DE10126458C2 - Dichtheits- und Funktionsprüfung eines Sperrventils in einer pneumatischen Federung - Google Patents

Dichtheits- und Funktionsprüfung eines Sperrventils in einer pneumatischen Federung

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dichtheits- und Funk­ tionsprüfung eines Sperrventils einer pneumatischen Federung eines Kraftfahrzeuges mit mindestens an einer Achse jeweils ein Rad gegen den Fahrzeugaufbau abstützenden Gasfeder, mit mindestens je einem über das Sperrventil zuschaltbarem Wirkvo­ lumen, wobei die pneumatische Anlage und das Fahrwerk mindes­ tens eine zuschaltbare Druckquelle, mindestens eine zuschalt­ bare Drucksenke und mindestens pro Achse eine den Abstand zwi­ schen Achse und Fahrzeugaufbau direkt oder indirekt ermit­ telnde Messvorrichtung sowie den Hub der jeweiligen Gasfeder begrenzende Dämpfungselemente umfasst.
In einem mit einer pneumatischen Federung ausgerüsteten Kraft­ fahrzeug sind Gasfedern an einer oder mehreren Achsen zwischen dem Fahrzeugaufbau und den die Räder führenden oder tragenden Lenkern oder Achsteilen angeordnet.
Die Federwirkung einer pneumatischen Federung wird im wesent­ lichen durch die Federsteifigkeit der Gasfedern, beispiels­ weise der Luftfedern, bestimmt. Die Federsteifigkeit ist u. a. abhängig vom eingeschlossenen Gasvolumen, der wirksamen Quer­ schnittsfläche des komprimierten Volumens, vom Innendruck und ggf. der Kompressibilität des pneumatischen Mediums. Je größer das eingeschlossene Volumen und je niedriger der Innendruck ist, desto niedriger ist die Federsteifigkeit und desto wei­ cher ist die Feder. Das eingeschlossene Volumen wird in der Folge als Wirkvolumen bezeichnet.
Aus der DE 40 18 712 A1 sind pneumatischen Federungen bekannt, bei denen die einzelnen Gasfedern eine mit Hilfe eines Sperrventils veränderliche Federsteifigkeit haben. Die Federsteifigkeit wird dann je nach Fahrbedingungen härter oder weicher eingestellt. Um eine weiche Federung zu erreichen, wird eine Gasfeder mit einem Zusatzvolumenbehälter zusam­ mengeschaltet. Soll eine harte Federung erreicht werden, wird die Verbindung zwischen den beiden Volumina getrennt. Zusätzlich sind die Gasfedern dieser Federungen häufig mit Niveauregulierungen verbunden, mit deren Hilfe der Fahrzeugaufbau je nach Belastung oder Einsatzbedingungen angehoben oder abgesenkt werden kann. Hierbei wird das bei einer Niveauerhöhung zusätzlich erforderliche Volumen von einer Druckquelle bereitgestellt.
Erfolgt das Zusammenschalten der einzelnen Gasfeder mit einem entsprechenden Zusatzvolumenbehälter nicht zuverlässig, können die einzelnen Gasfedern unterschiedliche Federsteifigkeiten aufweisen. Dies beeinträchtigt den Fahrkomfort des Fahrzeuges. Ursache für eine unzuverlässige Funktion kann z. B. ein Funkti­ onsausfall in der Ansteuerung des Ventils oder eine Leckage sein. Zur Vorbeugung eines solchen Ausfalls müssen die Ventile regelmäßig geprüft werden. Dies geschieht z. B. durch Ausbau des Ventils und Testen auf einem Prüfstand. Dies ist aufwendig und erfordert zusätzliche Mess- und Prüfgeräte.
Ferner ist aus der DE 199 02 049 C2 eine elektronische Ansteuerung für eine pneumatische Niveauregulierung eines Fahrzeuges bekannt. Um gefährliche Fahrsituationen beim Ausfall der elektronischen Ansteuerung zu verhindern, umfasst diese zwei zueinander parallel geschaltete elektronische Ansteuereinheiten.
Des weiteren ist aus der US 4 517 832 ein Verfahren zur Prüfung von Ansteuerungsventilen einer Luftfederung bekannt. In drei Schritten wird jeweils bei Vorgabe einer Zeitspanne das sich einstellende Fahrzeugaufbauniveau beim Anhebe- und Absenkungsvorgang mit einem Sollwert verglichen. Hierbei kom­ muniziert die einzelne Luftfeder, deren eingeschlossenes Volu­ men veränderlich ist, über das Absperrventil jeweils mit der Druckquelle bzw. Drucksenke. Dieses Verfahren ist für die Prü­ fung eines Sperrventils, das das vom Rollbalg eingeschlossene, veränderliche Volumen einer Gasfeder von einem festen Zusatz­ volumen abtrennt, nicht geeignet.
Aus der DE 198 53 126 A1 ist eine Niveauregulierung in Ab­ hängigkeit des Reifeninnendruckes und der Radlast bekannt. Hiermit ist eine genaue Einstellung des Fahrzeugaufbauniveaus gegenüber der Fahrbahn möglich.
In der DE 199 04 908 C2 wird eine Niveauregulierung eines Fahrzeuges beschrieben, die das Höhenniveau des Fahrzeugauf­ baus mittels zweier Neigungssensoren bestimmt. Die Signale dieser Sensoren werden rechnergestützt ausgewertet und die Ansteuerventile der Niveauregulierung angesteuert.
Aus der DE 40 18 712 A1 ist eine Luftfeder mit umschaltbarer Federsteifigkeit bekannt. Zwei konzentrisch zueinander ange­ ordnete Luftkammern sind über ein Sperrventil miteinander ver­ bunden. Durch Schließen bzw. Öffnen des Sperrventils wird die Federsteifigkeit der Luftfeder erhöht bzw. verringert.
Aus der DE 69 20 6936 T2 ist schließlich ein Verfahren zur Kalibrierung einer Niveauregulierung bekannt. Eine Möglichkeit der Dichtheits- und Funktionsprüfung von Luftfedern mit Zu­ satzvolumen ist mit diesem Verfahren nicht möglich.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Problemstellung zu­ grunde, ein Verfahren zur Dichtheits- und Funktionsprüfung zu entwickeln, das zeitsparend und ohne zusätzlichen Messmit­ telaufwand durchgeführt werden kann.
Diese Problemstellung wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 oder des Anspruches 2 gelöst. Dazu wird nach Anspruch 1 in ei­ nem ersten Schritt bei geöffnetem Sperrventil an der einzelnen Gasfeder ein Hub eingestellt, bei dem mindestens ein Dämp­ fungselement komprimiert ist. In einem zweiten Schritt wird nach dem Schließen des Sperrventils die einzelne Gasfeder auf einen Teilhub ihres Gesamthubes zwischen den Dämpfungselemen­ ten eingestellt. In einem dritten Schritt wird nach dem Öffnen des Sperrventils der sich einstellende Abstand zwischen Achse und Fahrzeugaufbau mit Hilfe der Messvorrichtung ermittelt und mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen.
Nach Anspruch 2 wird in einem ersten Schritt bei geöffnetem Sperrventil die einzelne Gasfeder auf einen Teilhub ihres Ge­ samthubes zwischen den Dämpfungselementen eingestellt. In ei­ nem zweiten Schritt wird nach dem Schließen des Sperrventils an der einzelnen Gasfeder ein Hub eingestellt, bei dem mindes­ tens ein Dämpfungselement komprimiert ist. In einem dritten Schritt wird nach dem Öffnen des Sperrventils der sich ein­ stellende Abstand zwischen Achse und Fahrzeugaufbau mit Hilfe der Messvorrichtung ermittelt und mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen.
Beim Verfahren nach Anspruch 1 herrscht bei geöffnetem Sperr­ ventil im gesamten Wirkvolumen einer Gasfeder und ihrem zu­ schaltbaren Wirkvolumen der gleiche Druck. Durch Kompression mindestens eines den Ein- bzw. den Ausfahrhub der Gasfeder be­ grenzenden Dämpfungselementes sinkt bzw. steigt der Druck in den Wirkvolumina. Im zweiten Schritt wird nach der Trennung der Volumina durch das jeweilige Sperrventil im zuschaltbaren Wirkvolumen der Druck beibehalten, während in der einzelnen Gasfeder der Druck bei Entlastung des jeweiligen Dämpfungsele­ mentes erhöht bzw. verringert wird. Im dritten Schritt erfolgt durch die Öffnung des Sperrventils ein Druckausgleich zwischen der Gasfeder und dem Zusatzvolumenbehälter.
Beim Verfahren nach Anspruch 2 wird im ersten Schritt im ge­ samten Wirkvolumen der Gasfeder und des Zusatzvolumenbehälters ein Druckausgleich erzeugt. Im zweiten Schritt wird im zu­ schaltbaren Wirkvolumen der Druck beibehalten, während in der einzelnen Gasfeder der Druck durch Belastung eines Dämpfungs­ elementes vergrößert oder vermindert wird. Im dritten Schritt erfolgt durch die Öffnung des Sperrventils ein Druckausgleich zwischen der Gasfeder und dem zuschaltbaren Wirkvolumen.
Weicht nach dem Öffnen des Sperrventils einstellende Niveau­ änderung des Fahrzeugaufbaus von einer vorgegebenen Sollwert­ änderung ab, liegt eine Fehlfunktion z. B. des Sperrventils vor.
Die Prüfung der Dichtheit der Funktion kann ohne Ausbau von Komponenten mit den bereits im Fahrzeug vorhandenen Vorrich­ tungen durchgeführt werden. Diese Prüfung spart Zeit und er­ fordert geringen Montageaufwand.
Die Druckquelle kann hierbei z. B. ein Kompressor oder ein Druckspeicher sein. Die Drucksenke kann die einem Ablassventil nachgeschaltete freie Umgebung sein.
Die Messvorrichtung kann z. B. ein Niveaumessgerät, ein Sensor oder ein Aufbaubeschleunigungssensor sein. Eine derartige Messvorrichtung kann z. B. an jeder Achse oder an jedem Rad an­ geordnet sein.
Die als Gasfeder hier beschriebene Baugruppe kann auch aus . zwei oder mehreren parallel oder hintereinander geschalteten Einzelfedern bestehen.
Statt mit einem Gas, z. B. Luft, kann die Federung zumindest teilweise auch mit einer Flüssigkeit gefüllt sein. Dieses Medium ist dann inkompressibel. Um eine Federwirkung zu erzie­ len, wird z. B. an den Federn je eine Membran, evtl. in einem Ausgleichsbehälter, angeordnet.
Die in den Verbindungsleitungen zwischen den Federn angeordne­ ten Ventile können zentral angesteuert werden. Hierfür können z. B. die Ventile elektromagnetisch betätigte Spulen aufweisen. Diese können dann mit einem Steuergerät verbunden sein und von diesem aus beeinflusst werden.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unter­ ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung einer schema­ tisch dargestellten Ausführungsform.
Fig. 1 Schaltplan einer pneumatischen Federung mit veränderlicher Federsteifigkeit.
Die Fig. 1 zeigt den Schaltplan einer pneumatischen Federung mit veränderlicher Federsteifigkeit. Hierzu sind Gasfe­ dern (10), Zusatzvolumenbehälter (25), Ventile (22), ein Steu­ ergerät (30) mit Ein- und Ausgängen (36), ein Kompressor (45) sowie ein Rechner (60) zusammengeschaltet. Die Komponenten und ihre Einbaulagen sind hier vereinfacht dargestellt. Die ein­ zelne Gasfeder (10) enthält in den Ausführungsbeispielen z. B. einen hydraulischen Stoßdämpfer, der u. a. auch der Balgführung dient.
Zur Begrenzung des Hubes der einzelnen Gasfeder (10) sind am hier nicht dargestellten Fahrzeugaufbau, an den radführenden oder -tragenden Lenkern (6) und/oder an den Gasfedern (10) hier nicht gezeigte Dämpfungselemente, z. B. Dämpfungspuffer angeordnet.
Die Gasfedern (10) bestehen aus einem Rollbalg (12) und einem Kolben (13). Diese schließen einen Teil eines Wirkvolu­ mens (14) ein. An jeder Gasfeder (10) sind zwei Rohrleitun­ gen (20, 41) unterschiedlicher Nennweite befestigt.
Über die Leitung (20), die einen größeren Querschnitt als die Leitung (41) hat, ist jede einzelne Gasfeder (10) mit einem Zusatzvolumenbehälter (25), z. B. einem Druckbehälter, verbun­ den.
In jeder dieser Leitungen (20) ist ein 2/2-Wegeventil (22) mit einer Sperr-Nullstellung und einer Durchflussstellung angeord­ net. Dieses Ventil (22) wird elektromagnetisch angesteuert. Das Steuersignal erhält das Ventil (22) von den Ausgängen (36) des Steuergerätes (30).
Je eine Leitung (41) verbindet je zwei Gasfedern (10) einer Achse. In diesen Leitungen (41) sind in der Nähe der Gasfe­ dern (10) je ein 2/2-Wegeventil (42) mit einer Sperr-Nullstel­ lung und einer Durchflussstellung angeordnet. Diese Ven­ tile (42) werden einzeln elektromagnetisch angesteuert. Die Steuersignale erhalten die Ventile (42) von den Ausgängen (36) des Steuergerätes (30). Zwischen den beiden Ventilen (42) ei­ ner Achse ist z. B. im Bereich der Mitte der Leitung (41) eine Verbindungsleitung (44) zur anderen Achse angeordnet.
Von der Verbindungsleitung (44) zweigt eine Leitung mit einem Rückschlagventil (46) und dem Kompressor (45) ab. Das Rück­ schlagventil (46) sperrt in Richtung des Kompressors (45). Der Kompressor (45) erhält sein Steuersignal von den Ausgän­ gen (36) des Steuergeräts (30). Weiterhin zweigt an der Ver­ bindungsleitung (44) eine weitere Leitung (48) ab, die über ein Ablassventil (49) ins Freie führt. Letzteres ist ein 2/2- Wegeventil (49) mit einer Sperr-Nullstellung und einer Durch­ flussstellung. Auch dieses Ventil (49) wird elektromagnetisch angesteuert. Das Steuersignal erhält es von den Ausgängen (36) des Steuergerätes (30).
In der Nähe eines jeden Rades (5) ist eine Messvorrich­ tung (43), z. B. ein Sensor, ein Niveaumessgerät, etc., ange­ ordnet, die den Niveauwert des Fahrzeuges an dem entsprechen­ den Rad (5) ermittelt. Dieser Wert einer jeden Messvorrich­ tung (43) wird als Eingangssignal an das Steuergerät (30) übertragen. Weitere Eingangsgrößen des Steuergeräts (30) sind die mit Hilfe der Sensoren (33) und (34) erfassbare Geschwindigkeit und der Lenkwinkel des Fahrzeuges.
An das Steuergerät (30) ist über eine Datenleitung (65) ein Rechner (60) angeschlossen. Hierbei ist zumindest der Rech­ ner (60) demontierbar. Die Datenleitung (65) kann Teil eines CAN-Bus sein, an den weitere Steuergeräte angeschlossen sein können.
Im Ruhezustand sind die Ventile (22) in den Leitungen (20) zu den Zusatzvolumenbehältern (25) und die Ventile (42) in den Leitungen (41) beispielsweise geschlossen.
Unterschreitet der Niveauwert eines Sensors (43) eines Ra­ des (5) einen Sollwert, wird der Kompressor (45) eingeschaltet und das zum jeweiligen Rad (5) bzw. zur jeweiligen Gasfe­ der (10) gehörende Ventil (42) öffnet. Es wird Gas in die ent­ sprechende Gasfeder (10) gefördert. Das Ausfahren des Kol­ bens (13) bewirkt eine Erhöhung des Niveauwertes am Sen­ sor (43). Hierbei bleibt der Druck in der Gasfeder (10) annä­ hernd gleich. Ist der Sollwert des Niveaus erreicht, wird das Ventil (42) wieder geschlossen und der Kompressor (45) abge­ schaltet. Zum Abbau des Druckes in den Leitungen (41, 44) wird das Ablassventil (49) geöffnet und z. B. nach einer eingestell­ ten Zeitspanne wieder geschlossen.
Wird der Niveauwert an einer Gasfeder (10) auf einen Wert er­ höht, bei dem der die Ausfahrhubbewegung begrenzende Dämp­ fungspuffer komprimiert wird, wird durch den Dämpfungspuffer eine Gegenkraft zum Innendruck der Gasfeder (10) aufgebaut. Mit der Gegenkraft steigt die zum weiteren Ausfahren der Gas­ feder (10) erforderliche Kraft der Gasfeder (10). Diese Kraft ist annähernd proportional zum Innendruck der Gasfeder (10), der hierbei durch den Kompressor (45) erzeugt wird.
Wird das zugehörige Ventil (42) gesperrt oder der Kompres­ sor (45) abgeschaltet, entsteht ein Kräftegleichgewicht zwi­ schen der Gegenkraft des Dämpfungspuffers und der durch den Innendruck erzeugten Kraft auf die Kolbenfläche der Gasfe­ der (10). Die Gasfeder (10) bleibt in dieser Position stehen.
Überschreitet der Niveauwert am Sensor (43) eines Rades (5) einen Sollwert, werden das an dem entsprechenden Rad (5) ange­ ordnete Ventil (42) und das Ablassventil (49) geöffnet, bis der Niveauwert am entsprechenden Sensor (43) seinen Sollwert erreicht hat. Dann wird zunächst das Ventil (42) und dann das Ablassventil (49) geschlossen.
Wird das Niveau des Fahrzeugaufbaus im Bereich eines Rades (5) durch Öffnen der Ventile (42, 49) so weit abgesenkt, dass der den Hub der jeweiligen Gasfeder (10) nach unten begrenzende Dämpfungspuffer komprimiert wird, wird durch den Dämpfungspuf­ fer eine Gegenkraft zur Summe aus der Belastung durch den Fahrzeugaufbau und der durch den Innendruck der Gasfeder (10) verursachten Kraft auf den Kolben (13) aufgebaut. Stehen diese beiden Kräfte im Gleichgewicht, bleibt der Fahrzeugaufbau in dieser Position stehen.
Sowohl bei der Niveauanhebung als auch bei der Niveauabsenkung wird vorausgesetzt, dass das Fahrzeug zumindest mit dem von der Regulierung betroffenen Rad (5) auf einer Auflage, bei­ spielsweise der Fahrbahn steht oder auf dieser abrollt.
Die Federsteifigkeit der Gasfeder (10) wird bei geschlossenem Ventil (22) im wesentlichen bestimmt durch das in der Fe­ der (10) eingeschlossene Gasvolumen (14). Bei geöffnetem Ven­ til (22) vergrößert sich das Volumen um das Volumen des Zu­ satzvolumenbehälters (25). Die Feder (10) ist dann weicher.
Bei normaler Fahrt sind die Ventile (22) geöffnet, die Fede­ rung ist weich. Beispielsweise bei schneller Fahrt können die Ventile (22) in Sperrstellung geschaltet werden. Hierdurch wird das jeweilige Wirkvolumen (14) der einzelnen Gasfe­ dern (10) verringert, die Gasfedern (10) werden steifer.
Fährt das Fahrzeug z. B. wieder im Stadtverkehr, werden die Ventile (22) in den Leitungen (20) wieder geöffnet. Die Wirk­ volumina (14) der Gasfedern (10) vergrößern sich, die Gasfe­ dern (10) werden weicher.
In den Leitungen (20) zwischen den Gasfedern (10) und den Zu­ satzvolumenbehältern (25) und in den Leitungen (41, 44) für die Niveauregulierung können auch gedrosselte Ventile (22, 42) eingesetzt werden. Die Ventile (22, 42) können in mindestens eine Schaltrichtung elektromagnetisch, federbelastet oder pneumatisch geschaltet werden. Beispielsweise sind die Ven­ tile (42) der Niveauregulierung und das Ablassventil (49) im stromlosen Zustand geschlossen, um ein Absinken des Fahrzeuges bei Stromausfall zu vermeiden. Dies gilt auch für die Ven­ tile (22) in den Leitungen (20). Das Wirkvolumen (14) der ent­ sprechenden Gasfeder (10) ist dann im stromlosen Zustand im wesentlichen das von der Gasfeder (10) eingeschlossene Volu­ men. Die jeweilige Gasfeder (10) wird hart.
Um den Fahrkomfort des Fahrzeuges in allen Fahrbereichen si­ cherzustellen, wird im Rahmen der Wartung des Fahrzeuges die Funktion der Ventile (22) geprüft. Das Fahrzeug steht hierzu auf seinen Rädern (5). In der Ausgangsposition sind beispiels­ weise alle Ventile (22, 42) geschlossen. Der Kompressor (45) ist z. B. ausgeschaltet und das Ablassventil (49) ggf. eben­ falls geschlossen.
Die Ventile (22), die die Gasfedern (10) mit den Zusatzvolu­ menbehältern (25) verbinden, werden geöffnet. Dies führt zu einem Druckaugleich zwischen dem Volumen der einzelnen Gasfe­ der (10) und dem jeweiligen Zusatzvolumenbehälter (25). Es stellt sich ein im Folgenden als Ausgangsdruck bezeichneter Druck ein.
Nach dem Öffnen des Ablassventils (49) und dem ggf. achsweisen Öffnen der Ventile (42) senkt sich der Fahrzeugaufbau ab. Der Druck in der einzelnen Gasfeder (10) bleibt gleich dem Druck in ihrem zugehörigen Zusatzvolumenbehälter (25).
Wird der den Hub der einzelnen Gasfeder (10) nach unten be­ grenzende Dämpfungspuffer komprimiert, sinkt der Druck in der Gasfeder (10) und im Zusatzvolumenbehälter (25). Ist dieser beispielsweise auf 50% des Ausgangsdruckes abgefallen, werden die Ventile (42) und das Ablassventil (49) geschlossen.
Der Druck in der einzelnen Gasfeder (10) und im jeweils zuge­ hörigen Zusatzvolumenbehälter (25) beträgt weiterhin bei­ spielsweise 50% des Ausgangsdruckes.
Nun werden die Ventile (22) geschlossen und hierdurch die Vo­ lumina der Gasfedern (10) von dem jeweils zugehörigen Zusatz­ volumen (25) getrennt.
Als nächstes wird der Kompressor (45) gestartet und die Ven­ tile (42) werden ggf. achsweise geöffnet. Das Fahrzeugaufbau­ niveau wird angehoben. Hierbei werden die Dämpfungspuffer ent­ lastet und der Druck in der einzelnen Gasfeder (10) steigt an.
Hat der Fahrzeugaufbau ein Niveau beispielsweise 20 mm über der Konstruktionslage erreicht, werden die Ventile (42) ge­ sperrt und der Kompressor (45) abgeschaltet.
In der einzelnen Gasfeder (10) herrscht jetzt etwa der Aus­ gangsdruck, während der Druck im Zusatzvolumenbehälter (25) weiterhin beispielsweise 50% dieses Druckes beträgt.
Nun werden die Ventile (22), die eine Gasfeder (10) mit ihrem Zusatzvolumenbehälter (25) verbinden, z. B. einzeln geöffnet. Dies führt zu einem schlagartigen Druckausgleich zwischen den beiden Volumina. Gleichzeitig sinkt das Niveau des Fahrzeug­ aufbaus im Bereich dieser Gasfeder (10). Das sich nun einstel­ lende Niveau bzw. die Niveauänderung wird mit Hilfe des Ni­ veaumessgeräts (43) ermittelt.
Anstatt den Druck in der Gasfeder (10) gegenüber dem Druck im Zusatzvolumenbehälter (25) zu erhöhen, kann dieser auch ver­ mindert werden. Hierzu wird dann bei einer Lage des Fahrzeug­ aufbaus z. B. in der Konstruktionslage bei geschlossenen Venti­ len (42) der Druck zwischen der einzelnen Gasfeder (10) und ihrem Zusatzvolumenbehälter (25) durch Öffnen des jeweiligen Ventils (22) ausgeglichen. Es stellt sich ein im Folgenden als Ausgangsdruck bezeichneter Druck ein. Der Kompressor (45) wird nun eingeschaltet und die Ventile (42) werden ggf. achsweise geöffnet. Der Fahrzeugaufbau wird angehoben, bis der jeweilige die Ausfahrhubbewegung begrenzende Dämpfungspuffer komprimiert wird. Mit zunehmender Kompression des jeweiligen Dämpfungspuf­ fers steigt der Druck in der Gasfeder (10) und im zugehörigen Zusatzvolumenbehälter (25). Ist dieser Druck beispielsweise auf 150% des Ausgangsdrucks angestiegen, wird das jeweilige Ventil (42) geschlossen und der Kompressor (45) wird abge­ schaltet. In der Gasfeder (10) und im Zusatzvolumenbehäl­ ter (25) herrscht jetzt der gleiche Druck von beispielsweise 150% des Ausgangsdruckes.
Nun werden die Ventile (22) gesperrt und damit die jeweilige Gasfeder (10) von ihrem Zusatzvolumenbehälter (25) getrennt. Danach wird das Ablassventil (49) geöffnet und die Ven­ tile (42) z. B. einzeln oder achsweise geöffnet. Der Fahrzeug­ aufbau sinkt ab. Die Dämpfungspuffer werden entlastet und der Druck in der einzelnen Gasfeder (10) nimmt ab, während der Druck im jeweiligen Zusatzvolumenbehälter (25) weiterhin bei­ spielsweise 150% des Ausgangsdrucks beträgt. Hat der Fahrzeug­ aufbau beispielsweise ein Niveau 20 mm unterhalb der Konstruk­ tionslage erreicht, werden die jeweiligen Ventile (42) sowie das Ablassventil (49) geschlossen. Der Druck in den einzelnen Gasfedern (10) entspricht jetzt etwa dem Ausgangsdruck, wäh­ rend der Druck im Zusatzvolumenbehälter (25) weiterhin bei­ spielsweise 150% dieses Druckes beträgt.
Das Öffnen des jeweiligen Ventils (22) bewirkt auch in diesem Fall einen schlagartigen Druckausgleich zwischen der einzelnen Gasfeder (10) und ihrem Zusatzvolumenbehälter (25). Das Fahr­ zeugniveau wird angehoben. Mit Hilfe des Niveaumessgerä­ tes (43) wird das sich einstellende Niveau bzw. die Niveauän­ derung ermittelt.
Zur Erzeugung eines höheren Drucks in der einzelnen Gasfe­ der (10) als im zugehörigen Zusatzvolumenbehälter (25) kann auch ein anderer Weg gewählt werden.
Hierfür liegt z. B. zu Beginn der Prüfung der Fahrzeugaufbau beispielsweise in der Konstruktionslage. Bei ausgeglichenem Druck zwischen der einzelnen Gasfeder (10) und ihrem zugehöri­ gen Zusatzvolumenbehälter (25) wird das Ventil (22) gesperrt. Bei gesperrtem Absperrventil (49) wird der Kompressor (45) eingeschaltet und die einzelnen Ventile (42) geöffnet. Das Ni­ veau des Fahrzeugaufbaus wird angehoben, bis der die Ausfahr­ bewegung der Gasfeder (10) begrenzende Dämpfungspuffer um ei­ nen vordefinierten Betrag komprimiert ist, bzw. ein Schwellen­ wert für den Druck im Wirkvolumen (14) erreicht ist.
Das jeweilige Ventil (42) wird gesperrt und der Kompres­ sor (45) abgeschaltet. Der Druck in der Gasfeder (10) ist nun höher als im Zusatzvolumenbehälter (25). Der Druckausgleich nach dem Öffnen des jeweiligen Sperrventils (22) führt zu ei­ nem Absenken des Fahrzeugaufbaus.
Analog hierzu kann der Druck in der Gasfeder (10) gegenüber dem Druck im Zusatzvolumenbehälter (25) vermindert werden. Der Fahrzeugaufbau wird dann z. B. aus der Konstruktionslage bei gesperrtem Ventil (22), bei abgeschaltetem Kompressor (45), bei geöffnetem Ablassventil (49) und geöffnetem Ventil (42) abgesenkt. Die Absenkung erfolgt, bis der den Hub der Gasfe­ der (10) begrenzende Dämpfungspuffer um einen vorgegebenen Be­ trag komprimiert ist oder sich der Innendruck des Wirkvolu­ mens (14) der Gasfeder (10) einen vorgegebenen unteren Schwel­ lenwert erreicht hat.
Ist der voreingestellte Schwellenwert des Weges oder des Dru­ ckes erreicht, wird das Ventil (42) geschlossen. Der Druck in der Gasfeder (10) ist nun niedriger als der Druck im Zusatzvo­ lumenbehälter (25). Beim Druckausgleich durch das Öffnen des Ventils (22) wird der Fahrzeugaufbau angehoben.
Die sich ergebenden Werte des Fahrzeugaufbauniveaus nach dem Öffnen des Ventils (22) werden mit Sollwerten verglichen. Ist im ersten Fall - der Druck in der einzelnen Gasfeder (10) ist höher als im zugehörigen Zusatzvolumenbehälter (25) - das sich nach dem Öffnen des jeweiligen Ventils (22) einstellende Ni­ veau des Fahrzeugaufbaus zu hoch bzw. die Niveauänderung zu gering, ist z. B. die Funktion des Ventils (22) fehlerhaft. Der Druck im Wirkvolumen (14) der Gasfeder (10) ist zu hoch, der Druckausgleich war ungenügend. Ist das sich einstellende Ni­ veau zu niedrig oder die Niveauänderung zu groß, kann eine Le­ ckage am Ventil (22) oder dem Zusatzvolumenbehälter (25) vor­ liegen.
Ist im zweiten Fall - der Druck in der einzelnen Gasfeder (10) ist niedriger als im zugehörigen Zusatzvolumenbehälter (25) - das sich nach dem Öffnen des jeweiligen Ventils (22) einstel­ lende Niveau zu niedrig bzw. die Niveauänderung zu gering, liegt z. B. ebenfalls eine Fehlfunktion des Ventils (22) oder eine Leckage im Bereich der Gasfeder (10), des Ventils (22) oder des Zusatzvolumenbehälters (25) vor.
Diese Prüfungen können z. B. nacheinander an allen Radaufhän­ gungen (6) des Fahrzeuges einzeln durchgeführt werden. Sie können aber auch an allen Radaufhängungen (6) gleichzeitig oder achsweise durchgeführt werden. Auch können, je nach Kapazität des Kompressors (45) und der Leitungen (41, 44, 48) z. B. einzelne Prüfschritte an allen Radaufhängungen (6) gleichzeitig und die restlichen Prüfschritte an jeder Radauf­ hängung (6) einzeln durchgeführt werden.
Um die Prüfungen der Sperrventile (22) durchzuführen, kann das Steuergerät (30) über eine Datenleitung (65), z. B. einem CAN- Bus, mit einem externen Rechner (60) verbunden sein. Dieser Rechner kann beispielsweise ein Diagnose-Laptop (60) sein.
Von dem Diagnose-Laptop (60) aus kann der Prüfablauf mit Hilfe eines Ablaufprogramms gesteuert werden. Mit Hilfe dieses Pro­ gramms kann dann auch das Ergebnis der Prüfung ausgegeben wer­ den. Das Ergebnis der Prüfung kann eine einwandfreie Funktion aller Ventile (22), eine Fehlfunktion eines einzelnen oder eine Leckage an einem einzelnen Ventil (22) dokumentieren. Auch eine Leckage im Bereich einer Gasfeder (10) oder eines Zusatzvolumenbehälters (25) bzw. deren Verbindungsleitung (20) kann erkannt und als Ergebnis ausgegeben werden. Diese Ergeb­ nisse können ggf. auch gespeichert oder ausgedruckt werden. So kann die Historie festgehalten werden oder Tendenzen können erkannt werden.
Das Prüfablaufprogramm kann auch in das Steuergerät (30) imp­ lementiert werden, dessen Daten z. B. abgefragt werden können. Auch die Auswertung der Daten kann rechnergestützt erfolgen.
Die einzelnen Wege, bzw. Druckwerte, können z. B. in einem fes­ ten Verhältnis zueinander stehen. Somit ist die Wiederholbar­ keit der Prüfung gesichert.
Zur Ermittlung des Innendrucks der einzelnen Gasfeder (10) kann z. B. in oder an der einzelnen Gasfeder (10) z. B. ein Drucksensor angeordnet sein. Auch im oder am Zusatzvolumenbe­ hälter (25) kann ggf. ein derartiger Sensor positioniert sein. Der so ermittelte Druck bzw. die Über- oder Unterschreitung eines Schwellenwertes des Druckes in den einzelnen Wirkvolu­ mina kann dann eine Folgefunktion des Prüfablaufes auslösen.
Bezugszeichenliste
5
Rad
6
Lenker
10
Gasfeder, Luftfeder, Feder
12
Rollbalg
13
Kolben
14
Wirkvolumen, eingeschlossenes Volumen
20
Rohrleitung, Leitung
22
Ventile, Sperrventile
25
Zusatzvolumenbehälter
30
Steuergerät
33
Lenkwinkelsensor
34
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
36
Ausgänge
41
Rohrleitung, Leitung
42
Ventile
43
Messvorrichtung, Niveaumessgerät, Sensor
44
Verbindungsleitung zwischen den Achsen
45
Kompressor, Druckmittelquelle
46
Rückschlagventil
48
Leitung
49
Ablassventil, Ventil
60
Rechner, Diagnose-Laptop
65
Datenleitung

Claims (6)

1. Verfahren zur Dichtheits- und Funktionsprüfung eines Sperr­ ventils einer pneumatischen Federung eines Kraftfahrzeuges mit mindestens an einer Achse jeweils ein Rad gegen den Fahrzeug­ aufbau abstützenden Gasfeder, mit mindestens je einem über das Sperrventil zuschaltbarem Wirkvolumen, wobei die pneumatische Anlage und das Fahrzeug mindestens eine zuschaltbare Druck­ quelle, mindestens eine zuschaltbare Drucksenke und mindestens pro Achse eine den Abstand zwischen Achse und Fahrzeugaufbau direkt oder indirekt ermittelnde Messvorrichtung sowie den Hub der jeweiligen Gasfeder begrenzende Dämpfungselemente umfasst, dadurch gekennzeichnet,
dass in einem ersten Schritt bei geöffnetem Sperrven­ til (22) an der einzelnen Gasfeder (10) ein Hub eingestellt wird, bei dem mindestens ein Dämpfungselement komprimiert ist,
dass in einem zweiten Schritt nach dem Schließen des Sperr­ ventils (22) die einzelne Gasfeder (10) auf einen Teilhub ihres Gesamthubes zwischen den Dämpfungselementen einge­ stellt wird, und
dass in einem dritten Schritt nach dem Öffnen des Sperrven­ tils (22) der sich einstellende Abstand zwischen Achse und Fahrzeugaufbau mit Hilfe der Messvorrichtung (43) ermittelt wird und mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen wird.
2. Verfahren zur Dichtheits- und Funktionsprüfung eines Sperr­ ventils einer pneumatischen Federung eines Kraftfahrzeuges mit mindestens an einer Achse jeweils ein Rad gegen den Fahrzeug­ aufbau abstützenden Gasfeder, mit mindestens je einem über das Sperrventil zuschaltbarem Wirkvolumen, wobei die pneumatische Anlage und das Fahrzeug mindestens eine zuschaltbare Druck­ quelle, mindestens eine zuschaltbare Drucksenke und mindestens pro Achse eine den Abstand zwischen Achse und Fahrzeugaufbau direkt oder indirekt ermittelnde Messvorrichtung sowie den Hub der jeweiligen Gasfeder begrenzende Dämpfungselemente umfasst, dadurch gekennzeichnet,
dass in einem ersten Schritt bei geöffnetem Sperrven­ til (22) die einzelne Gasfeder (10) auf einen Teilhub ihres Gesamthubes zwischen den Dämpfungselementen eingestellt wird,
dass in einem zweiten Schritt nach dem Schließen des Sperrventils (22) an der einzelnen Gasfeder (10) ein Hub eingestellt wird, bei dem mindestens ein Dämpfungselement komprimiert ist, und
dass in einem dritten Schritt nach dem Öffnen des Sperrven­ tils (22) der sich einstellende Abstand zwischen Achse und Fahrzeugaufbau mit Hilfe der Messvorrichtung (43) ermittelt wird und mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der einzelnen Gasfeder (10) ein Drucksensor ange­ schlossen ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Kompression eines den Hub der Gasfeder (10) begrenzenden Dämpfungselementes der Hub der einzelnen Gasfeder (10) durch Kontrolle des am Drucksensor ermittelten Druckes eingestellt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung des Prüfablaufs rechnergestützt erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertung der Ergebnisse rechnergestützt erfolgt.
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