DE102013021589A1

DE102013021589A1 - Damping device for a suspension of a vehicle

Info

Publication number: DE102013021589A1
Application number: DE102013021589.7A
Authority: DE
Inventors: Dieter Ammon; Stefan Cytrynski; Thomas Schirle
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2015-06-25

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dämpfungseinrichtung (1) für eine Radaufhängung eines Fahrzeugs, mit einer Feder, zur abstützenden Lagerung eines Fahrzeugaufbaus gegenüber einem Fahrzeugrad, einem Schwingungsdämpfer (2), zur Dämpfung einer fahrbahninduzierten Anregung, und eine ersten Motor-Pumpe-Einheit (3), zur aktiven Beeinflussung des Schwingungsdämpfers (2). Zur Bereitstellung einer verbesserten Dämpfungseinrichtung (1) für eine Radaufhängung eines Fahrzeugs ist eine zweite Motor-Pumpe-Einheit (4), zur aktiven Beeinflussung des Schwingungsdämpfers (2), vorgesehen ist.The invention relates to a damping device (1) for a wheel suspension of a vehicle, comprising a spring for supporting a vehicle body in relation to a vehicle wheel, a vibration damper (2) for damping a road-induced excitation, and a first motor-pump unit (3). , for actively influencing the vibration damper (2). To provide an improved damping device (1) for a wheel suspension of a vehicle, a second motor-pump unit (4), for actively influencing the vibration damper (2), is provided.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dämpfungseinrichtung für eine Radaufhängung eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1 sowie ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 5.The invention relates to a damping device for a wheel suspension of a vehicle having the features of the preamble of claim 1 and a vehicle having the features of the preamble of claim 5.

Eine gattungsgemäße Dämpfungseinrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, ist aus der DE 10 2010 014 185 A1 bekannt. Die Dämpfungseinrichtung umfasst im Wesentlichen einen zu einer Tragfeder parallel angeordneten Schwingungsdämpfer, der die Fahrzeugkarosserie gegenüber einem Fahrzeugrad dämpfend abstützt, eine hydraulische Pumpe und einen daran angeordneten und die Pumpe antreibenden Elektromotor. Die in zwei Förderrichtungen wirkende Pumpe und der Elektromotor bilden zusammen eine Motor-Pumpe-Einheit (nachfolgende MPE genannt), die durch entsprechendes Zu- und Abführen eines Hydraulikmediums in den Arbeitskammern des Schwingungsdämpfers aktiv Kräfte erzeugen kann. Des Weiteren offenbart die Druckschrift Dämpfungsventile, die zwischen der MPE und Speichern angeordnet sind.A generic damping device for a vehicle, in particular for a motor vehicle, is from the DE 10 2010 014 185 A1 known. The damping device essentially comprises a vibration damper, which is arranged parallel to a suspension spring and which supports the vehicle body so as to damp against a vehicle wheel, a hydraulic pump and an electric motor arranged thereon and driving the pump. The acting in two directions pump and the electric motor together form a motor-pump unit (hereinafter called MPE), which can actively generate forces by corresponding supply and discharge of a hydraulic medium in the working chambers of the vibration. Furthermore, the document discloses damping valves arranged between the MPE and memories.

Insbesondere bei Elektromobilen und Hybridfahrzeugen ist es vorteilhaft Energie zu rekuperieren und diese nach eventueller Zwischenspeicherung dem Fahrzeug zur Verfügung zu stellen. Selbiges gilt auch für Fahrzeuge mit Brennkraftmaschinen, bei denen die Bereitstellung von zusätzlicher elektrischer Energie den Kraftstoffverbraucht senken kann. Ein Nachteil bei den im Stand der Technik verwendeten Dämpfungsventilen wird darin gesehen, dass diese die hydraulische Energie irreversibel in Wärme umwandeln. Ein weiterer Nachteil wird darin gesehen, dass bei der Dimensionierung der MPE ein Kompromiss zwischen der Amplitude und der Dynamik, mit der Kräfte durch die MPE gestellt werden können, eingegangen werden muss.Particularly in the case of electric vehicles and hybrid vehicles, it is advantageous to recuperate energy and make it available to the vehicle after any temporary storage. The same applies to vehicles with internal combustion engines, where the provision of additional electrical energy can reduce fuel consumption. A disadvantage of the damping valves used in the prior art is seen in that they irreversibly convert the hydraulic energy into heat. Another disadvantage is seen in the fact that in the dimensioning of the MPE a compromise between the amplitude and the dynamics with which forces can be provided by the MPE must be considered.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Dämpfungseinrichtung für eine Radaufhängung eines Fahrzeugs zu verbessern.The invention is therefore based on the object to improve a damping device for a suspension of a vehicle.

Diese Aufgabe wird durch ein Fahrzeug mit der Merkmalskombination des Patentanspruches 5 und durch ein Dämpfungssystem mit der Merkmalskombination des Patentanspruches 1 gelöst, wonach die Dämpfungseinrichtung eine zweite MPE, zur aktiven Beeinflussung des Schwingungsdämpfers, aufweist. Dadurch, dass das Hydraulikmedium, ein Hydrauliköl, der Dämpfungseinrichtung aus den Arbeitskammern des Schwingungsdämpfers in die Speicher sowie aus den Speichern in die Arbeitskammern nunmehr über zwei MPEs gefördert werden kann, können diese in ihrer Leistung unterschiedlich dimensioniert werden. Insbesondere ein Motor, vorzugsweise ein Elektromotor, der zweiten MPE kann gegenüber einem Motor, vorzugsweise einem Elektromotor der ersten MPE kleiner ausgeführt werden. Als besonders vorteilhafte erweist sich dabei das Erzeugen von Stellkräften zwischen 0,5 Hz und 5 Hz mit hoher Amplitude und geringer Dynamik mittels der ersten MPE sowie das Erzeugen von Stellkräften zwischen 5 Hz und 30 Hz kleinerer Amplitude und hoher Dynamik mittels der zweiten MPE. Diese Auslegung ermöglicht ein wirtschaftliches Dämpfungssystem mit reduzierten Herstellungskosten und verringertem Gewicht. Weiterhin ermöglicht diese Auslegung, dass bei Eintritt einer Fahrsituation, welche die Leistung der ersten MPE übersteigt, diese durch die zweite MPE zusätzlich unterstützt wird.This object is achieved by a vehicle with the feature combination of claim 5 and by a damping system with the feature combination of claim 1, according to which the damping device has a second MPE, for actively influencing the vibration damper. Characterized in that the hydraulic medium, a hydraulic oil, the damping device from the working chambers of the vibration damper in the memory and from the memories in the working chambers can now be promoted over two MPEs, these can be dimensioned differently in their performance. In particular, a motor, preferably an electric motor, of the second MPE may be made smaller than a motor, preferably an electric motor of the first MPE. The generation of restoring forces between 0.5 Hz and 5 Hz with high amplitude and low dynamics by means of the first MPE and the generation of restoring forces between 5 Hz and 30 Hz of smaller amplitude and high dynamics by means of the second MPE prove to be particularly advantageous. This design allows an economical damping system with reduced manufacturing costs and reduced weight. Furthermore, this design makes it possible that, when a driving situation that exceeds the power of the first MPE occurs, it is additionally supported by the second MPE.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen. 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.Advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Eine wirtschaftliche Systemauslegung wird ferner darin gesehen, dass die zweite MPE eine sekundäre und einer tertiäre Pumpe sowie einen sekundären Motor umfasst, wobei die beiden Pumpen über eine gemeinsame Welle mit dem sekundären Motor verbunden sind. Vorzugsweise ist der Motor ein Elektromotor, wobei auch andere Motoren denkbar sind. Bei einer Ausführung gemäß der Erfindung können Pumpen und Elektromotor entsprechend klein dimensioniert werden. Weiterhin wird nur ein weiterer Motor zum Betreiben der sekundären und tertiären Pumpe benötigt. Beide Faktoren wirken sich vorteilhaft auf die Kosten- und Gewichtsstruktur des Systems aus. Auf Grund der geringeren Trägheit der zweiten MPE wird zudem ein Vorteil in der Rekuperation von hochfrequenten Schwingungen gesehen. Die durch die zweite MPE rekuperierte Energie kann zusammen mit der durch die erste MPE rekuperierten Energie dem Fahrzeug unmittelbar oder mittels Zwischenspeicherung zur Verfügung gestellt werden. Dies kann bei herkömmlichen Kraftwagen den Spritverbrauch reduzieren und die Reichweite bei Elektrofahrzeugen und Hybridfahrzeugen erhöhen.An economical system design is further contemplated in that the second MPE comprises a secondary and a tertiary pump and a secondary engine, the two pumps being connected to the secondary engine via a common shaft. Preferably, the motor is an electric motor, although other engines are conceivable. In an embodiment according to the invention, pumps and electric motor can be dimensioned correspondingly small. Furthermore, only one more motor is needed to operate the secondary and tertiary pumps. Both factors have an advantageous effect on the cost and weight structure of the system. Due to the lower inertia of the second MPE is also seen an advantage in the recuperation of high-frequency vibrations. The energy recuperated by the second MPE, together with the energy recuperated by the first MPE, can be made available to the vehicle directly or by means of intermediate storage. This can reduce the fuel consumption and increase the range of electric vehicles and hybrid vehicles in conventional cars.

Dadurch, dass eine Regelungseinrichtung vorgesehen ist, die anhand wenigstens eines Sensorsignals wenigstens ein Steuersignal erzeugt, welches zumindest eine MPE steuert, können mittels der Dämpfungseinrichtung Stellkräfte erzeugt werden. Zu diesem Zweck ermittelt die Regelungseinrichtung den fahrdynamischen Zustand des Fahrzeugs, beispielsweise anhand von der Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrzeuglängsbeschleunigung, Fahrzeugverzögerung, Querbeschleunigung, Fahrzeugbeladung usw.. In einem weiteren Schritt generiert die Regelungseinrichtung ein entsprechendes Steuersignal, welches zumindest einen Elektromotor der MPEs beeinflusst.Characterized in that a control device is provided which generates at least one control signal based on at least one sensor signal, which controls at least one MPE, actuating forces can be generated by means of the damping device. For this purpose, the control device determines the driving dynamic state of the vehicle, for example based on the vehicle speed, vehicle longitudinal acceleration, vehicle deceleration, lateral acceleration, vehicle load, etc. Generated in a further step the control device has a corresponding control signal which influences at least one electric motor of the MPEs.

Ein weiterer Vorteil wird darin gesehen, wenn die Regelungseinrichtung Signale einer vorausschauenden Erfassungseinheit verwendet. Eine derartige Erfassungseinheit kann beispielsweise eine Kamera, Radar oder Lidar sein. Unter Hinzunahme des Signals der vorausschauenden Erfassungseinheit kann zusätzlich zur fahrsituationsabhängigen Beeinflussung der Dämpfungseinrichtung auch eine von der Fahrbahnoberfläche abhängige Beeinflussung der Dämpfungseinrichtung ermöglicht werden. Vorteilhaft ist dabei, dass die Regelungseinrichtung anhand des von der Erfassungseinheit erzeugten Signals einer erkannten Fahrbahnunebenheit das betroffene Dämpfungssystem derart ansteuert, dass das Fahrzeugrad vor dem Passieren der Fahrbahnunebenheit angehoben und nach dem Passieren der Fahrbahnunebenheit absenkt wird, so dass die Fahrzeugkarosserie zu jeder Zeit horizontiert bleibt und der Fahrkomfort erhöht wird. Ein weiterer Vorteil wird darin gesehen, dass mittels der vorausschauenden Erfassungseinheit der Fahrbahnverlauf detektiert werden kann, so dass anhand des Signals der Erfassungseinheit der Fahrzeugaufbau auf den weiteren Fahrbahnverlauf eingestellt werden kann. Beispielsweise ist es dadurch möglich, dass bei einer erkannten Kurve der Fahrzeugaufbau, analog zu einem Motorrad, entsprechend dem Kurvenverlauf geneigt wird, wodurch sich die auf die Fahrzeuginsassen einwirkenden Zentrifugalkräfte reduzieren und der Fahrkomfort weiter erhöht wird.Another advantage is seen when the control device uses signals from a predictive detection unit. Such a detection unit may be, for example, a camera, radar or lidar. By adding the signal of the predictive detection unit, in addition to the driving situation-dependent influencing of the damping device, it is also possible to influence the damping device depending on the road surface. It is advantageous that the control device based on the signal generated by the detection unit of a detected road bumps the affected damping system controls such that the vehicle is lifted before passing the road bumps and lowered after passing the road bump, so that the vehicle body remains horizontal at all times and ride comfort is increased. A further advantage is seen in that the road course can be detected by means of the forward-looking detection unit, so that the vehicle structure can be adjusted to the further course of the lane on the basis of the signal of the detection unit. For example, it is thereby possible that in a recognized curve of the vehicle body, similar to a motorcycle, is inclined according to the curve, thereby reducing the forces acting on the vehicle occupant centrifugal forces and driving comfort is further increased.

Im Sinne einer vorteilhaften Weiterbildung wird ferner eine Überkreuzverschaltung von zwei Dämpfungseinrichtungen zur Beeinflussung eines Wankmoments vorgeschlagen, wodurch eine kostengünstige Wankabstützung realisiert werden kann. Zu diesem Zweck werden beispielsweise die beiden Arbeitskammern der Dämpfungseinrichtung einer Vorderachse einer ersten Fahrzeugseite mit den Arbeitskammern der gegenüberliegenden Dämpfungseinrichtung der zweiten Fahrzeugseite oder mit den Arbeitskammern der gegenüberliegenden Dämpfungseinrichtung einer Hinterachse der zweiten Fahrzeugseite überkreuzverschaltet. In vorteilhafterweise werden Stellkräfte mittels drei Elektromotoren an den Schwingungsdämpfern erzeugt, so dass auf eine dritte MPE beziehungsweise auf einen primären Motor einer ersten MPE verzichtet werden kann. Dabei erfolgt die Wankabstützung des Fahrzeugs mit dessen hohen Amplitude und geringer Dynamik über die erste MPE, die mit zumindest einem Speicher, vorzugsweise einem Gasspeicher, verbunden ist. Weiterhin werden Kräfte kleinerer Amplitude mit hoher Dynamik über die zweite MPE erzeugt, die direkt mit dem Schwingungsdämpfer verbunden ist. Hierdurch lässt sich ein wirtschaftlicher Betrieb des Dämpfungssystems erzielen.In terms of an advantageous development, a cross-connection of two damping devices for influencing a roll torque is also proposed, whereby a cost roll stabilization can be realized. For this purpose, for example, the two working chambers of the damping device of a front axle of a first vehicle side with the working chambers of the opposite damping device of the second vehicle side or with the working chambers of the opposite damping device of a rear axle of the second vehicle side cross-connected. In an advantageous manner, actuating forces are generated by means of three electric motors on the vibration dampers, so that a third MPE or a primary engine of a first MPE can be dispensed with. In this case, the roll support of the vehicle with its high amplitude and low dynamics takes place via the first MPE, which is connected to at least one memory, preferably a gas accumulator. Furthermore, smaller amplitude forces are generated with high dynamics over the second MPE, which is directly connected to the vibration damper. As a result, an economical operation of the damping system can be achieved.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.In the following an embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings.

Dabei zeigen:Showing:

1 einen Schaltplan einer Dämpfungseinrichtung, und 1 a circuit diagram of a damping device, and

2 einen Schaltplan einer Überkreuzverschaltung von zwei Dämpfungseinrichtungen. 2 a circuit diagram of a cross-connection of two damping devices.

Die 1 zeigt eine Dämpfungseinrichtung 1 für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Schwingungsdämpfer 2, einer ersten MPE 3 und einer zweiten MPE 4. Weiterhin umfass die Dämpfungseinrichtung 1 eine nicht dargestellte Feder, welche eine Fahrzeugkarosserie gegenüber einem Radträger oder Federlenker abstützt. Der Schwingungsdämpfer 2 und die Feder können beispielsweise ein Federbein 2 bilden. Zum einfacheren Verständnis beziehen sich die nachfolgenden Ausführungen auf eine elektrohydraulische Dämpfungseinrichtung 1, wobei eine pneumatische Ausführung der Dämpfungseinrichtung 1 ebenfalls denkbar ist.The 1 shows a damping device 1 for a vehicle, in particular for a motor vehicle, with a vibration damper 2 , a first MPE 3 and a second MPE 4 , Furthermore, the damping device includes 1 a spring, not shown, which supports a vehicle body relative to a wheel or spring link. The vibration damper 2 and the spring, for example, a strut 2 form. For ease of understanding, the following statements relate to an electro-hydraulic damping device 1 , wherein a pneumatic version of the damping device 1 is also conceivable.

Der Schwingungsdämpfer 2 umfasst einen in einem Zylindergehäuse 5 verschiebbar gelagerten Kolben 6, der das Zylindergehäuse 5 in eine erste Arbeitskammer 7, den Kolbenraum 7, und in eine zweite Arbeitskammer 8, den Ringraum 8, unterteilt. Weiterhin ist an dem Kolben 6, in Richtung eines nicht gezeigten Fahrzeugrades, eine Kolbenstange 9 angeordnet, die an ihrem freien Ende einen (Elastomer-)Puffer 10 aufweist und über ein (Elastomer-)Lager 11 mit einem Flansch 12 an einem Radträger oder Federlenker befestigt ist. Karosserieseitig weist das Zylindergehäuse 5 zudem ein Verbindungselement 13 auf, welches zur Montage des Schwingungsdämpfers 2 an der nicht gezeigten Karosserie dient.The vibration damper 2 includes one in a cylinder housing 5 slidably mounted piston 6 that the cylinder housing 5 in a first working chamber 7 , the piston chamber 7 , and in a second working chamber 8th , the annulus 8th , divided. Furthermore, on the piston 6 in the direction of a vehicle wheel, not shown, a piston rod 9 arranged, which at its free end an (elastomer) buffer 10 and via an (elastomer) bearing 11 with a flange 12 attached to a wheel or spring link. Body side has the cylinder housing 5 also a connecting element 13 on which for mounting the vibration damper 2 on the body, not shown.

Alternativ kann auch am Verbindungselement 13 das Rad angeordnet sein, wodurch am Flansch 12 die Fahrzeugkarosserie angeordnet wäre.Alternatively, also on the connecting element 13 the wheel can be arranged, whereby on the flange 12 the vehicle body would be arranged.

Des Weiteren umfasst die erste MPE 3 eine primäre Pumpe 14 und einen daran angeordneten primären Motor 15. Der Motor 15 ist vorzugsweise als Elektromotor ausgeführt, der in allen vier Quadranten arbeiten kann. D. h., dass der Motor sowohl als Motor als auch als Generator in beide Drehrichtungen des Motors arbeiten kann. Die Pumpe 14 ist eine bidirektionale Pumpe. D. h., dass die Pumpe 14 in zwei Förderrichtungen arbeiten kann.Furthermore, the first MPE includes 3 a primary pump 14 and a primary motor disposed thereon 15 , The motor 15 is preferably designed as an electric motor that can work in all four quadrants. That is, the engine can operate both as a motor and as a generator in both directions of rotation of the engine. The pump 14 is a bidirectional pump. That is, that the pump 14 can work in two directions.

Die Pumpe 14 ist karosserieseitig über die Leitungen 16 und 17 hydraulisch mit einem ersten Speicher 18 verbunden. Radseitig ist die Pumpe 14 über die Leitungen 19 und 20 mit einem zweiten Speicher 21 verbunden. Die beiden Speicher 18, 21 sind jeweils vorgespannt. D. h., dass ein unter einem Druck stehendes Gaspolster eine Kraft auf das Hydrauliköl innerhalb der Dämpfungssystems 1 ausübt. Ferner können die Speicher 18, 21 können als Kolben- und/oder Membranspeicher ausgeführt sein. The pump 14 is on the body side over the lines 16 and 17 hydraulically with a first store 18 connected. Radseitig is the pump 14 over the wires 19 and 20 with a second memory 21 connected. The two memories 18 . 21 are each biased. That is, a pressurized gas cushion exerts a force on the hydraulic oil within the damping system 1 exercises. Furthermore, the memory 18 . 21 can be designed as a piston and / or diaphragm accumulator.

Die zweite MPE 4 umfasst eine sekundäre Pumpe 22, eine tertiären Pumpe 23 und einen die Pumpen 22, 23 antreibenden sekundären Motor 24. Der Motor 24 ist ebenfalls als Elektromotor ausgeführt, der in allen vier Quadranten arbeiten kann. Ebenso ist sind die Pumpen 22, 23 bidirektional arbeitend und über eine gemeinsame Antriebswelle mit dem Motor 24 verbunden, so dass kein weiterer Motor zum Betreiben der Pumpen 22, 23 benötigt wird. Das Fördervolumen der Pumpe 22 kann dem der Pumpe 23 entsprechen, wobei das Fördervolumen der Pumpe 14 über dem der Pumpen 22, 23 liegt. Vorzugsweise liegt jedoch das Fördervolumen der Pumpe 22 über dem der Pumpe 23, entsprechend den Flächenverhältnissen des Kolbens 6 von der Kolbenraumseite 7 zur Ringraumseite 8. Das Fördervolumen der Pumpe 14 liegt überdies über dem der Pumpen 22, 23.The second MPE 4 includes a secondary pump 22 , a tertiary pump 23 and one the pumps 22 . 23 driving secondary engine 24 , The motor 24 is also designed as an electric motor that can work in all four quadrants. Likewise are the pumps 22 . 23 working bidirectionally and via a common drive shaft to the engine 24 connected, so no other motor to operate the pumps 22 . 23 is needed. The delivery volume of the pump 22 can that of the pump 23 correspond, wherein the delivery volume of the pump 14 above that of the pumps 22 . 23 lies. Preferably, however, the delivery volume of the pump 22 above that of the pump 23 , according to the area ratios of the piston 6 from the piston chamber side 7 to the annulus side 8th , The delivery volume of the pump 14 is also above that of the pumps 22 . 23 ,

Die erste Arbeitskammer 7 des Schwingungsdämpfers 2 ist über die Leitungen 25 und 16 mit der primären Pumpe 14 fluidisch verbunden. Weiterhin ist die Arbeitskammer 7 über die Leitungen 25, 26 und 17 mit der sekundären Pumpe 22 und dem Speicher 18 verbunden.The first working chamber 7 of the vibration damper 2 is over the wires 25 and 16 with the primary pump 14 fluidly connected. Furthermore, the working chamber 7 over the wires 25 . 26 and 17 with the secondary pump 22 and the memory 18 connected.

Demgegenüber ist die zweite Arbeitskammer 8 des Schwingungsdämpfers 2 über die Leitungen 27 und 19 mit der primären Pumpe 14 sowie über die Leitungen 27, 28 und 20 mit der tertiären Pumpe 23 und dem Speicher 21 verbunden.In contrast, the second working chamber 8th of the vibration damper 2 over the wires 27 and 19 with the primary pump 14 as well as over the lines 27 . 28 and 20 with the tertiary pump 23 and the memory 21 connected.

Im Fahrbetrieb bewegt sich der Kolben 6 innerhalb des Zylindergehäuses 5, abhängig von der Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche. Beim Überfahren einer Fahrbahnerhöhung, beispielsweise einer Bodenwelle, federt das nicht gezeigte Fahrzeugrad stark ein, wobei sich der Kolben 6 und die daran angeordneten Kolbenstange 9 in das Zylindergehäuse 5 hineinbewegen. Eine Begrenzung dieser Bewegung kann durch den Puffer 10 erfolgen, um den Schwingungsdämpfer 2 vor einer Beschädigung zu schützen. Beim Ausfedern des Rades bewegt sich der Kolben 6 samt Kolbenstange 9 entsprechend in die entgegengesetzte Richtung. Bei starkem Ausfedern kann diese Bewegung durch einen Zuganschlage 29 am Kolben 6 begrenzt werden.When driving, the piston moves 6 inside the cylinder housing 5 , depending on the condition of the road surface. When driving over a Fahrbahnerhöhung, such as a bump, the vehicle wheel, not shown, strongly springs, with the piston 6 and the piston rod arranged thereon 9 in the cylinder housing 5 inside move. A limitation of this movement can be through the buffer 10 done to the vibration damper 2 to protect against damage. When rebounding the wheel, the piston moves 6 including piston rod 9 accordingly in the opposite direction. With heavy rebound this movement can be caused by a pull stop 29 on the piston 6 be limited.

Des Weiteren weist der Kolben 6 ein Sperrventil 30 auf. Dieses Sicherheitsventil verhindert, dass bei einer Kurvenfahrt in der kurvenaußenliegenden Dämpfungseinrichtung 1 ein zu hoher Druck innerhalb der ersten Arbeitskammer 7 entsteht.Furthermore, the piston points 6 a check valve 30 on. This safety valve prevents that when cornering in the curve outer damping device 1 too high a pressure within the first working chamber 7 arises.

Ein Fahrzeug, das an jedem Fahrzeugrad eine erfindungsgemäße Dämpfungseinrichtung 1 aufweist, kann mitunter bei einer Kurvenfahrt die Wankbewegung des Fahrzeugaufbaus ausgleichen, also die Fahrzeugkarosserie horizontieren, indem es für jede Fahrzeugseite korrespondierende und wenn notwendig unterschiedliche Stellkräfte erzeugt.A vehicle having on each vehicle a damping device according to the invention 1 can sometimes balance the rolling motion of the vehicle body when cornering, so the vehicle body level by generating corresponding for each side of the vehicle and if necessary different restoring forces.

Zu diesem Zweck fördert die erste MPE 3 Hydrauliköl aus dem zweiten Speicher 21 in die erste Arbeitskammer 7 des kurvenaußenliegenden Schwingungsdämpfers 2 und gleichzeitig Hydrauliköl aus der zweiten Arbeitskammer 8 in den ersten Arbeitsspeicher 18, wodurch die Kolbenstange 9 aus dessen Zylindergehäuse 5 gefahren wird.For this purpose, the first MPE promotes 3 Hydraulic oil from the second reservoir 21 in the first working chamber 7 of the curve outer vibration damper 2 and at the same time hydraulic oil from the second working chamber 8th in the first memory 18 , causing the piston rod 9 from the cylinder housing 5 is driven.

Selbiges erfolgt auf der gegenüberliegenden Fahrzeugseite in umgekehrter Richtung, so dass auf dieser Fahrzeugseite die Kolbenstange 9 in das Zylindergehäuse 5 eintaucht. Wenn notwendig, können die Schwingungsdämpfer 2 einer Fahrzeugseite zudem unterschiedlich aus- beziehungsweise eingefahren werden.The same takes place on the opposite side of the vehicle in the opposite direction, so that on this side of the vehicle, the piston rod 9 in the cylinder housing 5 dips. If necessary, the vibration absorbers can 2 Moreover, a vehicle side can be moved in or out differently.

Bei einer Kurvenfahrt steht die erste Arbeitskammer 7 des kurvenaußenliegenden Schwingungsdämpfers 2 unter hohem Druck, um eine Horizontierung des Fahrzeugaufbaus zu erzielen. Bewegt sich das daran angeordnete Rad zusätzlich über eine Bodenwelle, kann der Druck in der ersten Arbeitskammer 7 weiter ansteigen. Übersteigt der Druck in der ersten Arbeitskammer 7 einen Schwellwert, öffnet das federbelastete Sperrventil 30, so dass ein Teil des Hydrauliköls von der ersten Arbeitskammer 7 in die zweite Arbeitskammer 8 fließen kann. Dadurch, dass der Druck in der ersten Arbeitskammer 7 begrenz wird, wird die Dämpfungseinrichtung 1 vor einer Beschädigung geschützt, wobei der Schwellwert durch die Federvorspannung des Sperrventils 30 einstellbar ist.When cornering, the first working chamber 7 of the curve outer vibration damper 2 under high pressure to achieve a leveling of the vehicle body. If the wheel arranged thereon additionally moves over a bump, the pressure in the first working chamber can 7 continue to rise. Exceeds the pressure in the first working chamber 7 a threshold, opens the spring-loaded check valve 30 so that a part of the hydraulic oil from the first working chamber 7 in the second working chamber 8th can flow. Because of the pressure in the first working chamber 7 is limited, the damping device 1 Protected from damage, the threshold value by the spring bias of the check valve 30 is adjustable.

Im Fahrbetrieb, in dem die Dämpfungseinrichtung 1 keine Stellkraft erzeugen muss, können Fahrbahnunebenheiten zur Energiegewinnung genutzt werden. Dabei wird die durch die Fahrbahnoberfläche induzierte Anregung über das Rad und den Schwingungsdämpfer 2 auf die MPEs 3, 4 übertragen.When driving, in which the damping device 1 no power must generate, road bumps can be used to generate energy. In this case, the induced by the road surface excitation on the wheel and the vibration is 2 on the MPEs 3 . 4 transfer.

Bei einer hochfrequenten Anregung bewegt sich der Kolben 6 innerhalb des Zylindergehäuses 5 nur minimal. Dementsprechend wird lediglich ein minimales Ölvolumen aus den Arbeitskammern 7, 8 in Richtung der Speicher 18, 21 und wieder zurück verschoben. Auf Grund der geringeren Trägheit der zweiten MPE 4 wird diese, durch das sich zwischen den Arbeitskammern 7, 8 und den Speichern 18, 21 verschiebende Ölvolumen, bewegt. Die Dreh- beziehungsweise Pendelbewegung des Motors 24 kann dabei in elektrische Energie umgewandelt werden, die in einer Fahrzeugbatterie, einem Akkumulator oder einem Kondensator zwischengespeichert werden kann. Alternativ kann die elektrische Energie auch direkt in das Fahrzeugbordnetz, zum direkten Verbrauch, eingespeist werden.At a high-frequency excitation, the piston moves 6 inside the cylinder housing 5 only minimal. Accordingly, only a minimal volume of oil from the working chambers 7 . 8th towards the store 18 . 21 and again moved back. Due to the lower inertia of the second MPE 4 This will be through which is located between the working chambers 7 . 8th and the stores 18 . 21 shifting oil volume, moves. The rotary or oscillating motion of the motor 24 can be converted into electrical energy that can be cached in a vehicle battery, an accumulator or a capacitor. Alternatively, the electrical energy can also be fed directly into the vehicle electrical system, for direct consumption.

Bei tieffrequenten Fahrbahnanregungen wird ein höheres Ölvolumen aus den Arbeitskammern 7, 8 in Richtung der Speicher 18, 21 und wieder zurück verschoben.At low-frequency road excitations, a higher volume of oil from the working chambers 7 . 8th towards the store 18 . 21 and moved back again.

Vorzugsweise werden derartige Anregungen von der ersten MPE 3 rekuperiert. Alternativ können beide MPEs 3, 4 die tieffrequente Anregung rekuperieren.Preferably, such suggestions are from the first MPE 3 recuperated. Alternatively, both MPEs 3 . 4 recuperate the low-frequency excitation.

Des Weiteren kann eine nicht gezeigte vorausschauende Erfassungseinheit Fahrbahnunebenheiten erkennen und ein entsprechendes Steuersignal für eine ebenfalls nicht gezeigte Regelungseinrichtung bereitstellen. Anhand des von der Erfassungseinheit erzeugten Signals und weiterer Fahrzeugsignalen kann die Regelungseinrichtung die Dämpfungseinrichtung 1 so ansteuern, dass die von der Fahrbahnunebenheit betroffenen Räder, beim Erreichen der Fahrbahnunebenheit, jeweils angehoben und nach dem Passieren der Fahrbahnunebenheit wieder gesenkt werden. Vorteilhaft ist dabei, dass die Fahrzeugkarosserie nicht angehoben wird, wodurch sich der Fahrkomfort für die Fahrzeuginsassen deutlich erhöht. Ebenso kann die vorausschauende Erfassungseinheit den weiteren Fahrbahnverlauf detektieren und ein entsprechendes Steuersignal für die Regelungseinrichtung bereitstellen. Diese kann daraufhin die Dämpfungseinrichtungen des Fahrzeugs derart ansteuern, dass sich beispielsweise beim Erkennen einer Kurve das Fahrzeug in Kurvenrichtung neigt.Furthermore, a forward-looking detection unit (not shown) can detect road bumps and provide a corresponding control signal for a control device, likewise not shown. On the basis of the signal generated by the detection unit and other vehicle signals, the control device, the damping device 1 trigger so that the wheels affected by the road bumps, when reaching the road bumps, each raised and lowered after passing the road bumps again. It is advantageous that the vehicle body is not raised, which significantly increases the ride comfort for the vehicle occupants. Likewise, the forward-looking detection unit can detect the further course of the lane and provide a corresponding control signal for the control device. This can then control the damping devices of the vehicle such that, for example, when recognizing a curve, the vehicle tilts in the direction of the curve.

2 zeigt eine Überkreuzverschaltung von zwei identischen Federbeinen 2, 2' gemäß der 1. Unter Überkreuzverschaltung versteht man die hydraulische Verbindung der ersten Arbeitskammer 7 des ersten Schwingungsdämpfers 2 mit der zweiten Arbeitskammer 8' des zweiten Schwingungsdämpfers 2' sowie die hydraulische Verbindung der zweiten Arbeitskammer 8 des ersten Schwingungsdämpfers 2 mit der ersten Arbeitskammer 7' des zweiten Schwingungsdämpfers 2', wobei die Schwingungsdämpfer 2, 2' an gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeugs angeordnet sind. 2 shows a crossover connection of two identical spring struts 2 . 2 ' according to the 1 , Cross-connection means the hydraulic connection of the first working chamber 7 of the first vibration damper 2 with the second working chamber 8th' of the second vibration damper 2 ' and the hydraulic connection of the second working chamber 8th of the first vibration damper 2 with the first working chamber 7 ' of the second vibration damper 2 ' , wherein the vibration damper 2 . 2 ' are arranged on opposite sides of the vehicle.

Die Überkreuzverschaltung kann achsweise, also von einer linken Fahrzeugseite L zu einer rechten Fahrzeugseite R der gleichen Fahrzeugachse erfolgen. Alternativ können die Schwingungsdämpfer 2 der linken Fahrzeugseite L zu der rechten Fahrzeugseite R sowie von einer ersten Fahrzeugachse zu einer zweiten Fahrzeugachse, beispielsweise von Vorderachse zu Hinterachse, überkreuzverschaltet sein.The Überkreuzverschaltung can take place axiswise, ie from a left side of the vehicle L to a right vehicle side R of the same vehicle axle. Alternatively, the vibration damper 2 the left side of the vehicle L to the right side of the vehicle R and from a first vehicle axle to a second vehicle axle, for example, from front to rear axle, be cross-connected.

Ein Vorteil einer derartigen Überkreuzverschaltung begründet sich in einer kostengünstigen Wankstabilisierung. Dadurch, dass eine weitere erste MPE 3 entfallen kann, reduzieren sich die Systemkosten sowie das Systemgewicht gegenüber dem zuvor beschriebenen System.An advantage of such a crossover connection is due to a cost-effective roll stabilization. By doing that, another first MPE 3 can be omitted, reduce the system costs and the system weight compared to the system described above.

Zur Funktionsweise bei einer hochfrequenten Fahrbahnanregung sei auf das zuvor gesagte verwiesen.For operation in a high-frequency roadway excitation is made to the previously said.

Demgegenüber wird bei einer tieffrequenten Anregung Hydrauliköl von einer Fahrzeugseite zur anderen Fahrzeugseite gefördert. Taucht beispielsweise das Rad auf der linken Fahrzeugseite L beim Überfahren eines Hindernisses ein, wird Hydrauliköl aus der ersten Arbeitskammer 7 des linken Schwingungsdämpfers 2 über die Leitungen 25, 26, 31, 28' und 27' in die zweite Arbeitskammer 8' des rechten Schwingungsdämpfers 2' verschoben. Ebenso fließt Hydrauliköl von der ersten Arbeitskammer 7' des rechten Schwingungsdämpfers 2' über die Leitungen 25', 26', 28 und 27 in die zweite Arbeitskammer 8 des ersten Schwingungsdämpfers 2. In Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, mit der die Kolbenstange 9 in das Zylindergehäuse 5 eintaucht, fließt zusätzlich ein Volumenstrom in die Speicher 18 und 21 sowie 18' und 21'.In contrast, in a low-frequency excitation hydraulic oil is conveyed from one side of the vehicle to the other side of the vehicle. If, for example, the wheel on the left side of the vehicle L invades an obstacle, hydraulic oil will escape from the first working chamber 7 of the left damper 2 over the wires 25 . 26 . 31 . 28 ' and 27 ' in the second working chamber 8th' of the right vibration damper 2 ' postponed. Likewise, hydraulic oil flows from the first working chamber 7 ' of the right vibration damper 2 ' over the wires 25 ' . 26 ' . 28 and 27 in the second working chamber 8th of the first vibration damper 2 , Depending on the speed with which the piston rod 9 in the cylinder housing 5 In addition, a volume flow flows into the memory 18 and 21 such as 18 ' and 21 ' ,

Um eine Wankstabilisierung zu ermöglichen ist es nunmehr erforderlich den Volumenstrom des Hydrauliköls zwischen den Fahrzeugseiten zu begrenzen. Zu diesem Zweck berechnet die Regelungseinrichtung ein für die Wankstabilisierung notwendiges Drehmoment. In einem zweiten Schritt steuert die Regelungseinrichtung den primären Motor 15 der ersten MPE 3 derart an, dass dieser das notwenige Drehmoment erzeugt. Dadurch, dass der Motor 15 und die Pumpe 14 mechanisch miteinander verbunden sind, wird das vom Motor 15 erzeugte Drehmoment auf die Pumpe 14 übertragen, so dass der Volumenstrom zwischen den Fahrzeugseiten durch diese blockiert und die Fahrzeugkarosserie in deren Position arretiert wird.In order to enable roll stabilization, it is now necessary to limit the volume flow of the hydraulic oil between the sides of the vehicle. For this purpose, the control device calculates a torque required for roll stabilization. In a second step, the control device controls the primary engine 15 the first MPE 3 such that it generates the necessary torque. Because of that, the engine 15 and the pump 14 mechanically connected to each other, that is from the engine 15 generated torque on the pump 14 transferred, so that the flow between the vehicle sides blocked by this and the vehicle body is locked in its position.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102010014185 A1 [0002]

Claims

Damping device ( 1 ) for a wheel suspension of a vehicle, comprising - a spring, for supporting a vehicle body against a vehicle wheel, - a vibration damper ( 2 ), for damping a road-induced excitation, and - a first motor-pump unit ( 3 ), for actively influencing the vibration damper ( 2 ), characterized in that a second motor-pump unit ( 4 ), for actively influencing the vibration damper ( 2 ), is provided.

Damping device ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the second motor-pump unit ( 4 ) a secondary and a tertiary pump ( 22 . 23 ) as well as a secondary engine ( 24 ), the two pumps ( 22 . 23 ) via a common shaft with the secondary engine ( 24 ) are connected.

Damping device ( 1 ) according to any one of the preceding claims, characterized in that a control device is provided which generates at least one control signal based on at least one sensor signal, which at least one motor-pump unit ( 3 . 4 ) controls.

Damping device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a cross-connection of two damping devices ( 1 ), is provided for influencing a rolling moment.

Vehicle with a damping device ( 1 ) according to any one of the preceding claims.