DE102006021937B4

DE102006021937B4 - Verfahren zur Bestimmung des Verschleißzustands eines Schwingungsdämpfers

Info

Publication number: DE102006021937B4
Application number: DE200610021937
Authority: DE
Inventors: Tobias Dipl. Ing. Niemz
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2006-05-11
Filing date: 2006-05-11
Publication date: 2008-05-15
Anticipated expiration: 2026-05-12
Also published as: DE102006021937A1

Abstract

Verfahren zur Prüfung des Verschleißzustands von einem Schwingungsdämpfer im eingebauten Zustand in einem Kraftfahrzeug, wobei der Schwingungsdämpfer einer Anregung ausgesetzt ist und als ein das Dämpfverhalten des Schwingungsdämpfers repräsentierender Parameter die Temperatur erfasst und mit einem Referenzwert verglichen wird, wobei die Abweichung zwischen der Temperatur und dem Referenzwert als Maß für den Verschleißzustand des Schwingungsdämpfers dient, dadurch gekennzeichnet, dass während der Fahrt des Fahrzeugs als Maß für eine Anregung auf den Schwingungsdämpfer (1) eine Radbeschleunigung von einem dem Schwingungsdämpfer (1) oder einer Fahrzeugachse zugeordneten Sensor (35) erfasst, über eine definierte zeitliche Periode gemessen, gemittelt und als Eingangsgröße für das Verfahren verwendet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Verschleißzustands eines Schwingungsdämpfers gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Aus der DE 38 31 885 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung des Verschleißzustands eines Schwingungsdämpfers bekannt. Dabei wird ein Fahrzeug mit einem Fahrzeugrad auf eine Radaufstandsplatte gestellt, die über einen Exzenterantrieb eine Straßenanregung simuliert. Aus der Amplitude der Resonanzfrequenz vom Fahrzeugaufbau und der Rad- und Achsmasse wird abgeleitet, ob der Schwingungsdämpfer noch funktionstüchtig oder bereits verschlissen ist.
Dieses Verfahren erfordert ein spezielles Prüfgerät. Des Weiteren unterliegt das Prüfergebnis einer erheblichen Ungenauigkeit, da neben der Funktion des Schwingungsdämpfers auch die Reibung der Achsgelenke eine Rolle spielt.
Den Verschleißzustand allein an dem durch Verschmutzung sichtbaren Ölverlust am Schwingungsdämpfer festzustellen ist ebenfalls unbefriedigend, da dann schon ein kritischer Sicherheitszustand erreicht ist. Des weiteren kann im Schwingungsdämpfer ein Defekt vorliegen.
Die DE 100 35 944 A1 beschreibt ein Verfahren zur Messung des Gasdruckes in Gasfeder- oder Gasspeicherkugeln. Dabei wird das Fahrwerkssystem unterschiedlichen Druckniveaus ausgesetzt und jeweils die Temperatur in Kombination mit dem Druckniveau gemessen, wobei aus dem Temperaturunterschied in Relation zu den Druckniveaus eine Aussage über Zustand des Speichers möglich ist. Zur Durchführung des Verfahrens ist eine stationäre Anlage in einer Werkstatt notwendig.
Aus der gattungsbildenden US 3 477 273 ist ein Verfahren bekannt, bei dem das Temperaturverhalten eines im Fahrzeug eingebauten Schwingungsdämpfers erfasst wird. Auf einer stationären Vorrichtung, z. B. in einer Werkstatt, wird ein Fahrzeugrad einer Anregung ausgesetzt. Die dabei auftretenden Temperaturveränderung am Schwingungsdämpfer dient als Maß zur Bestimmung des Verschleißzustands des Schwingungsdämpfers.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Überprüfung des Verschleißzustandes eines Schwingungsdämpfers zu schaffen, das zuverlässig funktioniert und weitgehend frei von Fremdeinflüssen ein aussagefähiges Ergebnis liefert.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass während der Fahrt des Fahrzeugs als Maß für eine Anregung auf den Schwingungsdämpfers eine Radbeschleunigung von einem dem Schwingungsdämpfer oder einer Fahrzeugachse zugeordneten Sensor erfasst, über eine definierte zeitliche Periode gemessen, gemittelt und als Eingangsgröße für das Verfahren verwendet wird.
Ein Schwingungsdämpfer setzt mechanische Energie, die bei einer äußeren Anregung auf den Schwingungsdämpfer einwirkt, in Wärmeenergie um. Wenn man ein Zeitfenster betrachtet, liegt der Erfindung die Überlegung zugrunde, dass die Wärmeleistung des Schwingungsdämpfers und die äußere Anregung als mechanische Leistung in einem funktionalen Zusammenhang stehen. Ein bestimmungsgemäß funktionierender Schwingungsdämpfer lässt eine äußere Anregung in einem definierten zeitlichen Rahmen abklingen, wobei eine bestimmte Wärmemenge entsteht. Wird von dem Schwingungsdämpfer nicht genügend Wärme bezogen auf ein Zeitfenster erzeugt, dann ist davon auszugehen, dass der Schwingungsdämpfer defekt ist, z. B. ein Ölverlust vorliegt oder ein Dämpfventilbauteil nicht mehr ordnungsgemäß funktioniert.
Die Anregung wird über eine definierte zeitliche Periode gemessen, gemittelt und als Eingangsgröße für das Verfahren verwendet. Dadurch wird eine Trägheit in der Übertragung der Wärme im Schwingungsdämpfer auf einen Temperaturaufnehmer kompensiert.
Zur exakten Erfassung der äußeren Anregung wird die Radbeschleunigung erfasst. Für das Verfahren ist bei einem konventionellen nicht verstellbaren Schwingungsdämpfer ein Temperatursensor am oder im Schwingungsdämpfer erforderlich. Die weiteren genannten Sensoren sind bei einem modernen Fahrzeug bereits für andere Systeme, wie z. B. Antriebschlupfregelung oder ESP bereits vorhanden. Ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens besteht darin, dass es auch im eingebauten Zustand des Schwingungsdämpfers ohne zusätzlichen Prüfaufwand währen der Fahrt funktioniert.
Prinzipiell kann man von einem Festwert für die Temperatur des Schwingungsdämpfers ausgehen, wenn dieser einer gleichbleibenden äußeren Anregung ausgesetzt ist. Wesentlich genauer wird das Verfahren jedoch, wenn die Umgebungstemperatur des Schwingungsdämpfers gemessen und als Korrekturgröße verwendet wird, um einen Kühleffekt zu berücksichtigen, durch den sich ein anderer Festwert einstellen wird.
Ergänzend kann dazu noch die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs gemessen und als Korrekturgröße verwendet werden, da davon auszugehen ist, dass bei einer hohen Fahrgeschwindigkeit ebenfalls ein Kühleffekt auftritt.
Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch ist in einem Speicher ein Kennfeld abgelegt ist, das eine Anzahl von Referenzwerten aufweist, die als Maß für die Funktionstüchtigkeit anzusehen ist.
Besonders einfach lässt sich das Verfahren dann anwenden, wenn der Schwingungsdämpfer über eine Spule, die auf einen Ventilkörper wirkt, in seiner Dämpfkraft einstellbar ist, wobei aus der elektrischen Widerstandsänderung der Spule die Betriebstemperatur des Schwingungsdämpfers ermittelt wird. Man benötigt dann keinen separaten Sensor zur Erfassung der Schwingungsdämpfertemperatur.
Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Die einzige Figur zeigt ein Kolben-Zylinderaggregat 1 in der Bauform eines Schwingungsdämpfers mit verstellbarer Dämpfkraft, wobei sich die Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Der Schwingungsdämpfer 1 umfasst einen Zylinder 3, in dem eine Kolbenstange 5 eine Hubbewegung auf der Längsachse 7 ausführen kann. Endseitig wird der Zylinder von einem Bodenventil 9 und einer Kolbenstangenführung 11 begrenzt. Ein an der Kolbenstange 5 befestigter Kolben 13 mit Dämpfventilen unterteilt den Zylinder in einen kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 15 und einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum 17. Der kolbenstangenseitige Arbeitsraum 15 ist über eine Anschlussöffnung 19 und eine Fluidverbindung 21 an ein verstellbares Dämpfventil 23 angeschlossen. Durch die Bestromung einer Spule 25 kann ein Ventilkörper einen Volumenstrom in der Fluidverbindung 21 durch ein nicht dargestelltes Dämpfventil in einen Ausgleichsraum 27 beeinflussen und damit die

Claims

Verfahren zur Prüfung des Verschleißzustands von einem Schwingungsdämpfer im eingebauten Zustand in einem Kraftfahrzeug, wobei der Schwingungsdämpfer einer Anregung ausgesetzt ist und als ein das Dämpfverhalten des Schwingungsdämpfers repräsentierender Parameter die Temperatur erfasst und mit einem Referenzwert verglichen wird, wobei die Abweichung zwischen der Temperatur und dem Referenzwert als Maß für den Verschleißzustand des Schwingungsdämpfers dient, dadurch gekennzeichnet, dass während der Fahrt des Fahrzeugs als Maß für eine Anregung auf den Schwingungsdämpfer (1) eine Radbeschleunigung von einem dem Schwingungsdämpfer (1) oder einer Fahrzeugachse zugeordneten Sensor (35) erfasst, über eine definierte zeitliche Periode gemessen, gemittelt und als Eingangsgröße für das Verfahren verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umgebungstemperatur des Schwingungsdämpfers (1) gemessen und als Korrekturgröße verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs gemessen und als Korrekturgröße verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Speicher (37) ein Kennfeld (39; 41) abgelegt ist, das eine Anzahl von Referenzwerten aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungsdämpfer (1) über eine Spule (25), die auf einen Ventilkörper wirkt, in seiner Dämpfkraft einstellbar ist, wobei aus der elektrischen Widerstandsänderung der Spule (25) die Betriebstemperatur des Schwingungsdämpfers (1) ermittelt wird.