СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯ ПОДРЕССОРЕННОГО КУЗОВА АВТОМОБИЛЯ
METHOD AND DEVICE FOR VEHICLE CUSHION LEVEL CONTROL

Изобретение относится к способу регулирования уровня кузова автомобиля с признаками ограничительной части п. 1 формулы. Кроме того, изобретение относится к соответствующему устройству для регулирования уровня подрессоренного кузова автомобиля относительно подвески колес.
Колеса автомобиля соединяются непосредственно или косвенно с кузовом (также называемым далее как шасси или надстройка) обычно посредством соответствующего пружинного амортизатора, чтобы за счет этого обеспечить подрессоривание автомобиля и, тем самым, надежный и комфортный характер движения. Из уровня техники общеизвестно снабжение автомобилей устройством регулирования уровня. При этом изменение высоты шасси автомобиля относительно колес происходит способом регулирования, при котором изменяется количество воздуха в системе пневмоподрессоривания автомобиля. При уровне высоты ниже или выше заданного система регулирования инициирует процесс изменения высоты. При уровне высоты ниже заданного из системы пневмоподрессоривания регулируемым образом выпускается сжатый воздух для опускания шасси.
Кроме того, на практике достаточно известны родовые способы и устройства для регулирования уровня автомобиля, у которых изменение высоты шасси можно отрегулировать до переменно задаваемого заданного значения уровня.
Так, из ЕР 0318013 А2 известна система регулирования уровня для автомобиля с датчиком контроля высоты шасси и устройством управления для установления диапазона целевой высоты автомобиля, причем продольные, поперечные и вертикальные ускорения контролируются, а диапазон целевой высоты настраивается в соответствии с одним из этих ускорений.
В ЕР 0530755 А1 раскрыта другая система регулирования уровня для автомобилей с регулирующей схемой, которая в зависимости от заданного и фактического значений высоты шасси с учетом допустимого отклонения между ними формирует управляющие сигналы клапана для регулирования уровня. Кроме того, система регулирования уровня включает в себя обрабатывающую изменения продольного и поперечного ускорений шасси схему, выходной сигнал которой смещает заданное значение высоты шасси, если поперечное ускорение превышает пороговое значение.
Другой родовой способ регулирования уровня пневмоподрессоренного автомобиля известен из ЕР 1925471 В1. В этом способе определяются значения уровня шасси и за счет управления сильфонами регулируются в допустимых пределах заданного уровня, причем определяется поперечное ускорение автомобиля, и допустимые пределы заданного уровня устанавливаются в зависимости от выявленного поперечного ускорения, причем на внутренней и внешней по отношению к повороту сторонах автомобиля верхний допустимый предел заданного уровня устанавливается вверх выше, чем на внешней по отношению к повороту стороне, и/или на внешней по отношению к повороту стороне нижний допустимый предел заданного уровня устанавливается ниже, чем на внутренней по отношению к повороту стороне.
Названным подходам из уровня техники присуще то, что каждое текущее значение переменно задаваемой заданной высоты уровня, до которой регулируется расстояние между шасси и подвеской колес, определяется с помощью текущих значений ускорения шасси, например продольного или поперечного ускорения, которые являются мерой данного состояния автомобиля или данного характера дорожного полотна.
Недостаток известных подходов в том, что, тем самым, подгонка заданной высоты уровня возможна лишь после того, как уже наступило ухудшение или улучшение характера дорожного полотна, что является недостатком с точки зрения безопасности, комфорта и расхода топлива. Кроме того, для определения значений ускорения требуется соответствующая сенсорика.
Задачей изобретения является улучшение способа регулирования уровня подрессоренного кузова автомобиля относительно подвески колес, при котором определяются значения расстояния между кузовом и подвеской колес и за счет управления рессорной системой регулируются до переменно задаваемого значения уровня, и с помощью которого можно было бы избежать недостатков традиционных способов. В частности, задачей изобретения является создание такого способа регулирования уровня, который позволил бы уменьшить расход топлива. Другой задачей является создание соответствующего устройства для регулирования уровня подрессоренного кузова автомобиля относительно подвески колес, с помощью которого можно было бы избежать недостатков традиционных устройств.
Эти задачи решаются посредством способов и устройств с признаками независимых пунктов формулы. Предпочтительные варианты осуществления и применения изобретения приведены в зависимых пунктах формулы и более подробно поясняются в нижеследующем описании с частичной ссылкой на чертежи.
Согласно изобретению, предложен способ регулирования уровня подрессоренного, в частности пневмоподрессоренного, кузова автомобиля относительно подвески колес, при котором определяются значения расстояния между кузовом и подвеской колес и за счет управления рессорной системой регулируются до переменно задаваемого заданного (т.е. номинального) значения уровня. Таким образом, каждое заданное значение уровня, которое указывает регулируемое заданное расстояние между кузовом и подвеской колес, не постоянное, а может изменяться.
Согласно общим аспектам изобретения, в зависимости от положения автомобиля и данных дорожной карты определяются данный тип дороги, и заданное значение уровня устанавливается в зависимости от выявленного типа дороги. Другими словами, идентификация, какой уровень автомобиля может настраиваться, осуществляется, тем самым, автоматически в зависимости от положения автомобиля, например, посредством GPS-данных, и от данных дорожной карты, используемых для определения данного типа дороги, т.е. от типа дороги, по которой в данный момент движется автомобиль или по которой он будет непосредственно двигаться.
Согласно одному предпочтительному варианту, заданное значение уровня уменьшается, если данный тип дороги был определен как автомагистраль. Например, с помощью позиционных данных и данных дорожной карты можно непрерывно или регулярно определять, по дороге какого типа как раз движется автомобиль, и/или когда тип дороги изменяется вдоль участка движения. Уменьшение заданного значения уровня уменьшает лобовое сопротивление автомобиля, которое необходимо преодолеть с помощью приводной мощности, и, следовательно, также расход топлива. Автомагистрали отличаются, как правило, хорошим качеством полотна и поэтому, с точки зрения безопасности и комфорта, обеспечивают меньшее заданное значение уровня по сравнению с дорогами в жилых районах или не укрепленными дорогами (улицами). На автомагистралях средняя скорость движения выше, чем на дорогах других типов, так что уменьшение заданного значения уровня для дорог этих типов обеспечивает особенно большое уменьшение расхода топлива.
Согласно другому варианту, заданное значение уровня может быть уменьшено с более высокого до более низкого значения, если с помощью данных дорожной карты и позиционных данных автомобиля устанавливается, что данный тип дороги является дорогой с хорошим качеством полотна и/или дорогой, на которой разрешенная максимальная скорость выше заданного порогового значения, например, автомагистралью, дорогой общегосударственного значения и/или междугородной дорогой.
Если данный тип дороги не является дорогой с хорошим качеством полотна и/или дорогой, на которой разрешенная максимальная скорость выше заданного порогового значения, и/или данный тип дороги не является автомагистралью, дорогой общегосударственного значения и/или междугородной дорогой, то заданное значение уровня снова повышается.
Возможность соответствующей изобретению реализации предусматривает, что заданное значение уровня каждый раз регулируется до одного из двух заданных разных значений уровня. Кроме того, существует возможность задавать более двух разных значений уровня, которые задаются в зависимости от данного типа дороги.
Согласно другому варианту, создана возможность ручного ввода, с помощью которого водитель может настроить заданное значение уровня вручную, благодаря чему автоматически установленное в зависимости от выявленного типа дороги заданное значение уровня теряет силу. Это значит, что водитель с помощью ручного ввода может деактивировать и изменять автоматически установленное в зависимости от выявленного типа дороги заданное значение уровня, если, например, вследствие данных условий, таких как выбоины, рябь и т.д., следует подогнать дорожный просвет. Это означает то преимущество, что будет автоматически задаваться зависимое от типа дороги значение уровня, причем водителю не придется заботиться от этом, однако он сможет корректировать эту автоматическую настройку, если, например, автомагистраль имеет сравнительно плохое качество полотна, которое, с точки зрения безопасности и комфорта, делает необходимым повышение заданного значения уровня.
При этом, согласно другому аспекту изобретения, производимые водителем вручную настройки заданного значения уровня могут сохраняться в памяти вместе с соответствующими позиционными данными положения автомобиля, в котором (положении) вручную производились эти настройки. Это дает то преимущество, что способ и соответственно выполненное устройство могут научить, где водитель скорректировал автоматическое задавание значения уровня, благодаря чему это можно учитывать при будущих поездках, если, например, автомобиль снова проезжает соответствующее место.
Для этого значение уровня можно задавать в зависимости от его хранящихся в памяти, произведенных водителем настроек, причем за счет сравнения данного положения автомобиля с хранящимися в памяти для ручных настроек заданного значения уровня позиционными данными определяется, имеются ли для данного положения автомобиля и/или для данной дороги ручные настройки заданного значения уровня, и если да, то заданное значение уровня автоматически устанавливается в соответствии с хранящейся в памяти ручной настройкой заданного значения уровня. Это установление имеет приоритет над установлением в зависимости от данного типа дороги.
Согласно другому варианту, существует возможность передачи ручных настроек заданного значения уровня и соответствующих позиционных данных во внешнюю базу данных, преимущественно базу данных в Интернете. Это дает то преимущество, что другие автомобили могут использовать эти произведенные вручную настройки заданного значения уровня для регулирования уровня подрессоренного кузова.
Например, данные, которые указывают настройки заданного значения уровня, произведенные вручную другими водителями на определенной дороге или в определенном положении, могут быть взяты из внешней базы данных и приняты автомобилем в режиме движения. Если для данного положения автомобиля отсутствует собственная, хранящаяся в памяти ручная настройка заданного значения уровня и если по данным, полученным из внешней базы данных, можно сделать вывод о том, что другой водитель в данном положении автомобиля произвел вручную настройку заданного значения уровня, то автоматически устанавливается заданное значение уровня в соответствии с принятой настройкой заданного значения уровня для данного положения автомобиля. Согласно этому варианту, для автоматического задавания данного значения уровня сначала, тем самым, привлекаются собственные, хранящиеся в памяти данные о предварительно произведенных водителем настройках заданного значения уровня, и если для данного положения автомобиля соответствующие релевантные данные отсутствуют, то проверяется, имеются ли в распоряжении для данного положения автомобиля соответствующие внешние данные других водителей, которые в случае наличия используются для установления данного заданного значения уровня.
Если такие внешние данные отсутствуют, то заданное значение уровня устанавливается в зависимости от определенного данного типа дороги, как это описано выше.
Далее в рамках изобретения существует возможность выдвигания расположенного в нижней части на передней стороне автомобиля аэродинамического поверхностного элемента для уменьшения завихрений воздуха на нижней стороне автомобиля, когда заданное значение уровня уменьшается. За счет этого можно дополнительно уменьшить расход топлива.
Согласно другому аспекту изобретения, предложено устройство для регулирования уровня подрессоренного кузова автомобиля относительно подвески колес, которое выполнено для осуществления способа, как он описан выше. В частности, устройство выполнено так, что оно определяет значения расстояния между кузовом и подвеской колес и за счет управления рессорной системой регулирует их до переменно задаваемого заданного (т.е. номинального) значения уровня. При этом устройство выполнено так, что оно в зависимости от положения автомобиля и данных дорожной карты определяет данный тип дороги и автоматически устанавливает заданное значение уровня в зависимости от выявленного типа дороги.
Во избежание повторений раскрытые в части способа признаки следует считать раскрытыми и заявленными также в части устройства. Вышеназванные аспекты и признаки изобретения, в частности в отношении установления заданного значения уровня, относятся, тем самым, также к устройству.
Кроме того, изобретение относится к автомобилю, в частности автомобилю промышленного назначения, с устройством, как оно раскрыто выше.
Описанные выше предпочтительные варианты осуществления и признаки изобретения могут произвольно комбинироваться между собой. Другие подробности и преимущества изобретения описаны ниже со ссылкой на приложенные чертежи, на которых изображают:
- фиг. 1: блок-схему, иллюстрирующую переменное задавание заданного значения для регулирования уровня подрессоренного кузова автомобиля в соответствии с вариантом осуществления изобретения;
- фиг. 2А: автомобиль промышленного назначения, чье заданное значение уровня в соответствии с вариантом осуществления изобретения установлено на первое значение;
- фиг. 2В: автомобиль промышленного назначения, чье заданное значение уровня в соответствии с вариантом осуществления изобретения установлено на второе, более низкое значение.
На фиг. 1 изображена блок-схема, иллюстрирующая переменное задавание значения для регулирования уровня подрессоренного кузова автомобиля в соответствии с вариантом осуществления изобретения. На этапе S1 известным сам по себе образом непрерывно определяется данное положение автомобиля, например с помощью принятых GPS-данных. При этом на основе GPS-данных и данных дорожной карты определяется данная дорога, на которой как раз находится автомобиль. Далее для автомобиля определяется данное положение и/или данный участок этой дороги.
На этапе S2 проверяется, имеются ли в распоряжении хранящиеся в памяти для данного положения автомобиля, произведенные водителем вручную настройки заданного значения уровня. Для этого за счет обращения к памяти проверяется, хранятся ли в ней произведенные водителем вручную настройки заданного значения уровня, чьи соответствующие позиционные данные совпадают с текущими позиционными данными в заданных пределах.
Выше уже упоминалось, что водитель может настраивать заданное значение уровня для его регулирования также вручную, в результате чего автоматически установленное в зависимости от типа дороги заданное значение уровня (этапы S4-S6) теряет силу. Установленные водителем в режиме движения вручную заданные значения уровня сохраняются в памяти с соответствующими позиционными данными, с тем чтобы позднее можно было обратиться к этим данным.
На этапе S2 проверяется, хранятся ли в памяти для выявленного на этапе S1 положения автомобиля произведенные вручную настройки заданного значения уровня. Это, например, тот случай, когда водитель произвел вручную настройку заданного значения уровня на той же дороге, на которой как раз и находится автомобиль, и в месте, которое удалено от данного положения автомобиля меньше, чем заданное пороговое значение. Если это так, то способ продолжается этапом S3. На этапе S3 заданное значение устанавливается в соответствии с хранящимися в памяти предыдущими, произведенными вручную настройками заданного значения уровня. Если из хранящихся в памяти настроек заданного значения уровня окажется, что водитель при предыдущей поездке в данном положении автомобиля повысил заданное значение уровня, например из-за выбоин или ряби, то заданное значение уровня поддерживается на этом значении или повышается до этого значения, если оно в данный момент понижено.
Если для данного положения автомобиля в памяти не хранятся никакие настройки заданного значения уровня, которые при предыдущих поездках были произведены вручную водителем, то способ продолжается этапом S4.
На этапе S4 в зависимости от данных дорожной карты и выявленного на этапе S1 данного положения автомобиля определяется данный тип дороги. Он указывает, на дороге какого типа (автомагистраль, междугородная дорога, внегородская дорога, дорога местного значения, грунтовая дорога и т.д.) в данный момент находится автомобиль.
На этапе S5 в зависимости от выявленного типа дороги определяется заданное значение для регулирования уровня. При этом, например, в автомобиле может храниться таблица, в которой каждому типу дороги присвоено заданное значение уровня. Типам дорог, которые обеспечивают, как правило, высокую скорость движения и имеют высокое качество полотна, например автомагистрали, междугородные дороги или скоростные дороги, присваивается меньшее заданное значение уровня, чем другим типам дорог, которые имеют, как правило, худшее качество полотна.
На этапе S6 переменное заданное значение для регулирования уровня устанавливается, тем самым, на значение, выявленное на этапе S5. Если автомобиль движется, например, по автомагистрали, то на этапе S6 заданное значение уровня устанавливается на меньшее значение, присвоенное автомагистралям. За счет этого уменьшаются дорожный просвет и высота автомобиля, в результате чего уменьшаются сопротивление воздуха и, следовательно, расход топлива. На автомагистралях вследствие хорошего, как правило, качества полотна приемлемо уменьшение дорожного просвета за счет пониженного заданного значения уровня.
Затем происходит повторное определение данного положения автомобиля на этапе S1, в результате чего замыкается управляющий контур для подгонки заданного значения уровня.
На фиг. 2А, 2В схематично изображен автомобиль 1 промышленного назначения, оборудованный устройством для регулирования уровня его подрессоренного кузова относительно подвески колес.
Колеса автомобиля 1 соединены каждое посредством расположенного на подвесках, например на балках 4 моста, пружинного амортизатора с кузовом (шасси) 2, чтобы обеспечить за счет этого подрессоривание автомобиля 1 и, тем самым, надежный и комфортный характер движения. На фиг. 2А, 2В изображены сильфоны 3 пружинного амортизатора.
При этом изменение высоты кузова 2 относительно колес осуществляется известным самим по себе способом регулирования, при котором изменяется количество воздуха в системе пневмоподрессоривания. Если значение уровня ниже или выше заданного, то система регулирования инициирует процесс изменения высоты. При этом, если значение уровня ниже заданного, то в систему пневмоподрессоривания регулируемым образом подается сжатый воздух, а при превышении заданного значения уровня сжатый воздух регулируемым образом выпускается из нее для опускания кузова.
Устройство регулирования для осуществления этого способа регулированния на фиг. 2А, 2В не показано. Согласно изобретению, оно предназначено далее для того, чтобы переменно задавать значение уровня, до которого каждый раз регулируется расстояние между кузовом 2 и подвеской 4 колес, в зависимости от данного типа дороги, как это описано выше в связи с фиг. 1.
Согласно изображенному на фиг. 2А, 2В примеру, заданное значение уровня может настраиваться на два разных значения. На фиг. 2А изображен автомобиль 1 в состоянии, в котором заданное значение уровня было установлено на более высокое значение Н1, а на фиг. 2В автомобиль 1 изображен без полуприцепа и в состоянии, в котором заданное значение уровня было установлено на более низкое значение Н2.
На фиг. 2В Δh обозначает разность Н1-Н2 обоих заданных значений Н1, Н2 уровня и, тем самым, величину, на которую уменьшается дорожный просвет, когда заданное значение уровня понижается с Н1 до Н2.
В нижней части на передней стороне 6 кабины 9 расположен поворотный аэродинамический поверхностный элемент 5, который в выдвинутом состоянии уменьшает завихрения воздуха на нижней стороне автомобиля. Всегда, когда заданное значение уровня уменьшается до низкого значения Н2, автоматически выдвигается аэродинамический поверхностный элемент 5, в результате чего возникает дополнительный эффект экономии топлива. При повторном повышении заданного значения уровня до значения Н1 аэродинамический поверхностный элемент 5 также снова вдвигается.
В кабине 9 находится ручное исполнительное устройство (не показано), например в виде переключателя, с помощью которого водитель может настраивать заданное значение уровня вручную на значение Н1 или Н2, как это описано выше.
На фиг. 2В в сильно схематичном виде показано, что устройство для регулирования уровня в качестве опции может через беспроводной коммуникационный интерфейс 7 обращаться к внешней базе 8 данных, чтобы произведенные водителем вручную настройки заданного значения уровня вместе с соответствующими позиционными данными передавать в заданном формате во внешнюю базу 8 данных и/или чтобы запрашивать из нее соответствующие, произведенные другими водителями вручную настройки заданного значения уровня с соответствующими позиционными данными.
Хотя изобретение описано со ссылкой на определенные примеры его осуществления, для специалиста очевидно, что могут быть реализованы различные изменения и использованы эквиваленты в качестве замены, не выходящие за рамки изобретения. Дополнительно может быть реализовано большое число модификаций, не выходящих за рамки изобретения. Следовательно, изобретение не должно быть ограничено раскрытыми примерами его осуществления, а должно включать в себя все примеры осуществления, подпадающие под прилагаемую формулу изобретения. В частности, в изобретении заявлена также охрана объекта и признаков зависимых пунктов формулы.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ
1 – автомобиль промышленного назначения
2 – кузов (надстройка) автомобиля
3 – сильфон
4 – подвеска колес
5 – аэродинамический поверхностный элемент
6 – передняя сторона кабины
7 – беспроводное соединение
8 – внешняя база данных
Н1 – первое заданное значение уровня
Н2 – второе заданное значение уровня