NABER, Thomas (Averesch 21, Ahaus, 48683, DE)
ALTER, Wolfgang (Lechfeldstr. 17, Landsberg/Lech, 86899, DE)
MILLER, Bernhard (Schwalbenstr. 32, Weil der Stadt, 71263, DE)
NABER, Thomas (Averesch 21, Ahaus, 48683, DE)
ALTER, Wolfgang (Lechfeldstr. 17, Landsberg/Lech, 86899, DE)
| Patentansprüche Verfahren zum Ansteuern einer Drossel (105) eines pneumatischen Dämpfers, das die folgenden Schritte umfasst: Empfangen (221 ) einer Zustandsinformation über einen Schwingungsverlauf (331 ) des pneumatischen Dämpfers über eine Schnittstelle; Erkennen (223) eines bevorstehenden, aktuellen oder durchlaufenen Extremwertes des Schwingungsverlaufs basierend auf der Zustandsinformation; und Bereitstellen (225) eines Öffnungssignals (333, 447) zum Öffnen der Drossel, wenn der Extremwert erkannt wird. Verfahren gemäß Anspruch 1 , bei dem der Schwingungsverlauf (331 ) einen Druckverlauf innerhalb eines Dämpfervolumens (101 , 102) des pneumatischen Dämpfers betrifft und die Zustandsinformation eine Information über einen Druck innerhalb des Dämpfervolumens umfasst oder bei dem der Schwingungsverlauf eine Federbewegung des pneumatischen Dämpfers betrifft und die Zustandsinformation eine Information über einen Federweg des pneumatischen Dämpfers umfasst. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem der bevorstehende Extremwert basierend auf einem zeitlichen Verlauf (441 ) der Zustandsinformation erkannt wird. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem der bevorstehende Extremwert basierend auf einer ersten Ableitung eines zeitlichen Verlaufs (441 ) der Zustandsinformation erkannt wird. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die Zustandsinformation oder ein aus der Zustandsinformation ermittelter Wert (441 ) mit einem Schwellwert (443, 445) verglichen wird, um den bevorstehenden Extremwert zu erkennen. 6. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem das Öffnungssignal (333, 447) ausgebildet ist, um die Öffnung der Drossel (105) bis zu einem vorbestimmten Schließereignis aufrechtzuerhalten. 7. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Schritt des Bereitstellens eines Schließsignals zum Schließen der Drossel (105). 8. Verfahren gemäß Anspruch 7, bei dem das Schließsignal ausgebildet ist, um die Drossel (105)für eine vorbestimmte Zeitdauer in einem geschlossenen Zustand zu halten. 9. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die Drossel (105) ein Drosselventil zum Steuern eines Fluidstroms durch die Drossel und eine elektrische Wicklung zum Betätigen des Drosselventils aufweist, und bei dem das Öffnungssignal (333, 447) ausgebildet ist, um einen zum Öffnen des Drosselventils erforderlichen Stromfluss (333) durch die Wicklung zu bewirken und/oder das Schließsignal ausgebildet ist, um einen zum Schließen des Drosselventils erforderlichen Stromfluss durch die Wicklung zu bewirken. 10. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem das Bereitstellen (225) des Öffnungssignals (333, 447) verhindert wird, wenn eine Amplitude des Schwingungsverlaufs (331 ) kleiner als eine vorbestimmte Mindestamplitude ist. 1 1 . Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 10, bei dem das Bereitstellen (225) des Öffnungssignals (333, 447) verhindert wird, wenn die Zustandsinformation eine Druckveränderung anzeigt, die unterhalb eines vorbestimmten Mindestdruckunter- schieds liegt. 12. Vorrichtung (1 10) zum Ansteuern einer Drossel (105) eines pneumatischen Dämpfers, mit folgenden Merkmalen: einer Empfangseinrichtung zum Empfangen einer Zustandsinformation über einen Schwingungsverlauf des pneumatischen Dämpfers über eine Schnittstelle; einer Erkennungseinrichtung zum Erkennen eines bevorstehenden Extremwertes des Schwingungsverlaufs basierend auf der Zustandsinformation; und einer Bereitstellungseinrichtung zum Bereitstellen eines Öffnungssignals zum Öffnen der Drossel, wenn die bevorstehende Schwingungsumkehr erkannt wird. 13. Pneumatischer Dämpfer, mit folgenden Merkmalen: einem ersten und einem zweiten Dämpfervolumen (101 , 102); einer Drossel (105), die zwischen dem ersten und dem zweiten Dämpfervolumen angeordnet ist, um einen Fluidstrom zwischen dem ersten und dem zweiten Dämpfervolumen zu steuern; einer Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Zustandsinformation einer Schwingung des pneumatischen Dämpfers; und einer Vorrichtung (1 10) zum Ansteuern der Drossel, gemäß Anspruch 12. |
Dämpfers
Beschreibung Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung zum Ansteuern einer Drossel eines pneumatischen Dämpfers sowie auf einen pneumatischen Dämpfer, der beispielsweise im Fahrzeugbereich eingesetzt werden kann.
Pneumatische Dämpfer sind nicht Standard, aber trotzdem bekannt und werden auch in Einzelfällen eingesetzt. Sie bestehen im Wesentlichen aus zwei pneumatischen Dämpfvolumina und einer Dämpfdrossel, die entweder eine konstante Querschnittsfläche aufweist, oder aber druckdifferenzabhängig ist. Der Nachteil der pneumatischen Dämpfer liegt oftmals darin, dass sie entweder zu teuer sind oder das die Dämpfenergie nicht ausreicht. Dies hat den Einsatz des Dämpfertyps in Großserie bisher verhindert. Zur Erhö- hung der Dämpfenergie kann der Druck im Dämpfer erhöht werden, allerdings nur bei Dämpfertypen, die unabhängig von einer Luftfeder sind.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Ansteuern einer Drossel eines pneumatischen Dämpfers so- wie einen verbesserten pneumatischen Dämpfer zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 , eine Vorrichtung gemäß Anspruch 12 sowie durch einen pneumatischen Dämpfer gemäß Anspruch 13 gelöst. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch eine "ideale" Drossel, die ihre Querschnittsfläche verändern kann, die Dämpfkraft dieser Drossel erhöht werden kann. Kern der Erfindung ist dabei eine gesicherte Komponentenlösung bzw. ein Algorithmus für eine zielgerichtete Ansteuerung eines Drosselventils. Dabei liegt der Erfindung der Gedanke zu Grunde, dass sich der idealen Drossel über ein elektronisches Sensorsys- tem und Aktuatorsystem mit einem definierten Algorithmus angenähert werden kann.
Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Ansteuern einer Drossel eines pneumatischen Dämpfers, das die folgenden Schritte umfasst: Empfangen einer Zu- Standsinformation über einen Schwingungsverlauf des pneumatischen Dämpfers über eine Schnittstelle; Erkennen eines bevorstehenden, aktuellen oder durchlaufenen Extremwertes des Schwingungsverlaufs basierend auf der Zustandsinformation; und Bereitstellen eines Öffnungssignals zum Öffnen der Drossel, wenn der bevorstehende Ex- tremwert erkannt wird.
Der pneumatische Dämpfer kann zum Dämpfen eines Fahrzeugaufbaus eingesetzt werden. Dazu kann der Dämpfer zwischen einer Fahrzeugachse und einem Fahrzeugaufbau angeordnet und ausgebildet sein, um eine Achsschwingung und/oder eine Schwing- bewegung des Fahrzeugaufbaus zu dämpfen. Die Drossel kann ein Drosselventil aufweisen, über das ein Fluidstrom gesteuert werden kann. Durch den Fluidstrom kann die Dämpfungswirkung des Dämpfers erzielt werden. Erfindungsgemäß kann durch ein gezieltes Öffnen und Schließen des Drosselventils die Dämpfungswirkung des Dämpfers erhöht werden. Durch das Öffnen des Drosselventils kann eine Querschnittsfläche er- höht werden, durch die das Fluid strömen kann. Die Schwingung des Dämpfers kann durch eine Längenänderung des Dämpfers erkannt werden, die durch stochastisch ausgeführte Einfederbewegungen und Ausfederbewegungen hervorgerufen werden kann. Auch kann die Schwingung durch eine sich wiederholende Druckänderung in einem oder beiden Dämpfervolumen erkannt werden. Die Zustandsinformation kann einen aktuellen Zustand des Dämpfers charakterisieren. Insbesondere kann die Zustandsinformation definieren, in welcher Phase der Schwingung sich der Dämpfer gerade befindet. Die Zustandsinformation kann von geeigneten Sensoren erfasst und bereitgestellt werden. Über die Zeit kann die Zustandsinformation einen kontinuierlichen Werteverlauf oder aufeinanderfolgende diskrete Werte aufweisen. Der Extremwert kann eine Phase der Schwingung definieren, in der sich die Schwingungsrichtung ändert oder umkehrt. Beispielsweise kann der Extremwert ein Maximum oder ein Minimum im Schwingungsverlauf, also beispielsweise eine bei der Schwingung auftretende maximale oder minimale Längenausdehnung oder einen bei der Schwingung auftretenden maximalen oder minimalen Druck innerhalb des Dämpfers kennzeichnen. Das Öffnungssignal kann ausgebil- det sein, um das Öffnen der Drossel zu bewirken, bevor der Extremwert des Schwingungsverlaufs erreicht ist. Das Öffnen der Drossel kann aus einem vollständig geschlossenen Zustand der Drossel oder aus einem teilweise geöffneten Zustand der Drossel heraus erfolgen. Das Öffnungssignal kann ein elektrisches Signal, beispielsweise eine elektrische Spannung oder ein elektrischer Strom sein. Mittels des Öffnungssignals kann ein Stromfluss durch eine elektrische Spule gesteuert werden, mittels der die Drossel geöffnet oder geschlossen werden kann. In diesem Fall kann das Öffnungssignal auch dem Stromfluss durch die Spule entsprechen.
Gemäß einer Ausführungsform kann der Schwingungsverlauf einen Druckverlauf inner- halb eines Dämpfervolumens des pneumatischen Dämpfers betreffen und die Zustandsinformation kann eine Information über einen Druck innerhalb des Dämpfervolumens umfassen. In diesem Fall kann die Zustandsinformation über einen Drucksensor erfasst werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Schwingungsverlauf eine Federbewegung des pneumatischen Dämpfers betreffen und die Zustandsinformation kann eine Informa- tion über einen Federweg des pneumatischen Dämpfers umfassen. Der Federweg kann eine Strecke definieren, um die der Dämpfer ausgehende von einer Neutralstellung ausgefedert oder eingefedert ist. In diesem Fall kann die Zustandsinformation mittels eines geeigneten Sensors, beispielsweise über entsprechende Wegpunkte, erfasst werden. Der bevorstehende Extremwert kann basierend auf einem zeitlichen Verlauf der Zustandsinformation erkannt werden. Dazu können zeitlich aufeinanderfolgend Zustandsinformationen empfangen und miteinander verglichen werden. Tritt eine vorbestimmte Veränderung im jeweiligen Unterschied aufeinanderfolgender Zustandsinformationen auf, so kann dies als ein Anzeichen eines bevorstehenden Extremwertes gedeutet werden. Dies kann insbesondere der Fall sein, wenn sich aufeinanderfolgende Zustandsinformationen nur mehr geringfügig voneinander unterscheiden. Beispielsweise kann dazu eine Ableitung, insbesondere eine erste Ableitung, über aufeinanderfolgende Werte der Zustandsinformation gebildet und ausgewertet werden. In diesem Fall kann der bevorstehende Extremwert basierend auf der Ableitung eines zeitlichen Verlaufs aufeinanderfolgender Zustandsinformationen erkannt werden.
Beispielsweise kann die Zustandsinformation oder ein aus der Zustandsinformation ermittelter Wert mit einem Schwellwert verglichen werden, um den bevorstehenden Extremwert zu erkennen. Beispielsweise kann die erste Ableitung des zeitlichen Verlaufs der Zustandsinformation mit einem oder mehreren Schwellwerten verglichen werden. Dabei kann ein erster Schwellwert einem Extremwert in Form eines Minimums und ein zweiter Schwellwert einem Extremwert in Form eines Maximums zugeordnet sein.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Öffnungssignal ausgebildet sein, um die Öff- nung der Drossel bis zu einem vorbestimmten Schließereignis aufrechtzuerhalten. Das Schließereignis kann einen Zeitpunkt definieren, bei dem ein Druckaustausch durch die Drossel vollständig oder größtenteils, beispielsweise zu 50% oder 75% abgeschlossen ist. Das Schließereignis kann über einen Sensor erfasst werden, der wiederum ausgebildet ist, um eine entsprechende Sensorinformation zum Steuern des Öffnungssignals be- reitzustellen. Alternativ kann das Schließereignis durch einen Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne gekennzeichnet sein, die mit dem Öffnen der Drossel beginnt.
Ferner kann das erfindungsgemäße Verfahren einen Schritt des Bereitstellens eines Schließsignals zum Schließen der Drossel umfassen. Das Schließsignal kann bereitge- stellt werden, wenn sich die Drossel in einem geöffneten Zustand befindet. Aus dem geöffneten Zustand heraus kann die Drossel ansprechend auf das Schließsignal in einen vollständig oder teilweise geschlossenen Zustand versetzt werden. Das Schließsignal kann ansprechend auf das Schließereignis bereitgestellt werden. Insbesondere kann das Schließsignal zeitlich nach dem Auftreten des Extremwertes und vor einem Auftreten ei- nes weiteren Extremwertes bereitgestellt werden.
Das Schließsignal kann ausgebildet sein, um die Drossel für eine vorbestimmte Zeitdauer in einem geschlossenen Zustand zu halten. Auf diese Weise kann ein ungewolltes Öffnen verhindert werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Drossel ein Drosselventil zum Steuern eines Fluidstroms durch die Drossel und eine elektrische Wicklung zum Betätigen des Drosselventils aufweisen. Das Öffnungssignal kann ausgebildet sein, um einen zum Öffnen des Drosselventils erforderlichen Stromfluss durch die Wicklung zu bewirken. Entsprechend dazu kann das Schließsignal ausgebildet sein, um einen zum Schließen des Drosselventils erforderlichen Stromfluss durch die Wicklung zu bewirken. Eine Wicklung lässt sich einfach ansteuern und bietet eine zuverlässige und kostengünstige Möglichkeit zur Steuerung des Öffnungsverhaltens und Schließverhaltens der Drossel. Zum Schließen und geschlossen halten des Drosselventils kann ein Stromfluss in einer ersten Stromrich- tung bereitgestellt werden. Zum Öffnen des Drosselventils kann kurzzeitig ein entgegengesetzter Stromfluss bereitgestellt werden. Alternativ kann die Drossel selbsttätig durch den nachlassenden Druckunterschied in den beiden Dämpferräumen geschlossen werden. Gemäß einer Ausführungsform kann das Bereitstellen des Öffnungssignals verhindert werden, wenn eine Amplitude des Schwingungsverlaufs kleiner als eine vorbestimmte Mindestamplitude ist. Auf diese Weise können Kleinstschwingungen unterdrückt werden. Beispielsweise kann das Bereitstellen des Öffnungssignals verhindert werden, wenn die Zustandsinformation eine Druckveränderung anzeigt, die unterhalb eines vorbestimmten Mindestdruckunterschieds liegt. Die Druckveränderung kann einen Druckunterschied zwischen einem Druck in Ruhestellung und einem aktuellen Druck definieren. In diesem Fall ist es erforderlich, dass ein bestimmter Mindestdruckunterschied vorhanden ist, da- mit der Algorithmus wirkt. Unterhalb dieses Mindestdruckunterschiedes wird die Drossel nicht geöffnet. Damit wird unnötig häufiges Schalten, beispielsweise auf guten Straßen, verhindert.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner eine Vorrichtung zum Ansteuern einer Drossel eines pneumatischen Dämpfers, mit folgenden Merkmalen: einer Empfangseinrichtung zum Empfangen einer Zustandsinformation über einen Schwingungsverlauf des pneumatischen Dämpfers über eine Schnittstelle; einer Erkennungseinrichtung zum Erkennen eines bevorstehenden Extremwertes des Schwingungsverlaufs basierend auf der Zustandsinformation; und einer Bereitstellungseinrichtung zum Bereitstellen eines Öff- nungssignals zum Öffnen der Drossel, wenn die bevorstehende Schwingungsumkehr erkannt wird. Die Vorrichtung kann ausgebildet sein, um die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens umzusetzen oder auszuführen. Die Vorrichtung kann als Logikeinheit in Hardware oder Software ausgeführt sein. Beispielsweise kann es sich um ein Steuergerät handeln, das über entsprechende elektrische Schnittstellen mit der Drossel und mit der Drossel gekoppelten Sensoren verbunden werden kann.
Ferner schafft die vorliegende Erfindung einen pneumatischen Dämpfer, mit folgenden Merkmalen: einem ersten und einem zweiten Dämpfervolumen; einer Drossel, die zwischen dem ersten und dem zweiten Dämpfervolumen angeordnet ist, um einen Flu- idstrom zwischen dem ersten und dem zweiten Dämpfervolumen zu steuern; einer Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Zustandsinformation einer Schwingung des pneumatischen Dämpfers; und eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ansteuern der Drossel. Der pneumatische Dämpfer kann in einem Fahrzeug eingesetzt werden. Dazu kann der Dämpfer einerseits mit einer Fahrzeugachse und andererseits mit einem Fahrzeugaufbau verbunden sein. Die Dämpfervolumen können von einem aufbau verbunden sein. Die Dämpfervolumen können von einem Dämpferkolben oder Dämpferbalg ausgebildet werden.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Be- zug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Darstellung eines erfindungsgemäßen pneumatischen Dämpfers;
Fig. 2 eine Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ansteu- ern einer Drossel eines pneumatischen Dämpfers;
Fig. 3 eine Druckänderungsverlaufskurve ohne Dämpfung;
Fig. 4 eine weitere Druckverlaufskurve ohne Dämpfung; und eine wahre Druckverlaufskurve.
In der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Zeichnungen dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei ei ne wiederholte Beschreibung dieser Elemente weggelassen wird.
Fig. 1 zeigt einen pneumatischen Dämpfer, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Dämpfer weist ein erstes Dämpfervolumen 101 und ein zweites Dämpfervolumen 102 auf. Das erste Dämpfervolumen 101 und das zweite Dämpfervolumen 102 können abgeschlossene Räume bilden, in denen ein Dämpferfluid
angeordnet ist. Das erste Dämpfervolumen 101 kann durch einen Dämpferbalg und das zweite Dämpfervolumen 102 kann durch einen Dämpferkolben ausgebildet werden. Bei dem Fluid kann es sich um Luft handeln. Das erste Dämpfervolumen 101 kann mit dem zweiten Dämpfervolumen 102 ausschließlich über eine Drossel 105 verbunden sein. Wenn sich die Drossel 105 in einem geöffneten Zustand befindet, kann das Fluid aus dem ersten Dämpfervolumen 101 in das zweite Dämpfervolumen 102, und umgekehrt, strömen. Wenn sich die Drossel 105 in einem geschlossenen Zustand befindet, ist kein Druckausgleich zwischen dem ersten Dämpfervolumen 101 und dem zweiten
Dämpfervolumen 102 möglich. Die Drossel 105 kann ein Drosselventil aufweisen. Bei dem Drosselventil kann es sich um ein elektromechanisches Bauteil handeln. kann es sich um ein elektromechanisches Bauteil handeln. Beispielsweise kann das Drosselventil eine Drosselklappe aufweisen, die eine Ventilöffnung freigeben oder verschließen kann. Ein Öffnungszustand des Drosselventils kann durch eine elektrische Spule gesteuert werden. Wird die Spule von einem elektrischen Strom durchflössen, so kann die Spule ein Magnetfeld ausbilden. Das Magnetfeld kann geeignet sein, um die Drosselklappe anzuziehen und dadurch die Ventilöffnung zu verschließen. Das Drosselventil kann geöffnet werden, wenn ein entsprechender Druckunterschied zwischen den Dämpfervolumen 101 , 102 besteht und die Spule von keinem Strom oder von einem kurzzeitig entgegengesetzten Strom durchflössen wird.
Die Drossel 105 kann durch eine Vorrichtung 1 10 zum Ansteuern der Drossel 105 angesteuert werden. Insbesondere kann die Vorrichtung 1 10 ausgebildet sein, um ein Öffnen und ein Schließen des Drosselventils zu steuern. Dazu kann die Vorrichtung 1 10 beispielsweise über eine elektrische Leistung mit der Drossel 105 verbunden sein. Über die elektrische Leitung kann die Vorrichtung 1 10 beispielsweise einen Strom bereitstellen, der durch eine Spule der Drossel 105 geleitet wird. Zusätzlich kann die Vorrichtung 1 10, beispielsweise über eine weitere elektrische Leitung, mit einem Sensor verbunden sein. Der Sensor kann mit dem Dämpfer gekoppelt sein, um eine Zustandsinformation des Dämpfers zu erfassen. Die Zustandsinformation kann eine Aussage darüber treffen, in was für einem Schwingungszustand sich der Dämpfer aktuell befindet. Beispielsweise kann es sich bei dem Sensor um einen Drucksensor handelt, der ausgebildet ist, um einen Druck in dem ersten Dämpfervolumen 101 oder in dem zweiten Dämpfervolumen 102 zu erfassen. Ebenso kann der Sensor ausgebildet sein, um einen Federweg des Dämpfers zu erfassen. Somit kann es sich bei der Zustandsinformation um einen Mess- wert handeln. Die Vorrichtung 1 10 kann ausgebildet sein, um zeitlich aufeinanderfolgend eine Mehrzahl von Werten der Zustandsinformation zu empfangen und auszuwerten. Beispielsweise kann die Vorrichtung 1 10 ausgebildet sein, um eine Ableitung eines zeitlichen Verlaufs der Werte der Zustandsinformationen zu bilden und auszuwerten. Dazu kann die Ableitung beispielsweise mit einem oder mehreren Schwellwerten verglichen werden. Abhängig von einem Vergleichsergebnis kann die Vorrichtung 1 10 ausgebildet sein, um ein entsprechendes Steuersignal, beispielsweise zum Öffnen des Drosselventils, an die Drossel 105 bereitzustellen. Nach einer Bereitstellung eines Steuersignals zum Öffnen des Drosselventils kann die Vorrichtung 1 10 ausgebildet sein, um die Drossel 105 so anzusteuern, dass das Drosselventil eine gewisse Zeitspanne geöffnet bleibt. Die Zeitspanne kann so gewählt sein, das ein vor bestimmter Druckausgleich zwischen dem ersten Dämpfervolumen 101 und dem zweiten Dämpfervolumen 102 stattfinden kann. Nach dem Öffnen des Drosselventils kann die Vorrichtung 1 10 ausgebildet sein, um ein weiteres Steuersignal an die Drossel 105 bereitzustellen, dass ein Schließen des Drosselventils bewirkt. Alternativ kann ein Schließen der Drossel 105 auch automatisch erfolgen.
Fig. 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Ansteuern einer Drossel eines pneumatischen Dämpfers, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren kann beispielsweise in der in Figur 1 gezeigten Vorrichtung umge- setzt werden. In einem Schritt 221 kann eine Zustandsinformation empfangen werden. Die Zustandsinformation kann beispielsweise von einem Sensor bereitgestellt werden und eine Information über einen Schwingungsverlauf oder einen Schwingungszustand des Dämpfers umfassen. In einem Schritt 223 kann der Schwingungsverlauf beziehungsweise der Schwingungszustand des Dämpfers basierend auf der Zustandsinforma- tion oder basierend auf einer Mehrzahl aufeinander folgender Zustandsinformationen analysiert werden, um einen bevorstehenden Extremwert im Schwingungsverlauf im Voraus zu erkennen. Wird ein solcher bevorstehender Extremwert erkannt, so kann in einem Schritt 225 ein Öffnungssignal bereitgestellt werden. Bei dem Öffnungssignal kann es sich um ein Steuersignal zum Steuern eines Öffnungsverhaltens der Drossel handeln. Das Öffnungssignal kann demnach an die Drossel bereitgestellt werden und ein Öffnen des Drosselventils bewirken.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das erfindungsgemäße Verfahren durch einen Algorithmus beschrieben werden. Der Algorithmus kann durch die im Folgenden aufge- führten Punkte gekennzeichnet sein, die durch alternative oder weitere Verfahrensschritte umgesetzt werden können.
Zunächst kann eine Ermittlung einer schwingungsrelevanten Größe, wie beispielsweise einem Druck oder einem Federweg, erfolgen. Darauf folgend kann eine erste Ableitung der schwingungstechnischen Größe zur Ermittlung eines Grenzwerts vor einem Schwin- gungspeak ermittelt werden. Anschließend kann eine Einleitung eines Drosselöffnungsvorgangs auf Basis eines Grenzunterschreitungssignals erfolgen. Das Grenzunterschrei- tungssignals kann basierend auf einem Vergleich der ersten Ableitung mit dem Grenzwert bereitgestellt werden. Eine anschließende Beibehaltung der Drosselöffnung kann durchgeführt werden, bis ein Druckaustausch ganz oder größtenteils abgeschlossen ist. Anschließend kann ein automatisches oder erzwungenes Wiederverschließen der Drossel erfolgen. Daraufhin kann zur Verhinderung eines ungewollten Öffnens während einer nächsten Druckaufbauphase, ein definiertes zeitliches Geschlossenhalten der Drossel erfolgen.
Fig. 3 zeigte eine Druckverlaufskurve ohne Dämpfung, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Gezeigt ist ein Verlauf eines Schwingungssignals 331 . Das Schwingungssignal 331 kann einen sinusförmigen Verlauf aufweisen und einer zu dämpfenden Schwingung entsprechen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kennzeich- net das Schwingungssignal 331 einen Druckverlauf innerhalb des pneumatischen Dämpfers. Demnach ist auf der Abszisse die Zeit t in Sekunden und auf der Ordinate der Druck in bar angegeben. Ferner ist in Fig. 3 ein Stromverlauf 333, ein Zeitpunkt 351 , Zeitdauern 353, 355, 357, 359 sowie einen Druckanstieg 360 von 0,2 bar gezeigt. Fig. 4 zeigt eine dp/dt-Verlaufskurve 441 ohne Dämpfung inklusive Schaltpunkte, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Verlaufskurve 441 stellt eine Ableitung des in Fig. 3 gezeigten Schwingungssignals 331 dar. Demnach ist auf der Abszisse die Zeit t in Sekunden und auf der Ordinate die Ableitung des Drucks über die Zeit angegeben. Ferner ist in Fig. 4 ein oberer Grenzwert 443 und ein unterer Grenzwert 445 gezeigt. Die Grenzwerte 443, 445 definieren jeweils vorbestimmter Werte der Ableitung des Drucks über die Zeit, bei der Erreichen, Überschreiten oder Unterschreiten ein Schaltsignal bereitgestellt werden kann. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird ein erstes Schaltsignal 447 bereitgestellt, wenn die Verlaufskurve 441 den oberen Grenzwert 443 unterschreitet. Ein zweites Schaltsignal 447 wird bereitgestellt, wenn die Verlaufs- kurve 441 den unteren Grenzwert 445 überschreitet. Gemäß diesen Ausführungsbeispielen werden keine Schaltsignale 447 bereitgestellt, wenn die Verlaufskurve 441 den oberen Grenzwert 443 überschreitet oder den unteren Grenzwert 445 unterscheidet. Der obere Grenzwert 443 weist einen positiven Wert und der untere Grenzwert 445 einen negativen Wert auf. Betragsmäßig können sich der obere und der untere Grenzwert 443, 445 entsprechen. Die Grenzwerte 443, 445 können ungefähr mittig zwischen einem Extremwert der Verlaufskurve 441 und einem folgenden Nulldurchgang der Verlaufskurve 441 angeordnet sein. Beispielsweise können die Extremwerte in einem Fenster zwischen einem Viertel und drei Vierteln einer jeweiligen Amplitude der Verlaufskurve 441 angeordnet sein. Jeweils ansprechend auf die Schaltsignale 447 kann eine Drosselöffnung bewirkt werden. Dazu können die Schallsignale 447 beispielsweise ausgebildet sein, um einen geeigneten Ansteuerstrom an die Drossel bereitzustellen.
Fig. 3 zeigt einen zeitlichen Verlauf eines Signals zum Ansteuern einer Drossel in Form des Stromverlaufs 333. Ein dem Stromverlauf 333 entsprechender Strom kann an eine elektrische Spule der Drossel bereitgestellt werden, mit der ein Öffnen und Schließen der Drossel gesteuert werden kann. Zunächst weist der Stromverlauf 333 einen Wert auf, der geeignet ist, um die Drossel in einem geschlossenen Zustand zu halten. Zu einem Zeitpunkt 351 weist das Schwingungssignal 331 eine Steigung auf, die dazu führt, das die Ableitung der Schwingung Signals 331 den oberen Grenzwert unterschreitet, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Ansprechend darauf fällt der Stromverlauf 333 ab, um daraufhin wieder auf den ursprünglichen Wert einzusteigen. Der Abfall und darauf folgende Anstieg im Stromverlauf 333 kann beispielsweise eine Zeitdauer 353 von 5 ms aufweisen. Ansprechend darauf kann der Stromverlauf 333 für eine Zeitdauer 355 von beispielswei- se 35 ms wieder den ursprünglichen Wert aufweisen. Ferner ist in Fig. 3 eine Zeitdauer 357 gezeigt, die zwischen der Spitze des Stromverlaufs 333, die zur Öffnung der Drossel führt, und dem Maximum des Schwingungssignals 331 liegt. Die Zeitdauer 357 kann beispielsweise 10 ms betragen. Eine Zeitdauer 359 zwischen zwei aufeinanderfolgenden Nulldurchgängen des Schwingungssignals 331 kann beispielsweise 42 ms betragen. Somit kann die Öffnung der Drossel beispielsweise in einem Zeitfenster erfolgen, das ein Viertel der Schwingungsdauer des Schwingungssignals 331 vor einem jeweiligen Extremwert beginnt und mit dem jeweiligen Extremwert endet. Beispielsweise kann die Öffnung der Drossel ein Achtel der Schwingungsdauer des Schwingungssignals 331 vor dem jeweiligen Extremwert durchgeführt werden.
Gemäß den in den Figuren 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispielen kann durch die erste Ableitung 441 des dargestellten Schwingungssignals 331 , hier des Drucksignals, ein Grenzwert 443, 445 überschritten werden, der dann zum elektrischen "Entströmen" 353 einer Wicklung führt, die dann das Ventil zwischen zwei pneumatischen Dämpfer- räumen öffnet. Der Stromverlauf 333 ist in Fig. 3 dargestellt. Durch die Grenzwertüberschreitung kann der Schaltpunkt vor OT liegen, was durch die endliche Zeitdauer der realen
Entlüftung, wie in Fig. 5 dargestellt auch sinnvoll ist. Das "Entströmen" erfolgt dabei schneller durch ein "Gegenstromen" damit der magnetische Fluss so schnell wie möglich unterbunden wird. Danach folgt gezielt eine Phase 355 der gesicherten Wiederbestro- mung, z.B. 35 ms, damit beim Aufsetzen der Druckentlüftungskurve auf der
unteren Druckkurve nicht ein zufälliges erneutes Überschreiten des dp/dt-Grenzwertes 443, 445 zum Wiederöffnen des Ventils führt. Danach beginnt der Prozess in Gegenrich- tung.
Fig. 5 zeigt einen wahren Druckverlauf 570 mit Luftaustausch, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Gezeigt ist das in Fig. 3 gezeigte Drucksignal 331 , ein erster Signalverlauf 571 und ein zweiter Signalverlauf 573. Die Signalverläufe 571 , 573 sind parallel zu dem Drucksignal 331 . Dabei ist der erste Signalverlauf 571 bezüglich des Drucksignals 331 nach oben und der zweite Signalverlauf 573 nach unten verschoben. Ferner ist wiederum der Druckanstieg 360 von 0,2 bar sowie ein Federweg 560 von beispielsweise 65 mm gezeigt. Zu Beginn befindet sich die Drossel für eine Zeitdauer 581 in einem Zustand, in dem die Drossel geschlossen ist. Anschließend befindet sich die Drossel für eine Zeitdauer 582 in einem Zustand, in dem die Drossel geöffnet ist. Anschließend darauf befindet sich die Drossel für eine Zeitdauer 583 in einem Zustand, in dem die Drossel geschlossen ist. Die Zeitdauer 582, in der die Drossel geöffnet ist, kann 14 ms betragen. Während der Zeitdauer 581 , in der die Drossel geschlossen ist, steigt der Druck 570 entsprechend dem ersten Signalverlauf 571 an. Sobald die Drossel geöffnet wird, fällt der Druck 570 ab. Die Drossel kann geöffnet werden, bevor das Maximum des ersten Signalverlaufs erreicht ist. Nach dem Öffnen der Drossel fällt der Druck 570 während der Zeitdauer 582 ab, bis der Druckverlauf 570 auf den zweiten Signalverlauf 573 aufsetzt. Sobald der Druck 570 so weit abgefallen ist, dass der zweite Signalverlauf 573 erreicht ist, wird die Drossel geschlossen. Während der Zeitdauer 583, in der die Drossel geschlossen ist fällt der Druck 570 entsprechend dem zweiten Signalverlauf 573 ab. Bevor das Minium des zweiten Signalverlaufs 573 erreicht ist, kann die Drossel wiederum geöffnet werden, um ein Ansteigen des Drucks zu bewirken.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt und können miteinander kombiniert werden. Bezugszeichenliste
101 erstes Dämpfervolumen
102 zweites Dämpfervolumen
105 Drossel
1 10 Vorrichtung
221 erster Schritt
223 zweiter Schritt
224 dritter Schritt
331 Schwingungssignal
333 Stromverlauf
351 Zeitpunkt
353 erste Zeitdauer
355 zweite Zeitdauer
357 dritte Zeitdauer
359 vierte Zeitdauer
360 Druckanstieg
441 Verlaufskurve
443 oberer Grenzwert
445 unterer Grenzwert
447 Schaltsignal
571 erster Signalverlauf
573 zweiter Signalverlauf
560 Federweg
581 geschlossener Zustand
582 geöffneter Zustand
583 geschlossener Zustand
