DE102011109257B4 - Method for level control of the motor vehicle body of a motor vehicle and device for carrying out this method - Google Patents
Method for level control of the motor vehicle body of a motor vehicle and device for carrying out this method Download PDFInfo
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Abstract
Verfahren zur Niveauregelung des Kraftfahrzeugaufbaus eines Kraftfahrzeuges mit Luftfederung, bei welchem wenigstens in Abhängigkeit der Sensorsignale von Fahrzeugniveausensoren (2) – zum Heben des Kraftfahrzeugniveaus die Luftfedern (1) von Radaufhängungen des Kraftfahrzeugs von einer gesteuerten Luftversorgungseinrichtung (3) über Druckleitungen und gesteuerten Wegeventilen (4a) mit Druckluft beaufschlagt werden, oder – zum Absenken des Kraftfahrzeugniveaus die Luftfedern (1) durch Umsteuern der Wegeventile (4a) mit einem Druckspeicher (5) verbindbar sind, oder – durch Schließen von mit den Luftfedern (1) verbundenen Sperrventilen (4b) das eingestellte Kraftfahrzeugniveau haltbar ist, wobei – im regulären Betrieb der Niveauregelung mittels einer Berechnungseinheit (6) aus den Sensorsignalen Steuersignale für die Wegeventile (4a) und Sperrventile (4b) erzeugt werden und – im Fehlerfall der Berechnungseinheit (6) mittels einer Steuereinheit (7) aus den Sensorsignalen Steuersignale für die Luftversorgungseinheit (3) und Steuersignale für die Wegeventile (4a) und Sperrventile (4b) erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, dass – im regulären Betrieb der Niveauregelung mittels der Berechnungseinheit (6) aus den Sensorsignalen die Luftfederposition bestimmenden Regelgrößen für die Luftversorgungseinrichtung (3) berechnet werden, wobei wenigstens eine Regelgröße für die Luftversorgungseinrichtung (3) der Steuereinheit (7) zur Erzeugung von Steuersignalen für die Luftversorgungseinrichtung (3) zugeführt wird.Method for level control of the motor vehicle body of a motor vehicle with air suspension, wherein at least in response to the sensor signals from vehicle level sensors (2) - for lifting the motor vehicle level, the air springs (1) of wheel suspensions of the motor vehicle from a controlled air supply device (3) via pressure lines and controlled directional control valves (4a ) are acted upon with compressed air, or - for lowering the motor vehicle levels, the air springs (1) by reversing the directional control valves (4a) with a pressure accumulator (5) are connectable, or - by closing with the air springs (1) connected shut-off valves (4b) is maintained in the regular operation of the level control by means of a calculation unit (6) from the sensor signals control signals for the directional control valves (4a) and shut-off valves (4b) and - in the event of an error of the calculation unit (6) by means of a control unit (7) from the sensor signals St euersignale for the air supply unit (3) and control signals for the directional control valves (4a) and shut-off valves (4b) are generated, characterized in that - in the regular operation of the level control means of the calculation unit (6) from the sensor signals, the air spring position determining control variables for the air supply device ( 3), wherein at least one control variable for the air supply device (3) of the control unit (7) for generating control signals for the air supply device (3) is supplied.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Niveauregelung des Kraftfahrzeugaufbaus eines Kraftfahrzeuges mit Luftfederung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 5.The invention relates to a method for level control of the motor vehicle body of a motor vehicle with air suspension according to the preamble of patent claim 1 and an apparatus for carrying out this method according to the preamble of patent claim 5.
Moderne Kraftfahrzeuge sind mit einer Niveauregelung ausgestattet, die auf voll tragenden Luftfedern basiert. Je nach Beladungszustand gleicht die Niveauregelung die Niveaulage aus, so dass ein zu starkes Absinken der Karosserie verhindert wird.Modern motor vehicles are equipped with a level control based on fully supporting air springs. Depending on the load condition, the level control compensates for the level position so that excessive body drop is prevented.
Der Ausfall einer Luftfeder im Kraftfahrzeug kann in Abhängigkeit des zuletzt eingestellten Kraftfahrzeugniveaus zu erheblichen Komforteinbußen führen. So ist bspw. bei einem Ausfall einer Luftfeder im oberen Stellbereich die Fahrzeugstabilität bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten reduziert. Umgekehrt kann ein Ausfall, welcher zu einer Position unterhalb des regulären Stellbereichs der Luftfeder führt, eine Einschränkung des nutzbaren Lenkradwinkels nach sich ziehen, da in einer solchen Position bei einem großen Lenkradwinkel die Räder am Radkasten des Kraftfahrzeugs anstoßen können.The failure of an air spring in the motor vehicle can lead to significant loss of comfort depending on the last adjusted motor vehicle levels. Thus, for example, in the event of a failure of an air spring in the upper setting range, vehicle stability is reduced at high vehicle speeds. Conversely, a failure that leads to a position below the regular setting range of the air spring, a restriction of the usable steering wheel angle entrain, since in such a position at a large steering wheel angle, the wheels on the wheel arch of the motor vehicle can abut.
Ein gattungsbildendes Verfahren zur Niveauregelung ist aus der
Bei diesem bekannten Verfahren zur Niveauregelung schickt die erste Steuereinheit in zeitlichen Abständen über eine Signalleitung ein Signal an die zweite Steuereinheit, die eine Prüfvorrichtung aufweist. In dieser Prüfvorrichtung wird überprüft, ob die zweite Steuereinheit jedes von der ersten Steuereinheit erwartete Signal empfängt. Bleibt in der zweiten Steuereinheit ein von der ersten Steuereinheit erwartetes Signal aus, übernimmt die zweite Steuereinheit die Steuerung der Ventile des Ventilblockes, so dass durch die Ansteuerung dieser Ventile das Fahrzeug in einen fahrdynamisch sicheren Zustand überführt werden kann.In this known method for level control sends the first control unit at intervals over a signal line, a signal to the second control unit, which has a test device. In this test apparatus it is checked whether the second control unit receives each signal expected by the first control unit. If a signal expected by the first control unit remains in the second control unit, the second control unit takes over the control of the valves of the valve block, so that the control of these valves can convert the vehicle into a driving-dynamics-safe state.
Ferner wird der Vollständigkeit halber auf die
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Niveauregelung des Kraftfahrzeugaufbaus eines Kraftfahrzeuges mit Luftfederung der eingangs genannten Art anzugeben, bei welchem im Fehlerfall der Niveauregelung das Kraftfahrzeug dennoch fahrbereit bleibt, um bspw. eine Weiterfahrt in eine Kfz-Werkstatt zu ermöglichen. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens anzugeben.The object of the invention is to provide a method for level control of the motor vehicle body of a motor vehicle with air suspension of the type mentioned, in which in case of failure of the level control, the motor vehicle still remains ready to drive, for example, to continue driving in a car workshop. It is another object of the invention to provide a device for carrying out this method according to the invention.
Die erstgenannte Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.The first object is achieved by a method having the features of patent claim 1.
Bei einem solchen Verfahren zur Niveauregelung des Kraftfahrzeugaufbaus eines Kraftfahrzeuges mit Luftfederung, bei welchem wenigstens in Abhängigkeit der Sensorsignale von Fahrzeugniveausensoren zum Heben des Kraftfahrzeugniveaus die Luftfedern von Radaufhängungen des Kraftfahrzeugs von einer gesteuerten Luftversorgungseinrichtung über Druckleitungen und gesteuerten Wegeventilen mit Druckluft beaufschlagt werden oder zum Absenken des Kraftfahrzeugniveaus die Luftfedern durch Umsteuern der Wegeventile mit einem Druckspeicher verbindbar sind, oder durch Schließen von mit den Luftfedern verbundenen Sperrventilen das eingestellte Kraftfahrzeugniveau haltbar ist, wobei im regulären Betrieb der Niveauregelung mittels einer Berechnungseinheit aus den Sensorsignalen Steuersignale für die Wegeventile und Sperrventile erzeugt werden und im Fehlerfall der Berechnungseinheit mittels einer Steuereinheit aus den Sensorsignalen Steuersignale für die Luftversorgungseinheit und Steuersignale für die Wegeventile und Sperrventile erzeugt werden, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass im regulären Betrieb der Niveauregelung mittels der Berechnungseinheit aus den Sensorsignalen die Luftfederposition bestimmenden Regelgrößen für die Luftversorgungseinrichtung berechnet werden, wobei wenigstens eine Regelgröße für die Luftversorgungseinrichtung der Steuereinheit zur Erzeugung von Steuersignalen für die Luftversorgungseinrichtung zugeführt wird.In such a method for level control of the motor vehicle body of a motor vehicle with air suspension, in which at least in response to the sensor signals from vehicle level sensors for lifting the motor vehicle level, the air springs of wheel suspensions of the motor vehicle from a controlled air supply device via pressure lines and controlled directional valves are pressurized with compressed air or to lower the vehicle level the air springs can be connected by reversing the directional valves with a pressure accumulator, or by closing connected to the air valves stop valves the set motor vehicle level is stable, being generated in the regular operation of the level control means of a calculation unit from the sensor signals control signals for the directional control valves and shut-off valves and in case of failure the calculation unit by means of a control unit from the sensor signals control signals for the air supply unit and control signals f r the directional control valves and check valves are produced, the invention provides that are calculated during normal operation of the level control means of the computing unit from the sensor signals the air spring position determining control parameters for the air supply means, at least one control variable for the Air supply means of the control unit for generating control signals for the air supply device is supplied.
Erfindungsgemäß wird also eine Rückfallebene der Niveauregelung dadurch erzeugt, dass die Ansteuerung der einzelnen Komponenten der Niveauregelung nicht über eine einziges Steuergerät erfolgt, sondern mittels zwei voneinander getrennten Vorrichtungen, nämlich einer Berechnungseinheit als erste Komponente und einer Steuereinheit als zweite Komponente durchgeführt wird, so dass im regulären Betrieb die Berechnungseinheit Regelungsvorgaben für das einzustellende Fahrzeugniveau erzeugt und die Steuereinheit diese Regelungsvorgaben in Steuersignale für die Luftversorgungseinheit umsetzt. Dabei ist diese Steuereinheit derart ausgebildet, dass bei Ausfall oder erkanntem Fehlverhalten der Berechnungseinheit die zweite Komponente, also die Steuereinheit die Ansteuerung aller Komponenten der Niveauregelung übernimmt.According to the invention, a fallback level of the level control is thus generated in that the control of the individual components of the level control is not performed by a single control device, but by means of two separate devices, namely a calculation unit as the first component and a control unit is performed as a second component, so that in regular operation, the calculation unit generates control specifications for the vehicle level to be set and the control unit converts these control specifications into control signals for the air supply unit. In this case, this control unit is designed such that in case of failure or detected malfunction of the calculation unit, the second component, so the control unit takes over the control of all components of the level control.
Damit ist es möglich, auf der erfindungsgemäßen Rückfallebene einen Notlaufbetrieb des Gesamtsystems „Luftfeder” sicherzustellen, bzw. dieses System in einen sicheren Zustand zu überführen, um eine Weiterfahrt mit dem Kraftfahrzeug zu ermöglichen, d. h. im erkannten Fehlerfall werden mit den von der Steuereinheit erzeugten Steuersignalen die Luftfedern in eine Rückfallebene gesteuert.Thus, it is possible to ensure emergency operation of the overall system "air spring" on the fallback level according to the invention, or to transfer this system to a safe state in order to enable a further travel with the motor vehicle, ie. H. in the event of a fault, the air springs are controlled in a fallback level with the control signals generated by the control unit.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist es auch möglich, dass im Fehlerfall mit den von der Steuereinheit erzeugten Steuersignalen eine gegenüber dem regulären Betrieb eingeschränkte Niveauregelung durchgeführt wird.In one embodiment of the invention, it is also possible that in the event of an error with the control signals generated by the control unit, a limited compared to the regular operation level control is performed.
In vorteilhafter Weise ist die Luftversorgungseinrichtung mit einem elektrischen Druckluftkompressor ausgestattet, so dass im regulären Betrieb als auch im Fehlerfall ein für die Luftversorgungseinrichtung von der Steuereinheit erzeugtes Steuersignal diesem elektrischen Druckluftkompressor zugeführt wird.Advantageously, the air supply device is equipped with an electric air compressor so that in normal operation as well as in the event of a fault for the air supply device generated by the control unit control signal is supplied to this electric air compressor.
Die zweitgenannte Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5.The second-mentioned object is achieved by a device having the features of patent claim 5.
Eine solche Vorrichtung zur Niveauregelung des Kraftfahrzeugaufbaus eines Kraftfahrzeuges mit Luftfederung, die eine Luftversorgungseinrichtung, Luftfedern, die über Wegeventile mit der Luftversorgungseinrichtung oder mit einem Druckspeicher verbindbar sind, mit den Luftfedern verbindbare Sperrventile, Fahrzeugniveausensoren, eine für den regulären Betrieb der Niveauregelung vorgesehene Berechnungseinheit, welche aus den Sensorsignalen Steuersignale für die Wegeventile und Sperrventile berechnet und eine Steuereinheit, welche im Fehlerfall der der Berechnungseinheit zur Erzeugung von Steuersignalen für die Luftversorgungseinheit und von Steuersignalen für die Wegeventile und Sperrventile in Abhängigkeit der Sensorsignale der Fahrzeugniveausensoren ausgebildet ist, umfasst, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass für den regulären Betrieb der Niveauregelung die Berechnungseinheit ausgebildet ist, aus den Sensorsignalen die Luftfederposition bestimmenden Regelgrößen für die Luftversorgungseinrichtung zu berechnen und der Steuereinheit wenigstens eine Regelgröße zur Erzeugung von Steuersignalen für die Luftversorgungseinrichtung zugeführt ist.Such a device for level control of the motor vehicle body of a motor vehicle with air suspension, an air supply device, air springs which are connectable via directional control valves with the air supply device or with a pressure accumulator, with the air springs connectable check valves, vehicle level sensors, provided for the regular operation of the level control calculation unit, which from the sensor signals control signals for the directional control valves and check valves calculated and a control unit which is formed in the event of an error of the calculation unit for generating control signals for the air supply unit and control signals for the directional control valves and shut-off valves in response to the sensor signals of the vehicle level sensors, characterized according to the invention characterized from that for the regular operation of the level control, the calculation unit is formed from the sensor signals, the air spring position determining control variables for the air supply device to calculate and the control unit is supplied at least one controlled variable for generating control signals for the air supply device.
Mit einer solchen Vorrichtung wird zur Realisierung einer Rückfallebene die Regelungsaufgabe auf zwei Komponenten aufgeteilt, wobei im Fehlerfall der ersten Komponente die zweite Komponente die Regelungsaufgabe teilweise oder vollständig übernimmt, so dass das Gesamtsystem „Luftfederd. h in einen sicheren Zustand überführt wird und eine Weiterfahrt mit dem Kraftfahrzeug möglich wird.With such a device, the control task is divided into two components for realizing a fallback level, wherein in the event of a fault of the first component, the second component takes over the control task partially or completely, so that the overall system "Luftfederd. h is transferred to a safe state and further travel with the motor vehicle is possible.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die Luftversorgungsanlage dieser Vorrichtung einen elektrisch betriebenen Druckluftkompressor.According to an advantageous embodiment of the invention, the air supply system of this device comprises an electrically operated air compressor.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf eine einzige Figur ausführlich beschrieben. Diese
Die Niveauregelungsvorrichtung eines Kraftfahrzeug gemäß
- – vier Luftfedern
1 an den Radaufhängungen des Kraftfahrzeugs, - – ein Magnetventilblock
4 mitWegeventilen 4a undSperrventilen 4b sowieDrucksensoren 4c , - – einem Druckspeicher
5 , - – einer
Luftversorgungseinrichtung 3 mit einemKompressor 3a , der von einemElektromotor 3b angetrieben wird, einemWegeventil 3c und einemTemperatursensor 3d , - – vier Fahrzeugniveausensoren
2 , die jeweils einer Luftfeder1 zugeordnet sind, - – einer
Berechnungseinheit 6 und - – einer
Steuereinheit 7 .
- - four air springs
1 on the wheel suspensions of the motor vehicle, - - a solenoid valve block
4 withdirectional valves 4a andcheck valves 4b as well aspressure sensors 4c . - - An accumulator
5 . - - an
air supply device 3 with acompressor 3a that of anelectric motor 3b is driven, adirectional control valve 3c and atemperature sensor 3d . - - four vehicle level sensors
2 , each one an air spring1 assigned, - - a
calculation unit 6 and - - a
control unit 7 ,
Im regulären Betrieb der Niveauregelungsvorrichtung werden der Berechnungseinheit
Aus diesen Sensorsignalen berechnet die Berechnungseinheit
In Abhängigkeit der Steuersignale der Berechnungseinheit
Falls zum Absenken des Fahrzeugniveaus der Druckspeicher
Wird ein Fehler erkannt oder ein Ausfall der Berechnungseinheit
Hierzu erhält die Steuereinheit
Auf der Basis dieser Sensorsignale erzeugt die Steuereinheit
Die Steuereinheit
Auch ist es möglich, diese Steuereinheit
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Luftfedernair springs
- 22
- FahrzeugniveausensorenVehicle level sensors
- 33
- LuftversorgungseinrichtungAir supply system
- 3a3a
-
Kompressor der Luftversorgungseinrichtung
3 Compressor of theair supply device 3 - 3b3b
-
Elektromotor des Kompressors
3a Electric motor of thecompressor 3a - 3c3c
-
Wegeventil der Luftversorgungseinrichtung
3 Directional valve of theair supply device 3 - 3d3d
- Temperatursensortemperature sensor
- 44
- MagnetventilblockSolenoid valve block
- 4a4a
-
Wegeventile des Magnetblocks
4 Directional valves of the magnetic block4 - 4b4b
-
Sperrventile des Magnetblocks
4 Block valves of the magnetic block4 - 4c4c
-
Drucksensoren des Magnetblocks
4 Pressure sensors of the magnetic block4 - 55
- Druckspeicheraccumulator
- 66
- Berechnungseinheitcalculation unit
- 77
- Steuereinheitcontrol unit
- a–ga-g
- Steuer- und DatenleitungenControl and data cables
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- 2011-08-02 DE DE102011109257.2A patent/DE102011109257B4/en not_active Expired - Fee Related
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