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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung einer Dämpfkraft eines Stoßdämpfers eines Fahrzeugs nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Aus dem Stand der Technik ist, wie in der
DE 10 2019 008 700 A1 beschrieben, ein Verfahren zur Einstellung einer Dämpfkraft eines Stoßdämpfersystems eines Fahrzeugs bekannt. Mittels mindestens eines Beschleunigungssensors wird für einen vorgegebenen Zeitraum eine Vertikalbeschleunigung einer Fahrzeugkarosserie des Fahrzeugs im Bereich einer Sitzkonsole des Fahrzeugs ermittelt und aufgezeichnet. Aus der aufgezeichneten Vertikalbeschleunigung wird ein Frequenzspektrum ermittelt. Es wird ein Anteilsverhältnis eines hochfrequenten Anteils zu einem niederfrequenten Anteil des Frequenzspektrums ermittelt. Eine Regelung der Dämpfkraft wird in Abhängigkeit vom ermittelten Anteilsverhältnis durchgeführt.
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In der
DE 10 2022 000 444 A1 wird ein Stoßdämpfer für ein Fahrzeug beschrieben. Der Stoßdämpfer weist ein frequenzselektives Ventil auf, mittels welchem einem in einem Stoßdämpfergehäuse beweglich angeordneten Stoßdämpferkolben zugeführte mechanische Schwingungen frequenzaufgelöst durch Einstellung eines freien Querschnitts eines Strömungskanals des Stoßdämpferkolbens dämpfbar sind. Der Stoßdämpfer weist des Weiteren ein in dem gleichen Strömungskanal wie das frequenzselektive Ventil angeordnetes Magnetventil auf. An oder in dem Stoßdämpferkolben ist ein Magnet angeordnet. An oder in dem Stoßdämpfergehäuse ist eine elektrische Spule derart angeordnet, dass sich der Magnet während einer Bewegung des Stoßdämpferkolbens an der Spule vorbeibewegt und eine Spannung in die Spule induziert. Die Spule ist mit einer Steuereinheit zur Steuerung des Magnetventils gekoppelt. Diese Steuereinheit ermittelt anhand von Ausgangssignalen der Spule eine Anregungsfrequenz des Stoßdämpferkolbens. Bei Unterschreitung eines Sollwerts der Anregungsfrequenz schließt das Magnetventil und bei Überschreitung des Sollwerts öffnet das Magnetventil.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Einstellung einer Dämpfkraft eines Stoßdämpfers eines Fahrzeugs anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Einstellung einer Dämpfkraft eines Stoßdämpfers eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein Stoßdämpfer eines Fahrzeugs weist ein frequenzselektives Ventil auf, mittels welchem einem in einem Stoßdämpfergehäuse beweglich angeordneten Stoßdämpferkolben zugeführte mechanische Schwingungen frequenzaufgelöst durch Einstellung eines freien Querschnitts eines Strömungskanals des Stoßdämpferkolbens dämpfbar sind. Der Stoßdämpfer weist des Weiteren ein in dem gleichen Strömungskanal wie das frequenzselektive Ventil angeordnetes Magnetventil auf. Zudem weist der Stoßdämpfer einen Magnet an oder in dem Stoßdämpferkolben und eine elektrische Spule auf, die an oder in dem Stoßdämpfergehäuse derart angeordnet ist, dass sich der Magnet während einer Bewegung des Stoßdämpferkolbens an der Spule vorbeibewegt und eine Spannung in die Spule induziert. Der Stoßdämpfer weist des Weiteren eine Steuereinheit auf, die anhand von Ausgangssignalen der Spule eine Anregungsfrequenz des Stoßdämpferkolbens ermittelt. Diese Anregungsfrequenz wird beispielsweise mittels eines Hochpasses ermittelt.
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In einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Einstellung einer Dämpfkraft eines solchen Stoßdämpfers wird mittels mindestens eines Beschleunigungssensors für einen aktuellen vorgegebenen Zeitraum eine Vertikalbeschleunigung einer Fahrzeugkarosserie des Fahrzeugs im Bereich einer Sitzkonsole des Fahrzeugs ermittelt und aufgezeichnet. Aus der aktuell aufgezeichneten Vertikalbeschleunigung wird ein Frequenzspektrum ermittelt, und es wird ein aktuelles Anteilsverhältnis eines hochfrequenten Anteils zu einem niederfrequenten Anteil des Frequenzspektrums ermittelt. Beispielsweise umfasst der niederfrequente Anteil Frequenzen, die niedriger als 4 Hz sind. Beispielsweise umfasst der hochfrequente Anteil Frequenzen von 4 Hz bis 30 Hz. Eine aus dem niederfrequenten Anteil resultierende niederfrequente Anregung wird auch als „Heben“ bezeichnet, während eine aus dem hochfrequenten Anteil resultierende entsprechende höherfrequente Anregung auch als „Stuckern“ bezeichnet wird.
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Das aktuell ermittelte Anteilsverhältnis wird mit einem Produkt eines Sprungfaktors und eines für einen unmittelbar vorhergehenden Zeitraum ermittelten Anteilsverhältnisses verglichen. Das für einen unmittelbar vorhergehenden Zeitraum ermittelte Anteilsverhältnis ist das Anteilsverhältnis des hochfrequenten Anteils zum niederfrequenten Anteil eines Frequenzspektrums, welches aus der für den unmittelbar vorhergehenden Zeitraum ermittelten und aufgezeichneten Vertikalbeschleunigung ermittelt wurde.
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Wenn das aktuell ermittelte Anteilsverhältnis größer ist als dieses Produkt des Sprungfaktors und des für den unmittelbar vorhergehenden Zeitraum ermittelten Anteilsverhältnisses oder gleich diesem Produkt ist, wird geprüft, ob die Anregungsfrequenz des Stoßdämpferkolbens einen Sollwert überschreitet. Wenn die Anregungsfrequenz des Stoßdämpferkolbens den Sollwert nicht überschreitet, wird keine Änderung der Dämpfkraft des Stoßdämpfers vorgenommen.
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Wenn die Anregungsfrequenz des Stoßdämpferkolbens den Sollwert überschreitet oder wenn das aktuell ermittelte Anteilsverhältnis kleiner ist als das Produkt des Sprungfaktors und des für den unmittelbar vorhergehenden Zeitraum ermittelten Anteilsverhältnisses, wird eine Regelung der Dämpfkraft in Abhängigkeit vom ermittelten Anteilsverhältnis durchgeführt.
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Die Regelung der Dämpfkraft in Abhängigkeit vom ermittelten Anteilsverhältnis wird insbesondere durch ein Verstellen des Magnetventils durchgeführt.
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Das Verfahren wird insbesondere mittels der Steuereinheit des Stoßdämpfers durchgeführt. Insbesondere wird auch das Verstellen des Magnetventils mittels der Steuereinheit durchgeführt, d. h. das Magnetventil wird mittels der Steuereinheit insbesondere zum Öffnen und Schließen auf die beschriebene Weise angesteuert.
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Die erfindungsgemäße Lösung kombiniert die Lösungen der
DE 10 2019 008 700 A1 und der
DE 10 2022 000 444 A1 , wobei, um zur erfindungsgemäßen Lösung zu gelangen, einige in diesen beiden Druckschriften offenbarten Verfahrensweisen abgeändert bzw. weggelassen werden und einige neue Verfahrensweisen hinzukommen.
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Bei dem in der
DE 10 2022 000 444 A1 beschriebenen Stoßdämpfer wird bei Unterschreitung eines Sollwerts der Anregungsfrequenz das Magnetventil geschlossen und bei Überschreitung des Sollwerts das Magnetventil geöffnet. Dadurch soll ein gleichzeitiges Auftreten niedriger und hoher Anregungsfrequenzen, wodurch die niedrigen Anregungsfrequenzen von den höheren Anregungsfrequenzen überlagert werden, erkannt werden und das Magnetventil durch Schließen derart angesteuert werden, dass von dem Stoßdämpfer auch dann eine höhere Dämpfung zur Verfügung gestellt wird. Auf diese Weise soll vermieden werden, dass der Stoßdämpfer in derartigen Situationen eine zu geringe Dämpfung aufweist. Auf diese Weise sollen ein verbesserter Fahrkomfort und eine verbesserte Sicherheit für das Fahrzeug und seine Insassen erreicht werden. Der Nachteil dieser in der
DE 10 2022 000 444 A1 beschriebenen Lösung besteht jedoch darin, dass der Stoßdämpfer nicht zwangsläufig ausschließlich Anregungen mit hohen Frequenzen von insbesondere größer als 4 Hz übersteuert und so einem Maskierungseffekt Rechnung trägt, denn Anregungen mit großer Amplitude sind in dem zur Steuerung des Stoßdämpfers verwendeten Spannungssignal dominant. Das bedeutet, dass hochfrequente Anregungen, deren Amplituden auch nur geringfügig höher sind als die Amplituden von niederfrequenten Anregungen, diese niederfrequenten Anregungen übersteuern.
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Bei dem in der
DE 10 2019 008 700 A1 beschriebenen Verfahren wird immer geregelt, d. h. die Regelung der Dämpfkraft wird immer in Abhängigkeit vom ermittelten Anteilsverhältnis durchgeführt. Die oben beschriebenen erfindungsgemäßen Vergleiche/Überprüfungen und die daraus resultierenden Abweichungen von dieser Regelung sind hier nicht vorgesehen. Bei diesem in der
DE 10 2019 008 700 A1 beschriebenen Verfahren wie auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren müssen die Vertikalbeschleunigungsdaten des mindestens einen Beschleunigungssensors oder der mehreren Beschleunigungssensoren für einen gewissen Zeitraum gemessen und aufgezeichnet werden, bevor die Berechnung des Frequenzspektrums erfolgen kann. Der Nachteil, welcher daraus für das in der
DE 10 2019 008 700 A1 beschriebene Verfahren resultiert und welcher durch das erfindungsgemäße Verfahren behoben wird, besteht darin, dass, wenn ein ungewöhnlich starker singulärer Vertikalbeschleunigungsimpuls in diesen Zeitraum fällt, dies zu einer fehlerhaften Beurteilung der Fahrsituation und somit zu einer fehlerhaften Regelung der Dämpfkraft führen kann. Fällt zum Beispiel das Durchfahren eines Schlaglochs in eine Phase mit ansonsten überwiegend niederfrequenten Anregungen, kann dies zu einer kurzzeitigen Verringerung der Dämpfkraft führen. Diese würde nach Analyse des nächsten Zeitraums wieder korrigiert, wodurch diese plötzliche Änderung in der Dämpfung zu einer unnötigen Beeinträchtigung der Fahrsicherheit und des Schwingungskomforts führt.
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Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird der beschriebene Nachteil des Stoßdämpfers aus der
DE 10 2022 000 444 A1 dazu verwendet, den beschriebenen Nachteil des Verfahrens aus der
DE 10 2019 008 700 A1 betreffend starker singulärer Impulse auszugleichen. Verändert sich der Wert des Anteilsverhältnisses des hochfrequenten Anteils zum niederfrequenten Anteil des Frequenzspektrums, welches aus der ermittelten und aufgezeichneten Vertikalbeschleunigung ermittelt wurde, von einem Zeitraum zum nächsten Zeitraum sprungartig, so müsste sich dies in dem Ausgangssignal der Spule, d. h. in einem von dieser gelieferten Spannungssignal, durch einen Wechsel des dominanten Frequenzbereichs der Anregungsfrequenz widerspiegeln. Ist dies nicht der Fall, so ignoriert das hier beschriebene Verfahren und insbesondere die Steuereinheit, in der das Verfahren vorteilhafterweise ausgeführt wird, die Änderung des Anteilsverhältnisses, bis diese Änderung durch die Werte mindestens eines nachfolgenden Zeitraums oder mehrerer nachfolgender Zeiträume entweder bestätigt oder widerlegt wird.
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Durch die erfindungsgemäße Lösung wird somit ein Schwingungskomfort des Fahrzeugs, insbesondere in allen Fahrsituationen oder zumindest in mehr Fahrsituationen als mit den beiden in
DE 10 2022 000 444 A1 und
DE 10 2019 008 700 A1 beschriebenen Lösungen, verbessert und die geschilderten Nachteile der beiden in
DE 10 2022 000 444 A1 und
DE 10 2019 008 700 A1 beschriebenen Lösungen werden behoben. Insbesondere wird eine nicht nötige Verstellung der Dämpfung aufgrund eines ungewöhnlich starken singulären Vertikalbeschleunigungsimpulses, beispielsweise bei einem Durchfahren eines einzelnen Schlaglochs, vermieden, so dass auch daraus möglicherweise resultierende negative Folgen für den Komfort und die Fahrsicherheit des Fahrzeugs vermieden werden. Die in
DE 10 2022 000 444 A1 und
DE 10 2019 008 700 A1 geschilderten Vorteile werden durch die erfindungsgemäße Lösung beibehalten.
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In einer möglichen Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass dann, wenn die Anregungsfrequenz des Stoßdämpferkolbens den Sollwert überschreitet oder wenn das aktuell ermittelte Anteilsverhältnis kleiner ist als das Produkt des Sprungfaktors und des für den unmittelbar vorhergehenden Zeitraum ermittelten Anteilsverhältnisses, geprüft wird, ob das aktuell ermittelte Anteilsverhältnis größer ist als mindestens ein vorgegebener Grenzwert. Es ist dabei insbesondere vorgesehen, dass dann, wenn das aktuell ermittelte Anteilsverhältnis größer ist als der mindestens eine vorgegebene Grenzwert, eine geringere Dämpfkraft eingestellt wird als dann, wenn das aktuell ermittelte Anteilsverhältnis nicht größer ist als der mindestens eine vorgegebene Grenzwert, d. h. gleich dem vorgegebenen Grenzwert oder kleiner als der vorgegebene Grenzwert ist. Beispielsweise wird dann, wenn das aktuell ermittelte Anteilsverhältnis größer ist als der mindestens eine vorgegebene Grenzwert, eine geringe Dämpfkraft, insbesondere eine kleinstmögliche oder kleinste vorgesehene Dämpfkraft, d. h. eine minimale oder minimal vorgesehene Dämpfkraft, eingestellt, und dann, wenn das aktuell ermittelte Anteilsverhältnis nicht größer ist als der mindestens eine vorgegebene Grenzwert, d. h. gleich dem vorgegebenen Grenzwert oder kleiner als der vorgegebene Grenzwert ist, eine große Dämpfkraft eingestellt, insbesondere die größtmögliche oder größte vorgesehene Dämpfkraft, d. h. eine maximale oder maximal vorgesehene Dämpfkraft. Es kann jedoch beispielsweise auch vorgesehen sein, dass die Dämpfkraftverstellung kontinuierlich in Abhängigkeit des Anteilsverhältnisses erfolgt und nicht nur zwischen weich und hart, d. h. zwischen der geringen Dämpfkraft und der großen Dämpfkraft, unterschieden wird.
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In einer möglichen Ausführungsform des Verfahrens sind mehrere Grenzwerte vorgegeben, wobei der jeweilige nachfolgende Grenzwert kleiner ist als der jeweilige vorherige Grenzwert. Jedem Grenzwert ist eine Dämpfkraft zugeordnet, die dann eingestellt wird, wenn das aktuell ermittelte Anteilsverhältnis größer ist als der jeweilige Grenzwert, wobei die dem jeweiligen nachfolgenden Grenzwert zugeordnete Dämpfkraft größer ist als die dem jeweiligen vorhergehenden Grenzwert zugeordnete Dämpfkraft. Die dem ersten Grenzwert zugeordnete Dämpfkraft ist dabei insbesondere die kleinstmögliche oder kleinste vorgesehene Dämpfkraft, d. h. die minimale oder minimal vorgesehene Dämpfkraft. Es wird geprüft, ob das aktuell ermittelte Anteilsverhältnis größer ist als der jeweilige Grenzwert. Wenn das aktuell ermittelte Anteilsverhältnis größer ist als der jeweilige Grenzwert, wird die diesem Grenzwert zugeordnete Dämpfkraft eingestellt. Wenn das aktuell ermittelte Anteilsverhältnis nicht größer ist als der jeweilige Grenzwert, d. h. gleich dem jeweiligen Grenzwert oder kleiner als der jeweilige Grenzwert ist, dann wird geprüft, ob das aktuell ermittelte Anteilsverhältnis größer ist als der jeweils nachfolgende Grenzwert. Wenn das aktuell ermittelte Anteilsverhältnis auch nicht größer ist als der letzte Grenzwert, d. h. gleich dem letzten Grenzwert oder kleiner als der letzte Grenzwert ist, wird eine große Dämpfkraft eingestellt, insbesondere die größtmögliche oder größte vorgesehene Dämpfkraft, d. h. die maximale oder maximal vorgesehene Dämpfkraft.
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In einer möglichen Ausführungsform wird die Dämpfkraft durch ein zunehmendes oder vollständiges Schließen des Magnetventils erhöht und durch ein zunehmendes oder vollständiges Öffnen des Magnetventils reduziert. Um insbesondere das zunehmende Schließen und Öffnen des Magnetventils zu ermöglichen, d. h. um es zu ermöglichen, das Magnetventil nur teilweise zu öffnen oder zu schließen, weist das Magnetventil insbesondere eine Wegerfassung auf, wodurch es als Servoventil betrieben werden kann und somit nicht nur das vollständige Öffnen und Schließen, sondern auch das nur teilweise Öffnen und Schließen ermöglicht. Das Magnetventil lässt insbesondere jede beliebige Zwischenstellung der Ventilöffnung und damit eines Fluiddurchflusses zu. Ein solches als Servoventil betriebenes Magnetventil ist eine Variante eines Stetigventils. Ein Servoventil ist ein elektromagnetisch gesteuertes Stetigventil.
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In einer möglichen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Magnetventil bei Unterschreitung einer vorgegebenen Geschwindigkeit des Fahrzeugs dauerhaft geöffnet ist. D. h. die Regelung der Dämpfkraft erfolgt geschwindigkeitsabhängig, sie wird dann nur bei höherer Fahrzeuggeschwindigkeit aktiviert. Bei niedrigen Geschwindigkeiten bleibt beispielsweise das frequenzselektive Ventil des Stoßdämpfers ständig aktiv, insbesondere weil in diesem Fall auch bei geringeren Anregungsfrequenzen eine geringere Dämpfung akzeptabel ist.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
- 1 schematisch eine Schnittdarstellung eines Ausschnitts eines Stoßdämpfers für ein Fahrzeug,
- 2 schematisch einen zeitlichen Verlauf einer elektrischen Spannung mit einer geringen Anregungsfrequenz,
- 3 schematisch einen zeitlichen Verlauf einer elektrischen Spannung mit einer hohen Anregungsfrequenz,
- 4 schematisch ein Diagramm mit einem Frequenzspektrum,
- 5 schematisch ein Diagramm mit weiteren Frequenzspektren,
- 6 schematisch einen Ablaufplan eines aus dem Stand der Technik bekannten Verfahrens zur Einstellung einer Dämpfkraft eines Stoßdämpfersystems eines Fahrzeugs,
- 7 schematisch eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Einstellung einer Dämpfkraft eines Stoßdämpfers eines Fahrzeugs, und
- 8 schematisch eine weitere Ausführungsform eines Verfahrens zur Einstellung einer Dämpfkraft eines Stoßdämpfers eines Fahrzeugs.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Anhand der
1 bis
8 wird im Folgenden ein Verfahren zur Einstellung einer Dämpfkraft eines Stoßdämpfers 1 eines Fahrzeugs beschrieben. Dabei wird zunächst anhand der
1 bis
3 der grundsätzlich bereits aus der
DE 10 2022 000 444 A1 bekannte Stoßdämpfer 1 und dessen in der
DE 10 2022 000 444 A1 offenbarte Funktionsweise beschrieben. Anschließend wird anhand der
4 bis
6 ein aus dem Stand der Technik gemäß
DE 10 2019 008 700 A1 bekanntes Verfahren zur Einstellung einer Dämpfkraft eines Stoßdämpfersystems eines Fahrzeugs beschrieben.
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Anhand der
7 und
8 wird dann das Verfahren zur Einstellung einer Dämpfkraft eines Stoßdämpfers 1 eines Fahrzeugs beschrieben, welches die Lösungen der
DE 10 2019 008 700 A1 und der
DE 10 2022 000 444 A1 kombiniert, wobei, um zur Lösung des hier beschriebenen Verfahrens zu gelangen, einige in diesen beiden Druckschriften offenbarten Verfahrensweisen abgeändert bzw. weggelassen werden und einige neue Verfahrensweisen hinzukommen, wie anhand der
7 und
8 beschrieben wird. Das hier anhand der
7 und
8 beschriebene Verfahren verwendet dabei grundsätzlich den in der
DE 10 2022 000 444 A1 beschriebenen Stoßdämpfer 1, welcher insbesondere die dort beschriebenen Komponenten aufweist, wobei jedoch das Schließen und Öffnen eines Magnetventils 5 nicht bei Unterschreitung bzw. Überschreitung eines Sollwerts einer Anregungsfrequenz erfolgt, sondern aufgrund anderer Voraussetzungen, wie im Folgenden anhand der
7 und
8 beschrieben wird.
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In
1 ist eine Schnittdarstellung eines Ausschnitts eines möglichen Ausführungsbeispiels des aus der
DE 10 2022 000 444 A1 bekannten Stoßdämpfers 1 für ein Fahrzeug dargestellt.
2 zeigt einen Verlauf einer elektrischen Spannung U mit einer geringen Anregungsfrequenz in Abhängigkeit von der Zeit t und
3 einen zeitlichen Verlauf einer elektrischen Spannung U mit einer hohen Anregungsfrequenz in Abhängigkeit von der Zeit t.
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Der Stoßdämpfer 1 umfasst ein mit Öl O gefülltes Stoßdämpfergehäuse 2 und einen in dem Stoßdämpfergehäuse 2 beweglich angeordneten Stoßdämpferkolben 3. Der Stoßdämpferkolben 3 weist mehrere Strömungskanäle 3.1 bis 3.3 auf, durch welche das Öl O bei einer Bewegung des Stoßdämpferkolbens 3 strömen kann, so dass eine Dämpfung der Bewegung erzeugt wird.
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Der Stoßdämpfer 1 ist frequenzselektiv ausgebildet. Das heißt, dass dessen Dämpfungseigenschaften in Abhängigkeit von der jeweiligen Anregungsfrequenz des Stoßdämpferkolbens 3 variabel einstellbar sind. Hierzu umfasst der Stoßdämpfer 1 ein frequenzselektives Ventil 4, mittels welchem dem Stoßdämpferkolben 3 zugeführte mechanische Schwingungen frequenzaufgelöst durch Einstellung eines freien Querschnitts des Strömungskanals 3.3 dämpfbar sind. Beispielsweise ist das frequenzselektive Ventil 4 dabei derart ausgebildet, dass dieses bei niedrigen Anregungsfrequenzen von beispielsweise weniger als vier 4 Hz den Strömungskanal 3.3 verschließt und somit zu einer höheren Dämpfung führt und bei höheren Anregungsfrequenzen von beispielsweise mehr als 4 Hz den Strömungskanal 3.3 öffnet und somit zu einer geringeren Dämpfung führt. Wenn jedoch niedrige und hohe Anregungsfrequenzen gleichzeitig auftreten, werden niedrige Anregungsfrequenzen von höheren Anregungsfrequenzen überlagert, so dass das frequenzselektive Ventil 4 trotz geringer Anregungsfrequenz öffnet und somit die Dämpfung verringert.
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Um dies zu vermeiden, ist in dem Strömungskanal 3.3 zusätzlich ein Magnetventil 5 angeordnet, mittels welchem der Strömungskanal 3.3 verschlossen werden kann. Weiterhin ist an oder in dem Stoßdämpferkolben 3 ein Magnet 6, insbesondere ein Permanentmagnet, angeordnet. An oder in dem Stoßdämpfergehäuse 2 ist oberhalb oder unterhalb einer Gleichgewichtslage des Stoßdämpferkolbens 3 eine elektrische Spule 7 mit Eisenkern 7.1 angeordnet.
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Wird der Stoßdämpferkolben 3 durch Straßenanregung in Bewegung versetzt, bewegt sich dieser in dem Stoßdämpfergehäuse 2 auf und ab. Dabei bewegt sich der Magnet 6 wiederholt an der Spule 7 vorbei, wodurch in der Spule 7 eine Spannung U induziert wird. Bewegt sich der Stoßdämpferkolben 3 nur mit geringer Amplitude höherfrequent, erfolgt auch die Induktion der Spannung U mit höherer Frequenz. Wird dagegen der Stoßdämpferkolben 3 mit größerer Amplitude und niedrigerer Frequenz bewegt, erfolgt auch die Induktion der Spannung U mit geringerer Frequenz. Ob dieser Bewegung dabei auch noch höherfrequente Schwingungen mit geringer Amplitude überlagert sind, spielt für die Induktion der Spannung U in diesem Fall keine Rolle.
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In einer Steuereinheit 8 wird beispielsweise mittels eines Tiefpasses bestimmt, wann kleine Anregungsfrequenzen vorliegen. Dann ist in der
DE 10 2022 000 444 A1 vorgesehen, dass das Magnetventil 5 geschlossen und somit die Dämpfung erhöht wird. Bei größeren Anregungsfrequenzen ist in der
DE 10 2022 000 444 A1 vorgesehen, dass das Magnetventil 5 geöffnet bleibt und die Dämpfung verringert ist und durch das frequenzselektive Ventil 4 gesteuert wird.
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Diese Regelung kann auch geschwindigkeitsabhängig erfolgen. Dann wird nur bei höherer Fahrzeuggeschwindigkeit die Regelung aktiviert, bei niedrigen Geschwindigkeiten bleibt das frequenzselektive Ventil 4 ständig aktiv, weil in diesem Fall auch bei geringeren Anregungsfrequenzen eine geringere Dämpfung akzeptabel ist.
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In einer möglichen Ausgestaltung kann das frequenzselektive Ventil 4 auch entfallen und die Realisierung der Frequenzselektivität des Stoßdämpfers 1 erfolgt allein mittels der beschriebenen Ansteuerung des Magnetventils 5.
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Im Folgenden wird nun anhand der
4 bis
6 das aus dem Stand der Technik gemäß
DE 10 2019 008 700 A1 bekannte Verfahren zur Einstellung einer Dämpfkraft eines Stoßdämpfersystems eines Fahrzeugs beschrieben. Durch dieses Verfahren wird ein Vertikalbeschleunigungsfrequenzspektrum, hervorgerufen durch ein Zusammenwirken von Fahrzeug und Straße, berücksichtigt und in eine Regelung der Dämpfkraft einbezogen. Dadurch kann gezielt ein so genannter Maskierungseffekt bei der menschlichen Wahrnehmung für die Dämpferregelung berücksichtigt werden. Bisherige Systeme, die nur darauf abzielen, einen auch als „Heben“ bezeichneten niederfrequenten Anteil NA des Vertikalbeschleunigungsfrequenzspektrums zu verringern, können dies nicht.
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Bei dem in
DE 10 2019 008 700 A1 beschriebenen Verfahren wird mittels mindestens eines Beschleunigungssensors, welcher in der Lage ist, zumindest eine Beschleunigung in Z-Achsenrichtung des Fahrzeugs, d. h. in Vertikalrichtung, zu erfassen, vorzugsweise mittels mehrerer Beschleunigungssensoren, für einen vorgegebenen Zeitraum eine Vertikalbeschleunigung a einer Fahrzeugkarosserie des Fahrzeugs im Bereich einer Sitzkonsole des Fahrzeugs, insbesondere an einer Fahrersitzkonsole, ermittelt und aufgezeichnet. Aus der aufgezeichneten Vertikalbeschleunigung a wird, zweckmäßigerweise in einer Recheneinheit eines Systems zur Durchführung des Verfahrens, ein Frequenzspektrum FS ermittelt, auch als Fourierspektrum bezeichnet. Dieses Frequenzspektrum FS ist somit das oben bereits erwähnte Vertikalbeschleunigungsfrequenzspektrum.
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4 zeigt ein Diagramm mit einem solchen Frequenzspektrum FS. Dieses Frequenzspektrum FS zeigt die Vertikalbeschleunigung a über der Frequenz f an und ist abhängig von einer Straßenbeschaffenheit und einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs.
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Es besteht typischerweise aus einem niederfrequenten Anteil NA, insbesondere unterhalb von ca. 4 Hz, und einem im Vergleich dazu höherfrequenten Anteil ca. zwischen 4 Hz und 30 Hz, im Folgenden als hochfrequenter Anteil HA bezeichnet. Dieser Begriff hochfrequenter Anteil HA bezieht sich somit nicht auf den Fachbegriff Hochfrequenz, sondern auf die im Vergleich zum niederfrequenten Anteil NA höhere Frequenz f des hochfrequenten Anteils HA.
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Eine aus dem niederfrequenten Anteil NA resultierende niederfrequente Anregung wird auch als „Heben“ bezeichnet, während eine aus dem hochfrequenten Anteil HA resultierende entsprechende höherfrequente Anregung auch als „Stuckern“ bezeichnet wird. Aus dem Frequenzspektrum FS werden die beiden Flächen unter der Beschleunigungskurve, welche der niederfrequenten Anregung, d. h. dem „Heben“, und der höherfrequenten Anregung, d. h. dem „Stuckern“, entsprechen, berechnet, d. h. die Stuckerfläche und die Hebefläche.
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Anschließend wird, insbesondere in der Recheneinheit, ein Anteilsverhältnis V des hochfrequenten Anteils HA zum niederfrequenten Anteil NA des Frequenzspektrums FS ermittelt, d. h. das Verhältnis von „Stuckern“ zu „Heben“. Die Regelung der Dämpfkraft erfolgt dann in Abhängigkeit von der Größe dieses Anteilsverhältnisses V, insbesondere in der Weise, dass bei einem großen Wert, zum Beispiel bei einem Anteilsverhältnis V „Stuckern“ zu „Heben“ von größer als 2, die Dämpfkraft gering eingestellt wird, d. h. eine weiche Dämpfereinstellung, während bei einem kleinen Wert, zum Beispiel bei einem Anteilsverhältnis V „Stuckern“ zu „Heben“ von kleiner als 2, die Dämpfkraft erhöht wird, d. h. eine harte Dämpfereinstellung.
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Es ist somit vorteilhafterweise vorgesehen, dass bei einem Anteilsverhältnis V oberhalb eines vorgegebenen Grenzwerts GW eine geringe Dämpfkraft gF eingestellt wird und bei einem Anteilsverhältnis V unterhalb des vorgegebenen Grenzwerts GW eine große Dämpfkraft GF eingestellt wird, wobei der Grenzwert GW des Anteilsverhältnisses V beispielsweise bei 2 liegt.
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Dies ist in
5 schematisch dargestellt. Hier ist ein erstes Frequenzspektrum FS1 dargestellt, welches bei einem großen Anteilsverhältnis V „Stuckern“ zu „Heben“, insbesondere von größer als 2, und einer daraus mittels des in der
DE 10 2019 008 700 A1 beschriebenen Verfahrens resultierenden weichen Dämpfereinstellung auftritt, und es ist ein zweites Frequenzspektrum FS2 dargestellt, welches bei einem kleinen Anteilsverhältnis V „Stuckern“ zu „Heben“, insbesondere von kleiner als 2, und einer daraus mittels des in der
DE 10 2019 008 700 A1 beschriebenen Verfahrens resultierenden harten Dämpfereinstellung auftritt. Im Vergleich dazu ist ein drittes Frequenzspektrum FS3 dargestellt, welches bei diesem kleinen Anteilsverhältnis V „Stuckern“ zu „Heben“, insbesondere von kleiner als 2, auftritt, wenn die Dämpfkraft nicht mittels des in der
DE 10 2019 008 700 A1 beschriebenen Verfahrens angepasst wird, d.h. wenn keine harte Dämpfereinstellung erfolgt.
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Dieser Regelung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die menschliche Wahrnehmung empfindlicher gegenüber höherfrequenten Anregungen ist, wenn wenig niederfrequente Anregung vorhanden ist, d.h. wenn das Anteilsverhältnis V „Stuckern“ zu „Heben“ groß ist, insbesondere größer als 2, wie bei dem ersten Frequenzspektrum FS1 in 5. Der dann ohnehin bereits geringe niederfrequente Anteil NA sollte in diesem Fall also nicht durch starke Dämpfung noch mehr verringert werden.
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Wenn dagegen viel niederfrequente Anregung vorhanden ist, d. h. wenn das Anteilsverhältnis V „Stuckern“ zu „Heben“ klein ist, insbesondere kleiner als 2, wie bei dem dritten Frequenzspektrum FS3 in
5, dann kann die Dämpfung erhöht werden und damit der niederfrequente Anteil NA verringert werden, ohne dass dies störend bei den höherfrequenten Anregungen wahrgenommen wird. Dies wird mittels des in der
DE 10 2019 008 700 A1 beschriebenen Verfahrens umgesetzt. Es wird dann das in
5 dargestellte zweite Frequenzspektrum FS2 erreicht.
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Die Tatsache, dass die Wahrnehmung der höherfrequenten Anregungen durch die niederfrequenten Anregungen beeinflusst wird, nennt man „Maskierungseffekt“, d. h. höherfrequente Anregungen werden bei gleichzeitigen starken niederfrequenten Anregungen von diesen „maskiert“, also nicht mehr so deutlich wahrgenommen. Dies wird mittels des in der
DE 10 2019 008 700 A1 beschriebenen Verfahrens zur Komfortverbesserung genutzt, insbesondere indem, wenn nur wenig niederfrequente Anregungen vorhanden sind, diese nicht durch starke Dämpfung noch mehr verringert werden. Mittels des in der
DE 10 2019 008 700 A1 beschriebenen Verfahrens werden somit die niederfrequenten Anregungen nur dann verringert, wenn deren Anteil am Frequenzspektrum FS relativ groß ist, wie im Vergleich des zweiten und dritten Frequenzspektrums FS2, FS3 in
5 ersichtlich, so dass dann auch dieser reduzierte Anteil der niederfrequenten Anregungen noch groß genug ist, um die höherfrequenten Anregungen zu maskieren.
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Auf diese Weise werden mittels des in der
DE 10 2019 008 700 A1 beschriebenen Verfahrens somit die höherfrequenten Anregungen auch dann noch durch die niederfrequenten Anregungen maskiert, wenn nur wenig niederfrequente Anregungen vorhanden sind, da diese nicht weiter verringert werden. Des Weiteren werden jedoch mittels des in der
DE 10 2019 008 700 A1 beschriebenen Verfahrens, wenn ein großer Anteil niederfrequenter Anregungen vorhanden ist, diese verringert, wobei der Anteil der niederfrequenten Anregungen auch dann noch groß genug ist, um die höherfrequenten Anregungen weiterhin zu maskieren, so dass dann der Komfort durch die verringerten niederfrequenten Anregungen verbessert wird und die Wahrnehmung der höherfrequenten Anregungen weiterhin maskiert wird, wodurch eine gleichzeitige Komfortverschlechterung durch die höherfrequenten Anregungen vermieden wird. Somit wird insgesamt eine Komfortverbesserung erreicht.
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Zusammengefasst werden somit, wie in
6 in einem Ablaufplan des in der
DE 10 2019 008 700 A1 beschriebenen Verfahrens gezeigt, folgende Schritte abgearbeitet:
- Nach einem Start S des in der DE 10 2019 008 700 A1 beschriebenen Verfahrens wird aus der mittels des mindestens einen Beschleunigungssensors über den vorgegebenen Zeitraum ermittelten und aufgezeichneten Vertikalbeschleunigung a, d. h. aus den ermittelten und aufgezeichneten Vertikalbeschleunigungswerten, das Frequenzspektrum FS ermittelt.
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Anschließend wird das Anteilsverhältnis V des hochfrequenten Anteils HA zum niederfrequenten Anteil NA des Frequenzspektrums FS ermittelt, d. h. das Anteilsverhältnis V „Stuckern“ zu „Heben“ und somit das Anteilsverhältnis V der Stuckerfläche zur Hebefläche unter der Beschleunigungskurve des Frequenzspektrums FS.
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Danach erfolgt eine Prüfung, ob dieses Anteilsverhältnis V groß oder klein ist, d. h. ob das Anteilsverhältnis V oberhalb des vorgegebenen Grenzwerts GW von beispielsweise 2 liegt oder nicht. Ist dies der Fall, hier dargestellt durch das Bezugszeichen j für ja, dann wird eine geringe Dämpfkraft gF eingestellt, d. h. es erfolgt eine weiche Dämpfereinstellung. Ist dies nicht der Fall, hier dargestellt durch das Bezugszeichen n für nein, dann wird eine große Dämpfkraft GF eingestellt, d. h. es erfolgt eine harte Dämpfereinstellung.
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Dieser Verfahrensablauf, d. h. der dargestellte Ablaufplan des Ablaufs des in der
DE 10 2019 008 700 A1 beschriebenen Verfahrens, kann kontinuierlich wiederholt werden, wie anhand der zum Start S zurückführenden Schleife gezeigt, damit die Dämpfung, d. h. die Dämpfereinstellung, insbesondere die Dämpfkraft, ständig an die Straßenverhältnisse angepasst wird.
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Diese mittels des in der
DE 10 2019 008 700 A1 beschriebenen Verfahrens durchgeführte Regelung der Dämpfkraft kann einer bereits vorgesehenen anderen Regelung der Dämpfkraft überlagert werden, um eine Verbesserung des Schwingungskomforts des Fahrzeugs zu erreichen.
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Das in der
DE 10 2019 008 700 A1 beschriebene Verfahren kann beispielsweise, alternativ oder zusätzlich zur Fahrersitzkonsole, bei Bedarf auch auf andere Sitzkonsolen oder Positionen des Fahrzeugs angewandt werden, insbesondere indem das Verfahren dann mittels mindestens eines entsprechenden Beschleunigungssensors durchgeführt wird, welcher im Bereich der jeweiligen anderen Sitzkonsole des Fahrzeugs oder Position im Fahrzeug angeordnet ist.
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In einer weiteren Ausführungsform des in der
DE 10 2019 008 700 A1 beschriebenen Verfahrens kann auch vorgesehen sein, dass die Dämpfkraftverstellung kontinuierlich in Abhängigkeit des Anteilsverhältnisses V des hochfrequenten Anteils HA zum niederfrequenten Anteil NA des Frequenzspektrums FS, d. h. kontinuierlich in Abhängigkeit des Anteilsverhältnisses V „Stuckern“ zu „Heben“, erfolgt und nicht nur zwischen weich und hart, d. h. zwischen der geringen Dämpfkraft gF und der großen Dämpfkraft GF, unterschieden wird.
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Durch das in der
DE 10 2019 008 700 A1 beschriebene Verfahren werden höherfrequente Anregungen von Fahrzeuginsassen weniger störend wahrgenommen. Es wird somit eine Erhöhung des Schwingungskomforts erreicht.
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Im Folgenden wird nun anhand der
7 und
8 das Verfahren zur Einstellung der Dämpfkraft des Stoßdämpfers 1 des Fahrzeugs beschrieben, welches die Lösungen der
DE 10 2019 008 700 A1 und der
DE 10 2022 000 444 A1 kombiniert. Dabei werden, um zur Lösung des hier beschriebenen Verfahrens zu gelangen, einige in diesen beiden Druckschriften offenbarten Verfahrensweisen abgeändert bzw. weggelassen, und einige neue Verfahrensweisen kommen hinzu, wie anhand der
7 und
8 beschrieben wird. Das hier anhand der
7 und
8 beschriebene Verfahren verwendet dabei grundsätzlich den in der
DE 10 2022 000 444 A1 sowie oben zu den
1 bis
3 beschriebenen Stoßdämpfer 1, welcher insbesondere die dort beschriebenen Komponenten aufweist, wobei jedoch das Schließen und Öffnen des Magnetventils 5 nicht bei Unterschreitung bzw. Überschreitung des Sollwerts der Anregungsfrequenz erfolgt, sondern aufgrund anderer Voraussetzungen, wie im Folgenden anhand der
7 und
8 beschrieben wird.
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Bei dem in der
DE 10 2022 000 444 A1 beschriebenen Stoßdämpfer 1 wird bei Unterschreitung des Sollwerts der Anregungsfrequenz das Magnetventil 5 geschlossen und bei Überschreitung des Sollwerts das Magnetventil 5 geöffnet. Dadurch soll ein gleichzeitiges Auftreten niedriger und hoher Anregungsfrequenzen, wodurch die niedrigen Anregungsfrequenzen von den höheren Anregungsfrequenzen überlagert werden, erkannt werden und das Magnetventil 5 durch Schließen derart angesteuert werden, dass von dem Stoßdämpfer 1 auch dann eine höhere Dämpfung zur Verfügung gestellt wird. Auf diese Weise soll vermieden werden, dass der Stoßdämpfer 1 in derartigen Situationen eine zu geringe Dämpfung aufweist. Auf diese Weise sollen ein verbesserter Fahrkomfort und eine verbesserte Sicherheit für das Fahrzeug und seine Insassen erreicht werden. Der Nachteil dieser in der
DE 10 2022 000 444 A1 beschriebenen Lösung besteht jedoch darin, dass der Stoßdämpfer 1 nicht zwangsläufig ausschließlich Anregungen mit hohen Frequenzen von insbesondere größer als 4 Hz übersteuert und so dem Maskierungseffekt Rechnung trägt, denn Anregungen mit großer Amplitude sind in dem zur Steuerung des Stoßdämpfers 1 verwendeten Spannungssignal dominant. Das bedeutet, dass hochfrequente Anregungen HF, deren Amplituden auch nur geringfügig höher sind als die Amplituden von niederfrequenten Anregungen, diese niederfrequenten Anregungen übersteuern.
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Bei dem in der
DE 10 2019 008 700 A1 beschriebenen Verfahren wird immer geregelt, d. h. die Regelung der Dämpfkraft wird immer in Abhängigkeit vom ermittelten Anteilsverhältnis V durchgeführt. Im Folgenden beschriebene Vergleiche/Überprüfungen, welche im hier anhand der
7 und
8 beschriebenen Verfahren durchgeführt werden, und die daraus resultierenden Abweichungen von dieser Regelung sind bei dem Verfahren gemäß
DE 10 2019 008 700 A1 nicht vorgesehen. Bei diesem in der
DE 10 2019 008 700 A1 beschriebenen Verfahren wie auch bei dem im Folgenden anhand der
7 und
8 beschriebenen Verfahren müssen die Vertikalbeschleunigungsdaten des mindestens einen Beschleunigungssensors oder der mehreren Beschleunigungssensoren für einen gewissen Zeitraum gemessen und aufgezeichnet werden, bevor die Berechnung des Frequenzspektrums erfolgen kann. Der Nachteil, welcher daraus für das in der
DE 10 2019 008 700 A1 beschriebene Verfahren resultiert und welcher durch das hier anhand der
7 und
8 beschriebene Verfahren behoben wird, besteht darin, dass, wenn ein ungewöhnlich starker singulärer Vertikalbeschleunigungsimpuls in diesen Zeitraum fällt, dies zu einer fehlerhaften Beurteilung der Fahrsituation und somit zu einer fehlerhaften Regelung der Dämpfkraft führen kann. Fällt zum Beispiel das Durchfahren eines Schlaglochs in eine Phase mit ansonsten überwiegend niederfrequenten Anregungen, kann dies zu einer kurzzeitigen Verringerung der Dämpfkraft führen. Diese würde nach Analyse des nächsten Zeitraums wieder korrigiert, wodurch diese plötzliche Änderung in der Dämpfung zu einer unnötigen Beeinträchtigung der Fahrsicherheit und des Schwingungskomforts führt.
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Bei der hier anhand der
7 und
8 beschriebenen Lösung wird der beschriebene Nachteil des Stoßdämpfers aus der
DE 10 2022 000 444 A1 dazu verwendet, den beschriebenen Nachteil des Verfahrens aus der
DE 10 2019 008 700 A1 betreffend starker singulärer Impulse auszugleichen. Verändert sich der Wert des Anteilsverhältnisses V des hochfrequenten Anteils HA zum niederfrequenten Anteil NA des Frequenzspektrums FS, welches aus der ermittelten und aufgezeichneten Vertikalbeschleunigung a ermittelt wurde, von einem Zeitraum zum nächsten Zeitraum sprungartig, so müsste sich dies in dem Ausgangssignal der Spule 7, d. h. in dem von dieser gelieferten Spannungssignal, durch einen Wechsel des dominanten Frequenzbereichs der Anregungsfrequenz widerspiegeln. Ist dies nicht der Fall, so ignoriert das hier anhand der
7 und
8 beschriebene Verfahren und insbesondere die Steuereinheit 8, in der das Verfahren vorteilhafterweise ausgeführt wird, die Änderung des Anteilsverhältnisses V, bis diese Änderung durch die Werte mindestens eines nachfolgenden Zeitraums oder mehrerer nachfolgender Zeiträume entweder bestätigt oder widerlegt wird.
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Durch diese Lösung wird somit ein Schwingungskomfort des Fahrzeugs, insbesondere in allen Fahrsituationen oder zumindest in mehr Fahrsituationen als mit den beiden in
DE 10 2022 000 444 A1 und
DE 10 2019 008 700 A1 beschriebenen Lösungen, verbessert und die geschilderten Nachteile der beiden in
DE 10 2022 000 444 A1 und
DE 10 2019 008 700 A1 beschriebenen Lösungen werden behoben. Insbesondere wird eine nicht nötige Verstellung der Dämpfung aufgrund eines ungewöhnlich starken singulären Vertikalbeschleunigungsimpulses, beispielsweise bei einem Durchfahren eines einzelnen Schlaglochs, vermieden, so dass auch daraus möglicherweise resultierende negative Folgen für den Komfort und die Fahrsicherheit des Fahrzeugs vermieden werden. Die in
DE 10 2022 000 444 A1 und
DE 10 2019 008 700 A1 geschilderten Vorteile werden durch diese Lösung beibehalten.
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Bei der hier anhand der 7 und 8 beschriebenen Lösung ist der Stoßdämpfer 1 bezüglich seiner Komponenten so ausgebildet wie oben zu den 1 bis 3 beschrieben und in 1 dargestellt. Er weist den im mit Öl O gefüllten Stoßdämpfergehäuse 2 beweglich angeordneten Stoßdämpferkolben 3 mit Strömungskanälen 3.1 bis 3.3 und das frequenzselektive Ventil 4 auf, mittels welchem dem Stoßdämpferkolben 3 zugeführte mechanische Schwingungen frequenzaufgelöst durch Einstellung des freien Querschnitts des Strömungskanals 3.3 des Stoßdämpferkolbens 3 dämpfbar sind. Der Stoßdämpfer 1 weist des Weiteren auch das in dem gleichen Strömungskanal 3.3 wie das frequenzselektive Ventil 4 angeordnete Magnetventil 5 auf. Zudem weist der Stoßdämpfer 1 auch den Magnet 6 an oder in dem Stoßdämpferkolben 3 und die elektrische Spule 7, insbesondere mit Eisenkern 7.1, auf, die an oder in dem Stoßdämpfergehäuse 2 derart angeordnet ist, dass sich der Magnet 6 während der Bewegung des Stoßdämpferkolbens 3 an der Spule 7 vorbeibewegt und die Spannung U in die Spule 7 induziert. Der Stoßdämpfer 1 weist des Weiteren auch die Steuereinheit 8 auf, die anhand von Ausgangssignalen der Spule 7, d. h. anhand des Zeitverlaufs der Spannung U, die Anregungsfrequenz des Stoßdämpferkolbens 3 ermittelt. Diese Anregungsfrequenz wird beispielsweise mittels eines Hochpasses ermittelt.
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In dem hier anhand der 7 und 8 beschriebenen Verfahren zur Einstellung der Dämpfkraft dieses Stoßdämpfers 1 wird mittels mindestens eines Beschleunigungssensors oder mittels mehrerer Beschleunigungssensoren für einen aktuellen vorgegebenen Zeitraum die Vertikalbeschleunigung a der Fahrzeugkarosserie des Fahrzeugs im Bereich einer Sitzkonsole, beispielsweise einer Fahrersitzkonsole, des Fahrzeugs ermittelt und aufgezeichnet. In den 7 und 8 ist ein Zeitsignal Sac des Beschleunigungssensors dargestellt, welches im jeweiligen aktuellen Zeitraum aufgezeichnet wird. Das Ergebnis dieser Aufzeichnung ist somit ein Zeitverlauf T-2, T-1, T0, T1, T2, T3 der Vertikalbeschleunigung a über den jeweiligen Zeitraum. Dabei ist der Zeitverlauf T0 der aktuelle Zeitverlauf der Vertikalbeschleunigung a, d. h. der Zeitverlauf der im aktuellen Zeitraum ermittelten und aufgezeichneten Vertikalbeschleunigung a, der Zeitverlauf T-1 ist der unmittelbar vorhergehenden Zeitverlauf der Vertikalbeschleunigung a, d. h. die im unmittelbar vorhergehenden Zeitraum ermittelte und aufgezeichnete Vertikalbeschleunigung a, der Zeitverlauf T-2 ist der davorliegende Zeitverlauf der Vertikalbeschleunigung a, d. h. die im davor liegenden Zeitraum ermittelte und aufgezeichnete Vertikalbeschleunigung a, und die Zeitverläufe T1, T2, T3 sind die nachfolgenden Zeitverläufe der Vertikalbeschleunigung a, die noch nicht vorliegen, sondern erst in nachfolgenden Zeiträumen ermittelt und aufgezeichnet werden.
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Aus der aktuell aufgezeichneten Vertikalbeschleunigung a, d. h. aus dem aktuellen Zeitverlauf der Vertikalbeschleunigung a, wird das Frequenzspektrum FS0 ermittelt, d. h. das jeweils aktuelle Frequenzspektrum FS0, und es wird ein aktuelles Anteilsverhältnis V0 des hochfrequenten Anteils HA zum niederfrequenten Anteil NA des aktuellen Frequenzspektrums FS0 ermittelt. Beispielsweise umfasst der niederfrequente Anteil NA Frequenzen f, die niedriger als 4 Hz sind. Beispielsweise umfasst der hochfrequente Anteil HA Frequenzen f von 4 Hz bis 30 Hz. Die aus dem niederfrequenten Anteil NA resultierende niederfrequente Anregung wird auch als „Heben“ bezeichnet, während die aus dem hochfrequenten Anteil HA resultierende entsprechende höherfrequente Anregung auch als „Stuckern“ bezeichnet wird.
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Das aktuell ermittelte Anteilsverhältnis V0 wird mit einem Produkt eines Sprungfaktors p und eines für den unmittelbar vorhergehenden Zeitraum ermittelten Anteilsverhältnisses V-1 verglichen. Der Sprungfaktor p ist insbesondere größer 1. Das für den unmittelbar vorhergehenden Zeitraum ermittelte Anteilsverhältnis V-1 ist das Anteilsverhältnisses V-1 des hochfrequenten Anteils HA zum niederfrequenten Anteil NA des Frequenzspektrums FS, welches aus der für den unmittelbar vorhergehenden Zeitraum ermittelten und aufgezeichneten Vertikalbeschleunigung a, d. h. aus dem unmittelbar vorhergehenden Zeitverlauf T-1 der Vertikalbeschleunigung a, ermittelt wurde.
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Wenn das aktuell ermittelte Anteilsverhältnis V0 größer ist als dieses Produkt des Sprungfaktors p und des für den unmittelbar vorhergehenden Zeitraum ermittelten Anteilsverhältnisses V-1 oder gleich diesem Produkt ist, wird geprüft, ob die Anregungsfrequenz des Stoßdämpferkolbens 3 einen Sollwert überschreitet. D. h. es wird geprüft, ob hochfrequente Anregungen HF dominant d sind. Dies wird anhand des Zeitverlaufs der Spannung U der Spule 7 im Stoßdämpfer 1 geprüft. Wenn die Anregungsfrequenz des Stoßdämpferkolbens 3 den Sollwert nicht überschreitet, wird keine Änderung KA der Dämpfkraft des Stoßdämpfers 1 vorgenommen.
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Der Sprungfaktor p ist ein Faktor, um das für den unmittelbar vorhergehenden Zeitraum ermittelte Anteilsverhältnisses 3V-1 künstlich zu erhöhen, falls das aktuell ermittelte Anteilsverhältnis V0 beispielsweise aufgrund eines Schlaglochs oder eines anderen Einzelereignisses, dass eine einzelne Anregung mit einer hohen Amplitude verursacht, sehr hoch wird. In einem solchen Fall ist eine Änderung der Dämpfung nicht gewünscht. Das Verfahren sorgt somit dafür, dass Änderungen der Dämpfkraft des Stoßdämpfers 1 aufgrund einmaliger großer Amplituden, beispielsweise bei einem Durchfahren eines Schlaglochs, unterbleiben. Mit der Prüfung, ob hochfrequente Anregungen HF dominant d sind, d. h. ob die Anregungsfrequenz des Stoßdämpferkolbens 3 den Sollwert überschreitet, wird geprüft, ob diese hohe Amplitude wirklich nur einmalig ist, beispielsweise aufgrund eines Durchfahrens eines einzelnen Schlaglochs, oder öfter auftreten, beispielsweise aufgrund eines Fahrens auf Kopfsteinpflaster, denn dann, also wenn hochfrequente Anregungen HF dominant d sind, d. h. wenn die Anregungsfrequenz des Stoßdämpferkolbens 3 den Sollwert überschreitet, ist eine Änderung der Dämpfkraft erwünscht und wird mittels des Verfahrens durchgeführt, wie im Folgenden geschildert wird.
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Wenn die Anregungsfrequenz des Stoßdämpferkolbens 3 den Sollwert überschreitet oder wenn das aktuell ermittelte Anteilsverhältnis V0 kleiner ist als das Produkt des Sprungfaktors p und des für den unmittelbar vorhergehenden Zeitraum ermittelten Anteilsverhältnisses V-1, wird eine Regelung der Dämpfkraft in Abhängigkeit vom ermittelten Anteilsverhältnis V0 durchgeführt.
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Diese Regelung der Dämpfkraft in Abhängigkeit vom ermittelten Anteilsverhältnis V0 wird insbesondere durch ein Verstellen des Magnetventils 5 durchgeführt.
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Das Verfahren wird insbesondere mittels der Steuereinheit 8 des Stoßdämpfers 1 durchgeführt. Bei dieser Steuereinheit 8 kann es sich insbesondere auch um die oben erwähnte Recheneinheit handeln. Insbesondere wird auch das Verstellen des Magnetventils 5 mittels der Steuereinheit 8 durchgeführt, d. h. das Magnetventil 5 wird mittels der Steuereinheit 8 insbesondere zum Öffnen und Schließen auf die beschriebene Weise angesteuert.
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In den hier dargestellten Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass dann, wenn die Anregungsfrequenz des Stoßdämpferkolbens 3 den Sollwert überschreitet oder wenn das aktuell ermittelte Anteilsverhältnis V0 kleiner ist als das Produkt des Sprungfaktors p und des für den unmittelbar vorhergehenden Zeitraum ermittelten Anteilsverhältnisses V-1, geprüft wird, ob das aktuell ermittelte Anteilsverhältnis V0 größer ist als mindestens ein vorgegebener Grenzwert GW. Es ist dabei insbesondere vorgesehen, dass dann, wenn das aktuell ermittelte Anteilsverhältnis V0 größer ist als der mindestens eine vorgegebene Grenzwert GW, eine geringere Dämpfkraft eingestellt wird als dann, wenn das aktuell ermittelte Anteilsverhältnis V0 nicht größer ist als der mindestens eine vorgegebene Grenzwert GW, d. h. gleich dem vorgegebenen Grenzwert GW oder kleiner als der vorgegebene Grenzwert GW ist.
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Im Beispiel gemäß 7 wird dann, wenn das aktuell ermittelte Anteilsverhältnis V0 größer ist als der mindestens eine vorgegebene Grenzwert GW, eine geringe Dämpfkraft gF, insbesondere eine kleinstmögliche oder kleinste vorgesehene Dämpfkraft, d. h. eine minimale oder minimal vorgesehene Dämpfkraft, eingestellt, und dann, wenn das aktuell ermittelte Anteilsverhältnis V0 nicht größer ist als der mindestens eine vorgegebene Grenzwert GW, d. h. gleich dem vorgegebenen Grenzwert GW oder kleiner als der vorgegebene Grenzwert GW ist, eine große Dämpfkraft GF eingestellt, insbesondere die größtmögliche oder größte vorgesehene Dämpfkraft, d. h. eine maximale oder maximal vorgesehene Dämpfkraft.
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Es kann jedoch beispielsweise auch vorgesehen sein, dass die Dämpfkraftverstellung kontinuierlich oder, wie in 8 beispielhaft dargestellt, zumindest in mehreren Abstufungen in Abhängigkeit des Anteilsverhältnisses V0 erfolgt und nicht nur zwischen weich und hart, d. h. zwischen der geringen Dämpfkraft gF und der großen Dämpfkraft GF, unterschieden wird.
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Im Beispiel gemäß 8 sind mehrere Grenzwerte GW1, GW2, ..., GWi vorgegeben, wobei der jeweilige nachfolgende Grenzwert GW2, ..., GWi kleiner ist als der jeweilige vorherige Grenzwert GW1, GW2, ..., GWi-1. Jedem Grenzwert GW1, GW2, ..., GWi ist eine Dämpfkraft F1, F2, ..., Fi zugeordnet, die dann eingestellt wird, wenn das aktuell ermittelte Anteilsverhältnis V0 größer ist als der jeweilige Grenzwert GW1, GW2, ..., GWi, wobei die dem jeweiligen nachfolgenden Grenzwert GW2, ..., GWi zugeordnete Dämpfkraft F2, ..., Fi größer ist als die dem jeweiligen vorhergehenden Grenzwert GW1, GW2, ..., GWi-1 zugeordnete Dämpfkraft F1, F2, ..., Fi-1. Die dem ersten Grenzwert GW1 zugeordnete Dämpfkraft F1 ist dabei insbesondere die kleinstmögliche oder kleinste vorgesehene Dämpfkraft, d. h. die minimale oder minimal vorgesehene Dämpfkraft.
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Es wird geprüft, ob das aktuell ermittelte Anteilsverhältnis V0 größer ist als der jeweilige Grenzwert GW1, GW2, ..., GWi. Wenn das aktuell ermittelte Anteilsverhältnis V0 größer ist als der jeweilige Grenzwert GW1, GW2, ... GWi, wird die diesem Grenzwert GW1, GW2, ... GWi zugeordnete Dämpfkraft F1, F2, ..., Fi eingestellt. Wenn das aktuell ermittelte Anteilsverhältnis V0 nicht größer ist als der jeweilige Grenzwert GW1, GW2, ..., GWi, d. h. gleich dem jeweiligen Grenzwert GW1, GW2, ..., GWi oder kleiner als der jeweilige Grenzwert GW1, GW2, ..., GWi ist, dann wird geprüft, ob das aktuell ermittelte Anteilsverhältnis V0 größer ist als der jeweils nachfolgende Grenzwert GW2, ..., GWi, solange es noch einen nachfolgenden Grenzwert GW2, ..., GWi gibt. Wenn das aktuell ermittelte Anteilsverhältnis V0 auch nicht größer ist als der letzte Grenzwert GWi, d. h. gleich dem letzten Grenzwert GWi oder kleiner als der letzte Grenzwert GWi ist, wird eine große Dämpfkraft Fi+1 eingestellt, insbesondere die größtmögliche oder größte vorgesehene Dämpfkraft, d. h. die maximale oder maximal vorgesehene Dämpfkraft.
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Die Dämpfkraft F1, ..., Fi+1 wird insbesondere durch ein zunehmendes oder vollständiges Schließen des Magnetventils 5 erhöht und durch ein zunehmendes oder vollständiges Öffnen des Magnetventils 5 reduziert. Um insbesondere das zunehmende Schließen und Öffnen des Magnetventils 5 zu ermöglichen, d. h. um es zu ermöglichen, das Magnetventil 5 nur teilweise zu öffnen oder zu schließen, weist das Magnetventil 5 insbesondere eine Wegerfassung auf, wodurch es als Servoventil betrieben werden kann und somit nicht nur das vollständige Öffnen und Schließen, sondern auch das nur teilweise Öffnen und Schließen ermöglicht. Das Magnetventil 5 lässt insbesondere jede beliebige Zwischenstellung der Ventilöffnung und damit eines Fluiddurchflusses zu. Ein solches als Servoventil betriebenes Magnetventil 5 ist eine Variante eines Stetigventils. Ein Servoventil ist ein elektromagnetisch gesteuertes Stetigventil.
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In einer möglichen Ausführungsform kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Magnetventil 5 bei Unterschreitung einer vorgegebenen Geschwindigkeit des Fahrzeugs dauerhaft geöffnet ist. D. h. die Regelung der Dämpfkraft erfolgt geschwindigkeitsabhängig, sie wird dann nur bei höherer Fahrzeuggeschwindigkeit aktiviert. Bei niedrigen Geschwindigkeiten bleibt beispielsweise das frequenzselektive Ventil 4 des Stoßdämpfers 1 ständig aktiv, insbesondere weil in diesem Fall auch bei geringeren Anregungsfrequenzen eine geringere Dämpfung akzeptabel ist.
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Das beschriebene Verfahren kann beispielsweise, alternativ oder zusätzlich zur Fahrersitzkonsole, bei Bedarf auch auf andere Sitzkonsolen oder Positionen des Fahrzeugs angewandt werden, insbesondere indem das Verfahren dann mittels mindestens eines entsprechenden Beschleunigungssensors durchgeführt wird, welcher im Bereich der jeweiligen anderen Sitzkonsole des Fahrzeugs oder Position im Fahrzeug angeordnet ist.
