DE102008053860B4

DE102008053860B4 - Kolben-Zylinder-Aggregat

Info

Publication number: DE102008053860B4
Application number: DE200810053860
Authority: DE
Inventors: Winfried Günther
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2008-10-30
Filing date: 2008-10-30
Publication date: 2012-12-06
Anticipated expiration: 2028-10-31
Also published as: DE102008053860A1

Abstract

Kolben-Zylinder-Aggregat für Kraftfahrzeuge eingebaut zwischen einem Radführungsteil und dem Fahrzeugaufbau und einer zwischen dem Radführungsteil und dem Fahrzeugaufbau angeordneten Schraubenfeder, mit mindestens einem Sensor, welcher zwischen dem Fahrzeugaufbau und dem Kolben-Zylinder-Aggregat angeordnet ist und als Kraftaufnehmer ausgebildet ist und mit mindestens einer Auswerteelektronik in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Fahrzeugaufbau (3) und der Schraubenfeder (5) mindestens ein zweiter ebenfalls als Kraftaufnehmer ausgebildeter Sensor (7) angeordnet ist und dass die Signale des ersten und zweiten Sensors (7; 8) der Auswerteelektronik (6) zugeführt werden, und bei Überschreitung eines Unterschieds zwischen den gemessenen Sonsorkraftsignalen von einem Defekt des Kolben-Zylinder-Aggregates (4) oder der Schraubenfeder (5) auszugehen ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kolben-Zylinder-Aggregat für Kraftfahrzeuge eingebaut zwischen einem Radführungsteil und dem Fahrzeugaufbau und einer zwischen dem Radführungsteil und dem Fahrzeugaufbau angeordneten Schraubenfeder, mit mindestens einem Sensor, welcher zwischen dem Fahrzeugaufbau und dem Kolben-Zylinder-Aggregat angeordnet ist und als Kraftaufnehmer ausgebildet ist und mit mindestens einer Auswerteelektronik in Verbindung steht.
Es sind bereits Schwingungsdämpfer für Kraftfahrzeuge bekannt (z. B. DE 10 2004 021 131 B3 ), bei denen der Schwingungsdämpfer zusammen mit einem Reifen eines Rades an der Fahrzeugachse einer Hubanregung ausgesetzt ist, und wobei ab einer bestimmten Abweichung der festgestellten Federarbeit von der gespeicherten Federarbeit eines Reifens von einem defekten Schwingungsdämpfer ausgegangen wird.
Es sind des Weiteren Schwingungsdämpfer mit Überwachungseinrichtungen bekannt (z. B. DE 196 51 162 A1 ), wobei bei der Herstellung des Schwingungsdämpfers bereits eine Kombination aus wenigstens zwei mit der Auswertelektronik der Überwachungseinrichtung verbundenen Sensoren vorgesehen sind. Dabei wird dem Schwingungsdämpfer im Bereich des oberen Arbeitsraumes sowohl ein Drucksensor als auch ein Beschleunigungssensor am Zylinderrohr zugeordnet.
Des Weiteren sind Verfahren zur Funktions- und Ausfallüberwachung von hydraulischen Schwingungsdämpfern bekannt (z. B. DE 10 2004 036 475 B4 ), bei denen die Dämpfertemperatur wenigstens eines Bauteiles und/oder des hydraulischen Dämpfungsmittels gemessen wird und mit der Außentemperatur verglichen wird, so dass aus einer Abweichung einer bestimmten Kenngröße von einem vorgegebenen Sollwert oder Sollwertbereich ein Schadenssignal erzeugt wird.
Die gattungsbildende DE 35 34 211 A1 betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs. Mittels der am Fahrzeug angebrachten Kraftmeßelemente lassen sich insbesondere die auf die Räder wirkenden Kräfte, Antriebs- und Bremsmomente, eine Fahrzeugbelastung und -Beladung, die auf die Lenkung wirkenden Kräfte und Momente sowie die auf die Karosserie, die Fahrwerks- und Antriebssättel wirkenden Kräfte und Momente unmittelbar messen. Die von den verschiedenen Kraftmeßzellen, insbesondere den Sensoren festgestellten Werte werden einer Recheneinheit, insbesondere einem Mikroprozessor zugeführt, der diese Werte in gewünschter Weise auswertet, daraus wie eingangs ausgeführt, weitere Parameter ableitet und entsprechende Signale an die verschiedenen Einrichtungen des Fahrzeuges abgibt, damit diese zur Optimierung der Fahreigenschaften eingestellt werden.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, die Fahrsicherheit eines Kraftfahrzeuges entscheidend zu verbessern, indem im Fahrzeug während der Fahrt die einwandfreie Funktion der Schwingungsdämpfer überwacht wird und bei Verschleiß oder gar Verlust der Dämpfungskraft eine Meldung an den Fahrer des Kraftfahrzeuges erfolgen soll.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhaft ist hierbei, dass mit einfachen Sensoren und einer Vergleichselektronik festgestellt werden kann, ob die gemessenen Werte sich von vorgegebenen Sollwerten unterscheiden, so dass anschließend eine Information an den Fahrer des Kraftfahrzeuges gegeben werden kann.
Die Schwingungsdämpfer werden deshalb während der Fahrt auf ihre Funktion bin ständig überprüft, indem die auftretenden Zug- und Druckkräfte am Schwingungsdämpfer sowie an der Schraubenfeder gemessen und miteinander verglichen werden. Wird der Unterschied zu groß, so wird der Fahrer entsprechend informiert. Dies lässt sich auf eine einfache und kostengünstige Weise durchführen.
Nach einer günstigen Ausführungsform ist daher vorgesehen, dass die Sensoren als Piezoelemente ausgebildet sind.
Vorteilhaft ist hierbei, dass die Sensoren in Form von Kraftaufnehmern (vorzugsweise Piezoelemente) in der Form angebracht werden, dass ein Kraftaufnehmer zwischen dem Fahrzeugaufbau und der Schraubenfeder angeordnet ist und der zweite Kraftaufnehmer zwischen dem Fahrzeugaufbau und dem Kolben-Zylinder-Aggregat fixiert ist. Die Vertikalkräfte, die während der Fahrt auf den Schwingungsdämpfer wirken, wirken ebenso auf die Schraubenfeder. Überschreitet der Unterschied zwischen diesen beiden gemessenen Sensorkraftsignalen einen bestimmten Prozentsatz, so ist von einem defekten Schwingungsdämpfer oder einer defekten Feder auszugehen. Durch das Festlegen von Eingriffsgrenzen bzw. Sollwerten oder Sollbereichen kann diese Information so frühzeitig erfolgen, dass es im Schwingungsdämpfer noch nicht zu gefährlichen Veränderungen gekommen ist und das Fahrverhalten des Fahrzeuges noch nicht negativ beeinflusst worden ist.
Eine weitere günstige Ausführungsform sieht vor, dass die Auswertung der Signale der Sensoren in der Auswerteelektronik erfolgt, und anschließend in einem Anzeigeelement visualisiert werden. Vorteilhaft ist hierbei, dass der Vergleich der Kräfte miteinander und den zugehörigen Eingriffsgrenzen in einer separaten Auswerteelektronik erfolgen kann und die Werte ggf. gespeichert werden können.
Eine günstige Ausführungsform sieht vor, dass bei Überschreitung von vorgegebenen Grenzwerten ein Warnhinweis an den Fahrzeugführer gegeben wird. Hierbei ist von Vorteil, dass problemlos dem Fahrer des Kraftfahrzeuges über eine entsprechende Meldung die Information über den Zustand bzw. einen oder mehreren defekten Schwingungsdämpfer mitgeteilt werden kann.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt.
Es zeigt:
1 ein Fahrzeug mit einer Überwachungseinrichtung, schematisch
2 schematisch das Prüfprinzip
3 und 4 entsprechende Auswertedaten in entsprechenden Diagrammen.
In der 1 ist ein Kraftfahrzeug 1 dargestellt, bei dem zwischen der Radaufhängung 2 und dem Fahrzeugaufbau 3 Kolben-Zylinder-Aggregate 4 zusammen mit jeweils einer Schraubenfeder 5 dargestellt sind. Eine Auswerteelektronik 6 ist an geeigneter Stelle im Fahrzeug untergebracht.
Die 2 zeigt schematisch die Radaufhängung 2 sowie den Fahrzeugaufbau 3, wobei zwischen diesen beiden Bauteilen eine Schraubenfeder 5 sowie ein Kolben-Zylinder-Aggregat 4 vorgesehen ist. Zwischen dem Fahrzeugaufbau 3 und der Schraubenfeder 5 ist ein erster Sensor 7 und zwischen dem Fahrzeugaufbau 3 und dem Kolben-Zylinder-Aggregat 4 ein zweiter Sensor 8 angeordnet.
Um die Funktion der Fahrsicherheit zu überprüfen sind z. B. die Sensoren in Form von Piezoelementen ausgebildet, diese Quarze geben bei dynamischer Belastung ein analoges Spannungssignal ab, wobei dieses analoge Spanungssignal anschließend laufend in einer Auswerteelektronik unter Zugrundelegung entsprechender Toleranzgrenzen verglichen wird. Auf diese Art und Weise kann zu jeder Zeit eine Aussage über den technischen Zustand und die Funktion der Kolben-Zylinder-Aggregate getroffen werden und in einer zugehörigen Fahrzeugvisualisierung zur Anzeige gebracht werden.
Aus der 3 sind Messkurven in einem Diagramm aufgezeichnet, wobei die Messkurve 9 sich auf den Sensor 7 zwischen Fahrzeugaufbau 3 und Schraubenfeder 5 bezieht, während die Messkurve 10 die Auswertung des Sensors 8 zwischen dem Fahrzeugaufbau und dem Kolben-Zylinder-Aggregat 4 wiedergibt.
In der 4 ist ein Beispiel dargestellt, in dem ein entsprechender Sollwertbereich der Schraubenfeder 5 und des Kolbe-Zylinder-Aggregates 4 dargestellt wird und wobei bei Überschreitung oder Unterschreitung eines entsprechenden Kräfteverhältnisses der Ausfall des Schwingungsdämpfers oder Feder zu erkennen ist.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug
2: Radaufhängung
3: Fahrzeugaufbau
4: Kolben-Zylinder-Aggregat
5: Schraubenfeder
6: Auswerteelektronik
7: erster Sensor
8: zweiter Sensor
9: Messkurve
10: Messkurve

Claims

Kolben-Zylinder-Aggregat für Kraftfahrzeuge eingebaut zwischen einem Radführungsteil und dem Fahrzeugaufbau und einer zwischen dem Radführungsteil und dem Fahrzeugaufbau angeordneten Schraubenfeder, mit mindestens einem Sensor, welcher zwischen dem Fahrzeugaufbau und dem Kolben-Zylinder-Aggregat angeordnet ist und als Kraftaufnehmer ausgebildet ist und mit mindestens einer Auswerteelektronik in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Fahrzeugaufbau (3) und der Schraubenfeder (5) mindestens ein zweiter ebenfalls als Kraftaufnehmer ausgebildeter Sensor (7) angeordnet ist und dass die Signale des ersten und zweiten Sensors (7; 8) der Auswerteelektronik (6) zugeführt werden, und bei Überschreitung eines Unterschieds zwischen den gemessenen Sonsorkraftsignalen von einem Defekt des Kolben-Zylinder-Aggregates (4) oder der Schraubenfeder (5) auszugehen ist.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Sensoren (7; 8) Piezoelemente vorgesehen sind.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertung der Signale der Sensoren (7; 8) in der Auswerteelektronik (6) erfolgt, und anschließend in einem Anzeigeelement visualisiert werden.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreitung von vorgegebenen Grenzwerten ein Warnhinweis an den Fahrzeugführer gegeben wird.