DE102014112442A1

DE102014112442A1 - Verfahren zur Regelung des Niveaus eines Fahrzeugaufbaus eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE102014112442A1
Application number: DE102014112442.1A
Authority: DE
Inventors: Thomas Sprengel; Steffen Lang
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2014-08-29
Filing date: 2014-08-29
Publication date: 2016-03-03
Anticipated expiration: 2034-08-30
Also published as: DE102014112442B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des Niveaus eines Fahrzeugaufbaus eines Kraftfahrzeuges mittels einer Niveauregelanlage mit Luftfedern, die über Ventile mit einem Druckreservoir oder der Umgebung verbindbar sind, sodass Luft aus den Luftfedern abgelassen werden kann und das Niveau des Fahrzeugaufbaus absenkbar ist, wobei das Niveau des Fahrzeugaufbaus gegenüber einem Bezugspunkt mit Hilfe von Höhenstandsensoren ermittelt wird. Um eine Entlüftung und/oder Beschädigung der Luftfedern effektiv zu verhindern ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die folgenden Verfahrensschritte während eines Ablassvorganges vorgenommen werden: – Bestimmen der in den Luftfedern (1, 2, 3, 4) befindlichen Luftmenge (nLuft); – Fortlaufende Messung des Drucks (pist) in den Luftfedern (1, 2, 3, 4) – Fortlaufende Bestimmung des Niveaus des Fahrzeugaufbaus und – Abbrechen des Ablassvorganges, wenn die Luftmenge (nLuft) in mindestens einer Luftfeder (1, 2, 3, 4) unter einen Schwellwert (nLuft,min) fällt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des Niveaus eines Fahrzeugaufbaus eines Kraftfahrzeuges mittels einer Niveauregelanlage mit Luftfedern, die über Ventile mit einem Druckreservoir oder der Umgebung verbindbar sind, sodass Luft aus den Luftfedern abgelassen werden kann und das Niveau des Fahrzeugaufbaus absenkbar ist, wobei das Niveau des Fahrzeugaufbaus gegenüber einem Bezugspunkt mit Hilfe von Höhenstandsensoren ermittelt wird.
Bei einem sogenannten Ablassvorgang wird Luft aus den Luftfedern abgelassen und damit das Niveau des Fahrzeugaufbaus abgesenkt. Aus dem Stand der Technik ist es allgemein bekannt, dass ein derartiger Ablass- oder Absenkvorgang überwacht wird, beispielsweise indem die Änderung des Niveaus des Fahrzeugaufbaus über die Zeit betrachtet wird. Dabei findet grundsätzlich keine Unterscheidung statt, ob sich die Räder des Fahrzeugs auf festem Untergrund befinden oder ob ein oder mehrere Räder keinen Kontakt zum Boden haben, wie dies beispielsweise auf einer Hebebühne der Fall ist. Dabei besteht jedoch das Problem, dass die Luftfedern entlüften können und insbesondere die Luftfederbälge beschädigt werden. Daher muss stets ermittelt werden, ob die Luftfedern während eines Ablassvorganges entlüftet wird oder nicht.
Zur Lösung dieses Problems wird in der DE 199 59 012 A1 vorgeschlagen, den Druck in den Luftfedern zu überwachen. Gleichzeitig werden die Ausgangssignale der Höhenstandsensoren überwacht, so dass es erkannt wird, wenn das Niveau des Fahrzeugaufbaus sich trotz aktiver Abregelung nicht nach unten verändert. Aus diesen Informationen wird geschlossen, dass sich ein Fahrzeug nicht auf festem Untergrund sondern beispielsweise auf einer Hebebühne befindet und die Räder in der Luft hängen. Das vorbekannte Verfahren stoppt nach einer derartigen Erkennung den weiteren Ablassvorgang, um eine Beschädigung der Luftfedern zu vermeiden.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung unabhängiger von externen Fehlerquellen zu machen, um eine Entlüftung und/oder Beschädigung der Luftfedern effektiv zu verhindern.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind den Unteransprüchen entnehmbar.
Dabei sind erfindungsgemäß die folgenden Verfahrensschritte während eines Ablassvorganges vorgesehen:

– Bestimmen der in den Luftfedern befindlichen Luftmenge;
– Fortlaufende Messung des Drucks in den Luftfedern;
– Fortlaufende Bestimmung des Niveaus des Fahrzeugaufbaus und
– Abbrechen des Ablassvorganges, wenn die Luftmenge in mindestens einer Luftfeder unter einen Schwellwert fällt.

Der Gedanke dabei ist es, ein Kriterium einzuführen, welches das Problem beschreibt anstatt wie vorbekannt, den Zustand des Fahrzeugs zu beschreiben, der zu einem Problem führen kann. Erfindungsgemäß wird daher die in jeder Luftfeder befindliche Luftmenge bestimmt, da aus dem Wert für die Luftmenge unmittelbar eine Aussage ermöglicht wird, ob die Luftfeder entlüftet und damit beschädigt wird oder nicht. Dazu wird der sich in der Luftfeder befindliche Druck während eines Ablassvorganges fortlaufend bestimmt. Außerdem sieht eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, dass die fortlaufende Messung des Drucks in den Luftfedern mit Hilfe eines zentralen Drucksensors erfolgt, wobei bei der Messung des Drucks in den Luftfedern die Stellung der Ventile berücksichtigt wird. Die Stellung der Ventile wird deshalb berücksichtigt, da der Drucksensor nicht innerhalb der Luftfeder angeordnet ist, sondern im zentralen Ventilblock angeordnet ist. Zusätzlich wird der vom Drucksensor gemessene Druckwert mit einer Korrekturfunktion versehen.
Aus dem Niveau des Fahrzeugaufbaus, das mit Hilfe der Höhenstandsensoren ermittelt wird, kann das Volumen der Luftfederbälge innerhalb der Luftfedern ermittelt werden. Mit Hilfe des aktuellen Druckwerts innerhalb der Luftfeder wird die aktuelle Luftmenge laufend ermittelt und ein Ablass- bzw. Absenkvorgang abgebrochen, wenn eine minimale Luftmenge in mindestens einer Luftfeder unterschritten wird. Der Schwellwert wird dabei so gewählt, dass keine Beschädigung der Luftfedern, insbesondere der Luftfederbälge, erfolgt.
Mit anderen Worten ist also vorgesehen, dass aus dem aktuellen Niveau des Fahrzeugaufbaus das aktuelle Luftvolumen in den Luftfedern berechnet wird und dass aus dem aktuellen Luftvolumen und dem gemessenen, aktuellen Druck in den Luftfedern die Luftmenge berechnet wird.
Das vorliegende Verfahren wird anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung, deren einzige Figur eine Niveauregeleinrichtung in schematischer Teildarstellung zeigt, näher erläutert.
In der 1 ist eine Niveauregelanlage zur Regelung des Niveaus eines Fahrzeugaufbaus eines Kraftfahrzeugs teilweise dargestellt. Die Niveauregelanlage umfasst Luftfedern 1, 2, 3, 4, die einerseits jeweils mit einem Rad des Kraftfahrzeugs und andererseits mit dem Fahrzeugaufbau verbunden sind. Jeder der Luftfedern 1, 2, 3, 4 weist einen Luftfederbalg auf, der mit Luft beaufschlagbar ist. Durch die Beaufschlagung der Luftfedern 1, 2, 3, 4 mit Druckluft aus einer lediglich schematisch dargestellten Druckquelle 15 wird der Fahrzeugaufbau angehoben und das Niveau des Fahrzeugaufbaus verändert. Entsprechend wird der Fahrzeugaufbau abgesenkt, wenn die Luftfedern 1, 2, 3, 4 mit der Atmosphäre verbunden werden oder bei einem geschlossenen Niveauregelsystem mit einem Druckreservoir 14.
Zwischen den Luftfedern 1, 2, 3, 4 und der Druckquelle 15 sind in den Luftleitungen 11 Ventile 5, 6, 7, 8 zwischengeschaltet. Diese stromlos geschlossenen SG-Ventile 5, 6, 7, 8 werden zum Zwecke einer Anhebung des Fahrzeugaufbaus geöffnet und die Luftfedern 1, 2, 3, 4 mit Druckluft beaufschlagt. Wie der 1 weiter entnehmbar ist, ist ein zentraler Drucksensor 10 in den Luftleitungen 11 angeordnet. Die Ventile 5, 6, 7, 8, 9 und der Drucksensor 10 sind in einem Ventilblock 13 als Einheit zusammen gefasst.
Soll das Niveau des Fahrzeugaufbaus verringert werden, werden die Luftfedern 1, 2, 3, 4 einzeln angesteuert und beispielsweise das Ventil 5 zeitgleich zum Ventil 9 geöffnet, sodass die Luftfeder 4 mit dem Druckreservoir 14 verbunden ist. Den aktuellen Druck p_ist in der Luftfeder 4 ermittelt dabei der Drucksensor 10. Die Niveauveränderung des Fahrzeugaufbaus wird von Höhenstandsensoren 12 erfasst, die in 1 lediglich schematisch angedeutet sind.
Wie eingangs bereits erläutert, ist bei einem derartigen Niveauregelsystem das Problem, dass erkannt werden muss, wenn die Räder in der Luft hängen wie dies beispielsweise auf einer Hebebühne typischerweise der Fall ist. Das Niveauregelsystem würde versuchen, den Druck in den Luftfedern 1, 2, 3, 4 so lange zu verringern bis die Luftfedern 1, 2, 3, 4 bzw. deren Luftbälge beschädigt werden. Daher muss ein Absenkvorgang abgebrochen werden, bevor die Luftfedern 1, 2, 3, 4 beschädigt werden.
Das vorliegende Verfahren sieht daher folgendes vor: Es wird der Druck p_ist der Luftfedern 1, 2, 3, 4 während eines laufenden Absenkvorgangs fortlaufend bestimmt. Dies geht nicht durch eine direkte Messung, da der Drucksensor 10 im zentralen Ventilblock 13 angeordnet ist. Daher wird durch eine Druckmessfunktion aus dem Drucksignal p_Sensor des Drucksensors 10 auf den Druck p_ist in den Luftfedern 1, 2, 3, 4 geschlossen.
Nachfolgend wird aus dem Niveau des Fahrzeugaufbaus das Volumen der Luftfedern 1, 2, 3, 4 ermittelt und über die Druckmessfunktion wird der Druck p_ist in den Luftfedern 1, 2, 3, 4 bestimmt. Daraus lässt sich die aktuelle Luftmenge n_Luft in den Luftfedern 1, 2, 3, 4 fortlaufend ermitteln. Der Absenk- bzw. Ablassvorgang wird abgebrochen, wenn die Luftmenge n_Luft in mindestens einer Luftfeder 1, 2, 3, 4 unter einen Schwellwert n_Luft,min fällt. Durch diese Maßnahme werden Luftfedern zuverlässig vor einer Entlüftung und damit vor einer Beschädigung geschützt.
Wenn das Fahrzeug steht und die Niveauregelanlage einen Ablassvorgang startet, wird aus dem gemessenen Druck p_Sensor am Drucksensor 10 mit einer Korrekturfunktion und der Stellung der Ventile 5, 6, 7, 8 der Druck p_ist in den Luftfeder 1, 2, 3, 4, aus welchen gerade Luft abgelassen wird, berechnet. Aus dem aktuellen und laufend gemessenen Fahrzeugniveau wird das Volumen der Luftfeder 1, 2, 3, 4 berechnet. Aus Volumen und Druck p_ist wird die Luftmenge n_Luft in Luftfeder 1, 2, 3, 4 berechnet. Bei Unterschreiten der Luftmenge n_Luft,min wird der Ablassvorgang unterbrochen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19959012 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Regelung des Niveaus eines Fahrzeugaufbaus eines Kraftfahrzeuges mittels einer Niveauregelanlage mit Luftfedern (1, 2, 3, 4), die über Ventile (5, 6, 7, 8) mit einem Druckreservoir (14) oder der Umgebung verbindbar sind, sodass Luft aus den Luftfedern (1, 2, 3, 4) abgelassen werden kann und das Niveau des Fahrzeugaufbaus absenkbar ist, wobei das Niveau des Fahrzeugaufbaus gegenüber einem Bezugspunkt mit Hilfe von Höhenstandsensoren (12) ermittelt wird, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte während eines Ablassvorganges: – Bestimmen der in den Luftfedern (1, 2, 3, 4) befindlichen Luftmenge (n_Luft); – Fortlaufende Messung des Drucks (p_ist) in den Luftfedern (1, 2, 3, 4); – Fortlaufende Bestimmung des Niveaus des Fahrzeugaufbaus und – Abbrechen des Ablassvorganges, wenn die Luftmenge (n_Luft) in mindestens einer Luftfeder (1, 2, 3, 4) unter einen Schwellwert (n_Luft,min) fällt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die fortlaufende Messung des Drucks (p_ist) in den Luftfedern (1, 2, 3, 4) mit Hilfe eines zentralen Drucksensors (10) erfolgt, wobei bei der Messung des Drucks (p_ist) in den Luftfedern (1, 2, 3, 4) die Stellung der Ventile (5, 6, 7, 8) berücksichtigt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Drucksensor (10) gemessene Druckwert (p_Sensor) mit einer Korrekturfunktion versehen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem aktuellen Niveau des Fahrzeugaufbaus das aktuelle Luftvolumen in den Luftfedern (1, 2, 3, 4) berechnet wird und dass aus dem aktuellen Luftvolumen und dem gemessenen, aktuellen Druck (p_ist) in den Luftfedern (1, 2, 3, 4) die Luftmenge (n_Luft) berechnet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellwert (n_Luft,min) so gewählt wird, dass keine Beschädigung der Luftfedern (1, 2, 3, 4), insbesondere der Luftfederbälge, erfolgt.