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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, wobei der Drucksensor den Luftdruck in den einzelnen
Komponenten des Niveauregulierungssystems misst.
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In
einer pneumatischen Niveauregulierung sind die Aktuatoren im allgemeinen
Luftfedern, die zwischen dem einzelnen Rad und dem Fahrzeugaufbau
an mindestens einer Fahrzeugachse angeordnet 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 Speicherbehälter
verbunden. Zum Absenken des Fahrzeugaufbauniveaus wird die einzelne
Luftfeder mit einer Drucksenke, beispielsweise 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.
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Aus
der nachveröffentlichten
DE 100 55 108 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.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Problemstellung zugrunde,
ein Verfahren zur Regelung der Luftmenge in einem geschlossenen
Niveauregulierungssystem zu entwickeln, das in jedem Systemzustand
eine Niveauregulierung innerhalb des geschlossenen Systems ermöglicht.
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Diese
Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptanspruches 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 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 im Niveauregulierungssystem wird erhöht, wenn
der Ist-Luftdruck den Soll-Luftdruck unterschreitet und die Luftmasse
im Niveauregulierungssystem wird verringert, wenn der Ist-Luftdruck
den Soll-Luftdruck überschreitet.
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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.
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Hierfür wird in
dem Zeitraum, in dem keine Niveauregulierung stattfindet, abhängig von
den ermittelten Parametern die Luftmasse im Niveauregulierungssystem
berechnet. Befindet sich das Niveau des Fahrzeugaufbaus beispielsweise
in einer unteren Endlage, ist die maximale Niveauänderung
ein Anheben des Fahrzeugaufbaus in die obere Endlage. Umgekehrt
ist bei einem Fahrzeugaufbauniveau in der oberen Endlage die maximale
Niveauänderung das
Absenken des Fahrzeugaufbaus in die untere Endlage. Für die obere
bzw. untere Endlage nach der Niveauänderung 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
Berechnung ergibt sich eine erforderliche Luftmasse zum Anheben
des Fahrzeugaufbaus bzw. eine maximal zulässige Luftmasse zum Absenken des
Fahrzeuges. Bei einer Luftmasse dieser Größenordnung ist während des
Niveauänderungsvorgangs immer
eine Druckdifferenz zwischen dem Speicherbehälter und den einzelnen Komponenten
gewährleistet,
die von der Pumpe bewältigt
werden kann.
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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 in
die Umgebung abbläst, verringert.
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Der
Austausch von Luft mit der Umgebung erfolgt somit in der Regel außerhalb
der Regelungszeit der Niveauregulierung.
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Während der
Niveauänderung
findet kein Luftaustausch mit der Umgebung statt, die Niveauregulierung
erfolgt innerhalb des geschlossenen Systems.
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Im
Notfall ist jedoch eine zusätzliche
Luftzufuhr in das System 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 Niveauregulierungssystems in die Umgebung möglich.
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Weitere
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und
der nachfolgenden Beschreibung einer schematisch dargestellten Ausführungsform.
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1:
Schaltung einer geschlossenen, befüll- und entleerbaren Niveauregulierung.
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Die 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 weitgehend verlustfreie Luftfedern (50),
wie sie bei luftgefederten Fahrzeugen in der Regel zwischen Fahrwerk
und Fahrzeugaufbau eingebaut sind. Diese Baugruppen sind mittels
einer Druckänderungsschaltung
(30) und einer Druckverteilerschaltung (10) miteinander
verbunden. Hierbei kann die Druckänderungsschaltung (30)
in die Pumpe (20) integriert sein.
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Die
Druckänderungsschaltung
(30) hat fünf äußere Anschlüsse (21, 22, 41, 43, 44).
Der Anschluss (21) ist hierbei der Sauganschluss der Pumpe
(20). Über
den Pumpendruckan schluss (22) fördert die Pumpe (20)
Luft in die Druckänderungsschaltung
(30).
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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 Niveauregulierungssystem
abgelassen wird.
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Mittels
der Anschlüsse
(42) und (43) ist die Druckänderungsschaltung (30)
mit der Verteilerschaltung (10) verbunden. Hierbei ist
der Anschluss (42) ein Rücklaufluftanschluss und der
Anschluss (43) ein Druckluftabschluss.
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Über die
Druckänderungsschaltung
(30) wird in Kombination mit der Pumpe (20) beispielsweise zum
einen das Ansaugen, Ablassen, Filtern und Trocknen der Druckluft
realisiert und zum anderen der Druck der Luft im Niveauregulierungssystem
erhöht.
Zum Erzeugen von Druckluft saugt die Pumpe (20) zum einen
an ihrem saugseitigen Eingang (21) über einen Frischluftanschluss
(41), einen Filter (33), eine Saugleitung (44)
und ein Rückschlagventil
(37) aus der Umgebung Frischluft an. Zum anderen steht an
der zur Pumpe (20) führenden
Saugleitung (45) am Rücklaufluftanschluss
(42) komprimierte Rücklauf-
bzw. Brauchluft aus dem Speicherbehälter (40) oder den
Luftfedern (50) an. Um ein Entweichen der am Rücklaufluftanschluss
(42) anstehenden Rücklaufluft
in die Umgebung zu verhindern, sperrt das Rückschlagventil (37)
in Richtung auf den Filter (33) bzw. in Richtung auf den
Frischluftanschluss (41).
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Die
von der Pumpe (20) verdichtete Luft wird über den
druckseitigen Ausgang (22) in die Druckänderungsschaltung (30)
eingespeist. Dort wird sie zum einen über einen Trockner (31)
und ein federbelastetes Rückschlagventil
(34) an einem Druckluft anschluss (43) zur Verfügung gestellt.
Das Rückschlagventil
(34) sperrt in Richtung auf den Trockner (31). Parallel
zum Rückschlagventil
(34) ist zwischen dem Trockner (31) und dem Druckluftanschluss
(43) ein Drossel- oder Blendenventil (35) angeordnet.
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Der
Druckluftanschluss (43) ist zusätzlich über ein Rückschlagventil (36)
mit der Saugleitung (45) verbunden. Das federbelastete
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.
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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)
einmündet.
Das Ablassventil (32) ist ein 2/2-Wegeventil, das mit Hilfe
einer mechanischen Rückstellfeder
in Sperrstellung bzw. Ruhestellung gehalten wird. Bei Betätigung wird
das Ventilglied elektromagnetisch und/oder druckgesteuert – als Überdruckventilfunktion – in die
Durchflussstellung bewegt. Die für
die Drucksteuerung notwendige Steuerleitung mündet zwischen dem Trockner
(31) und dem Ventil (32) in die Abluftleitung
(46).
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Die
Verteilerschaltung (10) verbindet mit ihren Anschlüssen die
Luftfedern (50), den Speicherbehälter (40) und die
Druckänderungsschaltung
(30). Ein zentrales Bauteil der Verteilerschaltung (10)
ist ein rückstellfederbelastetes
4/2-Wegeventil (11) mit zwei Durchgangsstellungen und einer
elektromagnetischen Betätigung.
Dieses Ventil wird auch als Hauptventil (11) bezeichnet.
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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 Druckluftanschluss
(43) über
die Speicherleitungen (47) und (48) mit dem Druckspeicher
(40) verbunden.
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In
der Betätigungsstellung
B des Hauptventils (11) wird der Speicherbehälter (40)
mit der Saugseite der Pumpe (20) verbunden, während die
Luftfedern (50) an der Druckseite der Pumpe (20)
anliegen.
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In
der Speicherleitung (48) zwischen dem Hauptventil (11)
und dem Speicherbehälter
(40) sitzt ein sog. Speicherladeventil (12), das
als elektromagnetisch betätigtes
2/2-Wegeventil mit Sperr-Nullstellung und mit mechanischer Federrückstellung
ausgeführt
ist.
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In
der zwischen dem Druckanschluss (43) und dem Hauptventil
(11) verlaufenden Speicherleitung (47) ist ein
Drucksensor (13) angeordnet.
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In 1 ist
in der Verbindungsleitung (51) vor jeder Luftfeder (50)
je ein in Sperr-Nullstellung ausgeführtes 2/2-Wegeventil (52)
angeordnet. Die beispielsweise rückstellfederbelasteten
Ventile (52) haben eine elektromagnetische Betätigung.
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 Verteilerschaltung (10) integriert sein.
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Der
Betrieb der Luftfederung mit der Niveauregulierung lässt sich über fünf verschiedene
Schaltzustände
beschreiben. In einem 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 Schaltzustand werden die Luftfedern (50) mit Luft
aus der Umgebung oder beim in die Durchflussstellung geschalteten
Speicherladeventil (12) aus dem Speicherbehälter (40)
befüllt.
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In
einem zweiten Schaltzustand wird zur Entlastung bzw. zum Entleeren
der Luftfedern (50) das entsprechende 2/2-Wegenventil (52)
in die Durchflussstellung geschaltet und das Hauptventil (11)
in der Stellung A gehalten. Das Speicherladeventil (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) gefördert.
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Zum
Befüllen
des Speicherbehälters
(40) mit Umgebungs- bzw. Frischluft werden in einem dritten Schaltzustand
das Hauptventil (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 Speicherbehälter
(40).
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In
einem vierten Schaltzustand werden zur Entleerung bzw. Entlastung
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 Abluftanschluss (41).
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In
einem fünften
Schaltzustand werden zur Entleerung bzw. Entlastung der Luftfedern
(50) das 2/2-Wegeventil (52) und das Ablassventil
(32) in die Durchflussstellung sowie das Hauptventil (11)
in die Stellung B geschaltet. Die Luft strömt dann über die Drossel (35)
zum Abluftanschluss (41).
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Bei
Betrieb des Fahrzeuges werden die fünf Schaltzustände einzeln
oder in Kombination aufgerufen.
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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 Hauptventils (11) in der Betriebsstellung
B und die Ventile (52) geöffnet sind, wird das Speicherladeventil
(12) geöffnet.
Je nach Druckdifferenz zwischen dem Speicherbehälter (40) und den Luftfedern
(50) strömt
die Luft entweder über
den Rücklaufluftanschluss
(42) und das Rückschlagventil (36)
oder unter Druckerhöhung über die
Pumpe (20) zum Druckluftanschluss (43) und zu
den Luftfedern (50). Ist das Sollniveau erreicht, werden
alle Ventile (12, 52) geschlossen und ggf. die
Pumpe (20) abgeschaltet.
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Wenn
das Fahrzeug abgesenkt werden soll, wird nach dem Druckmessvorgang
für den
Speicherbehälter
(40) und die Luftfedern (50) das Ventilglied des
Hauptventils (11) in die Ruhestellung 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 Luftfedern (50)
abgesaugte Luft über
den Trockner (31), das Rückschlagventil (34)
und das Ventil (12) in den Speicherbehäl ter (40). Wird durch
den zentralen Drucksensor (13) ein ungünstig hoher Systemdruck ermittelt,
kann Luft aus dem Speicher (40) oder aus den Luftfedern
(50) über
die Drossel (35), den Trockner (31) und das Ablassventil
(32) abgelassen werden.
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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).
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Beim
Start des Fahrzeugmotors werden beispielsweise die Temperatursensoren
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.
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Während des
Startvorganges wird das Fahrzeugniveau gemäß des Fahrerwunsches oder z.B. programmgesteuert
eingestellt.
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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 Abkühlung von 0°C auf –40°C um etwa 15%. Der Fahrzeugaufbau sinkt
ab. Die Niveauregulierung spricht an und hebt den Fahrzeugaufbau
wieder auf den voreingestellten Wert. Beim Absenken des Fahrzeugaufbaus
und beim Niveauausgleich verringert sich die Dichte der Luft im
Speicherbehälter
(40). Einer gleichbleibenden Luftmasse steht jetzt ein
höheres
Volumen zur Verfügung.
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An
den einzelnen Komponenten des Niveauregulierungssystems wird nun
nacheinander der Luftdruck am Drucksensor (13) gemessen.
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Mit
den Werten der Umgebungstemperatur, des Fahrzeugaufbauniveaus, der
Gaskonstanten und der einzelnen Luftdrücke wird die Masse der Luft im
Niveauregulierungssystem berechnet.
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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.
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Aus
dem aktuellen Fahrzeugaufbauniveau heraus wird die maximal mögliche Niveauänderung berechnet.
Aus dem neuen Fahrzeugaufbauniveau, der Umgebungstemperatur und
dem erforderlichen Luftdruck für
die Niveauänderung
wird die erforderliche Luftmasse für die Niveauänderung
vom niedrigsten zum höchsten
Niveau ermittelt. Hieraus ergibt sich z.B. über die Umgebungstemperatur
und die Gaskonstanten der erforderliche Druck im Speicherbehälter (40),
der für
diese Niveauänderung
vorzuhalten ist.
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Ist
der über
den Drucksensor (13) ermittelte Luftdruck niedriger als
dieser erforderliche Druck, kann das Niveauregulierungssystem diesen
Regelungsvorgang nur durch Ansaugen von Luft aus der Umgebung und
nur mit geringer Regelgeschwindigkeit ausführen. Der Systemdruck wird
daher erhöht. Hierfür fördert die
Pumpe (20) Luft aus der Umgebung in den Speicherbehälter (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 Speicherbehälters
(40) den erforderlichen Druck erreicht, wird das Speicherladeventil
(12) wieder geschlossen und die Pumpe (20) abgeschaltet.
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Beim
Betrieb des Fahrzeuges beispielsweise in einer Wüste treten hohe Temperaturschwankungen
zwischen Tages- und Nachttemperaturen auf. Nachts liegt die Umgebungstemperatur
z.B. bei etwa +10°C.
Tagsüber
kann die Temperatur im Bereich der Luftfedern 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) beispielsweise um etwa 32% zu. Der Fahrzeugaufbau
wird angehoben.
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Die
Niveauänderung
des Fahrzeugaufbaus wird mittels des Niveauregulierungssystems ausgeglichen.
Im Speicherbehälter
(40) wird hierdurch die Luftmasse erhöht, der Druck im Speicherbehälter (40)
steigt an.
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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 Niveauänderung
ist dann ein Absenken des Fahrzeugaufbaus in eine untere Endlage.
Für diese
Endlage wird ebenfalls die erforderliche Luftmasse berechnet. Hieraus
ergibt sich ein maximal zulässiger
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 Niveauregulierungssystem 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.
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Sitzt
das Fahrzeug beispielsweise im Gelände auf, kann es zum Freikommen
erforderlich sein, den Fahrzeugaufbau weiter anzuheben. 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 Niveauregulierungssystem wird so ohne eine Unterbrechung
des Niveauregulierungsvorganges erhöht.
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Ist
beispielsweise ein schnelles Absenken des Fahrzeugaufbaus, z.B.
eine Quick-release-Funktion, zu erwarten, kann das Niveauregulierungssystem
hierauf bereits vor dem eigentlichem Niveauabsenkungsvorgang vorbereitet
werden. Hierfür
wird beim angehobenen Fahrzeugaufbauniveau die Luftmasse im Niveauregulierungssystem
verringert. Nach der Absenkung des Luftdruckes im Speicherbehälter (40)
strömt
beim Ablassen des Fahrzeugaufbaus die Luft von den Luftfedern (50) über das Hauptventil
(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 Drossel (35) und das Ablassventil (32) entfällt.
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Liegt
das Fahrzeugaufbauniveau beispielsweise in einer mittleren Stellung,
wird der Luftdruck im Niveauregulierungssystem so weit erhöht, dass ein
weiteres Anheben des Fahrzeugaufbauniveaus möglich ist. Soll aus dieser
Position heraus der Fahr zeugaufbau jedoch abgesenkt werden, wird
die aus den Luftfedern (50) rückströmende Luft mit Hilfe der Pumpe
(20) zusätzlich
in den Speicherbehälter
(40) gefördert.
Nach Beendigung der Niveauanpassung wird dann die Luftmasse im Niveauregulierungssystem
angepasst.
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Der
Austausch von Luft mit der Umgebung erfolgt somit außerhalb
der Regelungszeit. Die Anzahl dieser energetisch ungünstigen
Austauschvorgänge
ist auf ein Minimum beschränkt.
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Die
erforderlichen und die zulässigen
Luftmassen und Luftdrücke
können
einen großen
Toleranzbereich aufweisen. So wird ein übermäßiges Ansprechen der Regelung
vermieden.
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Gleichzeitig
wird mittels der Kontrolle der Luftmasse der Einfluss der Einfederung
eines Rades bei der Ermittlung der Berechnungsparameter vermindert.
Die Genauigkeit der Regelung wird dadurch erhöht. Auch können fahrzeugspezifische Grenzdrücke definiert
sein, bei denen das Niveauregulierungssystem nach außen hin
zum Befüllen
oder Entleeren geöffnet
wird.
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Die
Anpassung der Luftmasse erfolgt z.B. nach jedem Kaltstart des Fahrzeuges.
Sie kann aber zusätzlich
auch ggf. nach festgelegten 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 denen keine Niveauregulierung abläuft. Sollte dennoch das Fahrzeugaufbauniveau während der
Ermittlung des Luftdrucks geändert
werden, wird der Vorgang der Luftmassenanpassung unterbrochen. Nach
erfolgter Änderung
des Fahrzeugaufbauniveaus wird dann die Luftmengenanpassung erneut
durchgeführt
oder ggf. fortgesetzt.
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Während der
Ermittlung des Luftmenge kann beispielsweise auch eine Leckage des
Niveauregulierungssystems festgestellt werden. Bei einer Leckage
ist beispielsweise die Luftmasse im Niveauregulierungssystem geringer
als die nach dem letzten Anpassungsvorgang eingestellte Luftmasse.
Mittels eines Vergleichs der Luftdrücke der einzelnen Komponenten
kann der Ort der Leckage eingegrenzt werden. wird eine Leckage dann
festgestellt, wird z.B. das Niveauregulierungssystem abgeschaltet
und eine Fehlermeldung ausgegeben.
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Zur
Bestimmung der erforderlichen oder benötigten Luftmasse können auch
zusätzliche
fahrdynamische Parameter ausgewertet werden. So kann z.B. eine Überwachung
der Geschwindigkeit bewirken, dass die Luftmasse im Niveauregulierungssystem
einen Grenzwert nicht überschreitet.
Beispielsweise ist dann ein unbeabsichtigtes, sicherheitsgefährdendes
Anheben des Fahrzeugaufbauniveaus bei hohen Fahrgeschwindigkeiten
gesperrt.
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Die
Luftmasse passt sich den sich langfristig ändernden Umgebungseinflüssen wie
Druck oder Temperatur an. Das Verhalten des Systems ist somit unabhängig von
den jeweiligen geografischen und klimatischen Bedingungen am Einsatzort.
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Weiterhin
lässt sich
durch Registrierung der Fahrergewohnheiten eine Adaption des Solldrucks an
die Gewohnheiten oder Wünsche
des einzelnen Fahrers durchführen.
Dies kann sowohl durch geeignete Algorithmen als auch durch eine
Wahleinrichtung verwirklicht sein.
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Im
gesamten System kann anstelle von Druckluft auch jedes für die vorliegenden
Zwecke brauchbare andere Gas verwendet werden.
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- 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