СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА С ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ ПОДВЕСКОЙ
METHOD FOR CONTROLLING LEVEL OF AN AIR-SUSPENDED MOTOR VEHICLE

Изобретение относится к способу регулирования уровня транспортного средства с пневматической подвеской, например автобуса, который имеет передний мост с пневматической подвеской и по меньшей мере один задний мост с пневматической подвеской, и в котором в несколько расположенных между ходовыми элементами мостов транспортного средства и кузовом транспортного средства пневматических рессор для регулирования номинального уровня через выполненные в виде переключательных клапанов клапаны регулирования уровня при принижении нижней границы поля допуска подается воздух, при этом при имеющемся определенном рабочем состоянии изменяется подходящим образом по меньшей мере одна из границ поля допусков по меньшей мере для одной пневматической рессоры по меньшей мере одного моста транспортного средства или одной стороны транспортного средства.
Системы пневматической подвески имеют по сравнению с обычными стальными рессорами существенные преимущества и поэтому все больше применяются как в транспортных средствах для перевозки грузов и пассажиров, таких как грузовые автомобили и автобусы, так и предпочтительно в тяжелых легковых автомобилях, таких как лимузины верхнего класса и внедорожники. Так, система пневматической подвески обеспечивает возможность регулирования уровня в зависимости от нагрузки, поскольку фактическое состояние нагрузки может быть компенсировано за счет согласования давления в пневматических рессорах. Система пневматической подвески обеспечивает также на основании прогрессивных пружинных характеристик пневматических рессор особенно надежный контакт колес с дорожным полотном и комфортные характеристики реагирования при ходе колес вверх и вниз. Другое преимущество систем пневматической подвески состоит в том, что можно менять по потребности дорожный просвет соответствующего транспортного средства, например, увеличивать при движении вне дороги и уменьшать для быстрого движения по автостраде. В транспортных средствах для перевозки грузов и пассажиров добавляется то, что кузов транспортного средства можно опускать или устанавливать на определенную высоту. Так, например, раму транспортного средства или прицепа с пневматической подвеской можно опускать для снятия сменной бортовой платформы и снова поднимать для постановки ее на место. Можно также устанавливать дно грузового автомобиля для облегчения погрузки и разгрузки на уровне погрузочной платформы за счет уменьшения или увеличения давления рессор на заднем мосту. В автобусах с пневматической подвеской можно на одной стороне опускать кузов для облегчения входа и выхода пассажиров посредством выпуска воздуха из наружных относительно дорожного полотна рессор, а затем поднимать за счет подачи воздуха в рессоры. Эта функция известна также как опускание на колени или простой вход.
Для регулирования уровня соответствующего транспортного средства с помощью датчиков пути, которые расположены по обе стороны между мостами транспортного средства или элементами подвески мостов транспортного средства и кузовом транспортного средства, измеряется соответствующий фактический уровень кузова транспортного средства относительно моста транспортного средства и сравнивается в управляющем устройстве с заданным, а также хранящимся в нем номинальным уровнем. Когда относящиеся к одному из расположенных по обеим сторонам на мостах транспортного средства пневматических рессор клапаны регулирования уровня, как предусмотрено в данном случае, выполнены в виде переключательных клапанов, точнее в виде двухходовых двухпозиционных переключательных клапанов, то регулирование происходит, как известно, тем, что соответствующая пневматическая рессора при преодолении нижней границы допуска номинального уровня соединяется за счет открывания соответствующего клапана регулирования уровня с ведущей сжатый воздух основной магистралью и тем самым снабжается воздухом, а также при превышении верхней границы допуска номинального уровня соединяется посредством открывания соответствующего клапана регулирования уровня с не находящейся в этом случае под давлением основной магистралью и тем самым вентилируется. Для того чтобы основная магистраль, как это как раз требуется, находилась под давлением или без давления, она перед этим соединяется, например, через выполненный в виде трехходового двухпозиционного клапана основной переключательный клапан с источником давления, таким как, например, аккумулятор давления или напорный трубопровод компрессора, или с отводом сжатого воздуха, таким как, например, соединенный через глушитель с окружением трубопровод без давления. За счет учета обеих границ допуска номинального уровня предотвращается, что пневматические рессоры при малейшем отклонении между соответствующим фактическим уровнем и номинальным уровнем попеременно снабжаются воздухом или вентилируются, что связано с уменьшением комфорта для пассажиров и дополнительно с повышенным расходом сжатого воздуха. Описание выполнения соответствующей системы пневматической подвески и принципа действия такого регулирования уровня приведено, например, в ЕР 0 779 166 В1.
Указанные границы допуска для разрешенного отклонения фактического уровня от заданного значения обычно заданы для конкретного транспортного средства и представляют компромисс между надежными характеристиками движения и высоким комфортом движения. Однако можно также подходящим образом изменять эти границы допуска при возникновении различных рабочих состояний.
Так, например, в DE 195 39 887 В4 приведено описание способа регулирования уровня транспортного средства с пневматической подвеской, в частности грузового автомобиля, в котором либо включается задержка во времени, либо за счет подъема верхней границы допуска и опускания нижней границы допуска увеличивается мертвый диапазон регулирования, когда транспортное средство не может двигаться. При этом за счет временного выключения регулирования уровня должно предотвращаться, что во время процесса погрузки исправляются возникающие кратковременно на мосту транспортного средства отклонения фактического уровня от заданного значения, которые могут возникать, например, при наезде или съезде относительно тяжелого погрузчика на или с погрузочной поверхности. Соответствующее рабочее состояние транспортного средства можно определять на основании выключенного приводного двигателя.
Из ЕР 0 779 166 В1 известен способ регулирования уровня транспортного средства с пневматической подвеской, в котором при возникновении наклонного положения кузова транспортного средства на одном мосту транспортного средства возможно прерывается коррекция наклонного положения. Коррекция наклонного положения требует подачи воздуха в пневматические рессоры на стороне опущенного кузова и вентилирования пневматических рессор на стороне поднятого кузова. Поскольку это осуществляется посредством попеременного переключения соединения основной магистрали с источником сжатого воздуха и отводом сжатого воздуха, предусмотрено, что регистрируется и оценивается количество противоположных ходов регулирования. При превышении заданного количества противоположных ходов регулирования, номинальные уровни соответствующих мостов транспортного средства устанавливаются равными текущему фактическому уровню при соответствующем сдвиге соответствующих верхней и нижней границ допуска. За счет этого должно предотвращаться превышение максимальной разницы давления в пневматических рессорах моста транспортного средства и преодоление минимального давления в одной из пневматических рессор, без применения датчиков давления.
Кроме того, в ЕР 1 925 471 В1 приведено описание способа регулирования уровня транспортного средства с пневматической подвеской, в котором во время движения измеряется поперечное ускорение транспортного средства, и различно изменяются границы допуска номинального уровня внутренних, а также наружных в повороте пневматических рессор в зависимости от поперечного ускорения. Так, в соответствии с этим способом предусмотрено, что верхняя граница допуска внутренних в повороте пневматических рессор с увеличением поперечного ускорения поднимается больше, чем для наружных в повороте пневматических рессор, и что нижняя граница допуска наружных в повороте пневматических рессор с увеличением поперечного ускорения опускается дальше, чем для внутренних в повороте пневматических рессор. За счет асимметричного сдвига границ допуска для пневматических рессор одного моста транспортного средства, оказывается противодействие поперечному наклону кузова транспортного средства, и предотвращаются противоположно направленные процессы регулирования.
Наконец, в известном из не опубликованного DE 10 2012 006 468 А1 способе регулирования уровня автобуса для предотвращения колебаний по высоте на ступеньках входных дверей при входе и выходе пассажиров предусмотрено, что сначала с помощью датчиков измеряется скорость транспортного средства и/или состояние стояночного тормоза и состояние закрывания входных дверей, и что по меньшей мере одна из двух границ допуска номинального уровня расположенных по меньшей мере на одном мосту транспортного средства или на одной стороне транспортного средства пневматических рессор, когда скорость движения опускается ниже минимальной скорости движения и/или приведен в действие стояночный тормоз, и когда по меньшей мере одна входная дверь открыта, изменяется за счет того, что понижается верхняя граница допуска на скорректированную верхнюю границу допуска, которая лежит между заданным уровнем и предыдущей верхней границей допуска, и/или что нижняя граница допуска поднимается на скорректированную нижнюю границу допуска, которая лежит между заданным уровнем и прежней нижней границей допуска.
При работе транспортного средства оно может останавливаться в месте, в котором, например, правое переднее колесо стоит в выбоине или другом углублении дороги, в то время как все другие колеса транспортного средства стоят на одной плоскости. В этом состоянии датчик пути на правом переднем колесе выдает в управляющее устройство системы пневматической подвески значение расстояния или фактический уровень, который по сравнению со значениями расстояния, соответственно, фактическими уровнями на остальных колесах транспортного средства больше и превышает границу допуска. Из этого управляющее устройство при обычной работе может делать вывод, что правое переднее колесо стоит в выбоине или т.п., так что управляющее устройство на основании заложенной в него программы регулирования инициирует коррекцию этого состояния. Для этого в соответствии с выбранной стратегией в пневматические рессоры подается сжатый воздух и, при необходимости, вентилируются другие пневматические рессоры. Затем измеряется, находятся ли значения фактического уровня отдельных положений отдельных колес снова внутри границ поля допусков вокруг значения номинального уровня, т.е. приблизились заданным образом к фактическому уровню. Если результат этого регулирования ухудшился, то на основании определяемых новых значений расстояния, соответственно, фактического уровня датчиков пути в различных положениях колес, пневматические рессоры транспортного средства вентилируются другим образом, соответственно, снабжаются дополнительным сжатым воздухом. Этот процесс регулирования может длиться не комфортно долго, и требуется сравнительно много приведений в действие переключательного клапана в системе регулирования уровня, за счет чего вся длительность использования таких переключательных клапанов используется в течение всего сравнительно короткого промежутка времени.
Поэтому в основу изобретения положена задача создания способа регулирования уровня транспортного средства с пневматической подвеской указанного вначале вида, например, автобуса, с помощью которого могут быть улучшены характеристики регулирования. Так, должна быть уменьшена длительность регулирования по меньшей мере в таких рабочих состояниях, в которых по меньшей мере одно колесо транспортного средства стоит в углублении дороги или на возвышении дороги.
Эта задача решена с помощью способа с признаками независимого пункта формулы изобретения. Предпочтительные варианты выполнения и модификации этого способа являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.
ist
T_u
T_o
T_u
T_o
В соответствии с этим, изобретение исходит из способа регулирования уровня транспортного средства с пневматической подвеской, например, автобуса, который имеет передний мост с пневматической подвеской и по меньшей мере один задний мост с пневматической подвеской, и в котором несколько расположенных между ходовыми элементами мостов транспортного средства и кузовом транспортного средства пневматических рессор для регулирования их фактического уровня x до предварительно заданного номинального уровня через выполненные в виде переключательных клапанов клапаны регулирования уровня при пренижении (то есть нахождении ниже) нижней границы x допуска поля ΔxT допусков нагружаются сжатым воздухом, и при превышении верхней границы x допуска поля ΔxT допусков подвергаются удалению воздуха, при этом при наличии определенного рабочего состояния по меньшей мере одна граница x, x допуска по меньшей мере для одной пневматической рессоры по меньшей мере одного моста транспортного средства или одной стороны транспортного средства изменяется подходящим образом.
Для уменьшения длительности регулирования по меньшей мере в таких рабочих состояниях, в которых по меньшей мере одно колесо транспортного средства стоит в углублении дороги или на возвышении дороги, предусмотрено, что измеряется с помощью датчиков скорость движения и/или состояние приведения в действие стояночного тормоза, что когда скорость движения пренижает интерпретируемую в качестве остановки транспортного средства минимальную скорость движения и/или приведен в действие стояночный тормоз, измеряется в зоне каждой пневматической рессоры фактический уровень, что измерительные значения фактических уровней сравниваются с заданным значением номинального уровня, что определяется то значение фактического уровня пневматической рессоры, которое имеет наибольшее отклонение от фактического уровня, и что для той пневматической рессоры, на которой обнаружено наибольшее отклонение фактического уровня от номинального уровня, верхняя граница допуска номинального уровня повышается на (до) скорректированную верхнюю границу допуска и/или нижняя граница допуска номинального уровня опускается на (до) скорректированную нижнюю границу допуска.
Таким образом, увеличивается ширина поля допусков вокруг номинального уровня, которая определяется расстоянием между нижней границей допуска номинального уровня и верхней границей допуска номинального уровня, и внутри которой не выполняется с помощью регулирования коррекция отклонения фактического уровня от номинального уровня. За счет этого не изменяются с помощью регулирования уровня, по сравнению с нормальной работой, также большие отклонения фактического уровня от номинального уровня.
Соответствующее рабочее состояние распознается за счет того, что скорость движения пренизила интерпретируемую в качестве остановки транспортного средства минимальную скорость движения и/или приведен в действие стояночный тормоз. Соответствующее изменение границ допуска соответствующих пневматических рессор может быть реализовано простым образом посредством временной замены соответствующих значений для нормального режима движения новыми значениями внутри электронного управляющего устройства системы пневматической подвески.
Предлагаемый способ регулирования приводит в системе регулирования уровня по существу к успокоению характеристик регулирования, поскольку за счет того, что повышается первоначальная верхняя граница допуска номинального уровня и/или понижается первоначальная нижняя граница допуска номинального уровня, предотвращаются действия регулирования в тех случаях, в которых лишь одно колесо транспортного средства при остановке транспортного средства стоит в углублении дороги или на возвышении дороги. То, что в таком состоянии система регулирования уровня остается, так сказать, технически не активной, не создает недостатков, поскольку транспортное средство, когда, например, одно колесо стоит в углублении дороги, за счет остающихся по меньшей мере трех колес транспортного средства находится в сравнительно стабильном состоянии, которое обычно имеет в основном параллельный дороге уровень. Однако стоящее в углублении дороги колесо в этом случае меньше нагружено, а другие колеса нагружены относительно выше, что не расценивается в качестве недостатка. В рабочем состоянии, в котором транспортное средство стоит на возвышении транспортного средства, имеется по меньшей мере два других колеса транспортного средства, которые обеспечивают стабильный и относительно дороги сравнительно параллельный уровень кузова транспортного средства. По меньшей мере одно четвертое колесо транспортного средства, которое расположено на той же стороне транспортного средства, что и стоящее на возвышении дороги колесо транспортного средства, нагружается при этом меньше и по меньшей мере три несущих колеса транспортного средства нагружаются, соответственно, больше. Это оценивается также не как недостаток. В каждом из указанных рабочих состояний кузов транспортного средства во всяком случае стабилен относительно опрокидывания и ориентирован относительно дороги максимально параллельно.
За счет использования способа, согласно изобретению, можно с экономией конструктивного пространства в системе регулирования уровня и стоимости изготовления отказаться от переключаемого дросселя, который в обычных системах регулирования уровня образует переключаемое соединение с небольшим поперечным сечением для сжатого воздуха между пневматической рессорой правого переднего колеса и пневматической рессорой левого переднего колеса. Такой дроссель в обычных системах регулирования уровня применяется также для обеспечения в указанных рабочих состояниях, в которых одно переднее колесо стоит в углублении дороги или на возвышении дороги, обмен сжатого воздуха между пневматическими рессорами переднего моста.
Согласно первой модификации способа, согласно изобретению, предусмотрено, что в той пневматической рессоре, в которой изменена верхняя граница допуска и/или нижняя граница допуска на верхнюю и/или нижнюю скорректированную границу допуска, при превышении этой скорректированной верхней или нижней границы допуска, фактический уровень регулируется обратно на значение, которое лежит внутри скорректированного и тем самым увеличенного поля допусков для этой пневматической рессоры, однако, в частности, вне нескорректированного поля допусков.
За счет этого достигается, что в соответствующей пневматической рессоре регулирование уровня происходит лишь тогда, когда скорректированные границы допуска расширенного поля допусков превышаются или пренижается, при этом обратное регулирование приводит фактический уровень снова в диапазон, который лежит внутри границ скорректированного поля допусков. За счет этого фактический уровень у этой пневматической рессоры хотя и отклоняется сначала сравнительно сильно от номинального уровня, однако система регулирования уровня успокаивается относительно своей деятельности вычисления, регулирования и/или управления.
Согласно другому варианту выполнения может быть предусмотрено, что в той пневматической рессоре, в которой верхняя граница допуска и/или нижняя граница допуска изменена на верхнюю и/или нижнюю скорректированные границы допуска, при преодолении этой скорректированной верхней и/или нижней границы допуска фактический уровень регулируется обратно на значение, которое лежит внутри нескорректированного поля допусков для этой пневматической рессоры.
За счет этого достигается, что в соответствующей пневматической рессоре происходит регулирование уровня, когда скорректированные границы допуска расширенного поля допусков превышаются или пренижаются, при этом обратное регулирование приводит фактический уровень в диапазон, который лежит внутри нескорректированного поля допусков, и тем самым выполнение способа, согласно изобретению, может снова осуществляться из нового исходного положения.
Если способ, согласно изобретению, используется в автобусе по меньшей мере с одной дверью транспортного средства, то может быть предусмотрено, что при открытой двери транспортного средства не ближняя к этой двери транспортного средства пневматическая рессора получает скорректированные границы допуска, хотя в ней определяется фактический уровень, который лежит вне нескорректированного поля допусков, а та пневматическая рессора, которая расположена на том же мосту транспортного средства на противоположно лежащей стороне транспортного средства.
Хотя в таком рабочем состоянии ближнее к двери колесо стоит в углублении дороги, однако через соседнюю дверь транспортного средства пассажиры входят и выходят из автобуса, то для относящейся к этому колесу пневматической рессоры предпочтительна точная установка уровня. Сравнительно не точная установка пневматической рессоры должна быть в этом случае на противоположно лежащей стороне транспортного средства того же моста транспортного средства.
Кроме того, способ может также выполняться в автобусе по меньшей мере с одной дверью транспортного средства так, что при открытой двери транспортного средства скорректированные границы допуска получает не ближняя этой двери транспортного средства пневматическая рессора, хотя на ней определяется значение фактического уровня, которое лежит вне границ нескорректированного поля допусков, а та пневматическая рессора, которая расположена на другом мосту транспортного средства на противоположно лежащей стороне транспортного средства, т.е. диагонально противоположно. За счет этого для пневматической рессоры в зоне двери транспортного средства выполняется точное регулирование уровня внутри нескорректированных границ допуска, однако для лежащей диагонально противоположно пневматической рессоры, т.е. сзади в транспортном средстве, а вблизи двери приемлемым считается большее отклонение фактического уровня от номинального уровня.
Согласно другому варианту выполнения может быть предусмотрено, что при открытой двери транспортного средства не ближняя к этой двери транспортного средства пневматическая рессора получает скорректированные границы допуска, хотя у нее определяется значение фактического уровня, которое лежит вне границ нескорректированного поля допусков, а все те пневматические рессоры, которые расположены на противоположно лежащей стороне транспортного средства. Также за счет этого в пневматической рессоре в зоне двери транспортного средства выполняется точное регулирование внутри нескорректированных границ допуска, в то время как на всех других пневматических рессорах считается приемлемым большее отклонение фактического уровня от номинального уровня.
В другом варианте выполнения способа предусмотрено, что соответствующие верхние и/или нижние скорректированные границы допуска сдвигаются назад для расположенной вблизи двери транспортного средства пневматической рессоры на верхние и/или нижние нескорректированные границы допуска. Такой сдвиг назад границ допуска на границы нескорректированного и за счет этого более узкого поля допусков осуществляется самое позднее тогда, когда установлено, что транспортное средство превысило определенную, небольшую скорость транспортного средства.
В частности, предпочтительно, что сдвиг назад на верхние и/или нижние нескорректированные границы допуска для расположенной вблизи двери транспортного средства пневматической рессоры происходит перед выполнением регулирования уровня транспортного средства.
Поскольку возможно воспринимаемые пассажирами как неприятные колебания высоты порога возникают лишь при входе и выходе через переднюю входную дверь, возможно, что изменяются в соответствии с изобретением соответствующие границы допуска для расположенных на переднем мосту пневматических рессор лишь тогда, когда передняя дверь также действительно открыта.
Кроме того, может быть также предусмотрено, что пневматической рессоре, фактический уровень которой превышает верхнюю или нижнюю нескорректированную границу допуска, присваиваются те же верхние и/или нижние скорректированные границы допуска, что и каждой другой пневматической рессоре транспортного средства, когда в одной из этих других пневматических рессорах превышаются верхняя или нижняя нескорректированные границы допуска.
В качестве альтернативы этому может быть предусмотрено, что пневматической рессоре, фактический уровень которой превышает верхнюю или нижнюю нескорректированную границу допуска, присваиваются другие верхние и/или нижние скорректированные границы допуска, чем одной или всем другим пневматическим рессорам транспортного средства, когда в одной из этих других пневматических рессорах превышаются верхняя или нижняя нескорректированные границы допуска. За счет этого обеспечивается очень хорошая возможность учета специфичных для транспортного средства особенностей.
Также в качестве альтернативы может быть предусмотрено, что верхняя и нижняя нескорректированная граница допуска в одной пневматической рессоре, после превышения которой этой пневматической рессоре присваиваются скорректированные верхняя и/или нижняя границы допуска, является одинаковой для всех пневматических рессор. Этот вариант выполнения означает одинаковую обработку всех пневматических рессор, соответственно положений колес, транспортного средства.
Кроме того, может быть предусмотрено, что верхняя и нижняя нескорректированные границы допуска у одной пневматической рессоры, после превышения которых этой пневматической рессоре присваиваются скорректированные верхняя и/или нижняя границы допуска, являются различными для всех или некоторых пневматических рессор. За счет этого обеспечивается возможность особенно хорошего учета специфичных для транспортного средства особенностей.
Наконец, может быть предусмотрено, что значение того положительного или отрицательного отклонения фактического уровня от номинального уровня, начиная с которого соответствующей пневматической рессоре присваивается скорректированная верхняя и/или нижняя граница допуска, еще лежит внутри диапазона значений нескорректированных границ допуска. Это означает, что поле допусков относительно не воздействующего на регулирование отклонения фактического уровня от номинального уровня в управляющем устройстве уже увеличивается тогда, когда текущее отклонение фактического уровня от номинального уровня еще лежит внутри разрешенных границ нескорректированного поля допусков. Таким образом, предупреждающее инициирование такого расширения поля допусков может быть, например, распознаванием предстоящей скоро остановки автобуса на остановке.
Для лучшего пояснения изобретения ниже приводится его описание со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых схематично изображено:
фиг.1 - кузов транспортного средства и колесо транспортного средства, которые находятся в различных положениях пути движения;
фиг.2 - график изменения фактического уровня колеса транспортного средства, соответственно кузова транспортного средства, согласно фиг.1, при проезде пути движения;
фиг.3 - блок-схема управляющего блока системы пневматической подвески транспортного средства для применения способа, согласно изобретению, и
фиг.4 - автобус с двумя мостами транспортного средства и двумя входными дверями.
Для лучшей ориентации сначала приводится описание изображенного на фиг.4 транспортного средства, а именно автобуса 50, в котором расположен управляющий блок 1, с помощью которого обеспечивается возможность выполнения способа, согласно изобретению. Автобус 50 имеет кузов 80 транспортного средства с обращенной в переднем направлении передней стороной 51, обращенной в заднем направлении задней стороной 52, внутренней относительно дороги стороной 53 транспортного средства и наружной относительно дороги стороной 54 транспортного средства. В зоне передней стороны 51 автобуса 50 расположено рулевое колесо 57, с помощью которого обеспечивается возможность управления водителем через рулевой вал 58 и рулевой механизм 59 колесами 61, 62 переднего моста 60.
Кузов 80 транспортного средства опирается на передний мост 60 и на задний мост 70 автобуса 50. На свободных концах переднего моста 60 расположены с возможностью вращения левое переднее колесо 61 и правое переднее колесо 62, в то время как на заднем мосту 70 закреплены с возможностью вращения левое заднее колесо 71 и правое заднее колесо 72. На указанных колесах 61, 62, 71, 72 транспортного средства расположены передние правый и левый, а также задние правый и левый колесные тормоза 63, 64, 73, 74, которые можно приводить в действие в качестве рабочих тормозов и стояночных тормозов. Для этого колесные тормоза имеют не изображенные, однако известные исполнительные механизмы, возможность управления которыми обеспечивается через изображенные штриховыми линиями гидравлические, пневматические или электрические соединения с помощью управляющего блока 1.
Кузов 80 транспортного средства опирается на оба моста 60, 70 транспортного средства через пневматические рессоры. Для этого в зоне левого переднего колеса 61 предусмотрена левая передняя пневматическая рессора 2, в зоне правого переднего колеса 62 предусмотрена правая передняя пневматическая рессора 3, в зоне левого заднего колеса 71 предусмотрена левая задняя пневматическая рессора 6, и в зоне правого заднего колеса 62 предусмотрена правая задняя пневматическая рессора 7. Эти пневматические рессоры 2, 3, 6, 7 через изображенные штрихпунктирными линиями пневматические управляющие трубопроводы соединены с управляющим блоком 1, так что они могут при необходимости снабжаться сжатым воздухом, соответственно, вентилироваться.
Наконец, в автобусе 50 изображена передняя входная дверь 55 и задняя входная дверь 56, рабочее положение которых, т.е. при открывании или закрывании, обеспечивается с помощью согласованного с передней входной дверью 55 первого контактного переключателя 42 и с помощью согласованного с задней входной дверью 56 второго контактного переключателя 43. Сигналы обоих контактных переключателей 42, 43 передаются в управляющий блок 1 через изображенные штриховыми линиями сигнальные провода.
На фиг.3 детально показано само по себе известное выполнение уже много раз упомянутого управляющего блока 1 системы пневматической подвески автобуса 50, в котором можно применять способ регулирования уровня, согласно изобретению. В соответствии с этим, на переднем мосту 60 вблизи левого переднего колеса 61 и вблизи правого переднего колеса 62 между соответствующим элементом ходовой части и кузовом 80 транспортного средства расположена левая передняя пневматическая рессора 2 и правая передняя пневматическая рессора 3, а также соответствующий датчик 4, 5 пути. Также на переднем мосту 70 вблизи левого заднего колеса 71 и вблизи правого заднего колеса 72 между соответствующим элементом ходовой части и кузовом 80 транспортного средства расположена левая задняя пневматическая рессора 6 и правая задняя пневматическая рессора 7, а также соответствующий датчик 8, 9 пути. С помощью сжатого воздуха и количества сжатого воздуха в соответствующей пневматической рессоре 2, 3, 6, 7 обеспечивается возможность регулирования расстояния между соответствующим элементом ходовой части и кузовом 80 транспортного средства и тем самым дорожного просвета автобуса 50 у соответствующего колеса транспортного средства. Вертикальные расстояния между соответствующим элементом ходовой части и кузовом 80 транспортного средства могут измеряться с помощью соответствующих датчиков 4, 5, 8, 9 пути и через соответствующие сигнальные провода 10, 11, 12, 13 передаваться в электронное управляющее устройство 14.
Для подачи и отвода воздуха с каждой из пневматических рессор 2, 3, 6, 7 согласован клапан 15, 16, 17, 18 регулирования уровня, через который соответствующий соединительный трубопровод 19, 20, 21, 22 соответствующей пневматической рессоры 2, 3, 6, 7 может соединяться с согласованной первой основной магистралью 23, соответственно второй основной магистралью 24, которые ведут к первому основному переключательному клапану 29, соответственно, второму основному переключательному клапану 30. Четыре регулирующие уровень клапана 15, 16, 17, 18 выполнены в виде двухходовых двухпозиционных магнитных переключательных клапанов, которые каждый в первом переключательном положении (исходном положении) закрыты и во втором переключательном положении (исполнительном положении) открыты. Для приведения в действие регулирующих уровень клапанов 15, 16, 17, 18 их электромагниты находятся в соединении через соответствующий управляющий провод 25, 26, 27, 28 с управляющим устройством 14. Для выполнения одностороннего опускания кузова 80 транспортного средства (функция опускания на колени), либо обе расположенные на внутренней относительно дороги стороне 53 транспортного средства пневматические рессоры 2, 6 через оба регулирующих уровень клапана 15 и 17 и обе основные магистрали 23, 24 соединяются с обоими основными переключательными клапанами 29, 30, либо обе расположенные на наружной относительно дороги стороне 54 транспортного средства пневматические рессоры 3, 7 через согласованные с ними регулирующие уровень клапаны 16 и 18 и обе основные магистрали 23, 24 соединяются с обоими основными переключательными клапанами 29, 30. Одностороннее опускание кузова 80 транспортного средства достигается тогда, когда оба основных переключательных клапана 29, 30 находятся в показанном на фиг.3 исходном положении, так что сжатый воздух может выходить из пневматических рессор 2, 6, соответственно, пневматических рессор 3, 7 через глушители 33 в окружающий воздух.
Кроме того, обе основные магистрали 23, 24 могут соединяться через оба основных переключательных клапана 29, 30 выборочно с источником 31 сжатого воздуха или отводом сжатого воздуха. Изображенный здесь лишь символически источник 31 сжатого воздуха может быть предпочтительно компрессором и/или аккумулятором давления, который через соответствующий первый напорный трубопровод 46, соответственно, второй напорный трубопровод 47 соединен с обоими основными переключательными клапанами 29, 30. Отвод сжатого воздуха выполнен в данном случае из ведущего через глушитель 33 в окружение не напорный трубопровод 32.
Оба основных переключательных клапана 29, 30 выполнены каждый в виде трехходового двухпозиционного магнитного клапана, через который, как указывалось выше, соответствующая основная магистраль 23, 24 находится в соединении в первом переключательном положении (исходном положении) с не напорным трубопроводом 32 и во втором переключательном положении (исполнительном положении) с источником 31 сжатого воздуха. Для приведения в действие обоих основных переключательных клапанов 29, 30, их электромагниты соединяются через соответствующий управляющий провод 34, 35 с управляющим устройством 14.
От обычно имеющегося между обоими указанными соединительными трубопроводами 19, 20 расположенных на переднем мосту 60 пневматических рессор 2, 3 переключаемого дроссельного клапана можно при использовании способа, согласно изобретению, отказаться с экономией конструктивного пространства и стоимости, поскольку нет необходимости компенсирующего потока пневматической текучей среды между обеими пневматическими рессорами 2, 3 переднего моста 60.
Для измерения текущей скорости движения предусмотрен соединенный через сигнальный провод 40 с управляющим устройством 14 датчик 39 скорости вращения, который расположен на зубчатом диске 41. Зубчатый диск 41 расположен на конструктивном элементе автобуса 50, таком как ступица колеса 61, 62, 71, 72 транспортного средства или выходной вал привода трансмиссии ходовой части, который в режиме движения вращается пропорционально скорости движения. В качестве альтернативы этому можно использовать также определяемую по-другому скорость движения, состояние открывания по меньшей мере одной двери 55, 56 транспортного средства и/или состояние приведения в действие тормоза, в частности, стояночного тормоза транспортного средства 50, также с помощью сигнала шины CAN (сеть абонентского доступа).
Для регистрации состояния закрывания передней и задней двери 55, 56 транспортного средства предусмотрен соответствующий соединенный с соответствующей входной дверью 55, 56 передний, соответственно, задний контактный переключатель 42, 43, который при открытой передней, соответственно, задней входной двери 55, 56 замкнут и через соответствующий первый, соответственно, второй сигнальный провод 44, 45 находится в соединении с управляющим устройством 14.
Ниже поясняется способ, согласно изобретению, со ссылками на фиг.1 и 2 в одном варианте выполнения в качестве примера для колесной подвески правого переднего колеса 62, соответственно, для относящейся к нему пневматической рессоры 3.
ist
На фиг.1 схематично показано правое переднее колесо 62 при движении по пути движения. Этот путь движения проходит по участку s и имеет распознаваемые возвышения 36 и углубления 37 пути движения, которые отклоняются вверх и вниз от штрихами изображенной горизонтали. Переднее колесо 62 катится по этому пути движения слева направо и поэтому находится в различные моменты времени t в соответствующих точках s(t) пути. Над передним колесом 62 изображен конструктивный элемент кузова 80 транспортного средства, который соединен с передним колесом 62 через соответствующую пневматическую рессору 3. Расстояние оси колеса от конструктивного элемента кузова 80 транспортного средства, соответственно фактический уровень, обозначен как x.
ist
T_o
T_u
ist
soll
ist
T_o
ist
В зоне пути движения от s(t0) до s(t1) автобус 50 находится в рабочем состоянии, в котором переднее колесо 62 катится по сравнительно плоскому участку пути движения. На этом участке пути движения от s(t0) до s(t1) значение фактического уровня x лежит, как показано на фиг.2, почти всегда внутри поля ΔxT допусков, которое ограничено верхней границей x допуска и нижней границей x допуска, так что управляющее устройство 14 не должно осуществлять регулирование. В качестве примера небольшое отрицательное отклонение Δx_u фактического уровня x от номинального уровня x помечено отдельно. Однако незадолго до момента времени t1 можно видеть положительное отклонение Δx_o фактического уровня x, которое больше верхней границы x допуска, после чего фактический уровень x с помощью обычной регулировочной деятельности системы регулирования уровня еще перед достижением момента времени t1 возвращается обратно на значение внутри поля ΔxT допусков.
ist
T_u
ist
T_o
ist
soll
ist
soll
T_u
T_o
При обычных действиях регулирования в правую переднюю пневматическую рессору 3 подается сжатый воздух, как только фактический уровень x преодолевает нижнюю границу x допуска, и она подвергается удалению воздуха, как только фактический уровень x преодолевает верхнюю границу x допуска. Для подачи сжатого воздуха в правую переднюю пневматическую рессору 3 сначала за счет приведения в действие согласованного второго основного переключательного клапана 30 вторая основная магистраль 24 соединяется с источником 31 сжатого воздуха, а затем за счет приведения в действие согласованного с правой передней пневматической рессорой 3 регулирующего уровень клапана 16 соединительный трубопровод 20 правой передней пневматической рессоры 3 соединяется со второй основной магистралью 24 так долго, пока фактический уровень x не будет соответствовать в основном номинальному уровню x. Для удаления воздуха правой передней пневматической рессоры 3 посредством приведения в действие согласованного с правой передней пневматической рессорой 3 регулирующего уровень клапана 16 соединительный трубопровод 20 правой передней пневматической рессоры 3 соединяется с находящейся в исходном состоянии не под давлением второй основной магистралью 24 так долго, пока фактический уровень x не достигнет в основном номинального уровня x. Обе границы x, x допусков выбраны так, что в нормальном режиме движения обеспечивается оптимальный компромисс между безопасностью движения, комфортом движения и расходом сжатого воздуха.
Затем автобус 50 движется дальше, и переднее колесо 62 при этом въезжает в зоне пути движения от s(t1) до s(t2) в большое углубление 37 и останавливается там. Если бы автобус 50 имел лишь три колеса, а именно, два колеса на переднем мосту 60 и одно колесо на заднем мосту, то правое переднее колесо 62 въехало бы в углубление 38 пути движения, и кузов 80ʹ транспортного средства наклонился бы в изображенное штрихами положение. Однако, поскольку автобус 50 имеет по меньшей мере четыре колеса 61, 62, 71, 72, то его кузов 80 остается в основном в стабильном горизонтальном положении.
ist
ist
ist
ist
ist
ist
soll
ist
soll
T_u
T_u
В наиболее глубоком месте s(t2) фактический уровень xʹ, соответственно, расстояние между осью колеса и кузовом 80 транспортного средства имеет значение фактического уровня xʹ, которое больше предыдущего расстояния, соответственно, предыдущего фактического уровня x. Датчик 5 пути на правом переднем колесе 62 обнаруживает это увеличенное расстояние xʹ и передает его в управляющее устройство 14. В работающей обычным образом системе регулирования уровня из увеличенного значения расстояния xʹ на правом переднем колесе 62 делается вывод о наклонном положении кузова 80 транспортного средства, так что в ней инициируется регулировочная деятельность для устранения наклонного положения тогда, когда отклонение измеренного значения расстояния xʹ чрезмерно превышает заданное значение расстояния, соответственно, номинальный уровень x. Допустимые отклонения измеренного фактического уровня xʹ от номинального уровня x, которые не приводят к регулировочной деятельности управляющего устройства 14, лежат внутри поля ΔxT допусков, которое ограничено нижней границей x допуска, а также верхней границей x допуска.
ist
soll
ist
soll
T_u
T_o
T_u
T_o
ist
soll
В соответствии с этим, в момент времени t1 правое переднее колесо 62 въезжает медленно в углубление 37 дороги, в котором автобус 50 останавливается в момент времени t2. Как только управляющее устройство 14 регистрирует остановку автобуса 50, то на основании измеренных соответствующими датчиками 4, 5, 6, 8 пути значений расстояния или уровня определяется, на каком колесе 61, 62, 71, 72 транспортного средства разница Δx_o_t2 между фактическим уровнем xʹ и номинальным уровнем x является наибольшей. Если эта наибольшая разница Δx_o_t2 между фактическим уровнем xʹ и номинальным уровнем x превышает границу x, x допуска поля ΔxT допусков, то управляющее устройство 14 делает вывод о наклонном положении транспортного средства в этом положении колеса транспортного средства. В качестве реакции на это, с помощью управляющего устройства 14 определяется для этого положения колеса транспортного средства скорректированное поле ΔxTk допусков со скорректированными границами x, x допуска, после чего сравнительно большое отклонение Δx_o_t2 между фактическим уровнем xʹ и номинальным уровнем x с помощью системы регулирования уровня регулируется в направлении меньшего значения разницы.
ist
T_o
ist
T_u
T_o
T_u
T_o
Tk_u
Tk_o
Относительно фиг.1 и 2 это означает, что при остановке транспортного средства в момент времени t2 фактический уровень xʹ пневматической рессоры 3 на правом переднем колесе 62 имеет значение Δx_o_t2, которое значительно больше верхней границы x допуска нескорректированного поля ΔxT допусков. В то время как в обычной системе регулирования уровня управляющее устройство 14 начинает регулирование с целью устранения неправильного положения, с помощью способа, согласно изобретению, это регулирование подавляется. Подавление этого регулирования подавляется тем, что при распознавании указанного рабочего положения, т.е. при остановке транспортного средства и превышении фактическим уровнем xʹ в одном положении колеса границ x, x допуска поля ΔxT допусков, эти первоначальные границы x, x допуска изменяются на заданные величины до скорректированных границ x, x допуска, с целью увеличения первоначального поля ΔxT допусков до скорректированного поля ΔxTk допусков.
Tk_u
Tk_o
ist
Как показано на фиг.2, за счет этого для пневматической рессоры 3 правого переднего колеса 62 устанавливается скорректированное поле ΔxTk, внутри скорректированных границ x, x допуска которого находится также измеренный в момент времени t2 фактический уровень xʹ. Поэтому управляющее устройство 14 не инициирует регулирование. Однако, поскольку рассматриваемое транспортное средство является автобусом 50 по меньшей мере с четырьмя колесами 61, 62, 71, 72, то автобус 50 стоит, тем не менее, в основном в горизонтальном положении, при этом лишь правое переднее колесо 62 несколько менее нагружено относительно соответствующих участку пути сил, а другие колеса 61, 71, 72 транспортного средства нагружены несколько больше. За счет этого предпочтительно уменьшается регулировочная деятельность управляющего устройства 14 и управляемых управляющих клапанов.
T_u
T_o
Tk_u
Tk_o
Tk_u
Tk_o
ist
T_u
T_o
soll
soll
Кроме того, как показано на фиг.2, может быть предусмотрено, что в пневматической рессоре 3, в которой границы x, x допуска изменены на скорректированные границы x, x допуска, при превышении этих скорректированных границ x, x допуска фактический уровень x за счет регулировочной деятельности управляющего устройства 14 регулируется обратно на значение, которое лежит внутри границ x, x допуска нескорректированного поля ΔxT допусков этой пневматической рессоры 3. При этом принципиально регулирование осуществляется не точно на значение номинального уровня x, а на значение, которое несколько больше или несколько меньше этого значения номинального уровня x.
Tk_u
Tk_o
ist
T_u
T_o
Может быть также предусмотрено, что при открытой двери 55 транспортного средства скорректированные границы x, x допуска устанавливаются не для ближней к этой двери 55 транспортного средства пневматической рессоры 3, хотя на ней определяется фактический уровень xʹ, который лежит вне границ x, x допуска нескорректированного поля ΔxT допусков, а для той пневматической рессоры 2, которая расположена на том же мосту 60 транспортного средства на противоположно лежащей стороне 53 транспортного средства. За счет этого, когда внутренняя относительно дороги сторона 53 автобуса 50 для более легкого входа и выхода на остановке должна опускаться, обеспечивается возможность очень точного необходимого для этого регулирования уровня посредством вентилирования внутренних относительно дороги пневматических рессор 3, 7. Однако одновременно подавляется регулирование уровня в лежащей противоположно на том же мосту 60 транспортного средства пневматической рессоре 2, и за счет этого предпочтительно уменьшается регулировочная деятельность.
T_u
T_o
Tk_u
Tk_o
Согласно другому варианту выполнения может быть предусмотрено, что соответствующие границы x, x допуска изменяются для всех расположенных на переднем мосту 60 пневматических рессор 2, 3 лишь тогда на соответственно скорректированные границы x, x допуска, когда передняя входная дверь 55 также действительно открыта. При такой работе регулировочная деятельность системы регулирования уровня уменьшается лишь тогда, когда действительно можно ожидать входа и выхода пассажиров из автобуса.
T_u
T_o
Как только в этом примере выполнения автобус 50 снова начинает движение и в момент времени t3 в месте s(t3) покидает углубление 37 дороги, то это обнаруживается с помощью управляющего устройства 14 на основании передаваемых измерительных значений датчика 39 скорости вращения и датчиков 4, 5, 8, 9 пути. Как только это происходит, то управляющее устройство 14 присваивает всем пневматическим рессорам 2, 3, 6, 7 нескорректированные границы x, x допуска нескорректированного поля ΔxT допусков, так что осуществляется обычное регулирование уровня в режиме движения.
За счет предлагаемой работы управляющего устройства 14 сильно уменьшается регулировочная деятельность системы регулирования уровня при остановленном транспортном средстве, за счет чего увеличивается максимальный срок службы соответствующих управляющих клапанов за счет уменьшенной частоты приведения их в действие. Кроме того, во время стоянки автобуса на остановке для входящих и выходящих пассажиров обеспечивает то преимущество, что в этот промежуток времени не слышна и/или не ощутима регулировочная деятельность системы регулирования уровня. Кроме того, можно отказаться от установки дросселя между обеими противоположно лежащими пневматическими рессорами 2, 3 переднего моста 60, поскольку в указанном рабочем состоянии, в котором переднее колесо 62 находится в большом углублении 37 дороги или на большом возвышении 36 дороги, больше нет необходимости в переходе сжатого воздуха из пневматической рессоры 3 одного переднего колеса 62 к другой пневматической рессоре 2 другого переднего колеса 61.
Перечень позиций (составляющая часть описания)
1 Управляющий блок
2 Пневматическая рессора
3 Пневматическая рессора
4 Датчик пути на пневматической рессоре 2
5 Датчик пути на пневматической рессоре 3
6 Пневматическая рессора
7 Пневматическая рессора
8 Датчик пути на пневматической рессоре 6
9 Датчик пути на пневматической рессоре 7
10 Сигнальный провод от датчика 4 пути
11 Сигнальный провод от датчика 5 пути
12 Сигнальный провод от датчика 8 пути
13 Сигнальный провод от датчика 9 пути
14 Управляющее устройство
15 Клапан регулирования давления пневматической рессоры 2
16 Клапан регулирования давления пневматической рессоры 3
17 Клапан регулирования давления пневматической рессоры 6
18 Клапан регулирования давления пневматической рессоры 7
19 Соединительный провод пневматической рессоры 2
20 Соединительный провод пневматической рессоры 3
21 Соединительный провод пневматической рессоры 6
22 Соединительный провод пневматической рессоры 7
23 Первая основная магистраль
24 Вторая основная магистраль
25 Управляющий провод регулирующего уровень клапана 15
26 Управляющий провод регулирующего уровень клапана 16
27 Управляющий провод регулирующего уровень клапана 17
28 Управляющий провод регулирующего уровень клапана 18
29 Первый основной переключательный клапан
30 Второй основной переключательный клапан
31 Источник сжатого воздуха, напорный трубопровод
32 Трубопровод без давления
33 Глушитель
34 Управляющий провод первого основного переключательного
клапана 29
35 Управляющий провод второго основного переключательного
клапана 30
36 Возвышение пути движения
37 Углубление пути движения
39 Датчик скорости вращения
40 Сигнальный провод датчика 39 скорости вращения
41 Зубчатый диск
42 Контактный переключатель
43 Контактный переключатель
44 Первый сигнальный провод (контактного переключателя 42)
45 Второй сигнальный провод (контактного переключателя 43)
46 Первый напорный трубопровод
47 Второй напорный трубопровод
50 Автобус, транспортное средство
51 Передняя сторона автобуса
52 Задняя сторона автобуса
53 Внутренняя относительно дороги сторона автобуса
54 Наружная относительно дороги сторона автобуса
55 Передняя дверь
56 Задняя дверь
57 Рулевое колесо
58 Рулевой вал
59 Рулевой механизм
60 Передний мост
61 Левое переднее колесо
62 Правое переднее колесо
63 Колесный тормоз, стояночный тормоз спереди слева
64 Колесный тормоз, стояночный тормоз спереди справа
70 Задний мост
71 Левое заднее колесо
72 Правое заднее колесо
73 Колесный тормоз, стояночный тормоз сзади слева
74 Колесный тормоз, стояночный тормоз сзади справа
80,80ʹ Кузов транспортного средства
х Уровень ходовой части
ist
ist
x,xʹФактический уровень
soll
x Номинальный уровень
T_o
x Верхняя граница допуска
T_u
x Нижняя граница допуска
Tk_o
x Скорректированная верхняя граница допуска
Tk_u
x Скорректированная верхняя граница допуска
ΔxT Поле допусков, нескорректированное
ΔxTk Поле допусков, скорректированное
Δx_o_t2 Отклонение фактического уровня относительно номинального уровня в момент времени t2
s Участок пути движения
s(t0),s(t1) Точка пути движения
s(t2),s(t3) Точка пути движения
t Время
t0,t1 Моменты времени
t2,t3 Моменты времени
Δx_u Отрицательное отклонение номинального уровня
Δx_o Положительное отклонение номинального уровня