DE102010007237A1 - Federungssystem für ein Fahrzeug - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Federungssystem für ein Fahrzeug, mit einem hydraulischen Aktor (100) und einem Hydraulikfluid aufnehmenden Speicher (16, 25), wobei zwischen Speicher (16, 25) und Aktor (100) eine Motor-Pumpe-Einheit (20, 19) angeordnet ist, die dazu befähigt ist, das Hydraulikfluid vom Aktor (100) in den Speicher (16, 25) oder aus dem Speicher (16, 25) in den Aktor (100) zu fördern. Erfindungswesentlich ist, dass die Motor-Pumpe-Einheit (20, 19) durch eine Rechen-/Steuereinheit (35) gesteuert wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Federungssystem für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1.
  • Federungs- und Dämpfungssysteme kommen bei Kraftfahrzeugen üblicherweise zwischen einem Fahrzeugaufbau und einem relativ zum Fahrzeugaufbau beweglichen Radträger oder Federlenker zur Anordnung, bspw. um Stöße, die auf das jeweilige Fahrzeugrad wirken, gegenüber dem Fahrzeugaufbau abzufedern bzw. abzudämpfen. Aktive Federungs- und Dämpfungssysteme bieten darüber hinaus die Möglichkeit, die Kraft des Federbeins aktiv, d. h. je nach Fahrsituation und Fahrbahn, zu regulieren.
  • Aus der WO2005047032 ist ein aktives Federungs- und Dämpfungssystem bekannt, bei dem ein zwischen Rad und Aufbau befindliches hydraulisches Stellglied über eine hydraulische Pumpe mit einem Hydrospeicher verbunden ist. Die Hydraulikpumpe wird von einem Elektromotor betrieben und kann in beide Richtungen arbeiten und das Öl entweder vom Hydrospeicher in das hydraulische Stellglied oder umgekehrt vom hydraulischen Stellglied in den Hydrospeicher pumpen.
  • Nachteilig ist dabei, dass das System bei schnellen Kraftänderungen eine sehr hohe Leistung des Elektromotors benötigt. Ursächlich ist, dass sich die Kraft im hydraulischen Stellglied nur mit der zeitlichen Integration des Volumenstroms ändert, so dass die Pumpe einen hohen Volumenstrom fördern muss.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Federung- und Dämpfungssystem anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination des Patentanspruches 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird die Motor-Pumpe-Einheit (20, 19) durch eine Rechen-/Steuereinheit (35) gesteuert. Vorteilhaft ist dabei eine radindividuelle Regelung von Kraft und Niveau, eine schnelle Niveauregulierung, ein geringer Energieverbrauch, eine rein elektrische Energieversorgung, eine hohe Stellkraft und Stelldynamik sowie eine hohe Gesamtwirtschaftlichkeit.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Vorzugsweise steuert die Rechen-/Steuereinheit die Motor-Pumpe-Einheit in Abhängigkeit eines Lastfalls. Hierdurch ist ein wirtschaftlicher, also Energie bzw. Sprit sparender Betrieb der Motor-Pumpe-Einheit ermöglicht.
  • Vorteilhaft ist außerdem, dass die Rechen-/Steuereinheit auf wenigstens einen Aktor (100) eines Fahrwerkes wirkt. Hierdurch ist eine radindividuelle Regelung von Kraft und Niveau ermöglicht.
  • Im Folgenden werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
  • Dabei zeigen:
  • 1 Ein Federungssystem für ein Fahrzeugrad,
  • 2 einen Steifigkeitsverlauf eines Aktors,
  • 3 eine beispielhafte Pumpenauslegung,
  • 4 eine erste konstruktive Integration des Aktors in eine Fahrzeugachse,
  • 5 eine zweite konstruktive Integration des Aktors in eine Fahrzeugachse,
  • 6 eine dritte konstruktive Integration des Aktors in eine Fahrzeugachse,
  • 7 eine vierte konstruktive Integration des Aktors in eine Fahrzeugachse,
  • 8 eine fünfte konstruktive Integration des Aktors in eine Fahrzeugachse,
  • 9 eine weitere konstruktive Integration des Aktors in eine Fahrzeugachse, mit einer Rechen-/Steuereinheit.
  • 1 zeigt den Schaltplan der vorliegenden Erfindung. Ein hydraulischer Aktor, bestehend aus einem Zylinder 2 und einem relativ dazu verschiebbaren Kolben 3 mit daran befestigter Kolbenstange 1, weist zwei Arbeitskammern auf: Den Ringraum 9 und den Kolbenraum 10. Am Ende des Zylinders ist ein Fußgelenk befestigt, um den Zylinder mit anderen Komponenten im Fahrzeug zu verbinden. Die Kolbenstange ist an ihrem oberen Ende über ein Elastomerlager 5 mit einem Flansch 4 verbunden. Die Bewegung von Kolben 3 und Kolbenstange 1 gegenüber dem Zylinder 2 wird durch den Puffer 6 und den Zuganschlag 7 begrenzt. Der Kolben 3 trennt die beiden Arbeitskammern 9 und 10 voneinander. Wenn der Druckunterschied zwischen Kolbenraum 10 und Ringraum 9 über einen Schwellwert ansteigt, kann über das federbelastete Sperrventil 11 ein Teil des Öls aus dem Kolbenraum 10 in den Ringraum 11 fließen. Der Schwellwert wird über die Federvorspannung des Sperrventils 11 festgelegt.
  • An den Ringraum 9 ist über die hydraulischen Leitungen 12 und 17 eine hydraulische Pumpe 19 angeschlossen. Ferner ist der Ringraum 9 über die Leitungen 12, 13 und 15 mit einem Drosselrückschlagventil 14 und einem vorgespannten Speicher 16 verbunden.
  • An den Kolbenraum 10 ist über die hydraulischen Leitungen 21 und 18 dieselbe hydraulische Pumpe 19 angeschlossen. Ferner ist der Kolbenraum 10 über die Leitungen 21, 22 und 24 mit einem Drosselrückschlagventil 23 und einem vorgespannten Speicher 25 verbunden.
  • Die Drosselrückschlagventile 14 und 23 können mit einer konstanten oder verstellbaren Durchflusscharakteristik ausgestattet sein.
  • Die Pumpe 19 kann Öl in beide Richtungen fördern (d. h. von Leitung 17 nach Leitung 18 und umgekehrt) und auch umgekehrt, von einer Druckdifferenz zwischen den Leitungen 17 und 18 angetrieben werden, d. h. generatorisch arbeiten.
  • Die Pumpe 19 ist mit einen Elektromotor 20 verbunden, der in allen 4 Quadranten (d. h. sowohl als Motor wie auch als Generator in beiden Drehrichtungen) arbeiten kann. Durch eine Drehzahlsteuerung des Motors ist es möglich, das Öl zwischen den ringraumseitigen Komponenten und den kolbenraumseitigen Komponenten dynamisch zu verschieben und so die Kraft des Aktors zu regulieren.
  • In der mittleren Ruhelage des Kolbens sind die beiden Speicher 16 und 25 und damit das gesamte System mit demselben Druck vorgespannt. Der Vorspanndruck des Systems muss nur so hoch sein, dass unter allen Fahrsituationen keine Kavitation des Öls auftreten kann. Diese Forderung wird durch ein Druckniveau erfüllt, welches im Bereich konventioneller Dämpfervorspannungen (z. B. 25 bar) liegt. Dadurch entsteht nur eine geringe Druckkraft auf die Dichtung zwischen Kolbenstange 1 und Zylinder 2 und somit eine geringe Reibung des Aktors im Bereich geringer Aktorkräfte (d. h. Drücke).
  • Der Aktor hat in seiner Mittellage eine geringe Grundkraft, die sich aus dem Vorspanndruck und der Querschnittsfläche der Kolbenstange 1 errechnet. Diese Kraft ist aber wesentlich geringer als die zum Tragen eines Fahrzeugaufbaus erforderliche Kraft. Wenn der Aktor in die Achse eines Fahrzeugs integriert wird, ist also zusätzlich eine Tragfeder 30 erforderlich, die beispielsweise als Spiralfeder (4) oder Luftfeder (6) konzipiert sein kann.
  • Die Speicher 16 und 25 weisen eine progressive Kraftcharakteristik auf, wie beispielsweise Membranspeicher oder Kolbenspeicher, die mit einem kompressiblen Gas vorgespannt sind. Dadurch steigt die Steifigkeit der Speicher 16 und 17 mit dem Druck an und der Volumenstrombedarf der Pumpe 19 sinkt mit zunehmender Druckdifferenz zwischen den Leitungen 17 und 18. Bei der vorliegenden Erfindung geschieht dies bei beiden Drehrichtungen der Pumpe 19: Wenn das Öl aus der Mittelstellung heraus in die Leitung 17 gefördert wird, steigt der Druck im Speicher 16 progressiv an und es entsteht eine Zugkraft im Aktor (d. h. der Aktor möchte sich zusammenziehen). Wenn das Öl aus der Mittelstellung heraus in die Leitung 18 gefördert wird, steigt der Druck im Speicher 25 progressiv an und es entsteht eine Druckkraft im Aktor (d. h. der Aktor möchte sich verlängern). Die Progressivität der Speicher kommt also in beiden Wirkrichtungen zum Tragen, so dass das System einen geringen Leistungs- und Energiebedarf zum Aufbau von Kräften benötigt. Als Beispiel in ein typischer progressiver Steifigkeitsverlauf des Aktors über der Aktorkraft in 2 dargestellt.
  • Ferner sorgt das Drosselrückschlagventil 14 dafür, dass der Druck in Leitung 13 (und damit im Ringraum) schneller ansteigt als im Speicher 16, wenn Öl über die Leitungen 13 und 15 in den Speicher fließt. Entsprechendes gilt für das Drosselrückschlagventil 23. Dadurch hat das System eine hohe Dynamik beim Kraftaufbau.
  • Schließlich sorgen die Drosselrückschlagventile 14 und 23 für eine Dämpfung der Radbewegung bei Straßenanregungen. Ein Teil der durch die Straßenanregung induzierten Energie kann durch einen generatorischen Betrieb der Pumpe 19 und des Motors 20 zurück gewonnen und ins Bordnetz des Fahrzeugs gespeist werden.
  • Für eine beispielhafte Auslegung ist in 3 die Belastung der Pumpe 19 bei einem sehr raschen Kraftauf- und Abbau des Aktors gezeigt (dicke Linie). Durch die besondere Charakteristik des Druckaufbaus in der vorliegenden Erfindung ist der Leistungsbedarf in den Quadranten I und III (d. h. das Produkt aus Drehzahl und Moment ist größer als null) über weite Zeit nahezu konstant (vgl. die gestrichelt dargestellten Hyperbeln gleicher Leistung), d. h. die verfügbare Leistung des Elektromotors kann vollständig und optimal genutzt werden. Weiterhin ist es möglich, die während eines Druckaufbaus in den Speichern 16 und 25 gespeicherte Energie beim Druckabbau wieder teilweise zurück zu gewinnen, indem die Pumpe 19 und der Motor 20 generatorisch arbeiten und von der Druckdifferenz zwischen den Leitungen 17 und 18 angetrieben werden. Dies ist in 2 in den Quadranten II und IV der Fall (d. h. das Produkt aus Drehzahl und Moment ist kleiner als null). Dadurch sinkt der Energiebedarf der vorliegenden Erfindung deutlich.
  • Wenn die Kraft des Aktors hingegen nur schwach variieren, aber Kolben 3 und Zylinder 2 relativ zueinander verfahren werden sollen (Niveauverstellung), dann fördert die Pumpe 19 das Öl direkt vom Ringraum 9 in den Kolbenraum 10 (Aktor wird länger) bzw. umgekehrt vom Kolbenraum 10 in den Ringraum 9 (Aktor wird kürzer). Weil der Druck in den Leitungen 17 und 18 dabei nur geringfügig auseinander läuft, ist für die Niveauverstellung nur wenig Leistung erforderlich. Dadurch kann das Niveau sehr rasch verstellt werden.
  • Für den Leistungsbedarf des Motors 20 sind nur die Verstellgeschwindigkeit und die Höhe der Kraft entscheidend. Der Gesamthub des Aktors (d. h. der Federweg des Rades 28 gegenüber dem Aufbau 31) spielt keine Rolle. Daher wird der Federweg bei der vorliegenden Erfindung nicht durch den Aktor begrenzt.
  • 4 bis 8 zeigen, wie der Aktor in die Achse eines Fahrzeugs integriert werden kann.
  • In 4 ist das Fußgelenk 8 am Federlenker 26 befestigt. Der Flansch 4 ist mit dem Aufbau 31 des Fahrzeugs verbunden. Parallel zum Aktor nimmt die Tragfeder 30 (hier in Form einer Spiralfeder) das mittlere statische Gewicht des Fahrzeugaufbaus auf. Die Tragfeder leitet ihre Kraft über den Zylinder 2 und das Fußgelenk 8 ebenfalls in den Federlenker 26. Aktor und Tragfeder bilden zusammen ein Federbein, welches die Kraft zwischen Rad und Aufbau definiert. Die Führung des Rades 28 relativ zum Aufbau 31 übernehmen die Lenker 26 und 29, der Radträger 27 sowie hier nicht dargestellte weitere Stangen und Lenker. Vom Aktor führen zwei elastische hydraulische Leitungen 12 und 21 zu den am Aufbau befestigten Komponenten 1320 und 2225. Die Komponenten 1320 und 2225 werden besonders vorteilhaft zu einer kompakten Einheit kombiniert.
  • Bei den in 58 dargestellten Varianten der vorliegenden Erfindung müssen im Fahrzeugaufbau nur noch die Komponenten 1320 verbaut werden und zwar besonders vorteilhaft zu einer kompakten Einheit kombiniert.
  • In 5 ist eine besonders vorteilhafte Ausführung der vorliegenden Erfindung dargestellt. Zwischen Zylinder 2 und Fußgelenk 26 ist hierbei der Speicher 25 als tragendes Element in den Aktor integriert. Auch das Drosselrückschlagventil 23 ist direkt an den Aktor montiert (extern) oder innerhalb des Aktors untergebracht (intern, vgl. 8).
  • In 6 ist eine ähnlich vorteilhafte Ausführung der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Tragfeder 30 ist hier als Luftfeder ausgestaltet, deren Luftmasse über eine zentrale Luftversorgung (nicht dargestellt) reguliert werden kann.
  • In 7 ist eine ähnlich vorteilhafte Ausführung der vorliegenden Erfindung für eine angetriebene Achse dargestellt. Weil die Antriebswelle 33 im unteren Bereich des Aktors Bauraum benötigt, ist der Zylinder 2 über eine schmale Stange, einen Bügel oder eine Gabel mit dem Fußgelenk 26 verbunden. Der Speicher 25 und das Drosselrückschlagventil 23 sind seitlich (extern) am Aktor montiert. Die Tragfeder kann auch als Spiralfeder ausgebildet sein.
  • In 8 ist eine ähnlich vorteilhafte Ausführung der vorliegenden Erfindung für eine angetriebene Achse dargestellt. Diese Bauform kämmt häufig an Hinterachsen zum Einsatz. Dabei sind die Tragfeder und der Aktor räumlich voneinander getrennt (sogenannte aufgelöste Bauweise statt des Federbeins in 47). Als weitere Besonderheit dieser Variante ist das Drosselrückschlagventil 23 in 8 direkt zwischen Zylinder 2 und Speicher 25 in den Aktor integriert. Alternativ kann das Drosselrückschlagventil 23 aber auch extern (vgl. 5) am Aktor angebracht werden. Die Tragfeder kann auch als Luftfeder ausgebildet sein.
  • Die vorliegende Erfindung baut sehr leicht. Zum einen durch die Verwendung von kompakten und leichten Hydrospeichern als Federelement (im Gegensatz zu Spiralfedern), zum zweiten durch die optimale Ausnutzung des elektrischen Motors an seiner Leistungsgrenze und zum dritten durch die sehr geringe Anzahl der benötigten Bauteile.
  • Wie die 48 zeigen, können die Tragfedern von bestehenden Achsen nahezu unverändert übernommen werden. Bei Luftfedersystemen kann die zentrale Luftversorgung (Kompressor, Filter, Ventilblock, Leitungen etc.) nahezu unverändert beibehalten werden. Weil der Aktor der vorliegenden Erfindung kurzfristig eine schnelle Niveauregulierung erlaubt, kann der üblicherweise eingesetzte zentrale Luftdruckspeicher eingespart werden. Der Aktor passt in den Bauraum, der in passiven und semiaktiven Federungs- und Dämpfungssystemen dem Dämpfer vorbehalten ist. Die Spiralfedern können wie üblich an die unterschiedlichen Fahrzeuggewichte angepasst werden (Drahtstärken, Unterlagen, Wicklungszahl). Der Aktor kann durch seinen großen Kraftbereich mit nur geringen Modifikationen (Kennlinie der Drosselrückschlagventile, Vorspanndrücke) an unterschiedliche Fahrzeugvarianten angepasst werden. Durch die geringe Anzahl der benötigten Bauteile ist eine kostengünstige Entwicklung und Fertigung möglich.
  • 9 zeigt ein besonders vorteilhaftes Prinzip, um die Kraft im Aktor bzw. Federbein zu regeln. In diesem Fall ist der Elektromotor als permanentmagneterregte Synchronmaschine (PMSM) ausgeführt.
  • Eine ECU misst die Strangströme ia, ib und ic und die Temperatur T im Motor, bzw. in unmittelbarer Nähe dazu (z. B. in den Leitungen 17 und 18). Über einen (hier nicht dargestellten) Resolver – entspricht dem Stand der Technik – wird ferner der Drehwinkel des Motors phi erfasst und von der ECU eingelesen.
  • Der Einfederweg des Rades 28 gegenüber der Karosserie 31 kann über den Winkelsensor 34 errechnet werden. Der Winkelsensor 34 ist über eine Hebelmechanik mit dem Aufbau 31 und entweder mit dem Federlenker 26 oder dem Querlenker 29 verbunden. Ferner liest die ECU von einem (hier nicht dargestellten) Steueralgorithmus die zu stellende Aktorkraft Fsoll ein und liefert die tatsächlich wirkende Kraft Fist zurück. Die ECU reguliert die Strangspannungen Va, Vb und Vc, um die Aktorkraft Fist der Sollkraft Fsoll nachzuführen.
  • Eine zu geringe Versorgungsspannung U, eine zu hohe Temperatur des Motors T, eine massive Störanregung des Rades oder generell eine Änderung der Sollkraft, die so dynamisch ist, dass sie die Dynamik des Aktors übersteigt, können Gründe dafür sein, dass der Aktor die Sollkraft vorübergehend nicht erreichen kann.
  • Es soll nun beschrieben werden, wie in der ECU über ein Beobachtermodell die aktuell wirkende Kraft des Aktors Fist geschätzt werden kann. Diese errechnet sich aus dem Druck im Ringraum pR, dem Druck im Kolbenraum pK und (optional) einer druckabhängigen Reibung der Zylinderdichtung zu Fist = pR·AR – pK·AK – FReib(pR) Gl. 1
  • Dabei bezeichnet AR die Querschnittsfläche des Kolbens ringraumseitig und AK die Querschnittsfläche des Kolbens kolbenraumseitig. Der Reibkraftverlauf kann über Kalibriermessungen gewonnen werden. Die Drücke pR und pK sind zunächst unbekannt und sollen aus einer Beobachtung des gesamten Aktors geschätzt werden.
  • Dazu wird aus dem Signal des Winkelsensors 34 über eine zeitliche Ableitung die Einfedergeschwindigkeit des Kolbens 3 gegenüber dem Zylinder 2 errechnet: x = c·phiN Gl. 2 dx/dt = c·dphiN/dt Gl. 3
  • Dabei ist c eine Konstante, die aus einer Kalibriermessung gewonnen wird. Der Einfederweg x wird über die ECU auch anderen Steuergeräten im Fahrzeug zur Verfügung gestellt.
  • Der Volumenstrom der Pumpe (aus Leitung 18 in Leitung 17) wird errechnet über Q = k1(dphi/dt, Δp) Gl. 4
  • Dabei ist k1 ein Pumpenkennfeld, welches von der Winkelgeschwindigkeit des Motors (dphi/dt) und (optional) dem Differenzdruck zwischen den Leitungen 17 und 18 abhängt und aus Kalibiermessungen gewonnen wird.
  • Aus der Einfedergeschwindigkeit dx/dt und dem Volumenstrom Q werden die Ölvolumenströme errechnet, die über die Leitungen 13 und 22 in die Speicher 16 und 25 fließen: Q13 = dx/dt·AR + Q Gl. 5 Q22 = –dx/dt·Ak – Q Gl. 6
  • Aus den aus Kalibiermessungen bekannten Durchflusscharakteristiken der Drosselrückschlagventile kann der Druckabfall über die Drosselrückschlagventile berechnet werden: Δp14 = kDR(Q13) Gl. 7 Δp22 = kDK(Q23) Gl. 8
  • Aus den Strangströmen ia, ib und ic kann das Moment ME errechnet werden, welches zwischen Rotor und Stator (also im Luftspalt) des Elektromotors 20 wirkt (Stand der Technik). ME = f(ia, ib, ic) Gl. 9
  • Mit der zweifachen Ableitung des Motorwinkels ddphi/ddt und dem bekannten Massenträgheitsmoment von Rotor und Pumpe I sowie (optional dem Reibmoment der Pumpe MR) folgt damit das mechanische Moment, welches das Öl in den Leitungen 17 und 18 auf die Pumpe ausübt: MP = I·ddphi/ddt – ME + MR Gl. 10
  • Daraus kann über das aus Kalibriermessungen bekannte Pumpenkennfeld k2 unmittelbar der Differenzdruck zwischen den Leitungen 17 und 18 bestimmt werden. Δp = k2(MP, dphi/dt) Gl. 11
  • Für den Druck in den Speichern gilt p16 + Δp14 – (p25 + Δp22) = Δp Gl. 12
  • Nun sind sowohl p16 wie auch p25 zunächst unbekannt. Beim Stillstand des Fahrzeugs können allerdings aus dem bekannten Vorspanndruck des Systems, dem Einfederniveau x und der Temperatur T ein erster Schätzwert für den Speicherdruck ps und das Gasvolumen Vs berechnet werden. Im weiteren Verlauf der Fahrt kann dann der Schätzwert über die zeitliche Beobachtung der gemessen Sensorsignale verbessert werden, indem die Speicherkennlinie nach der folgenden Gleichung beobachtet wird. Für die Gasvolumina der Speicher gilt nämlich (allgemeine Gasgleichung) dp/dV = –ps·Vs·n·V^(–n–1) Gl. 13
  • Wobei sich die Volumenänderung dV/dt unmittelbar aus dem Ölvolumenstrom in den Speicher ergibt dV16/dt = –Q13 Gl. 14 dV25/dt = –Q22 Gl. 15
  • Der Polytropenexponent n variiert zwischen 1 und 1,4 in Abhängigkeit von der Temperatur T und dem Ölvolumenstrom in die Speicher. Dieser Zusammenhang kann aus Kalibriermessungen gewonnen werden. n13 = k3(T, Q13) n13 = {1, ..., 1,4} Gl. 16 n25 = k4(T, Q22) n25 = {1, ..., 1,4} Gl. 17
  • Für den gesuchten Druck in den Arbeitskammern gilt pR = p16 + Δp14 Gl. 18 pK = p25 + Δp23 Gl. 19
  • Durch ein zeitlich mitgeführtes Beobachtermodell nach den Gleichungen 1 bis 19 (z. B. nach Kalman oder Lueneberg) kann auf die aktuell wirkende Kraft des Aktors Fist geschlossen werden.
  • Ferner kann aus den Strangspannungen Va bis Vc und -strömen ia bis ic die aktuell vom Aktor benötigte bzw. zur Verfügung gestellte elektrische Leistung P errechnet und an das Bordnetzmanagement des Fahrzeugs übermittelt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - WO 2005047032 [0003]

Claims (3)

  1. Federungssystem für ein Fahrzeug, mit einem hydraulischen Aktor (100) und einem Hydraulikfluid aufnehmenden Speicher (16, 25), wobei zwischen Speicher (16, 25) und Aktor (100) eine Motor-Pumpe-Einheit (20, 19) angeordnet ist, die dazu befähigt ist, das Hydraulikfluid vom Aktor (100) in den Speicher (16, 25) oder aus dem Speicher (16, 25) in den Aktor (100) zu fördern, dadurch gekennzeichnet, dass die Motor-Pumpe-Einheit (20, 19) durch eine Rechen-/Steuereinheit (35) gesteuert wird.
  2. Federungssystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Rechen-/Steuereinheit (35) die Motor-Pumpe-Einheit (20, 19) in Abhängigkeit eines Lastfalls steuert.
  3. Federungssystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Rechen-/Steuereinheit (35) auf wenigstens einen Aktor (100) eines Fahrwerkes wirkt.
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Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011101176A1 (de) 2011-05-11 2012-02-16 Daimler Ag Feder- und/oder Dämpfervorrichtung
WO2012149949A1 (de) * 2011-05-03 2012-11-08 Daimler Ag Landgebundenes personenkraftfahrzeug mit einer entkopplungsvorrichtung sowie verfahren zum entkoppeln einer karosserie des landgebundenen personenkraftfahrzeugs
WO2013050205A1 (de) * 2011-10-06 2013-04-11 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Fahrzeug-radaufhängung mit einem hydraulischen schwingungs-dämpfer
DE102012001535A1 (de) 2012-01-27 2013-08-01 Daimler Ag Federdämpfervorrichtung mit einer aktiv steuerbaren Luftfeder und einem hydraulischen Aktor sowie ein Verfahren zum Steuern der Federdämpfervorrichtung
DE102012001532A1 (de) 2012-01-27 2013-08-01 Daimler Ag Federdämpfervorrichtung eines Kraftfahrzeugs mit einer zweiflutigen hydraulischen Energiequelle
DE102012014890A1 (de) 2012-07-27 2014-01-30 Daimler Ag Erkennen eines Beladungszustands eines Kraftfahrzeugs durch Messen eines hydraulischen Drucks
US20140190156A1 (en) * 2013-01-08 2014-07-10 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Passive and active suspension with optimization of energy usage
WO2015165912A1 (de) * 2014-04-29 2015-11-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Anordnung eines einem rad eines fahrzeugs zugeordneten schwingungsdämpfers
US9586456B2 (en) 2013-07-25 2017-03-07 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Recuperating passive and active suspension
GB2547479A (en) * 2016-02-22 2017-08-23 Jaguar Land Rover Ltd Suspension assembly for a vehicle
US9784288B2 (en) 2011-11-01 2017-10-10 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Energy harvesting passive and active suspension
CN107588150A (zh) * 2017-10-19 2018-01-16 燕山大学 特大负载液压缓冲器
US20190047350A1 (en) * 2015-09-25 2019-02-14 Zf Friedrichshafen Ag Vibration Damper, Method For Operating A Vibration Damper, Control Device And Motor Vehicle
US10358010B2 (en) 2017-06-05 2019-07-23 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Interlinked active suspension
US10434835B2 (en) 2016-02-24 2019-10-08 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Monotube active suspension system having different system layouts for controlling pump flow distribution
DE102018108316A1 (de) * 2018-04-09 2019-10-10 Thyssenkrupp Ag Verbindung, Anordnung und Verfahren
CN111433058A (zh) * 2017-12-06 2020-07-17 奥迪股份公司 用于机动车的减震器的附加弹簧以及用于机动车的减震器的减震支承装置
EP3867087A4 (de) * 2018-10-19 2022-07-13 Clearmotion, Inc. Verfahren und vorrichtung zum betrieb eines aufhängungssystems

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012021018A1 (de) * 2012-10-26 2014-05-15 Audi Ag Generator mit elektrischem Getriebe
DE102013021589A1 (de) 2013-12-19 2015-06-25 Daimler Ag Dämpfungseinrichtung für eine Radaufhängung eines Fahrzeugs
DE102014011549A1 (de) 2014-08-08 2015-04-02 Daimler Ag Federungs- und/oder Dämpfungseinrichtung für eine Radaufhängung eins Fahrzeugs
DE102014225926A1 (de) * 2014-12-15 2016-06-16 Zf Friedrichshafen Ag Schwingungsdämpfer sowie Kraftfahrzeug
DE202021101206U1 (de) 2021-03-10 2022-06-15 Dana Italia S.R.L. Baugruppe für eine hydraulisch aufgehängte Fahrzeugachse und Fahrzeugachse, die diese Baugruppe enthält

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005047032A1 (de) 2003-11-13 2005-05-26 Daimlerchrysler Ag Federungssystem für ein kraftfahrzeug

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3902743C1 (en) 1989-01-31 1990-07-26 Daimler-Benz Aktiengesellschaft, 7000 Stuttgart, De Active wheel or axle support
DE10029150C1 (de) 2000-06-14 2001-08-16 Mannesmann Sachs Ag Druckbehälter, insbesondere für einen Schwingungsdämpfer

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005047032A1 (de) 2003-11-13 2005-05-26 Daimlerchrysler Ag Federungssystem für ein kraftfahrzeug

Cited By (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012149949A1 (de) * 2011-05-03 2012-11-08 Daimler Ag Landgebundenes personenkraftfahrzeug mit einer entkopplungsvorrichtung sowie verfahren zum entkoppeln einer karosserie des landgebundenen personenkraftfahrzeugs
DE102011101176B4 (de) * 2011-05-11 2015-07-16 Daimler Ag Feder- und/oder Dämpfervorrichtung
DE102011101176A1 (de) 2011-05-11 2012-02-16 Daimler Ag Feder- und/oder Dämpfervorrichtung
WO2013050205A1 (de) * 2011-10-06 2013-04-11 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Fahrzeug-radaufhängung mit einem hydraulischen schwingungs-dämpfer
US9090141B2 (en) 2011-10-06 2015-07-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vehicle wheel suspension with a hydraulic vibration damper
US9784288B2 (en) 2011-11-01 2017-10-10 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Energy harvesting passive and active suspension
DE102012001535A1 (de) 2012-01-27 2013-08-01 Daimler Ag Federdämpfervorrichtung mit einer aktiv steuerbaren Luftfeder und einem hydraulischen Aktor sowie ein Verfahren zum Steuern der Federdämpfervorrichtung
DE102012001532A1 (de) 2012-01-27 2013-08-01 Daimler Ag Federdämpfervorrichtung eines Kraftfahrzeugs mit einer zweiflutigen hydraulischen Energiequelle
DE102012014890A1 (de) 2012-07-27 2014-01-30 Daimler Ag Erkennen eines Beladungszustands eines Kraftfahrzeugs durch Messen eines hydraulischen Drucks
WO2014015963A1 (de) 2012-07-27 2014-01-30 Daimler Ag Erkennen eines beladungszustands eines kraftfahrzeugs durch messen eines hydraulischen drucks
US9481221B2 (en) 2013-01-08 2016-11-01 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Passive and active suspension with optimization of energy usage
US20140190156A1 (en) * 2013-01-08 2014-07-10 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Passive and active suspension with optimization of energy usage
US9586456B2 (en) 2013-07-25 2017-03-07 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Recuperating passive and active suspension
CN105992888A (zh) * 2014-04-29 2016-10-05 宝马股份公司 配设于车辆车轮的减振器的系统
US20170043639A1 (en) * 2014-04-29 2017-02-16 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vibration Damper of a Vehicle Wheel
WO2015165910A3 (de) * 2014-04-29 2016-01-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Schwingungsdämpfer eines fahrzeug-rads
CN105992698A (zh) * 2014-04-29 2016-10-05 宝马股份公司 车轮的减振器
WO2015165912A1 (de) * 2014-04-29 2015-11-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Anordnung eines einem rad eines fahrzeugs zugeordneten schwingungsdämpfers
US10562365B2 (en) 2014-04-29 2020-02-18 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vibration damper of a vehicle wheel
CN105992698B (zh) * 2014-04-29 2018-01-30 宝马股份公司 车轮的减振器
CN105992888B (zh) * 2014-04-29 2018-09-28 宝马股份公司 配设于车辆车轮的减振器的系统
US20190047350A1 (en) * 2015-09-25 2019-02-14 Zf Friedrichshafen Ag Vibration Damper, Method For Operating A Vibration Damper, Control Device And Motor Vehicle
GB2547479A (en) * 2016-02-22 2017-08-23 Jaguar Land Rover Ltd Suspension assembly for a vehicle
GB2547479B (en) * 2016-02-22 2019-04-17 Jaguar Land Rover Ltd Suspension assembly for a vehicle
US10434835B2 (en) 2016-02-24 2019-10-08 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Monotube active suspension system having different system layouts for controlling pump flow distribution
US10358010B2 (en) 2017-06-05 2019-07-23 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Interlinked active suspension
CN107588150A (zh) * 2017-10-19 2018-01-16 燕山大学 特大负载液压缓冲器
CN111433058A (zh) * 2017-12-06 2020-07-17 奥迪股份公司 用于机动车的减震器的附加弹簧以及用于机动车的减震器的减震支承装置
DE102018108316A1 (de) * 2018-04-09 2019-10-10 Thyssenkrupp Ag Verbindung, Anordnung und Verfahren
DE102018108316B4 (de) 2018-04-09 2020-01-16 Thyssenkrupp Ag Verbindung, Anordnung und Verfahren für einen Schwingungsdämpfer und ein Anbauteil einer Radaufhängung
US11230153B2 (en) 2018-04-09 2022-01-25 Thyssenkrupp Bilstein Gmbh Connection, assembly, and method
EP3867087A4 (de) * 2018-10-19 2022-07-13 Clearmotion, Inc. Verfahren und vorrichtung zum betrieb eines aufhängungssystems

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Publication number Publication date
DE102010014185A1 (de) 2011-01-13

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