DE3406875A1 - VIBRATION DAMPER FOR VEHICLES - Google Patents
VIBRATION DAMPER FOR VEHICLESInfo
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Description
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Schwingungsdämpfungssystem für Fahrzeuge, bei dem im Bereich der Fahrzeugräder und des Fahrzeugaufbaus mindestens jeweils ein Dämpfungselement vorgesehen ist, welches einen durch einen Kolben in zwei Teilräume unterteilten Arbeitsraum zur Aufnahme von Dämpfungsmedium aufweist, wobei die beiden Teilräume über mindestens ein Dämpfungsventil miteinander verbunden sind.The invention relates to a vibration damping system for vehicles with at least one each in the area of the vehicle wheels and the vehicle body A damping element is provided which accommodates a working space which is divided into two sub-spaces by a piston of damping medium, the two sub-spaces connected to one another via at least one damping valve are.
Es sind hydraulische Teleskop-Schwingungsdämpfer bekannt (z.B. DE-PS 26 55 7o5, DE-PS 27 44 3o1), bei denen ein Arbeitsraum durch einen Kolben in zwei Teilräume unterteilt wird, wobei der Dämpfungskolben die zur Dämpfungskrafterzeugung notwendigen Ventile mechanischer Bauart aufweist. Ein solcher konventioneller Schwingungsdämpfer besitzt den Nachteil, daß die entsprechende Dämpfungskennlinie je nach Fahrzeugtyp fest angepaßt ist und dadurch einen Kompromiß von verschiedenen Fahrzuständen erfüllen muß. Eine derartige Schwingungsdämpfung eines Fahrzeuges mit Teleskop-Schwingungsdämpfern wird durch die eingeschränkten Parameter im Betriebszustand entsprechend eng eingegrenzt, wobei zusätzlich noch unterschiedliche Beladungszustände auf das System Einfluß nehmen.Hydraulic telescopic vibration dampers are known (e.g. DE-PS 26 55 7o5, DE-PS 27 44 3o1), in which a working space is divided into two sub-spaces by a piston the damping piston is responsible for generating the damping force has necessary valves of mechanical design. Such a conventional vibration damper has the disadvantage that the corresponding damping characteristic is permanently adapted depending on the vehicle type and thereby must meet a compromise of different driving conditions. Such a vibration damping one Vehicle with telescopic vibration dampers is through the restricted parameters in the operating state are accordingly narrowly limited, with different ones in addition Influence loading conditions on the system.
Darüber hinaus ist ein Verfahren zur aktiven Schwingungsdämpfung bekannt (z.B. DE-OS 27 38 455), bei dem die Dämpfungskraft angepaßt werden kann. Hierbei ist jedoch von Nachteil, daß die Dämpfungsverluste über eine extern angeordnete Pumpe wieder eingebracht werden müssen. EinIn addition, a method for active vibration damping is known (e.g. DE-OS 27 38 455), in which the Damping force can be adjusted. Here, however, is the disadvantage that the attenuation losses via an external arranged pump must be reintroduced. A
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derartiges System mit Zufuhr von Fremdenergie benötigt ein zusätzliches, fremdgespeistes Hydrauliksystem und ist damit sehr aufwendig. Nicht alle Fahrzeugtypen besitzen, oder lassen gar eine solche zusätzliche Hydraulik zu. Darüber hinaus ist beim Ausfall dieser extern angeordneten Pumpe die Fahrsicherheit nicht mehr gegeben, da das gesamte System ausfällt.Such a system with the supply of external energy requires an additional, externally fed hydraulic system and is therefore very time-consuming. Not all vehicle types have or even leave such additional hydraulics to. In addition, if this externally arranged pump fails, driving safety is no longer given because the entire system fails.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Fahrzeugdämpfungssystem mit einer variablen, intelligenten elektronischen Dämpfungsanpassung zu versehen, bei der ohne Zufuhr von Fremdenergie eine Optimierung von Fahrkomfort, Fahrsicherheit und Fahrverhalten während des Fahrbetriebes erzielt werden kann.Proceeding from this, it is the object of the invention to provide a vehicle damping system to be provided with a variable, intelligent electronic damping adjustment in which an optimization of driving comfort, driving safety and driving behavior during the Driving operation can be achieved.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß mindestens ein Dämpfungsventil als elektronisch steuerbares Ventil ausgebildet ist, welches über eine angepaßte Elektronik angesteuert wird.To solve this problem, the invention provides that at least one damping valve as electronic controllable valve is formed, which is controlled via an adapted electronics.
Bei dieser Lösung ist von Vorteil, daß das Dämpfungsventil elektronisch dem jeweiligen Straßen- und Fahrzeugzustand variabel angepaßt werden kann. Die vorhandenen mechanischen Ventile, die der Grunddämpfung dienen, gewährleisten bei einem eventuellen Ausfall der Elektronik die Fahrsicherheit. Vorteilhaft ist desweiteren, daß durch eine derartige Regelung gleichzeitig der Verschleiß sowie die Fertigungstoleranzen und temperaturbedingte Veränderungen des Dämpfungssystems kompensiert werden können. The advantage of this solution is that the damping valve electronically can be variably adapted to the respective road and vehicle condition. The existing mechanical Valves, which serve the basic damping, guarantee with a possible failure of the electronics the driving safety. It is also advantageous that by such Control at the same time the wear as well as the manufacturing tolerances and temperature-related changes in the damping system can be compensated.
Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß die Elektronik von mindestens einem die Bewegungsgrößen zwischen dem Fahrzeugrad und dem Fahrzeugaufbau erfassenden Sensor beaufschlagt wird. Dabei wird unter Zuhilfenahme eines entsprechenden Sensors nach Ermittlung der entsprechenden Parameter eine weitere Anpassung des Dämpfungsventi1 es vorgenommen. Es kann der Beladungs- und Fahrzustand des Fahrzeuges sowie die Geschwindigkeit oder auch die entsprechendeAccording to a further essential feature it is provided that the electronics of at least one of the movement variables between the vehicle wheel and the vehicle body Sensor is acted upon. With the help of a corresponding sensor, after determining the corresponding Parameter made a further adjustment of the damping valve. It can be the loading and driving status of the vehicle as well as the speed or the corresponding
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Temperatur im System berücksichtigt werden.Temperature in the system must be taken into account.
Es ist ebenfalls eine problemlose Gestaltung des Dämpfungssystems erzielbar, indem die Daten der Vorderachse als Signale für die Hinterachse verwendet werden können. Darüber hinaus läßt sich auch durch eine entsprechende Anzahl von Sensoren ein Mehrgrößenregel system schaffen.A problem-free design of the damping system can also be achieved by using the data from the front axle can be used as signals for the rear axle. In addition, a corresponding Number of sensors create a multivariable control system.
Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß das Ventil außerhalb des Arbeitsraumes des Dämpfungselementes angeordnet ist. Hierbei ist der Aufbau nach dem Baukastenprinzip möglich, wobei ggf. auch bei einer entsprechenden Grundkonstruktion eine nachträgliche Nachrüstung möglich ist. Wird ein derartiges Prinzip direkt vorgesehen, so ist ein entsprechend einfacher Aufbau des gesamten Dämpfungssystems möglich.According to a further essential feature it is provided that the valve is arranged outside the working space of the damping element. The structure is based on the The modular principle is possible, with subsequent retrofitting if necessary, even with a corresponding basic construction is possible. If such a principle is provided directly, a correspondingly simple structure of the entire damping system possible.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß das Ventil mit den im Arbeitsraum angeordneten Drosselventilen und/oder Bodenventilen zusammenarbeitet. Bei dieser Art der Zusammenarbeit wird das herkömmliche Dämpfungssystem durch Zuschaltung eines elektronisch steuerbaren Ventiles entsprechend variabel gestaltet.Another preferred embodiment provides that the valve with the throttle valves arranged in the working space and / or bottom valves cooperates. at This type of cooperation is the conventional damping system by switching on an electronic controllable valve designed according to variable.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, daß das Ventil im Bereich des Kolbens angeordnet ist. Auch dabei wird das Dämpfungsventil so gestaltet, daß eine elektronisch steuerbare Beeinflussung des Dämpfungsquerschnittes mö g1i c h ist.Another embodiment provides that the valve is arranged in the area of the piston. Here, too, the damping valve is designed so that one electronically controllable influencing of the damping cross-section is possible.
Zur Erzielung eines kompakten Systems ist vorgesehen, daß als Sensor ein im Innenraum des Arbeitszylinders angeordneter Kolbenwegsensor verwendet wird. Dabei läßt sich in vorteilhafter Weise die Geometrie der Dämpfungs-To achieve a compact system it is provided that a sensor in the interior of the working cylinder arranged piston travel sensor is used. Here lets the geometry of the damping
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elemente ausnutzen, indem der Kolbenwegsensor als Rohrkondensator zur Erzeugung der entsprechenden Meßsignale herangezogen wird. Die Kolbenstange des Dämpfungskolbens kann dabei mit ihrem Hohlraum zur Aufnahme eines solchen Sensors dienen.Take advantage of the elements by using the piston displacement sensor as a tubular capacitor is used to generate the corresponding measurement signals. The piston rod of the damping piston can serve with its cavity to accommodate such a sensor.
Zur Erzielung eines Mehrgrößenregel systems wird in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß mindestens ein Sensor vorgesehen ist, wobei mindestens eines der Meßsignale wie Dämpfungskraft, Weg, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Temperatur, Frequenz erfaßt wird.To achieve a multi-variable control system, it is provided in an embodiment of the invention that at least one Sensor is provided, with at least one of the measurement signals such as damping force, distance, speed, acceleration, Temperature, frequency is detected.
Als besonders vorteilhaft hat sich gezeigt, wenn als Ventil ein Proportionalventi1 vorgesehen ist.It has been shown to be particularly advantageous if a proportional valve is provided as the valve.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung näher erläutert:Preferred embodiments of the invention are in Drawing explained in more detail:
Es zeigt:It shows:
Figur 1 ein Dämpfungselement mit einem elektronisch steuerbaren Dämpfungsventil im SchnittFigure 1 shows a damping element with an electronically controllable Sectional damping valve
Figur 2 einen Zweirohrdämpfer im Prinzip wie in Figur 1 bereits dargestellt mit dem Unterschied, daß das Dämpfungsmedium nur in einer Richtung umläuftFigure 2 shows a two-tube damper in principle as already shown in Figure 1 with the difference that the damping medium only circulates in one direction
Figur 3 einen im Prinzip wie in Figur 2 dargestellten Zwei· rohrdämpfer mit einem in der hohlen Kolbenstange integrierten SensorFIG. 3 shows a two-tube damper, shown in principle as in FIG. 2, with a piston rod in the hollow integrated sensor
Figur 4 einen im Prinzip wie in Figur 2 dargestellten Zweirohrdämpfer, bei dem das elektronisch steuerbare Ventil seitlich zur Längsachse des Dämpfers angeordnet istFIG. 4 shows a twin-tube damper in principle as shown in FIG. 2, in which the electronically controllable valve is arranged laterally to the longitudinal axis of the damper is
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Die in Figur 1 gezeigte schematische Darstellung eines Dämpfungselementes besteht im wesentlichen aus dem Gehäuse 1, welches über eine Befestigungsvorrichtung 2 mit einem nicht dargestellten RadfUhrungsglied verbunden ist und der Kolbenstange 3, die über die Befestigungsvorrichtung 4 am Fahrzeugaufbau befestigt ist. Innerhalb des Arbeitszylinders 5 wird der obere Arbeitsraum 6 und der untere Arbeitsraum 7 durch einen an der Kolbenstange 3 befestigten Dämpfungskolben 8 voneinander getrennt.The schematic representation of a damping element shown in FIG. 1 essentially consists of the housing 1, which is connected via a fastening device 2 to a wheel guide member (not shown) and the piston rod 3, which via the fastening device 4 is attached to the vehicle body. Within the working cylinder 5, the upper working space 6 and the The lower working chamber 7 is separated from one another by a damping piston 8 fastened to the piston rod 3.
Der Dämpfungskolben 8 ist mit einem Druckdämpfungsventil 9 und einem Zugdämpfungsventil 1o ausgerüstet. Im Boden 11 des Arbeitszylinders ist ein weiteres Druckdämpfungsventil 12 und ein Rückschlagventil 13 angeordnet. Ober die Querschnitte 14 wird das durch die Kolbenstange 3 verdrängte Volumen in den Ausgleichsraum 15 verdrängt.The damping piston 8 is provided with a pressure damping valve 9 and a train damping valve 1o equipped. Another pressure damping valve is located in the bottom 11 of the working cylinder 12 and a check valve 13 are arranged. Upper the cross-sections 14, the volume displaced by the piston rod 3 is displaced into the compensation chamber 15.
Der außerhalb des Ausgleichsraumes 15 angeordnete Ringraum 16 ist über Kanäle 17 und 18 mit dem oberen Arbeitsraum 6 und dem Ausgleichsraum 15 verbunden, wobei vom Ausgleichsraum 15 über die Querschnitte 14 und das Rückschlagventil 26, die Strömungsverbindung in den unteren Arbeitsraum 7 gewährleistet ist. In dieser Strömungsverbindung ist das elektronisch steuerbare Dämpfungsventil 19 angeordnet, wobei die Ankerwelle 2o je nach Steuerung den Kanal 17 verschließt bzw. einen variablen Flüssigkeitsumlauf gestattet. Das Dämpfungsventil 19 besteht im einzelnen aus der Ankerwelle 2o, dem Anker 21, der Spule 22, der Feder 31 sowie den Anschlüssen 23. Der Ankerraum 24 kann mit Dämpfungsmedium geflutet sein.The annular space arranged outside the compensation space 15 16 is connected via channels 17 and 18 with the upper working chamber 6 and the compensation chamber 15, whereby from the compensation chamber 15 via the cross-sections 14 and the check valve 26, the flow connection in the lower working space 7 is guaranteed. In this flow connection it is electronic controllable damping valve 19 arranged, wherein the Armature shaft 2o, depending on the control, closes the channel 17 or allows a variable fluid circulation. The damping valve 19 consists in detail of the armature shaft 2o, the Armature 21, the coil 22, the spring 31 and the connections 23. The armature space 24 can be flooded with damping medium.
Das Dämpfungsventil 19 wird über die Anschlüsse 23 von der Elektronik entsprechend der aufgenommenen Parameter gesteuert, so daß je nachdem mit welcher Position die Ankerwelle den Kanal 17 querschnittsmäßig beeinflußt, eine bestimmte Dämpfungscharakteristik erzielt werden kann. The damping valve 19 is via the connections 23 of the Electronics controlled according to the recorded parameters, so that depending on the position of the armature shaft Channel 17 influenced in terms of cross-section, a certain damping characteristic can be achieved.
Der Ausgleichsraum 15 kann in seinem oberen Bereich 27 mit einem gasförmigen Medium gefüllt sein, wobei je nach Anforderung und Aufgabenstellung dieses Medium drucklos oder unter Druck stehen kann.The compensation space 15 can be filled in its upper region 27 with a gaseous medium, depending on the requirement and task of this medium pressureless or under Pressure can stand.
Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel wie es im Prinzip in Figur 1 bereits dargestellt ist, wobei jedoch der Dämpfungskolben 8 lediglich ein Rückschlagventil 25 und der Boden 11 ebenfalls mit einem Rückschlagventil 26 versehen ist, so daß das Dämpfungsmedium nur in einer UmI aufrichtung strömen kann. Diese UmI aufrichtung erfolgt vom oberen Arbeitsraum 6 über den Kanal 18 und dem Ringraum 16, dem Kanal 17 am Dämpfungsventil 19 vorbei in den unteren Arbeitsraum 7. Bei diesem Dämpfungselement ist der Umlauf des Dämpfungsmediums wichtig, denn die eigentliche Dämpfungsregelung erfolgt ausschließlich über die Querschnittsverstellung des Dämpfungsventiles 19. Der Ausgleichsraum 15 kann in seinem oberen Bereich 27 mit einem gasförmigen Medium gefüllt sein, wobei je nach Anforderung und Aufgabenstellung dieses Medium drucklos oder unter Druck stehen kann.Figure 2 shows an embodiment as it is in principle is already shown in Figure 1, but the damping piston 8 only a check valve 25 and the base 11 also has a check valve 26 is provided so that the damping medium only in one UmI erection can flow. This erection takes place from the upper working space 6 via the channel 18 and the annular space 16, the channel 17 past the damping valve 19 in the lower working space 7. With this damping element, the circulation of the damping medium is important, because the actual damping control takes place exclusively via the cross-section adjustment of the damping valve 19. The compensation chamber 15 can be filled in its upper region 27 with a gaseous medium, wherein this medium depends on the requirements and the task at hand can be pressureless or pressurized.
Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel im Prinzip wie in Figur 2 bereits dargestellt mit dem Unterschied, daß die Kolbenstange 3 mit einem Hohlraum 28 versehen ist, der der Aufnahme eines Sensors 29 dient. Dieser Sensor 29 gibt über die Anschlüsse 3o die entsprechend von ihm gemessenen Parameter an die Elektronik weiter, wobei von dort aus über die Anschlüsse 23 die Steuerung des Dämpfungsventi1 es 19 erfolgt. Der Sensor 29 kann auf der Basis eines rohrförmigen Kondensators ausgebildet sein, wobei die rohrförmigen Bauteile eine kapazitive Halbbrücke bilden.Figure 3 shows an embodiment in principle as in Figure 2 already shown with the difference that the piston rod 3 is provided with a cavity 28, which is used to accommodate a sensor 29. This sensor 29 gives the corresponding from it via the connections 3o measured parameters to the electronics, from there via the connections 23 the control of the Damping valve 19 takes place. The sensor 29 can be on the The base of a tubular capacitor can be formed, the tubular components being a capacitive half-bridge form.
Figur 4 zeigt wiederum ein Ausführungsbeispiel, welches im Prinzip dem in Figur 2 dargestellten entspricht mit dem Unterschied, daß das Dämpfungsventil 19 seitlich zur Längsachse des Dämpfungselementes angeordnet ist. Hierbei ist wiederum die Verbindung vom oberen Arbeitsraum 6 über den Kanal 17 in den Ausgleichsraum 15 vorhanden, wobei vom Ausgleichsraum 15 über die QuerschnitteFigure 4 again shows an embodiment which corresponds in principle to that shown in Figure 2 with the difference that the damping valve 19 is laterally is arranged to the longitudinal axis of the damping element. Here again there is the connection from the upper working space 6 via the channel 17 to the compensation space 15, whereby from the compensation space 15 over the cross-sections
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14 und das Rückschlagventil 26 die Strömungsverbindung in den unteren Arbeitsraum 7 gewährleistet ist. Das Dämpfungsventil 19 selbst ist vom Aufbau her identisch mit den in den übrigen Ausführungsbeispielen bereits gezeigten. 14 and the check valve 26 the flow connection in the lower work space 7 is guaranteed. The damping valve 19 itself is identical in structure with those already shown in the other exemplary embodiments.
1 - Gehäuse1 - housing
2 - Befestigungsvorrichtung2 - fastening device
3 - Kolbenstange3 - piston rod
4 - Befestigungsvorrichtung4 - fastening device
5 - Arbeitszylinder5 - working cylinder
6 - oberer Arbeitsraum6 - upper work area
7 - unterer Arbeitsraum7 - lower work space
8 - Dämpfungskolben8 - damping piston
9 - Druckdämpfungsventii9 - Pressure dampening valve
10 - Zugdämpfungsventil10 - train damping valve
11 - Boden11 - floor
12 - Druckdämpfungsventii12 - Pressure dampening valve
13 - Rückschlagventil13 - check valve
14 - Bohrung/ Querschnitt14 - bore / cross section
15 - Ausgleichs raum15 - compensation room
16 - Ringraum16 - annulus
17 - Kanäle17 channels
18 - Kanäle18 channels
19 - Dämpfungsventil19 - damping valve
20 - Ankerwelle20 - armature shaft
21 - Anker21 - anchor
22 - Spule22 - coil
23 - Anschlüsse23 - Connections
24 - Ankerraum24 - anchor room
25 - Rückschlagventil25 - check valve
26 - Rückschlagventil26 - check valve
27 - oberer Bereich des Ausgleichsraumes27 - upper area of the compensation space
28 - Hohlraum28 - cavity
29 - Sensor29 - sensor
30 - Anschlüsse30 - connections
31 - Feder31 - spring
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Claims (8)
dadurch gekennzeichnet,Vibration damping system for vehicles, in which at least one damping element is provided in the area of the vehicle wheels and the vehicle body, which has a working space divided by a piston into two sub-spaces for receiving the damping medium, the two sub-spaces being connected to one another via at least one damping valve,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,3. Vibration damping system
characterized,
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