DE19718641B4 - Air spring measuring system with ultrasonic arrangement - Google Patents

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    • B60G17/00Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/018Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the use of a specific signal treatment or control method

Abstract

Verfahren zur berührungslosen Abstandsmessung in einer Kraftfahrzeug-Luftfeder mit einer zentralen Steuer- und Auswerteeinrichtung (Steuergerät (4)), die jeweils durch eine Zweidrahtleitung (12a bis 12d) mit jeweils einer dezentral an den Luftfedern angebrachten Ultraschalleinrichtung (Sensor (2)) verbunden ist, mit folgenden Verfahrensschritten:
– ein Baustein Ablaufsteuerung (42) wählt über einen Baustein Multiplexer (40) im Steuergerät (4) einen abzufragenden Sensor (2) an und legt über einen Schalter S1 (38) im Steuergerät (4) den Pegel Ub auf die mit dem Sensor (2) verbundene Leitung (12a bis 12d);
– daraufhin lädt der Sensor (2) seinen Energiespeicher (14) auf;
– der Baustein Ablaufsteuerung (42) legt nach einer vorgegebenen Zeit, die von dem Energiespeicher (14) im Sensor (2) abhängt, den Pegel U2, der kleiner als der Pegel Ub ist, auf die mit dem Sensor (2) verbundene Leitung (12a bis 12d), indem der Schalter S1 (38) in die Position 2 gebracht wird;
– gleichzeitig wird...
A method for non-contact distance measurement in a motor vehicle air spring with a central control and evaluation (control unit (4)), each by a two-wire line (12a to 12d), each with a decentralized attached to the air springs ultrasonic device (sensor (2)) is connected , with the following process steps:
- A block flow control (42) selects via a block multiplexer (40) in the control unit (4) to be queried sensor (2) and sets via a switch S1 (38) in the control unit (4) the level Ub to the with the sensor ( 2) connected line (12a to 12d);
- Then the sensor (2) charges its energy store (14);
- The block sequence control (42) sets after a predetermined time, which depends on the energy storage (14) in the sensor (2), the level U2, which is smaller than the level Ub, to the sensor (2) connected line ( 12a to 12d) by bringing the switch S1 (38) to the position 2;
- at the same time ...

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur berührungslosen Abstandsmessung in einer Kraftfahrzeug-Luftfeder mit einer zentralen Steuer- und Auswerteeinrichtung, die mit jeweils einer dezentral an den Luftfedern angebrachten Ultraschalleinrichtung jeweils durch eine Zweidrahtleitung verbunden ist, insbesondere nach der Impuls-/Echo-Methode. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur berührungslosen Abstandsmessung in einer Kraftfahrzeug-Luftfeder mit einer zentralen Steuer- und Auswerteeinrichtung, die jeweils durch eine Zweidrahtleitung mit jeweils einer dezentral an den Luftfedern angebrachten Ultraschalleinrichtung verbunden ist, insbesondere nach der Impuls/Echo-Methode. Die Anordnung umfasst vorzugsweise eine chassisfeste Sende/Empfangs-Komponente und eine achsfeste Reflektor-Komponente, wie sie z.B. aus der DE 36 20 957 A1 vorbekannt ist. Dort ist die zentrale Steuer- und Auswerteeinrichtung und die elektrische Stromversorgung jeweils durch eine mehradrige Leitung mit jeweils einer dezentral an den Luftfedern angebrachten Ultraschalleinrichtung verbunden (Spalte 3, Zeile 22 bis 27).The invention relates to a method for non-contact distance measurement in a motor vehicle air spring with a central control and evaluation, which is connected in each case with a decentralized attached to the air springs ultrasonic device each by a two-wire line, in particular according to the pulse / echo method. Moreover, the invention relates to a device for carrying out the method for non-contact distance measurement in a motor vehicle air spring with a central control and evaluation, which is connected in each case by a two-wire line, each with a decentralized attached to the air springs ultrasonic device, in particular after the pulse / echo -Method. The arrangement preferably comprises a chassis-fixed transmission / reception component and an axis-fixed reflector component, as for example from the DE 36 20 957 A1 is already known. There, the central control and evaluation device and the electrical power supply are each connected by a multicore cable, each with a decentralized attached to the air springs ultrasonic device (column 3, lines 22 to 27).

Luftschall-Entfernungsmessung wird z.B. bei der Füllstandsmessung von Behältern, zur Vermessung von Wohnräumen, zur Abstandsmessung beim Einparken mit dem Kraftfahrzeug, zur Entfernungsmessung bei Autofokus-Fotoapparaten usw. eingesetzt. In der Offenlegungsschrift DE 36 20 957 A1 wird für den Fahrzeugeinsatz ein Ultraschallsensor innerhalb einer Luftfeder beschrieben. In der US-Patentschrift 4,798,369 wird ein vergleichbares Luftfederregelungssystem dargestellt, das ebenfalls auf der Bestimmung der Federhöhe mittels Ultraschallsensoren basiert.Airborne distance measurement is used, for example, in the level measurement of containers, for the measurement of living spaces, for distance measurement when parking with the motor vehicle, for distance measurement in autofocus cameras, etc. In the published patent application DE 36 20 957 A1 For vehicle use, an ultrasonic sensor is described within an air spring. In the U.S. Patent 4,798,369 a comparable air spring control system is shown, which is also based on the determination of the spring height by means of ultrasonic sensors.

Sowohl die Sender als auch die Empfänger stellen elektroakustische Wandler dar, die zum Betrieb an eine zugehörige Antriebs- und Auswerte-Elektronik nebst Spannungsversorgung angeschlossen werden müssen. Either put the transmitters as well as the receivers electroacoustic transducers for operation on an associated drive train and evaluation electronics connected to the power supply Need to become.

Da in der Regel an allen vier mit Luftfedern bestückten Rädern derartige Ultraschallanordnungen zu installieren sind, ist dafür insgesamt eine umfangsreiche Verdrahtung erforderlich.There usually on all four equipped with air springs wheels such ultrasonic devices too install is for that Overall, a comprehensive wiring required.

Beim Einsatz von Sensoren in Fahrzeugen ist man aber bestrebt, möglichst wenig Verkabelungsaufwand zu treiben.At the However, the use of sensors in vehicles one strives, if possible to drive little cabling.

Die Sensoren sind im Allgemeinen mit Eigenintelligenz, d.h. einer Signalverarbeitung und -Korrektur, ausgestattet und benötigen hierfür mindestens drei Verbindungsadern. Sollen im Fahrzeug mehrere identische Sensoren installiert werden, so sind die dafür erforderlichen elektronischen Baugruppen ebenfalls mehrfach vorzusehen, was unwirtschaftlich ist. Bei ultraschallsensierten Fahrzeugen steigt der Aufwand mit der Anzahl der vorhandenen Achsen.The Sensors are generally self-intelligence, i. a signal processing and Correction equipped and require for this purpose at least three connecting wires. If several identical sensors are to be installed in the vehicle, that's what they are for also several times to provide necessary electronic components, which is uneconomical. In ultrasound-sensitive vehicles is increasing the effort with the number of existing axes.

Der Erfindung liegt das Bestreben zugrunde, die elektronischen Baugruppen so zu verteilen, dass dem jeweiligen Sensor nur ein kleiner Teil der notwendigen Funktionsgruppen zugeordnet und der Rest in einem zentralen Steuergerät untergebracht wird. D.h.: Die Aufgabe der Erfindung basiert auf einer möglichst ökonomischen Aufteilung der Funktionen in eine Zentraleinheit und radbezogene Einheiten nebst Kommunikation der Einheiten miteinander.Of the Invention is based on the desire, the electronic components To distribute so that the respective sensor only a small part assigned to the necessary function groups and the rest in one central control unit is housed. That is, the object of the invention is based on as economical as possible Division of functions into a central unit and wheel-related Units together with communication between the units.

Ausgehend von diesem Bestreben hat die Erfindung das konkrete Ziel, die Verbindung zwischen radbezogenen Sensor-Komponenten und zentralem Steuergerät jeweils mit einer Zweidrahtleitung zu realisieren.outgoing From this endeavor, the invention has the concrete goal, the connection between wheel-related sensor components and central control unit respectively to realize with a two-wire line.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur berührungslosen Abstandsmessung in einer Kraftfahrzeug-Luftfeder mit einer zentralen Steuer- und Auswerteeinrichtung (Steuergerät), die jeweils durch eine Zweidrahtleitung mit jeweils einer dezentral an den Luftfedern angebrachten Ultraschalleinrichtung (Sensor) verbunden ist, mit folgenden Verfahrensschritten gelöst:

  • – ein Baustein Ablaufsteuerung wählt über einen Baustein Multiplexer im Steuergerät einen abzufragenden Sensor an und legt über einen Schalter S1 im Steuergerät den Pegel Ub auf die mit dem Sensor verbundene Leitung;
  • – daraufhin lädt der Sensor seinen Energiespeicher auf;
  • – der Baustein Ablaufsteuerung legt nach einer vorgegebenen Zeit, die von dem Energiespeicher im Sensor abhängt, den Pegel U2, der kleiner als der Pegel Ub ist, auf die mit dem Sensor verbundene Leitung, indem der Schalter S1 in die Position 2 gebracht wird;
  • – gleichzeitig wird ein Baustein Zeitmessung im Steuergerät gestartet;
  • – der Sensor benutzt die Flanke Ub → U2, um einen Ultraschall-Impuls abzuschicken;
  • – wenn das Echo beim Sensor angekommen und erkannt worden ist, wird ein Schalter S2 im Sensor geschlossen und damit die mit dem Sensor verbundene Leitung auf den Pegel 0 gelegt;
  • – durch den vom Sensor erzeugten Pegelübergang U2 → 0 wird der Zeitmesser gestoppt.
The object is achieved by a method for non-contact distance measurement in a motor vehicle air spring with a central control and evaluation (control unit), which is connected by a two-wire line, each with a decentralized attached to the air springs ultrasonic device (sensor), solved with the following method steps :
  • - A block flow control selects via a block multiplexer in the control unit to be queried sensor and sets via a switch S1 in the control unit the level Ub to the sensor connected to the line;
  • - Then the sensor charges its energy storage;
  • After a predetermined time, which depends on the energy store in the sensor, the flow control module sets the level U2, which is lower than the level Ub, to the line connected to the sensor by bringing the switch S1 into position 2;
  • - At the same time a module time measurement is started in the control unit;
  • The sensor uses the edge Ub → U2 to send an ultrasonic pulse;
  • - When the echo has arrived at the sensor and detected, a switch S2 is closed in the sensor and thus the line connected to the sensor is set to level 0;
  • - By the level generated by the sensor level transition U2 → 0, the timer is stopped.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2–4 genannt.advantageous Further developments of the method are mentioned in the dependent claims 2-4.

Weiterhin wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 5 gelöst.Farther The object is achieved by a device having the features of claim 5 solved.

Das Wesen der Erfindung besteht in einer Mehrfachausnutzung der Verbindung zwischen dezentraler und zentraler Einheit, wodurch auf eine sonst umfangreiche Vielfachverkabelung verzichtet werden kann.The Essence of the invention consists in a multiple utilization of the compound between decentralized and centralized unit, which results in an otherwise extensive multi-wiring can be dispensed with.

Die Elektronik-Komponenten sind so ausgelegt, dass auf der jeweiligen Zweidrahtleitung die einzelnen Phasen einer Ultraschall-Laufzeitmessung, wie z.B. Start des Pulses und Mitteilung des Zeitpunktes eines Echos, durch Pegelübergänge gesteuert werden.The Electronic components are designed so that on the respective Two-wire line the individual phases of an ultrasonic transit time measurement, such as e.g. Start of the pulse and notification of the time of an echo controlled by level transitions become.

„Phase" bedeutet hier nicht „Leitung", sondern „Phase" ist ein zeitlich befristeter Schaltzustand. Es werden hier drei unterschiedliche Schaltzustände („Phasen") unterschieden: „Spannungsversorgung der radbezogenen Einheiten", „Start des Sendeimpulses" und „Erkennen des Echos"."Phase" here does not mean "line", but "phase" is a time temporary switching state. There are three different ones Switching states ("phases") differ: "Power supply of the wheel-related units "," Start the transmit pulse "and" recognize of the echo ".

Der Energietransport zum Sensor geschieht in einer eigenen Phase, in der ein Speicher geladen wird.Of the Energy transport to the sensor happens in a separate phase, in a memory is being loaded.

Durch die Aufteilung der Elektronik in radbezogene dezentrale Komponenten und insgesamt nur eine einzige Zentraleinheit werden mehrere Bausteine, die sonst an jeder radbezogenen dezentralen Einheit und damit in mehrfacher Ausführung erforderlich wären, nur einfach benötigt. Dieser Vorteil, der üblicherweise durch einen erhöhten Verkabelungsaufwand zunichtegemacht worden wäre, bleibt wegen der erfindungsgemäß durch Zeitmultiplex mehrfach genutzten „Zweidraht-Verbindung" voll erhalten.By the division of electronics into wheel-related decentralized components and a total of only one central unit become multiple building blocks, the otherwise at each wheel-related decentralized unit and thus in multiple execution would be required just needed. This advantage, usually through an elevated Cabling effort would have been nullified, remains because of the invention by Time division multiplexed "two-wire connection" fully preserved.

Der dem Widerstand R2 parallele Schalter S2 kann vorzugsweise dazu benutzt werden, eine zeitdauer-proportionale Temperaturinformation zu übertragen. Dies kann in der Weise erfolgen, daß der Schalter S2 nach der Echoerkennung temperaturabhängig verzögert geschlossen wird. Wird bei dem Ultraschall-Meßverfahren eine Referenzstrecke verwendet, so kann das von dieser Referenzstrecke verursachte Echo zu einem kurzen Schließen des Schalters S2 führen. Vorzugsweise wird dabei die Referenzzeit als eine Zwischenzeit gespeichert.Of the The switch S2 parallel to the resistor R2 may be used for this purpose be to transmit a time-period proportional temperature information. This can be done in such a way that the switch S2 after the Echo detection temperature dependent delayed is closed. Will in the ultrasonic measurement method a reference distance used, then the echo caused by this reference distance to a short closing of the switch S2 lead. Preferably, the reference time is stored as an intermediate time.

Im folgenden wird die erfindungsgemäße elektronische Schaltungsanordnung, wie sie gemäß der Erfindung zum Betrieb des Luftfeder-Meßsystems vorgesehen ist, anhand eines Blockdiagramms näher erläutert.in the The following will be the electronic invention Circuit arrangement, as according to the invention for operation of the air spring measuring system is provided, explained in more detail with reference to a block diagram.

Die Anordnung besteht aus jeweils einer an den Luftfedern (d.h. dezentral) angebrachten Ultraschall-Einrichtung („Sensor") 2 und einer zentralen Steuer- und Auswerteeinrichtung („Steuergerät") 4, die jeweils durch eine Zweidrahtleitung 12 miteinander verbunden sind.The arrangement consists of one of the air springs (ie decentralized) mounted ultrasonic device ("sensor") 2 and a central control and evaluation device ("control device") 4 , each through a two-wire line 12 connected to each other.

Jede dezentrale Ultraschall-Einrichtung 2 umfaßt einen als Sender und Empfänger dienenden (Ultra-)Schallwandler 6, einen Umschalter (S3) 28, der den Ultraschallwandler 6 zwischen einem Sende- und Empfangsmodus hin und her schaltet; eine Spannungsversorgung „Sensor" 8; einen Sendeverstärker 18, der einem Burstgenerator 16 nachgeschaltet ist; einen Empfangsverstärker 20 mit einem sich anschließenden Baustein „Echoerkennung” 22.Each decentralized ultrasound device 2 includes a serving as a transmitter and receiver (ultra) sound transducer 6 , a switch (S3) 28 who the ultrasound transducer 6 switches between a send and receive mode back and forth; a power supply "sensor" 8th ; a transmission amplifier 18 , a burst generator 16 is downstream; a reception amplifier 20 with a subsequent module "Echo recognition" 22 ,

Dieser Baustein "Echoerkennung" 22 dient zur Echosignalerkennung und zur Meldung des Echos über die jeweilige Zweidrahtleitung 12a, 12b, 12c oder 12d an das Steuergerät 4.This module "echo detection" 22 Used for echo signal detection and for reporting the echo via the respective two-wire line 12a . 12b . 12c or 12d to the control unit 4 ,

Außerdem umfaßt die dezentrale Ultraschall-Einrichtung 2 einen an die Betriebsspannung "Sensor" 8 angeschlossenen und für den Sender 18 und den Empfänger 20 vorgesehenen Spannungsregler 10.In addition, the decentralized ultrasonic device includes 2 one to the operating voltage "sensor" 8th connected and for the transmitter 18 and the receiver 20 provided voltage regulator 10 ,

Schließlich gibt es noch einen Widerstand (R2) 24 und einen Schalter (S2) 26.Finally, there is another resistor (R2) 24 and a switch (S2) 26 ,

Die zentrale Steuer- und Auswerteeinrichtung ("Steuergerät") 4 umfaßt: eine Spannungsversorgung (Ub) 34 mit einem Vorschaltwiderstand (R1) 36 und einem Umschalter (S1) 38 (mit den beiden Schaltzuständen "1" und "2"); einen Multiplexer 40 (zur zeitlich aufeinanderfolgenden Ansteuerung der dezentralen Ultraschall-Einrichtung 2); einen Baustein "Ablaufsteuerung" 42; einen Baustein "Zeitmessung" 44 mit Zwischenspeicher; einen Baustein "Entfernungsberechnung" 46 und schließlich eine Leitung 48 zur Signal-Weiterverarbeitung.The central control and evaluation device ("control device") 4 includes: a power supply (Ub) 34 with a ballast resistor (R1) 36 and a switch (S1) 38 (with the two switching states "1" and "2"); a multiplexer 40 (For temporally successive control of the decentralized ultrasound device 2 ); a block "sequence control" 42 ; a module "time measurement" 44 with cache; a module "distance calculation" 46 and finally a line 48 for signal processing.

Die Wirkungsweise der Schaltung soll in der nun folgende Ablaufbeschreibung dargestellt werden:
Die Ablaufsteuerung 42 wählt über den Multiplexer 40 die abzufragende dezentrale luftfederbezogene Ultraschall-Einrichtung (kurz "Sensor" genannt 2) an und legt über den Schalter (S1) 38 den Pegel Ub auf die jeweilige Leitung 12a, 12b, 12c bzw. 12d.
The mode of operation of the circuit should be shown in the following sequence description:
The flow control 42 dials through the multiplexer 40 the queried decentralized air spring-related ultrasound device (called "sensor" for short 2 ) and put over the switch (S1) 38 the level Ub to the respective line 12a . 12b . 12c respectively. 12d ,

Der "Sensor" 2 lädt seinen Energiespeicher 14 auf.The "sensor" 2 Charges its energy storage 14 on.

Die Ablaufsteuerung 42 legt nach einer gewissen Zeit (die vom Energiespeicher 14 im "Sensor" 2 abhängt) den Pegel U2 (< Ub) 34 auf die Leitung 12, indem der Schalter (S1) 38 in Position "2" gebracht wird. Gleichzeitig wird der Zeitmesser gestartet.The flow control 42 lays down after a certain amount of time (the energy store 14 in the "sensor" 2 depends) the level U2 (<Ub) 34 on the line 12 by the switch (S1) 38 placed in position "2". At the same time the timer is started.

Der "Sensor" 2 benutzt die Flanke Ub → U2, um den Burstgenerator 16 zu starten. Der Generator 16 bringt den Schalter (S3) in Position "1", erzeugt einen Puls (Burst) mit einer Anzahl von Rechteckimpulsen, und bringt anschließend den Schalter (S3) 28 in Position "2". Der "Sensor" 2 wartet auf das ankommende Echo. Sobald es erkannt worden ist, wird der Schalter (S2) 26 geschlossen und damit die Leitung 12 auf den Pegel "0" gelegt. Die Zeitdauer dieses Pulses kann fest eingestellt sein oder aber benutzt werden, um eine Temperaturinformation zu übertragen. Alternativ kann der Puls, der von einer Referenzstrecke erzeugt wird, ausgegeben werden.The "sensor" 2 uses the edge Ub → U2 to the burst generator 16 to start. The generator 16 puts the switch (S3) in position "1", generates a pulse (burst) with a number of square pulses, and then brings the switch (S3) 28 in Position "2". The "sensor" 2 waiting for the incoming echo. Once it has been detected, the switch (S2) 26 closed and thus the line 12 set to the level "0". The duration of this pulse may be fixed or may be used to transmit temperature information. Alternatively, the pulse generated by a reference path may be output.

Durch den vom "Sensor" 2 erzeugten Pegelübergang Ub → 0 wird der Zeitmesser 44 gestoppt. Falls mit einer Referenzstrecke gearbeitet wird, ist die Referenzzeit zu speichern. Die Laufzeit wird dann unter Berücksichtigung der bekannten Burstdauer und der Temperaturinformation bzw. der Referenzzeit aus der Referenzmessung benutzt, um die Entfernung zu berechnen. Anschließend wird durch die Ablaufsteuerung 42 ein neuer Meßzyklus eingeleitet.By the "sensor" 2 generated level transition Ub → 0 is the timer 44 stopped. If a reference distance is used, the reference time must be saved. The transit time is then used taking into account the known burst duration and the temperature information or reference time from the reference measurement to calculate the distance. Subsequently, by the flow control 42 initiated a new measurement cycle.

22
dezentrale luftfederbezogene Ultraschall-Einrichtung ("Sensor")decentralized Air spring-related ultrasound device ("sensor")
44
zentrale Steuer- und Auswerteeeinrichtung ("Steuergerät")central Control and evaluation device ("control device")
66
Sender/Empfänger-Komponente (Ultraschallwandler) (können auch zwei verschiedene Wandler sein)Transmitter / receiver component (Ultrasonic transducer) (can also be two different converters)
88th
Spannungsversorgung (der dezentralen Einrichtung)Power supply (the decentralized facility)
1010
Spannungsregler (der dezentralen Einrichtung)voltage regulators (the decentralized institution)
12, 12a, 12b, 12c, 12d12 12a, 12b, 12c, 12d
(Speise-)Leitung (Zweidrahtleitung) zwischen jeweils dezentraler und zentraler Einheit(Food grade) line (Two-wire line) between each decentralized and central unit
1414
(Energie-)Speicher (der dezentralen Einrichtung)(Energy) memory (the decentralized institution)
1616
Burstgeneratorburst generator
1818
Senderverstärker (Sendestufe)Transmitter amplifier (transmission stage)
2020
Empfängerverstärkerreceiver amplifier
2222
Echoerkennungs-BausteinEcho detection module
2424
Widerstand R2resistance R2
2626
Schalter S2switch S2
2828
Schalter S3switch S3
3030
Baustein "Temperaturmessung"Module "Temperature measurement"
3434
Spannungsversorgung "Ub" der zentralen EinrichtungPower supply "Ub" of the central facility
3636
Widerstand R1resistance R1
3838
Schalter S1 (Positionen "1" und "2")switch S1 (positions "1" and "2")
4040
Baustein "Multiplexer"Block "Multiplexer"
4242
Baustein "Ablaufsteuerung"Block "Sequence control"
4444
Baustein "Zeitmessung"Module "Time measurement"
4646
Baustein "Entfernungsberechnung"Block "distance calculation"
4848
Leitung zur Signalweiterverarbeitungmanagement for signal processing

Claims (5)

Verfahren zur berührungslosen Abstandsmessung in einer Kraftfahrzeug-Luftfeder mit einer zentralen Steuer- und Auswerteeinrichtung (Steuergerät (4)), die jeweils durch eine Zweidrahtleitung (12a bis 12d) mit jeweils einer dezentral an den Luftfedern angebrachten Ultraschalleinrichtung (Sensor (2)) verbunden ist, mit folgenden Verfahrensschritten: – ein Baustein Ablaufsteuerung (42) wählt über einen Baustein Multiplexer (40) im Steuergerät (4) einen abzufragenden Sensor (2) an und legt über einen Schalter S1 (38) im Steuergerät (4) den Pegel Ub auf die mit dem Sensor (2) verbundene Leitung (12a bis 12d); – daraufhin lädt der Sensor (2) seinen Energiespeicher (14) auf; – der Baustein Ablaufsteuerung (42) legt nach einer vorgegebenen Zeit, die von dem Energiespeicher (14) im Sensor (2) abhängt, den Pegel U2, der kleiner als der Pegel Ub ist, auf die mit dem Sensor (2) verbundene Leitung (12a bis 12d), indem der Schalter S1 (38) in die Position 2 gebracht wird; – gleichzeitig wird ein Baustein Zeitmessung (44) im Steuergerät (4) gestartet; – der Sensor (2) benutzt die Flanke Ub → U2, um einen Ultraschall-Impuls abzuschicken; – wenn das Echo beim Sensor (2) angekommen und erkannt worden ist, wird ein Schalter S2 (26) im Sensor (2) geschlossen und damit die mit dem Sensor (2) verbundene Leitung (12a bis 12d) auf den Pegel 0 gelegt; – durch den vom Sensor (2) erzeugten Pegelübergang U2 → 0 wird der Zeitmesser (44) gestoppt.Method for non-contact distance measurement in a motor vehicle air spring with a central control and evaluation device (control device ( 4 )), each by a two-wire line ( 12a to 12d ) each having a decentralized to the air springs mounted ultrasonic device (sensor ( 2 )), with the following method steps: - a flow control module ( 42 ) selects a multiplexer ( 40 ) in the control unit ( 4 ) a sensor to be interrogated ( 2 ) and via a switch S1 ( 38 ) in the control unit ( 4 ) the level Ub to the with the sensor ( 2 ) connected line ( 12a to 12d ); - then the sensor loads ( 2 ) its energy store ( 14 ) on; - the block flow control ( 42 ) after a predetermined time, the energy storage ( 14 ) in the sensor ( 2 ), the level U2, which is lower than the level Ub, to which the sensor ( 2 ) connected line ( 12a to 12d ) by the switch S1 ( 38 ) in the position 2 is brought; - at the same time a building block time measurement ( 44 ) in the control unit ( 4 ) started; - the sensor ( 2 ) uses the edge Ub → U2 to send an ultrasonic pulse; - if the echo at the sensor ( 2 ) has been detected and detected, a switch S2 ( 26 ) in the sensor ( 2 ) and thus with the sensor ( 2 ) connected line ( 12a to 12d ) is set at level 0; - by the sensor ( 2 level transition U2 → 0, the timer ( 44 ) stopped. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauer, für die der Schalter S2 (26) geschlossen wird, fest eingestellt ist.Method according to Claim 1, characterized in that the time duration for which the switch S2 ( 26 ) is closed, is fixed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter S2 (26) nach der Echoerkennung temperaturabhängig verzögert geschlossen wird.Method according to Claim 1, characterized in that the switch S2 ( 26 ) is closed after the echo detection temperature-dependent delayed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle der Verwendung einer Referenzstrecke das von dieser Referenzstrecke verursachte Echo zu einem kurzen Schließen des Schalters S2 (26) führt, wobei die Referenzzeit als eine Zwischenzeit gespeichert wird.Method according to one of Claims 1-3, characterized in that, in the case of the use of a reference path, the echo caused by this reference path leads to a short closing of the switch S2 ( 26 ), whereby the reference time is stored as an intermediate time. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur berührungslosen Abstandsmessung in einer Kraftfahrzeug-Luftfeder nach einem der vorgehenden Ansprüche mit einer zentralen Steuer- und Auswerteeinrichtung (Steuergerät (4)), die jeweils durch eine Zweidrahtleitung (12a bis 12d) mit jeweils einer dezentral an den Luftfedern angebrachten Ultraschalleinrichtung (Sensor (2)) verbunden ist: 1. Jede dezentrale Ultraschalleinrichtung (Sensor (2)) umfasst: 1.1 eine Sender-/Empfänger-Komponente (6) mit mindestens einem Ultraschallwandler; 1.2 eine Spannungsversorgung (8) mit Energiespeicher (14); 1.3 einen Sender-Verstärker (18); 1.4 einen Emfänger-Verstärker (20); 1.5 einen Echoerkennungsbaustein (22) zur Echosignalerkennung und zur Meldung des Echos über die jeweilige Zweidrahtleitung (12a bis 12d) an das Steuergerät (4); 1.6 einen Widerstand R2 (24); 1.7 einen Schalter S2 (26). 2. Die dezentrale Steuer- und Auswerteeinrichtung (Steuergerät (4)) umfasst: 2.1 eine Spannungsversorgung Ub (34) mit einem Vorschaltwiderstand R1 (36) und einem Umschalter S1 (38) mit den beiden Schaltzuständen „1" und „2"; 2.2 einen Multiplexer (40) zur zeitlich aufeinander folgenden Ansteuerung der dezentralen Ultraschalleinrichtung (Sensor (2)); 2.3 einen Baustein Ablaufsteuerung (42); 2.4 einen Baustein Zeitmessung (44) mit Zwischenspeicher; 2.5 einen Baustein Entfernungsberechnung (46) und 2.6 eine Leitung zur Signalweiterverarbeitung (48).Device for carrying out the method for non-contact distance measurement in a motor vehicle air spring according to one of the preceding claims with a central control and evaluation device (control device ( 4 )), each by a two-wire line ( 12a to 12d ) each having a decentralized to the air springs mounted ultrasonic device (sensor ( 2 )): 1. Each distributed ultrasound device (sensor ( 2 )) comprises: 1.1 a transmitter / receiver component ( 6 ) with at least one ultrasonic transducer; 1.2 a power supply ( 8th ) with energy storage ( 14 ); 1.3 a transmitter amplifier ( 18 ); 1.4 a receiver amplifier ( 20 ); 1.5 an echo detection module ( 22 ) for echo signal detection and for reporting the echo via the respective two-wire line ( 12a to 12d ) to the control unit ( 4 ); 1.6 a resistor R2 ( 24 ); 1.7 a switch S2 ( 26 ). 2. The decentralized control and evaluation device (control unit ( 4 )) comprises: 2.1 a power supply Ub ( 34 ) with a ballast resistor R1 ( 36 ) and a switch S1 ( 38 ) with the two switching states "1" and "2"; 2.2 a multiplexer ( 40 ) for temporally successive control of the decentralized ultrasonic device (sensor ( 2 )); 2.3 a block flow control ( 42 ); 2.4 a module time measurement ( 44 ) with cache; 2.5 a block distance calculation ( 46 ) and 2.6 a line for signal processing ( 48 ).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4798369A (en) * 1987-11-03 1989-01-17 The Firestone Tire & Rubber Company Ultrasonic air spring system

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