DE102019112098A1 - Verfahren zur Ansteuerung eines zwischen zwei Fluidvolumina vorgesehenen Schaltventils, insbesondere an einer Luftfeder in einer Fahrzeug-Radaufhängung - Google Patents

Verfahren zur Ansteuerung eines zwischen zwei Fluidvolumina vorgesehenen Schaltventils, insbesondere an einer Luftfeder in einer Fahrzeug-Radaufhängung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung eines zwischen zwei Fluidvolumina vorgesehenen Schaltventils, welches einen durch die Kraft eines Elektromagneten in einer ersten definierten Schaltposition gehaltenen Ventilkörper aufweist, der bei abgeschaltetem Elektromagnet unter Einwirkung einer zweiten Kraftquelle in Richtung zu einer zweiten definierten Schaltposition bewegt wird. In der zweiten Schaltposition mit geöffnetem Schaltventil sind die Fluidvolumina miteinander verbunden wirken gemeinsam auf eine Vorrichtung, während in der ersten Schaltposition bei geschlossenem Schaltventil nur einer der beiden Fluidvolumina auf die Vorrichtung einwirkt. Als Maßnahme zur Vermeidung einer schlagartigen Veränderung eines wirksamen Fluidvolumens oder einer zwischen den Fluidvolumina herrschenden Druckdifferenz beim Umschalten wird der Ventilkörper im Falle eines unbestromt offenen Schaltventils ausgehend von der ersten Schaltposition aufeinanderfolgend mehrmals kurzzeitig in Richtung der zweiten Schaltposition beschleunigt ohne diese erreichen zu können, indem der Elektromagnet kurzzeitig nach dem Abschalten wieder bestromt wird. Insbesondere sind die Fluidvolumina einer Luftfeder in einer Fahrzeug-Radaufhängung zugeordnet und die beiden definierten Schaltpositionen des Schaltventils bestimmen unterschiedliche Federsteifigkeiten der Luftfeder.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung eines Schaltventils, zwischen zwei Gasräumen vorgesehenen ist oder allgemeiner welches zwei Fluidvolumina voneinander trennt, und welches einen durch eine Kraft eines Elektromagneten in einer ersten definierten Schaltposition gehaltenen Ventilkörper aufweist, der bei abgeschaltetem oder mit verringertem Haltestrom bestromten Elektromagnet unter Einwirkung einer zweiten Kraftquelle in Richtung zu einer zweiten definierten Schaltposition beschleunigt oder bewegt wird, und wobei die Fluidvolumina (oder Gasräume) in einer der beiden definierten Schaltpositionen bei vollständig geöffnetem Schaltventil miteinander verbunden sind und gemeinsam auf eine Vorrichtung einwirken, während in der anderen definierten Schaltposition bei geschlossenem Schaltventil die beiden Fluidvolumina/Gasräume voneinander getrennt sind und nur eines/einer der beiden Fluidvolumina/Gasräume auf die Vorrichtung einwirkt, und wobei eine Maßnahme zur Vermeidung einer schlagartigen Veränderung eines wirksamen Fluidvolumens (bzw. Gasraum-Volumens) oder einer zwischen den Fluidvolumina herrschenden Druckdifferenz beim Umschalten von der ersten definierten Schaltposition zur zweiten definierten Schaltposition vorgesehen ist. Insbesondere kann ein erfindungsgemäßes Verfahren in einer Luftfederanlage einer Fahrzeug-Radaufhängung zum Einsatz kommen, bei der mittels der beiden (oder gegebenenfalls mehreren) Fluidvolumina/Gasräume unterschiedliche Federsteifigkeiten dargestellt werden, um ein stoßartiges Umschalten zwischen den verschiedenen Federsteifigkeiten zu vermeiden. Zum Stand der Technik wird insbesondere auf die EP 2 234 828 B1 verwiesen. Zur Differenzierung gegenüber dem Stand der Technik werden noch die Schriften DE 10 2008 008 996 A1 und DE 10 2016 124 122 A1 genannt.
  • Zunächst auf einen bzw. den bevorzugten Anwendungsfall eingehend ist bekannt, dass durch Veränderung des Luftvolumens eines Luftfederelementes dessen Federsteifigkeit verändert werden kann, weshalb Fahrzeug-Luftfedern bekannt sind, deren Luftvolumen ein Zusatzvolumen hinzugefügt werden kann. Dies geschieht mittels eines in einer Verbindungsleitung zwischen dem eigentlichen Luftvolumen der Luftfeder - dieses stellt eines der beiden Fluidvolumina des Patentanspruchs dar - und einem Zusatz-Luftvolumen, welches das andere der beiden Fluidvolumina des Patentanspruchs bildet, vorgesehenen Schaltventils. Ist das Zusatz-Luftvolumen bei geöffnetem Schaltventil an das eigentliche Luftvolumen der Luftfeder angekoppelt, so ist die Federsteifigkeit geringer (bzw. niedriger) als wenn das Zusatz-Luftvolumen bei geschlossenem Schaltventil (mit dann höherer Federsteifigkeit) vom eigentlichen Luftvolumen der Luftfeder abgekoppelt ist. Anstelle der Begriffe „Luftvolumen“ oder Fluidvolumen bzw. im Plural „Fluidvolumina“ wird vorliegend auch der Begriff „Gasraum“ bzw. „Gasräume“ verwendet, wobei die vorliegende Erfindung ausdrücklich nicht auf ein Gas (oder Luft) als Fluid beschränkt ist. Vielmehr ist auch eine Übertragung auf im Wesentlichen inkompressible Fluide möglich.
  • Es ist bekannt, dass beim Ankoppeln oder Abkoppeln eines Zusatz-Luftvolumens in einer Luftfederanlage einer Fahrzeug-Radaufhängung mittels eines einfachen Schaltventils oft ein für die Fahrzeug-Insassen spürbarer Laststoß erfolgen kann, was im weiteren Sinne auf die quasi schlagartig geänderte Federsteifigkeit zurückzuführen ist. Defacto spürt man nur einen schlagartigen Druckausgleich, während die Federsteifigkeit selbst nicht kritisch und in der Veränderung auch gewünscht ist. Ein schlagartiger Druckausgleich zwischen den beiden Fluidvolumina, nämlich zwischen dem eigentlichen Luftvolumen der Luftfeder und dem Zusatz-Luftvolumen, führt zu einer ungewünschten Beschleunigung des Fahrzeugaufbaus. Zur Vermeidung eines solchen spürbaren Laststoßes ist in der eingangs erstgenannten Schrift vorgeschlagen, dass die Umschaltung nur während einer Vertikalschwingung des Fahrwerks bzw. des Fahrzeug-Aufbaus durchgeführt wird. Als Alternative ist in dieser Schrift noch beschrieben, dass mittels eines aufwändigeren Ventils bzw. sog. Proportionalventils, mit welchem auch Zwischenstellungen zwischen „geschlossen“ und „vollständig geöffnet“ dargestellt werden können, so dass ein langsamer Übergang zwischen diesen beiden Extremen (bzw. definierten Schaltpositionen) erfolgt, solche spürbaren Laststöße vermieden werden könnten. Ventile der letztgenannten Art sind jedoch relativ aufwändig, während mit dem erstgenannten Vorschlag eine signifikante Einschränkung hinsichtlich des Umschalt-Zeitpunktes besteht.
  • Das vorstehend geschilderte Problem ist aber ein grundsätzliches, d.h. kann sich auch in anderen technischen Anwendungsfällen stellen, in denen mittels eines einfacheren Schaltventils zwischen zwei Gasvolumina oder allgemein Fluidvolumina umgeschaltet werden soll, d.h. in denen ein erster Gasraum oder Fluidraum mit einem zweiten Gasraum oder Fluidraum verbunden oder von diesem getrennt werden soll, ohne dass eine schlagartige Veränderung des wirksamen Fluidvolumens bzw. genauer ein schlagartiger Druckausgleich zwischen diesen Fluidvolumina, in denen vor dem Herstellen einer Fluidverbindung unterschiedliche Drücke herrschten, erfolgt. Es soll also quasi ein zumindest teilweise geglätteter Übergang zwischen dem ersten Gasraum-Volumen und einem Summen-Volumen des ersten Gasraumes und des an diesen angekoppelten zweiten Gasraumes erfolgen bzw. es soll ein sich mit einem Zuschalten des Zusatz-Luftvolumens bzw. mit einem Verbinden der beiden Fluidvolumina miteinander verlangsamter Druckausgleich zwischen diesen beiden Fluidvolumina erfolgen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, für ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 eine weitere günstige Maßnahme zur Vermeidung einer schlagartigen Veränderung des auf eine Vorrichtung wirkenden Fluidvolumens beim Umschalten des zwischen den zwei Fluidvolumina vorgesehenen Schaltventils aufzuzeigen bzw., aufzuzeigen, wie ein schlagartiger Druckausgleich zwischen diesen beiden Fluidvolumina im Zusammenhang mit einem fluidischen Verbinden dieser beiden Fluidvolumina verhindert werden kann.
  • Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs und ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper ausgehend von der ersten Schaltposition zumindest einmal kurzzeitig in Richtung der zweiten Schaltposition beschleunigt wird ohne diese zwangsläufig erreichen zu müssen, indem der Elektromagnet im Falle eines unbestromt offenen Schaltventils kurzzeitig nach dem Abschalten oder der Verringerung des Haltestroms wieder oder verstärkt bestromt wird oder indem im Falle eines unbestromt geschlossenen Schaltventils der Elektromagnet zunächst kurzzeitig bestromt wird und danach wieder nicht bestromt wird. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche, wobei besonders bevorzugt der Ventilkörper jeweils ausgehend von der ersten Schaltposition mehrmals in Richtung der zweiten Schaltposition beschleunigt werden kann, ohne dass er diese - im Falle eines unbestromt offenen Schaltventils aufgrund einer kurzeitig nach dem Abschalten oder der Verringerung des elektrischen Haltestromes erfolgenden neuerlichen stärkeren Bestromung des Elektromagneten - jeweils erreichen kann, ehe die gewünschte zweite definierte Schaltposition schließlich beibehalten wird. Weiterhin beansprucht wird ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei die Gasräume einer Luftfeder in einer Fahrzeug-Radaufhängung zugeordnet sind und die beiden definierten Schaltpositionen des Schaltventils unterschiedliche Federsteifigkeiten der Luftfeder bestimmen und die erfindungsgemäße Maßnahme zur Vermeidung eines stoßartigen Umschaltens zwischen den verschiedenen Federsteifigkeiten zumindest beim Umschalten von höherer zu niedrigerer Federsteifigkeit durchgeführt wird.
  • Zunächst sei darauf hingewiesen, dass das erfindungsgemäße Verfahren an den beiden grundsätzlich möglichen Bauarten von Schaltventilen mit zumindest einem Elektromagneten zum Halten eines Ventilkörpers des Schaltventil in einer beiden Schaltpositionen durchgeführt werden kann, nämlich sowohl bei einem stromlos oder unbestromt offenen Schaltventil, als auch bei einem unbestromt oder stromlos geschlossenen Schaltventil. Bei letzterem ist oder wird der Ventilkörper vorzugsweise durch ein Federelement in seiner Schließposition gehalten und kann durch die Kraft eines dann elektrisch bestromten Elektromagneten in seine Offenposition überführt, d.h. beschleunigt bzw. bewegt werden. Bei einem (weiter verbreiteten) unbestromt offenen Schaltventil hingegen wird der Ventilkörper vorzugsweise durch ein Federelement in seiner Offenposition gehalten und kann durch die Kraft eines dann elektrisch bestromten Elektromagneten in seine Schließposition überführt, d.h. beschleunigt bzw. bewegt werden. Die weitere Erläuterung erfolgt (zunächst bzw. im Wesentlichen) für ein letztgenanntes stromlos offenes Schaltventil, wobei es auch Schaltventile mit zwei Elektromagneten gibt, von denen ein erster zum Halten des Ventilkörpers in der Schließposition und der andere zum Halten des Ventilkörpers in seiner Offenposition vorgesehen ist.
  • Unter Bezugnahme auf die Anwendung an einer Luftfederanlage eines Kraftfahrzeugs wird funktional beschrieben vorliegend vorgeschlagen, (zumindest) beim Umschalten von einer höheren auf eine niedrigere Federsteifigkeit einen möglichen Druckunterschied zwischen den verschiedenen Fluidvolumina (= Luftvolumina oder Gasräumen) zu reduzieren, ehe ein Umschaltvorgang zwischen den zwei Federsteifigkeiten abschließend durchgeführt wird. Indem aufgrund einer Reduzierung des üblicherweise zunächst (d.h. bei geschlossenem Schaltventil) vorliegenden Druckunterschiedes zwischen dem Zusatz-Luftvolumen und dem eigentlichen Luftvolumen der Gasfeder zuerst quasi ein Druckausgleich zwischen den beiden Fluidvolumina oder Gasräumen durchgeführt oder hergestellt wird, kann bei endgültiger Verbindung der zunächst voneinander getrennten Fluidvolumina oder Gasräume kein signifikanter Laststoß, welcher sich in einem Wankruck oder einem Nickruck des Fahrzeug-Aufbaus äußern könnte, auftreten. Auf den anderen Fall, dass die beiden Fluidvolumina oder Gasräume voneinander getrennt werden sollen, wird später eingegangen, da zunächst der erstgenannte Fall des Zuschaltens eines Zusatz-Luftvolumens oder eines weiteren zweiten Gasraumes an das eigentliche Luftvolumen der Luftfeder oder an deren ersten Gasraum mit physikalischem Hintergrund erläutert wird:
    • Hier wird zunächst ein quasi kontrollierter Druckausgleich zwischen dem eigentlichen Luftvolumen der Luftfeder und dem Zusatz-Luftvolumen durchgeführt, bevor das Zusatz-Luftvolumen für einen (etwas) längeren Zeitraum an das eigentliche Luftvolumen angekoppelt wird. Ein solcher kontrollierter Druckausgleich kann durch gezieltes sog, „Aufpulsen“ eines üblichen und einfachen elektromagnetisch gegen Federkraft betätigten Absperrventils bzw. Schaltventils durchgeführt werden, was einem Taktbetrieb eines (dem Fachmann bekannten) Taktventils teilweise vergleichbar ist, wobei jedoch vorzugsweise ausgehend von einer ersten definierten Schaltposition des Schaltventils dessen zweite definierte Schaltposition zunächst einmal nicht erreicht wird.
  • Übliche elektromagnetische Absperrventile oder Schaltventile sind bekanntlich solchermaßen aufgebaut, dass im Schließzustand ein verlagerbarer Ventilkörper durch elektrisch initiierte Magnethaltekraft gegen eine Dichtung gedrückt wird, während mit Abschalten oder einer signifikanten Verringerung des elektrischen Stromes bzw. sog. Haltestromes der Ventilkörper insbesondere durch eine innere (mechanische) Rückholfeder vollständig öffnet. Durch Massen- und Induktionsträgheiten unterliegt dieser Vorgang einem gängigen Zeitverzug in der Größenordnung von bis zu 300ms. Ein erfindungsgemäßes Aufpulsen kann nun durch einen kurzen Stromentlastungsimpuls bezüglich der Magnethaltekraft, d.h. bezüglich des diese Kraft ausübenden Elektromagneten durchgeführt werden, welcher Stromentlastungsimpuls vorzugsweise zyklisch mehrmals wiederholt wird, und bevorzugt solange wiederholt wird, bis ein Druckausgleich zwischen den beiden Luftvolumina (Fluidvolumina) bzw. Gasräumen erfolgt ist. Zumindest beim Umschalten vom eigentlichen und somit kleineren Luftvolumen einer Luftfeder auf ein durch das Hinzuschalten des Zusatz-Luftvolumens größeres Gasraum-Volumen stellte sich nämlich ohne Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zunächst eine schlagartige Reduzierung des wirksamen Luftdrucks bzw. Gasdrucks (oder allgemein Fluiddrucks) ein, welche durch die erfindungsgemäße zumindest anteilige Druckausgleichsmaßnahme signifikant abgemildert werden kann.
  • Zurückkommend auf die vorgeschlagene Maßnahme am Schaltventil wird ausgehend von der ersten definierten Schaltposition, in der der Ventilkörper des Schaltventils durch Bestromen eines Elektromagneten (mit einem „Haltestrom“) festgehalten wird, der anzulegende Stromentlastungsimpuls gegenüber dem Haltestrom für den Ventilkörper deutlich reduziert und kann sogar auf den Wert „Null“ abfallen. Dieser Stromentlastungsimpuls, d.h. dieser verringerte oder sogar zu Null gesetzte Haltestrom kann zeitlich solange wirken, bis sich das Schaltventil so weit geöffnet hat, dass es einen Druckausgleich in einer solchen Größenordnung zulässt, dass dieser Druckausgleich (unter Bezugnahme auf den bevorzugten Anwendungsfall) im Fahrzeug unbemerkt bleibt, d.h. dort keinen Laststoß hervorruft. Um dies sicherzustellen, wird nach einer geeigneten Zeitspanne des Stromentlastungsimpulses wieder der vollständige elektrische Haltestrom angelegt, so dass der Ventilkörper in die geschlossene erste definierte Schaltposition zurückbewegt wird und das Schaltventil/Absperrventil noch vor Erreichen eines zu großen Öffnungsgrades wieder verschlossen wird. Dabei kann es auch vorteilhaft sein, anstelle des genannten Haltestroms einen sog. Pushholdstrom (dieser ist üblicherweise ungefähr doppelt so hoch wie der elektrische Haltestrom) zum Beenden des Öffnungsvorganges an das elektromagnetische Absperrventil/Schaltventil bzw. an dessen den Ventilkörper in der ersten definierten Schaltposition haltenden Elektromagneten anzulegen. Ausdrücklich darauf hingewiesen sei in diesem Zusammenhang, dass der besagte Stromentlastungsimpuls bzw. die entsprechende Reduzierung des elektrischen Haltestroms nicht dazu führen muss oder zwangsläufig dazu führt, dass das Schaltventil vollständig öffnet; vielmehr genügt für den gewünschten und aufgrund der mehreren aufeinanderfolgenden Öffnungsbewegungen des Ventilkörpers quasi stufenweisen Druckausgleich auch ein nur geringfügiges Öffnen des Schaltventils, welches daraufhin während des durchzuführenden Druckausgleichs auch wieder geschlossen wird. Grundsätzlich könnte der Ventilkörper aber auch taktend betätigt werden, d.h. quasi in eine zwischen seinen beiden Schaltpositionen schwingende Bewegung versetzt werden.
  • In diesem Zusammenhang sei auf die beiden eingangs letztgenannten Schriften verwiesen. Diese Schriften befassen sich mit der Ansteuerung von elektrischen Schaltventilen für einen vergleichbaren Anwendungsfall wie die vorliegende Erfindung solchermaßen, dass Schaltgeräusche des Absperrventils weitestgehend vermieden werden. Sowohl die Aufgabe aber insbesondere auch die Lösung der Aufgabe ist dort unterschiedlich zur vorliegenden Erfindung. Während vorliegend eine Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Schaltvorgängen vorgeschlagen wird, ist in diesen beiden Schriften jeweils ein einziger Schaltvorgang mit spezieller Stromsteuerung beschrieben, welcher jedoch durchaus in jedem einzelnen der vorliegend vorgeschlagenen Schaltvorgänge zur Anwendung kommen kann.
  • Bevorzugt wird der erfindungsgemäße bzw. vorstehend beschriebene Vorgang, nämlich - in anderen Worten ausgedrückt - ein Loslassen des Ventilkörpers aus seiner ersten definierten Schaltposition verbunden mit einer Beschleunigung in Richtung der zweiten definierten Schaltposition und ein darauf folgendes Zurückholen des Ventilkörpers in die erste Schaltposition vorzugsweise noch vor Erreichen der zweiten Schaltposition mehrmals zyklisch wiederholt, so dass sich ein praktisch kontrollierter Druckausgleich zwischen dem eigentlichen Luftvolumen der Luftfeder und dem Zusatz-Luftvolumen ergeben kann. Idealerweise werden die elektrischen Ströme und Zeitdauern der einzelnen Stromphasen (nämlich Haltestrom, Entlastungsstrom bzw. Stromentlastungsimpuls und Pushhold-Strom) so aneinandergereiht, das sich ein möglichst schneller Druckausgleich ergibt, der unbemerkt bleibt, d.h. keinen im Fahrzeug spüren Laststoß (bzw. Wankruck oder Nickruck des Fahrzeug-Aufbaus) verursacht. Im Idealfall strömt dabei das Gas bzw. die Luft aus der Luft-Kammer (= Fluidvolumen oder Gasraum) mit dem höheren Druck in die Luft-Kammer (Fluidvolumen, Gasraum) mit dem niedrigeren Druck kontinuierlich bis zum Erreichen eines ausgeglichenen Drucks.
  • Dabei kann die erfindungsgemäße Ansteuerung des Absperrventils individuell auf dessen spezifische Bauart hin angepasst sein. So kann man als Analogie die Stromregelung mit einer PWM-Spannung (Pulsweitenmodulation) sehen, die dazu genutzt wird, um einen Strom (analog Fluidstrom) mit einer festen Versorgungsspannung (Druckunterschied) einregeln zu können. Variierend können Ventile anderer Bauart auch eine andere Ansteuerung notwendig machen. So ist bei einem bistabilen Schaltventil anstelle eines Stromentlastungsimpulses ein Gegenpuls oder Gegenimpuls anzulegen, d.h. hier würde entweder die Stromrichtung umgekehrt oder es würde bei Vorhandensein einer zweiten Magnetspule abwechselnd die jeweils die andere Spule geeignet bestromt werden.
  • Überraschend hat sich nun gezeigt, dass das hier vorgeschlagene Verfahren im bevorzugten Anwendungsfall an einer Luftfederanlage eines Kraftfahrzeugs auch bei einem Umschalten von niedrigerer zu höherer Federsteifigkeit zu einer deutlichen Reduzierung oder Verhinderung des weiter oben genannten Laststoßes (oder Wankrucks oder Nickrucks) führt, wenngleich zu Beginn eines solchen Umschaltprozesses noch kein Druckunterschied zwischen dem eigentlichen Gasvolumen der Luftfeder und dem Zusatz-Luftvolumen vorliegt. Da das Resultat derart positiv ist, ohne hierfür eine einfache physikalische Begründung angeben zu können, wird somit weiterhin beansprucht, dass auch beim Umschalten von niedrigerer zu höherer Federsteifigkeit das Schaltventil vorzugsweise aufeinander folgend mehrmals kurzzeitig in den jeweils anderen Schaltzustand gebracht wird, ehe der gewünschte Schaltzustand beibehalten wird.
  • Selbstverständlich kann eine hier beschriebene Ansteuerung eines einfachen Schaltventils auch in anderen Anwendungsfällen als bei einer Fahrzeug-Luftfeder mit einem zuschaltbaren (zweiten) Gasvolumen durchgeführt werden, also stets dann, wenn zwei Fluid-Volumina oder Gasräume über ein schaltbares Ventil miteinander verbunden oder voneinander getrennt werden sollen und hierbei zunächst ein Druckausgleich ermöglicht werden soll, ohne dass ein aufwändiges Proportionalventil oder dergleichen, welches zumindest eine definierte Zwischenstellung zwischen „vollständig geschlossen“ und „vollständig geöffnet“ einnehmen kann, benötigt wird.
  • In den beigefügten Figuren bzw. Diagrammen sind jeweils über einer (horizontalen) Zeitachse mögliche Verläufe einer erfindungsgemäßen Bestromung des Elektromagneten eines Schaltventils auf der Ordinate jeweiligen der 1a, 2a, 3a aufgetragen, während in den zugeordneten 1b, 2b, 3b die jeweils zugehörige Position bzw. der jeweilige Weg des Ventilkörpers dieses Schaltventils dargestellt ist. Die 1a, 1b zeigen dabei die Verhältnisse für eine Schaltfrequenz (= Abschalten und Einschalten) des elektrischen Haltestroms von 20 Hertz, während in den 2a, 2b die Verhältnisse bei einer Schaltfrequenz von 10 Hertz und in den 3a, 3b bei einer Schaltfrequenz von 2 Hertz dargestellt sind.
  • Figürlich nicht dargestellt sind weder ein erfindungsgemäß angesteuertes Schaltventil noch dessen Anordnung beispielsweise in einer Luftfederanlage eines Fahrzeugs, da letzteres beispielsweise wie in der eingangs genannten DE 10 2008 008 006 A1 dargestellt umgesetzt sein kann, während das Schaltventil vorstehend ausführlich genau beschrieben wurde, so dass ein Fachmann dessen Aufbau und Funktionsweise kennt.
  • Zunächst auf die 3a, 3b eingehend ist/sind hierin eine sehr niederfrequente Ansteuerung bzw. entsprechend niederfrequente Stromentlastungsimpulse bezüglich des einzigen Elektromagneten eines Schaltventils gezeigt, die zur Folge hat bzw. haben, dass ein bzw. der Ventilkörper dieses Schaltventils ausgehend von seiner geschlossen, d.h. das Ventil absperrenden ersten definierten Schaltposition mit Abschalten des Haltestroms durch ein Federelement in die andere definierte Schaltposition, nämlich in den vollständig geöffneten Zustand gelangt. Aus diesem heraus wird der Ventilkörper zunächst mit einem betragsmäßig höheren Pushholdstrom und daran anschließend mit dem Haltestrom in die erste definierte und geschlossene Schaltposition zurückgeführt. Mit einer solchen Ansteuerung bzw. Strombeaufschlagung sei beispielsweise die wünschenswerterweise zu vermeidende schlagartige Veränderung des wirksamen Luftvolumens der Luftfeder bzw. allgemein des Gasraum-Volumens spürbar. Dabei sei erwähnt, dass die Variante ein Grenzfall ist. Gegebenenfalls lässt sich auch hier je nach Anordnung ein Druckstoß akzeptabel verringern.
  • Hingegen sei beispielsweise mit einer Ansteuerung bzw. Beaufschlagung des Schaltventils mit elektrischem Strom gemäß 1a oder 2a definitiv keine schlagartige Veränderung des wirksamen Luftvolumens bzw. kein daraus resultierender Laststoß beim Umschalten der Federkennlinie der Luftfeder im Fahrzeug spürbar. Dies ist darauf zurückzuführen, dass das Schaltventil mehrmals kurz hintereinander nur zu 50% (vgl. 2b) oder nur zu 25% (vgl. 1b) geöffnet bzw. dessen Ventilkörper für einen entsprechend Weg ausgehend von der vollständig geschlossenen Position teilweise geöffnet, d.h. zu der anderen definierten Schaltposition hin bewegt wird ohne diese zu erreichen. Vielmehr wird der Ventilkörper auf seinem Weg durch Einschalten jeweils des gegenüber dem Haltestrom höheren Pushholdstromes wieder in die erste definierte Schaltposition zurückgeholt. Beim Beispiel nach 2 erfolgt dies ca. 9 Mal in 1 Sekunde und beim Beispiel nach 1 ca. 18 Mal in 1 Sekunde.
  • Selbstverständlich sind auch andere Verlaufskurven für den elektrischen Strom (für den Elektromagneten) als die figürlich dargestellten möglich. Vorgesehen sein können beispielsweise Rampenfunktionen, wobei insbesondere auch eine Auslegung des Stromverlaufs im Hinblick auf die Geräuschentwicklung empfohlen wird. Letztlich ist ein Kompromiss zwischen den unterschiedlichen Anforderungen zu wählen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 2234828 B1 [0001]
    • DE 102008008996 A1 [0001]
    • DE 102016124122 A1 [0001]
    • DE 102008008006 A1 [0017]

Claims (5)

  1. Verfahren zur Ansteuerung eines Schaltventils, welches zwei Fluidvolumina voneinander trennt und einen durch eine Kraft eines Elektromagneten in einer ersten definierten Schaltposition gehaltenen Ventilkörper aufweist, der bei abgeschaltetem oder mit verringertem Haltestrom bestromten Elektromagnet unter Einwirkung einer zweiten Kraftquelle in Richtung zu einer zweiten definierten Schaltposition bewegt wird, und wobei die Fluidvolumina in einer der beiden definierten Schaltpositionen bei vollständig geöffnetem Schaltventil miteinander verbunden sind und gemeinsam auf eine Vorrichtung einwirken, während in der anderen definierten Schaltposition bei geschlossenem Schaltventil die beiden Fluidvolumina voneinander getrennt sind und nur eines der beiden Fluidvolumina auf die Vorrichtung einwirkt, und wobei eine Maßnahme zur Vermeidung einer schlagartigen Veränderung des wirksamen Fluidvolumens oder einer zwischen den Fluidvolumina herrschenden Druckdifferenz beim Umschalten von der ersten definierten Schaltposition zur zweiten definierten Schaltposition vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass als solche Maßnahme der Ventilkörper ausgehend von der ersten Schaltposition zumindest einmal kurzzeitig in Richtung der zweiten Schaltposition beschleunigt oder bewegt wird ohne diese zwangsläufig erreichen zu müssen, indem der Elektromagnet eines unbestromt offenen Schaltventils kurzzeitig nach dem Abschalten oder der Verringerung des Haltestroms wieder oder verstärkt bestromt wird oder indem im Falle eines unbestromt geschlossenen Schaltventils der Elektromagnet zunächst kurzzeitig bestromt wird und danach wieder nicht bestromt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Ventilkörper jeweils ausgehend von der ersten Schaltposition aufeinanderfolgend mehrmals in Richtung der zweiten Schaltposition beschleunigt oder bewegt wird ohne diese zwangsläufig erreichen zu müssen, ehe die gewünschte zweite definierte Schaltposition beibehalten wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Ventilkörper ausgehend von der ersten Schaltposition im Falle eines unbestromt offenen Schaltventils kurzzeitig in Richtung der zweiten Schaltposition beschleunigt oder bewegt wird ohne diese erreichen zu können, indem der Elektromagnet kurzzeitig nach dem Abschalten oder der Verringerung des Haltestroms wieder oder verstärkt bestromt wird, oder im Falle eines unbestromt offenen Schaltventils kurzzeitig in Richtung der zweiten Schaltposition beschleunigt oder bewegt wird ohne diese erreichen zu können, indem der Elektromagnet kurzzeitig nach dem Zuschalten des Haltestroms verringert oder überhaupt nicht bestromt wird.
  4. Verfahren und/oder Vorrichtung zur Ansteuerung eines Schaltventils nach einem der Ansprüche 1-3, wobei die Fluidvolumina einer Luftfeder in einer Fahrzeug-Radaufhängung zugeordnet sind und die beiden definierten Schaltpositionen des Schaltventils unterschiedliche Federsteifigkeiten der Luftfeder bestimmen und die erfindungsgemä-ße Maßnahme zur Vermeidung eines stoßartigen Umschaltens zwischen den verschiedenen Federsteifigkeiten zumindest beim Umschalten von höherer zu niedrigerer Federsteifigkeit durchgeführt wird.
  5. Verfahren und/oder Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die erfindungsgemäße Maßnahme auch beim Umschalten von niedrigerer zu höherer Federsteifigkeit durchgeführt wird.
DE102019112098.5A 2019-01-15 2019-05-09 Verfahren zur Ansteuerung eines zwischen zwei Fluidvolumina vorgesehenen Schaltventils, insbesondere an einer Luftfeder in einer Fahrzeug-Radaufhängung Pending DE102019112098A1 (de)

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