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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Niveauregelung eines Kraftfahrzeugs, mit einer Druckmediumquelle, die über eine Schaltventileinrichtung mit zwei Federbeinen verbunden ist und zwei Verfahren mit einer derartigen Einrichtung.
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Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2004 021 592 A1 ist ein Verfahren zur Luftmengenregelung mit einer geschlossenen Luftversorgungsanlage für ein Fahrwerk bekannt. Die Luftversorgungsanlage umfasst einen Kompressor, einen Luftspeicher und zwei Luftfedern. Die beiden Luftfedern stehen über eine Rückschlagventilkombination miteinander in Verbindung und werden mit Hilfe von fünf 2/2-Wegeventilen pneumatisch betätigt. Aus der deutschen Patentschrift
DE 32 23 263 C2 ist eine Einrichtung zur Niveauregelung eines Kraftfahrzeugs mit einem Niveauregelventil bekannt, das als Vierwegeventil mit einer zusätzlichen Ableitung und drei Schaltstellungen ausgeführt ist. Das Niveauregelventil kann auch in zwei Dreiwegeventile aufgeteilt sein.
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Die
DE 103 44 153 A1 zeigt ein Luftfedersystem in Kraftfahrzeugen mit Niveauregulierung, wobei eine Niveauregelanlage einen Kompressor, einen Lufttrockner und mehrere Luftfedern aufweist, wobei je Luftfeder ein steuerbares Ventil vorgesehen ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Niveauregelung im Hinblick auf die Herstellkosten zu optimieren.
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Die Aufgabe ist bei einer Einrichtung zur Niveauregelung eines Kraftfahrzeugs, mit einer Druckmediumquelle, die über eine Schaltventileinrichtung mit zwei Federbeinen verbunden ist, dadurch gelöst, dass die Schaltventileinrichtung genau ein Federbeinventil umfasst, das zwischen die beiden Federbeine geschaltet ist. Das liefert den Vorteil, dass gegenüber dem bekannten Stand der Technik entweder ein Federbeinventil eingespart oder ein einfacheres Federbeinventil zur pneumatischen Betätigung der Federbeine verwendet werden kann. Bei der Druckmediumquelle handelt es sich vorzugsweise um einen Kompressor. Die Druckmediumquelle kann aber alternativ oder zusätzlich auch einen Druckmediumspeicher umfassen. Bei dem Druckmedium handelt es sich vorzugsweise um komprimierte Luft.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Einrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass das Federbeinventil zwischen die Druckmediumquelle und eines der Federbeine geschaltet ist. Durch das Federbeinventil kann die Verbindung der Druckmediumquelle zu einem der Federbeine gesteuert, das heißt freigegeben oder unterbrochen werden. Das andere Federbein ist permanent und unabhängig von dem Federbeinventil mit der Druckmediumquelle verbunden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Einrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass das Federbeinventil als 2/2-Wegeventil mit einer Öffnungsstellung ausgeführt ist, in der eine Verbindung zwischen der Druckmediumquelle und einem der Federbeine sowie zwischen den beiden Federbeinen geöffnet ist. Das 2/2-Wegeventil wird zum Beispiel über ein Steuergerät vorzugsweise elektromagnetisch betätigt.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Einrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass das Federbeinventil als 2/2-Wegeventil mit einer Schließstellung ausgeführt ist, in der die Verbindung zwischen der Druckmediumquelle und einem der Federbeine sowie zwischen den beiden Federbeinen unterbrochen ist. Wenn das System nicht regelt, sind die beiden Federbeine nicht miteinander verbunden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Einrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass ein zu der Druckmediumquelle hin schließendes Rückschlagventil zwischen die Druckmediumquelle und eines der Federbeine geschaltet ist. Das Rückschlagventil verhindert ein Rückströmen von Luft, insbesondere aus dem permanent mit der Druckmediumquelle verbundenen Federbein zu der Druckmediumquelle. Das Rückschlagventil ist vorzugsweise in die Druckmediumquelle integriert.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der zeichnet sich dadurch aus, dass ein Trockner und/oder ein Drosselrückschlagventil zwischen die Druckmediumquelle und das Federbeinventil beziehungsweise eines der Federbeine geschaltet sind/ist. Der Trockner dient dazu, Wasser aus der durchströmenden Luft abzuführen. Das Drosselrückschlagventil ermöglicht eine druckgeminderte beziehungsweise druckbeaufschlagte Trocknerdurchströmung.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Einrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen der Druckmediumquelle und dem Federbeinventil beziehungsweise einem der Federbeine eine Zweigstelle vorgesehen ist, an der eine Druckentlastungsleitung abzweigt, in der ein Ablassventil angeordnet ist. Die Druckentlastungsleitung mündet in einen Druckentlastungsraum, insbesondere die Umgebung. Das Ablassventil ist vorzugsweise als elektromagnetisch betätigtes 2/2-Wegeventil mit einer Öffnungs- und einer Schließstellung ausgeführt.
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Bei einem Verfahren zur Niveauregelung eines Kraftfahrzeugs mit einer vorab beschriebenen Einrichtung, ist die vorab angegebene Aufgabe dadurch gelöst, dass generell beide Federbeine befüllt beziehungsweise entleert werden, wobei anschließend ein Druckausgleich zwischen den beiden Federbeinen durchgeführt wird. Dieses Regelkonzept wird verwendet, wenn auf eine Einzelregelung der Federbeine verzichtet werden kann und liefert unter anderem den Vorteil, dass nur ein Niveausensor benötigt wird, der an einem der Federbeine oder an einem Stabilisator angebracht sein kann.
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Die oben angegebene Aufgabe ist bei einem Verfahren zur Niveauregelung eines Kraftfahrzeugs mit einer vorab beschriebenen Einrichtung auch dadurch gelöst, dass die Druckmediumquelle zum Anheben des permanent mit der Druckmediumquelle verbundenen Federbeins bei geschlossenem Federbeinventil und bei geschlossenem Ablassventil eingeschaltet beziehungsweise zugeschaltet wird. Je nach Einschalt- beziehungsweise Zuschaltdauer wird das permanent mit der Druckmediumquelle verbundene Federbein mehr oder weniger angehoben. Das andere Federbein verändert dabei seinen Zustand nicht.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass zum Abheben des nicht permanent mit der Druckmediumquelle verbundenen Federbeins zunächst beide Federbeine angehoben werden, indem das Federbeinventil bei geschlossenem Ablassventil und bei eingeschalteter beziehungsweise zugeschalteter Druckmediumquelle geöffnet wird; danach wird das permanent mit der Druckmediumquelle verbundene Federbein durch Öffnen des Ablassventils bei geschlossenem Federbeinventil abgesenkt. Beim Absenken ist die Druckmediumquelle vorzugsweise abgeschaltet beziehungsweise weggeschaltet.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass das Ablassventil zum Absenken des permanent mit der Druckmediumquelle verbundenen Federbeins bei geschlossenem Federbeinventil geöffnet wird. Dabei bleibt die Druckmediumquelle vorzugsweise abgeschaltet beziehungsweise weggeschaltet.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass zum Absenken des nicht permanent mit der Druckmediumquelle verbundenen Federbeins zunächst beide Federbeine bei geöffnetem Federbeinventil und bei geöffnetem Ablassventil abgesenkt werden; danach wird das permanent mit der Druckmediumquelle verbundene Federbein durch Anschalten beziehungsweise Zuschalten der Druckmediumquelle bei geschlossenem Federbeinventil und bei geschlossenem Ablassventil angehoben. Bei einer Einzelregelung der Federbeine wird mit Hilfe von geeigneten Sensoren das Niveau der einzelnen Federbeine erfasst.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist.
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Die 1 bis 4 zeigen einen Pneumatikschaltplan einer erfindungsgemäßen Niveauregelungseinrichtung in verschiedenen Schaltzuständen.
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In den 1 bis 4 ist ein Pneumatikschaltplan einer erfindungsgemäßen Niveauregelungseinrichtung in verschiedenen Schaltzuständen dargestellt. Die Niveauregelungseinrichtung umfasst zwei Federbeine 1, 2, die auch als Luftfedern bezeichnet werden beziehungsweise Luftfedern enthalten. Zur Niveauregulierung einer Achse eines Kraftfahrzeugs können die beiden Federbeine 1, 2 einzeln oder zusammen abgesenkt oder angehoben werden. Die Federbeine oder Luftfedern 1, 2 werden von einem Kompressor 5 mit komprimierter Luft versorgt. Der Kompressor 5 steht über eine Pneumatikleitung 8 mit dem Federbein 1 in Verbindung. In der Pneumatikleitung 8 verhindert ein Rückschlagventil 11, das vorzugsweise in den Kompressor 5 integriert ist, ein Rückströmen von Luft zum Kompressor 5.
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Ein Trockner 12 und eine Drosselrückschlagventileinrichtung 14 sind in Reihe zwischen das Rückschlagventil 11 und das Federbein 1 geschaltet. Die Drosselrückschlagventileinrichtung 14 umfasst ein Rückschlagventil 15, zu dem eine Drossel 16 parallel geschaltet ist. Zwischen die Drosselrückschlagventileinrichtung 14 und das Federbein 1 ist ein Federbeinventil 20 geschaltet. Das Federbeinventil 20 ist als elektromagnetisch betätigtes 2/2-Wegeventil ausgeführt.
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Zwischen dem Rückschlagventil 11 und dem Trockner 12 ist in der Pneumatikleitung 8 eine Zweigstelle 21 vorgesehen, an der eine Druckentlastungsleitung 22 von der Pneumatikleitung 8 abzweigt. In der Druckentlastungsleitung 22 ist ein Ablassventil 24 vorgesehen, das als elektromagnetisch betätigtes 2/2-Wegeventil ausgeführt ist. Über das Ablassventil 24 kann mit Druck beaufschlagte Luft in die Umgebung abgelassen werden, wie durch einen Pfeil 25 angedeutet ist. Eine weitere Zweigstelle 28 ist in der Pneumatikleitung 8 zwischen der Drosselrückschlagventileinrichtung 14 und dem Federbeinventil 20 vorgesehen. An der Zweigstelle 28 zweigt eine Verbindungsleitung 30 von der Pneumatikleitung 8 ab. Die Verbindungsleitung 30 verbindet die Pneumatikleitung 8 mit dem Federbein 2.
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In dem in 1 dargestellten Zustand der Niveauregelungseinrichtung befindet sich das Federbeinventil 20 in seiner Schließstellung, in der eine Verbindung zwischen der Pneumatikleitung 8 und dem Federbein 1 unterbrochen ist. Das Ablassventil 24 befindet sich ebenfalls in seiner Schließstellung, in welcher eine Verbindung zwischen der Pneumatikleitung 8 und der Umgebung 25 unterbrochen ist. Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung werden die beiden Federbeine 1, 2 nur mit dem einen Federbeinventil 20 angesteuert.
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Der gezeigte Pneumatikschaltplan ist so ausgeführt, dass die Federbeine 1, 2 pneumatisch nicht miteinander verbunden sind, wenn das System nicht regelt, wie man in 1 sieht. Ansonsten könnte es infolge eines Druckausgleichs bei einer Kurvenfahrt zu Radlastverschiebungen kommen, die sich ungünstig auf das Fahrverhalten auswirken könnten. Aus dem gleichen Grund wird die erfindungsgemäße Regelung vorzugsweise auf Fahrzustände mit keiner oder nur geringer Querbeschleunigung begrenzt. Gemäß einem weiteren wesentlichen Aspekt der Erfindung ist das Federbein 2 permanent mit dem Kompressor 5 verbunden. Das Rückschlagventil 11, das zu dem Kompressor 5 hin schließt, verhindert ein Rückströmen von Luft durch den Kompressor 5.
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In 2 ist dargestellt, wie die Luftfedern 1, 2 befüllt werden, um die zugehörigen Federbeine anzuheben. Das Ablassventil 24 ist geschlossen. Das Federbeinventil 20 ist geöffnet. Durch Einschalten des Kompressors 5 werden die beiden Luftfedern 1, 2 gleichzeitig befüllt, wie durch Pfeile 41, 42 angedeutet ist. Ein entsprechender Regelbedarf zum Anheben wird über eine (nicht dargestellte) Sensorik ermittelt. Dabei wird eine Querbeschleunigung und und/oder Seitenneigung des Kraftfahrzeugs erfasst.
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Wenn Regelbedarf zum Anheben besteht, dann wird der Kompressor 5 angeschaltet und das Federbeinventil 20 in seine Öffnungsstellung geschaltet, die in 2 gezeigt ist. Bei Überschreiten einer Grenze für Querbeschleunigung und/oder Seitenneigung wird der Anhebevorgang unterbrochen. Wenn die Federbeine 1, 2 ihr Zielniveau erreicht haben, wird der Kompressor 5 abgeschaltet. Das Federbeinventil 20 wird wieder in seine Schließstellung geschaltet.
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Durch ein erneutes Öffnen beziehungsweise Anschalten des Federbeinventils 20 kann ein Druckausgleich zwischen den beiden Federbeinen 1, 2 durchgeführt werden. Beim Anheben der Federbeine 1, 2 wird der Trockner 12, der vorzugsweise als Lufttrockner ausgeführt ist, druckbeaufschlagt durchströmt und nimmt dabei Wasser aus der durchströmenden Luft auf.
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In 3 ist gezeigt, wie die Luftfedern 1, 2 entleert werden, um die zugehörigen Federbeine 1, 2 abzusenken. Ein entsprechender Regelbedarf zum Absenken wird über die Sensorik ermittelt. Dabei wird eine Querbeschleunigung und/oder Seitenneigung des Kraftfahrzeugs erfasst. Zum Absenken der Federbeine 1, 2 werden sowohl das Ablassventil 24 als auch das Federbeinventil 20 in ihre Öffnungsstellungen geschaltet. Das Entleeren der Luftfedern 1, 2 ist in 3 durch Pfeile 45, 46 und 47 angedeutet. Wenn eine Grenze für Querbeschleunigung und/oder Seitenneigung überschritten wird, dann wird der Absenkvorgang unterbrochen. Wenn die Federbeine 1, 2 ihr Zielniveau erreicht haben, dann werden sowohl das Ablassventil 24 als auch das Federbeinventil 20 wieder in ihre Schließstellung geschaltet.
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Durch ein erneutes Anschalten des Federbeinventils 20 kann gegebenenfalls ein Druckausgleich zwischen den beiden Federbeinen 1, 2 durchgeführt werden. Der Trockner 12 wird aufgrund der Drossel 16 in der Drosselrückschlagventileinrichtung 14 beim Absenken der Federbeine 1, 2 drucklos durchströmt und nimmt Wasser aus der durchströmenden Luft auf. Durch die höhere Wärmeaufnahmekapazität der drucklosen Luft kann mehr Wasser aus dem Trockner 12 abgeführt werden als durch den vorher beschriebenen Anhebevorgang eingelagert wurde.
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In 4 ist gezeigt, wie ein Druckausgleich zwischen den Luftfedern 1, 2 durchgeführt wird. Der Bedarf für den Druckausgleich wird über eine entsprechende Sensorik beziehungsweise Logik erkannt. Zum Durchführen des Druckausgleichs wird das Federbeinventil 20 aus seiner Schließstellung in seine Öffnungsstellung geschaltet. Die dann möglichen Ausgleichsströmungen sind durch einen Doppelpfeil 50 und Pfeile 51 und 52 angedeutet. Nach Ablauf einer bestimmten Zeit wird das Federbeinventil 20 wieder in seine Schließstellung geschaltet, das heißt abgeschaltet. Wenn auf eine Einzelregelung der Federbeine 1, 2 verzichtet werden kann, wobei ein Wankmoment über einen vorderen Stabilisator aufgebaut werden kann, werden generell beide Federbeine 1, 2 befüllt beziehungsweise entleert. Anschließend wird ein Druckausgleich durchgeführt. Für diese Regelung ist nur ein Niveausensor nötig, der an einem Federbein 1, 2 oder am Stabilisator angebracht werden kann.
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Die erfindungsgemäße Niveauregelung ermöglicht aber auch eine Einzelregelung der Federbeine 1, 2. Voraussetzung dafür ist die Möglichkeit, das Niveau jedes einzelnen Federbeins 1, 2 zu bestimmen.
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Zum Anheben der Luftfeder beziehungsweise des Federbeins 1 werden zunächst beide Federbeine 1, 2, wie vorab beschrieben, angehoben. Anschließend wird durch Schalten des Ablassventils 24 bei geschlossenem Federbeinventil 20 Luft aus dem Federbein 2 abgelassen.
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Das Anheben der Luftfeder bezeihungsweise des Federbeins 2 erfolgt durch Anschalten des Kompressors 5 bei geschlossenem Federbeinventil 20.
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Zum Absenken der Luftfeder beziehungsweise des Federbeins 1 werden zunächst, wie oben beschrieben, die Luftfedern und beziehungsweise die Federbeine 1 und 2 gemeinsam abgesenkt. Anschließend wird die Luftfeder 2 durch Anschalten des Kompressors 5 bei geschlossenem Federbeinventil 20 angehoben.
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Zum Absenken der Luftfeder beziehungsweise des Federbeins 2 wird das Ablassventil 24 bei geschlossenem Federbeinventil 20 geöffnet.
