DE102019129371A1

DE102019129371A1 - Elektronisch gesteuert und/oder geregeltes Luftfedersystem, Luftfederanlage und Verfahren zur Höhenregulierung eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102019129371A1
Application number: DE102019129371.5A
Authority: DE
Inventors: Jörg Meier; Jörg Scharpenberg; Matthias Heinrich von Schwanewede
Original assignee: Wabco GmbH
Current assignee: ZF CV Systems Hannover GmbH
Priority date: 2019-05-27
Filing date: 2019-10-30
Publication date: 2020-12-03
Also published as: WO2020239440A1; US20220227196A1; EP3976402A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektronisch gesteuert und/oder geregeltes Luftfedersystem (100), insbesondere für eine Luftfederanlage zur Höhenregulierung (HR) eines Fahrzeugs (150), unter anderem aufweisend:- eine Anzahl an Luftfedern (110), und- eine Anzahl an Schaltventilen (130), ausgebildet zur Höhenregulierung (HR) des Fahrzeugs (150) über eine Luftfeder (110.1) der Anzahl an Luftfedern (110).Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass- wenigstens ein Schaltventil (SV), insbesondere ein Balgventil (130.B) und/oder ein Reservoirventil (130.R) und/oder ein Entlüftungsventil (130.E), der Anzahl an Schaltventilen (130) ansteuerbar ist, wobei- die Einstellung der Hebegeschwindigkeit (UH) und/oder der Senkgeschwindigkeit (US) der Höhenregulierung (HR) über einen Auf/Zu-Parameter (AZP) erfolgt, bevorzugt bildbar, als ein Offen-Anteil (ATA) des geöffneten Ventilzustandes (A) und/oder ein Geschlossen-Anteil (ATZ) des geschlossenen Ventilzustandes (Z) an einer Schaltperiode (P), und- die Höhenregulierung (HR) des Fahrzeugs (150) bevorzugt aus dem Reservoir (120) heraus erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Luftfedersystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiter betrifft die Erfindung eine Luftfederanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11 mit einem solchen Luftfedersystem und ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13 zur Höhenregulierung eines Fahrzeugs.
Ein Luftfedersystem wird in Fahrzeugen aller Art, insbesondere zur Höhenregulierung des Fahrzeugs, das heißt, zur Regulierung des Abstandes zwischen Fahrzeugachse und Fahrzeugaufbau, eingesetzt. Das genannte Luftfedersystem umfasst für gewöhnlich ein Reservoir, welches Druckluft aus einer dem Luftfedersystem vorgeschalteten Druckluftversorgungsanlage bereithält und, zudem eine Anzahl von an einer gemeinsamen Leitung (Galerie) pneumatisch angeschlossenen Luftfederventilen und nachfolgend, diesen zugeordnet, eine korrespondierende Anzahl von Luftfedern. Dabei weisen die Luftfedern in der Regel eine Anzahl an Luftbälgen auf, die mit zunehmender Befüllung den Fahrzeugaufbau anheben und entsprechend mit abnehmender Befüllung absenken können.
Eine Druckluftversorgungsanlage zur Verwendung in Verbindung mit einem Luftfedersystem, beispielsweise in einer Luftfederanlage, wird mit Druckluft aus einer Druckluftzuführung, beispielsweise im Rahmen eines Druckniveaus von 5 bis 20 bar, betrieben. Die Druckluft wird mit einem Luftverdichter (Kompressor) der Druckluftzuführung zur Verfügung gestellt. Die Druckluftzuführung ist zur Versorgung des Luftfedersystems mit einem Druckluftanschluss pneumatisch verbunden. Zur Sicherstellung eines langfristigen Betriebs der Druckluftversorgungsanlage weist diese zudem einen Lufttrockner auf, mit dem die Druckluft zu trocknen ist. Dadurch wird die Ansammlung von Feuchtigkeit in der Luftfederanlage vermieden, was dem Schutz der Luftfederanlage vor Defekten zuträglich ist.
Bei wachsendem Abstand zwischen Fahrzeugachse und Fahrzeugaufbau beziehungsweise Bodenfreiheit werden die Federwege länger und auch größere Bodenunebenheiten können somit überwunden werden, ohne dass es zu einer Berührung mit dem Fahrzeugaufbau kommt. Solche Systeme werden in Geländefahrzeugen und Sport Utility Vehicles (SUV) eingesetzt. Insbesondere bei SUVs ist es bei sehr leistungsfähigen Motoren wünschenswert das Fahrzeug einerseits für hohe Geschwindigkeiten auf der Straße mit vergleichsweise geringer Bodenfreiheit zu versehen und andererseits für das Gelände mit einer vergleichsweise großen Bodenfreiheit zu versehen. Es ist daher wünschenswert, eine Veränderung der Bodenfreiheit einerseits möglichst schnell umzusetzen, was die Anforderungen hinsichtlich der Leistungsfähigkeit der Druckluftversorgungsanlage erhöht, andererseits ist es wünschenswert, eine Veränderung der Bodenfreiheit umzusetzen, ohne die Druckluftversorgungsanlage dauerhaft betreiben zu müssen, zudem erfolgt die Veränderung der Bodenfreiheit wünschenswerterweise möglichst ohne für den Fahrzeugführer wahrnehmbare Abstufungen. Weiterhin wäre es wünschenswert, die Veränderung der Bodenfreiheit für die Vorderachse und die Hinterachse beziehungsweise für einzelne Luftfedern individuell anpassen zu können, um beispielsweise eine (ungleichmäßige) Beladung des Fahrzeugs oder dergleichen ausgleichen zu können.
Aus DE 10 2005 030 467 B4 ist das eingangs genannte Luftfedersystem für eine Höhenregulierung eines Fahrzeugs mit Luftfedern bekannt, mit der in Abhängigkeit von der Fahrzeugbelastung ein vorgegebener Abstand der Fahrzeugzelle von der Fahrzeugachse durch Auffüllen aus einem Druckluftvorrat oder Entleeren der Luftfedern aufrechterhalten werden kann. Es ist vorgesehen wenigstens ein zentrales Belüftungsventil zum Versorgen der den Luftbälgen der Vorderachse (VA) und der Hinterachse (HA) zugeordneten Luftbalgventilen mit Druckluft aus einem Druckluftvorrat. Um ein gleichmäßiges Heben bzw. Senken zu erzielen, werden die den Luftfederbalgen an der Vorderachse und der Hinterachse zugeordneten Luftbalgventile mit relativ hoher Pulsfrequenz beaufschlagt. Ein Durchschalten des zentralen Belüftungsventils ist mit der relativ hohen Pulsfrequenz nicht erreichbar. Vielmehr sieht die Einrichtung zur Gewährleistung einer identischen Höhenregulierung an der Vorderachse und der Hinterachse eine Drossel mit einstellbarem oder konstantem Strömungsquerschnitt vor sowie das zentrale Belüftungsventil und ein zentrales Entlüftungsventil. Drossel und Ventile sollen dann eine unterschiedliche Druckaufbau- beziehungsweise Druckabbauzeit in den Luftbälgen der Luftfedern der Vorderachse und der Hinterachse ausgleichen. Ein solches Luftfedersystem ist noch verbesserbar.
Die vorgenannte Lösung erfordert insbesondere einen erhöhten baulichen Aufwand, das heißt, die Lösung sieht den Einsatz zweier zusätzlicher Ventile sowie eines Strömungswiderstandselements in Form einer Drossel mit vorzugsweise sogar veränderlichem Strömungsquerschnitt vor.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, welche im Hinblick auf den Stand der Technik verbessert sind. Insbesondere soll eine alternative Lösung zum Stand der Technik angegeben werden, welche nicht nur die Nachteile beseitigt, die sich aus einem erhöhten baulichen Aufwand ergeben, sondern auch die Höhenregulierung des Fahrzeugs in verbesserter Weise erreicht.
Die Aufgabe hinsichtlich der Vorrichtung wird gelöst durch ein Luftfedersystem der eingangs genannten Art, bei der erfindungsgemäß die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 vorgesehen sind. Die Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens wird gelöst durch ein erfindungsgemäßes Verfahren des Anspruchs 13.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass die Hebegeschwindigkeit, bei der Höhenregulierung des Fahrzeugs aus dem Reservoir heraus, beispielsweise abhängig ist von der Beladung des Fahrzeugs, dem verfügbaren Druck im Reservoir, den effektiven Ventilquerschnitten der eingesetzten Ventile, dem Gegendruck der Luftfedern und dergleichen mehr. Daraus ergibt sich, dass sich das Erleben der Höhenregulierung des Fahrzeugs, insbesondere die Hebegeschwindigkeit, für einen Fahrer in Abhängigkeit der oben genannten Faktoren verändert. Ein Erleben der Höhenregulierung als konstanten Vorgang findet also normalerweise nicht statt.
Zwar ist grundsätzlich wie eingangs erläutert bekannt, dass die den Luftfederbälgen an der Vorderachse und der Hinterachse zugeordneten Luftbalgventile mit relativ hoher Pulsfrequenz beaufschlagt werden.
Bei der Höhenregulierung des Fahrzeugs mittels einer gepulsten Ansteuerung eines Schaltventils oder einer Anzahl an Schaltventilen kann ein geregelter Luftvolumenstrom erzeugt werden. Dieser geregelte Luftvolumenstrom kann dann den Luftfedern des Luftfedersystems zugeführt werden, wodurch eine gleichmäßigere Hebegeschwindigkeit und somit ein gleichmäßigeres Erleben der Höhenregulierung des Fahrzeugs durch den Fahrer ermöglicht wird.
Die Erfindung hat demgegenüber erkannt, dass die Einstellung der Geschwindigkeit für eine Höhenveränderung der Höhenregulierung, insbesondere Hebegeschwindigkeit und/oder Senkgeschwindigkeit, auf vorteilhafte Weise insbesondere über einen Auf/Zu-Parameter erfolgt. Der Auf/Zu-Parameter wird gebildet, aus einem Verhältnis eines Offen-Anteils des geöffneten Ventilzustandes zu einem Geschlossen-Anteil des geschlossenen Ventilzustandes an einer Schaltperiode, während einer Folge von sequenziellen Schaltperioden während der Höhenregulierung des Fahrzeugs.
In diesem Zusammenhang bezeichnet das Verhältnis von Offen-Anteil zu Geschlossen-Anteil des Schaltventils beispielsweise zwei aufeinanderfolgende Zeitintervalle während einer Schaltperiode, wobei ein erstes Zeitintervall das Schaltventil im geöffneten Zustand beschreibt und, ein zweites Zeitintervall das Schaltventil im darauffolgenden geschlossenen Zustand beschreibt. Aus diesem Verhältnis kann dann ein Auf/Zu-Parameter des Schaltventils abgeleitet werden, der in besonders vorteilhafter Weise die Hebegeschwindigkeit und/oder die Senkgeschwindigkeit bei der Höhenregulierung des Fahrzeugs bestimmt.
Durch Anpassung des Auf/Zu-Parameters ist in einfacher Weise die gewünschte Hebegeschwindigkeit und/oder die Senkgeschwindigkeit einzustellen. Dies kann dergestalt geschehen, dass bei einer gewünschten Verringerung der Hebegeschwindigkeit ein geringeres Verhältnis gewählt wird. Insbesondere kann der Offen-Anteil des Schaltventils an einer Schaltperiode im Verhältnis zu dem Geschlossen-Anteil des Schaltventils an dieser Schaltperiode reduziert werden. Bei einer gewünschten Erhöhung der Hebegeschwindigkeit ist der Offen-Anteil des Schaltventils an einer Schaltperiode entsprechend zu erhöhen, im Verhältnis zu dem Geschlossen-Anteil des Schaltventils an dieser Schaltperiode.
Bei einer Einstellung der Senkgeschwindigkeit gelten diese Verhältnisse identisch. Insbesondere ist für den Fall, dass beispielsweise die Senkgeschwindigkeit verringert werden soll, der Offen-Anteil des Schaltventils an einer Schaltperiode im Verhältnis zu dem Geschlossen-Anteil des Schaltventils an dieser Schaltperiode ebenfalls zu reduzieren.
Das zuvor beschriebene Schaltschema ist vorteilhaft als eine Pulsweitenmodulation zu verstehen, die durch eine modulierte Pulsweite ein tatsächliches, vorzugsweise ein vollständiges Öffnen und Schließen des Schaltventils bewirkt. Dadurch wird dann ein gewünschter Luftvolumenstrom generiert und somit die resultierende Hebegeschwindigkeit und/oder Senkgeschwindigkeit der Höhenregulierung gesteuert. Mit anderen Worten, die Pulsweitenmodulation ist derart gestaltet, dass sichergestellt ist, dass das Schaltventil innerhalb einer Schaltperiode sowohl vollständig öffnet, als auch vollständig schließt. Der Offen-Anteil des geöffneten Ventilzustandes und der Geschlossen-Anteil des geschlossenen Ventilzustandes an einer Schaltperiode einer Folge von sequenziellen Schaltperioden sind dann gemäß des Auf/Zu-Parameters bestimmt. Ein solches Schaltventil wird insofern im Folgenden auch als angesteuert geschaltetes Schaltventil bezeichnet.
Gemäß dem Konzept der Erfindung ist zudem vorteilhafterweise vorgesehen, die Höhenregulierung des Fahrzeugs ohne zusätzliche Komponenten umzusetzen. Das heißt, das Konzept der Erfindung führt im Gegensatz zum Stand der Technik nicht nur vorteilhafterweise auf eine kostengünstigere Höhenregulierung des Fahrzeugs durch Einsparung weiterer Komponenten, sondern in der Konsequenz ebenfalls auf eine wartungsärmere und ausfallsicherere Lösung.
Durch ein Ansteuern geeigneter Schaltventile, beispielsweise durch ein Ansteuern von Entlüftungsventilen, ist die erfindungsgemäße Höhenregulierung des Fahrzeugs analog auf den Senkvorgang des Fahrzeugs übertragbar. Zudem ist in Abhängigkeit der konkreten Ausprägung der Erfindung ein Ansteuern eines Schaltventils und/oder einer Anzahl an Schaltventilen erforderlich. Die nachfolgenden Weiterbildungen sollen entsprechend auf ein Schaltventil und/oder eine Anzahl an Schaltventilen anwendbar sein.
Die Erfindung führt weiter auf eine Luftfederanlage gemäß des Anspruchs 11, mit einem erfindungsgemäßen Luftfedersystem sowie weiter aufweisend, eine Druckluftversorgungsanlage, mit einer Druckluftzuführung, einem Druckluftanschluss, einer Pneumatikhauptleitung zwischen der Druckluftzuführung und dem Druckluftanschluss, die einen Lufttrockner aufweist, und eine Druckluftversorgungsleitung, zwischen dem Druckluftanschluss und dem Luftfedersystem.
Weiter weist die Luftfederanlage erfindungsgemäß einen Entlüftungsanschluss und eine Entlüftungsleitung zwischen der Druckluftzuführung und dem Entlüftungsanschluss auf, die ein Entlüftungsventil aufweist, wobei die Pneumatikhauptleitung und/oder die Druckluftversorgungsleitung wenigstens eine Drossel oder dergleichen Strömungswiderstandselement aufweist.
Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, dass das Entlüftungsventil ansteuerbar ist, und die Steuerung weiter ausgebildet ist, zum Ansteuern des Entlüftungsventils und zum Einstellen der Senkgeschwindigkeit der Höhenregulierung, wobei eine Einstellung der Senkgeschwindigkeit der Höhenregulierung ebenfalls über den Auf/Zu-Parameter erfolgt. Zudem ist vorgesehen, dass die Drossel oder dergleichen Strömungswiderstandselement ausgebildet ist, zur Glättung der Hebegeschwindigkeit und/oder der Senkgeschwindigkeit der Höhenregulierung des Fahrzeugs. Hierbei werden die Vorteile des erfindungsgemäßen Luftfedersystems vorteilhaft auf die Luftfederanlage übertragen.
Insbesondere ist vorteilhaft in einer Weiterbildung die wenigstens eine Drossel oder dergleichen Strömungswiderstandselement in der Pneumatikhauptleitung zwischen Lufttrockner und Druckluftanschluss angeordnet und/oder in der Druckluftversorgungsleitung zwischen Druckluftanschluss und Luftfedersystem angeordnet.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen und geben im Einzelnen vorteilhafte Möglichkeiten an, das oben erläuterte Konzept im Rahmen der Aufgabenstellung sowie hinsichtlich weiterer Vorteile zu realisieren.
Vorteilhaft ist vorgesehen, dass die Geschwindigkeit der Höhenveränderung der Höhenregulierung eine Hebegeschwindigkeit oder eine Senkgeschwindigkeit ist, wobei die Steuerung ausgebildet ist, die Hebegeschwindigkeit und/oder die Senkgeschwindigkeit einzustellen. Konkret bedeutet dies, dass vorteilhaft sowohl eine gleichmäßigere Hebegeschwindigkeit, als auch eine gleichmäßigere Senkgeschwindigkeit erreicht wird, und somit ein gleichmäßigeres Erleben der Höhenregulierung des Fahrzeugs durch den Fahrer ermöglicht wird.
Im Rahmen einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Höhenregulierung des Fahrzeugs innerhalb eines zulässigen Höhenintervalls, zwischen einer Minimalhöhe und einer Maximalhöhe, erfolgt. Konkret bedeutet dies, dass der Wertebereich der Höhenregulierung auf technologisch und fahrdynamisch sinnvolle Werte beschränkt wird. Vorteilhafterweise wird damit eine Fehlbedienung durch den Fahrer des Fahrzeugs a priori vermieden.
Vorteilhaft ist weiter vorgesehen, dass die Dimension des Auf/Zu-Parameters in Prozent angebbar ist. Eine Skalierung des Auf/Zu-Parameters auf eine Prozentskala ermöglicht insbesondere eine intuitive Einstellung einer gewünschten Hebegeschwindigkeit bei der Höhenregulierung des Fahrzeugs durch den Fahrer beziehungsweise, im Falle einer automatischen Einstellung der Hebegeschwindigkeit mittels einer Steuerungseinrichtung oder dergleichen, eine einfache programmiertechnische Handhabung des Auf/Zu-Parameters.
Weiterbildend ist zudem vorgesehen, dass der Auf/Zu-Parameter einen beliebigen Wert im Wertebereich zwischen 0 % und 100 % annehmen kann. Folglich bildet dann ein Wert von 0 % den unteren Grenzfall eines durchgehend geschlossenen Schaltventils einer Anzahl an Schaltventilen ab und, analog, wird der Grenzfall eines durchgehend geöffneten Schaltventils einer Anzahl an Schaltventilen durch einen Wert von 100 % abgebildet. Konkret bedeutet dies, dass der Zustandsraum des Schaltventils durch den Auf/Zu-Parameter im Wertebereich zwischen 0 % und 100 % vollständig beschrieben ist. Vorteilhafterweise ist somit eine einfache Möglichkeit geschaffen, einerseits die Pulsweite des Auf/Zu-Parameters zu modulieren, um diese der jeweiligen Fahrsituation anzupassen und, andererseits das Schaltventil beispielsweise geschlossen zu halten solange keine Höhenanpassung des Fahrzeugs erforderlich ist.
In diesem Zusammenhang ist jedoch weiterbildend vorgesehen, insbesondere drei klar abgegrenzte und technologisch besonders vorteilhafte Wertebereiche zu definieren. In einer ersten Weiterbildung ist hierzu vorgesehen, dass der Auf/Zu-Parameter insbesondere einen Wert aus dem Wertebereich zwischen 25 % und 35 % annimmt. Weiter ist in einer zweiten Weiterbildung vorgesehen, dass der Auf/Zu-Parameter insbesondere einen Wert aus dem Wertebereich zwischen 45 % und 55 % annimmt. Sowie in einer dritten Weiterbildung, dass der Auf/Zu-Parameter insbesondere einen Wert aus dem Wertebereich zwischen 65 % und 75 % annimmt.
Aus den drei vorstehend genannten bevorzugten Wertebereichen ist ersichtlich, dass der erste Wertebereich zwischen 25 % und 35 % mit einer langsamen Geschwindigkeit für eine Höhenveränderung der Höhenregulierung, insbesondere Hebegeschwindigkeit und/oder Senkgeschwindigkeit korrespondiert, der zweite Wertebereich zwischen 45 % und 55 % mit einer mittleren Geschwindigkeit für eine Höhenveränderung der Höhenregulierung, insbesondere Standardhebegeschwindigkeit und/oder Standardsenkgeschwindigkeit und der dritte Wertebereich zwischen 65 % und 75 % mit einer schnellen Geschwindigkeit für eine Höhenveränderung der Höhenregulierung, insbesondere Hebegeschwindigkeit und/oder Senkgeschwindigkeit, relativ zu den beiden erstgenannten. Vorteilhafterweise ist es somit möglich, eine bevorzugte Hebegeschwindigkeit und/oder Senkgeschwindigkeit zu definieren, manuell oder automatisiert, die auf besonders einfache und für einen Fahrzeugführer intuitiven Weise für die Höhenanpassung des Fahrzeugs relevante Randbedingungen wie beispielsweise den verfügbaren Reservoirdruck, die Fahrzeugzuladung, die aktuelle Fahrsituation und dergleichen berücksichtigt. So ist es zum Beispiel denkbar, dass bei schnellem Übergang von einer befestigten Teerstraße zu einer unbefestigten Schotterpiste oder dergleichen eine schnelle Hebegeschwindigkeit zu bevorzugen ist.
Im Rahmen einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Wert des Auf/Zu-Parameters während der Höhenregulierung des Fahrzeugs aus dem Reservoir heraus veränderlich ist. Konkret bedeutet dies, dass der Auf/Zu-Parameter dynamisch angepasst werden kann, insbesondere auch während einer laufenden Höhenregulierung. Vorteilhafterweise ist es somit möglich, auf die Geschwindigkeit für eine Höhenveränderung der Höhenregulierung, insbesondere die Hebe- und/oder Senkgeschwindigkeit, beeinflussenden, veränderlichen Randbedingungen, wie beispielsweise einen abnehmenden Reservoirdruck, regelungstechnisch direkt zu reagieren. Diese Weiterbildung ist zudem vorteilhaft, sobald sich die Untergrundverhältnisse während der Fahrt in schneller Abfolge ändern und die Höhenregulierung insbesondere automatisch erfolgt, da dann noch während eines laufenden Hebe- und/oder Senkvorgangs dieser so angepasst werden kann, dass die schnell wechselnden Untergrundverhältnisse abgebildet werden können, beispielsweise durch einen Mittelwert zwischen den für einen bestimmten Untergrund jeweils bevorzugten Höhenniveau des Fahrzeugs.
Insbesondere ist weiterbildend vorgesehen, dass die Hebegeschwindigkeit bei der Höhenregulierung des Fahrzeugs aus dem Reservoir heraus konstant ist.
Insbesondere bedeutet dies, dass die Hebegeschwindigkeit und/oder die Senkgeschwindigkeit, bei regelungstechnischer Würdigung einschränkender Randbedingungen wie verfügbarer Reservoirdruck und dergleichen, eine stufenlose Höhenregulierung des Fahrzeugs ermöglicht. Hierbei ergibt sich der Vorteil, dass die Höhenregulierung für einen Fahrer ohne eine wahrnehmbare Abstufung erfolgt, das heißt, insbesondere im zeitlichen Verlauf weder als beschleunigend noch als verzögernd wahrgenommen wird.
Eine weitere bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass die Geschwindigkeit für eine Höhenveränderung der Höhenregulierung, insbesondere die Hebegeschwindigkeit und/oder die Senkgeschwindigkeit, über eine Auswertung von Höhenstandswerten innerhalb des zulässigen Höhenintervalls erfolgt. Konkret bedeutet dies, dass die Geschwindigkeit für eine Höhenveränderung der Höhenregulierung, insbesondere Hebegeschwindigkeit und/oder die Senkgeschwindigkeit, über ein konstantes Zeit-Weg-Verhältnis eingestellt wird, sofern eine konstante Hebegeschwindigkeit und/oder Senkgeschwindigkeit gewünscht ist. Das heißt, dass das gemessene oder anderweitig ermittelte Höheninkrement jeweils innerhalb identischer Zeitinkremente zurückgelegt wird. Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass bei Ausfall der Sensorik, die in der Regel die Höhenregulierung des Fahrzeugs aus dem Reservoir heraus regelt, ein alternativer Regelansatz verfügbar ist.
Weiterbildend ist vorgesehen, dass die Steuerung ausgebildet ist, bei der Höhenregulierung des Fahrzeugs aus dem Reservoir heraus einen konstanten Luftvolumenstrom zu erzeugen. Ein konstanter Luftvolumenstrom in Richtung der Luftfedern ist konstituierend für eine konstante Hebegeschwindigkeit, somit ergibt sich unmittelbar durch den konstanten Luftvolumenstrom eine stufenlose Hebe- und/oder Senkbewegung des Fahrzeugs, die für den Fahrer idealerweise nicht wahrnehmbar ist.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist zudem vorgesehen, dass die Frequenz der Schaltperiode der Ansteuerung des wenigstens einen Schaltventils der Anzahl an Schaltventilen so bestimmt ist, dass die Höhenregulierung des Fahrzeugs aus dem Reservoir heraus gleichmäßig, insbesondere ohne wahrnehmbare Abstufungen, erfolgt. Konkret bedeutet dies, dass wenn die Frequenz der Schaltperiode zu gering gewählt wird, das heißt, wenn das Öffnen und Schließen des Schaltventils zu langsam erfolgt, sich ein für den Fahrer deutlich wahrnehmbares stufenförmiges Hebe- und/oder Senkprofil ergibt. Durch eine geeignete Wahl der Frequenz der Schaltperiode ist dieses unerwünschte Verhalten auf besonders vorteilhafte, das heißt, regelungstechnisch einfache Weise vermeidbar.
Im Kontext der obigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Frequenz der Schaltperiode insbesondere gewählt wird aus einem Wertebereich, umfassend die Werte größer oder gleich 5 Hz und kleiner oder gleich 20 Hz. Der Wert der Frequenz der Schaltperiode liegt insbesondere in diesem vorteilhaften Wertebereich, da bei einer Frequenz unter 5 Hz eine wahrnehmbare Abstufung des Hebe- und/oder Senkvorgangs erfolgt, welche sich mit zunehmender Frequenz in zunehmenden Maß glättet. Somit ergibt sich für Werte über 20 Hz keine durch den Fahrer wahrnehmbare Verbesserung mehr. Im Gegenteil bewirkt eine zunehmende Frequenz eine zunehmende mechanische Belastung des Schaltventils der Anzahl an Schaltventilen. Vorteilhafterweise liegt die Frequenz somit innerhalb eines Bereiches zwischen 5 Hz und 20 Hz.
Insbesondere ist weiterbildend vorgesehen, dass die Geschwindigkeit für eine Höhenveränderung der Höhenregulierung, insbesondere Hebegeschwindigkeit und/oder Senkgeschwindigkeit, bei der Höhenregulierung des Fahrzeugs aus dem Reservoir heraus an einer Vorderachse und/oder einer Hinterachse unterschiedlich einstellbar ist. Konkret bedeutet dies, dass gemäß dieser Weiterbildung ein dynamischer Höhenausgleich des Fahrzeugs ermöglicht wird. Fahrzeuge weisen in der Regel im beladenen wie im ungeladenen Zustand eine ungleichmäßige Gewichtsverteilung auf, die unterschiedlich auf die Vorderachse wie auf die Hinterachse wirkt. Sofern diesem Umstand nicht Rechnung getragen wird, ergibt sich ein unterschiedlich schnelles Heben und Senken an der Vorderachse wie der Hinterachse abhängig von der Beladung und dergleichen. Diese Problematik wird durch die konkrete Weiterbildung in vorteilhafter Weise gelöst durch unterschiedlich einstellbare Hebegeschwindigkeiten und/oder Senkgeschwindigkeiten an den Achsen.
In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Geschwindigkeit für eine Höhenveränderung der Höhenregulierung, insbesondere Hebegeschwindigkeit und/oder die Senkgeschwindigkeit, bei der Höhenregulierung des Fahrzeugs aus dem Reservoir heraus für jede Luftfeder der Anzahl an Luftfedern einzeln einstellbar ist. Konkret bedeutet dies, dass die Geschwindigkeit für eine Höhenveränderung der Höhenregulierung, insbesondere Hebegeschwindigkeit und/oder die Senkgeschwindigkeit, für jede Luftfeder individuell eingestellt werden kann. Insbesondere bei Off-Road-Fahrzeugen, die es erforderlich machen zum Teil signifikante Höhenunterschiede zwischen den Achsen, aber auch zwischen den einzelnen Rädern relativ zum Fahrzeugkörper auszugleichen, ergeben sich aus dieser Weiterbildung Vorteile. Beispielsweise kann es nötig werden, eines der Vorderräder möglichst schnell relativ zu einem der Hinterräder anzuheben und/oder abzusenken, um ein Aufsetzen des Fahrzeugs effektiv zu verhindern.
Insbesondere ist weiterbildend vorgesehen, dass die Anzahl an Schaltventilen eine angesteuert geschaltete Anzahl an Balgventilen ist, ausgebildet zur Einstellung der Geschwindigkeit für eine Höhenveränderung der Höhenregulierung, insbesondere Hebegeschwindigkeit und/oder der Senkgeschwindigkeit der Höhenregulierung des Fahrzeugs. Konkret bedeutet dies, dass hierbei insbesondere die Balgventile der einzelnen Luftfedern angesteuert geschaltet werden, woraus sich der Vorteil ergibt, dass der Hebe- und Senkvorgang des Fahrzeugs für jede Luftfeder individuell einstellbar ist, und zwar so, dass Hebe- und Senkvorgang durch den Fahrer nicht wahrnehmbar ist, insbesondere ohne wahrnehmbare Abstufungen erfolgt.
Im Rahmen einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das wenigstens eine Schaltventil der Anzahl an Schaltventilen, ein angesteuert geschaltetes Reservoirventil ist, ausgebildet zur Einstellung der Hebegeschwindigkeit der Höhenregulierung des Fahrzeugs. Konkret bedeutet dies, dass nur das Reservoirventil angesteuert geschaltet wird, um ein gleichmäßiges Heben des Fahrzeugs, insbesondere ohne wahrnehmbare Abstufungen, zu erreichen. Vorteilhafterweise wird somit der regelungstechnische Aufwand reduziert, da nur ein Schaltventil, das Reservoirventil, angesteuert geschaltet werden muss.
Insbesondere ist weiterbildend vorgesehen, dass die Geschwindigkeit eine Senkgeschwindigkeit ist und die Höhenregulierung des Fahrzeugs über eine Entlüftung der Druckluftversorgung, vorzugsweise der Druckluftversorgungsanlage, heraus erfolgt, wobei eine Anzahl an Entlüftungsventilen angesteuert geschaltet wird. Konkret bedeutet dies, dass wenigstens ein Entlüftungsventil der Druckluftversorgungsanlage angesteuert geschaltet wird, um ein gleichmäßiges Senken des Fahrzeugs, insbesondere ohne wahrnehmbare Abstufungen, zu erreichen. Vorteilhafterweise wird somit der regelungstechnische Aufwand reduziert, da zur Einstellung der Senkgeschwindigkeit nur ein bereits vorhandenes Entlüftungsventil angesteuert geschaltet werden muss.
Im Rahmen einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Lufttrockner der Luftfederanlage weiter ein Volumen aufweist, wobei das Volumen des Lufttrockners als ein Puffervolumen ausgebildet ist, zur Glättung der Hebegeschwindigkeit und/oder der Senkgeschwindigkeit der Höhenregulierung des Fahrzeugs. Dadurch, dass das Lufttrocknergehäuse als zusätzlicher Strömungswiderstand agiert, welcher einen tolerierbaren Druckabfall im Luftvolumenstrom bewirkt, wird vorteilhaft eine Dämpfung der mit der Strömung assoziierten Schwankungsgrößen erzeugt. Hierdurch erfolgt die Hebe- und/oder Senkbewegung bei der Höhenregulierung des Fahrzeugs insbesondere gleichmäßiger.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Luftfederanlage ist zudem vorgesehen, dass die Luftfederanlage weiter aufweist, einen Entlüftungsanschluss, eine Entlüftungsleitung zwischen dem Druckluftanschluss und dem Entlüftungsanschluss, die ein Entlüftungsventil aufweist, wobei die Pneumatikhauptleitung zwischen Lufttrockner und Druckluftanschluss weiter ein Rückschlagventil aufweist, zum Absperren der Komponenten der Druckluftversorgungsanlage in Richtung des Lufttrockners. Wobei insbesondere vorgesehen ist, dass das Entlüftungsventil ansteuerbar ist, und die Steuerung weiter ausgebildet ist, zum Ansteuern des Entlüftungsventils und zum Einstellen der Senkgeschwindigkeit der Höhenregulierung, wobei eine Einstellung der Senkgeschwindigkeit der Höhenregulierung ebenfalls über den Auf/Zu-Parameter erfolgt. Weiter ist vorgesehen, dass die Druckluftversorgungsleitung eine Drossel oder dergleichen Strömungswiderstandselement aufweist, wobei die Drossel oder dergleichen Strömungswiderstandselement ausgebildet ist, zur Glättung der Hebegeschwindigkeit und/oder der Senkgeschwindigkeit der Höhenregulierung des Fahrzeugs.
Einerseits lassen sich somit die Vorteile, die sich durch ein Ansteuern der am Hebevorgang beteiligten Schaltventile ergeben, auf einfache Weise auf den Senkvorgang übertragen, durch ein Ansteuern des Entlüftungsventils der Druckluftversorgungsanlage. Andererseits ist durch die Verwendung einer Drossel oder dergleichen Strömungswiderstandselement, angeordnet entsprechend oben genannter Ausführung, vorteilhaft möglich, den durch die Steuerung des Schaltventils einer Anzahl an Schaltventilen erzeugten, gesteuerten Luftvolumenstrom in besonders vorteilhafter Weise zu glätten. Das heißt, Schwankungsgrößen in Druck, Geschwindigkeit oder dergleichen des Luftvolumenstroms, welche assoziiert sind mit der Erzeugung eben dieses Luftvolumenstroms werden effektiv und besonders vorteilhaft durch das vorsehen einer Drossel oder dergleichen Strömungswiderstandselement geglättet beziehungsweise gedämpft, sodass die Höhenregulierung des Fahrzeugs durch den Fahrer als entsprechend gleichmäßiger wahrgenommen wird.
In einer alternativen Weiterbildung ist zudem vorgesehen, dass die Pneumatikhauptleitung und die Druckluftversorgungsleitung zwischen Lufttrockner und Luftfedersystem durchgängig sind, das heißt, insbesondere frei von Strömungswiderstandselementen ist. Diese alternative Weiterbildung hat in besonders vorteilhafter Weise erkannt, dass das Volumen des Lufttrockners ebenfalls die Funktion der in der ersten Weiterbildung verwendeten Drossel übernehmen kann. Das heißt, das Volumen des Lufttrockners kann als Puffervolumen verwendet werden, um die mit dem erzeugten Luftvolumenstrom assoziierten Schwankungsgrößen zu dämpfen. Auf diese Weise wird die Höhenregulierung des Fahrzeugs durch den Fahrer ebenfalls als gleichmäßiger wahrgenommen gegenüber einer Ausführung ohne eine solche Maßnahme. Weiterhin ergibt sich aus dieser Weiterbildung der Vorteil, dass die andernfalls notwendige Drossel oder dergleichen Strömungswiderstandselement redundant ist. Somit ergibt sich ein Vorteil hinsichtlich Komplexität, Kosten und Wartung gegenüber den anderen Weiterbildungen.
Ausführungsformen der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Diese soll die Ausführungsformen nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im Folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Der Einfachheit halber sind nachfolgend für identische oder ähnliche Teile oder Teile mit identischer oder ähnlicher Funktion gleiche Bezugszeichen verwendet.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:

1 schematisch eine bevorzugte Ausführungsform des Luftfedersystems gemäß dem Konzept der Erfindung, wobei schematisch weiter eine Druckluftversorgungsanlage gezeigt ist und beide Baugruppen in Kombination eine Luftfederanlage zur Höhenregulierung eines Fahrzeugs ergeben und weiter schematisch einen Regelpuls einer Anzahl an konsekutiver Regelpulse zur Ansteuerung einer Anzahl an Schaltventilen gemäß dem Konzept der Erfindung;
2 schematisch eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Luftfederanlage gemäß dem Konzept der Erfindung, wobei hier schematisch eine alternative Anordnung der Entlüftungsleitung und der Drossel oder dergleichen Strömungswiderstandselement gezeigt ist, welche zur Glättung des Luftvolumenstroms dient;
3 schematisch das Anpassen der durch das Luftfedersystem gemäß dem Konzept der Erfindung erzielten Hebegeschwindigkeit und/oder Senkgeschwindigkeit über einen Auf/Zu-Parameter eines Schaltventils einer Anzahl an Schaltventilen;
4A anhand von Messwerten, in einer Ansicht A, einerseits den Einfluss der Frequenz der Schaltperiode auf den zeitlichen Verlauf der Höhenregulierung des Fahrzeugs, insbesondere der Hinterachse und der Vorderachse des Fahrzeugs, zwischen einer Ausgangshöhe und einer Zielhöhe innerhalb eines Höhenintervalls sowie den Einfluss des Auf/Zu-Parameters auf die resultierende Geschwindigkeit der Höhenregulierung des Fahrzeugs bei einer Höhenregulierung des Fahrzeugs aus dem Reservoir heraus. Zudem ist, in einer Ansicht B, gezeigt eine Referenzmessung betreffend die Höhenregulierung eines Fahrzeugs mittels einer gewöhnlichen Ansteuerung der entsprechenden Schaltventile;
4B in einer Ansicht A, den zeitlichen Verlauf der Höhenregulierung des Fahrzeugs, insbesondere der Hinterachse und der Vorderachse des Fahrzeugs, für ein weiteres Wertepaar aus Frequenz und Auf/Zu-Parameter. Zudem ist, in einer Ansicht B, ebenfalls gezeigt die Referenzmessung;
4C in einer Ansicht A, den zeitlichen Verlauf der Höhenregulierung des Fahrzeugs, insbesondere der Hinterachse und der Vorderachse des Fahrzeugs, für ein weiteres, verschiedenes Wertepaar aus Frequenz und Auf/Zu-Parameter. Zudem ist, in einer Ansicht B, ebenfalls gezeigt die Referenzmessung;
4D in einer Ansicht A, den zeitlichen Verlauf der Höhenregulierung des Fahrzeugs, insbesondere der Hinterachse und der Vorderachse des Fahrzeugs, für ein weiteres, wiederum verschiedenes Wertepaar aus Frequenz und Auf/Zu-Parameter. Zudem ist, in einer Ansicht B, ebenfalls gezeigt die Referenzmessung;
5 schematisch ein Ablaufdiagramm zu einem Verfahren zur Höhenregulierung eines Fahrzeugs aus dem Reservoir heraus mittels eines Luftfedersystems gemäß dem Konzept der Erfindung.

1 zeigt ein Luftfedersystem 100 sowie eine Druckluftversorgungsanlage 200, wobei beide Komponenten in Zusammenwirkung eine Luftfederanlage 300 für eine Höhenregulierung H_R eines Fahrzeugs 150 ergeben. Das Luftfedersystem 100 weist dazu weiter eine Anzahl an Luftfedern 110 auf und, mit diesen pneumatisch verbunden, eine Anzahl an Schaltventilen 130, wobei diese Schaltventile SV insbesondere Magnetventile sind. Vorliegend gehört zur Gruppe der Schaltventile SV insbesondere ein Balgventil 130.B, ein Reservoirventil 130.R oder ein Entlüftungsventil 130.E.
Weiter umfasst das Luftfedersystem 100 ein Reservoir 120 zur Speicherung von Druckluft DL und mit diesem Reservoir 120 pneumatisch verbunden wiederum ein Schaltventilventil SV, vorliegend in Form des Reservoirventils 130.R, insbesondere ebenfalls ein Magnetventil. Die Komponenten des Luftfedersystems 100 sind zudem pneumatisch miteinander verbunden über eine Galerie 160, welche auf der einen Seite über eine Druckluftversorgungsleitung 240 Druckluft DL von der Druckluftversorgungseinrichtung 200 direkt an die einzelnen Luftfedern 110 beziehungsweise deren Schaltventile SV, das heißt, hier die Balgventile 130.B, leitet und, auf der anderen Seite, Druckluft DL zur Speicherung an das Reservoir 120 beziehungsweise wiederum zu dessen Schaltventil SV, das heißt, hier das Reservoirventil 130.R, leitet zwecks Speicherung der bereitgestellten Druckluft DL. Zudem leitet die Galerie 160 bei Betrieb des Luftfedersystems 100 aus dem Reservoir 120 heraus die vom Reservoir 120 abgegebene Druckluft DL ebenfalls an die Luftfedern 110 beziehungsweise deren Schaltventile SV, das heißt, hier deren Balgventilen 130.B.
Die gezeigte Druckluftversorgungseinrichtung 200 umfasst hierbei zuerst eine Luftzuführung 0.1, gefolgt von einem Filter 0, wobei die angesaugte Luft in einem Luftverdichter (Kompressor) 210 verdichtet wird, um anschließend über eine Druckluftzuführung 1 einem stromab in einer Pneumatikhauptleitung 250 befindlichen Lufttrockner 220 zugeführt zu werden. Anschließend durchströmt die Druckluft eine Drossel 230 oder dergleichen Strömungswiderstandselement, welche als Regeneratordrossel wirkt. Weiter stromab ist die Druckluftversorgungsanlage 200 an einem Druckluftanschluss 2 über eine Druckluftversorgungsleitung 240 mit dem Luftfedersystem 100 beziehungsweise dessen Galerie 160 pneumatisch verbunden. Vorliegend weist die Druckluftversorgungseinrichtung 200 zudem zwischen der Druckluftzuführung 1 und dem Entlüftungsanschluss 3 eine Entlüftungsleitung 260 auf und, in dieser angeordnet, ein Entlüftungsventil 130.E, welches wiederum insbesondere ausgebildet ist als Magnetventil.
Das Betriebsverhalten des Luftfedersystems 100 wird hierbei über eine Steuerung (ECU) 140 bereitgestellt. Über diese Steuerung 140 werden einerseits die Schaltventile SV der Luftfedern 110, insbesondere Balgventile 130.B, und andererseits das Schaltventil 130.R des Reservoirs 120 angesteuert. Die Ansteuerung der Balgventile 130.B der Luftfedern 110 kann vorteilhafterweise so erfolgen, dass entweder alle Luftfedern 110 des Fahrzeugs 150 gleichzeitig angesprochen werden, es ist aber auch möglich, dass die Balgventile 130.B die der Vorderachse VA und die die der Hinterachse HA zugeordnet sind unterschiedlich angesteuert werden, um beispielsweise eine Beladung des Fahrzeugs 150 auszugleichen. Weiterhin ergibt sich auch die Möglichkeit, einzelne Luftfedern 110 des Luftfedersystems 100 individuell anzusprechen, um auf besonders unwegsames Terrain steuerungstechnisch reagieren zu können. Zu diesem Zweck können die Luftfedern 110, individuell oder synchron gemeinsam, angesteuert werden, um eine entsprechende Höhenregulierung H_R eines Fahrzeugs 150 innerhalb eines Höhenintervalls H, gekennzeichnet durch eine Minimalhöhe H₀ und eine Maximalhöhe H₁ , vorzunehmen.
Die in 1 gezeigte Anzahl an Schaltventilen 130 kann beispielsweise aber auch in der Form eines einzigen Ventilblocks 131 vorliegen. Dieser Ventilblock 131 ist dann entsprechend der steuerbar zu gestaltenden Luftfedern frei skalierbar. Konkret bedeutet dies, dass nicht jeder Luftfeder 110 ein einzelnes Schaltventil SV individuell zugeordnet sein muss, sondern eine Steuerung einer Anzahl an Luftfedern 110 beispielsweise auch über ein einzelnes Schaltventil SV möglich ist.
Weiter zeigt 1 das bevorzugte Steuerungsschema gemäß dem Konzept der Erfindung zur Einstellung der Geschwindigkeit UHR für eine Höhenveränderung der Höhenregulierung H_R , insbesondere Hebegeschwindigkeit U_H und/oder Senkgeschwindigkeit U_S der Höhenregulierung H_R , eines Fahrzeugs 150 aus dem Reservoir 120 heraus. Hierbei ist vorgesehen, dass wenigstens ein Schaltventil SV einer Anzahl an Schaltventilen 130 durch die Steuerung 140 angesteuert wird, sodass das wenigstens eine Schaltventil SV während einer Schaltperiode P über einen einstellbaren Zeitraum hinweg geöffnet A ist, während es im verbleibenden Zeitraum der Schaltperiode P geschlossen Z ist. Weiterhin ist die Schaltperiode P eine Periode einer Anzahl an sequentiellen Schaltperioden P_N , die während der Höhenregulierung H_R des Fahrzeugs 150 notwendig sind, um das Fahrzeug 150 von einer Ausgangshöhe H_S auf eine Zielhöhe H_Z anzuheben bzw. abzusenken. Die Geschwindigkeit UHR für eine Höhenveränderung der Höhenregulierung H_R , insbesondere Hebegeschwindigkeit U_H und/oder Senkgeschwindigkeit U_S , wird dann durch die Steuerung 140, gemäß dem Verhältnis von geöffnetem A zu geschlossenem Z Schaltventil mittels eines das Verhältnis beschreibenden Parameters, dem Auf/Zu-Parameter AZP, gesteuert. Der Auf/Zu-Parameter AZP hierbei als ein Offen-Anteil AT_A des geöffneten Ventilzustandes A und/oder ein Geschlossen-Anteil AT_Z des geschlossenen Ventilzustandes Z an der Schaltperiode P festgelegt. Eine sequentielle Ansteuerung des wenigstens einen Schaltventils SV erzeugt somit einen konstanten Volumenstrom aus der im Reservoir 120 gespeicherten Druckluft DL, welcher den Luftfedern 110 zur Höhenregulierung H_R mittels einer sich aus dem konstanten Volumenstrom ergebenden konstanten Hebegeschwindigkeit U_H zu bewerkstelligen. Welche Schaltventile SV angesteuert werden zur Höhenregulierung H_R des Fahrzeugs 150 ist beispielsweise über Schalter 141 die der Steuerung 140 zugeordnet sind steuerbar. So kann der Hebevorgang über die Ansteuerung des Reservoirventils 130.R des Reservoirs 120 erfolgen. Es ist aber auch möglich, die Anzahl an Balgventilen 130.B, die den Luftfedern 110 zugeordnet sind, anzusteuern, um den Hebevorgang zu realisieren.
Ein Absenken des Fahrzeugs 150 während der Höhenregulierung H_R , das heißt, ein Einstellen der Senkgeschwindigkeit U_S erfolgt vorliegend bevorzugt über die Druckluftversorgungsanalage 200. Hierzu ist die Steuerung 140 analog ausgebildet, das Entlüftungsventil 130.E anzusteuern, wobei die Senkgeschwindigkeit U_S ebenfalls über den Auf/Zu-Parameter AZP in analoger Weise einstellbar ist. Die Drossel 230 oder dergleichen Strömungswiderstandselement SWE, vorliegend angeordnet in der Pneumatikhauptleitung 250, wirkt sich dabei glättend auf den Hebe- und/oder Senkvorgang aus. Alternativ kann ein Anheben und ein Absenken des Fahrzeugs 150 aber auch ausschließlich über ein Ansteuern der Balgventile 130.B und diesen zugeordnet, den Luftfedern 110, erfolgen.
Die Ansteuerung des wenigstens einen Schaltventil SV, also insbesondere eines Balgventils 130.B und/oder eines Reservoirventils 130.R und/oder eines Entlüftungsventils 130.E, der Anzahl an Schaltventilen 130 durch die Steuerung 140 kann zudem gepulst erfolgen. Eine solche gepulste Ansteuerung ist vorteilhaft als eine Pulsweitenmodulation PWM zu verstehen, die durch eine modulierte Pulsweite PW ein tatsächliches, vorzugsweise ein vollständiges Öffnen A und Schließen Z des wenigstens einen Schaltventils SV bewirkt. Dadurch wird dann ein gewünschter Luftvolumenstrom LV generiert und somit die resultierende Hebegeschwindigkeit U_H und/oder Senkgeschwindigkeit U_S der Höhenregulierung H_R gesteuert. Das heißt, die Pulsweitenmodulation PWM ist derart gestaltet, dass sichergestellt ist, dass das wenigstens eine Schaltventil SV innerhalb einer Schaltperiode P sowohl vollständig öffnet A, als auch vollständig schließt Z.
Insofern ist in 1 und 2 beispielhaft eine erste und zweite Ausführungsform einer Luftfederanlage 300 beschrieben, die ein Luftfedersystem 100 gemäß dem Konzept der Erfindung aufweist. Die Luftfederanlage 300 weist weiter auf:

- eine Druckluftversorgungsanlage 200, mit einer Druckluftzuführung 1, einem Druckluftanschluss 2, einer Pneumatikhauptleitung 250 zwischen der Druckluftzuführung 1 und dem Druckluftanschluss 2, die einen Lufttrockner 220 aufweist, und
- eine Druckluftversorgungsleitung 240, zwischen dem Druckluftanschluss 2 und dem Luftfedersystem 100, und
- einen Entlüftungsanschluss 3, eine Entlüftungsleitung 260 zwischen der Druckluftzuführung 1 und dem Entlüftungsanschluss 3, die ein Entlüftungsventil 130.E aufweist, wobei
- die Pneumatikhauptleitung 250 und/oder die Druckluftversorgungsleitung 240 wenigstens eine Drossel 230 oder dergleichen Strömungswiderstandselement SWE aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass
- das Entlüftungsventil 130.E ansteuerbar ist, und
- die Steuerung 140 weiter ausgebildet ist, zum Ansteuern des Entlüftungsventils 130.E und zum Einstellen der Senkgeschwindigkeit U_S der Höhenregulierung H_R , wobei
- eine Einstellung der Senkgeschwindigkeit U_S der Höhenregulierung H_R über den Auf/Zu-Parameter AZP erfolgt, und
- die Drossel 230 oder dergleichen Strömungswiderstandselement SWE ausgebildet ist, zur Glättung GL der Hebegeschwindigkeit U_H und/oder der Senkgeschwindigkeit U_S der Höhenregulierung H_R des Fahrzeugs 150.

In der Ausführungsform der 1 ist die wenigstens eine Drossel 230 -als erste Drossel 230.1 gezeigt und diese ist oben mit „Drossel 230“ bezeichnet- oder dergleichen Strömungswiderstandselement SWE nur in der Pneumatikhauptleitung 250 zwischen Lufttrockner 220 und Druckluftanschluss 2 angeordnet.
In der Ausführungsform der 2 ist die Drossel 230 -als zweite Drossel 230.2 gezeigt- oder dergleichen Strömungswiderstandselement SWE nur in der Druckluftversorgungsleitung 240 zwischen Druckluftanschluss 2 und Luftfedersystem 100 angeordnet.
In einer weiteren hier nicht gezeigten Ausführungsform kann auch die erste und die zweite Drossel 230.1, 230.2 in der Pneumatikhauptleitung 250 und der Druckluftversorgungsleitung 240 angeordnet sein.
Im Folgenden zeigt 2 die oben genannte Ausführungsform mit der zweiten Drossel 230.2 nur in der Druckluftversorgungsleitung 240 zwischen Druckluftanschluss 2 und Luftfedersystem 100; diese wird im Folgenden wieder mit „Drossel 230“ bezeichnet.
Dazu zeigt 2 eine wiederum eine Luftfederanlage 300, aufweisend ein Luftfedersystem 100 gemäß dem Konzept der Erfindung sowie eine Druckluftversorgungsanlage 200, wobei die Druckluftversorgungsanlage 200 anstatt der Drossel 230 aus 1 ein Rückschlagventil 280 in der Pneumatikhauptleitung 250 aufweist. Zudem ist vorliegend die Entlüftungsleitung 260 mit dem Entlüftungsventil 130.E zwischen dem Druckluftanschluss 2 und dem Entlüftungsanschluss 3 angeordnet, um trotz des Rückschlagventils 280 den Senkvorgang der Höhenregulierung H_R des Fahrzeugs 150 über ein Ansteuern ANS des Entlüftungsventils 130.E mittels der Steuerung 140 zu realisieren.
In 2 ist vorliegend zudem eine bevorzugte Weiterbildung des Konzeptes der Erfindung gezeigt, wobei eine Drossel 230 oder dergleichen Strömungswiderstandselement SWE vorgesehen ist, um Schwankungsgrößen des durch eine Ansteuerung eines Schaltventils SV durch die Steuerung 140 erzeugten Luftvolumenstroms zu dämpfen. Das heißt, die Drossel 230 erzeugt einen zusätzlichen Strömungswiderstand, der zu einem zusätzlichen, jedoch vorteilhaften, Druckabfall im Luftvolumenstrom LV führt. Dieser Druckabfall wirkt sich dann dämpfend aus auf die Schwankungsgrößen wie Druck, Geschwindigkeit und dergleichen, welche assoziiert sind mit dem Luftvolumenstrom LV. Im Ergebnis führt dies zu einer gleichmäßigeren Geschwindigkeit UHR für eine Höhenveränderung der Höhenregulierung H_R , insbesondere Hebegeschwindigkeit U_H während der Höhenregulierung H_R des Fahrzeugs 150 aus dem Reservoir 120 heraus beziehungsweise zu einer gleichmäßigeren Senkgeschwindigkeit U_S beim Absenken des Fahrzeugs 150 über ein Ansteuern ANS des Entlüftungsventils 130.E der Druckluftversorgungsanlage 200. Hierzu ist die Drossel 230 vorliegend in der Druckluftversorgungsleitung 240 zwischen dem Druckluftanschluss 2 und der Galerie 160 des Luftfedersystems 100 angeordnet.
In einer ersten alternativen Ausführungsform ist weiter vorgesehen, dass die Drossel 230 oder dergleichen Strömungswiderstandselement in der Galerie 160 angeordnet ist, um dort eine identische Funktion wie oben für den Fall der Anordnung in der Druckluftversorgungsleitung 240 beschrieben zu übernehmen. Weiterhin ist in einer zweiten alternativen Ausführungsform vorgesehen, dass die Drossel 230 oder dergleichen Strömungswiderstandselement (und das Rückschlagventil 280) ganz entfällt und zur vorteilhaften Glättung GL des Luftvolumenstroms der Lufttrockner 220 in der Pneumatikhauptleitung 250 die Funktion der Drossel 230 identisch übernimmt. Durch diese Maßnahme kann auf ein zusätzliches Bauteil verzichtet werden, ohne Einbußen in der vorteilhaften Funktion hinnehmen zu müssen.
In 3 sind drei bevorzugte Einstellverhältnisse des Auf/Zu-Parameters AZP gezeigt. Aufgrund der einfachen und für einen Fahrer intuitiven Handhabung, wird der Auf/Zu-Parameter AZP bevorzugt als prozentuales Verhältnis angegeben. Dabei beschreibt der prozentuale Auf/Zu-Parameter den prozentualen Offen-Anteil ATA des geöffneten A (oder den prozentualen Geschlossen-Anteil AT_Z des geschlossenen Z) Schaltventils SV an einer Schaltperiode P einer Anzahl an sequentieller Schaltperioden P_N . Das heißt, die Einstellung der Geschwindigkeit UHR erfolgt mittels einem Auf/Zu-Parameter AZP, wobei ein Offen-Anteil ATA des geöffneten Ventilzustandes A und/oder ein Geschlossen-Anteil AT_Z des geschlossenen Ventilzustandes Z an der Schaltperiode P festgelegt wird. Gemäß dieses prozentualen Anteil verändert sich die resultierende Geschwindigkeit UHR für eine Höhenveränderung der Höhenregulierung H_R , insbesondere Hebegeschwindigkeit U_H und/oder Senkgeschwindigkeit U_S , des Fahrzeugs 150 während der Höhenregulierung H_R aus dem Reservoir 120 heraus oder beim Senken.
Aus 3 ist unmittelbar ersichtlich, dass die bevorzugten Werte des Auf/Zu-Parameters AZP bei 30 %, 50 % und 70 % liegen, wobei 50 % mit einer Standardgeschwindigkeit korrespondiert und entsprechend ein Wert W von 30 % sich bezieht auf eine geringere Geschwindigkeit UHR für eine Höhenveränderung der Höhenregulierung H_R , insbesondere Hebegeschwindigkeit U_H und/oder Senkgeschwindigkeit U_S , und analog der Wert W von 70 % sich bezieht auf eine höhere Geschwindigkeit UHR für eine Höhenveränderung der Höhenregulierung H_R , insbesondere Hebegeschwindigkeit U_H und/oder Senkgeschwindigkeit U_S , relativ zu der 50 % Standardgeschwindigkeit. Die geringere beziehungsweise die höhere Hebegeschwindigkeit U_H relativ zur Standardgeschwindigkeit ergibt sich folglich aus einem geringeren beziehungsweise höheren prozentualen Offen-Anteil AT_A des geöffneten Ventilzustandes A des Schaltventils SV an einer Schaltperiode P. Im Rahmen dieser drei bevorzugten Werte für den Auf/Zu-Parameters AZP ist gemäß dem Konzept der Erfindung weiter vorgesehen, ebenfalls Wertebereiche W_AZP um die zuvor benannten prozentualen Werte W zuzulassen. Das heißt, beispielsweise für den 50 % Wert, welcher in eine Standardgeschwindigkeit resultiert, ist ein Wertebereich W_AZP von 45 % bis 55 % zulässig. Gleiches gilt analog für den 30 % und den 70 % Wert. Somit kann flexibel reagiert werden auf Größen, die Einfluss haben auf den Hebe- und/oder Senkvorgang und während diesen veränderlich sind, wie beispielsweise der Luftdruck P_R im Reservoir 120.
4A - 4D zeigen, in einer Ansicht A, am Beispiel der Hinterachse HA und der Vorderachse VA für den Vorgang der Höhenregulierung H_R implizit mittels eines Zeit-Weg-Diagramms den Einfluss der Frequenz F der Schaltperiode P der Anzahl an Schaltperioden P_N auf den zeitlichen Verlauf des Profils der resultierenden Geschwindigkeit der Höhenveränderung der Höhenregulierung UHR des Fahrzeugs 150. Weiter zeigen 4A - 4D, in der Ansicht A, in anderer Darstellung den Einfluss des Auf/Zu-Parameters AZP des Reservoirventils 130.R des Reservoirs 120 auf die sich einstellende Geschwindigkeit der Höhenveränderung der Höhenregulierung U_HR , vorliegend am Beispiel der Hebegeschwindigkeit U_H , an der Hinterachse HA und an der Vorderachse VA des Fahrzeugs 150. In den 4A - 4D, jeweils in der Ansicht A, ist die Höhenregulierung H_R der Hinterachse HA und der Vorderachse VA des Fahrzeugs 150 zudem jeweils relativ zu einer Null-Linie NL gezeigt. Wobei die Höhenregulierung H_R ausgeht von einem negativen Wert W relativ zur Null-Linie NL, hierbei ist beispielsweise zu denken an ein Fahrzeug 150 mit hoher Zuladung ZU, und zu einem positiven Wert W relativ zur Null-Linie NL überführt werden soll, um beispielsweise trotz hoher Zuladung ZU, eine notwendige Bodenfreiheit des Fahrzeugs 150 zu ermöglichen.
In 4A ist vorliegend, in der Ansicht A, die zeitliche Entwicklung der Höhe des Fahrzeugs 150 während der Höhenregulierung H_R (innerhalb eines Höhenintervalls H zwischen einer Minimalhöhe H₀ und einer Maximalhöhe H₁ ) gezeigt, das heißt, die Geschwindigkeit der Höhenveränderung der Höhenregulierung UHR ist gezeigt. Vorliegend ist die Geschwindigkeit der Höhenregulierung UHR als eine Hebegeschwindigkeit U_H sowohl an der Hinterachse HA als auch an der Vorderachse VA gezeigt, für eine Frequenz F der Schaltperiode P von 1 Hz sowie einem Wert W für den Auf/Zu-Parameter AZP von 50 %. Aus dem in 4A, Ansicht A gezeigten Profil ist zu erkennen, dass der Hebevorgang, also die Höhenveränderung ΔH des Fahrzeugs 150 an der Hinterachse HA, aber insbesondere an der Vorderachse VA, bei einer Frequenz F von 1 Hz gestuft verläuft. Diese ungleichmäßige, insbesondere gestufte, Höhenregulierung H_R ist nicht wünschenswert, da diese vom Fahrer des Fahrzeugs 150 deutlich wahrnehmbar ist. Ein gestufter Hebevorgang geht unmittelbar zu Lasten des erlebten Komforts und ist somit zu vermeiden. Zudem ist in der 4A, in einer Ansicht B, eine Referenzmessung RM der Höhenregulierung H_R des Fahrzeugs 150, genauer der Geschwindigkeit der Höhenveränderung der Höhenregulierung UHR an der Hinterachse HA und an der Vorderachse VA gezeigt. Bei der gezeigten Referenzmessung RM wurde das Reservoirventil 130.R nicht gemäß dem Konzept der Erfindung angesteuert, das heißt, insbesondere nicht angesteuert geschaltet. Im Ergebnis steht eine nicht wünschenswerte, ruckartige Höhenveränderung ΔH des Fahrzeugs 150 an der Hinterachse HA sowie an der Vorderachse VA.
In 4B ist, in der Ansicht A, eine ähnliche Situation wie in 4A, Ansicht A dargestellt, jedoch wurde vorliegend die Frequenz F der Schaltperiode P von 1 HZ auf jetzt 5 Hz erhöht. Der Wert W für den Auf/Zu-Parameter AZP wurde hingegen bei 50 % belassen. Aus 4B, Ansicht A ist zu erkennen, dass der zuvor gestuft verlaufene Hebevorgang der 4A, Ansicht A bei einer Erhöhung der Frequenz F auf einen Wert W größer oder gleich 5 Hz eine signifikante Glättung GL erfährt, sowohl an der Hinterachse HA, als auch an der Vorderachse VA. Vorteilhafterweise erfolgt der Hebevorgang aus dem Reservoir 120 heraus folglich bei einer Frequenz F ab 5 Hz, um den Hebevorgang, also die Höhenveränderung ΔH des Fahrzeugs 150 an der Hinterachse HA und an der Vorderachse VA, für den Fahrer als möglichst gleichmäßig erlebbar zu gestalten. Wiederum ist in 4B, in einer Ansicht B, ebenfalls die Referenzmessung RM aus der 4A, Ansicht B gezeigt. Im Vergleich zu der erfindungsgemäßen Ansteuerung des Reservoirventils 130.R der 4B, Ansicht A, wird die nicht wünschenswerte, ruckartige Höhenveränderung ΔH des Fahrzeugs 150 an der Hinterachse HA sowie an der Vorderachse VA der Referenzmessung RM deutlich erkennbar.
In 4C und 4D ist, jeweils in der Ansicht A, vorliegend zudem dargestellt wie sich ein veränderter Auf/Zu-Parameter AZP auf die resultierende Geschwindigkeit der Höhenveränderung der Höhenregulierung U_HR , das heißt, vorliegend die Hebegeschwindigkeit U_H an der Hinterachse HA und an der Vorderachse VA, auswirkt. Vorliegend beträgt die Frequenz F der Schaltperiode P in beiden Fällen jeweils 5 Hz. Darüber hinaus ist in 4C, Ansicht A ein Auf/Zu-Parameter AZP mit einem Wert W von 70 % gezeigt; in 4D, Ansicht A hingegen ist ein Auf/Zu-Parameter mit einem Wert W von 30 % gezeigt. Aus einem Vergleich von 4B, 4C und 4D, jeweils in der Ansicht A, ist unmittelbar ersichtlich, dass der Hebevorgang, also die Höhenveränderung ΔH des Fahrzeugs 150 an der Hinterachse und an der Vorderachse VA, bei einem Wert W von 70 % für den Auf/Zu-Parameter AZP schneller abläuft, als bei dem Standardwert von 50 % in 4B, Ansicht A. Zudem verlangsamt ein Wert W von 30 % für den Auf/Zu-Parameter AZP den Hebevorgang entsprechend. Eine Anpassung der Geschwindigkeit der Höhenveränderung der Höhenregulierung U_HR , das heißt, vorliegend der Hebegeschwindigkeit U_H an der Hinterachse HA und an der Vorderachse VA, erfolgt vorteilhafterweise dort, wo die Höhenstandswerte 170 des Fahrzeugs 150 schnell angepasst werden müssen, um Schäden am Fahrzeug 150 zu vermeiden beziehungsweise, wo die Höhenstandswerte 170 des Fahrzeugs 150 langsam angepasst werden müssen, beispielsweise während der Fahrt bei höheren Geschwindigkeiten. In den 4C und 4D, jeweils in einer Ansicht B, ist zu Vergleichszwecken ebenfalls die Referenzmessung RM, betreffend die Höhenveränderung ΔH des Fahrzeugs 150 mittels nicht angesteuert geschaltetem Reservoirventil 130.R beim Heben aus dem Reservoir 120 heraus, gezeigt.
Gemäß 5 ist schematisch ein Verfahren zur Höhenregulierung H_R eines Fahrzeugs 150 aus dem Reservoir 120 heraus gezeigt. Das Verfahren weist dabei die folgenden Schritte auf. In einem ersten Schritt, das Ermitteln 510 einer Ausgangshöhe H_S sowie einer Zielhöhe H_Z . Weiter, das Einbeziehung 520 weiterer Parameter PA wie die Zuladung ZL des Fahrzeugs 150, den Druck P_R im Reservoir und dergleichen. Sowie das Überprüfen 530, ob die Zielhöhe H_Z unter Berücksichtigung der weiteren Parameter PA erreichbar ist und, ob die ermittelte Zielhöhe H_Z innerhalb des zulässigen Höhenintervalls H liegt. Dieser Schritt wird gefolgt von dem Festlegen 540 einer gewünschten Hebegeschwindigkeit U_H und/oder Senkgeschwindigkeit U_S zur Erreichung der ermittelten Zielhöhe HZ. Sowie im Anschluss, dem Bestimmen 550 des für die festgelegte Hebegeschwindigkeit U_H und/oder Senkgeschwindigkeit U_S notwendigen Auf/Zu-Parameters AZP auf Grundlage der zuvor ermittelten Fahrzeughöhen 170 und/oder Parameter PA. Entsprechend erfolgt in einem nächsten Schritt das Betätigen 560 einer Luftfeder 110.1 der Anzahl an Luftfedern 110 über das wenigstens eine angesteuerte Schaltventil SV, insbesondere ein Balgventil 130.B oder ein Reservoirventil 130.R oder ein Entlüftungsventil 130.E, der Anzahl an Schaltventilen 130 auf Grundlage des zuvor ermittelten Auf/Zu-Parameters AZP, wobei der Auf/Zu-Parameter AZP als ein Offen-Anteil AT_A des geöffneten Ventilzustandes A und/oder ein Geschlossen-Anteil AT_Z des geschlossenen Ventilzustandes Z an der Schaltperiode P festgelegt wird, und das Schaltventil SV geöffnet A und geschlossen Z wird mit einer Frequenz F, sodass die Höhenregulierung H_R des Fahrzeugs 150 gleichmäßig, insbesondere ohne wahrnehmbare Abstufungen ABS, erfolgt. In Abhängigkeit der gewählten Ausführungsform ergeben sich nunmehr zwei optionale Schritte, wobei in einem ersten optionalen Schritt 570, ein separates Ansteuern der Vorderachse VA und/oder Hinterachse HA erfolgen kann und, in einem zweiten optionalen Schritt 580, alternativ auch ein separates Ansteuern einzelner Luftfedern 110.1 der Anzahl an Luftfedern 110 erfolgen kann. In einem letzten Schritt erfolgt das Schließen 590 des wenigstens einen angesteuerten Schaltventils SV, insbesondere ein Balgventil 130.B oder ein Reservoirventil 130.R oder ein Entlüftungsventil 130.E, der Anzahl an Schaltventilen 130 nach Erreichen der gewünschten Zielhöhe H_Z .
Die Ansteuerung ANS des wenigstens einen Schaltventils SV, also insbesondere eines Balgventils 130.B und/oder eines Reservoirventils 130.R und/oder eines Entlüftungsventils 130.E, der Anzahl an Schaltventilen 130 kann auch hierbei gepulst erfolgen. Insbesondere kann die Ansteuerung ANS über eine Pulsweitenmodulation PWM erfolgen, zur Umsetzung der Schaltperiode P der Anzahl sequenzieller Schaltperioden P_N .
Bezugszeichenliste

0.1: Luftzuführung
0: Filter
1: Druckluftzuführung
2: Druckluftanschluss
3: Entlüftungsanschluss
100: Luftfedersystem
110: Anzahl an Luftfedern
110.1: eine Luftfeder
120: Reservoir
130: Anzahl an Schaltventilen
130.B: Balgventil
130.E: Entlüftungsventil
130.R: Reservoirventil
131: Ventilblock
140: Steuerung
141: Schalter
150: Fahrzeug
160: Galerie
170: Höhenstandswerte
180: unterer Grenzfall
190: oberer Grenzfall
200: Druckluftversorgungseinrichtung
210: Luftverdichter (Kompressor)
220: Lufttrockner
230: Drossel
230.1: erste Drossel
230.2: zweite Drossel240 Druckluftversorgungsleitung
250: Pneumatikhauptleitung
260: Entlüftungsleitung
280: Rückschlagventil
300: Luftfederanlage
500: Verfahren
510, 520, 530, 540, 550, 560, 570, 580, 590: Verfahrensschritte
A: Schaltventil geöffnet
AB: Abstufung
ANS: Ansteuerung
AT_A: Offen-Anteil
AT_Z: Geschlossen-Anteil
AZP: Auf/Zu-Parameter
D: Dimension
DLV: Druckluftversorgung
E: Entlüftung
F: Frequenz
GL: Glättung
H: Höhenintervall
H₀, H₁: Minimalhöhe, Maximalhöhe
HA: Hinterachse
H_R: Höhenregulierung
H_S: Ausgangshöhe
H_Z: Zielhöhe
LV: Luftvolumenstrom
NL: Null-Linie
P: Schaltperiode
PA: Parameter
P_R: Druck im Reservoir
PW: Pulsweite
PWM: Pulsweitenmodulation
P₁, P₂, P_N: Anzahl an Schaltperioden
UHR: Geschwindigkeit für eine Höhenveränderung der Höhenregulierung
ΔH: Höhenveränderung
RM: Referenzmessung
S₁: erster Schaltzustand
S₂: zweiter Schaltzustand
SV: Schaltventil
SWE: Strömungswiderstandselement
t: Zeit
U_H: Hebegeschwindigkeit
U_S: Senkgeschwindigkeit
V: Volumen des Lufttrockners
V_PV: Puffervolumen
VA: Vorderachse
W: Wert
WB_AZP: Wertebereich Auf/Zu-Parameter
WB_F: Wertebereich Frequenz
Z: Schaltventil geschlossen
ZU: Zuladung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005030467 B4 [0005]

Claims

Elektronisch gesteuert und/oder geregeltes Luftfedersystem (100) mit einer Druckluftversorgung (DLV), insbesondere für eine Luftfederanlage (300) umfassend eine Druckluftversorgungsanlage (200), zur Höhenregulierung (H_R) eines Fahrzeugs (150), wobei das Luftfedersystem (100) mit der Druckluftversorgung (DLV) aufweist: - eine Anzahl an Luftfedern (110) und ein Reservoir (120) zur Speicherung von Druckluft (DL), - eine Anzahl an Schaltventilen (130) zur Höhenregulierung, und - eine Steuerung (140) zum Ansteuern der Anzahl an Schaltventilen (130), wobei wenigstens ein Schaltventil (SV), insbesondere ein Balgventil (130.B) und/oder ein Reservoirventil (130.R) und/oder ein Entlüftungsventil (130.E), der Anzahl an Schaltventilen (130), ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass - das wenigstens eine Schaltventil (SV) mit einer Anzahl sequenzieller Schaltperioden (P_N) angesteuert wird und in einer Schaltperiode (P) umschaltet, zwischen einem ersten Schaltzustand (S₁) mit einem geöffneten Ventilzustand (A) und einem zweiten Schaltzustand (S₂) mit einem geschlossenen Ventilzustand (Z), wobei die Schaltperiode (P) der Anzahl sequenzieller Schaltperioden (P_N), den geöffneten Ventilzustand (A) und den geschlossenen Ventilzustand (Z) aufweist, und - die Steuerung (140) ausgebildet ist, eine Geschwindigkeit (U_HR) für eine Höhenveränderung (ΔH) der Höhenregulierung (H_R) einzustellen, wobei - die Einstellung der Geschwindigkeit (U_HR) mittels einem Auf/Zu-Parameter (AZP) erfolgt, mittels dem ein Offen-Anteil (AT_A) des geöffneten Ventilzustandes (A) und/oder ein Geschlossen-Anteil (AT_Z) des geschlossenen Ventilzustandes (Z) an der Schaltperiode (P) festlegbar ist.
Luftfedersystem (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - das wenigstens eine Schaltventil (SV), insbesondere ein Balgventil (130.B) und/oder ein Reservoirventil (130.R) und/oder ein Entlüftungsventil (130.E), der Anzahl an Schaltventilen (130), gepulst angesteuert geschaltet wird, insbesondere über eine Pulsweitenmodulation (PWM) gepulst angesteuert geschaltet wird, zur Umsetzung der Schaltperiode (P) der Anzahl sequenzieller Schaltperioden (P_N).
Luftfedersystem (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl an Schaltventilen (130) wenigstens ein oder mehrere Schaltventile (SV) umfasst, die ausgewählt sind aus der Gruppe von Schaltventilen (SV) bestehend aus: einem Balgventil (130.B), einem Reservoirventil (130.R) und einem Entlüftungsventil (130.E) der Druckluftversorgung (DLV), wobei - das Balgventil (130.B) ausgebildet ist zur Höhenregulierung (H_R) des Fahrzeugs (150) über eine Luftfeder (110.1, 110.2, 110.3, 110.4) der Anzahl an Luftfedern (110), - das Reservoirventil (130.R) ausgebildet ist zur Höhenregulierung (H_R) des Fahrzeugs (150) über das Reservoir (120), und - das Entlüftungsventil (130.E) der Druckluftversorgung (DLV) ausgebildet ist, zur Höhenregulierung (H_R) des Fahrzeugs (150) über eine Entlüftung (E) der Druckluftversorgung (DLV), vorzugsweise der Druckluftversorgungsanlage (200).
Luftfedersystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Auf/Zu-Parameter (AZP) eine absolute Angabe des Offen-Anteils (AT_A) des geöffneten Ventilzustandes (A) und/oder des Geschlossen-Anteils (AT_Z) des geschlossenen Ventilzustandes (Z) an der Schaltperiode (P) umfasst.
Luftfedersystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Auf/Zu-Parameter (AZP) eine relative Angabe des Offen-Anteils (AT_A) des geöffneten Ventilzustandes (A) und/oder des Geschlossen-Anteils (AT_Z) des geschlossenen Ventilzustandes (Z) an der Schaltperiode (P) umfasst.
Luftfedersystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dimension (D) des Auf/Zu-Parameters (AZP) den Offen-Anteil (AT_A) des geöffneten Ventilzustandes (A) und den Geschlossen-Anteil (AT_Z) des geschlossenen Ventilzustandes (Z) an der Schaltperiode (P) in Prozent angibt, insbesondere - der Auf/Zu-Parameter (AZP) jeden Wert (W) im Wertebereich (WB_AZP) zwischen 0 % und 100 % annehmen kann, wobei - der Wert 0 % einen unteren Grenzfall (180) eines durchgehend geschlossenen (Z) Schaltventils (SV) der Anzahl an Schaltventilen (130) abbildet, und - der Wert 100 % einen oberen Grenzfall (190) eines durchgehend geöffneten (A) Schaltventils (SV) der Anzahl an Schaltventilen (130) abbildet.
Luftfedersystem (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Auf/Zu-Parameter (AZP) einen Wert (W) aus dem Wertebereich (WB_AZP) zwischen 65 % und 75 %, vorzugsweise zwischen 45 % und 55 %, vorzugsweise zwischen 25 % und 35 % annimmt.
Luftfedersystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert (W) des Auf/Zu-Parameters (AZP) während der Höhenregulierung (H_R) des Fahrzeugs (150) veränderlich ist sodass die Geschwindigkeit (U_HR), insbesondere eine Hebegeschwindigkeit (U_H) und/oder eine Senkgeschwindigkeit (U_S), der Höhenregulierung (H_R) des Fahrzeugs (150) wahlweise konstant oder veränderlich ist, insbesondere die Steuerung (140) ausgebildet ist, bei der Höhenregulierung (H_R) des Fahrzeugs (150) einen variablen Luftvolumenstrom (LV) zu erzeugen.
Luftfedersystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz (F) der Schaltperiode (P) der Ansteuerung (ANS) des wenigstens einen Schaltventils (SV), insbesondere eines Balgventils (130.B) und/oder eines Reservoirventils (130.R) und/oder eines Entlüftungsventils (130.E), der Anzahl an Schaltventilen (130) derart bestimmt ist, dass die Höhenregulierung (H_R) des Fahrzeugs (150) gleichmäßig, insbesondere ohne wahrnehmbare Abstufungen (AB), erfolgt.
Luftfedersystem (100) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz (F) der Schaltperiode (P) insbesondere gewählt wird aus einem Wertebereich (WB_F), umfassend die Werte (W) größer oder gleich 5 Hz und kleiner oder gleich 20 Hz.
Luftfederanlage (300), aufweisend ein Luftfedersystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, und weiter aufweisend: - eine Druckluftversorgungsanlage (200), mit einer Druckluftzuführung (1), einem Druckluftanschluss (2), einer Pneumatikhauptleitung (250) zwischen der Druckluftzuführung (1) und dem Druckluftanschluss (2), die einen Lufttrockner (220) aufweist, und - eine Druckluftversorgungsleitung (240), zwischen dem Druckluftanschluss (2) und dem Luftfedersystem (100), und - einen Entlüftungsanschluss (3), eine Entlüftungsleitung (260) zwischen der Druckluftzuführung (1) und dem Entlüftungsanschluss (3), die ein Entlüftungsventil (130.E) aufweist, wobei - die Pneumatikhauptleitung (250) und/oder die Druckluftversorgungsleitung (240), , wenigstens eine Drossel (230) oder dergleichen Strömungswiderstandselement (SWE) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass - das Entlüftungsventil (130.E) ansteuerbar ist, und - die Steuerung (140) weiter ausgebildet ist, zum Ansteuern des Entlüftungsventils (130.E) und zum Einstellen der Senkgeschwindigkeit (U_S) der Höhenregulierung (H_R), wobei - eine Einstellung der Senkgeschwindigkeit (U_S) der Höhenregulierung (H_R) über den Auf/Zu-Parameter (AZP) erfolgt, und - die Drossel (230) oder dergleichen Strömungswiderstandselement (SWE) ausgebildet ist, zur Glättung (GL) der Hebegeschwindigkeit (U_H) und/oder der Senkgeschwindigkeit (U_S) der Höhenregulierung (H_R) des Fahrzeugs (150).
Luftfederanlage (300) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Drossel (230) oder dergleichen Strömungswiderstandselement (SWE) in der Pneumatikhauptleitung (250) zwischen Lufttrockner (220) und Druckluftanschluss (2) und/oder in der Druckluftversorgungsleitung (240) zwischen Druckluftanschluss (2) und Luftfedersystem (100) angeordnet ist.
Verfahren zur Höhenregulierung (H_R) eines Fahrzeugs (150), insbesondere mittels eines Luftfedersystems (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, aufweisend die Schritte: - Ermitteln (510) einer Ausgangshöhe (H_S) sowie einer Zielhöhe (H_Z); - Überprüfen (530), ob die Zielhöhe (H_Z), erreichbar ist insbesondere, ob die ermittelte Zielhöhe (H_Z) innerhalb eines zulässigen Höhenintervalls (H) liegt; - Festlegen (540) einer gewünschten Geschwindigkeit (U_HR), Hebegeschwindigkeit (U_H) und/oder Senkgeschwindigkeit (U_S), zur Erreichung der ermittelten Zielhöhe (H_Z); - Bestimmen (550) des Auf/Zu-Parameters (AZP) auf Grundlage der zuvor ermittelten Fahrzeughöhen (170) mittels dem die Geschwindigkeit (U_HR) eingestellt wird; - Betätigen (560) einer Luftfeder (110.1, 110.2, 110.3, 110.4) der Anzahl an Luftfedern (110) über das wenigstens eine angesteuerte Schaltventil (SV), insbesondere eines Balgventils (130.B) und/oder eines Reservoirventils (130.R) und/oder eines Entlüftungsventils (130.E), der Anzahl an Schaltventilen (130) auf Grundlage des zuvor ermittelten Auf/Zu-Parameters (AZP), wobei der Auf/Zu-Parameter (AZP) als ein Offen-Anteil (AT_A) des geöffneten Ventilzustandes (A) und/oder ein Geschlossen-Anteil (AT_Z) des geschlossenen Ventilzustandes (Z) an der Schaltperiode (P) festgelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei - das Ermitteln (510) einer Ausgangshöhe (H_S) und einer Zielhöhe (H_Z) und/oder Überprüfen (530), ob die Zielhöhe (H_Z) erreichbar ist und/oder Bestimmen (550) des für die festgelegte Geschwindigkeit (U_HR) notwendigen Auf/Zu-Parameters (AZP) auf Grundlage der zuvor ermittelten Fahrzeughöhen (170) erfolgt, und - unter Einbeziehung (520) weiterer Parameter (PA), insbesondere die Zuladung (ZU) des Fahrzeugs (150) und/oder den Druck (P_R) im Reservoir (120), erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, aufweisend den Schritt: - Schließen (590) des wenigstens einen angesteuerten Schaltventils (SV), insbesondere eines Balgventils (130.B) und/oder eines Reservoirventils (130.R) und/oder eines Entlüftungsventils (130.E), der Anzahl an Schaltventilen (130) nach Erreichen der gewünschten Zielhöhe (H_Z).
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei - die Ansteuerung (ANS) des wenigstens einen Schaltventils (SV), insbesondere eines Balgventils (130.B) und/oder eines Reservoirventils (130.R) und/oder eines Entlüftungsventils (130.E), der Anzahl an Schaltventilen (130) gepulst erfolgt, insbesondere über eine Pulsweitenmodulation (PWM) erfolgt, zur Umsetzung der Schaltperiode (P) der Anzahl sequenzieller Schaltperioden (P_N).
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das wenigstens eine gepulst angesteuerte Schaltventil (SV), insbesondere ein Balgventils (130.B) und/oder ein Reservoirventils (130.R) und/oder ein Entlüftungsventils (130.E), der Anzahl an Schaltventilen (130) mit einer Frequenz (F) gepulst angesteuert wird, auf Grundlage des zuvor ermittelten Auf/Zu-Parameters (AZP), wobei der Auf/Zu-Parameter (AZP) als ein Offen-Anteil (AT_A) des geöffneten Ventilzustandes (A) und/oder ein Geschlossen-Anteil (AT_Z) des geschlossenen Ventilzustandes (Z) an der Schaltperiode (P) festgelegt wird, sodass die Höhenregulierung (H_R) des Fahrzeugs (150) gleichmäßig, insbesondere ohne wahrnehmbare Abstufungen (ABS), erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei - ein separates Ansteuern (ANS) der Vorderachse (VA) und/oder Hinterachse (HA) erfolgt, und/oder - ein separates Ansteuern (ANS) einzelner Luftfedern (110.1) der Anzahl an Luftfedern (110) erfolgt.