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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schwingungsdämpfung an einer Kraftfahrzeugradaufhängung nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.
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Die
WO 89/02548 A1 beschreibt einen Schwingungsdämpfer, bei dem die Dämpferkräfte zumindest für die Zugstufe einstellbar sind. Zwischen zwei Kennlinien, einer degressiven eines Federventils und einer progressiven eines Steuerventils sind alle Arbeitspunkte ansteuerbar. Der Schwingungsdämpfer besitzt mindestens zwei durch einen Kolben mit Hauptüberströmventilen getrennte Arbeitskammern. Am Kolben ist eine Kolbenstange befestigt, die durch eine der Arbeitskammern geführt ist. Zusätzlich zu den Hauptüberströmventilen sind die Arbeitskammern durch eine in ihrem Öffnungsquerschnitt verstellbare Überströmöffnung verbunden. Ein Steuerglied, das in einer Ruhelage gehalten wird, in der die Größe der Überströmöffnung maximal ist, wird so angesteuert, dass bei Bedarf die Größe der Überströmöffnung verringert und damit die vom Schwingungsdämpfer bewirkte Dämpfung vergrößert wird. Das Steuerglied kann zum Beispiel elektrisch, magnetisch, hydraulisch oder durch Trägheitskräfte betätigt werden.
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Bei der Dämpferkraftabstimmung ungeregelter Schwingungsdämpfer von Kraftfahrzeugen wird im Hinblick auf Komfort und Fahrsicherheit die Dämpferkraftkennlinie bis ca. 1-2 m/s Kolbengeschwindigkeit betrachtet. Hier sind im Wesentlichen degressive und lineare Kennungen im Einsatz. Die degressive Kennung hat den Vorteil, dass das initiale Anwanken durch stark ansteigende Dämpferkräfte im niedrigen Geschwindigkeitsbereich vermindert wird. Nachteilig ist jedoch die gegenüber einem Dämpfer mit linearer Kennlinie schlechtere Anbindung des Rades beim Überfahren von Schwellen. Außerdem werden bei Hindernisüberfahrten die in die Karosserie eingeleiteten Kräfte weniger reduziert. Die lineare Dämpferkennung hat dafür eine schlechtere Abstützung beim Anwanken.
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Beim oben genannten einstellbaren Schwingungsdämpfer kann dagegen jeder Kennlinienpunkt zwischen den beiden Kennlinien eingestellt werden. Allerdings verteuert die Verwendung von einstellbaren Schwingungsdämpfern im Kraftfahrzeug dessen Herstellung.
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Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Schwingungsdämpfung an einer Kraftfahrzeugradaufhängung mittels eines ungeregelten hydraulischen Schwingungsdämpfers bereitzustellen, das sowohl großen Fahrkomfort als auch Fahrsicherheit bietet und des Weiteren große Belastungen von Karosserie und Fahrwerk, verursacht durch große Vertikalgeschwindigkeiten des Rades, zum Beispiel bei Schlagloch- oder Schwellenüberfahrten, verhindert.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Bei einem ungeregelten hydraulischen Schwingungsdämpfer für eine Kraftfahrzeugradaufhängung kommt erfindungsgemäß ein Verfahren zur Schwingungsdämpfung zum Einsatz, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Kennlinie der Dämpfungskraft in Abhängigkeit von der Kolbengeschwindigkeit des Schwingungsdämpfers zwischen den Argumenten 0 und 1 m/s stetig und ansteigend ist und zwei im Wesentlichen linear verlaufende Bereiche besitzt, einen ersten für kleine Kolbengeschwindigkeitswerte ab 0 m/s und größer und einen zweiten für größere Kolbengeschwindigkeitswerte bis im Wesentlichen 1 m/s und kleiner, wobei die Kennlinie im zweiten Bereich eine geringere Steigung besitzt als im ersten Bereich und in einem Übergangsbereich, zwischen erstem und zweitem Bereich, die Steigung in jedem Kenlinienpunkt kleiner ist als die des ersten Bereichs.
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Das hat den Vorteil, dass durch den Verlauf der Kennlinie im ersten Bereich das initiale Anwanken durch stark ansteigende Dämpferkräfte bei niedriger Geschwindigkeit vermindert wird. Im zweiten Bereich ist dagegen die Anbindung des Rades beim Überfahren von Schwellen verbessert und außerdem werden bei Hindernisüberfahrten die in die Karosserie eingeleiteten Kräfte gegenüber einer degressiven Kennung besser reduziert. Der gleichmäßige Übergang zwischen den beiden Bereichen gewährleistet hingegen einen Verlauf der Dämpfkräfte ohne einen im Fahrzeug wahrnehmbaren Ruck. Über eine geeignete Wahl, Konstruktion und Auslegung von Schwingungsdämpferventilen oder über anderweitige Beeinflussung der hydraulischen Widerstände im Schwingungsdämpfer kann eine solche Kennlinie mit Mitteln des Standes der Technik realisiert werden. Dabei kommen zum Beispiel ein federunterstütztes Ventil und/oder ein hydraulisch veränderlicher Bypass in Frage. Insbesondere kann der erste Bereich bis zu einer Kolbengeschwindigkeit von im Wesentlichen 0,2 m/s oder 0,3 m/s gehen und der zweite Bereich ab einer Kolbengeschwindigkeit von im Wesentlichen 0,5 oder 0,6 m/s beginnen.
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Bei einer bevorzugten Verfahrensausgestaltung zur Schwingungsdämpfung verläuft die Kennlinie der Dämpfungskraft in Abhängigkeit von der Kolbengeschwindigkeit im Anschluss an den ersten Bereich, im Übergangsbereich, degressiv und im Anschluss an den zweiten Bereich, im Übergangsbereich, progressiv. Noch vorteilhafter ist, wenn die Kennlinie im Übergangsbereich zwischen progressivem und degressivem Abschnitt einen linearen Verlauf oder einen Verlauf mit einem Wendepunkt besitzt.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und der zugehörigen Zeichnung näher dargestellt. Die einzige Figur zeigt Kennlinien verschiedener Dämpferkraftverläufe über der Kolbengeschwindigkeit von erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfungsverfahren für ungeregelte Schwingungsdämpfer.
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In der Figur ist eine Kennlinienschar von erfindungsgemäßen Dämpferkraftverläufen über der Kolbengeschwindigkeit mit einem Bereich von 0 bis ungefähr 1 m/s auf der Abszisse dargestellt. Bei der Dämpferkraftabstimmung für Kraftfahrzeuge, insbesondere für Personenkraftwagen, wird im Hinblick auf Komfort und Fahrsicherheit die Dämpferkraftkennlinie gewöhnlich in diesem Bereich betrachtet.
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Aus dem Stand der Technik sind lineare Kennlinien mit größerer Steigung 1 und mit kleinerer Steigung 2 bekannt, außerdem eine degressive Kennlinie 3. Die linearen Kennlinien 1 und 2 können jede für sich unterschiedliche Steigungsgradienten haben, von denen jeweils einer gezeichnet ist. Eine Überdeckung der Kennlinien 1, 2 ist ausgeschlossen. Die Differenz ergibt sich aus der technisch möglichen Steigung je Kennlinie 1, 2 und der im jeweiligen Fahrzeug verwendbaren Spreizung 5. Dabei können unterschiedliche Fahrzeuge auch unterschiedliche Spreizungen 5 erfordern.
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Die Erfindung schlägt nun ein Schwingungsdämpfungsverfahren vor, bei dem über eine geeignete Wahl und Konstruktion und Auslegung von Ventilen oder anderweitiger Beeinflussung der hydraulischen Widerstände, ein Kennlinienverlauf eines ungeregelten hydraulischen Schwingungsdämpfers realisiert wird, der sich aus den beiden linearen Kennlinien 1, 2 so zusammensetzt, dass dieser zwischen den Argumenten 0 und 1 m/s stetig und ansteigend ist und zwei im wesentlichen linear verlaufende Bereiche 1', 2', ein erster 1' von 0 bis zum Beispiel 0,2 m/s, zwischen Ordinate und Kennlinie 1 und ein zweiter 2' ab zum Beispiel 0,6 m/s bis wenigstens 1 m/s, ab Kennlinie 2 bis zur Kolbengeschwindigkeit 1 m/s, besitzt, wobei die Kennlinie im ersten Bereich 1' entsprechend der Kennlinie 1 und die Kennlinie im zweiten Bereich 2' entsprechend der Kennlinie 2 verläuft. In einem Übergangsbereich 4' zwischen den beiden Bereichen 1', 2', gestrichelt dargestellt als Kennlinienschar 4, von der natürlich bei jedem ausgeführten Schwingungsdämpfer jeweils nur eine Kennlinie durchfahren werden kann, besitzt jeder Kenlinienpunkt eine geringere Steigung als die im ersten Bereich 1', also der Kennlinie 1. Der Übergang 4 zwischen den beiden linearen Kennlinien 1, 2 ist zusätzlich so gestaltet, dass er gleichmäßig ohne Dämpfkraftsprünge ausgeführt ist und überall einen positiven Steigungsgradienten besitzt. Im Anschluss an den ersten Bereich 1' kann die Kennlinie 4 im Übergangsbereich 4' degressiv und im Anschluss an den zweiten Bereich 2' im Übergangsbereich 4' progressiv verlaufen. Dabei kann die Kennlinie 4 im Übergangsbereich 4' zwischen progressivem und degressivem Abschnitt einen linearen Verlauf oder einen Verlauf mit einem Wendepunkt besitzen.
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Bezogen auf den Wert der Ordinate kann der Übergang 4 an den Kennlinien 1, 2 in unterschiedlichen Kraftniveaus ansetzen bzw. auslaufen, dies ist durch die exemplarisch dargestellte Kennlinienschar 4 der möglichen Übergangskennlinien 4 dargestellt. Die Übergangsfunktion ist auf jeden Fall in der Zugstufe wirksam. In der Druckstufe kann eine gleiche Funktion integriert werden, dies ist jedoch nicht zwingend mit der Übergangsfunktion in der Zugstufe verbunden.
