DE102010008315B4 - Fahrzeug und Vorrichtung zur Energiegewinnung für eine Verwendung an einem Fahrzeug - Google Patents

Fahrzeug und Vorrichtung zur Energiegewinnung für eine Verwendung an einem Fahrzeug Download PDF

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Abstract

Vorrichtung zur Energiegewinnung für eine Verwendung an einem Fahrzeug, wobei die Vorrichtung umfasst:
einen Stoßdämpfer (106, 122), der umfasst:
eine Staubrohr-Baugruppe (126);
eine Einfederungsanschlag-Baugruppe (152, 170), die in der Staubrohr-Baugruppe (126) an einem ersten Ende von dieser befestigt ist; und
eine Dämpferrohr-Baugruppe (124), die für eine teleskopische Bewegung in der Staubrohr-Baugruppe (126) und durch ein zweites Ende von dieser hindurch befestigt ist, wobei die Einfederungsanschlag-Baugruppe (152, 170) ausgebildet ist, um von der Dämpferrohr-Baugruppe (124) angestoßen zu werden; und
eine piezoelektrische Einrichtung (160, 171), die mit der Einfederungsanschlag-Baugruppe (152, 170) gekoppelt ist.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug und eine Vorrichtung zur Energiegewinnung für eine Verwendung an einem Fahrzeug.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Zunehmende Forderungen nach besserer Kraftstoffwirtschaftlichkeit haben zu Verbesserungen und Entwicklungen bei Hybridfahrzeugen, Elektrofahrzeugen und Fahrzeugen geführt, die mit Brennstoffzellen oder Dieselkraftstoff angetrieben werden. Die Anstrengungen seitens der Kraftfahrzeugindustrie zum Verbessern der Kraftstoffwirtschaftlichkeit umfassten Verringerungen der Masse, eine verbesserte Aerodynamik, ein aktives Kraftstoffmanagement, Motoren mit Direkteinspritzung, Motoren mit homogener Kompressionszündung und Hybridmotoren, ohne auf diese beschränkt zu sein. Es werden kontinuierlich noch andere Mechanismen, Techniken und Energiequellen gesucht, welche die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessern werden. Zu diesem Zweck hat die Verwendung von piezoelektrischen Materialien zur Energiegewinnung in den letzten Jahren viel Aufmerksamkeit erfahren. Wie wohlbekannt ist, umfasst der piezoelektrische Effekt die Umwandlung einer mechanischen Belastung in einen elektrischen Strom oder eine elektrische Spannung. Viele unterschiedliche Quellen könnten die erforderliche Belastung liefern; z. B. eine menschliche Bewegung, eine seismische Aktivität, Schwingungen usw.
  • Es ist allgemein bekannt, dass Fahrzeuge Schwingungen ausgesetzt sind, insbesondere während sie gefahren werden. Diese Schwingungen wurden typischerweise als unerwünscht angesehen. Tatsächlich ging viel Aufwand in die Entwicklung von Aufhängungssystemen, die Federn, Stoßdämpfer und dergleichen umfassen, die für Fahrzeugstabilität sorgen und den Fahrgastraum des Fahrzeugs gegenüber einer Schwingung isolieren, die beispielsweise durch ein Fahren auf unebenen oder auf andere Weise gewundenen Straßen verursacht wird. Beispielsweise werden elastische Anschläge, wie beispielsweise elastomere Einfederungsanschläge, typischerweise in Fahrzeug-Aufhängungssystemen verwendet, um Stöße zwischen zwei Metallelementen, wie beispielsweise einem Rahmenelement und einem Querlenker, abzufedern. Der Einfederungsanschlag wird verwendet, um die Aufhängung schrittweise zu versteifen, wenn diese das Ende ihres Einfederungswegs erreicht. Dies federt den Stoß ab, wodurch ein Geräusch oder andere unerwünschte Konsequenzen des Stoßes verringert werden.
  • Momentan geht die Energie verloren, die mit diesen Schwingungen verbunden ist. Ein Gewinnen und Verwenden dieser Energie würde jedoch eine zusätzliche Energiequelle liefern, die verwendet werden könnte, um die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu verbessern. Die Möglichkeit, diese zusätzliche Energiequelle anzuzapfen, während die Vorteile von modernen Fahrzeug-Aufhängungssystemen nicht beeinträchtigt werden, würde einen großen Vorteil sowohl für die Kraftfahrzeugindustrie als auch für deren Kunden darstellen.
  • Aus der Druckschrift DE 698 31 118 T2 ist ein Stoßdämpfer mit einem Einfederungsanschlag bekannt. Die Druckschriften US 5 105 918 A , EP 0 337 797 B1 und US 5 160 162 A offenbaren jeweils Stoßdämpfer mit piezoelektrischen Sensoren.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Gemäß einer Ausführungsform wird eine Vorrichtung zur Energiegewinnung für eine Verwendung an einem Fahrzeug geschaffen. Die Vorrichtung umfasst einen Stoßdämpfer, der eine Staubrohr-Baugruppe, eine Einfederungsanschlag-Baugruppe, die in der Staubrohr-Baugruppe an einem ersten Ende von dieser befestigt ist, und eine Dämpferrohr-Baugruppe aufweist, die für eine teleskopische Bewegung in der Staubrohr-Baugruppe und durch ein zweites Ende von dieser hindurch befestigt ist, wobei die Einfederungsanschlag-Baugruppe ausgebildet ist, um von der Dämpferrohr-Baugruppe angestoßen zu werden. Eine piezoelektrische Einrichtung ist mit der Einfederungsanschlag-Baugruppe gekoppelt.
  • Figurenliste
  • Die Ausführungsformen werden nachstehend in Verbindung mit den folgenden Zeichnungsfiguren beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und
    • 1 eine isometrische Ansicht eines herkömmlichen Fahrzeug-Aufhängungssystems ist;
    • 2 ein Funktionsblockdiagramm einer Vorrichtung zur Energiegewinnung gemäß einer ersten Ausführungsform ist;
    • 3 eine Querschnittsansicht eines Stoßdämpfers ist;
    • 4 eine isometrische Ansicht einer ersten Einfederungsanschlag-Baugruppe gemäß einer ersten Ausführungsform ist;
    • 5 eine isometrische Ansicht einer zweiten Einfederungsanschlag-Baugruppe gemäß einer zweiten Ausführungsform ist;
    • 6 ein Funktionsblockdiagramm einer Gleichrichter- und Filterschaltung ist, die für eine Verwendung in den in 3, 4 und 5 gezeigten Vorrichtungen geeignet ist; und
    • 7, 8 und 9 beispielhafte Schwingungsverläufe sind, die an verschiedenen Punkten in dem in 6 gezeigten Blockdiagramm erscheinen.
  • BESCHREIBUNG EINER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Die folgende ausführliche Beschreibung ist nur beispielhafter Natur. Die Erfindung kann hierin anhand von funktionalen und/oder logischen Blockkomponenten und verschiedenen Verarbeitungsschritten beschrieben sein. Man sollte einsehen, dass derartige Blockkomponenten durch eine beliebige Anzahl von Hardware-, Software- und/oder Firmwarekomponenten realisiert werden können, die ausgebildet sind, um die beschriebenen Funktionen auszuführen. Zu Zwecken der Kürze werden herkömmliche Techniken und Systeme, welche die Halbleiterbearbeitung, die Transistortheorie, die Einbettung und die Leistungsmodule betreffen, hierin nicht im Detail beschrieben.
  • Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf Elemente oder Knotenpunkte oder Merkmale, die miteinander „verbunden“ oder „gekoppelt“ sind. Wie hierin verwendet, und wenn es nicht auf andere Weise ausdrücklich dargelegt ist, bedeutet „verbunden“, dass ein Element/Knotenpunkt/Merkmal in einem mechanischen, logischen, elektrischen oder anderen geeigneten Sinn mit einem anderen Element, Knotenpunkt oder anderen Merkmal direkt verbunden ist (oder mit diesem direkt kommuniziert). Auf ähnliche Weise, und wenn es nicht ausdrücklich auf andere Weise dargelegt ist, bedeutet „gekoppelt“, dass ein Element/Knotenpunkt/Merkmal in einem mechanischen, logischen, elektrischen oder anderen geeigneten Sinn mit einem anderen Element/Knotenpunkt/Merkmal direkt oder indirekt verbunden ist (oder direkt oder indirekt mit diesem kommuniziert). Der Ausdruck „beispielhaft“ wird in dem Sinn von „Beispiel“ anstatt „Modell“ verwendet. Obwohl die Figuren beispielhafte Anordnungen von Elementen darstellen können, können ferner zusätzliche dazwischentretende Elemente, Einrichtungen, Merkmale und Komponenten bei einer praktischen Ausführungsform der Erfindung vorhanden sein.
  • Piezoelektrizität ist eine Eigenschaft bestimmter Materialien, ein elektrisches Potential zu erzeugen, wenn sie einer mechanischen Spannung ausgesetzt werden. Bekannte piezoelektrische Materialien umfassen natürlich auftretende Kristalle, künstliche Kristalle und bestimmte Keramiken, ohne auf diese beschränkt zu sein. Kürzlich wurden zweipolige, piezoelektrische Wandler aus Faserverbundwerkstoff entwickelt, die gegenüber piezoelektrischen Volumenkeramiken bestimmte Vorteile aufweisen. Sie sind beispielsweise leichter, flexibler und robuster. Höhere piezoelektrische Spannungskoeffizienten können mit piezoelektrischen Faserverbundwerkstoffen erhalten werden, was zu mehr erzeugter Leistung führt. Darüber hinaus können piezoelektrische Faserverbundwerkstoffe günstiger für benutzerdefinierte Formen erzeugt werden. Sie liefern infolge eines Teilens der Faserführung eine erhöhte Festigkeit gegenüber monolithischen Materialien, und sie können mit haltbaren Polyethylenplatten für eine zusätzliche Belastbarkeit laminiert werden. Piezoelektrische Faserverbundwerkstoffe können einzeln oder mehrfach parallel verwendet werden, um Leistung für eine ausgedehnte Zeitdauer zu akkumulieren. Derartige Einrichtungen sind wohlbekannt und von Advanced Cerametrics, Inc., ansässig in Lambertville, N.J., kommerziell verfügbar.
  • 1 stellt ein typisches Fahrzeug-Aufhängungssystem 100 dar, das eine gefederte Masse, wie beispielsweise ein Rahmenelement 102, eine ungefederte Masse, wie beispielsweise einen Querlenker 104, und einen Stoßdämpfer 106 umfasst, der zwischen dem Rahmenelement 102 und dem Querlenker 104 gekoppelt ist. Der Stoßdämpfer 106 kann mit dem Rahmenelement 102 und dem Querlenker 104 durch ein beliebiges geeignetes Mittel gekoppelt sein, einschließlich von Befestigungsklammern und Befestigungselementen, wie es beispielsweise bei 108 bzw. 110 gezeigt ist. Die obere und/oder untere Befestigung 108 und 110 können eine Buchse aufweisen, um für eine begrenzte Querbewegung zwischen der gefederten und der ungefederten Masse des Fahrzeugs zu sorgen. Während der Fahrzeugbewegung liefert der Stoßdämpfer 106 derart ein flexibles und gedämpftes Ansprechen auf eine im Wesentlichen vertikale Bewegung zwischen der gefederten und der ungefederten Masse, dass solche Bewegungen begrenzt und stabilisiert werden und dadurch ein komfortableres Fahren für die Insassen geschaffen wird.
  • 2 ist ein Funktionsblockdiagramm einer Vorrichtung zum Erzeugen von Energie, die einen piezoelektrischen Faserverbundwerkstoff (PFC) 112 mit einer einzelnen Lage oder mehreren gestapelten Lagen verwendet (in 2 als ein Stapel mit mehreren Lagen gezeigt), der einen AC-Ausgang aufweist, der mit einem Energiewandler 114 (z. B. einen Gleichrichter) gekoppelt ist. Der Ausgang des Energiewandlers 114 ist mit einer Energiespeichereinrichtung 116 gekoppelt (z. B. einem Kondensator und/oder einer Batterie). Der Ausgang des Energiewandlers 114 kann auch mit einem elektrischen System 118 des Fahrzeugs gekoppelt sein, oder er kann, wenn dies gewünscht ist, Leistung an einen oder mehrere Sensoren 120 liefern, die wiederum Information an einen oder mehrere der fahrzeugeigenen Prozessoren liefern.
  • 3 ist eine Querschnittsansicht eines typischen Stoßdämpfers 122. Dieser umfasst eine Dämpferrohr-Baugruppe 124, ein zylindrisches Außengehäuse oder eine Staubrohr-Baugruppe 126, eine Kolbenstange 128, einen Kolben 130, der durch eine Mutter 134 an der Kolbenstange 128 befestigt ist, einen Stopper 132 für einen Einfederungsanschlag, eine elastomere Einfederungsanschlag-Baugruppe, eine obere Befestigungsbaugruppe 136 und eine untere Befestigungsklammer 138. Der Stoßdämpfer 122 ist auf eine herkömmliche Weise an einem ersten Ende 140 unter Verwendung einer Öffnung 142 in der Klammer 138, die ausgebildet ist, um ein geeignetes Befestigungselement aufzunehmen, mit dem unteren Querlenker 104 (1) gekoppelt. Der Stoßdämpfer 122 ist auf eine ähnliche, herkömmliche Weise an einem zweiten Ende mittels einer selbstverriegelnden Flanschmutter 144, die auf ein Gewindeende 146 der Kolbenstange 128 geschraubt ist, mit dem Rahmenelement 102 gekoppelt. Die Dämpferrohr-Baugruppe 124 ist an einem unteren Ende 148 der Dämpferrohr-Baugruppe 124 mit der Befestigungsklammer 138 gekoppelt (und sie ist daher mit der ungefederten Fahrzeugmasse gekoppelt), und sie ist an einem oberen Ende 150 mit dem Stopper 132 für den Einfederungsanschlag verbunden. Die Kolbenstange 128 ist in dem Dämpferrohr 124 positioniert und erstreckt sich durch den Stopper 132 für den Einfederungsanschlag.
  • Ein Einfederungsanschlag 152 besteht beispielsweise aus einem elastomeren Material, wie beispielsweise Polyurethan, ist mit einer Klammer 154 für den Einfederanschlag gekoppelt und konzentrisch um die Kolbenstange 128 angeordnet. Das Staubrohr 126 ist mit der oberen Befestigungsbaugruppe 136 gekoppelt (und dadurch mit der gefederten Fahrzeugmasse) und erstreckt sich konzentrisch um das Dämpferrohr 124. Das Dämpferrohr 124 und das Staubrohr 126 sind folglich für eine teleskopische Bewegung bezogen aufeinander ausgebildet. Das heißt, dass das Dämpferrohr 124 frei ist, sich in das Staubrohr 126 und aus diesem heraus zu bewegen oder in dieses oder aus diesem heraus zu schwingen, wenn das Fahrzeug Störungen in der Straße antrifft, wie beispielsweise Erhebungen und dergleichen.
  • Typischerweise ist der Kolben 130 mit mehreren Kanälen 131 durch diesen versehen; z.B. Niedriggeschwindigkeits-Ausströmlöcher, eine Kompressionsöffnung und eine Ausfederungsöffnung. Der Kolben 130 ist an den inneren Seitenwänden der Dämpferrohr-Baugruppe 124 abgedichtet, was das gesamte Fluid dazu zwingt, durch die Ausströmlöcher und/oder die Einfederungsöffnung und die Kompressionsöffnung sowie durch diesen zugeordnete Ventile (nicht gezeigt) zu strömen, um die erforderliche Dämpfungskraft zu liefern.
  • Wenn die Oberfläche der befahrenen Straße rau ist (d. h. Erhebungen, Schlaglöcher und dergleichen enthält) wird die Dämpferrohr-Baugruppe 124 oft in das Staubrohr 126 gedrückt, was bewirkt, dass der Stopper 132 für den Einfederungsanschlag an der Einfederungsanschlag-Baugruppe 152 anstößt und diese komprimiert.
  • 4 ist eine isometrische Ansicht einer ringförmigen Einfederungsanschlag-Baugruppe 152 gemäß einer ersten Ausführungsform. Sie umfasst eine piezoelektrische Einrichtung, beispielsweise in der Form einer piezoelektrischen Scheibe 160 aus Faserverbundwerkstoff (von dem oben beschriebenen Typ), die in das elastomere Einfederungsanschlagsmaterial 162 in der Nähe der Oberfläche 164 eingebettet ist. Wenn sie in dem in 3 gezeigten Stoßdämpfer verwendet wird, wird die Oberfläche 164, und daher die piezoelektrische Scheibe 160, in der Nähe der Klammer 154 für den Einfederungsanschlag positioniert, wie sie in 3 gezeigt ist. Anschlüsse 166 der piezoelektrischen Scheibe 160 können, wenn dies gewünscht ist, mittels Leitungen 170 mit einem Energiewandler (z. B. einem Gleichrichter in 3) gekoppelt sein. Der Gleichrichter 168 kann mit einem Verbinder 172 ausgestattet sein. Wenn sie in der oben beschriebenen Weise ausgebildet ist, wird die piezoelektrische Scheibe jedes Mal belastet, wenn der Stopper 132 für den Einfederungsanschlag mit der Einfederungsanschlag-Baugruppe 152 in Eingriff gelangt und diese komprimiert, was bewirkt, dass eine Spannung über ihre Anschlüsse erzeugt wird. Diese AC-Energie kann für eine Umwandlung in DC-Energie an den Gleichrichter 168 angelegt werden, die verwendet werden kann, um einen oder mehrere Sensoren mit Energie zu versorgen und/oder um in einer Batterie und/oder einem Kondensator gespeichert zu werden.
  • 5 ist eine isometrische Ansicht einer Einfederungsanschlag-Baugruppe 170 gemäß einer anderen Ausführungsform. Sie unterscheidet sich nur bezüglich der Anordnung der piezoelektrischen Scheibe 171. Bei dieser Ausführungsform ist die piezoelektrische Scheibe 171 an einer Außenfläche des Einfederungsmaterials 174 derart angebracht, dass dann, wenn der Einfederungsanschlag 170 in dem in 3 gezeigten Stoßdämpfer verwendet wird, die piezoelektrische Scheibe 171 der Klammer 154 für den Einfederungsanschlag ausgesetzt ist und sich in deren Nähe befindet.
  • 6 ist ein Blockdiagramm einer Gleichrichterschaltung 168, die für eine Verwendung in Verbindung mit den Ausführungsformen, die in 3, 4 und 5 gezeigt sind, geeignet ist. 7, 8 und 9 stellen beispielhafte Schwingungsverläufe 113, 182 und 184 dar, die an verschiedenen Stellen in dem in 6 gezeigten Blockdiagramm erscheinen, wie unten vollständiger beschrieben wird.
  • Auf 6 - 9 Bezug nehmend, wird das AC-Signal (113 in 2), das an den Ausgängen 166 der piezoelektrischen Scheibe (4) erscheint, an einen Vollwellengleichrichter 186 angelegt. Die gleichgerichteten Signale 182 (in 8 gezeigt), die an dem Ausgang des Gleichrichters 186 erscheinen, werden an einen Tiefpassfilter 188 angelegt, um das Signal 184 zu erzeugen (in 9 gezeigt).
  • Somit wurde eine Vorrichtung dargestellt, die Energie gewinnt, die erzeugt wird, wenn auf ein Aufhängungssystem eines Fahrzeugs durch Störungen (Erhebungen, Schlaglöcher usw.) in einer Straße eingewirkt wird. Eine Spannung und Dehnung an den Einfederungsanschlag-Baugruppen wird in elektrische AC-Energie in einer piezoelektrischen Einrichtung (z.B. einer piezoelektrischen Scheibe aus Faserverbundwerkstoff) umgewandelt. Die resultierende induzierte AC-Energie wird dann in eine Form umgewandelt, die für eine Speicherung und zur Verwendung durch das elektrische System des Fahrzeugs oder eine Speicherung in diesem geeignet ist.
  • Während zumindest eine beispielhafte Ausführungsform in der vorstehenden Zusammenfassung und der vorstehenden ausführlichen Beschreibung dargestellt wurde, sollte man einsehen, dass eine enorme Anzahl an Abwandlungen existiert. Beispielsweise könnte die Batterie oder der Kondensator mit dem Gleichrichter eingebettet oder separat eingebettet sein.
  • Die Gleichrichterbaugruppe könnte entfernt von dem Stoßdämpfer an einer separaten Struktur befestigt sein. Wenn dies gewünscht ist, kann ein Sensor ebenso an der Federbaugruppe selbst befestigt sein und durch den Gleichrichter mit Energie versorgt werden. Alternativ kann der Sensor entfernt angeordnet sein. Es ist auch einzusehen, dass sich der Einfederungsanschlag außerhalb des Stoßdämpfers befinden könnte, entweder in oder außerhalb einer Schraubenfeder.

Claims (8)

  1. Vorrichtung zur Energiegewinnung für eine Verwendung an einem Fahrzeug, wobei die Vorrichtung umfasst: einen Stoßdämpfer (106, 122), der umfasst: eine Staubrohr-Baugruppe (126); eine Einfederungsanschlag-Baugruppe (152, 170), die in der Staubrohr-Baugruppe (126) an einem ersten Ende von dieser befestigt ist; und eine Dämpferrohr-Baugruppe (124), die für eine teleskopische Bewegung in der Staubrohr-Baugruppe (126) und durch ein zweites Ende von dieser hindurch befestigt ist, wobei die Einfederungsanschlag-Baugruppe (152, 170) ausgebildet ist, um von der Dämpferrohr-Baugruppe (124) angestoßen zu werden; und eine piezoelektrische Einrichtung (160, 171), die mit der Einfederungsanschlag-Baugruppe (152, 170) gekoppelt ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die piezoelektrische Einrichtung (160, 171) ein flexibles piezoelektrisches Material ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das flexible piezoelektrische Material (160) in die Einfederungsanschlag-Baugruppe (152) eingebettet ist, und/oder wobei das flexible piezoelektrische Material (171) an einer Oberfläche der Einfederungsanschlag-Baugruppe (170) befestigt ist, und/oder wobei das piezoelektrische Material eine flexible Scheibe (160, 171) ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Stoßdämpfer (122) eine Klammer (154) für einen Einfederungsanschlag umfasst, die für einen Kontakt mit der piezoelektrischen Scheibe (171) ausgebildet ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 2, die ferner einen Energiewandler (114) umfasst, der mit der piezoelektrischen Einrichtung (160, 171) gekoppelt ist, wobei insbesondere der Energiewandler ein Gleichrichter (186) ist, wobei insbesondere der Energiegleichrichter an dem Stoßdämpfer (106, 122) befestigt ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, die ferner einen Sensor (120) umfasst, der mit dem Energiewandler (114) gekoppelt ist.
  7. Fahrzeug, das eine gefederte Masse (102) und eine ungefederte Masse (104) sowie eine Vorrichtung zur Energiegewinnung aufweist, wobei die Vorrichtung umfasst: einen Stoßdämpfer (106, 122), der umfasst: ein Staubrohr (126), das mit der gefederten Masse (102) gekoppelt ist; ein Dämpferrohr (124), das für eine teleskopische Bewegung in dem Staubrohr (126) befestigt und an der ungefederten Masse (104) befestigt ist; und einen Einfederungsanschlag (152, 170), der in dem Staubrohr (126) befestigt und für einen Stoß durch das Dämpferrohr (124) ausgebildet ist; und eine piezoelektrische Einrichtung (160, 171), die mit dem Einfederungsanschlag (152, 170) für ein Erzeugen von elektrischer Energie gekoppelt ist, wenn sie aufgrund eines Stoßes durch das Dämpferrohr (124) belastet wird.
  8. Fahrzeug nach Anspruch 7, wobei die piezoelektrische Einrichtung eine flexible Scheibe (171) ist, die an einer Oberfläche des Einfederungsanschlags (170) befestigt ist, und / oder wobei die piezoelektrische Einrichtung eine flexible Scheibe (160) ist, die in den Einfederungsanschlag (152) eingebettet ist.
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Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8839920B2 (en) 2008-04-17 2014-09-23 Levant Power Corporation Hydraulic energy transfer
US8160774B2 (en) * 2008-10-15 2012-04-17 GM Global Technology Operations LLC Vehicular actuator system
US8174377B2 (en) * 2008-11-14 2012-05-08 GM Global Technology Operations LLC Suspension height sensor
US8175770B2 (en) * 2008-11-17 2012-05-08 GM Global Technology Operations LLC Height sensing system for a vehicular suspension assembly
US8253281B2 (en) * 2009-02-27 2012-08-28 GM Global Technology Operations LLC Energy harvesting apparatus incorporated into shock absorber
US8063498B2 (en) * 2009-02-27 2011-11-22 GM Global Technology Operations LLC Harvesting energy from vehicular vibrations
US8143766B2 (en) * 2009-02-27 2012-03-27 GM Global Technology Operations LLC Harvesting energy from vehicular vibrations using piezoelectric devices
US7956797B2 (en) * 2009-03-09 2011-06-07 GM Global Technology Operations LLC System and method for measuring a relative distance between vehicle components using ultra-wideband techniques
US8614518B2 (en) * 2009-10-14 2013-12-24 GM Global Technology Operations LLC Self-powered vehicle sensor systems
US8269399B2 (en) * 2010-05-13 2012-09-18 General Electric Company Systems and apparatus for harvesting energy
US20130221742A1 (en) * 2012-02-28 2013-08-29 John L. Palumbo System for Harvesting Energy in Vehicles and Methods of Making and Using the Same
CN102797655B (zh) * 2012-08-24 2014-02-19 昆山攀特电陶科技有限公司 汽车压电减振器发电系统
US9913321B2 (en) * 2013-01-25 2018-03-06 Energyield, Llc Energy harvesting container
EP3626485B1 (de) 2013-03-15 2024-05-29 ClearMotion, Inc. Verbesserungen an einer aktiven fahrzeugfederung
US9702349B2 (en) * 2013-03-15 2017-07-11 ClearMotion, Inc. Active vehicle suspension system
GB2503098A (en) * 2013-05-03 2013-12-18 Daimler Ag An energy conversion arrangement for deployment on a vehicle
DE102013111460A1 (de) * 2013-10-17 2015-04-23 Elringklinger Ag Verfahren zum Gewinnen elektrischer Energie in Kraftfahrzeugen und Vorrichtung hierfür
US9669713B2 (en) 2014-03-05 2017-06-06 Nissan North America, Inc. Vehicle with an auxiliary power pack
MX352681B (es) * 2014-03-21 2017-11-23 Jose Humberto Villasenor Aguillon Aparato y metódo para generar, captar, almacenar y utilizar energía eléctrica a partir del estrés mecánico de uno a muchos transductores.
US10166832B2 (en) * 2014-08-04 2019-01-01 Firestone Industrial Products Company, Llc Performance-variable bushings as well as gas spring and damper assemblies including same
US9702424B2 (en) 2014-10-06 2017-07-11 ClearMotion, Inc. Hydraulic damper, hydraulic bump-stop and diverter valve
DK3176942T3 (en) 2015-12-02 2018-05-07 Andres Cuenca Francisco Jose PIEZOELECTRIC GENERATOR SYSTEM AND ELECTRICAL SYSTEM INCLUDING SUCH A PIEZOELECTRIC GENERATOR SYSTEM
CN113273016B (zh) 2019-01-07 2024-08-23 卡诺科技公司 用于电池组热管理的方法和系统
US11833895B2 (en) 2019-05-20 2023-12-05 Canoo Technologies Inc. Electric vehicle platform
DE102019208653A1 (de) * 2019-06-13 2020-12-17 Thyssenkrupp Ag Sensormodul, Schwingungsdämpfer, Dämpfersystem und Fahrzeug
CN114144350B (zh) 2019-07-02 2024-06-04 卡诺技术股份有限公司 防撞装置
GB2586067B (en) 2019-08-01 2021-10-27 Katrick Tech Limited Energy harvesting system and method of manufacture
WO2021050605A1 (en) 2019-09-09 2021-03-18 Canoo Inc. Suspension system
CN114746300A (zh) 2019-09-20 2022-07-12 卡诺技术股份有限公司 电动车辆的电池外壳
WO2021055978A1 (en) 2019-09-20 2021-03-25 Canoo Inc. Vehicle seating systems
US20230024676A1 (en) 2021-07-22 2023-01-26 Gonzalo Fuentes Iriarte Systems and methods for electric vehicle energy recovery

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5105918A (en) 1989-10-23 1992-04-21 Nippondenso Co., Ltd. Detection of damping force for shock absorber control
US5160162A (en) 1990-03-21 1992-11-03 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Shock absorber producing variable damping force
EP0337797B1 (de) 1988-04-14 1994-11-30 Unisia Jecs Corporation Kraftfahrzeugaufhängungssystem mit variablen Aufhängungscharakteristiken und Stossdämpfer mit veränderlicher Dämpfungskraft dafür
DE69831118T2 (de) 1997-10-01 2006-02-09 Delphi Technologies, Inc., Troy Polygonales Behälterrohr für Aufhängungsdämpfer

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5740541Y2 (de) * 1979-04-06 1982-09-06
JPS60101425A (ja) * 1983-11-09 1985-06-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 高電圧発生装置
US4757315A (en) * 1986-02-20 1988-07-12 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Method and apparatus for measuring distance
IT1187955B (it) * 1986-02-24 1987-12-23 Marelli Autronica Dispositivo rilevatore degli spostamenti di un organo mobile di un ammortizzatore telescopico per autoveicoli rispetto ad una parte fissa
US4817922A (en) * 1987-10-23 1989-04-04 The Goodyear Tire & Rubber Company Airspring height sensor
US4822063A (en) * 1987-11-27 1989-04-18 Ford Motor Company Automotive suspension control system including suspension position sensor
US4836578A (en) * 1987-12-28 1989-06-06 Ford Motor Company High resolution digital suspension position sensor for automotive vehicle
DE3909190C1 (de) * 1989-03-21 1990-08-30 August Bilstein Gmbh & Co Kg, 5828 Ennepetal, De
DE4112276A1 (de) * 1991-04-15 1992-11-05 Bilstein August Gmbh Co Kg Sensor und verfahren zur messung der position eines daempfungskolbens in einem daempfungszylinder eines schwingungsdaempfers
US5267466A (en) * 1991-09-26 1993-12-07 Ford Motor Co. Apparatus and method for calibrating a suspension control module
US5251729A (en) * 1991-12-20 1993-10-12 General Motors Corporation Vehicle suspension damper with relative velocity sensor having controlled flux path
US5373445A (en) * 1992-03-05 1994-12-13 Ford Motor Company Method and apparatus for determining dynamic force within an air spring suspension
US5461564A (en) * 1994-08-09 1995-10-24 Ford Motor Company Apparatus and method for calibrating vehicle ride height
US20070205881A1 (en) * 2000-09-08 2007-09-06 Automotive Technologies International, Inc. Energy Harvesting Systems and Methods for Vehicles
US5638927A (en) * 1995-09-18 1997-06-17 General Motors Corporation Suspension damper
US6193029B1 (en) * 1997-07-08 2001-02-27 Active Control Experts, Inc. Damper and valve
US5990441A (en) * 1997-12-08 1999-11-23 General Motors Corporation Damper tube closure
US6069581A (en) * 1998-02-20 2000-05-30 Amerigon High performance vehicle radar system
US6209691B1 (en) * 1998-08-04 2001-04-03 General Motors Corporation Suspension damper with self-aligning rebound cut-off
US7150451B2 (en) * 2005-02-18 2006-12-19 Gm Global Technology Operations, Inc. Air spring and jounce shock assembly
DE102005008403B4 (de) * 2005-02-24 2008-08-21 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Sensoreinrichtung zur Messung des Einfederwegs und/oder der Einfedergeschwindigkeit von Achsen von Fahrzeugen
US7443083B2 (en) * 2005-04-27 2008-10-28 Drexel University Piezoelectric powered vehicles and motors
US7539882B2 (en) * 2005-05-30 2009-05-26 Rambus Inc. Self-powered devices and methods
US7420462B2 (en) * 2006-01-23 2008-09-02 Bfs Diversified Products, Llc Air spring distance indicating system and method
DE102006019307B4 (de) * 2006-04-26 2016-06-09 Robert Bosch Gmbh Dämpfer
US7733239B2 (en) * 2006-05-08 2010-06-08 Bfs Diversified Products, Llc Distance determining system and method
US7777396B2 (en) * 2006-06-06 2010-08-17 Omnitek Partners Llc Impact powered devices
US7646863B2 (en) * 2006-11-22 2010-01-12 Plantronics, Inc. Movement powered headset
US20080252174A1 (en) * 2007-04-10 2008-10-16 Advanced Cerametrics, Inc. Energy harvesting from multiple piezoelectric sources
KR100947387B1 (ko) * 2008-08-06 2010-03-15 현대자동차주식회사 현가장치용 에너지 회생장치
JP4359901B1 (ja) * 2008-09-19 2009-11-11 有限会社 加納 発電装置
US8160774B2 (en) * 2008-10-15 2012-04-17 GM Global Technology Operations LLC Vehicular actuator system
US8174377B2 (en) * 2008-11-14 2012-05-08 GM Global Technology Operations LLC Suspension height sensor
US8175770B2 (en) * 2008-11-17 2012-05-08 GM Global Technology Operations LLC Height sensing system for a vehicular suspension assembly
US8143766B2 (en) * 2009-02-27 2012-03-27 GM Global Technology Operations LLC Harvesting energy from vehicular vibrations using piezoelectric devices
US8063498B2 (en) * 2009-02-27 2011-11-22 GM Global Technology Operations LLC Harvesting energy from vehicular vibrations
US8253281B2 (en) * 2009-02-27 2012-08-28 GM Global Technology Operations LLC Energy harvesting apparatus incorporated into shock absorber
US7956797B2 (en) * 2009-03-09 2011-06-07 GM Global Technology Operations LLC System and method for measuring a relative distance between vehicle components using ultra-wideband techniques

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0337797B1 (de) 1988-04-14 1994-11-30 Unisia Jecs Corporation Kraftfahrzeugaufhängungssystem mit variablen Aufhängungscharakteristiken und Stossdämpfer mit veränderlicher Dämpfungskraft dafür
US5105918A (en) 1989-10-23 1992-04-21 Nippondenso Co., Ltd. Detection of damping force for shock absorber control
US5160162A (en) 1990-03-21 1992-11-03 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Shock absorber producing variable damping force
DE69831118T2 (de) 1997-10-01 2006-02-09 Delphi Technologies, Inc., Troy Polygonales Behälterrohr für Aufhängungsdämpfer

Also Published As

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DE102010008315A1 (de) 2011-02-10
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