Einachs-Niveauregulierung

Elektronische Höhenstands-Control (EHC)

Die Niveauregulierung an der Hinterachse sorgt für eine beladungsunabhängige Fahrzeughöhe bzw. Bodenfreiheit. Dazu wird die Höhe des Fahrzeugaufbaus mit 2 Luftfedern unter allen Beladungszuständen auf einen vorgegebenen Sollhöhenstand angehoben.

Bauteil-Kurzbeschreibung

Die Einachs-Niveauregulierung besteht aus folgenden Komponenten:

EHC-Steuergerät

Das EHC-Steuergerät (EHC = elektronische Höhenstands-Control) entscheidet, ob Regelbedarf besteht, um Beladungsänderungen auszugleichen. Dazu werden die Fahrzeughöhenstände und der Fahrzeugzustand herangezogen. 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 sowie Fehler zu speichern.

Index Erklärung Index Erklärung
1 EHC-Steuergerät 2 Steckverbindung 26-polig

Das EHC-Steuergerät erkennt über die verschiedenen Signale und Botschaften die unterschiedlichen Fahrzustände. Je nach Fahrzustand schaltet das EHC-Steuergerät in die entsprechenden Regelfunktionen.

Das EHC-Steuergerät verarbeitet folgende Signale und Bus-Signale:

  • Fahrzeughöhenstand von je einem Höhenstandssensor hinten links und rechts
  • Klemme 15 ein oder aus oder Klemme R (Bus-Signal Klemmenstatus vom CAS oder BDC)
  • Fahrgeschwindigkeit (Bus-Signal Fahrdynamik vom Integrated Chassis Management ICM)
  • Querbeschleunigung (Bus-Signal Fahrdynamik vom Integrated Chassis Management ICM)
  • Motor-läuft-Signal (Bus-Signal von der DME oder DDE)
  • Informationen über den Status der Türen und der Heckklappe (Bus-Signal Klappenstatus vom CAS, FRM, JBE, BDC)
  • Kilometerstand (Bus-Signal von der Instrumentenkombination)
  • Anhängererkennung (Bus-Signal vom AHM-Steuergerät)
  • Status der Reifendruck-Control bzw. Reifen Pannen Anzeige (Bus-Signal vom RDC-Steuergerät oder DSC-Steuergerät).

Luftversorgungsanlage

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

Gezeigt F01

Index Erklärung Index Erklärung
1 Steckverbindung 2-polig für Ablassventil 2 Ablassventil
3 Lufttrockner 4 Kompressor
5 Steckverbindung 3-polig für Magnetventilblock 6 Magnetventilblock
7 Steckverbindung 2-polig für Elektromotor 8 Elektromotor

 

Gezeigt F15

Index Erklärung Index Erklärung
1 Elektromotor 2 Kompressor
3 Lufttrockner 4 Steckverbindung 2-polig für Ablassventil
5 Steckverbindung 2-polig für Elektromotor 6 Steckverbindung 3-polig für Magnetventilblock
7 Ventilblock

Die Luftversorgungsanlage beinhaltet folgende Komponenten:

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

Beispielhafte Darstellung

Index Erklärung Index Erklärung
1 Luftfilter 2 Steckverbindung 2-polig
3 Steckverbindung 2-polig 4 Steckverbindung 3-polig
5 Magnetventil für die Steuerung der Luftfeder rechts 6 Magnetventil für die Steuerung der Luftfeder links
7 Luftfeder hinten rechts 8 Luftfeder hinten links
9 Lufttrockner 10 Steuerventil
11 Ablassventil mit Druckbegrenzungsfunktion 12 Kompressor
13 Luftansaugung 14 Elektromotor
15 Sicherheitsventil 16 Entlüftung

Kompressor

Der Kompressor wird durch einen Elektromotor angetrieben. Der Elektromotor wird über ein Relais mit Spannung versorgt. Das Relais 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 Regelungen wieder möglich.

Lufttrockner

Die vom Kompressor angesaugte Luft streicht im Lufttrockner über einen Wasser aufnehmenden Filter. Dabei wird der Luft die Feuchtigkeit entzogen. Solange 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.

Magnetventilblock

Der Magnetventilblock beinhaltet folgende Ventile:

  • Magnetventil für Steuerung der Luftfeder hinten links
  • Magnetventil für Steuerung der Luftfeder hinten rechts

Ablassventil

Das Ablassventil wird vom EHC-Steuergerät angesteuert. Über das Ablassventil entweicht die Luft aus dem Magnetventilblock über den Lufttrockner.

Durch die Druckbegrenzungsfunktion des Ablassventils wird der Druck in der Luftversorgungsanlage begrenzt wie folgt: Höchstdruck 13,5 bar (temperaturabhängige Toleranz +5 bis + 6,5 bar = Losbrechmoment bei länger nicht benutztem Ablassventil)

2 Luftfedern

Die Luftfedern sind in die Federbeine integriert. Eine Aluminiumhülse umschließt die Luftfedern. Die Luftfedern bilden die luftdichte und bewegliche Verbindung zwischen der Karosserie und dem Radträger. Der Luftdruck in den Luftfedern trägt die jeweilige Fahrzeuglast.

Grafik zeigt Luftfeder F0x.

Index Erklärung Index Erklärung
1 Dämpferlager 2 Zusatzfeder
3 Abrollkolben 4 geregelter Dämpfer
5 Faltenbalg 6 Außenführung
7 Luftfederbalg 8 Restdruckhalteventil

2 Höhenstandssensoren

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

Hinweis!

F00x, F1x: Ab 09/2010 ist der direkte Anschluss der Höhenstandssensoren am EHC-Steuergerät entfallen. Das EHC-Steuergerät erhält die Signale über das Bus-System.

Index Erklärung Index Erklärung
1 Koppelstange 2 Steckverbindung 6-polig
3 Höhenstandssensor

Der Radhub wird über die Koppelstange in eine Drehbewegung am Höhenstandssensor umgesetzt. Beim Ein- und Ausfedern ändert sich die Ausgangsspannung des Höhenstandssensors linear. Beim Einfedern hinten links steigt die Ausgangsspannung. Beim Ausfedern sinkt die Ausgangsspannung (hinten rechts genau umgekehrt, bestimmt durch die Einbaulage).

Check-Control

Ein Fehler an der Einachs-Niveauregulierung wird in der Instrumentenkombination 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 Zufuhr 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 (abhängig vom Fahrzeugzustand, z. B. Motor läuft) befinden, regelt das System über die Luftversorgungsanlage auf den Sollhöhenstand.

Gezeigt F0x vor 09/2010.

Index Erklärung Index Erklärung
1 EHC-Steuergerät 2 Zentrales Gateway-Modul (ZGM)
3 Luftversorgungsanlage 4 Magnetventilblock
5 Magnetventil für die Steuerung der Luftfeder hinten links 6 Magnetventil für die Steuerung der Luftfeder hinten rechts
7 Kompressor mit Anbauteilen 8 Ablassventil
9 Elektromotor 10 Kompressorrelais
11 Stromverteiler hinten 12 Höhenstandssensor hinten links (nur bis 09/2010 direkt am EHC-Steuergerät angeschlossen)
13 Höhenstandssensor hinten rechts (nur bis 09/2010 direkt am EHC-Steuergerät angeschlossen)

Gezeigt F15

Index Erklärung Index Erklärung
1 Dynamische Stabilitäts-Control (DSC) 2 Body Domain Controller (BDC)
3 Kompressor mit Anbauteilen 4 Ventilblock
5 Elektronische Höhenstands-Control (EHC) 6 Stromverteiler hinten rechts
7 Höhenstandssensor hinten rechts 8 Kompressorrelais
9 Höhenstandssensor hinten links

Beladungsänderungen finden hauptsächlich im Stillstand 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 nach mehreren Minuten nach Verlassen des Fahrzeugs wieder ab.

Um Beladungsänderungen von anderen Einflüssen 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. Die langsame Filterung wird während der Fahrt zur Überwachung der Regelschwellen 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
  • 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 oder Nachlauf) werden bereits beim Einsteigen sowie noch einige Minuten nach dem Abstellen des Fahrzeugs Zuladungen ausgeglichen. Bei verriegeltem Fahrzeug verkürzt sich der Nachlauf.

Im Pre-Modus wird nur dann auf die Sollhöhe aufgeregelt, wenn das Niveau deutlich die Sollhöhe unterschreitet. Das Toleranzband für die Regelung beträgt ca. 60 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 (±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 ICM-Steuergerät sendet das Querbeschleunigungssignal über den 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 Höhenstandsdifferenz 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 Toleranzbands liegt (z. B. ±10 Millimeter), wird eine Regelung eingeleitet. Die linke und die rechte Fahrzeugseite werden parallel angehoben oder abgesenkt. Die Höhenstandsdifferenz 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 Höhenstandsdifferenz zwischen linker und rechter Fahrzeugseite einen vorgegebenen Wert unterschreitet.

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 dabei Regelvorgänge.

Hinweise für den Service

Allgemeine Hinweise

Kodierung

Nach einem Tausch muss das EHC-Steuergerät kodiert werden.

Höhenstandsabgleich durchführen.

Nach folgenden Servicearbeiten muss ein Höhenstandsabgleich durchgeführt werden:

  • Tausch des Steuergeräts für die Einachs-Niveauregulierung (EHC-Steuergerät), nur bis 08/2010
  • Tausch oder Reparatur eines oder beider Höhenstandssensoren bzw. dessen Koppelstange
  • Reparatur an den Leitungen des Höhenstandssensors

Für den Höhenstandsabgleich muss die gemessene Fahrzeughöhe an der Hinterachse (Isthöhenstand links und rechts) in das  Diagnosesystem eingegeben werden. Dazu am Diagnosesystem die Servicefunktion ”Höhenstandsabgleich” auswählen. Vorgehensweise siehe Reparaturanleitung!

Druckfehler, Irrtümer und technische Änderungen vorbehalten.

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