DE10023622B4 - Kraftfahrzeug-Luftfeder mit integriertem Niveausensor - Google Patents

Abstract

Kraftfahrzeug-Luftfeder (2) mit integrierter Niveau-Messeinrichtung,
– wobei die Luftfeder (2) im Wesentlichen aus einem Luftfederbalg (4) besteht, der an seinem einen Ende von einer chassisfesten oder achsfesten (Abdeck-) Platte (6) und der an seinem anderen Ende von einem achsfesten oder chassisfesten Abrollkolben (8) gegenüber dem Außenraum (10) luftdicht abgeschlossen ist, und
– wobei die Niveau-Messeinrichtung aus einem einzigen, auf der dem Luftfederinnenraum (14) zugewandten Seite des Abrollkolbens (8) oder der (Abdeck-)Platte (6) angeordneten Permanentmagneten (16) und einem auf der dem Luftfederinnenraum (14) zugewandten Seite der (Abdeck-)Platte (6) oder des Abrollkolbens (8) angeordneten Magnetfeld-Sensorelement (18) besteht, dadurch gekennzeichnet,
– dass die Niveau-Bestimmung ausschließlich auf der von dem Magnetfeld-Sensorelement (18) sensierten Magnetfeldstärke H des einzigen Permanent-Magneten (16) basiert,
– dass das Magnetfeld-Sensorelement (18) aus einer Stromquelle mit relativ kleinem Innenwiderstand gespeist wird, und
– dass ein Elektronik-Baustein "Sensorkonditionierung" (20) zur Verstärkung und...

Description

• Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeug-Luftfeder mit integrierter Niveaumesseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Elektronische Niveauregelsysteme für Kraftfahrzeuge benötigen eine Sensorik, die den Istwert der Fahrzeughöhe misst und an die Regelelektronik (ECU) des Systems meldet. Diese Niveausensorik (Höhensensor) kann an einem zentralen Punkt an der Achse angebracht sein oder es gibt je einen Sensor für jeden Radträger.
• Bei Systemen mit radträgerindividuellen Sensoren (4-Corner-Systeme) ist es vorteilhaft, diese in die Luftfeder zu integrieren. Dies ermöglicht eine einfache und schnelle Montage des Niveauregulierungssystems beim Fahrzeughersteller, weil Sensor und Luftfeder in einem Montageschritt angebracht werden und eine Kalibrierung der Sensorik bereits beim Zulieferer erfolgen kann.
• Die Messung des Einfederungsgrades bzw. des Luftfederniveaus ist im Prinzip eine Längenmessung. Diese kann beispielsweise mit einem Spule-Tauchanker-System durchgeführt werden. Mit dem Einfederungsgrad ändert sich dann die Eintauchtiefe des Ankers in die Spule, was zu einer Induktivitätsänderung führt. Diese wiederum kann gemessen und von der Regelelektronik einer Fahrzeughöhe zugeordnet werden. Nachteilig ist der prinzipiell beschränkte Längenmessbereich und die erforderlichen
• Kugelgelenke zur Montage von Tauchanker und Spule- Ein weiterer Nachteil ist der in den Lagern auftretende Verschleiß.
• Bekannt ist auch ein Spiralfedersensor. Dieser nutzt die Tatsache, dass die Induktivität einer Luftspule von ihrer Länge abhängig ist. Die als Luftspule wirkende Spiralfeder wird so montiert, dass sich ihre Länge mit dem Einfederungsgrad ändert. Wiederum wird über eine Induktivitätsmessung der Einfederungsgrad bestimmt.
• Außerdem kann die Messaufgabe auch noch mit Hilfe von Ultraschall-Entfernungsmessung gelöst werden. Hierbei wird die Echo-Laufzeit von Ultraschallimpulsen innerhalb der Luftfeder verglichen mit der Laufzeit eines Echos, das von einer Reflexionsstelle bekannter Entfernung hervorgerufen wird.
• Als nächstkommender Stand der Technik kann die aus der DE 44 13 341 A1 bekannte Messeinrichtung mit einem Magnetfeldsensor zum berührungslosen Erfassen des Abstandes zwischen zwei relativ zueinander beweglichen Bauteilen angesehen werden. Dabei weist ein Bauteil mindestens einen Magneten auf und das andere Bauteil den Magnetfeldsensor, der von einer Magnetanordnung umgeben und asymmetrisch zu dieser angeordnet ist. Die auf den beiden Bauteilen angeordneten Magneten sind zueinander entgegengesetzt gepolt. Der Magnetfeldsensor sensiert zunächst im wesentlichen die Magnetfelder der in seiner Nähe befindlichen Magnete, während das Magnetfeld des entgegengesetzt gepolten Magneten nur einen geringen Einfluss auf das Messsignal ausübt. Bei Annäherung des entgegengesetzt gepolten Magneten wird das Magnetfeld der den Sensor umgebenden Magneten mehr und mehr abgedrängt, was zu einer Änderung des Messsignals führt.
• Dieses Messverfahren ist wegen der Vielzahl der erforderlichen Magneten relativ aufwendig und damit teuer in der Herstellung. Wegen der Kompliziertheit ist auch die Störanfälligkeit im Betrieb nicht zu vernachlässigen.
• Ausgehend von diesem Stand der Technik soll eine Kraftfahrzeug-Luftfeder mit integrierter Niveau-Messeinrichtung geschaffen werden, wobei die Messapparatur einfach und robust aufgebaut ist und zuverlässig und genau funktioniert.
• Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
• Das hier neu vorgeschlagene Prinzip nutzt die Tatsache, dass die von einem Permanetmagneten in seiner Nachbarschaft hervorgerufene magnetische Feldstärke vom Abstand zum Magneten abhängig ist. Dies wird zur Längenmessung in der Luftfeder ausgenutzt.
• Gemäß dem Hauptanspruch ist ein Permanentmagnet im an der Fahrzeug-Achse montierten Abrollkolben der Luftfeder angebracht (z. B. geklebt). In der oberen Platte der Luftfeder befindet sich ein Magnetfeld-Sensorelement (z. B. ein GMR-Sensorelement). Bei dieser Anordnung ändert sich der Abstand zwischen Magnet und Sensorelement mit dem Einfederungsgrad der Luftfeder. Damit ändert sich auch die von dem Magneten hervorgerufene Feldstärke am Ort des Sensorelementes entsprechend dem Einfederungsgrad. Das elektrische Ausgangssignal des Sensorelements ändert sich dann entsprechend dem Einfederungsgrad.
• Als Magnetfeld-Sensorelemente für die beschriebene Anordnung eignen sich besonders magnetoresistive Sensoren, sogenannte GMR-Sensoren. Diese sind kostengünstig mit unterschiedlichen Empfindlichkeiten verfügbar. Außerdem sind GMR-Sensoren robust und arbeiten bis Temperaturen von 150°C. Dies ist für die beschriebene Anwendung im Fahrwerksbereich ausreichend.
• Bei Verwendung ausreichend starker Magnete kommen auch Hallsonden als Magnetfeld-Sensorelemente für die beschriebene Anordnung in Frage. Hallsensoren mit besonders hoher Empfindlichkeit sind seit kurzem ebenfalls technisch verfügbar.
• Heute ist auch eine Auswahl von Magnetwerkstoffen verfügbar, die für die Verwendung im Bereich der ungefederten Massen eines Kraftfahrzeugrades eine ausreichende Temperatur- und Erschütterungsfestigkeit aufweisen. SmCo- oder NdFeB-Magnete erzeugen zudem ein starkes Feld bei gleichzeitig kompakter Bauweise. Durch Formgestaltung und Magnetisierungsrichtung des Magneten kann der Verlauf des magnetischen Feldes beeinflusst werden.
• Je nach Orientierung des Magneten bezüglich der Hauptempfindlichkeitsrichtung des Magnetfeldsensors sind im wesentlichen zwei unterschiedliche Konfigurationen der vorgeschlagenen Anordnung möglich:
• (A) Der Magnet wird so angeordnet, dass sein Feldvektor am Ort des Sensorelements im wesentlichen unabhängig vom Einfederungsgrad stets in die gleiche Richtung weist. Dann beruht die Höhenmessung auf der Änderung der magnetischen Feldstärke aufgrund der Annäherung des Magneten an das Sensorelement → starke Nichtlinearität, → großer Bereich der Messwerte.
• (B) Der Magnet wird so angeordnet, dass die Höhenmessung im wesentlichen auf einer Richtungsänderung des magnetischen Feldvektors am Ort des Sensorelements beruht. Die Feldstärkeänderung infolge der Annäherung spielt dann eine untergeordneten Rolle → empfindlich gegen Versatz und Fehlwinkel der Luftfeder. (Grenzfall) Es wird nur die Änderung des Winkels zwischen Abrollkolben und oberer Platte bei Einfedern benutzt.)
• Vorzugsweise kann bei der Konfiguration (A) zur Erzeugung des Magnetfeldes ein Rundmagnet eingesetzt werden. Die magnetische Feldstärke und damit das elektrische Sensorausgangssignal verlaufen mit dem Einfederungsgrad stark nichtlinear. Dies äußert sich so, dass bei starker Einfederung eine geringe Änderung der Einfederung schon eine starke Änderung des elektrischen Ausgangssignals des Sensorelements zur Folge hat. Umgekehrt führt die gleiche Änderung der Einfederung bei starker Ausfederung zu einer sehr kleinen Änderung des Ausgangssignals.
• Die Konfiguration (B) ist von untergeordneter Bedeutung, weil die Unempfindlichkeit gegen Versatz und Einbau-Fehlwinkel in der Praxis eine wichtige Forderung an einen innenliegenden Höhensensor ist. Deshalb wird im Folgenden bevorzugt die Konfiguration (A) betrachtet.
• Das Ausgangssignal des Sensorelements muss verstärkt und aufbereitet werden, bevor es an die Regelelektronik weitergeleitet werden kann. Dies ist Aufgabe der Sensorkonditionierung. Es bietet sich an, das GMR-Sensorelement zusammen mit den Bauteilen der Sensorkonditionierung auf einem PCB/Hybrid aufzubauen und im oberen Teil der Luftfeder zu befestigen. Prinzipiell können Sensorelement und Signalkonditionierung aber auch räumlich voneinander getrennt sein. Nur die Lage des Sensorelements ist für die Funktion der vorgeschlagenen Anordnung wichtig.
• Idealerweise sollte das Ausgangssignal des Sensors (= Sensorelement + Signalkonditionierung) sich linear mit dem Einfederungsgrad ändern. Dies lässt sich annähern, indem für die (ohnehin notwendige) Verstärkung des Ausgangssignals des Sensorelements ein sogen. logarithmischer Verstärker eingesetzt wird. Solche Verstärker sind einfach und kostengünstig realisierbar, weil die einfache Operationsverstärker-Schaltung lediglich um ein Bauelement mit logarithmischer Kennlinie im Rückkopplungszweig ergänzt werden muss. Die logarithmische Rückkopplung kann mit einer Diode oder einem Transistor realisiert werden.
• Durch einen logarithmischen Verstärker wird die Messkurve linearisiert.
• Wenn die mit dem logarithmischen Verstärker erreichte Annäherung an eine lineare Kennlinie nicht ausreichend gut ist, kann eine weitere Linearisierung durch einen Kalibriervorgang erreicht werden. Die Korrekturrechnung und die Abspeicherung der Kalibrierwerte kann u. U. im Rechner der Regelelektronik erfolgen.
• Das magnetoresistive Sensorelement hat einen Temperaturgang, der kompensiert werden muss. Wenn der Sensor nicht aus einer Spannungsquelle sondern aus einer Stromquelle gespeist wird, kann auf weitere Maßnahmen zur Temperaturkompensation des Sensorelements – abhängig von den Genauigkeitsanforderungen – verzichtet werden.
• Auch der Magnet hat einen Temperaturgang: SmCo-Magneten haben typischerweise Temperaturkoeffizienten bei 0,042%/K, NeFeB-Magneten haben typisch einen Temperaturkoeffizienten von 0,08%/K. Der Temperaturgang des Magneten kann beispielsweise durch einen NTC-Widerstand in der Verstärkungseinstellung des Vorverstärkers für das Sensorelement korrigiert werden. Dabei wird davon ausgegangen, dass die Schaltung und der Magnet stets die gleiche Temperatur besitzen.
• Das Ausgangssignal des Sensorelements ist differentiell und wird vom differentiellen Vorverstärker verstärkt und in ein unipolares Signal umgewandelt. U. U. ist es günstig, dem Vorverstärker das Signal der GMR-Brücke bereits vorgefiltert zuzuführen. Der Vorverstärker ist als logarithmischer Verstärker ausgeführt, der große Ausgangswerte der GMR-Brücke „staucht" und kleine Werte „expandiert". Hinter dem Vorverstärker folgen weitere Filterstufen. Diese sind notwendig, weil GMR-Sensoren über eine besonders große Bandbreite verfügen (z. B. 1 MHz). So werden unerwünschte Störfrequenzen (EMV) aus dem Sensorsignal ausgefiltert. Die notwendige Kompensation der Temperaturgänge von GMR-Sensor und Magnet wird im Ausgangsverstärker integriert, der außerdem über die in der Kraftfahrzeug-Elektronik übliche Schutzbeschaltung verfügt.
• Die noch verbleibende Nichtlinearität kann vorzugsweise mit Hilfe eines Rechners in einer Regelelektronik kompensiert werden. U. U. ist die restliche Nichtlinearität auch ohne Korrektur akzeptabel.
• Wenn der Regelelektronik die Temperatur in der Luftfeder bekannt ist, kann auch eine Temperaturkorrektur unmittelbar vom Rechner der Regelelektronik durchgeführt werden.
• Mit Hilfe eines Abstandshalters kann der magnetische Rückschluss über den ggf. ferromagnetischen Abrollkolben verringert und damit die mittlere Feldstärke am Ort des Sensorelements erhöht werden.
• Durch Verwendung geeigneter Schirmbleche oder Schirmfolien erfolgt ein Schutz gegen die Beeinflussung durch Störmagnetfelder.
• Die komplette Linearisierung kann auch ausschließlich im Auswerterechner erfolgen. Die Messgenauigkeit ist dann allerdings vom Messwert abhängig.
• Die beschriebene Messkette ist ein Ausführungsbeispiel. Andere Anordnungen sind denkbar und erfüllen die gleiche oder wenigstens eine ähnliche Funktion. Auf jeden Fall aber muss der GMR-Sensor in der vorgeschlagenen Anordnung mit einem logarithmischen Verstärker (oder wenigstens mit einem nichtlinearen Verstärker) kombiniert werden, damit die Messgenauigkeit weitgehend unabhängig vom aktuellen Einfederungsgrad ist.
• Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist der magnetische Kreis offen, weil er einen sehr großen Luftspalt (gesamte Länge der Luftfeder) hat. Hier kann es zur Einkopplung von niederfrequenten magnetischen Feldern kommen, die im Nutzfrequenzbereich des Sensors liegen. Diese können dann nicht ausgefiltert werden. Diesem kann man zum einen begegnen, indem man stärkere Magneten und weniger empfindliche Sensoren verwendet.
• Günstiger ist es hingegen, den magnetischen Kreis „besser" zu schließen, d. h. den Luftspalt mit ferromagnetischem Material zu überbrücken. Nur der Sensor muss noch im Luftspalt des so entstandenen magnetischen Kreises („Eisenkreis") liegen. Das ideale, vollständige Schließen des magnetischen Kreises ist aus pragmatischen Gründen hier nicht möglich.
• Der „besser" geschlossene magnetische Kreis schließt sich über die Fahrzeugkarosserie, die Radträger, den erregenden Magneten und der „Überbrückungsmaßnahme" im Innern der Luftfeder. Als „Überbrückungsmaßnahme" werden erfindungsgemäß zwei Varianten vorgeschlagen
• 1. Es werden zwei, z. B. dreieckförmige ferromagnetische Bleche verwendet, die senkrecht zur Fläche des Abrollkolbens bzw. der oberen Platte der Luftfeder stehend montiert werden. Das eine Blech wird oberhalb des Magneten auf den Abrollkolben montiert, das andere unterhalb des Sensorelements an der oberen Platte. Beim Einfedern erhöht sich der Überlappungsgrad der Bleche (vielleicht ändert sich auch ihr Abstand). Dadurch kommt es zu einer Änderung des magnetischen Widerstands des Luftspaltes zwischen den Blechen. Infolgedessen ändert sich der magnetische Fluss im gesamten magnetischen Kreis und somit auch in dem Luftspalt, in dem sich das Sensorelement befindet. Dies wird wie oben beschrieben gemessen.
• 2. Es wird ein elastisches Band mit ferromagnetischen Partikeln zwischen die Unterseite des Sensorelements und der Oberseite des Magneten gespannt. Magnet und Sensorelement sind wie beim offenen Kreis beschrieben montiert. Dargestellt ist hier auch der magnetische Rückschluss über die Fahrzeugkarosserie. Mit der Höhe der Luftfeder ändert sich – Der Querschnitt des Bandes; – Die effektive Dichte der ferromagnetischen Teilchen in Längsrichtung.
Beides bewirkt eine Änderung des magnetischen Widerstandes des Bandes und damit des magnetischen Flusses im gesamten magnetischen Kreis („Eisenkreis"), also auch im Sensorspalt. Der Fluss im Sensorspalt hängt also unmittelbar vom Einfederungsgrad der Luftfeder ab.
Wird als elastisches Material Gummi verwendet, bleibt das Volumen des Bandes unabhängig von der Dehnung konstant (Gummi ist praktisch inkompressibel). Die Teilchendichte in Längsrichtung bleibt dann zwar näherungsweise erhalten, aber der Querschnitt des Bandes ändert sich. Da der magnetische Widerstand vom Querschnitt des Bandes abhängt, kommt es bei Auslenkung des Bandes dennoch zu der beschriebenen Flussänderung im magnetischen Kreis.
• Die „besser" geschlossene Anordnung ist zu empfehlen bei Verwendung von innenliegenden, aus ferromagnetischem Material bestehenden Stoßdämpfern, denn diese könnten das Sensorausgangssignal einer offenen Anordnung störend beeinflussen.
• Das erfindungsgemäße Messprinzip ist grundsätzlich auch bei Luftfedern mit innenliegendem Dämpfer einsetzbar. Dann ist allerdings der magnetische Rückschluss über den – in der Regel – ferromagnetischen Dämpfer zu berücksichtigen. Zur Verbesserung des Signal/Rausch-Abstandes der Anordnung bei Luftfedern mit innenliegendem ferromagnetischem Dämpfer können Hilfsmagnete verwendet werden. Außerdem können Magnete direkt am Dämpferkolben angebracht werden. So kann beispielsweise ein Magnetstreifen am Dämpferkolben befestigt werden, dessen Magnetisierungsgrad von einem Ende zum anderen hin ansteigt.
• Die erfindungsgemäße Niveau-Messvorrichtung zeichnet sich durch einen einfachen und robusten Aufbau mit einfacher Signalkonditionierung aus (reine Analogtechnik, alle Bauelemente sind verfügbar). Dadurch ergeben sich besonders geringe Bauelemente-Kosten. Die erfindungsgemäße Anordnung kann ohne Technologie-Entwicklung sofort realisiert werden. Die Niveausensorik weist eine besonders hohe Messbandbreite auf (GMR-Sensoren haben eine typische Bandbreite von 1 MHz), damit sind sie auch für Sensorik eines (semi-)aktiven Fahrwerks gut geeignet.
• Weitere Vorteile sind
• – Gute HF-Störeinstrahlfestigkeit;
• – Keine Störabstrahlung, da DC-Messverfahren (keine Trägerfrequenz wie bei induktiven Sensoren);
• – Besonders weiter Arbeitsbereich (Längenmessbereich), Endanschläge werden nur durch Luftfeder bestimmt (Näherungsgrenze ist die sogen. „Umkippfeldstärke" des GMR-Sensors);
• – Toleriert Querversatz der Luftfeder (Vorteil gegenüber Spule-Tauchanker-System) bei geeignetem Magnetfelddesign;
• – Toleriert Winkelversatz (u. U. Problem beim Ultraschallsensor) bei geeignetem Magnetfelddesign;
• – Kein Anlenkgestänge;
• – Weiter Temperaturbereich;
• – Geringer Entwicklungsaufwand;
• – Besonders robust;
• – Der Sensor arbeitet völlig verschleißfrei, es gibt keine Gelenke oder andere bewegte mechanische Teile (z. B. Anlenkgestänge);
• – Der „besser geschlossene magnetische Kreis verringert den Einfluss der Sensorumgebung auf das Sensorausgangssignal (falls sich dies als Problem herausstellen sollte);
• – Der „besser" geschlossene magnetische Kreis weist eine verbesserte Störsicherheit insbesondere für niederfrequente magnetische Felder auf;
• – Der „besser" geschlossene magnetische Kreis ermöglicht die Anwendung der Sensoranordnung auch im Zusammenhang mit innenliegenden Stoßdämpfern aus ferromagnetischem Material.
• Im folgenden werden zwei Ausführungsvarianten der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Luftfeder anhand der beigefügten Abbildungen näher beschrieben. Es zeigt
• 1 eine erste Ausführungsform der Kraftfahrzeug-Luftfeder im Längsschnitt;
• 2 eine zweite Ausführungsform der Kraftfahrzeug-Luftfeder, ebenfalls im Längsschnitt.
• 3 zeigt beispielhaft den prinzipiellen Aufbau einer Messkette.
• Wie aus den 1 und 2 ersichtlich, besteht eine Luftfeder 2 im wesentlichen aus einem Luftfederbalg 4 (Luftfederbalg, ausgefedert 4a; Luftfederbalg, eingefedert 4b), der „oben" von einer chassisfesten oberen (Abdeck)Platte 6 und „unten" von einem achsfesten Abrollkolben 8 gegenüber dem Außenraum 1D luftdicht abgeschlossen ist. (Der Abrollkolben 8 kann auch am Chassis befestigt sein, während die Abdeck-)Platte 6 achsfest angeordnet ist.) An der Unterseite der Abdeckplatte 6 befindet sich ein ringförmiger Puffer 12 aus magnetisch nichtleitendem Material.
• Gemäß der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform ist auf der dem Luftfederinnenraum 14 zugewandten Seite des Abrollkolbens 8 ein Permanentmagnet 16 und auf der dem Luftfederinnenraum 14 zugewandten Seite der (Abdeck)Platte 6 ein Magnetfeld-Sensorelement 18 angeordnet. Zwischen dem (ferromagnetischen) Abrollkolben 8 und dem Permanentmagneten 16 befindet sich ein Abstandshalter 32.
• Gemäß der in 2 dargestellten zweiten Ausführungsform ist ein elastisches, mit ferromagnetischen Partikeln durchsetztes Band 34 zwischen Unterseite des Sensorelements 18 und Oberseite des Permanentmagneten 16 gespannt.
• Die dick eingetragene Linie 36 soll einen magnetischen Rückschluss symbolisieren, der vom Abrollkolben 8 über die Fahrzeugkarosserie (nicht dargestellt) zur Abdeckplatte 6, in der sich das Sensorelement befindet, führt.
• Das Prinzipschaltbild (Elektronik-Baustein 20, 3) zeigt ein Sensorelement 18, einen Vorverstärker 22 mit logarithmischer Rückkopplung 24, einen Filter 30 und einen Ausgangsverstärker 26 mit NTC-Temperaturkompensation 28.

2

(Kraftfahrzeug-)Luftfeder

4

Luftfederbalg, Rollbalg

4a

Luftfederbalg, ausgefedert

4b

Luftfederbalg, eingefedert

6

"obere" (Abdeck-)Platte

8

Abrollkolben

10

Außenraum

12

Puffer

14

Luftfedervolumen, Hohlraum, Luftfederinnenraum

16

Permanentmagnet

18

(Magnetfeld-)Sensorelement

20

Elektronik-Baustein „Sensorkonditionierung"

22

Vorverstärker

24

logarithmische Gegenkopplung

26

Verstärker

28

NTC-Widerstand

30

Filter

32

Abstandshalter

34

elastisches Band

36

magnetischer Rückfluss

Claims (8)

1. Kraftfahrzeug-Luftfeder (2) mit integrierter Niveau-Messeinrichtung, – wobei die Luftfeder (2) im Wesentlichen aus einem Luftfederbalg (4) besteht, der an seinem einen Ende von einer chassisfesten oder achsfesten (Abdeck-) Platte (6) und der an seinem anderen Ende von einem achsfesten oder chassisfesten Abrollkolben (8) gegenüber dem Außenraum (10) luftdicht abgeschlossen ist, und – wobei die Niveau-Messeinrichtung aus einem einzigen, auf der dem Luftfederinnenraum (14) zugewandten Seite des Abrollkolbens (8) oder der (Abdeck-)Platte (6) angeordneten Permanentmagneten (16) und einem auf der dem Luftfederinnenraum (14) zugewandten Seite der (Abdeck-)Platte (6) oder des Abrollkolbens (8) angeordneten Magnetfeld-Sensorelement (18) besteht, dadurch gekennzeichnet, – dass die Niveau-Bestimmung ausschließlich auf der von dem Magnetfeld-Sensorelement (18) sensierten Magnetfeldstärke H des einzigen Permanent-Magneten (16) basiert, – dass das Magnetfeld-Sensorelement (18) aus einer Stromquelle mit relativ kleinem Innenwiderstand gespeist wird, und – dass ein Elektronik-Baustein "Sensorkonditionierung" (20) zur Verstärkung und Aufbereitung des Sensorsignals – einem Vorverstärker (22) mit logarithmischer Rückkupplung (24), – einen Verstärker (26) mit einem NTC-Widerstand (28) zur Temperaturkompensation und – einen Filter (30) zur Unterdrückung unerwünschter Störfrequenzen aufweist, wobei – eine Nichtlinearität des vom Magnetfeld-Sensorelement (18) aufgenommenen Magnet-Feldstärkesignals H und – eine Temperaturabhängigkeit mit Hilfe der Regelelektronik und/oder eines Rechners kompensiert wird.
2. Kraftfahrzeug-Luftfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetfeld-Sensorelement (18) ein magnetoresistiver Sensor (GMR-Sensor) oder ein Hallsensor ist.
3. Kraftfahrzeug-Luftfeder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet (16) ein SmCO- oder ein NdFeB-Magnet ist.
4. Kraftfahrzeug-Luftfeder nach einem der Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, – dass der Permanent-Magnet (16) ein Rundmagnet ist, der am Abrollkolben (8) oder an der (Abdeck-)Platte (6) so angebracht ist, – dass sein Feldvektor am Ort des Sensorelements (18) im Wesentlichen unabhängig vom Einfederungsgrad stets in die gleiche Richtung weist.
5. Kraftfahrzeug-Luftfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Abstandshalter (32) zwischen ferromagnetischem Abrollkolben (8) und Permanentmagnet (16).
6. Kraftfahrzeug-Luftfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch zwei ferromagnetische Bleche oder Schirmfolien, – wovon das oder die eine oberhalb des Magneten (16) senkrecht zur Fläche des Abrollkolbens (8) und – wovon das oder die andere unterhalb des Magnetfeld-Sensorelements (18) an der oberen Platte (6) stehend angeordnet ist.
7. Kraftfahrzeug-Luftfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, – dass ein elastisches Band (34) mit ferromagnetischen Partikeln zwischen Unterseite des Magnetfeld-Sensorelements (18) und Oberseite des Magneten (16) gespannt ist, und/oder – dass ein magnetischer Rückschluss (36) über die Fahrzeugkarosserie vorgesehen ist.
8. Kraftfahrzeug-Luftfeder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftfeder (2) einen innenliegenden Dämpfer aufweist, wobei der magnetische Rückschluss über den Dämpfer mittels an dem Dämpfer angebrachter magnetischer Streifen oder von Hilfsmagneten mit logarithmisch ansteigender Magnetisierung, die direkt an dem Dämpferkolben angebracht sind, erfolgt.