DE102015007460B4

DE102015007460B4 - Aktive aufhängungsvorrichtung für ein fahrzeug und eine dafür verwendete pumpe

Info

Publication number: DE102015007460B4
Application number: DE102015007460.1A
Authority: DE
Inventors: Tae Ju Kim; Seong Ho Choi
Original assignee: Mando Corp
Current assignee: HL Mando Corp
Priority date: 2014-06-11
Filing date: 2015-06-08
Publication date: 2019-02-14
Anticipated expiration: 2035-06-09
Also published as: US20150360531A1; CN105172513A; KR101971549B1; KR20150142819A; US9421843B2; DE102015007460A1

Abstract

Aktive Aufhängungsvorrichtung für ein Fahrzeug, mit:
einer Pumpe (100), die dafür konfiguriert ist, Bewegungen eines Fluids einzustellen bzw. zu regeln; und
Aktoren (210, 220, 230, 240), die dafür konfiguriert sind, das Fluid von der Pumpe (100) zu empfangen und Verschiebungen von Schraubenfedern zu kompensieren, die mit Rädern des Fahrzeugs verbunden sind,
wobei die Pumpe (100) das Fluid, das in einem Zylinder (120) enthalten ist, zu einem von den Aktoren (210, 220) von linken Rädern des Fahrzeugs und von den Aktoren (230, 240) von rechten Rädern des Fahrzeugs auf der Grundlage des Antreibens eines Elektromotors (110) zuführt;
dadurch gekennzeichnet, dass
die Pumpe (100) Folgendes aufweist:
eine erste Kugelumlaufspindel (131) und eine zweite Kugelumlaufspindel (132),
die dafür konfiguriert sind, jeweils auf einer Seite und der anderen Seite des Zylinders (120) angeordnet zu sein und auf der Grundlage des Antreibens des Elektromotors (110) gedreht zu werden; und
einen ersten Kolben (141) und einen zweiten Kolben (142), die dafür konfiguriert sind, sich im Innern des Zylinders (102) auf der Grundlage der Rotation der ersten Kugelumlaufspindel (131) und der zweiten Kugelumlaufspindel (132) linear hin und her zu bewegen.

Description

HINTERGRUND
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine aktive Aufhängungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Insbesondere bezieht sie sich auf eine aktive Aufhängungsvorrichtung für ein Fahrzeug, die ein Fluid zu Aktoren, die an Rädern des Fahrzeugs angeordnet sind, unter Verwendung einer Pumpe zuführt, die von einem Elektromotor angetrieben wird.
Erörterung des Standes der Technik
In Fahrzeugen gibt ein aktives Aufhängungssystem ein System an, in dem Sensoren alle Arten von Eingaben von einer Fahrbahnoberfläche erfassen und ein elektronisches Steuergerät (ECU; Electronic Control Unit) das Wankverhalten eines Fahrzeugs auf der Grundlage der erfassten Eingaben effektiv steuert bzw. regelt.
Genauer gesagt ist ein Aktor bereitgestellt, der eine Verschiebung einer Schraubenfeder kompensiert, die mit einem Rad eines Fahrzeugs verbunden ist, wird eine Fluidmenge, die dem Aktor zugeführt wird, in geeigneter Weise geregelt, werden Änderungen des Fahrzeugs in Bezug auf das Wanken und Nicken erfasst und wird eine Höhe des Fahrzeugs konstant aufrecht erhalten, wodurch die Behaglichkeit und eine Bodenhaftungskraft des Fahrzeugs erhöht werden.
Außerdem kann es einem Benutzer erlaubt sein, eine Höhe des Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Befahrbarkeit einer Straße durch eine Niveauregulierung der Höhe des Fahrzeugs einzustellen, oder die Höhe des Fahrzeugs kann bei einer hohen Geschwindigkeit abgesenkt werden, um einen Luftwiderstand zu reduzieren, wodurch die Fahrstabilität und die Kraftstoffeffizienz verbessert werden.
Die US-Patentanmeldungsveröffentlichung US 6 000 702 A offenbart ein aktives Fahrzeugaufhängungssystem bzw. Fahrzeug-Federungssystem, das eine Feder und ein hubverstellbares Stellorgan aufweist, das damit in Reihe angeordnet ist, in dem ein Fluss eines Fluids, das zu dem hubverstellbaren Stellorgan zugeführt wird, durch Proportionalsteuerventile gesteuert bzw. geregelt wird.
Aber in einem solchen System, wie es oben beschrieben ist, ist es notwendig, das Proportionalsteuerventil und eine Hydraulikpumpe zu verwenden, die teuer sind. Außerdem ist die Hydraulikpumpe mit einem Motor verbunden und wird immer in einer solchen Art und Weise angetrieben, dass die Pumpe konstant angetrieben wird, während der Motor arbeitet. Dementsprechend wird, da die Pumpe immer angetrieben wird, um eine Quelle eines hohen Druckes zu erzeugen, während der Motor arbeitet, ein übermäßiger Betrag benötigt, der für das System unnötig ist, und eine Leistung des Motors wird reduziert, wodurch dies eine schlechte Wirkung auf die Kraftstoffeffizienz hat.
Die gattungsgemäße Druckschrift DE 101 11 551 A1 beschreibt ein aktives Fahrwerksystem eines Fahrzeugs, wobei jedes Fahrzeugrad über ein Federelement sowie über eine auch als Dämpfer wirkende hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit am Fahrzeugaufbau abgestützt ist und jedem Fahrzeugrad ein hydraulischer Aktuator zugeordnet ist, mit Hilfe dessen eine zusätzliche Kraft zwischen Rad und Aufbau einleitbar ist.
DE 199 16 366 A1 beschreibt einen Aktuator mit einem Elektromotor, einer Getriebeeinheit und einer Druckmediumeinheit, wobei die Getriebeeinheit, der Elektromotor und die Druckmediumeinheit räumlich voneinander getrennt sind.
DE 20 38 369 A beschreibt eine Zweizylinderpumpe, die speziell dafür eingerichtet ist, hochviskose Flüssigkeiten, wie z.B. ein Titandioxid-Äthylenglykol-Gemisch, annähernd pulsationsfrei zu pumpen.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen einer aktiven Aufhängungsvorrichtung bzw. Federungsvorrichtung, in der keine teuren Proportionalsteuerventile verwendet werden, um die Herstellungskosten zu reduzieren und um eine Konfiguration zu vereinfachen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen eines aktiven Aufhängungssystems, das in der Lage ist, den Energieverbrauch zu minimieren, indem es eine Pumpe verwendet, die auf einem Elektromotor und einem Zylinder basiert.
Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe(n) erfolgt durch eine aktive Aufhängungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine aktive Aufhängungsvorrichtung für ein Fahrzeug bereitgestellt, die eine Pumpe, die dafür konfiguriert ist, Bewegungen eines Fluids einzustellen bzw. zu regeln, und Aktoren aufweist, die dafür konfiguriert sind, das Fluid von der Pumpe zu empfangen und Verschiebungen von Schraubenfedern, die mit Rädern des Fahrzeugs verbunden sind, zu kompensieren, wobei die Pumpe das Fluid, das in einem Zylinder enthalten ist, zu einem von den Aktoren von linken Rädern und von den Aktoren von rechten Rädern auf der Grundlage des Antreibens eines Elektromotors zuführt und wobei die Pumpe eine erste Kugelumlaufspindel und eine zweite Kugelumlaufspindel, die dafür konfiguriert sind, jeweils auf einer Seite und der anderen Seite des Zylinders angeordnet zu sein und auf der Grundlage des Antreibens des Elektromotors gedreht zu werden, und einen ersten Kolben und einen zweiten Kolben aufweist, die dafür konfiguriert sind, sich im Innern des Zylinders auf der Grundlage der Rotation der ersten Kugelumlaufspindel und der zweiten Kugelumlaufspindel linear hin und her zu bewegen.
Die erste Kugelumlaufspindel und die zweite Kugelumlaufspindel können auf der gleichen Welle gedreht werden. Wenn die erste Kugelumlaufspindel und die zweite Kugelumlaufspindel in einer von einer Richtung und der anderen Richtung durch das Antreiben des Elektromotors gedreht werden, können sich der erste Kolben und der zweite Kolben zu einer von der einen Seite und der anderen Seite des Zylinders bewegen und können sie das Fluid, das in einer von der einen Seite und der anderen Seite des Zylinders enthalten ist, zu einem von den Aktoren der linken Räder und den Aktoren der rechten Räder zuführen.
Die Pumpe kann des Weiteren eine Rückstelleinheit aufweisen, die dafür konfiguriert ist, wenigstens einen von dem ersten Kolben und dem zweiten Kolben abzustützen.
Die aktive Aufhängungsvorrichtung kann des Weiteren Ventile aufweisen, die dafür konfiguriert sind, Strömungskanäle zwischen der Pumpe und den Aktoren zu öffnen und zu schließen.
Figurenliste
Die oben genannten und weitere Objekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden den Durchschnittsfachleuten auf dem Gebiet durch das ausführliche Beschreiben von exemplarischen Ausführungsformen davon unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen offensichtlicher werden, wobei in den Zeichnungen:

1 ein Schaltbild einer aktiven Aufhängungsvorrichtung für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
2 und 3 eine perspektivische Ansicht und eine Draufsicht einer Pumpe in der aktiven Aufhängungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind;
4 eine Querschnittansicht ist, die einen entlang der Linie A-A in 3 aufgenommenen Teil veranschaulicht; und
5 und 6 Schaltbilder sind, die situationsbedingte Flüsse eines Fluids in der aktiven Aufhängungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON EXEMPLARISCHEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden. Durch die gesamte Patentspezifikation hindurch bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente, und eine sich wiederholende Beschreibung davon wird weggelassen werden.
Wenn während des Beschreibens der Ausführungsformen festgestellt wird, dass eine ausführliche Beschreibung von öffentlich bekanntem Stand der Technik die Punkte der vorliegenden Ausführungsform unklar machen kann, wird die ausführliche Beschreibung davon weggelassen werden. Auch dienen die beigefügten Zeichnungen nur dazu, zu erlauben, dass das Konzept der vorliegenden Erfindung leicht verstanden wird. Aber es wird klar sein, dass das Konzept der vorliegenden Erfindung nicht durch die beigefügten Zeichnungen beschränkt ist.
Im Folgenden wird eine aktive Aufhängungsvorrichtung für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben werden. 1 ist ein Schaltbild der aktiven Aufhängungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Wie in 1 gezeigt ist, kann die aktive Aufhängungsvorrichtung eine Pumpe 100, Aktoren 210, 220, 230 und 240, Strömungskanäle 310, 320, 330, 340, 350 und 360, Ventile 410, 420, 430 und 440 und ein Fluidreservoir 500 aufweisen.
Die Pumpe 100 ist eine Konfiguration zum Erzeugen eines hydraulischen Drucks für ein Fluid, das für die aktive Aufhängungsvorrichtung verwendet wird, wobei sie Bewegungen des Fluids in der Vorrichtung einstellt bzw. regelt und unter Verwendung eines Elektromotors 110 angetrieben wird. Im Allgemeinen ist eine Pumpe in einer aktiven Aufhängungsvorrichtung für ein Fahrzeug eine Hydraulikpumpe, die mit einem Motor verbunden ist und immer angetrieben wird, wodurch unnötiger Druck erzeugt wird. Aber wenn die Konfiguration verwendet wird, in der die Pumpe 100 von dem Elektromotor 110 angetrieben wird, wird, da ein elektronisches Steuergerät im Bedarfsfall ein Signal zu dem Elektromotor 110 sendet, um selektiv die Pumpe 100 anzutreiben, eine abgegebene Leistung des Motors reduziert und die Kraftstoffeffizienz verbessert. Eine ausführliche Konfiguration der Pumpe 100 wird unten beschrieben werden.
Die Aktoren 210, 220, 230 und 240, wie sie in 1 gezeigt sind, sind mit Schraubenfedern 211, 221, 231 and 241 in Reihe geschaltet, empfangen das Fluid von der Pumpe 100, um Verschiebungen der Schraubenfedern 211, 221, 231 und 241 zu kompensieren, können jeweils an einem linken Vorderrad, einem linken Hinterrad, einem rechten Vorderrad und einen rechten Hinderrad des Fahrzeugs angeordnet sein und können nur an den linken und rechten Vorderrädern oder an den linken und rechten Hinterrädern angeordnet sein. Insbesondere kann die Pumpe 100 das Fluid, das in einem Zylinder 120 enthalten ist, zu den Aktoren 210 und 220 der linken Räder oder zu den Aktoren 230 und 240 der rechten Räder zuführen. Auch können die Aktoren 210, 220, 230 und 240 mit Dämpfern 212, 222, 232 und 242 verbunden sein, um Stöße zu absorbieren, die auftreten, während das Fahrzeug fährt.
In der Zwischenzeit sind zwischen der Pumpe 100 und den Aktoren 210, 220, 230 und 240 die Strömungskanäle 310, 320, 330, 340, 350 und 360 für die Bewegungen des Fluids gebildet. Die Ventile 410, 420, 430 und 440, die einen Fluss des Fluids in den Strömungskanälen 310, 320, 330, 340, 350 und 360 durch Öffnen und Schließen der Strömungskanäle 310, 320, 330, 340, 350 und 360 regeln, können des Weiteren enthalten sein. Das elektronische Steuergerät steuert im Bedarfsfall nicht nur das Antreiben des Elektromotors 110 für die Pumpe 100, sondern auch das Öffnen und das Schließen der Ventile 410, 420, 430 und 440, wodurch das Fluid in geeigneter Weise zu den Aktoren 210, 220, 230 und 240 zugeführt wird, die an den linken Vorder-/Hinterrädern oder an den rechten Vorder-/Hinterrädern des Fahrzeugs angeordnet sind. Insbesondere sind Schaltventile für die aktive Aufhängungsvorrichtung anstelle von Proportionalsteuerventilen verwendet, und Betätigungen der Schaltventile werden durch das elektronische Steuergerät gesteuert, wodurch selektiv die Bewegungen des Fluids gesteuert bzw. geregelt werden. Dadurch kann eine Systemkonfiguration vereinfacht werden und können Herstellungskosten reduziert werden.
Die aktive Aufhängungsvorrichtung kann auch des Weiteren das Fluidreservoir 500 aufweisen. Wenn der Fluss des Fluids in der aktiven Aufhängungsvorrichtung übermäßig wird, enthält das Fluidreservoir 500 den übermäßigen Fluss des Fluids und speichert diesen. Wenn es notwendig ist, einen größeren Fluss des Fluids zu den Aktoren 210, 220, 230 und 240 zuzuführen, führt das Fluidreservoir 500 das Fluid zu jedem der Aktoren 210, 220, 230 und 240 oder zu der Pumpe 100 zu. Zwischen dem Fluidreservoir 500 und der Pumpe 100 können des Weiteren zusätzliche Strömungskanäle 370 und 380 gebildet sein, und zusätzliche Ventile 450 und 460, die die Strömungskanäle 370 und 380 öffnen und schließen, können des Weiteren bereitgestellt sein.
Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf 2 bis 4 eine Konfiguration und ein Betrieb der Pumpe 100 der aktiven Aufhängungsvorrichtung ausführlich beschrieben werden. 2 und 3 sind eine perspektivische Ansicht und eine Draufsicht der Pumpe 100 in der aktiven Aufhängungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 4 ist eine Querschnittansicht, die einen entlang der Linie A-A in 3 aufgenommenen Teil veranschaulicht.
In der aktiven Aufhängungsvorrichtung ist die Pumpe 100 eine Pumpe vom linearen Zylindertyp, die von dem Elektromotor 110 angetrieben wird und den Elektromotor 110, den Zylinder 120, eine erste Kugelumlaufspindel 131, eine zweite Kugelumlaufspindel 132, einen ersten Kolben 141 und einen zweiten Kolben 142 aufweist.
Die erste Kugelumlaufspindel 131 und die zweite Kugelumlaufspindel 132 sind jeweils auf einer Seite und der anderen Seite des Zylinders 120 angeordnet und werden in dem Zylinder 120 auf der Grundlage des Antreibens des Elektromotors 110 gedreht. Der erste Kolben 141 und der zweite Kolben 142 bewegen sich linear im Innern des Zylinders 120 auf der Grundlage der Rotation der ersten Kugelumlaufspindel 131 und der zweiten Kugelumlaufspindel 132 hin und her. Genauer gesagt sind Gewinde auf äußeren Umfängen der ersten Kugelumlaufspindel 131 und der zweiten Kugelumlaufspindel 132 gebildet, und Nuten, die zu den Gewinden passen, sind auf inneren Umfängen einer ersten Kugelmutter 181 und einer zweiten Kugelmutter 182 gebildet, die korrespondierend zu der ersten Kugelumlaufspindel 131 und der zweiten Kugelumlaufspindel 132 angeordnet sind, wodurch die erste Kugelumlaufspindel 131 und die zweite Kugelumlaufspindel 132 jeweils mit der ersten Kugelmutter 181 und der zweiten Kugelumlaufspindel 182 durch eine Schraubverbindung gekoppelt sind. Dementsprechend bewegen sich die erste Kugelmutter 181 und die zweite Kugelmutter 182, wenn die erste Kugelumlaufspindel 131 und die zweite Kugelumlaufspindel 132 durch den Elektromotor 110 gedreht werden, linear in Richtung auf den Zylinder 120, wodurch es erlaubt wird, dass sich der erste Kolben 141 und der zweite Kolben 142, die von der ersten Kugelmutter 181 und der zweiten Kugelmutter 182 abgestützt werden, im Innern des Zylinders 120 hin und her bewegen können.
In der Zwischenzeit werden die erste Kugelumlaufspindel 131 und die zweite Kugelumlaufspindel 132 auf der gleichen Welle gedreht, wobei die erste Kugelumlaufspindel 131 und die zweite Kugelumlaufspindel 132 eine Welle gemeinsam benutzen, die eine Rotationskraft des Elektromotors 110 überträgt. Dadurch werden Rotationen der ersten Kugelumlaufspindel 131 und der zweiten Kugelumlaufspindel 132 mit der gleichen Geschwindigkeit durchgeführt. Wenn die erste Kugelumlaufspindel 131 und die zweite Kugelumlaufspindel 132 aufgrund des Antreibens des Elektromotors 110 in einer Richtung gedreht werden, dann bewegen sich auch der erste Kolben 141 und der zweite Kolben 142 zu der einen Seite des Zylinders 120 und geben das Fluid, das in der einen Seite des Zylinders 120 enthalten ist, durch einen ersten Auslass 161 aus, wodurch das Fluid zu einem von den Aktoren 210 und 220 an den linken Rädern und den Aktoren 230 und 240 an den rechten Rädern zugeführt wird. Andererseits bewegen sich der erste Kolben 141 und der zweite Kolben 142, wenn die erste Kugelumlaufspindel 131 und die zweite Kugelumlaufspindel 132 aufgrund des Antreibens des Elektromotors 110 in der anderen Richtung gedreht werden, zu der anderen Seite des Zylinders 120 und geben das Fluid, das in der anderen Seite des Zylinders 120 enthalten ist, durch einen zweiten Auslass 162 aus, wodurch das Fluid zu den anderen von den Aktoren 210 und 220 an den linken Rädem und von den Aktoren 230 und 240 an den rechten Rädern zugeführt wird. Das heißt, es ist notwendig, dass die erste Kugelumlaufspindel 131 und die zweite Kugelumlaufspindel 132 durch das Antreiben des Elektromotors 110 gedreht werden, um zu erlauben, dass sich der erste Kolben 141 und der zweite Kolben 142 linear in der gleichen Richtung bewegen können.
In der Zwischenzeit kann die aktive Aufhängungsvorrichtung des Weiteren Rückstelleinheiten 150 aufweisen, die wenigstens einen von dem ersten Kolben 141 und dem zweiten Kolben 142 abstützen. Die Rückstelleinheiten 150 sind eine Art einer Komponente, die eine Rückstellfederfunktion durchführt. Wie in 4 gezeigt ist, sind die Rückstelleinheiten 150 zwischen einem inneren Ende der einen Seite des Zylinders 120 und dem ersten Kolben 141 und zwischen einem inneren Ende der anderen Seite des Zylinders 120 und dem zweiten Kolben 142 angeordnet, wodurch der erste Kolben 141 und der zweite Kolben 142 in geeigneter Weise abgestützt im Innern des Zylinders 120 gehalten werden.
Wie in 2 und 3 ebenfalls gezeigt ist, kann das Fluidreservoir 500 zusammen mit der Pumpe 100 als ein einziger Körper gebildet sein, wobei die zusätzlichen Ventile 450 und 460 auch zusammen mit der Pumpe 100 als ein einziger Körper gebildet sind. In der Zwischenzeit kann das Fluidreservoir 500 einen Einlass aufweisen, durch den das Fluid von der Außenseite her injiziert wird, und es kann ein Kappenelement 510 aufweisen, das den Einlass verschließen kann.
In der Zwischenzeit kann, da die Pumpe 100 der aktiven Aufhängungsvorrichtung von dem elektronischen Steuergerät wie oben beschrieben gesteuert wird, eine Verbindungseinheit 170, die einen Verbindungsanschluss bzw. eine Anschlussklemme für das Empfangen eines Signals von dem elektronischen Steuergerät und einen Stromversorgungsanschluss für das Antreiben des Elektromotors 110 aufweist, enthalten sein, wie dies in 2 und 3 gezeigt ist.
Im Folgenden wird die Bewegung des Fluids in Abhängigkeit von dem Antreiben der Pumpe 100 in der aktiven Aufhängungsvorrichtung unter Bezugnahme auf 5 und 6 beschrieben werden. 5 und 6 sind Schaltbilder, die situationsbedingte Flüsse des Fluids in der aktiven Aufhängungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
Unter Bezugnahme auf 5 wird ein Fluss des Fluids, wenn das Fluid zu den Aktoren 210 und 220 der linken Räder des Fahrzeugs zugeführt wird, beschrieben werden. Das elektronische Steuergerät steuert die Betätigung der Pumpe 100 auf der Grundlage von Fahrbahnoberflächeninformationen, die von Sensoren des Fahrzeugs eingegeben werden, oder auf der Grundlage von Einstellungen eines Benutzers. Genauer gesagt dreht das elektronische Steuergerät die erste Kugelumlaufspindel 131 und die zweite Kugelumlaufspindel 132 in der einen Richtung durch das Antreiben des Elektromotors 110, wodurch der erste Kolben 141 und der zweite Kolben 142 zu der einen Seite des Zylinders 120 bewegt werden. Hier wird das Fluid, das im Innern der einen Seite des Zylinders 120 enthalten ist, durch den Druck, der durch den ersten Kolben 141 erzeugt wird, zu einem 1-1-Strömungskanal 310 durch den ersten Auslass 161 ausgegeben. Der 1-1-Strömungskanal 310 ist in einen 1-2-Strömungskanal 320, der mit dem Aktor 210 des linken Vorderrads des Fahrzeugs verbunden ist, und in einen 1-3-Strömungskanal 330 divergiert, der mit dem Aktor 220 des linken Hinterrads verbunden ist. Ein erstes Ventil 410 und ein zweites Ventil 420, die das Öffnen und das Schließen jedes Strömungskanals regeln, sind jeweils an dem 1-2-Strömungskanal 320 und an dem 1-3-Strömungskanal 330 angeordnet. Das erste Ventil 410 und das zweite Ventil 420 werden von dem elektronischen Steuergerät gesteuert. Wie in 5 gezeigt ist, werden das erste Ventil 410 und das zweite Ventil 420 so gesteuert, dass sie den 1-2-Strömungskanal 320 nur öffnen, wenn das Fluid nur zu dem Aktor 210 des linken Vorderrades zugeführt wird, und so gesteuert, dass sie den 1-3-Strömungskanal 330 nur öffnen, wenn das Fluid nur zu dem Aktor 220 des linken Hinterrads zugeführt wird. Außerdem ist es, wenn das Fluid zu dem Aktor 210 des linken Vorderrads und zu dem Aktor 220 des linken Hinterrads zur gleichen Zeit zugeführt wird, notwendig, das erste Ventil 410 und das zweite Ventil 420 so zu steuern, dass sie den 1-2-Strömungskanal 320 und den 1-3-Strömungskanal 330 zur gleichen Zeit öffnen. Im Allgemeinen ist es, um eine Vielzahl von Aktoren unter Verwendung einer einzigen Pumpe zu steuern, notwendig, eine Kapazität der Pumpe zu erhöhen. Aber wenn man in Betracht zieht, dass es eine Begrenzung für eine Erhöhung der Kapazität der Pumpe aufgrund einer Beschränkung einer Leistung eines Elektromotors gibt, können in der aktiven Aufhängungsvorrichtung das erste Ventil 410 und das zweite Ventil 420 so gesteuert werden, dass sie eine Zufuhr nur zu einem von dem Aktor 210 des linken Vorderrades und von dem Aktor 220 des linken Hinterrades durchführen.
Unter Bezugnahme auf 6 wird ein Fluss des Fluids, wenn das Fluid zu den Aktoren 230 und 240 der rechten Räder des Fahrzeugs zugeführt wird, beschrieben werden. Das elektronische Steuergerät steuert die Betätigung der Pumpe 100 auf der Grundlage von Fahrbahnoberflächeninformationen, die von den Sensoren des Fahrzeugs eingegeben werden, oder auf der Grundlage von Einstellungen des Benutzers. Genauer gesagt dreht das elektronische Steuergerät die erste Kugelumlaufspindel 131 und die zweite Kugelumlaufspindel 132 in der anderen Richtung durch das Antreiben des Elektromotors 110, wodurch der erste Kolben 141 und der zweite Kolben 142 zu der anderen Seite des Zylinders 120 bewegt werden. Hier wird das Fluid, das im Innern der anderen Seite des Zylinders 120 enthalten ist, durch den Druck, der durch den zweiten Kolben 142 erzeugt wird, zu einem 2-1-Strömungskanal 340 durch den zweiten Auslass 162 ausgegeben. Der 2-1-Strömungskanal 340 ist in einen 2-2-Strömungskanal 350, der mit dem Aktor 230 des rechten Vorderrads des Fahrzeugs verbunden ist, und in einen 2-3-Strömungskanal 360 divergiert, der mit dem Aktor 240 des rechten Hinterrads verbunden ist. Ein drittes Ventil 430 und ein viertes Ventil 440, die das Öffnen und das Schließen jedes Strömungskanals regeln, sind jeweils an dem 2-2-Strömungskanal 350 und an dem 2-3-Strömungskanal 360 angeordnet. Das dritte Ventil 430 und das vierte Ventil 440 werden von dem elektronischen Steuergerät gesteuert. Wie in 6 gezeigt ist, werden das dritte Ventil 430 und das vierte Ventil 440 so gesteuert, dass sie den 2-2-Strömungskanal 350 nur öffnen, wenn das Fluid nur zu dem Aktor 230 des rechten Vorderrades zugeführt wird, und so gesteuert, dass sie den 2-3-Strömungskanal 360 nur öffnen, wenn das Fluid nur zu dem Aktor 240 des rechten Hinterrads zugeführt wird. Außerdem ist es, wenn das Fluid zu dem Aktor 230 des rechten Vorderrads und zu dem Aktor 240 des rechten Hinterrads zur gleichen Zeit zugeführt wird, notwendig, das dritte Ventil 430 und das vierte Ventil 440 so zu steuern, dass sie den 2-2-Strömungskanal 350 und den 2-3-Strömungskanal 360 zur gleichen Zeit öffnen. Im Allgemeinen ist es, um eine Vielzahl von Aktoren unter Verwendung einer einzigen Pumpe zu steuern, notwendig, eine Kapazität der Pumpe zu erhöhen. Aber wenn man in Betracht zieht, dass es eine Begrenzung für eine Erhöhung der Kapazität der Pumpe aufgrund einer Beschränkung einer Leistung eines Elektromotors gibt, können in der aktiven Aufhängungsvorrichtung das dritte Ventil 430 und das vierte Ventil 440 so gesteuert werden, dass sie eine Zufuhr nur zu einem von dem Aktor 230 des rechten Vorderrades und von dem Aktor 240 des rechten Hinterrades durchführen.
Eine Pumpe einer aktiven Aufhängungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist den Elektromotor 110, die erste Kugelumlaufspindel 131 und die zweite Kugelumlaufspindel 131, die auf einer Seite und der anderen Seite des Zylinders 120 angeordnet sind und auf der Grundlage des Antreibens des Elektromotors 110 gedreht werden, und den ersten Kolben 141 und den zweiten Kolben 142 auf, die sich im Innern des Zylinders 120 auf der Grundlage der Rotation der ersten Kugelumlaufspindel 131 und der zweiten Kugelumlaufspindel 132 linear hin und her bewegen.
Insbesondere wird das Fluid, das in dem Zylinder 120 enthalten ist, den Aktoren 210 und 220 der linken Räder oder den Aktoren 230 und 240 der rechten Räder auf der Grundlage des Antreibens des Elektromotors 110 zugeführt. Wenn die erste Kugelumlaufspindel 131 und die zweite Kugelumlaufspindel 132 auf der gleichen Welle gedreht werden und in einer Richtung oder der anderen Richtung durch das Antreiben des Elektromotors 110 gedreht werden, bewegen sich auch der erste Kolben 141 und der zweite Kolben 142 zu einer Seite oder der anderen Seite des Zylinders 120 und führen das Fluid, das in der einen Seite oder der anderen Seite des Zylinders 120 enthalten ist, den Aktoren 210 und 220 der linken Räder oder den Aktoren 230 und 240 der rechten Räder zu. Außerdem kann die Pumpe der aktiven Aufhängungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung des Weiteren die Rückstelleinheiten 150 aufweisen, die wenigstens einen von dem ersten Kolben 141 und dem zweiten Kolben 142 abstützen. Da die Komponenten oben beschrieben worden sind, wird eine wiederholende Beschreibung davon weggelassen werden.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine aktive Aufhängungsvorrichtung für ein Fahrzeugs unter Verwendung einer Pumpe, die auf einem Elektromotor und einem Zylinder basiert, verkörpert, wobei es, da die Pumpe durch das Antreiben eines Elektromotors in einem System nur dann betätigt wird, wenn ein Bedarf besteht, möglich ist, nur einen notwendigen Druck zur rechten Zeit zu erzeugen, wodurch eine Leistung eines Motors erhöht wird und eine Kraftstoffeffizienz verbessert wird.
Da außerdem Schaltventile an Stelle von Proportionalsteuerventilen als Ventile für die Steuerung bzw. Regelung von Bewegungen eines Fluids verwendet werden, kann nicht nur eine Wettbewerbsfähigkeit in Bezug auf die Herstellungskosten, sondern auch eine Gesamtvereinfachung des Systems bereitgestellt werden.

Claims

Aktive Aufhängungsvorrichtung für ein Fahrzeug, mit: einer Pumpe (100), die dafür konfiguriert ist, Bewegungen eines Fluids einzustellen bzw. zu regeln; und Aktoren (210, 220, 230, 240), die dafür konfiguriert sind, das Fluid von der Pumpe (100) zu empfangen und Verschiebungen von Schraubenfedern zu kompensieren, die mit Rädern des Fahrzeugs verbunden sind, wobei die Pumpe (100) das Fluid, das in einem Zylinder (120) enthalten ist, zu einem von den Aktoren (210, 220) von linken Rädern des Fahrzeugs und von den Aktoren (230, 240) von rechten Rädern des Fahrzeugs auf der Grundlage des Antreibens eines Elektromotors (110) zuführt; dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (100) Folgendes aufweist: eine erste Kugelumlaufspindel (131) und eine zweite Kugelumlaufspindel (132), die dafür konfiguriert sind, jeweils auf einer Seite und der anderen Seite des Zylinders (120) angeordnet zu sein und auf der Grundlage des Antreibens des Elektromotors (110) gedreht zu werden; und einen ersten Kolben (141) und einen zweiten Kolben (142), die dafür konfiguriert sind, sich im Innern des Zylinders (102) auf der Grundlage der Rotation der ersten Kugelumlaufspindel (131) und der zweiten Kugelumlaufspindel (132) linear hin und her zu bewegen.
Aktive Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Kugelumlaufspindel (131) und die zweite Kugelumlaufspindel (132) auf der gleichen Welle gedreht werden, und wobei dann, wenn die erste Kugelumlaufspindel (131) und die zweite Kugelumlaufspindel (132) in einer von einer Richtung und der anderen Richtung durch das Antreiben des Elektromotors (110) gedreht werden, sich der erste Kolben (141) und der zweite Kolben (142) zu einer von der einen Seite und der anderen Seite des Zylinders (120) bewegen und das Fluid, das in einer von der einen Seite und der anderen Seite des Zylinders (120) enthalten ist, zu einem von den Aktoren (210, 220) der linken Räder und von den Aktoren (230, 240) der rechten Räder zuführen.
Aktive Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Pumpe (100) des Weiteren eine Rückstelleinheit (150) aufweist, die dafür konfiguriert ist, wenigstens einen von dem ersten Kolben (141) und dem zweiten Kolben (142) abzustützen.
Aktive Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 1, die des Weiteren Ventile (410, 420, 430, 440) aufweist, die dafür konfiguriert sind, Strömungskanäle zwischen der Pumpe (100) und den Aktoren (210, 220, 230, 240) zu öffnen und zu schließen.