DE19544622C1 - Steueranlage für ein luftgefedertes Fahrzeug mit Niveauregelung - Google Patents

Steueranlage für ein luftgefedertes Fahrzeug mit Niveauregelung

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DE19544622C1 DE1995144622 DE19544622A DE19544622C1 DE 19544622 C1 DE19544622 C1 DE 19544622C1 DE 1995144622 DE1995144622 DE 1995144622 DE 19544622 A DE19544622 A DE 19544622A DE 19544622 C1 DE19544622 C1 DE 19544622C1
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Description

Die Erfindung betrifft eine Steueranlage für ein luftgefedertes Fahrzeug mit Niveauregelung, mit einer Druckluftquelle, minde­ stens einem Niveauregelventil, mindestens einer Achse zugeord­ neten Luftfederbälgen, einer Steuereinheit einer ABS-Anlage mit einem den Bewegungszustand eines Rades des Fahrzeuges über­ wachenden Sensor, wobei die Steuereinheit den Fahrzustand des Fahrzeugs aus ihr zugehenden Signalen erfaßt und aus diesen Signalen ein elektrisches Steuersignal generiert, das auf ein elektrisch ansteuerbares Magnetventil einwirkt. Eine solche Steueranlage für ein luftgefedertes Fahrzeug kann zusätzlich auch noch eine Anlage zum willkürlichen Heben und Senken des Fahrzeugaufbaus aufweisen. Die Erfindung ist sowohl auf Zugfahr­ zeugen wie auch auf Anhängern anwendbar.
Eine Steueranlage der eingangs beschriebenen Art ist aus der DE 42 02 729 C2 bekannt. Dabei ist bereits eine ABS-Anlage in Ver­ bindung mit einer Luftfederungsanlage eines Fahrzeuges gezeigt. Die ABS-Anlage überwacht den Fahrzustand des Fahrzeuges mit Hilfe eines Signals, welches von einem Radsensor generiert wird. Dieses Signal, welches dem Fahrzustand des Fahrzeuges ent­ spricht, wird auf ein elektrisch ansteuerbares Magnetventil gegeben, das in der Luftfederanlage vor dessen Schaltventil zum willkürlichen Heben und Senken des Fahrzeugaufbaus angeordnet ist. Das Magnetventil dient dazu, das Schaltventil zum willkür­ lichen Heben und Senken auch dann in die Stellung Fahrt zu überführen, wenn dies nach einem Hebe- und Senkvorgang vom Fahrer des Fahrzeuges vergessen worden ist. Dieses über die Steuereinheit der ABS-Anlage angesteuerte Magnetventil ist in einer pneumatischen Leitung angeordnet, wobei das zu der Luft­ federanlage gehörige Niveauregelventil in einem dazu parallelen Leitungszweig angeordnet ist. Die bekannte Steueranlage hat den Nachteil eines hohen Luftverbrauches während der Fahrt. Zwar sind die Niveauregelventile üblicherweise so ausgebildet, daß sie einen gewissen Totweg aufweisen, so daß nur Einfederbewe­ gungen, bei denen dieser Totweg überschritten wird, zu einem Luftverbrauch führen, indem entweder zusätzliche Luft in die Bälge geschickt oder Luft aus den Bälgen abgelassen wird. Da sich die Beladung eines Fahrzeuges im allgemeinen während der Fahrt nicht ändert, führen solche Einfederbewegungen, bei denen der Totweg des Niveauregelventils überschritten wird, konti­ nuierlich zu einem Luftverbrauch.
Aus der DE 43 19 943 C1 ist eine Anlage zum Steuern mindestens einer Liftachse an einem mehrachsigen Nutzfahrzeug mit Luftfede­ rung bekannt. In der Anlage ist einerseits ein Niveauregelventil und andererseits ein Achsliftventil vorgesehen, wobei dem Achs­ liftventil ein elektrisch ansteuerbares Magnetventil vorgeschal­ tet ist. Bei Bremsvorgängen wird das Magnetventil in eine Sperrstellung geschaltet, damit insoweit über das Achsliftventil keine Fehlschaltungen der Liftachse erfolgen können. Es wird also ein Absenken der Liftachse bei Einfederbewegungen der Fahr­ achse vermieden. Auch die Zuschaltung der Luftfederbälge der Liftachse und deren unnötiger Luftverbrauch wird damit vermie­ den. Auf den Luftverbrauch der Fahrachse wirkt sich dies nicht aus.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steueranlage der eingangs beschriebenen Art bereitzustellen, bei der während der Fahrt des Fahrzeuges der Luftverbrauch in der Luftfederung reduziert ist.
Erfindungsgemäß wird dies bei der Steueranlage der eingangs beschriebenen Art dadurch erreicht, daß das Magnetventil oder mehrere Magnetventile eingangsseitig und/oder ausgangsseitig zu dem Niveauregelventil angeordnet sind, daß jedes Magnetventil mindestens eine Durchgangsstellung und eine gedrosselte oder abgesperrte Stellung aufweist, und daß das Magnetventil oder die Magnetventile über das dem Fahrzustand des Fahrzeuges entspre­ chende Steuersignal zumindest zeitweise in die gedrosselte oder abgesperrte Stellung überführt werden.
Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, ein in einer ABS-Anlage ohnehin zur Verfügung stehendes Signal, welches den Fahrzustand des Fahrzeuges symbolisiert, zur Reduzierung des Luftverbrauches der Luftfederanlage eines Fahrzeuges während der Fahrt zu nutzen. Dabei muß das Magnetventil dem Niveauregelventil unmit­ telbar vor- oder unmittelbar nachgeschaltet werden, weil sich die Einfederbewegungen des Fahrzeugaufbaus während der Fahrt an dem Niveauregelventil in Verstellbewegungen äußern und das Niveauregelventil versucht, entsprechende Gegensteuerbewegungen unter Luftverbrauch auszuführen. Wenn das Magnetventil dem Niveauregelventil vorgeschaltet ist, kann über die Umschaltung des Magnetventils die Luftzufuhr zu dem Niveauregelventil gedrosselt oder sogar abgesperrt werden, so daß das Niveauregel­ ventil an einer Belüftung der Luftfederbälge gehindert ist. Wenn dagegen das Magnetventil dem Niveauregelventil nachgeschaltet ist, kann eine Bewegung des Niveauregelventils infolge Einfeder­ bewegungen des Fahrzeuges nur zu einer Be- bzw. Entlüftung des relativ kleinen Volumens zwischen Niveauregelventil und Magnet­ ventil führen. Damit ist der Luftverbrauch bereits erheblich reduziert. Es ist auch möglich, dem Niveauregelventil ein Magnetventil vorzuschalten und gleichzeitig auch ein weiteres Magnetventil oder ein pneumatisch angesteuertes Ventil nachzu­ schalten. Wenn diese beiden Ventile jeweils eine abgesperrte Stellung aufweisen, wird der Luftverbrauch des Niveauregel­ ventils vollständig vermieden. Um der Gefahr eines Niveauver­ lustes des Fahrzeugaufbaus durch eine schleichende Undichtigkeit in der Luftfederanlage vorzubeugen, kann es sinnvoll sein, die abgesperrte Stellung des Magnetventils oder der Magnetventile nicht über die gesamte Fahrtzeit des Fahrzeuges aufrechtzu­ erhalten, sondern in zeitlich festgelegten Zyklen kurzzeitig aufzuheben, damit ein solcher schleichender Luftverlust ausge­ glichen werden kann.
Das Magnetventil kann insbesondere ein 2/2-Wege-Magnetventil sein, wobei es dann nur eine Durchgangsstellung und nur eine gedrosselte oder abgesperrte Stellung aufweist. Es ist natürlich auch möglich, andere Ausführungsarten von Magnetventilen zu nutzen, die beispielsweise mehr als zwei Stellungen aufweisen. Insbesondere kann auch ein 4/2-Wege-Magnetventil Anwendung finden.
In einer Ausführungsform der Steueranlage kann dem Niveauregel­ ventil ein 4/2-Wege-Magnetventil vorgeschaltet und mindestens ein pneumatisch ansteuerbares 2/2-Wege-Ventil nachgeschaltet sein, wobei das oder die pneumatisch ansteuerbaren 2/2-Wege­ Ventile über das 4/2-Wege-Magnetventil ansteuerbar sind. Diese Steueranlage hat den Vorteil eines niedrigen elektrischen Energieverbrauches.
In der elektrischen Leitung zwischen der Steuereinheit der ABS- Anlage und dem Magnetventil kann ein elektrischer Schalter angeordnet sein, der über einen die Fahrgestellhöhe abtastenden Näherungsschalter geschaltet wird. In Verbindung damit können insbesondere Magnetventile oder auch pneumatisch ansteuerbare Ventile mit Absperrfunktion eingesetzt werden. Schleichende Undichtigkeiten der Luftfederanlage werden über den Näherungs­ schalter detektiert. Durch Öffnen des elektrischen Schalters wird das von der Steuereinheit der ABS-Anlage ausgehende Signal unterdrückt, so daß das Magnetventil seine normale Durchgangs­ stellung einnehmen kann. Dabei wird die Luftfederanlage wieder entsprechend aufgefüllt, bis die vorgesehene normale Fahr­ gestellhöhe eingenommen wird.
Das dem Niveauregelventil nachgeschaltete Magnetventil oder pneumatisch ansteuerbare Wege-Ventil kann eine Stellung auf­ weisen, in der es eine Querdrosselung zwischen den Luftfeder­ bälgen der beiden Fahrzeugseiten ermöglicht. Andererseits besitzt dieses Ventil eine Sperrstellung, so daß das Niveau­ regelventil gehindert ist, die Luftfederbälge zu entlüften.
Die Erfindung wird anhand verschiedener Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 das Schaltschema einer Steueranlage in einer ersten Ausführungsform mit einem dem Niveauregelventil nach­ geschalteten Magnetventil,
Fig. 2 eine weitere Ausführungsform der Steueranlage mit dem Niveauregelventil vor- und nachgeschalteten Magnet­ ventilen,
Fig. 3 eine Steueranlage mit einem dem Niveauregelventil vorgeschalteten Magnetventil und nachgeschalteten pneumatisch angesteuerten Wege-Ventilen,
Fig. 4 eine Steueranlage unter Einsatz eines Näherungs­ schalters,
Fig. 5 eine Steueranlage mit einem pneumatisch ansteuerbaren Wege-Ventil mit Querdrosselung und
Fig. 6 ein Diagramm des Verlaufes der Einschaltdauer des Magnetventils während der Fahrtzeit.
In Fig. 1 ist in schematisierter Weise die Steueranlage für einen Anhänger dargestellt. In der von einem Druckluftvorrats­ behälter 1 ausgehenden Vorratsleitung 2 ist ein Niveauregel­ ventil 3 angeordnet. Mit dem Ausgang des Niveauregelventils 3 ist eine Leitung 4 verbunden, in der ein Magnetventil 5 angeord­ net ist. Das Magnetventil 5 ist, wie dargestellt, als 2/2-Wege­ Magnetventil ausgebildet und besitzt eine Durchgangsstellung und eine gedrosselte Stellung. Das Magnetventil 5 ist über eine elektrische Steuerleitung 6 von der Steuereinheit 7 einer ABS- Anlage angesteuert. Zu der Steuereinheit 7 der ABS-Anlage sind die Signale eines oder mehrerer Radsensoren 8 herangeführt. Auch von den anderen Rädern des Fahrzeuges können Leitungen von den dortigen Radsensoren zu der Steuereinheit 7 der ABS-Anlage herangeführt sein.
Die Leitung 4 verzweigt sich in einem Verzweigungspunkt 9 und führt als Leitung 10 zu den Luftfederbälgen 11 und 12 der rechten Fahrzeugseite. Ebenso führt eine Leitung 13 zu Luft­ federbälgen 14 und 15 der linken Fahrzeugseite. Die beiden Leitungen 10 und 13 führen schließlich zu einem Achsliftventil 16, über welches Luftfederbälge 17 und 18 sowie ein Liftbalg 19 einer Liftachse 20 gesteuert werden. Das Achsliftventil 16 kann an einen eigenen Druckluftvorratsbehälter 21 angeschlossen sein.
Diese Steueranlage gemäß Fig. 1 kann auf verschiedene Arten betrieben werden. Beispielsweise ist es möglich, in Abhängigkeit vom Auftreten eines den Fahrzustand des Fahrzeuges symbolisie­ renden Signals am Radsensor 8 ein Steuersignal in der Steuerein­ heit 7 zu generieren, welches über die Leitung 6 das Magnet­ ventil 5 in die gedrosselte Stellung überführt, die für die Dauer, in der das Fahrzeug fährt, beibehalten bleibt. Damit wird der Luftverbrauch des Niveauregelventils 3 infolge Einfederbewe­ gungen des Fahrzeuges während der Fahrt reduziert. Über die gedrosselte Stellung können in der Luftfederanlage vorhandene schleichende Undichtigkeiten ausgeglichen werden. Da sich während der Fahrt üblicherweise der Beladungszustand des Fahrzeuges nicht ändert, kann diese gedrosselte Luftzufuhr bzw. -abfuhr durchaus in Kauf genommen werden.
Die in Fig. 2 dargestellte Steueranlage ist an sich ähnlich wie die in Fig. 1 aufgebaut. Das Magnetventil 5 ist hier jedoch dem Niveauregelventil 3 in der Vorratsleitung 2 unmittelbar vorge­ schaltet. Von der Steuereinheit 7 führt eine weitere elektrische Steuerleitung 22 zu einem dem Niveauregelventil 3 nachgeschal­ teten Magnetventil 23 auf der rechten Fahrzeugseite. Für die linke Fahrzeugseite ist ein Magnetventil 24 in die Leitung 13 eingeschaltet und über die elektrische Steuerleitung 25 ansteuerbar. Die Magnetventile 5, 23, 24 sind als 2/2-Wege­ Magnetventile ausgebildet und besitzen jeweils eine Durchgangs­ stellung und eine gedrosselte Stellung. Auch damit kann der Luftverbrauch des Niveauregelventils 3 erheblich reduziert werden.
Die in Fig. 3 dargestellte Steueranlage weist ein Magnetventil 5 in der Vorratsleitung 2 vor dem Niveauregelventil 3 auf, welches als 4/2-Wege-Magnetventil ausgebildet ist und über die elektrische Steuerleitung 6 von der Steuereinheit 7 angesteuert wird. Das Magnetventil 5 besitzt einen Anschluß 25, von dem eine pneumatische Leitung 26 zu einem pneumatisch ansteuerbaren 2/2- Wege-Ventil 27 führt, welches in der Leitung 10 zu den Luft­ federbälgen 11 und 12 der rechten Fahrzeugseite angeordnet ist.
In entsprechender Weise ist über eine pneumatische Leitung 28 ein in der Leitung 13 für die linke Fahrzeugseite angeordnetes pneumatisches 2/2-Wege-Ventil 29 ansteuerbar. Die beiden pneuma­ tisch ansteuerbaren Wege-Ventile 27 und 29 besitzen je eine ungedrosselte und eine gedrosselte Stellung. Durch diese Ausfüh­ rungsform der Steueranlage wird verdeutlicht, daß es sich bei dem Niveauregelventil 3 vor- und nachgeschalteten Ventilen nicht unbedingt um elektrisch ansteuerbare Magnetventile handeln muß. Es genügt, wenn eines dieser Ventile als elektrisch ansteuer­ bares Magnetventil 5 ausgebildet ist. Diese Steueranlage hat den Vorteil eines relativ niedrigen elektrischen Energieverbrauches.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Steueranlage ist dem Niveau­ regelventil 3 in der Vorratsleitung 2 ein Magnetventil 5 vorge­ schaltet, welches als 4/2-Wege-Magnetventil ausgebildet ist und die dargestellten Leitungsverbindungen in den beiden Stellungen ermöglicht. In der von der Steuereinheit 7 der ABS-Anlage zu dem Magnetventil 5 führenden elektrischen Steuerleitung 6 ist ein elektrischer Schalter 30 angeordnet, der über eine Leitung 31 von einem Näherungsschalter 32 gesteuert wird, der mit einer Achse 33 des Fahrzeugs verbunden ist und die Höhe des Fahrzeug­ aufbaus 34 über der Achse 33 abtastet. Das Magnetventil 5 weist eine Sperrstellung für die Vorratsleitung 2 zum Niveauregel­ ventil 3 auf. Wenn durch eine schleichende Undichtigkeit in der Luftfederanlage der Fahrzeugaufbau 34 absinkt und damit den Näherungsschalter 32 iniziiert, so öffnet dieser über einen Schaltimpuls in der Leitung 31 den elektrischen Schalter 30, so daß die elektrische Steuerleitung 6 unterbrochen ist und sich ein Steuerimpuls von der Steuereinheit 7 der ABS-Anlage nicht mehr auf das Magnetventil 5 auswirken kann. Dieses schaltet daher in seine normale Durchgangsstellung zurück, wodurch das Niveauregelventil 3 die Luftfederungsanlage entsprechend der schleichenden Undichtigkeit auffüllen kann.
Von dem Anschluß 25 des Magnetventils 5 führt eine Leitung 35 als pneumatische Leitung zu einem dem Niveauregelventil 3 nach­ geschalteten pneumatischen 2/2-Wege-Ventil 36, welches neben seiner Durchgangsstellung eine Sperrstellung aufweist. In einer von dem Verzweigungspunkt 9 ausgehenden weiteren Leitung 37 ist ein weiteres pneumatisch ansteuerbares 2/2-Wege-Ventil 38 vorge­ sehen, welches dem Achsliftventil 16 vorgeschaltet ist. Dieses 2/2-Wege-Ventil 38 wird über die pneumatische Leitung 39 ange­ steuert. Mit dieser Steueranlage ist in der Fahrsituation der Luftverbrauch des Niveauregelventils 3 verhindert. Auch die Liftachse kann keine unnötigen Steuerbewegungen während der Fahrt ausführen. Dennoch ermöglicht der Schalter 30 ein kurz­ zeitiges Umschalten, um schleichende Undichtigkeiten in der Anlage auszugleichen.
Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Steueranlage. Dem Niveauregelventil 3 ist ein pneumatisch über die Leitung 35 ansteuerbares 4/2-Wege-Ventil 40 nachgeschaltet, welches eine Stellung aufweist, in der die von dem Niveauregelventil herange­ führte Leitung abgeschlossen ist und die zu den Luftfederbälgen 11 und 14 führenden Leitungen 10 und 13 über eine Querdrosselung 41 in Verbindung stehen. Damit ist auch während der Fahrt ein begrenzter Luftaustausch zwischen den Luftfederbälgen 11 und 14 möglich.
Fig. 6 zeigt schließlich ein Diagramm des Verlaufes der Ein­ schaltdauer des oder der Magnetventile 5 usw. Die Steuereinheit 7 kann beispielsweise so ausgelegt sein, daß ein Grenzwert von 10 km/h dazu benutzt wird, um zu unterscheiden, ob das Fahrzeug fährt oder nicht. Erst bei Überschreitung dieses Grenzwertes wird das betreffende elektrische Signal über die Steuerleitung 6 zu dem Magnetventil 5 ausgesteuert, so daß der betreffende Magnet erregt wird. In regelmäßigen zeitlichen Abständen kann dieses Steuersignal über die Steuerleitung 6 für begrenzte Zeitdauer unterdrückt werden, um schleichende Undichtigkeiten in der Luftfederanlage auszugleichen bzw. nachzufüllen.
Bezugszeichenliste
1 Druckluftvorratsbehälter
2 Vorratsleitung
3 Niveauregelventil
4 Leitung
5 Magnetventil
6 elektrische Steuerleitung
7 Steuereinheit
8 Radsensor
9 Verzweigungspunkt
10 Leitung
11 Luftfederbalg
12 Luftfederbalg
13 Leitung
14 Luftfederbalg
15 Luftfederbalg
16 Achsliftventil
17 Luftfederbalg
18 Luftfederbalg
19 Liftbalg
20 Liftachse
21 Druckluftvorratsbehälter
22 elektrische Steuerleitung
23 Magnetventil
24 Magnetventil
25 Anschluß
26 pneumatische Leitung
27 2/2-Wege-Ventil
28 pneumatische Leitung
29 2/2-Wege-Ventil
30 Schalter
31 Leitung
32 Näherungsschalter
33 Achse
34 Fahrzeugaufbau
35 Leitung
36 2/2-Wege-Ventil
37 Leitung
38 2/2-Wege-Ventil
39 Leitung
40 4/2-Wege-Ventil
41 Querdrosselung

Claims (5)

1. Steueranlage für ein luftgefedertes Fahrzeug mit Niveau­ regelung, mit einer Druckluftquelle, mindestens einem Niveau­ regelventil (3), mindestens einer Achse zugeordneten Luftfeder­ bälgen (11, 14), einer Steuereinheit (7) einer ABS-Anlage mit einem den Bewegungszustand eines Rades des Fahrzeuges über­ wachenden Sensor (8), wobei die Steuereinheit (7) den Fahrzu­ stand des Fahrzeugs aus ihr zugehenden Signalen erfaßt und aus diesen Signalen ein elektrisches Steuersignal generiert, das auf ein elektrisch ansteuerbares Magnetventil (5) einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetventil (5) oder mehrere Magnet­ ventile (23, 24) eingangsseitig und/oder ausgangsseitig zu dem Niveauregelventil (3) angeordnet sind, daß jedes Magnetventil (5, 23, 24) mindestens eine Durchgangsstellung und eine gedros­ selte oder abgesperrte Stellung aufweist, und daß das Magnet­ ventil (5) oder die Magnetventile (23, 24) über das dem Fahr­ zustand des Fahrzeuges entsprechende Steuersignal zumindest zeitweise in die gedrosselte oder abgesperrte Stellung überführt werden.
2. Steueranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetventil (5, 23, 24) ein 2/2-Wege-Magnetventil ist.
3. Steueranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Niveauregelventil (3) ein 4/2-Wege-Magnetventil (5) vorgeschal­ tet und mindestens ein pneumatisch ansteuerbares 2/2-Wege-Ventil (27, 29, 36, 38) nachgeschaltet ist, wobei das oder die pneuma­ tisch ansteuerbaren 2/2-Wege-Ventile über das 4/2-Wege-Magnet­ ventil (5) ansteuerbar sind.
4. Steueranlage nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der elektrischen Leitung (6) zwischen der Steuereinheit (7) der ABS-Anlage und dem Magnetventil (5) ein elektrischer Schalter (30) angeordnet ist, der über einen die Fahrgestellhöhe abtastenden Näherungsschalter (32) geschaltet wird.
5. Steueranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das dem Niveauregelventil (3) nachgeschaltete Magnetventil (5) oder pneumatisch ansteuerbare Wege-Ventil (40) eine Stellung aufweist, in der es eine Querdrosselung (41) zwischen den Luftfederbälgen (11, 14) der beiden Fahrzeugseiten ermöglicht.
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