DE102006019970A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Vermeidung straßenzustandsbedingter Temperaturerhöhungen bei einer druckbetriebenen Radfedereinrichtung eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Vermeidung straßenzustandsbedingter Temperaturerhöhungen bei einer druckbetriebenen Radfedereinrichtung eines Kraftfahrzeugs Download PDF

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Vermeidung straßenzustandsbedingter Temperaturerhöhungen bei einer druckbetriebenen Radfedereinrichtung eines Kraftfahrzeugs, wobei die Radfedereinrichtung (10i) über eine Druckmittelsteuerung (11) mit Druckmittel aus einem Druckmittelspeicher (12) betrieben wird. Erfindungsgemäß nimmt die Druckmittelsteuerung (11) bei Erfüllung eines auf eine unerwünschte Temperaturerhöhung hinweisenden Druchführungskriteriums (DKRIT) zur Kühlung der Radfedereinrichtung (10i) einen Austausch von Druckmittel zwischen dem Druckmittelspeicher (12) und der Radfedereinrichtung (10i) derart vor, dass der Fahrzeugaufbau ausgehend von einem vorgegebenen Normalniveau (d<SUB>i,norm</SUB>) angehoben und nach Erreichen eines vorbestimmten Umkehrpunkts wieder abgesenkt wird, ohne dabei das vorgegebene Normalniveau (d<SUB>i,norm</SUB>) im Wesentlichen zu unterschreiten.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Vermeidung straßenzustandsbedingter Temperaturerhöhungen bei einer druckbetriebenen Radfedereinrichtung eines Kraftfahrzeugs, wobei die Radfedereinrichtung über eine Druckmittelsteuerung mit Druckmittel aus einem Druckmittelspeicher betrieben wird.
  • Derartige druckbetriebene Radfedereinrichtungen werden insbesondere für Luftfederungen in Kraftfahrzeugen eingesetzt, beispielsweise bei Omnibussen, Nutzfahrzeugen oder Personenkraftwagen. So werden in Europa mittlerweile fast die Hälfte aller Nutzfahrzeuge mit einer Luftfederung ausgestattet (siehe „Wikipedia – Die freie Enzyklopädie", http://de.wikipedia.org/wiki/Luftfederung). Die Radfedereinrichtung ist dabei typischerweise als Luftfederbalg ausgebildet, wobei diese zur Dämpfung unerwünschter Fahrzeugaufbaubewegungen zwischen einem Fahrzeugrad und einer dem Fahrzeugaufbau zugeordneten Abstützstelle angeordnet ist. Die Radfedereinrichtung übernimmt in diesem Fall sowohl stoßdämpfende wie auch stoßfedernde Aufgaben.
  • Die Vorteile der Luftfederung liegen im hohen Fahrkomfort sowie in der Möglichkeit, die Fahrzeughöhe durch Veränderung des Abstands zwischen dem Fahrzeugaufbau und den Rädern des Kraftfahrzeugs zu variieren. Über Niveauregelventile kann der Druck in den Radfedereinrichtungen derart eingestellt werden, dass das Niveau des Fahrzeugaufbaus unabhängig von der jeweiligen Beladung konstant bleibt. Daneben ist eine Absenkung im Falle höherer Fahrtgeschwindigkeiten möglich, um den Luftwiderstand des Kraftfahrzeugs zu verringern.
  • Die von der druckbetriebenen Radfedereinrichtung geleistete Kompressions- bzw. Dämpfungsarbeit führt naturgemäß zu einer Erwärmung des Druckmittels im Arbeitsraum der Radfedereinrichtung. Gerade im Falle ungünstiger Straßenoberflächenverhältnisse kann diese je nach Fahrtgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs durchaus merkliche Werte annehmen und langfristig gesehen zu einer thermischen Schädigung der Radfedereinrichtung führen. Dies gilt für pneumatische wie hydraulisch betriebene Radfedereinrichtungen gleichermaßen.
  • Aus der EP 1 426 649 A2 ist in diesem Zusammenhang eine Luftfederung für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei der zur Vermeidung unerwünschter straßenzustandsbedingter Temperaturerhöhungen ein an einem Luftfederbalg angeordnetes temperaturgesteuertes Druckventil zum gezielten Ablassen erwärmter Pressluft in die Umgebung vorgesehen ist. Um zu verhindern, dass sich dabei das Niveau des Fahrzeugaufbaus absenkt, wird gleichzeitig in ausreichendem Maße kühlere Pressluft über eine Ventileinrichtung aus einer Pressluftversorgung nachgefüllt.
  • Kritische Temperaturerhöhungen treten vorrangig beim Befahren von Schlechtwegstrecken mit ausgeprägten Oberflächenunebenheiten auf. Erfahrungsgemäß besteht unter solchen Fahrtbedingungen zugleich ein erhöhtes Risiko, dass es zu einem unerwünschten Kontakt zwischen dem Unterboden des Kraftfahrzeugs und der Straßenoberfläche kommt.
    •
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine an Fahrten auf Schlechtwegstrecken angepasste Vorrichtung zur Kühlung der Radfedereinrichtung bereitzustellen. Ferner soll ein entsprechendes Verfahren angegeben werden. Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 13 gelöst.
  • Bei der Vorrichtung zur Vermeidung straßenzustandsbedingter Temperaturerhöhungen bei einer druckbetriebenen Radfedereinrichtung eines Kraftfahrzeugs wird die Radfedereinrichtung in an sich bekannter Weise über eine Druckmittelsteuerung mit Druckmittel aus einem Druckmittelspeicher betrieben.
  • Erfindungsgemäß nimmt die Druckmittelsteuerung bei Erfüllung eines auf eine unerwünschte Temperaturerhöhung hinweisenden Durchführungskriteriums zur Kühlung der Radfedereinrichtung einen Austausch von Druckmittel zwischen dem Druckmittelspeicher und der Radfedereinrichtung derart vor, dass der Fahrzeugaufbau ausgehend von einem vorgegebenen Normalniveau angehoben und nach Erreichen eines vorbestimmten Umkehrpunkts wieder abgesenkt wird, ohne dabei das vorgegebene Normalniveau im wesentlichen zu unterschreiten.
  • Genauer gesagt wird durch geeignete Ansteuerung der Druckmittelsteuerung das Druckmittel zur Kühlung der Radfedereinrichtung in einem ersten Schritt vom Druckmittelspeicher in den Arbeitsraum der Radfedereinrichtung überführt. Dabei wird der Fahrzeugaufbau im Bereich der betreffenden Radfedereinrichtung ausgehend vom vorgegebenen Normalniveau angehoben.
  • In einem zweiten Schritt wird der Anhebevorgang nach Erreichen des vorbestimmten Umkehrpunkts, der sich beispielsweise aus einem einzustellenden Endniveau ergibt, wieder rückgängig gemacht und das Druckmittel zurück in den Druckmittelspeicher überführt. Letzteres erfolgt derart, dass das vorgegebene Normalniveau im Wesentlichen nicht unterschritten wird.
  • Die Vorgabe des Normalniveaus erfolgt insbesondere von Seiten einer im Kraftfahrzeug befindlichen Niveauregelung oder dergleichen.
  • Im ersten Schritt kann kühleres Druckmittel aus dem Druckmittelspeicher in die Radfedereinrichtung strömen und sich dort mit dem vorhandenen erwärmten Druckmittel vermischen. Dabei nimmt die Temperatur des Druckmittels im Arbeitsraum der Radfedereinrichtung ab.
  • Im zweiten Schritt kann das aus der Radfedereinrichtung kommende erwärmte Druckmittel über die Leitungsoberfläche der zum Druckmittelspeicher führenden Verbindungsleitungen zumindest teilweise seine überschüssige Wärmeenergie in Form von Wärmestrahlung und/oder durch Konvektion an die Umgebung abgeben, wodurch die Temperatur des Druckmittels abnimmt, bevor es in den Druckmittelspeicher zurückgelangt. Dies ist vor allem im Falle eines geschlossenen Druckmittelkreislaufs von Bedeutung. Es sei allerdings angemerkt, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren ebenso gut auch im Zusammenhang mit einem offenen pressluftbetriebenen Druckmittelkreislauf verwendet werden kann. In diesem Fall wird das erwärmte Druckmittel im zweiten Schritt in die Außenatmosphäre abgelassen.
  • Durch periodische Wiederholung der beiden Schritte lässt sich die Temperatur der Radfedereinrichtung schrittweise verringern, wobei der zumindest zeitweise erhöhte Abstand zur Straßenoberfläche sowie das Einhalten eines dem vorgegebenen Normalniveau entsprechenden Mindestabstands gewährleisten, dass ein unerwünschter Kontakt zwischen dem Fahrzeugaufbau und der Straßenoberfläche beim Befahren von Schlechtwegstrecken oder dergleichen weitgehend ausgeschlossen werden kann.
  • Hierbei spielt es keine Rolle, ob die Radfedereinrichtung pneumatisch, beispielsweise durch Ausbildung als Luftfederbalg, oder hydraulisch betrieben wird.
  • Vorteilhafte Ausführungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.
  • Vorteilhafterweise umfasst die Druckmittelsteuerung eine Ventileinheit zur Durchführung eines Überströmvorgangs zwischen der Radfedereinrichtung und dem Druckmittelspeicher. Der Druckmittelaustausch erfolgt in diesem Fall ohne weiteres Zutun durch Ausnutzung des zwischen der Radfedereinrichtung und dem Druckmittelspeicher vorhandenen Druckgefälles.
  • Um einen Austausch von Druckmittel in entgegengesetzter Richtung vornehmen zu können – oder wenn für die Durchführung eines Überströmvorgangs kein ausreichendes Druckgefälle zwischen der Radfedereinrichtung und dem Druckmittelspeicher zur Verfügung steht – ist es von Vorteil, wenn die Druckmittelsteuerung zusätzlich oder alternativ zur Ventileinheit einen Kompressor umfasst, der die Durchführung eines Pumpvorgangs zwischen der Radfedereinrichtung und dem Druckmittelspeicher erlaubt.
  • Da die Temperatur des im Arbeitsraum der Radfedereinrichtung befindlichen Druckmittels auf direktem Wege, beispielsweise durch sensorische Erfassung mittels eines Temperatursensors, nur unzureichend bestimmbar ist, ist es von Vorteil, wenn ersatzweise ein Temperaturäquivalent berechnet wird, das eine von der Radfedereinrichtung geleistete Kompressions- und/oder Dämpfungsarbeit wiedergibt. Die von der Radfedereinrichtung geleistete Kompressions- bzw. Dämpfungsarbeit führt zu einer entsprechenden Erhöhung der inneren thermischen Energie des Arbeitsmediums, sodass das Temperaturäquivalent ein eindeutiges Maß für die zu erwartende Erwärmung des im Arbeitsraum der Radfedereinrichtung befindlichen Druckmittels darstellt.
  • Das Durchführungskriterium ist vorzugsweise dann erfüllt, wenn das berechnete Temperaturäquivalent größer ist als ein in geeigneter Weise vorgegebener Höchstwert, wobei die Vorga be des Höchstwerts abhängig von der thermischen Belastbarkeit der jeweils verwendeten Radfedereinrichtung erfolgt.
  • Das Temperaturäquivalent lässt sich unschwer auf Grundlage einer ermittelten Dämpfergeschwindigkeitsgröße berechnen, die eine an der Radfedereinrichtung auftretende Dämpfergeschwindigkeit beschreibt. Das Temperaturäquivalent ergibt sich in diesem Fall durch numerische Integration der Dämpfergeschwindigkeitsgröße.
  • Die Dämpfergeschwindigkeitsgröße lässt sich auf Grundlage einer Vertikalbeschleunigungsgröße, die eine am Fahrzeugaufbau im Bereich der Radfedereinrichtung auftretende Vertikalbeschleunigung beschreibt, ermitteln. Die Bereitstellung der Vertikalbeschleunigungsgröße kann auf sensorischem Wege erfolgen, beispielsweise mittels in geeigneter Weise am Fahrzeugaufbau angeordneter Beschleunigungssensoren.
  • Die von der Radfedereinrichtung geleistete Kompressions- bzw. Dämpfungsarbeit hängt insbesondere von den an der Radfedereinrichtung fahrtbedingt auftretenden Schwingungsfrequenzen bzw. -amplituden ab. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht daher die Möglichkeit, das Temperaturäquivalent auf Grundlage einer Schwingungsfrequenzgröße, die eine an der Radfedereinrichtung auftretende Schwingungsfrequenz beschreibt, und/oder einer Schwingungsamplitudengröße, die eine an der Radfedereinrichtung auftretende Schwingungsamplitude beschreibt, zu berechnen. Hierzu wird jeweils der über einen vorgegebenen Beobachtungszeitraum gebildete Mittelwert der Schwingungsfrequenzgröße und/oder der Schwingungsamplitudengröße herangezogen.
  • Die Schwingungsfrequenzgröße kann unmittelbar aus der sensorisch bereitgestellten Vertikalbeschleunigungsgröße abgeleitet werden, wohingegen sich die Schwingungsamplitudengröße durch Auswertung einer Federweggröße ergibt, die einen an der Radfedereinrichtung auftretenden Federweg beschreibt. Die Be reitstellung der Federweggröße kann auf sensorischem Wege erfolgen, beispielsweise durch Verwendung eines der Radfedereinrichtung zugeordneten Federwegsensors.
  • Da die thermische Belastung der Radfedereinrichtung insbesondere auch von der Außentemperatur und der Fahrtgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs abhängt, ist es von Vorteil, wenn das berechnete Temperaturäquivalent und/oder der für das Temperaturäquivalent vorgegebene Höchstwert in Abhängigkeit einer Außentemperaturgröße, die eine im Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs herrschende Außentemperatur beschreibt, und/oder einer Fahrtgeschwindigkeitsgröße, die die Fahrtgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs beschreibt, gewichtet wird. Alternativ kann auch eine entsprechende Gewichtung des zur Bildung des Mittelwerts der Schwingungsfrequenzgröße und/oder des zur Bildung des Mittelwerts der Schwingungsamplitudengröße vorgesehenen Beobachtungszeitraums erfolgen.
  • Ein Anheben des Fahrzeugaufbaus hat vor allem bei höheren Fahrtgeschwindigkeiten eine merkliche Zunahme des Luftwiderstands zur Folge. Es ist daher von Vorteil, wenn die zur Kühlung der Radfedereinrichtung ausgetauschte Druckmittelmenge in Abhängigkeit der ermittelten Fahrtgeschwindigkeitsgröße angepasst wird. Hierzu wird die zur Kühlung der Radfedereinrichtung mit dem Druckmittelspeicher auszutauschende Druckmittelmenge umso geringer gewählt, je höher die durch die Fahrtgeschwindigkeitsgröße beschriebene Fahrtgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs ist.
  • Um den Fahrer auf eine unzulässige Erwärmung der Radfedereinrichtung hinzuweisen und ihn aufzufordern, die Fahrtgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs zu reduzieren, erfolgt bei Erfüllung des vorgegebenen Durchführungskriteriums vorteilhafterweise die Ausgabe einer optischen und/oder akustischen Fahrerwarnung.
  • Die Radfedereinrichtung kann insbesondere Bestandteil einer im Kraftfahrzeug serienmäßig oder optional vorhandenen Luftfederung sein, wobei sich die erfindungsgemäße Funktion in diesem Fall ohne zusätzlichen apparativen Aufwand softwaremäßig in eine zur Steuerung der Luftfederung vorgesehene Prozessoreinheit implementieren lässt.
  • An dieser Stelle sei angemerkt, dass sich die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht nur für druckbetriebene Radfedereinrichtungen, sondern ebenso gut auch für beliebige andere druckbetriebene Dämpfungs- bzw. Federungseinrichtungen eignet, beispielsweise im Zusammenhang mit einer Fahrerhauslagerung eines Nutzfahrzeugs oder dergleichen.
    •
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
  • 1 ein schematisch dargestelltes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
  • 2 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens in Gestalt eines Flussdiagramms.
  • 1 zeigt ein schematisch dargestelltes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Vermeidung straßenzustandsbedingter Temperaturerhöhungen bei einer druckbetriebenen Radfedereinrichtung eines Kraftfahrzeugs.
  • In 1 sind elektrische Steuerleitungen durch dünne durchgezogene Linien und Druckleitungen durch dicke durchgezogene Linien dargestellt.
  • Die Vorrichtung umfasst eine druckbetriebene Radfedereinrichtung 10i (i = a ... d), die zur Unterdrückung unerwünschter fahrtbedingter Fahrzeugaufbaubewegungen zwischen einem Fahrzeugrad und einer dem Fahrzeugaufbau zugeordneten Abstützstelle angeordnet ist, wobei die Radfedereinrichtung 10i über eine Druckmittelsteuerung 11 mit Druckmittel aus einem Druckmittelspeicher 12 betrieben wird. Beispielsgemäß sind insgesamt vier Radfedereinrichtungen 10i vorgesehen (entsprechend einem vierrädrigen Kraftfahrzeug), wobei jeder der Radfedereinrichtungen 10i ein separates Absperrventil 13i vorgeschaltet ist, das eine unabhängige Ansteuerung der Radfedereinrichtungen 10i erlaubt.
  • Im vorliegenden Fall sei die Radfedereinrichtung 10i Bestandteil einer im Kraftfahrzeug vorhandenen Luftfederung. Für das Funktionsprinzip der erfindungsgemäßen Vorrichtung spielt es allerdings keine Rolle, ob der Betrieb der Radfedereinrichtung 10i pneumatisch oder aber hydraulisch erfolgt.
  • Die Druckmittelsteuerung 11 umfasst unter anderem eine Ventileinheit 14 zur Durchführung eines Überströmvorgangs zwischen der Radfedereinrichtung 10i und dem Druckmittelspeicher 12. Die Ventileinheit 14 weist für jede der beiden möglichen Strömungsrichtungen ein elektrisch betätigbares Bypassventil 15a bzw. 16a auf. Ein jeweils in Serie geschaltetes Einwegventil 15b bzw. 16b verhindert, dass bei geöffnetem Bypassventil 15a bzw. 16a ein ungewolltes Rückströmen von Druckmittel entgegen der beabsichtigten Strömungsrichtung auftreten kann.
  • Es sei angemerkt, dass die in der 1 dargestellte Ventileinheit 14 lediglich beispielhaften Charakter besitzt. So kann diese ebenso gut auch einen beliebigen anderen Aufbau aufweisen, der es erlaubt, in gezielter Weise einen Überströmvorgang vom Druckmittelspeicher 12 in Richtung der Radfedereinrichtung 10i (und umgekehrt) vorzunehmen.
  • Neben der Ventileinheit 14 umfasst die Druckmittelsteuerung 11 einen Kompressor 17 zur Durchführung eines Pumpvorgangs zwischen der Radfedereinrichtung 10i und dem Druckmittelspeicher 12.
  • Eine Prozessoreinheit 20 dient der Ansteuerung der Ventileinheit 14 sowie des Kompressors 17. Die Ansteuerung erfolgt auf Grundlage
    • – einer Federweggröße drel,i, die einen an der Radfedereinrichtung 10i auftretenden Federweg beschreibt und mittels eines der Radfedereinrichtung 10i zugeordneten Federwegsensors 21i ermittelt wird,
    • – einer Vertikalbeschleunigungsgröße arel,i, die eine am Fahrzeugaufbau im Bereich der Abstützstelle der Radfedereinrichtung 10i auftretende Vertikalbeschleunigung beschreibt und mittels eines am Fahrzeugaufbau in geeigneter Weise angeordneten Vertikalbeschleunigungssensors 22i ermittelt wird,
    • – einer Außentemperaturgröße Ta, die eine im Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs herrschende Außentemperatur beschreibt und mittels eines Temperatursensor 23 ermittelt wird, sowie
    • – einer Fahrtgeschwindigkeitsgröße vf, die die Fahrtgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs beschreibt und mittels Raddrehzahlsensoren 24 ermittelt wird.
  • Die Prozessoreinheit 20 ist ferner mit einem Signalgeber 25 zur Ausgabe eines optischen und/oder akustischen Fahreralarms verbunden.
  • Die Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung als Bestanteil eines geschlossenen Druckmittelkreislaufs soll hierbei keine einschränkende Wirkung haben. Alternativ kann es sich auch um einen pressluftbetriebenen, zur Außenatmosphäre hin offenen Druckmittelkreislauf handeln.
  • Die Vorgehensweise der in der 1 dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtung soll nachfolgend anhand des in 2 dargestellten Verfahrens erläutert werden.
  • Das in der Prozessoreinheit 20 mit einem Zeitabstand zwischen 50 und 250 Millisekunden periodisch ablaufende Verfahren wird in einem Initialisierungsschritt 30 gestartet, woraufhin in einem ersten Hauptschritt 31 die Federweggröße drel,i sowie die Vertikalbeschleunigungsgröße arel,i ermittelt werden. Des weiteren erfolgt in einem nachfolgenden zweiten Hauptschritt 32 die Ermittlung der Außentemperaturgröße Ta und der Fahrtgeschwindigkeitsgröße vf.
  • Die im ersten Hauptschritt 31 ermittelten Größen drel,i und arel,i werden in einem dritten Hauptschritt 33 zur Berechnung eines Temperaturäquivalents Qi herangezogen, das eine von der Radfedereinrichtung 10i geleistete Kompressions- und/oder Dämpfungsarbeit wiedergibt.
  • Das Temperaturäquivalent Qi wird auf Grundlage einer ermittelten Dämpfergeschwindigkeitsgröße vrel,i berechnet, die eine an der Radfedereinrichtung 10i auftretende Dämpfergeschwindigkeit vrel,i beschreibt. Hierzu wird ausgehend vom gegenwärtigen Zeitpunkt t das Integral der Dämpfergeschwindigkeitsgröße vrel,i für einen vorgegebenen Beobachtungszeitraum Δt bestimmt,
    Figure 00110001
    wobei sich die Dämpfergeschwindigkeitsgröße vrel,i als zeitliche Ableitung der ermittelten Federweggröße drel,i ergibt,
    Figure 00110002
    oder aber durch numerische Integration der ermittelten Vertikalbeschleunigungsgröße arel,i,
  • Figure 00120001
  • Alternativ erfolgt die Berechnung des Temperaturäquivalents Qi durch Auswertung einer Schwingungsfrequenzgröße frel,i, die eine an der Radfedereinrichtung 10i auftretende Schwingungsfrequenz beschreibt, und/oder einer Schwingungsamplitudengröße σrel,i, die eine an der Radfedereinrichtung 10i auftretende Schwingungsamplitude beschreibt, Qi ≡ Qi(f rel,i, σ rel,i), (1.4)wobei zur Berechnung des Temperaturäquivalents Qi gemäß Gleichung (1.4) jeweils ein ausgehend vom gegenwärtigen Zeitpunkt t für einen vorgegebenen Beobachtungszeitraum Δt gebildeter Mittelwert von frel,i bzw. σrel,i herangezogen wird,
  • Figure 00120002
  • Die Schwingungsfrequenzgröße frel,i wird hierbei aus der ermittelten Vertikalbeschleunigungsgröße arel,i abgeleitet, indem der Zeitabstand tn+1 – tn zwischen aufeinander folgenden Nulldurchgängen n und n + 1 (n ∊ IN) der Vertikalbeschleunigungsgröße arel,i bestimmt wird, arel,i(t) = ! 0. (1.7)
  • Die Schwingungsfrequenzgröße frel,i ergibt sich dann unmittelbar aus dem Kehrwert des Zeitabstands tn+1 – tn.
  • Zur Ermittlung der Schwingungsamplitudengröße σrel,i wird das Extremum der ermittelten Federweggröße drel,i bestimmt,
    Figure 00130001
    wobei sich die Schwingungsamplitudengröße σrel,i unmittelbar aus dem Betrag des so bestimmten Extremums ergibt.
  • Die exakte Form der zur Berechnung des Temperaturäquivalents Qi vorgesehenen Gleichung (1.4) hängt unter anderem vom verwendeten Arbeitsmedium ab (beispielsweise, ob es sich um ein Gas oder eine Flüssigkeit handelt) sowie von den spezifischen thermischen Eigenschaften der jeweiligen Radfedereinrichtung 10i.
  • Neben der Berechnung des Temperaturäquivalents Qi erfolgt im dritten Hauptschritt 33 ausgehend von den im zweiten Hauptschritt 32 ermittelten Größen Ta und/oder vf die Bestimmung eines Gewichtungsfaktors g(Ta, vf). Der Gewichtungsfaktor g(Ta, vf) weist einen mit der durch die Außentemperaturgröße Ta beschriebenen Außentemperatur und/oder der durch die Fahrtgeschwindigkeitsgröße vf beschriebenen Fahrtgeschwindigkeit abnehmenden Wert im Bereich zwischen 0 und 1 auf.
  • In einem vierten Hauptschritt 34 wird auf Grundlage des im dritten Hauptschritt 33 berechneten Temperaturäquivalents Qi überprüft, ob ein auf eine unerwünschte Temperaturerhöhung der Radfedereinrichtung 10i hinweisendes Durchführungskriterium DKRIT erfüllt ist. Hierzu wird das im dritten Hauptschritt 33 berechnete Temperaturäquivalent Qi mit einem in geeigneter Weise vorgegebenen Höchstwert Qi,max verglichen.
  • Bei der Überprüfung des Durchführungskriteriums DKRIT wird zumindest implizit der im dritten Hauptschritt 33 bestimmte Gewichtungsfaktor g(Ta, vf) berücksichtigt. Dies kann auf unterschiedliche Weise erfolgen:
    Gemäß einer ersten Variante ist das Durchführungskriterium DKRIT erfüllt, wenn das mit 1 – g(Ta, vf) gewichtete Temperaturäquivalent Qi größer ist als der vorgegebene Höchstwert Qi,max, (1 – g(Ta, vf))·Qi > Qi,max. (1.9)
  • Gemäß einer zweiten Variante ist das Durchführungskriterium DKRIT erfüllt, wenn das Temperaturäquivalent Qi größer ist als der mit g(Ta, vf) gewichtete Höchstwert Qi,max, Qi > g(Ta, vf)·Qi,max. (1.10)
  • Gemäß einer dritten Variante erfolgt eine Gewichtung des im Zusammenhang mit Gleichung (1.3) oder den Gleichungen (1.5) und (1.6) vorgesehenen Beobachtungszeitraums Δt. In diesem Fall ist das Durchführungskriterium DKRIT erfüllt, wenn das unter Berücksichtigung des mit g(Ta, vf) gewichteten Beobachtungszeitraums Δt berechnete Temperaturäquivalent Qi größer ist als der vorgegebene Höchstwert Qi,max, Qi > Qi,max. (1.11)
  • Welche der drei Varianten verwendet wird, liegt letztlich im Ermessen des Fachmanns.
  • Ergibt sich aufgrund der im vierten Hauptschritt 34 vorgenommenen Überprüfung, dass das gemäß einer der vorstehenden varianten vorgegebene Durchführungskriterium DKRIT erfüllt ist, wird mit einem fünften Hauptschritt 35 fortgefahren, in dem die Druckmittelsteuerung 11 sowie das der betreffenden Radfedereinrichtung 10i zugeordnete Absperrventil 13i derart angesteuert werden, dass zur Kühlung der Radfedereinrichtung 10i ein Austausch von Druckmittel zwischen der Radfedereinrichtung 10i und dem Druckmittelspeicher 12 vorgenommen wird.
  • Der im fünften Hauptschritt 35 vorgenommene Druckmittelaustausch erfolgt in Gestalt eines sich wiederholenden Kühlvorgangs, bei dem in einem ersten Schritt Druckmittel vom Druckmittelspeicher 12 in Richtung der Radfedereinrichtung 10i überführt wird. Hierbei steigt der Arbeitsdruck in der betreffenden Radfedereinrichtung 10i, wodurch der Fahrzeugaufbau in deren Bereich ausgehend von einem vorgegebenen Normalniveau di,norm angehoben wird. Der Druckmittelaustausch wird solange fortgesetzt, bis sich durch Auswertung der von der Prozessoreinheit 20 zu diesem Zwecke kontinuierlich überwachten Federweggröße drel,i ergibt, dass der Fahrzeugaufbau ein vorgegebenes Endniveau di,high erreicht hat.
  • Anschließend wird in einem zweiten Schritt Druckmittel von der Radfedereinrichtung 10i in Richtung des Druckmittelspeichers 12 überführt. Der Druckmittelaustausch wird solange fortgesetzt, bis sich durch Auswertung der Federweggröße drel,i ergibt, dass der Fahrzeugaufbau sein ursprüngliches Normalniveau di,norm eingenommen hat. Letzteres ist beispielsweise von Seiten einer Niveauregelung oder dergleichen vorgegeben.
  • Die bei Durchführung des vorstehend beschriebenen Kühlvorgangs ausgetauschte Druckmittelmenge wird in Abhängigkeit der im zweiten Hauptschritt 32 ermittelten Fahrtgeschwindigkeitsgröße vf angepasst. Die Anpassung erfolgt derart, dass das zu erreichende Höchstniveau di,high mit der durch die Fahrtgeschwindigkeitsgröße beschriebenen Fahrtgeschwindigkeit abnimmt und eine übermäßige Erhöhung des Luftwiderstands bei angehobenem Fahrzeugaufbau vermieden wird.
  • Um den Fahrer auf eine unzulässige Erwärmung der Radfedereinrichtung 10i hinzuweisen und ihn aufzufordern, die Fahrtgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs in geeigneter weise zu reduzieren, erfolgt gleichzeitig mit der Durchführung des Kühlvorgangs die Ausgabe einer optischen und/oder akustischen Fahrerwarnung durch Ansteuerung des Signalgebers 25.
  • Danach kehrt das Verfahren wieder zum ersten Hauptschritt 31 zurück, um erneut zu beginnen. Die durch die Hauptschritte 31 bis 35 gebildete Programmschleife wird so oft wiederholt, bis die im vierten Hauptschritt 34 durchgeführte Überprüfung ergibt, dass das Durchführungskriterium DKRIT nicht mehr erfüllt ist, mithin also eine ausreichende Abkühlung der Radfedereinrichtung 10i erreicht worden ist. Eine gegebenenfalls vorliegende Fahrerwarnung wird in diesem Fall beendet.

Claims (13)

  1. Vorrichtung zur Vermeidung straßenzustandsbedingter Temperaturerhöhungen bei einer druckbetriebenen Radfedereinrichtung eines Kraftfahrzeugs, wobei die Radfedereinrichtung (10i) über eine Druckmittelsteuerung (11) mit Druckmittel aus einem Druckmittelspeicher (12) betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmittelsteuerung (11) bei Erfüllung eines auf eine unerwünschte Temperaturerhöhung hinweisenden Durchführungskriteriums (DKRIT) zur Kühlung der Radfedereinrichtung (10i) einen Austausch von Druckmittel zwischen dem Druckmittelspeicher (12) und der Radfedereinrichtung (10i) derart vornimmt, dass der Fahrzeugaufbau ausgehend von einem vorgegebenen Normalniveau (di,norm) angehoben und nach Erreichen eines vorbestimmten Umkehrpunkts wieder abgesenkt wird, ohne dabei das vorgegebene Normalniveau (di,norm) im wesentlichen zu unterschreiten.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmittelsteuerung (11) eine Ventileinheit (14) zur Durchführung eines Überströmvorgangs zwischen der Radfedereinrichtung (10i) und dem Druckmittelspeicher (12) umfasst.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmittelsteuerung (11) einen Kompressor (17) zur Durchführung eines Pumpvorgangs zwischen der Radfedereinrichtung (10i) und dem Druckmittelspeicher (12) umfasst.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchführungskriterium (DKRIT) erfüllt ist, wenn ein berechnetes Temperaturäquivalent (Qi), das eine von der Radfedereinrichtung (10i) geleistete Kompressions- und/oder Dämpfungsarbeit wiedergibt, größer ist als ein vorgegebener Höchstwert (Qi,max).
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperaturäquivalent (Qi) auf Grundlage einer ermittelten Dämpfergeschwindigkeitsgröße (vrel,i), die eine an der Radfedereinrichtung (10i) auftretende Dämpfergeschwindigkeit beschreibt, berechnet wird.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfergeschwindigkeitsgröße (vrel,i) auf Grundlage einer Vertikalbeschleunigungsgröße (arel,i), die eine am Fahrzeugaufbau im Bereich der Radfedereinrichtung (10i) auftretende Vertikalbeschleunigung beschreibt, ermittelt wird.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperaturäquivalent (Qi) auf Grundlage einer Schwingungsfrequenzgröße (frel,i), die eine an der Radfedereinrichtung (10i) auftretende Schwingungsfrequenz beschreibt, und/oder einer Schwingungsamplitudengröße (σrel,i), die eine an der Radfedereinrichtung (10i) auftretende Schwingungsamplitude beschreibt, berechnet wird.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das berechnete Temperaturäquivalent (Qi) und/oder der vorgegebene Höchstwert (Qi,max) in Abhängigkeit einer Außentemperaturgröße (Ta), die eine im Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs herrschende Außentemperatur beschreibt, und/oder einer Fahrtgeschwindigkeitsgröße (vf), die die Fahrtgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs beschreibt, gewichtet wird.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Kühlung der Radfedereinrichtung (10i) ausgetauschte Druckmittelmenge in Abhängigkeit einer ermittelten Fahrtgeschwindigkeitsgröße (vf), die die Fahrtgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs beschreibt, angepasst wird.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erfüllung des Durchführungskriteriums (DKRIT) die Ausgabe einer Fahrerwarnung erfolgt.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die druckbetriebene Radfedereinrichtung (10i) serienmäßiger oder optionaler Bestandteil einer Luftfederung des Kraftfahrzeugs ist.
  12. Fahrzeug mit einer Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11.
  13. Verfahren zur Vermeidung straßenzustandsbedingter Temperaturerhöhungen bei einer druckbetriebenen Radfedereinrichtung eines Kraftfahrzeugs, wobei die Radfedereinrichtung (10i) mit Druckmittel aus einem Druckmittelspeicher (12) betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erfüllung eines auf eine unerwünschte Temperaturerhö hung hinweisenden Durchführungskriteriums (DKRIT) zur Kühlung der Radfedereinrichtung (10i) ein Austausch von Druckmittel zwischen dem Druckmittelspeicher (12) und der Radfedereinrichtung (10i) derart vorgenommen wird, dass der Fahrzeugaufbau ausgehend von einem vorgegebenen Normalniveau (di,norm) angehoben und nach Erreichen eines vorbestimmten Umkehrpunkts wieder abgesenkt wird, ohne dabei das vorgegebene Normalniveau (di,norm) im wesentlichen zu unterschreiten.
DE102006019970A 2006-03-17 2006-04-29 Vorrichtung und Verfahren zur Vermeidung straßenzustandsbedingter Temperaturerhöhungen bei einer druckbetriebenen Radfedereinrichtung eines Kraftfahrzeugs Withdrawn DE102006019970A1 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102014217792A1 (de) * 2014-09-05 2016-03-10 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verfahren zur Reduzierung der Temperaturbeanspruchung eines Kraftfahrzeuges
EP3219523B1 (de) * 2016-03-14 2020-06-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fahrzeughöhensteuerungssystem
DE102021210478A1 (de) 2021-09-21 2023-03-23 Continental Automotive Technologies GmbH Verfahren zur Bestimmung einer Luftmenge in einer Luftfeder für ein Kraftfahrzeug

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