

SCHWEIGERSTRASSE 2 Telefon: (089) 66 20 ji TELEGRAMM: PROTECTPATENT TELEX: {24 070

Patentansprüche :

l) Federung mit selbsttätiger Niveauregelung für ein Fahrzeug mit mehreren Federungseinheiten zum Einstellen der Plattformhöhe, d.h. des Abstandes zwischen den gefederten und den ungefederten Fahrzeugteilen und je einem Plattformhöhen-Sensor zu jeder Federungseinheit oder zu jedem gekoppelten Paar Federungseinheiten, dadurch gekennzeich net , daß jeder Sensor (S₁, S₂, S , S.) eine sich mit der Plattformhöhe in der Nähe der zugehörigen Federungseinheit(en) (R₁, Rp, R₃, R₄) progressiv verändernde Ausgangsgröße zu erzeugen vermag und eine Steuereinrichtung (Multiplexer MPX, Dekodierer D, Mikroprozessor MPU) vorhanden ist, die (i) jede der Ausgangsgrößen wenigstens einmal erfaßt,

(ii) aus den der festgestellten Plattformhöhe entsprechenden Ausgangsgrößen diejenige auswählt, die von der angestrebten Plattformhöhe am stärksten abweicht, und

(iii) an derjenigen Federungseinheit bzw. an denjenigen Federungseinheiten (R₁, Rp, R₃, R₄), die der ausgewählten Ausgangsgröße zugeordnet ist bzw. sind, eine Korrektur vornimmt, um sie gegen die angestrebte Plattformhöhe einzustellen,

und die Schritte (i) bis (iii) zu wiederholen vermag, bis alle festgestellten Plattformhöhen innerhalb annehmbarer Grenzwerte der angestrebten Plattformhöhe liegen.

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2. Federung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Steuereinrichtung (MPX, D, MPU) jede der Ausgangsgrößen in Reihenfolge zu erfassen vermag.
3. Federung nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Steuereinrichtung (MPX, D, MPU) jede der Ausgangsgrößen in Reihenfolge mehrmals zu erfassen und für jeden Sensor (S., S , S₃, S₄) einen rechnerischen Durchschnittswert der von ihm gelieferten Meßwerte zu errechnen vermag, wobei die rechnerischen Durchschnittswerte zum Auswählen der benötigten Ausgangsgröße benutzt werden.
4. Federung nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Anzahl der zum Errechnen des rechnerischen Durchschnittswertes für eine bestimmte Sensorausgangsgröße in Abhängigkeit vom Grad der Federungsaktivität verändert wird.
5. Federung nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η zeichnet , daß der Grad der Federungsaktivität anhand des Bereiches festgestellt wird, in dem die während einer im voraus festgelegten Zeitspanne vom betreffenden Sensor (S₁, S_, S„, S.) abgerufenen Meßwerte liegen.
6. Federung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge kennzeichnet , daß die zum Errechnen des rechnerischen Durchschnittswertes benutzten Meßwerte mit konstanter Frequenz, jedoch während veränderlicher Zeitspannen erfaßt werden.
7. Federung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuereinrichtung (MPX, D, MPU) eine Korrektur vorzunehmen vermag, die ausreichen sollte, um die Differenz zwischen der ausgewählten und der angestrebten Plattformhöhe auf weniger als die nächst-

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größte Differenz zwischen der festgestellten und der angestrebten Plattformhöhe zu verringern.
8. Federung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuereinrichtung (MPX, D, MPU) eine im voraus festgelegte Mindestkorrektur vorzunehmen vermag, es sei denn, daß die Differenz zwischen der ausgewählten und der angestrebten Plattformhöhe kleiner als diese im voraus festgelegte Korrektur ist.
9. Federung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß, wenn alle festgestellten Plattformhöhen innerhalb annehmbarer Grenzwerte der angestrebten Plattformhöhe liegen, die Steuereinrichtung (MPX, D, MPU) in einem Trimmbetrieb zu arbeiten vermag, in dem sie rechnerische Durchschnittswerte für alle Sensor-Meßwerte errechnet, die rechnerischen Durchschnittswerte zum Berechnen einer zentralen Plattformhöhe für das Fahrzeug benutzt, die zentrale Plattformhöhe daraufhin überprüft, ob sie innerhalb annehmbarer Grenzwerte einer angestrebten zentralen Plattformhöhe liegt, und in die anfängliche Betriebsart zurückschaltet, wenn die zentrale Plattformhöhe als außerhalb der annehmbaren Grenzwerte liegend festgestellt wird.
10. Federung nach Anspruch 3 und 9, dadurch g e k e η η zeichnet , daß den im Trimmbetrieb errechneten rechnerischen Durchschnittswerten eine größere Anzahl Meßwerte zugrundeliegt als zum Errechnen der rechnerischen Durchschnittswerte in der anfänglichen Betriebsart benutzt werden.
11. Federung mit selbsttätiger Niveauregelung für ein Fahrzeug mit mehreren Federungseinheiten zum Einstellen der Plattformhöhe, d.h. des Abstandes zwischen den gefederten und den ungefederten Fahrzeugteilen und je einem Plattformhöhen-Sensor zu jeder Federungseinheit oder zu jedem gekoppelten

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Paar Federungseinheiten, dadurch gekennzeich net , daß jeder Sensor (S₁, Sp, S , S.) eine sich mit der Plattformhöhe in der Nähe der zugehörigen Federungseinheit (en) (R₁, R₂, R₃, R₄) progressiv verändernde Ausgangsgröße zu erzeugen vermag und die Federung eine Steuereinrichtung (Multiplexer MPX, Dekodierer D, Mikroprozessor MPU) hat mit einer Erfassungseinheit zum (i) wenigstens einmaligen Erfassen jeder der Ausgangsgrößen,

einer Auswähleinheit zum (ii) Auswählen derjenigen Ausgangsgröße aus den der festgestellten Plattformhöhe entsprechenden Ausgangsgrößen, die von der angestrebten Plattformhöhe am stärksten abweicht, und

einem Korrektursignal-Generator zum (iii) Korrigieren der der ausgewählten Ausgangsgröße zugeordneten Federungseinheit(en) (R , R , R₃, R) im Sinne einer Einstellung gegen die angestrebte Plattformhöhe,

wobei die Steuereinrichtung (MPX, D, MPU) die Schritte (i) bis (iii) zu wiederholen vermag, bis alle festgestellten Plattformhöhen innerhalb annehmbarer Grenzwerte der angestrebten Plattformhöhe liegen.
12. Federung nach Anspruch 11, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Erfassungseinheit, die Auswähleinheit und der Korrektursignal-Generator je als Verknüpfungsschaltung ausgebildet sind.
13. Federung nach Anspruch 11, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Erfassungseinheit, die Auswähleinheit und der Korrektursignal-Generator in einem Mikroprozessor (MPU) enthalten sind.
14. Verfahren zum Einstellen einer Fahrzeug-Federung mit mehreren Federungseinheiten für die Veränderung der Plattformhöhe, d.h. des Abstandes zwischen den gefederten und den ungefederten Fahrzeugteilen, dadurch g e k e η η zeichnet , daß

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a) die Plattformhöhe in der Nähe jeder Federungseinheit oder jedes gekoppelten Paares Federungseinheiten (R₁, R₂, R_, R) festgestellt wird,

b) aus den festgestellten Plattformhöhen diejenige ausgewählt wird, die von der angestrebten Plattformhöhe am stärksten abweicht,

c) die entsprechende (n) Federungseinheit (en) (R , R₀, R_, R) korrigiert wird bzw. werden, um sie gegen die angestrebte Plattformhöhe einzustellen, und

d) die Schritte (a) bis (c) bei Bedarf wiederholt werden, bis alle festgestellten Plattformhöhen innerhalb annehmbarer Grenzwerte der angestrebten Plattformhöhe liegen.