DE10160972C1 - Verfahren zur Regelung der Luftmenge in einem Niveauregulierungssystem - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Luftmenge in einem geschlossenen, befüll- und entleerbaren pneumatischen Niveauregulierungssystem eines Fahrzeuges mit mindestens einem Drucksensor, einer Pumpe, mindestens einem Aktuator, mindestens einem Speicherbehälter und einer diese Aggregate verbindenden Schaltung und mindestens einem Niveausensor. Dazu ist am Fahrzeug ein Temperatursensor angeordnet, der die Umgebungstemperatur misst. Aus den Luftdrücken in den einzelnen Komponenten, dem Fahrzeugniveau und der Umgebungstemperatur wird die Luftmasse des Niveauregulierungssystems errechnet. Weiterhin wird aus dem Fahrzeugniveau, der Umgebungstemperatur und einer aus diesem Fahrzeugniveau heraus maximalen Niveauänderung eine fahrzeugspezifische Soll-Luftmasse und ein Soll-Luftdruck berechnet. Die Luftmasse wird erhöht, wenn der Ist-Luftdruck den Soll-Luftdruck unterschreitet und wird verringert, wenn der Ist-Luftdruck den Soll-Luftdruck überschreitet. DOLLAR A Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Regelung der Luftmenge in einem geschlossenen Niveauregulierungssystem entwickelt, das in jedem Systemzustand eine Niveauregulierung innerhalb des geschlossenen Systems ermöglicht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Luft­ menge in einem geschlossenen, befüll- und entleerbaren pneuma­ tischen Niveauregulierungssystem eines Fahrzeuges mit mindes­ tens einem Drucksensor, einer Pumpe, mindestens einem Aktua­ tor, mindestens einem Speicherbehälter und einer diese Aggre­ gate verbindenden Schaltung und mindestens einem Niveausensor, wobei der Drucksensor den Luftdruck in den einzelnen Komponen­ ten des Niveauregulierungssystems misst.

In einer pneumatischen Niveauregulierung sind die Aktuatoren im allgemeinen Luftfedern, die zwischen dem einzelnen Rad und dem Fahrzeugaufbau an mindestens einer Fahrzeugachse angeord­ net sind. Zum Anheben des Niveaus des Fahrzeugaufbaus wird die einzelne Luftfeder mit einer Druckquelle, beispielsweise einer Pumpe, die aus der Umgebung Luft ansaugt, oder einem Speicher­ behälter verbunden. Zum Absenken des Fahrzeugaufbauniveaus wird die einzelne Luftfeder mit einer Drucksenke, beispiels­ weise der Umgebung, verbunden. Die Leistung der Pumpe bestimmt hierbei die Geschwindigkeit der Niveauanpassung. Die hierfür aufgebrachte Energie geht beim Absenken des Fahrzeugaufbaus durch das Ablassen der Luft in die Umgebung verloren.

Aus der nachveröffentlichten DE 100 55 108 A1 ist eine Luftfederung mit einem geschlossenen Druckluftsystem bekannt.

Bei diesem wird zum Anheben des Fahrzeugaufbauniveaus ein Speicherbehälter mit den Luftfedern verbunden. Beim Absenken des Fahrzeugaufbaus wird Luft aus den Luftfedern ggf. pumpenunterstützt in den Speicherbehälter gefördert. Ein Luftaustausch mit der Umgebung erfolgt nur, wenn die Druckdifferenzen zwischen den einzelnen Komponenten des Druckluftsystems für die gewünschte Niveauänderung nicht ausreichen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Problemstellung zu­ grunde, ein Verfahren zur Regelung der Luftmenge in einem ge­ schlossenen Niveauregulierungssystem anzugeben, das in jedem Systemzustand eine Niveauregulierung innerhalb des ge­ schlossenen Systems ermöglicht.

Diese Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptanspru­ ches gelöst.

Dazu ist am Fahrzeug ein Temperatursensor angeordnet, der die Umgebungstemperatur des Fahrzeuges misst. Aus den Luftdrücken in den einzelnen Komponenten, dem Fahrzeugniveau und der Umgebungstemperatur wird die Ist-Luftmasse des Niveauregulie­ rungssystems errechnet. Weiterhin wird aus dem Fahrzeugniveau, der Umgebungstemperatur und einer aus diesem Fahrzeugniveau heraus maximalen Niveauänderung eine fahrzeugspezifische Soll- Luftmasse und ein Soll-Luftdruck berechnet. Die Ist-Luftmasse im Niveauregulierungssystem wird erhöht, wenn der Ist- Luftdruck den Soll-Luftdruck unterschreitet und die Ist- Luftmasse im Niveauregulierungssystem wird verringert, wenn der Ist-Luftdruck den Soll-Luftdruck überschreitet.

Die Luftmasse im Niveauregulierungssystem wird abhängig von den Parametern der Umgebungstemperatur, des aktuellen Niveaus des Fahrzeugaufbaus sowie der Luftdrücke in den einzelnen Komponenten so eingestellt, dass vom aktuellen Fahrzeugaufbauni­ veau aus eine maximale Niveauänderung ohne Luftaustausch mit der Umgebung möglich ist.

Hierfür wird in dem Zeitraum, in dem keine Niveauregulierung stattfindet, abhängig von den ermittelten Parametern die Ist- Luftmasse im Niveauregulierungssystem berechnet. Befindet sich das Niveau des Fahrzeugaufbaus beispielsweise in einer unteren Endlage, ist die maximale Niveauänderung ein Anheben des Fahr­ zeugaufbaus in die obere Endlage. Umgekehrt ist bei einem Fahrzeugaufbauniveau in der oberen Endlage die maximale Ni­ veauänderung das Absenken des Fahrzeugaufbaus in die untere Endlage. Für die obere bzw. untere Endlage nach der Niveauän­ derung wird ebenfalls abhängig von der Umgebungstemperatur die Luftmasse berechnet. Hierbei sind die Geometriedaten der an der Niveauregulierung beteiligten Fahrzeugbauteile und die Gaskonstanten bei allen Berechnungen gleich. Aus dieser Be­ rechnung ergibt sich eine erforderliche Luftmasse zum Anheben des Fahrzeugaufbaus bzw. eine maximal zulässige Luftmasse zum Absenken des Fahrzeuges. Bei einer Luftmasse dieser Größenord­ nung ist während des Niveauänderungsvorgangs immer eine Druck­ differenz zwischen dem Speicherbehälter und den einzelnen Kom­ ponenten gewährleistet, die von der Pumpe bewältigt werden kann.

Ist die Ist-Luftmasse geringer als die Soll-Luftmasse, wird mit Hilfe der Pumpe, die Luft aus der Umgebung ansaugt, die Luftmasse im System erhöht. Ist hingegen die Soll-Luftmasse geringer als die Ist-Luftmasse, wird die Masse beispielsweise mittels eines Ablassventils, das Luft in die Umgebung abbläst, verringert.

Der Austausch von Luft mit der Umgebung erfolgt somit in der Regel außerhalb der Regelungszeit der Niveauregulierung.

Während der Niveauänderung findet kein Luftaustausch mit der Umgebung statt, die Niveauregulierung erfolgt innerhalb des geschlossenen Systems.

Im Notfall ist jedoch eine zusätzliche Luftzufuhr in das Sys­ tem möglich, wobei Luft mit Hilfe der Pumpe direkt in die Luftfedern gefördert wird. Auch ist im Notfall ein schnelles Absenken des Fahrzeugaufbaus durch Entleeren des Niveauregu­ lierungssystems in die Umgebung möglich.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unter­ ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung einer schema­ tisch dargestellten Ausführungsform.

Fig. 1 Schaltung einer geschlossenen, befüll- und entleerbaren Niveauregulierung.

Die Fig. 1 zeigt die Schaltung einer geschlossenen, befüll- und entleerbaren Niveauregulierung. Diese ist beispielsweise Teil einer Luftfederung. Die Luftfederung umfasst eine Pumpe (20), einen Speicherbehälter (40) und z. B. vier weitge­ hend verlustfreie Luftfedern (50), wie sie bei luftgefederten Fahrzeugen in der Regel zwischen Fahrwerk und Fahrzeugaufbau eingebaut sind. Diese Baugruppen sind mittels einer Druckände­ rungsschaltung (30) und einer Druckverteilerschaltung (10) miteinander verbunden. Hierbei kann die Druckänderungsschal­ tung (30) in die Pumpe (20) integriert sein.

Die Druckänderungsschaltung (30) hat fünf äußere An­ schlüsse (21, 22, 41, 43, 44). Der Anschluss (21) ist hierbei der Sauganschluss der Pumpe (20). Über den Pumpendruckanschluss (22) fördert die Pumpe (20) Luft in die Druckände­ rungsschaltung (30).

Der Anschluss (41) ist der Ansaug- und Abluftanschluss. Über diesen Anschluss (41) steht die Druckänderungsschaltung (30) mit der Umgebung in Verbindung, aus der Frischluft mit Hilfe der Pumpe (20) angesaugt wird und Luft aus dem Niveauregulie­ rungssystem abgelassen wird.

Mittels der Anschlüsse (42) und (43) ist die Druckänderungs­ schaltung (30) mit der Verteilerschaltung (10) verbunden. Hierbei ist der Anschluss (42) ein Rücklaufluftanschluss und der Anschluss (43) ein Druckluftabschluss.

Über die Druckänderungsschaltung (30) wird in Kombination mit der Pumpe (20) beispielsweise zum einen das Ansaugen, Ablas­ sen, Filtern und Trocknen der Druckluft realisiert und zum an­ deren der Druck der Luft im Niveauregulierungssystem erhöht. Zum Erzeugen von Druckluft saugt die Pumpe (20) zum einen an ihrem saugseitigen Eingang (21) über einen Frischluftan­ schluss (41), einen Filter (33), eine Saugleitung (44) und ein Rückschlagventil (37) aus der Umgebung Frischluft an. Zum an­ deren steht an der zur Pumpe (20) führenden Saugleitung (45) am Rücklaufluftanschluss (42) komprimierte Rücklauf- bzw. Brauchluft aus dem Speicherbehälter (40) oder den Luftfe­ dern (50) an. Um ein Entweichen der am Rücklaufluftan­ schluss (42) anstehenden Rücklaufluft in die Umgebung zu ver­ hindern, sperrt das Rückschlagventil (37) in Richtung auf den Filter (33) bzw. in Richtung auf den Frischluftanschluss (41).

Die von der Pumpe (20) verdichtete Luft wird über den druck­ seitigen Ausgang (22) in die Druckänderungsschaltung (30) ein­ gespeist. Dort wird sie zum einen über einen Trockner (31) und ein federbelastetes Rückschlagventil (34) an einem Druckluftanschluss (43) zur Verfügung gestellt. Das Rückschlagven­ til (34) sperrt in Richtung auf den Trockner (31). Parallel zum Rückschlagventil (34) ist zwischen dem Trockner (31) und dem Druckluftanschluss (43) ein Drossel- oder Blendenven­ til (35) angeordnet.

Der Druckluftanschluss (43) ist zusätzlich über ein Rück­ schlagventil (36) mit der Saugleitung (45) verbunden. Das fe­ derbelastete Rückschlagventil (36) sperrt in Richtung auf die Saugleitung (45). Durch diese Anordnung können Regelvorgänge bei Druckgefälle ohne Energiezufuhr bzw. Pumpenlauf ablaufen. Hierbei ist auch eine zusätzliche Pumpenunterstützung (z. B. Quick Release) möglich.

Zwischen dem druckseitigen Ausgang (22) der Pumpe (20) und dem Trockner (31) ist eine Abluftleitung (46) angeschlossen, die über ein Ablassventil (32) geführt in der Saugleitung (44) zwischen dem Filter (33) und dem Rückschlagventil (37) einmün­ det. Das Ablassventil (32) ist ein 2/2-Wegeventil, das mit Hilfe einer mechanischen Rückstellfeder in Sperrstellung bzw. Ruhestellung gehalten wird. Bei Betätigung wird das Ventil­ glied elektromagnetisch und/oder druckgesteuert - als Über­ druckventilfunktion - in die Durchflussstellung bewegt. Die für die Drucksteuerung notwendige Steuerleitung mündet zwi­ schen dem Trockner (31) und dem Ventil (32) in die Abluftlei­ tung (46).

Die Verteilerschaltung (10) verbindet mit ihren Anschlüssen die Luftfedern (50), den Speicherbehälter (40) und die Druck­ änderungsschaltung (30). Ein zentrales Bauteil der Verteiler­ schaltung (10) ist ein rückstellfederbelastetes 4/2-Wegeven­ til (11) mit zwei Durchgangsstellungen und einer elektromagne­ tischen Betätigung. Dieses Ventil wird auch als Hauptven­ til (11) bezeichnet.

In einer Ruhestellung A des Hauptventils (11) wird einerseits die von den Luftfedern (50) kommende Verteilerleitung (51) über die Saugleitung (45) mit dem saugseitigen Anschluss (22) der Pumpe (20) direkt verbunden. Andererseits wird der u. a. von der Druckseite der Pumpe (20) versorgte Druckluftan­ schluss (43) über die Speicherleitungen (47) und (48) mit dem Druckspeicher (40) verbunden.

In der Betätigungsstellung B des Hauptventils (11) wird der Speicherbehälter (40) mit der Saugseite der Pumpe (20) verbun­ den, während die Luftfedern (50) an der Druckseite der Pumpe (20) anliegen.

In der Speicherleitung (48) zwischen dem Hauptventil (11) und dem Speicherbehälter (40) sitzt ein sog. Speicherladeven­ til (12), das als elektromagnetisch betätigtes 2/2-Wegeventil mit Sperr-Nullstellung und mit mechanischer Federrückstellung ausgeführt ist.

In der zwischen dem Druckanschluss (43) und dem Hauptven­ til (11) verlaufenden Speicherleitung (47) ist ein Drucksen­ sor (13) angeordnet.

In Fig. 1 ist in der Verbindungsleitung (51) vor jeder Luft­ feder (50) je ein in Sperr-Nullstellung ausgeführtes 2/2-Wege­ ventil (52) angeordnet. Die beispielsweise rückstellfederbe­ lasteten Ventile (52) haben eine elektromagnetische Betäti­ gung. Die Wegeventile (52) können einzeln z. B. direkt an den Luftfedern (50) angeordnet sein. Alternativ hierzu können sie auch einzeln oder in einem Ventilblock zusammengefasst in der Verbindungsleitung (51) angeordnet sein. Selbstverständlich können die Wegeventile (52) auch in der Verteilerschal­ tung (10) integriert sein.

Der Betrieb der Luftfederung mit der Niveauregulierung lässt sich über fünf verschiedene Schaltzustände beschreiben. In ei­ nem ersten Schaltzustand ist die Pumpe (20) eingeschaltet. Das Ventil (11) steht in Stellung B und z. B. mindestens eines der 2/2-Wegeventile (52) in Durchflussstellung. In diesem Schalt­ zustand werden die Luftfedern (50) mit Luft aus der Umgebung oder beim in die Durchflussstellung geschalteten Speicherlade­ ventil (12) aus dem Speicherbehälter (40) befüllt.

In einem zweiten Schaltzustand wird zur Entlastung bzw. zum Entleeren der Luftfedern (50) das entsprechende 2/2-Wegenven­ til (52) in die Durchflussstellung geschaltet und das Haupt­ ventil (11) in der Stellung A gehalten. Das Speicherladeven­ til (12) wird in die Durchflussstellung geschaltet. Über das Rückschlagventil (36) bzw. über die Pumpe (20) wird dann Luft aus den Luftfedern (50) in den Speicherbehälter (40) geför­ dert.

Zum Befüllen des Speicherbehälters (40) mit Umgebungs- bzw. Frischluft werden in einem dritten Schaltzustand das Hauptven­ til (11) in die Stellung A und das Speicherladeventil (12) in die Durchflussstellung geschaltet. Die Pumpe (20) saugt nun über den Filter (33) und das Rückschlagventil (37) Luft aus der Umgebung an und fördert diese in den Speicherbehäl­ ter (40).

In einem vierten Schaltzustand werden zur Entleerung bzw. Ent­ lastung des Speicherbehälters (40) das Speicherladeventil (12) und das Ablassventil (32) in die Durchflussstellung sowie das Hauptventil (11) in die Stellung A geschaltet. Die Luft strömt dann über die Drossel (35) zum Ansaug- und Abluftan­ schluss (41).

In einem fünften Schaltzustand werden zur Entleerung bzw. Ent­ lastung der Luftfedern (50) das 2/2-Wegeventil (52) und das Ablassventil (32) in die Durchflussstellung sowie das Haupt­ ventil (11) in die Stellung B geschaltet. Die Luft strömt dann über die Drossel (35) zum Abluftanschluss (41).

Bei Betrieb des Fahrzeuges werden die fünf Schaltzustände ein­ zeln oder in Kombination aufgerufen.

Zum Anheben des Fahrzeugs mit Hilfe der Luftfedern (50) werden nacheinander kurzzeitig zunächst das Speicherladeventil (12) und die Ventile (11, 52) in die Betriebsstellung gebracht bzw. geöffnet. Hierbei wird jeweils - zeitlich getrennt voneinander - am zentralen Drucksensor (13) der Speicherdruck und der Luftfederdruck erfasst. Während das Ventilglied des Hauptven­ tils (11) in der Betriebsstellung B und die Ventile (52) ge­ öffnet sind, wird das Speicherladeventil (12) geöffnet. Je nach Druckdifferenz zwischen dem Speicherbehälter (40) und den Luftfedern (50) strömt die Luft entweder über den Rücklauf­ luftanschluss (42) und das Rückschlagventil (36) oder unter Druckerhöhung über die Pumpe (20) zum Druckluftanschluss (43) und zu den Luftfedern (50). Ist das Sollniveau erreicht, wer­ den alle Ventile (12, 52) geschlossen und ggf. die Pumpe (20) abgeschaltet.

Wenn das Fahrzeug abgesenkt werden soll, wird nach dem Druck­ messvorgang für den Speicherbehälter (40) und die Luftfe­ dern (50) das Ventilglied des Hauptventils (11) in die Ruhe­ stellung A gebracht. Ist der Druck im Speicherbehälter (40) höher als in den Luftfedern (50), fördert die Pumpe (20) - bei geöffnetem Speicherladeventil (12) - die aus den Luftfe­ dern (50) abgesaugte Luft über den Trockner (31), das Rück­ schlagventil (34) und das Ventil (12) in den Speicherbehälter (40). Wird durch den zentralen Drucksensor (13) ein un­ günstig hoher Systemdruck ermittelt, kann Luft aus dem Spei­ cher (40) oder aus den Luftfedern (50) über die Drossel (35), den Trockner (31) und das Ablassventil (32) abgelassen werden.

Ist der Druck im Speicherbehälter (40) niedriger als in den Luftfedern (50), strömt ggf. pumpenunterstützt die Druckluft über das Hauptventil (11) und die Speicherleitungen (47, 48) in den Speicherbehälter (40).

Beim Start des Fahrzeugmotors werden beispielsweise die Tempe­ ratursensoren der Ansaugluft (63) und der Motoröltemperatur miteinander verglichen. Hierbei entspricht die Temperatur der Ansaugluft der Umgebungstemperatur des Fahrzeuges. Sind die an beiden Sensoren ermittelten Temperaturen annähernd identisch, handelt es sich um einen Kaltstart.

Während des Startvorganges wird das Fahrzeugniveau gemäß des Fahrerwunsches oder z. B. programmgesteuert eingestellt.

Nach dem Losfahren wird weiter die Umgebungstemperatur des Fahrzeuges überwacht. Sinkt beispielsweise nach fünf Minuten, wenn das Fahrzeug z. B. eine Tiefgarage mit Temperaturen um +10°C verlassen hat, die Umgebungstemperatur stark ab, nimmt das Volumen der in den Luftfedern (50) eingeschlossenen Luft ab. Beispielsweise sinkt das Volumen eines Gases bei einer Ab­ kühlung von 0°C auf -40°C um etwa 15%. Der Fahrzeugaufbau sinkt ab. Die Niveauregulierung spricht an und hebt den Fahr­ zeugaufbau wieder auf den voreingestellten Wert. Beim Absenken des Fahrzeugaufbaus und beim Niveauausgleich verringert sich die Dichte der Luft im Speicherbehälter (40). Einer gleich­ bleibenden Luftmasse steht jetzt ein höheres Volumen zur Ver­ fügung.

An den einzelnen Komponenten des Niveauregulierungssystems wird nun nacheinander der Luftdruck am Drucksensor (13) gemes­ sen.

Mit den Werten der Umgebungstemperatur, des Fahrzeugaufbauni­ veaus, der Gaskonstanten und der einzelnen Luftdrücke wird die Masse der Luft im Niveauregulierungssystem berechnet.

Beispielsweise wurde bei Fahrtbeginn der Fahrzeugaufbau ganz abgesenkt, um auf einer geräumten, aber stellenweise glatten Fahrbahn sicher zu fahren. Nach einiger Zeit wird das Fahrzeug z. B. auf eine ungeräumte, tiefverschneite Piste gefahren. Das Fahrzeugniveau müsste dann beispielsweise in die maximale Stellung angehoben werden.

Aus dem aktuellen Fahrzeugaufbauniveau heraus wird die maximal mögliche Niveauänderung berechnet. Aus dem neuen Fahrzeugauf­ bauniveau, der Umgebungstemperatur und dem erforderlichen Luftdruck für die Niveauänderung wird die erforderliche Luft­ masse für die Niveauänderung vom niedrigsten zum höchsten Ni­ veau ermittelt. Hieraus ergibt sich z. B. über die Umgebungs­ temperatur und die Gaskonstanten der erforderliche Druck im Speicherbehälter (40), der für diese Niveauänderung vorzuhal­ ten ist.

Ist der über den Drucksensor (13) ermittelte Luftdruck niedri­ ger als dieser erforderliche Druck, kann das Niveauregulie­ rungssystem diesen Regelungsvorgang nur durch Ansaugen von Luft aus der Umgebung und nur mit geringer Regelgeschwindig­ keit ausführen. Der Systemdruck wird daher erhöht. Hierfür fördert die Pumpe (20) Luft aus der Umgebung in den Speicher­ behälter (40). Dieser Vorgang geschieht in einem Zeitraum, in dem beispielsweise keine Niveauregulierung stattfindet. Der Luftdruck und die Luftmasse in den Luftfedern (50) bleibt hierbei unverändert. Hat der Luftdruck des Speicherbe­ hälters (40) den erforderlichen Druck erreicht, wird das Spei­ cherladeventil (12) wieder geschlossen und die Pumpe (20) ab­ geschaltet.

Beim Betrieb des Fahrzeuges beispielsweise in einer Wüste tre­ ten hohe Temperaturschwankungen zwischen Tages- und Nachttem­ peraturen auf. Nachts liegt die Umgebungstemperatur z. B. bei etwa +10°C. Tagsüber kann die Temperatur im Bereich der Luft­ federn wegen der hohen Umgebungstemperatur und ggf. auch wegen der Motorwärme beispielsweise auf +100°C ansteigen. Hierbei nimmt das Volumen der Luft in den Luftfedern (50) beispiels­ weise um etwa 32% zu. Der Fahrzeugaufbau wird angehoben.

Die Niveauänderung des Fahrzeugaufbaus wird mittels des Ni­ veauregulierungssystems ausgeglichen. Im Speicherbehälter (40) wird hierdurch die Luftmasse erhöht, der Druck im Speicherbe­ hälter (40) steigt an.

Fährt dieses Fahrzeug beispielsweise im Gelände, ist z. B. das Niveau des Fahrzeugaufbaus angehoben. Aus den Luftdrücken der einzelnen Komponenten, aus dem Fahrzeugaufbauniveau sowie der Umgebungstemperatur wird auch in diesem Fall die Luftmasse im Niveauregulierungssystem berechnet. Die maximale Niveauände­ rung ist dann ein Absenken des Fahrzeugaufbaus in eine untere Endlage. Für diese Endlage wird ebenfalls die erforderliche Luftmasse berechnet. Hieraus ergibt sich ein maximal zulässi­ ger Druck der Luft im System, bei dem diese Niveauänderung ohne äußeren Ausgleich der Luftmasse noch durchgeführt werden kann. Ist der ermittelte Luftdruck im System höher als dieser Druck, kann diese Niveauänderung im geschlossenen System selbst pumpenunterstützt nicht durchgeführt werden. Es wird nun unter beispielsweise regelmäßiger Kontrolle der Luftdrücke Luft aus dem Speicherbehälter (40) in die Umgebung abgelassen und hierdurch der Luftdruck und die Luftmasse im Niveauregu­ lierungssystem verringert. Der Luftdruck und die Luftmasse in Luftfedern (50) bleibt hierbei unverändert. Dieser Vorgang wird beendet, wenn der Ist-Luftdruck im Speicherbehälter (40) dem Soll-Luftdruck entspricht.

Sitzt das Fahrzeug beispielsweise im Gelände auf, kann es zum Freikommen erforderlich sein, den Fahrzeugaufbau weiter anzu­ heben. Reicht hierfür die Luftmasse im Speicherbehälter (40) z. B. noch nicht aus, kann die Anpassung der Systemluftmasse in den Luftfedern (50) erfolgen. Die Pumpe (20) saugt dann Luft über das Rückschlagventil (37) aus der Umgebung an und fördert diese in die Luftfedern (50). Die Luftmasse im Niveauregulie­ rungssystem wird so ohne eine Unterbrechung des Niveauregulie­ rungsvorganges erhöht.

Ist beispielsweise ein schnelles Absenken des Fahrzeugaufbaus, z. B. eine Quick-release-Funktion, zu erwarten, kann das Ni­ veauregulierungssystem hierauf bereits vor dem eigentlichem Niveauabsenkungsvorgang vorbereitet werden. Hierfür wird beim angehobenen Fahrzeugaufbauniveau die Luftmasse im Niveauregu­ lierungssystem verringert. Nach der Absenkung des Luftdruckes im Speicherbehälter (40) strömt beim Ablassen des Fahrzeugauf­ baus die Luft von den Luftfedern (50) über das Hauptven­ til (11) in der Stellung A, das Rückschlagventil (36) und das Speicherladeventil (12) in den Speicherbehälter (40), ggf. unterstützt durch die Pumpe (20). Ein während des schnellen Absenkens zeitaufwendiges Ablassen der Luft über die Dros­ sel (35) und das Ablassventil (32) entfällt.

Liegt das Fahrzeugaufbauniveau beispielsweise in einer mittle­ ren Stellung, wird der Luftdruck im Niveauregulierungssystem so weit erhöht, dass ein weiteres Anheben des Fahrzeugaufbau­ niveaus möglich ist. Soll aus dieser Position heraus der Fahrzeugaufbau jedoch abgesenkt werden, wird die aus den Luftfe­ dern (50) rückströmende Luft mit Hilfe der Pumpe (20) zusätz­ lich in den Speicherbehälter (40) gefördert. Nach Beendigung der Niveauanpassung wird dann die Luftmasse im Niveauregulie­ rungssystem angepasst.

Der Austausch von Luft mit der Umgebung erfolgt somit außer­ halb der Regelungszeit. Die Anzahl dieser energetisch ungüns­ tigen Austauschvorgänge ist auf ein Minimum beschränkt.

Die erforderlichen und die zulässigen Luftmassen und Luft­ drücke können einen großen Toleranzbereich aufweisen. So wird ein übermäßiges Ansprechen der Regelung vermieden.

Gleichzeitig wird mittels der Kontrolle der Luftmasse der Ein­ fluss der Einfederung eines Rades bei der Ermittlung der Be­ rechnungsparameter vermindert. Die Genauigkeit der Regelung wird dadurch erhöht. Auch können fahrzeugspezifische Grenz­ drücke definiert sein, bei denen das Niveauregulierungssystem nach außen hin zum Befüllen oder Entleeren geöffnet wird.

Die Anpassung der Luftmasse erfolgt z. B. nach jedem Kaltstart des Fahrzeuges. Sie kann aber zusätzlich auch ggf. nach fest­ gelegten Zeitintervallen, nach jedem Be- und/oder Entladen, nach jeder Niveauregulierung, bei Temperaturschwankungen, auf Fahrerwunsch, etc. erfolgen. Die Ermittlung der einzelnen Luftdrücke findet in der Regel in den Zeiträumen statt, in de­ nen keine Niveauregulierung abläuft. Sollte dennoch das Fahr­ zeugaufbauniveau während der Ermittlung des Luftdrucks geän­ dert werden, wird der Vorgang der Luftmassenanpassung unter­ brochen. Nach erfolgter Änderung des Fahrzeugaufbauniveaus wird dann die Luftmengenanpassung erneut durchgeführt oder ggf. fortgesetzt.

Während der Ermittlung des Luftmenge kann beispielsweise auch eine Leckage des Niveauregulierungssystems festgestellt wer­ den. Bei einer Leckage ist beispielsweise die Luftmasse im Ni­ veauregulierungssystem geringer als die nach dem letzten An­ passungsvorgang eingestellte Luftmasse. Mittels eines Ver­ gleichs der Luftdrücke der einzelnen Komponenten kann der Ort der Leckage eingegrenzt werden. Wird eine Leckage dann festge­ stellt, wird z. B. das Niveauregulierungssystem abgeschaltet und eine Fehlermeldung ausgegeben.

Zur Bestimmung der erforderlichen oder benötigten Luftmasse können auch zusätzliche fahrdynamische Parameter ausgewertet werden. So kann z. B. eine Überwachung der Geschwindigkeit be­ wirken, dass die Luftmasse im Niveauregulierungssystem einen Grenzwert nicht überschreitet. Beispielsweise ist dann ein un­ beabsichtigtes, sicherheitsgefährdendes Anheben des Fahrzeug­ aufbauniveaus bei hohen Fahrgeschwindigkeiten gesperrt.

Die Luftmasse passt sich den sich langfristig ändernden Umge­ bungseinflüssen wie Druck oder Temperatur an. Das Verhalten des Systems ist somit unabhängig von den jeweiligen geogra­ fischen und klimatischen Bedingungen am Einsatzort.

Weiterhin lässt sich durch Registrierung der Fahrergewohn­ heiten eine Adaption des Solldrucks an die Gewohnheiten oder Wünsche des einzelnen Fahrers durchführen. Dies kann sowohl durch geeignete Algorithmen als auch durch eine Wahleinrich­ tung verwirklicht sein.

Im gesamten System kann anstelle von Druckluft auch jedes für die vorliegenden Zwecke brauchbare andere Gas verwendet wer­ den.

Bezugszeichenliste

10

Verteilerschaltung

11

Hauptventil

12

Speicherladeventil

13

Drucksensor

20

Pumpe, Kompressor

21

Pumpensauganschluss

22

Pumpendruckanschluss

30

Druckänderungsschaltung

31

Trockner

32

Ablassventil

33

Filter

34

Rückschlagventil, federbelastet

35

Drossel

36

Rückschlagventil, federbelastet

37

Rückschlagventil, federbelastet

38

Heizung

40

Speicherbehälter

41

Frischluftanschluss, Ansaug- und Abluftanschluss

42

Rücklaufluftanschluss

43

Druckluftanschluss

44

Saugleitung

45

Saugleitung

46

Abluftleitung

47

Speicherleitung

48

Speicherleitung

50

Luftfedern

51

Verteilerleitung

52

2/2-Wegeventile

60

Auswerteeinheit

62

Niveausensoren

63

Temperatursensor Umgebungsluft, Temperatursensor Ansaugluft

Claims (8)

1. Verfahren zur Regelung der Luftmenge in einem geschlosse­ nen, befüll- und entleerbaren pneumatischen Niveauregulie­ rungssystem eines Fahrzeuges mit mindestens einem Drucksensor, einer Pumpe, mindestens einem Aktuator, mindestens einem Spei­ cherbehälter und einer diese Aggregate verbindenden Schaltung und mindestens einem Niveausensor, wobei der Drucksensor den Luftdruck in den einzelnen Komponenten des Niveauregulierungs­ systems misst, dadurch gekennzeichnet,
dass am Fahrzeug ein Temperatursensor (63) angeordnet ist, der die Umgebungstemperatur des Fahrzeuges misst,
dass aus den Luftdrücken in den einzelnen Komponenten (40, 50), dem Fahrzeugniveau und der Umgebungstemperatur die Ist-Luftmasse des Niveauregulierungssystems errechnet wird,
dass aus dem Fahrzeugniveau, der Umgebungstemperatur und einer aus diesem Fahrzeugniveau heraus maximalen Niveauän­ derung eine fahrzeugspezifische Soll-Luftmasse und ein Soll-Luftdruck berechnet wird,
dass die Ist-Luftmasse im Niveauregulierungssystem erhöht wird, wenn der Ist-Luftdruck den Soll-Luftdruck unterschreitet und
dass die Ist-Luftmasse im Niveauregulierungssystem verringert wird, wenn der Ist-Luftdruck den Soll-Luftdruck überschreitet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturermittlung und der Luftmengenausgleich im Niveaure­ gulierungssystem nach dem Start des Fahrzeuges erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Notfall die Pumpe (20) während der Niveauregulierung Luft aus der Umgebung in die Aktuatoren (50) fördert.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Notfall das Niveauregulierungssystem Luft aus den Aktua­ toren (50) in die Umgebung ablässt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Niveauregulierungssystem bei Differenzen der Luftmasse zweier aufeinander folgender Luftmassenbestimmungen eine Leckage diagnostiziert.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der erforderlichen oder zulässigen Soll-Luftmasse zusätzlich fahrdynamische Parameter ausgewertet werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der erforderlichen oder zulässigen Soll-Luftmasse zusätzlich fahrerspezifische Parameter ausgewertet werden.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Niveauregulierungssystem nur ein zentraler Drucksensor (13) angeordnet ist.