Einachs-Niveauregulierung

Die Einachs-Niveauregulierung hat die Aufgabe, die Fahrzeughöhe an der Hinterachse unabhängig vom Beladungszustand auf einen vorgegebenen Sollhöhenstand zu halten.

Bauteil-Kurzbeschreibung

Die Einachs-Niveauregulierung besteht im Wesentlichen aus folgenden Bauteilen:

  • EHC-Steuergerät

    Das EHC-Steuergerät (EHC = Elektronische Höhenstands-Control) entscheidet fallweise, ob Regelbedarf besteht, um Beladungsänderungen auszugleichen. Das EHC-Steuergerät verhindert Regelungen bei anderen Ursachen. Somit ist es möglich, die Regelung bezüglich Häufigkeit, Sollhöhe, Toleranzschwellen und Batteriebelastung optimal auf die jeweilige Situation abzustimmen.
    Das EHC-Steuergerät hat neben der Niveauregulierung die Aufgabe, die Systemkomponenten zu überwachen, Fehler zu speichern und anzuzeigen.

    Das EHC-Steuergerät (EHC = Elektronische Höhenstands-Control) erkennt über die verschiedenen Signale und Botschaften die verschiedenen Fahrzustände. Je nach Fahrzustand schaltet das EHC-Steuergerät in verschiedene Regelfunktionen.

    Das EHC-Steuergerät verarbeitet folgende Signale und CAN-Botschaften:

    • Fahrzeughöhenstand von je einem Höhenstandssensor hinten links und rechts
    • Klemme 15 EIN/AUS (CAN-Botschaft Klemmenstatus vom CAS)
    • Fahrgeschwindigkeit (CAN-Botschaft Fahrdynamik von der DSC)
    • Querbeschleunigung (CAN-Botschaft Fahrdynamik von der DSC)
    • Motor-läuft-Signal (CAN-Botschaft Fahreranzeige Motor von der DME bzw. DDE)
    • Informationen über den Status der Türen und der Heckklappe (CAN-Botschaft Klappenstatus vom CAS, KGM, KBM, FRM, JBE)
    • Kilometerstand (CAN-Botschaft von der Instrumentenkombination)
    • Status Klemme R (CAN-Botschaft Klemmenstatus vom CAS)
    • Anhängererkennung (CAN-Botschaft vom AHM-Steuergerät)
    • Status der Reifendruck-Control bzw. Reifen Pannen Anzeige (CAN-Botschaft vom RDC-Steuergerät bzw. RPA-Steuergerät).

      Der Status der Reifendruck-Control bzw. Reifen Pannen Anzeige wird nicht in allen Fahrzeugen verarbeitet, sondern ist abhängig von der Baureihe und Motorisierung oder Baureihe und Sonderausstattung (z. B. nur E70, E71 mit 8-Zylinder-Motor oder SA 4UB ”3. Sitzreihe”).

  • Luftversorgungsanlage

    Die Funktionen der Luftversorgungsanlage werden durch die Ansteuerung des Kompressors und der Magnetventile realisiert. Das EHC-Steuergerät steuert die Funktionen.

    Die Luftversorgungsanlage beinhaltet folgende Komponenten:

    • Elektromotor für den Antrieb des Kompressors
    • Kompressor mit Lufttrockner
    • Ablassventil mit Druckhalte- und Druckbegrenzungsfunktion
    • Elektr. Steuerventil
    • Magnetventilblock mit 2 Magnetventilen (2/2-Wege-Ventile)

Der Pneumatikplan ist vereinfacht dargestellt.

Index Erklärung Index Erklärung
1 Luftversorgungsanlage 2 Luftfilter
3 Be-/Entlüftungsleitung 4 Ablassventil mit Druckhalte- und Druckbegrenzungsfunktion
5 Kompressor mit Anbauteilen 6 Elektrisches Steuerventil
7 Magnetventilblock 8 Magnetventil für die Steuerung der Luftfeder
9 Luftfeder 10 Luftfeder
11 Magnetventil für die Steuerung der Luftfeder 12 Drossel
13 Lufttrockner 14 Kompressor
15 Elektromotor

Kompressor
Der Kompressor wird durch einen Elektromotor angetrieben. Der Elektromotor wird über das Kompressorrelais mit Spannung versorgt. Der Kompressor wird vom EHC-Steuergerät so lange angesteuert, bis die vorgegebene Sollhöhe erreicht wird.
Die Kompressortemperatur wird durch ein Zeitmodell überwacht (im EHC-Steuergerät abgelegt). Wenn die maximale Laufzeit des Kompressors überschritten wird, werden weitere Regelungen unterdrückt. Wenn der Schwellenwert zum Wiedereinschalten unterschritten wird, sind Regelung wieder möglich.
Im Kompressor ist ein Rückschlagventil integriert. Das Rückschlagventil verhindert einen unkontrollierten Druckabbau über den Kompressor.

Lufttrockner
Die vom Kompressor angesaugte Luft streicht im Lufttrockner über einen Wasser aufnehmenden Filter. Dabei wird der Luft die Feuchtigkeit entzogen. So lange die Luft feuchter als der Filter ist, nimmt der Filter die Feuchtigkeit auf. Beim Zurückströmen ist die Luft trockener als der Filter. Somit wird Feuchtigkeit wieder an die Luft zurückgegeben und nach außen geführt.

Ventilblock
Der Ventilblock beinhaltet folgende Ventile:

  • Steuerventil (elektrisch gesteuert)
  • Ablassventil (pneumatisch gesteuert) mit Druckhalte- und Druckbegrenzungsfunktion

Steuerventil und Ablassventil

Das elektrische Steuerventil ist in seiner Funktion eine Art ”Relais” für das Ablassventil. Mit einer kleinen gesteuerten Luftmenge aus dem Steuerventil wird das Ablassventil pneumatisch gesteuert. Dadurch können im Ablassventil große Luftmengen schnell entweichen. Durch diese kombinierte Anordnung der Ventile wird ein Magnetventil mit hoher Stromaufnahme eingespart.
Das Steuerventil wird vom EHC-Steuergerät gesteuert.

Durch die Druckhalte- und Druckbegrenzungsfunktion des Ablassventils wird der Druck in der Luftversorgungsanlage begrenzt wie folgt:
Mindestdruck: 1 bar
Höchstdruck: 11 + 2 bar

  • 2 Luftfedern

    Die Luftfedern befinden sich an Stelle der Stahlfedern. Die Luftfedern bilden die luftdichte und bewegliche Verbindung zwischen der Karosserie und dem Radträger. Der Luftdruck in den Luftfedern trägt die jeweilige Fahrzeuglast. Die Luftfeder und der Stoßdämpfer sind voneinander getrennt.

  • 2 Höhenstandssensoren

    Von den Höhenstandssensoren erhält das EHC-Steuergerät die Informationen über die Höhenstände der linken und rechten Fahrzeugseite. Die Höhenstandssensoren sind an der Hinterachse eingebaut.

  • Check-Control

    Ein Fehler an der Einachs-Niveauregulierung wird im LC-Display über ein Check-Control-Symbol (gelb) dargestellt. Der Text der Check-Control-Meldung kann im Central Information Display (CID) abgerufen werden.

Systemfunktionen

Die Niveauregulierung wird durch Zu- oder Abfuhr von Luft zu bzw. aus den Luftfedern erreicht.

Von den Höhenstandssensoren erhält das EHC-Steuergerät die Informationen über die Höhenstände der linken und rechten Fahrzeugseite.
Wenn sich die Höhenstände außerhalb der festgelegten Toleranz befinden, regelt das System über die Luftversorgungsanlage auf den Sollhöhenstand.

Index Erklärung Index Erklärung
1 EHC-Steuergerät 2 Luftversorgungsanlage
3 Magnetventilblock 4 Magnetventil für die Steuerung der Luftfeder
5 Magnetventil für die Steuerung der Luftfeder 6 Kompressor mit Anbauteilen
7 Elektrisches Steuerventil 8 Elektromotor
9 Kompressorrelais 10 Höhenstandssensor
11 Höhenstandssensor K-CAN Karosserie-CAN
Kl. 30 Klemme 30 Kl. 30g Klemme 30 geschaltet

Beladungsänderungen finden hauptsächlich im Stillstand bzw. vor oder nach einer Fahrt statt. Um das Fahrzeug zu beladen, müssen Türen oder die Klappe geöffnet werden. Wenn eine Tür oder die Heckklappe geöffnet wird, wird das System aktiviert. Das System schaltet sich erst 20 Minuten nach Verlassen des Fahrzeugs wieder ab (Verbraucherabschaltsignal).

Um Beladungsänderungen von anderen Störungen wie Unebenheiten der Fahrbahn zu unterscheiden, werden die Signale der Höhenstandssensoren gefiltert. Zur bedarfsgerechten Nutzung werden für jedes Signal zwei, in den Frequenzen unterschiedlich gefilterte Signale berechnet (Tiefpassfilterung mit schneller und langsamer Filterung).
In einer laufenden Regelung wird immer die schnelle Filterung verwendet. Dadurch wird ein Überschwingen der geregelten Höhe über den Sollwert verhindert.
Die langsame Filterung wird während der Fahrt verwendet. Über diese Art der Filterung werden die von der Fahrbahn angeregten Schwingungen herausgefiltert.

Beide Fahrzeugseiten werden individuell geregelt. Das heißt, auch der Soll-Ist-Vergleich wird für beide Seiten einzeln durchgeführt. (Ausnahme: Prüfen der Mindesthöhe im Pre-Modus und in der Regelfunktion ”Verschränkung”. In diesen Regelfunktionen werden die Mittelwerte der linken und der rechten Fahrzeugseite betrachtet.)

Das EHC-Steuergerät erkennt über die verschiedenen Signale und Botschaften die verschiedenen Fahrzustände. Abhängig von den Fahrzuständen werden die entsprechend angepassten Regelfunktionen geschaltet.

Folgende Regelfunktionen der Einachs-Niveauregulierung werden beschrieben:

  • Sleep-Modus
  • Pre-Modus (zeitlich gesteuerter Vorlauf/Nachlauf)
  • Post-Modus (Nachjustage)
  • Normalmodus
  • Drive-Modus
  • Kurvenfahrt
  • Verschränkung
  • Levelup-Funktion (nur E61 Allrad bis 09/2006)
  • Erkennung eines Schiefstands nach einem Reifenfülldruckverlust (nur E70, E71 mit 8-Zylinder-Motor oder SA 4UB ”3. Sitzreihe”)
  • Hebebühne
  • Transportmodus
  • Fertigungsmodus

Hinweis: Alle nachfolgenden Zeit- und Maßangaben dienen als Beispiel.

Die tatsächlichen Kodierdaten sind abhängig von der Baureihe und der Fahrzeugausstattung.

Sleep-Modus

Der Sleep-Modus ist der Ausgangszustand für die Regelungen. Im Sleep-Modus wird keine Regelung durchgeführt. Regelungen, die in anderen Regelmodi begonnen wurden, werden mit Eintreten des Sleep-Modus abgebrochen.

Pre-Modus

Im Pre-Modus (zeitlich gesteuerter Vorlauf/Nachlauf) werden bereits beim Einsteigen sowie noch eine bestimmte Zeit (ca. 20 Minuten) nach dem Abstellen des Fahrzeugs Zuladungen ausgeglichen.
Das Verbraucherabschaltsignal wird durch Aktivitäten am Fahrzeug wie Betätigung Türgriff oder Bedienung Zentralverriegelung gesetzt und auf dem K-CAN ausgegeben.

Bei Zündschlüsselstellungen Klemme R bzw. Klemme 15 oder Motor-läuft-Signal ist das Signal permanent gesetzt.

Wird das Fahrzeug abgestellt, bleibt das Verbraucherabschaltsignal noch ca. 20 Minuten seit der letzten Aktion (z. B. Türöffnung) gesetzt. Wechselt innerhalb dieser 20  Minuten ein Türstatus, so wird die Nachlaufzeit neu gestartet. Mit Ablauf dieser Nachlaufzeit wird die Botschaft ”Verbraucher abschalten” gesendet und das Steuergerät wechselt für 1 Minute in den Post-Modus, bevor es in den Sleep-Modus übergeht.

Im Pre-Modus wird nur dann auf die Sollhöhe aufgeregelt, wenn das Niveau deutlich die Sollhöhe unterschreitet. Das Toleranzband für die Regelung beträgt ca. 40 Millimeter unter dem Mittelwert. (Das Toleranzband gibt an, wann die Elektronik im EHC-Steuergerät eine Regelung durchführt.
Durch diese Toleranz wird sichergestellt, dass nur bei großen Zuladungen geregelt wird, um die Bodenfreiheit vor der Abfahrt zu erhöhen. Kleine Zuladungen ergeben geringe Einfederwege, die erst bei Motorstart ausgeglichen werden. Durch dieses Regelverhalten wird die Batteriebelastung reduziert.
Im Pre-Modus wird nur der Mittelwert der beiden Signale der Höhenstandssensoren betrachtet.

Post-Modus (Nachjustage)

Der Post-Modus wird genutzt, um nach der Fahrt einen eventuellen Schiefstand vor dem Eintritt in den Sleep-Modus auszugleichen. Die Regelfunktion ist zeitlich begrenzt (ca. 1 Minute).
Im Post-Modus wird in einem definierten Toleranzband geregelt (+7/-10 Millimeter).

Normalmodus

Der Normalmodus bezieht sich auf den normalen Betriebszustand des Fahrzeugs. Der Normalmodus wird durch das Motor-läuft-Signal eingeleitet. Geregelt wird in einem definierten Toleranzband pro Seite (±10 Millimeter, schnelle Filterung).

Drive-Modus

Wenn ein Geschwindigkeitssignal von über 1 km/h erkannt wird, wird im EHC-Steuergerät in den Drive-Modus gewechselt.
Im Drive-Modus wird durch eine langsame Filterung geregelt. Im Drive-Modus werden z. B. unterschiedliche Höhenstände ausgeglichen, die durch Reduzierung der Fahrzeugmasse durch den Kraftstoffverbrauch auftreten.

Kurvenfahrt

Die Regelfunktion ”Kurvenfahrt” verhindert eine Regelung bei erkannter Kurvenfahrt. Die langsame Filterung wird angehalten und eine eventuell laufende Regelung abgebrochen.
Die Kurvenfahrt wird über das eingehende Querbeschleunigungssignal erkannt (z. B. über 2 m/s2 Kurvenfahrt erkannt, unter 1,4 m/s2 Kurvenfahrt verlassen). Das DSC-Steuergerät sendet das Querbeschleunigungssignal über der K-CAN.

Verschränkung

Der Betriebszustand ”Verschränkung” verhindert bei einseitiger Auffahrt auf ein Hindernis mit einem Rad den Ausgleich des dadurch hervorgerufenen Schiefstands. Ein Ausgleich würde nach Abfahrt von diesem Hindernis einen erneuten Schiefstand des Fahrzeugs hervorrufen und zu einer neuen Regelung führen.
Wenn ein Fahrzeug mit einem Rad auf einen Bordstein fährt und anhält, wechselt das EHC-Steuergerät vom Drive-Modus in den Normalbetrieb. In dieser Regelfunktion werden die Signale der Höhenstandssensoren links und rechts ausgewertet.
Wenn die Höhendifferenz zwischen linker und rechter Fahrzeugseite einen bestimmten Wert überschreitet (z. B. 28 Millimeter), wird in die Regelfunktion ”Verschränkung” gewechselt.

In dieser Regelfunktion wird vom EHC-Steuergerät der Fahrzeughöhenstand in Achsmitte betrachtet.
Wenn nun das Fahrzeug Be- oder Entladen wird, wird der Wert des Ein- oder Ausfederns betrachtet. Wenn der Wert außerhalb des definierten Toleranzbandes liegt (z. B. ±10 Millimeter), wird eine Regelung eingeleitet.
Die linke und die rechte Fahrzeugseite werden parallel angehoben bzw. abgesenkt. Die Höhendifferenz zwischen beiden Seiten bleibt bestehen.
Wenn das EHC-Steuergerät in den Drive-Modus übergeht, wird die Regelfunktion ”Verschränkung” beendet. Eine laufende Regelung wird abgebrochen. Die Regelfunktion ”Verschränkung” wird verlassen, wenn die Höhendifferenz zwischen linker und rechter Fahrzeugseite einen vorgegebenen Wert unterschreitet.

Levelup-Funktion (nur E61 Allrad bis 09/2006)

Die Levelup-Funktion wird genutzt, um nach dem Abstellen und Verlassen des Fahrzeugs das Fahrzeugheck automatisch anzuheben.

Das Fahrzeug wird nach dem Abstellen automatisch angehoben wie folgt:

  • Fahrzeug verlassen
    und
    Fahrzeug über die Zentralverriegelung ”gesichert”.

    Die automatische Höherstellung wird nach einer kurzen Verzögerungszeit durchgeführt.

oder

  • Fahrzeug verlassen
    und
    Fahrzeug wird nicht über die Zentralverriegelung ”gesichert”.

    Die automatische Höherstellung wird nach einer längeren Verzögerungszeit durchgeführt.

Wenn das EHC-Steuergerät in den Drive-Modus übergeht, wird die Levelup-Funktion beendet. Das Fahrzeug wird auf normalen Höhenstand abgesenkt.

Erkennung eines Schiefstands nach einem Reifenfülldruckverlust (nur E70, E71 mit 8-Zylinder-Motor oder SA 4UB ”3. Sitzreihe”

Wenn die Reifen Pannen Anzeige (RPA) bzw. Reifendruck-Control (RDC) einen Fülldruckverlust an einem Rad erkennt, wird durch die Regelfunktion der betroffene Reifen entlastet.

Wenn der Reifenfülldruckverlust behoben wurde und die Reifen Pannen Anzeige bzw. Reifendruck-Control keinen Fülldruckverlust mehr anzeigt, wird bei laufendem Motor nach ca. 5 Minuten diese Regelfunktion automatisch beendet.

Hebebühne

In der Regelfunktion ”Hebebühne” wird jegliche Regelung bei einem Radwechsel oder bei Arbeiten auf der Hebebühne verhindert.
Folgende Bedingungen lösen die Regelfunktion ”Hebebühne” aus:

  • Überschreitung des zulässigen Ausfederwegs (z. B. mehr als 50 Millimeter, erfasst vom linken und/oder rechten Höhenstandssensor)
  • Fahrzeug wird leicht angehoben (Ausfedern von z. B. weniger als 55 Millimeter), die Regelung setzt ein und das Fahrzeug senkt sich nicht

Der Höhenstand wird im EHC-Steuergerät gespeichert.
Ein Reset wird durchgeführt, wenn das Fahrzeug wieder z. B. 10 Millimeter unter diesem gespeicherten Höhenstand ist oder der Drive-Modus erkannt wird.

Transportmodus

Im Transportmodus wird die Sollhöhe angehoben (z. B. 30 mm). Durch die Erhöhung der Bodenfreiheit ist ein gefahrloser Transport des Fahrzeugs gewährleistet.

Fertigungsmodus

Der Fertigungsmodus wird zur Montage am Band eingesetzt und verhindert Regelvorgänge.

Neue EHC-Steuergeräte werden mit gesetztem Fertigungsmodus geliefert. Nach dem Einbau des neuen EHC-Steuergeräts muss der Fertigungsmodus gelöscht werden.

Hinweise für den Service

Allgemeine Hinweise

Höhenstandsabgleich durchführen

Nach folgenden Servicearbeiten muss ein Höhenstandsabgleich durchgeführt werden:

> E61
  • Tausch des Steuergeräts für die Einachs-Niveauregulierung (EHC-Steuergerät)
  • Tausch oder Reparatur eines oder beider Höhenstandssensoren
  • Tausch des Kabelbaums
> E70, E71
  • Tausch des Steuergeräts für die Einachs-Niveauregulierung (EHC-Steuergerät)
  • Tausch oder Reparatur eines oder beider Höhenstandssensoren bzw. dessen Regelstange
  • Tausch des Kabelbaums
  • Tausch des Steuergeräts für das Vertikaldynamikmanagement (VDM-Steuergerät)

Für den Höhenstandsabgleich muss die gemessene Fahrzeughöhe an der Hinterachse (Isthöhenstand links und rechts) in das BMW Diagnosesystem eingegeben werden. Dazu am BMW Diagnosesystem die Servicefunktion ”Höhenstandsabgleich” auswählen.
Der Isthöhenstand wird zwischen Unterkante Felgenhorn und Radhausunterkante gemessen.

Druckfehler, Irrtümer und technische Änderungen vorbehalten.

Sponsored links