DE102017127511A1

DE102017127511A1 - Hydraulisch angetriebenes Stellglied zur Steuerung der Fahrhöhe eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102017127511A1
Application number: DE102017127511.8A
Authority: DE
Inventors: Najmuddin Khaja; Brian D. Christoff; Joshua T. Cyrul
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2016-11-23
Filing date: 2017-11-21
Publication date: 2018-05-24
Anticipated expiration: 2037-11-22
Also published as: CN108081897A; CN108081897B; US10160279B2; DE102017127511B4; US20180141399A1

Abstract

Eine hydraulische Stellgliedanordnung ist dazu konfiguriert, ein unter Druck stehendes Fluid von einer Pumpe aufzunehmen. Die hydraulische Stellgliedanordnung beinhaltet ein Gehäuse und einen Kolben, der konzentrisch in Bezug auf eine Längsachse angeordnet ist, wobei das Gehäuse dazu konfiguriert ist, einen ersten Teil des unter Druck stehenden Fluids aufzunehmen, um den Kolben relativ zum Gehäuse zu versetzen. Die hydraulische Stellgliedanordnung beinhaltet auch eine Hülse, die konzentrisch in Bezug auf das Gehäuse und den Kolben angeordnet und dazu konfiguriert ist, den Kolben relativ zum Gehäuse zu halten und einen zweiten Teil des unter Druck stehenden Fluids von der Pumpe aufzunehmen, um den Kolben selektiv freizugeben. Ein Fahrzeug mit einer Fahrwerksecke, die das Laufrad des Fahrzeugs mit der Fahrzeugkarosserie, der Fluidpumpe und der vorliegenden hydraulischen Stellgliedanordnung verbindet, um die Fahrhöhe des Fahrzeugs an der Fahrwerksecke zu ändern, ist ebenfalls offenbart. Das Fahrzeug kann auch eine Steuerung beinhalten, die dazu konfiguriert ist, die Stellgliedanordnung zu steuern.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein hydraulisch angetriebenes Stellglied zur Steuerung einer Fahrhöhe eines Fahrzeugs.
HINTERGRUND
Zeitgenössische On- und Off-Road-Fahrzeuge verwenden typischerweise Federsysteme, die im Allgemeinen ein System von Federn, Stoßdämpfern und Gestänge beinhalten, welche eine Fahrzeugkarosserie mit den Rädern des Fahrzeugs verbinden. Weil die Mehrheit der auf die Fahrzeugkarosserie wirkenden Kräfte durch Aufstandsflächen zwischen der Straße und den Reifen übertragen wird, ist eines der Hauptziele einer Fahrzeugaufhängung, den Kontakt zwischen den Fahrzeugrädern und der Fahrbahn zu halten.
Fahrzeugfedersysteme tragen im Allgemeinen zu(r)(m) Fahrzeugstraßenhaftung/Handling und Bremsen bei und sorgen für einen besseren Komfort und eine vernünftige Isolierung von Straßenlärm, Stößen und Vibrationen an die Fahrzeuginsassen. Weil diese Ziele im Allgemeinen im Widerspruch stehen, besteht die Abstimmung von Aufhängungen darin, einen Kompromiss zu finden, der für jeden Zweck des Fahrzeugs geeignet ist. So kann beispielsweise eine Aufhängung für ein Sportfahrzeug abgestimmt werden, um einen Fahrkomfort im Gegenzug für eine verbesserte Bedienung aufzugeben, während eine Aufhebung für ein Luxusfahrzeug für das entgegengesetzte Ergebnis abgestimmt werden kann.
Der vorgesehene Fahrzeugzweck bestimmt zusammen mit der konkreten Gestaltung des Fahrwerks auch die Fahrhöhe eines Fahrzeugs, also den Abstand der Karosserie in Relation zur Fahrbahnoberfläche. Um verschiedene, und manchmal widersprüchliche Fahrzeugziele zu erreichen, sind einstellbare Fahrzeugfahrten Höhenaufhängungen populärer geworden.
ZUSAMMENFASSUNG
Es wird eine hydraulische Stellgliedanordnung offenbart. Solch eine hydraulische Stellgliedanordnung kann in einem Fahrzeug verwendet werden, das eine Fahrzeugkarosserie beinhaltet sowie ein Laufrad, das konfiguriert ist, um Kontakt mit einer Fahrbahnoberfläche zu erzeugen, eine Fahrwerksecke, die das Laufrad mit der Fahrzeugkarosserie verbindet und dazu konfiguriert ist, den Kontakt zwischen dem Laufrad und die Fahrbahnoberfläche aufrechtzuerhalten und eine Pumpe, die konfiguriert ist, um ein unter Druck stehendes Fluid zuzuführen.
Die hydraulische Stellgliedanordnung ist dazu konfiguriert, das unter Druck stehende Fluid von der Pumpe aufzunehmen. Die hydraulische Stellgliedanordnung beinhaltet ein Gehäuse und einen Kolben, der konzentrisch in Bezug auf eine Längsachse angeordnet ist, wobei das Gehäuse dazu konfiguriert ist, einen ersten Teil des unter Druck stehenden Fluids aufzunehmen, um den Kolben relativ zum Gehäuse zu versetzen oder zu verschieben. Die hydraulische Stellgliedanordnung beinhaltet auch eine Hülse, die konzentrisch in Bezug auf das Gehäuse und den Kolben angeordnet und dazu konfiguriert ist, den Kolben relativ zum Gehäuse zu halten und einen zweiten Teil des unter Druck stehenden Fluids von der Pumpe aufzunehmen, um den Kolben selektiv freizugeben.
Die Hülse kann eine Innenfläche beinhalten, die durch einen Innendurchmesser und eine durch einen Außendurchmesser definierte Außenfläche definiert ist. Die Hülse kann einen Schlitz definieren, der sich entlang der Längsachse erstreckt und den Innendurchmesser und den Außendurchmesser verbindet. Dadurch kann die Hülse als ein nicht-kontinuierlicher Ring mit einer Presspassung mit dem Kolben konfiguriert sein.
Die Hülse kann auch einen ersten Kanal definieren, der an der Innenfläche angeordnet ist, und einen zweiten Kanal, der an der Außenfläche angeordnet ist, wobei jeder Kanal dazu konfiguriert ist, einen entsprechenden Bruchteil des zweiten Teils des unter Druck stehenden Fluids aufzunehmen, um dadurch den Kolben freizugeben.
Das Gehäuse kann einen ersten Gehäuseabschnitt beinhalten, einen zweiten Gehäuseabschnitt und einen dritten Gehäuseabschnitt beinhaltet, die zwischen jedem ersten Gehäuseabschnitt und zweiten Gehäuseabschnitt angeordnet und daran befestigt sind. Der erste Gehäuseabschnitt kann einen ersten Anschluss beinhalten, der dazu konfiguriert ist, den ersten Teil des unter Druck stehenden Fluids aufzunehmen. Der zweite Gehäuseabschnitt kann einen zweiten Anschluss beinhalten, der dazu konfiguriert ist, den zweiten Teil des unter Druck stehenden Fluids aufzunehmen. Zusätzlich kann der dritte Gehäuseabschnitt dazu konfiguriert sein, die Hülse zu halten, den zweiten Teil des Fluids vom zweiten Gehäuseabschnitt aufzunehmen und sich in Reaktion auf den zweiten Teil des Fluids auszudehnen, wodurch die Ausdehnung der Hülse erleichtert wird, um den Kolben freizugeben.
Der entsprechende Bruchteil des zweiten Teils des unter Druck stehenden Fluids, der vom ersten Kanal aufgenommen wird, dehnt den dritten Gehäuseabschnitt an der Hülse aus oder um diese herum. Der entsprechende Bruchteil des zweiten Teils des unter Druck stehenden Fluids, der vom zweiten Kanal aufgenommen wird, dehnt die Hülse am Schlitz aus. Die Ausdehnung des dritten Gehäuseabschnitts zusammen mit der Ausdehnung der Hülse am Schlitz gibt den Kolben frei.
Die hydraulische Stellgliedanordnung kann einen ringförmigen Abstandshalter beinhalten, der dazu konfiguriert ist, die Hülse entlang der Längsachse relativ zum dritten Gehäuseabschnitt zu befestigen.
Der erste Gehäuseabschnitt und der dritte Gehäuseabschnitt können zusammen eine Tasche definieren, die dazu konfiguriert ist, den Kolben aufzunehmen. In einem solchen Fall kann der Kolben dazu konfiguriert sein, innerhalb der Tasche zu gleiten.
Die Hülse kann dazu konfiguriert sein, den Kolben selektiv in unendlich variablen, d. h. nicht diskreten, Positionen relativ zum dritten Gehäuseabschnitt zu halten.
Die hydraulische Stellgliedanordnung kann mehrere Befestigungselemente beinhalten, die dazu konfiguriert sind, den ersten Gehäuseabschnitt relativ zum zweiten Gehäuseabschnitt zu befestigen.
Die hydraulische Stellgliedanordnung kann zusätzlich ein erstes Dichtungselement beinhalten, das dazu konfiguriert ist, den ersten Gehäuseabschnitt mit dem dritten Gehäuseabschnitt fluidisch abzudichten, ein zweites Dichtungselement, das dazu konfiguriert ist, den zweiten Gehäuseabschnitt mit dem dritten Gehäuseabschnitt fluidisch abzudichten, und ein drittes Dichtungselement, das dazu konfiguriert ist, den dritten Gehäuseabschnitt mit dem Kolben fluidisch abzudichten.
Die hydraulische Stellgliedanordnung kann zusätzlich einen Dämpfer beinhalten, der dazu konfiguriert ist, Stoßimpulse, die von der Fahrbahnoberfläche durch das Laufrad empfangen werden, zu absorbieren und zu dämpfen. Der Dämpfer kann sich konzentrisch in Bezug auf den Kolben erstrecken und relativ zu diesem befestigt sein, beispielsweise über einen Sicherungsring.
Der Kolben kann eine Öffnung definieren. Der Dämpfer kann einen Vorsprung beinhalten, der sich durch die Öffnung erstreckt und dazu konfiguriert ist, durch den ersten Teil des unter Druck stehenden Fluids beaufschlagt zu werden.
Die hydraulische Stellgliedanordnung kann ein viertes Dichtungselement beinhalten, das dazu konfiguriert ist, den Dämpfer am Kolben fluidisch abzudichten.
Der Dämpfer beinhaltet einen Anschlagstift, der dazu konfiguriert ist, den Dämpfer und den Kolben relativ zueinander konzentrisch zu halten.
Das Fahrzeug kann auch einen Sensor beinhalten, der dazu konfiguriert ist, die Höhe der Fahrzeugkarosserie relativ zur Fahrbahnoberfläche an der Fahrwerksecke zu erfassen und ein Signal zu erzeugen, das die erfasste Höhe der Fahrzeugkarosserie anzeigt. Das Fahrzeug kann zusätzlich ein erstes Ventil beinhalten, das dazu konfiguriert ist, die Zufuhr des ersten Teils des unter Druck stehenden Fluids zum ersten Anschluss zu steuern, und ein zweites Ventil, das dazu konfiguriert ist, die Zufuhr des zweiten Teils des unter Druck stehenden Fluids zum zweiten Anschluss zu steuern. Das Fahrzeug kann ferner eine Steuerung in Verbindung mit dem Sensor und mit jedem der ersten und zweiten Ventile beinhalten und dazu konfiguriert sein, das Signal zu empfangen, das die erfasste Höhe der Fahrzeugkarosserie anzeigt sowie das erste Ventil so regulieren, um einen ersten Fluiddruck am ersten Anschluss zu erzeugen und das zweite Ventil so regulieren, um einen zweiten Fluiddruck am zweiten Anschluss zu erzeugen, um die Hülse freizugeben. Die Steuerung kann dadurch die Höhe der Fahrzeugkarosserie relativ zur Fahrbahnoberfläche an der Fahrwerksecke von der erfassten Höhe der Fahrzeugkarosserie aus verändern.
Die oben aufgeführten Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsform(en) und der besten Art(en) zur Umsetzung der vorliegenden Offenbarung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen und beigefügten Ansprüchen ersichtlich.
Figurenliste

1 ist eine Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug mit einem Federsystem gemäß der Offenbarung.
2 ist eine vergrößerte schematische Querschnittsdarstellung einer repräsentativen Fahrwerksecke des Fahrzeugs, wie in 1 gemäß der Offenbarung dargestellt, mit einer Feder, einem Dämpfer und einem Stellglied.
3 ist eine schematische Querschnittsansicht, wie in 2 dargestellt, mit einer hydraulisch angetriebenen Hülse, die dazu konfiguriert ist, einen Kolben zu halten, worin das Stellglied in einer ausgefahrenen Position dargestellt ist.
4 ist eine schematische Querschnittsansicht, wie in 2 und 3 dargestellt, worin das Stellglied in einer exemplarischen Zwischenstellung dargestellt ist.
5 ist eine schematische Querschnittsansicht, wie in 2-4 dargestellt, worin das Stellglied in einer komprimierten Stellung dargestellt ist.
6 ist eine schematische perspektivische Nahansicht der hydraulisch angetriebenen Hülse, wie in 3-5 dargestellt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, worin sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Komponenten beziehen, stellt 1 eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs 10 dar, das eine Fahrzeugkarosserie 12 beinhaltet. Das Fahrzeug 10 beinhaltet auch einen Antriebsstrang 14, der so konfiguriert ist, dass er das Fahrzeug antreibt. Wie in 1 gezeigt, beinhaltet der Antriebsstrang 14 einen Motor 16 und ein Getriebe 18. Der Antriebsstrang 14 kann auch einen oder mehrere Motoren/Generatoren und eine Brennstoffzelle beinhalten, die beide nicht gezeigt sind, jedoch würde eine Antriebsstrangkonfiguration, die derartige Vorrichtungen verwendet, von Fachleuten auf dem Gebiet erkannt werden.
Das Fahrzeug 10 beinhaltet auch mehrere Laufräder, die die Vorderräder 20 und die Hinterräder 22 beinhalten, wobei jedes Rad dazu konfiguriert ist, Kontakt mit einer Fahrbahnoberfläche 13 zu erzeugen. Obwohl vier Räder, d. h. ein Paar Vorderräder 20 und ein Paar Hinterräder 22, in 1 dargestellt sind, ist auch ein Fahrzeug mit weniger oder mit mehr Rädern vorgesehen. Wie dargestellt, stellt verbindet ein Federsystem 24 die Karosserie 12 betriebsmäßig mit den Vorder- und Hinterrädern 20, 22, um den Kontakt zwischen den Rädern und einer Fahrbahnoberfläche 13 aufrechtzuerhalten sowie die Handhabung des Fahrzeugs 10 aufrechtzuerhalten. Das Federsystem 24 beinhaltet mehrere Achsschenkel 26, die jeweils so konfiguriert sind, dass sie ein entsprechendes Laufrad 20, 22 über einer Radnabe und einer Lageranordnung (nicht dargestellt) tragen. Jeder Achsschenkel 26 kann betriebsmäßig mit der Karosserie 12 über einen oberen Querlenker 30 und einen unteren Querlenker 32 verbunden sein. Die 2-3 zeigen eine repräsentative Ecke 28 des Federsystems 24, die einen repräsentativen Achsschenkel 26 beinhaltet.
Wie in den 2-3 dargestellt, hat die Karosserie 12 an jeder Fahrwerksecke 28 eine bestimmte Höhe H relativ zur Fahrbahnoberfläche 13, was die Fahrhöhe eines Fahrzeugs an der entsprechenden Fahrwerksecke bestimmt. Das Federsystem 24 beinhaltet eine Fluidpumpe 34, die dazu konfiguriert ist, ein unter Druck stehendes Fluid 35 aus einem Vorratsbehälter 35A zuzuführen. Die Fluidpumpe 34 kann über einen Elektromotor (nicht dargestellt) angetrieben werden. Zusätzlich beinhaltet das Federsystem 24 eine elektronische Steuerung 36. Gemäß der Offenbarung ist die Steuerung 36 dazu konfiguriert, den Betrieb der Pumpe 34 beispielsweise über den Elektromotor zu regulieren, um die Fahrhöhe eines Fahrzeugs H an der/den Fahrwerkseckecke(n) 28 zu verändern. Die Steuerung 36 kann beispielsweise dazu konfiguriert sein, durch die Aktivierung des Betriebs der Pumpe 34 die Fahrhöhe eines Fahrzeugs H an der/den Fahrwerkseckecke(n) 28 zu vergrößern.
Die Steuerung 36 kann ein Fahrzeugsteuergerät sein, das auch für andere Systeme des Fahrzeugs 10 verantwortlich ist, wie die Bremsen und Fahrdynamikregelsysteme, die nicht speziell dargestellt werden, bei Fachleuten jedoch bekannt sind. Dementsprechend steht die Steuerung 36 in elektrischer Verbindung mit der Fluidpumpe 34 und verschiedenen Sensoren, um die Regulierung des Fahrzeugfedersystems 24 in Echtzeit zu erleichtern, wie nachfolgend ausführlich erörtert wird. Um den Betrieb des Federsystems 24 ordnungsgemäß zu steuern, beinhaltet die Steuerung 36 einen Speicher, von dem zumindest einige greifbar und nichtflüchtig sind. Der Speicher kann ein beliebiges beschreibbares Medium sein, das an der Bereitstellung computerlesbarer Daten oder Prozessinstruktionen beteiligt ist. Dieses Medium kann in einem beliebigen Format vorliegen, einschließlich, aber nicht einschränkt auf nichtflüchtige Medien und flüchtige Medien.
Nichtflüchtige Medien für die Steuerung 36 können beispielsweise optische oder magnetische Disketten und andere persistente Speicher sein. Flüchtige Medien können zum Beispiel dynamische Direktzugriffsspeicher (DRAM) beinhalten, die einen Hauptspeicher darstellen können. Derartige Anweisungen können von einem oder mehreren Übertragungsmedien einschließlich Koaxialkabel, Kupferdraht und Faseroptik übertragen werden einschließlich der Leiter, aus denen ein mit dem Prozessor gekoppelter Systembus besteht. Der Speicher der Steuerung 36 kann auch aus einer Floppy Disk, einer Diskette, einer Festplatte, einem Magnetband, einem beliebigen anderen magnetischen Medium, einer CD-ROM, einer DVD oder einem beliebigen anderen optischen Medium usw. bestehen. Die Steuerung 36 kann mit anderer erforderlicher Computer-Hardware ausgerüstet oder konfiguriert werden, wie etwa einem Hochgeschwindigkeitstakt, notwendigen Analog-Digital (A/D)- und/oder Digital-Analog (D/A)-Schaltungen, jeglichen erforderlichen Eingabe-/Ausgabeschaltungen und -geräten (I/O) sowie geeigneter Signalaufbereitungs- und/oder Pufferschaltung. Alle Algorithmen, die für die Steuerung 36 erforderlich oder zugänglich sind, können im Speicher gespeichert und automatisch ausgeführt werden, um die benötigte Funktionalität bereitzustellen.
Das Federsystem 24 beinhaltet auch eine Feder 38 und eine hydraulische Stellgliedanordnung 40, die mit jedem der Vorder- und Hinterräder 20, 22 verbunden ist, wie durch eine einzelne Fahrwerksecke 28 (in den 2-3 gezeigt) dargestellt. Abhängig von den Betriebsbedingungen des Fahrzeugs 10 empfängt die hydraulische Stellgliedanordnung 40 Druckfluid 35 von der Pumpe 34. Die Bewegung des Achsschenkels 26 wird in Reaktion auf die von der Feder 38 und einem Stoßdämpfer, der im Folgenden näher erörtert wird, übertragenen Einflüsse der Straße gesteuert, indem die während der Fahrt des Fahrzeugs 10 auf der Fahrbahnoberfläche 13 auf die Räder 20, 22 einwirkenden Kräfte abgemildert und/oder gedämpft werden. Obwohl in den 1-3 eine spezifische Konfiguration des Federsystems 24 dargestellt wird, werden auch andere Federsystemvariationen abgedeckt, so auch eine andere Ausführungsform der einzelnen Fahrwerksecke 28 in 4.
Die Stellgliedanordnung 40 erstreckt sich selektiv und zieht sich in Reaktion auf ein Volumen des unter Druck stehenden Fluids 35, das von der Pumpe 34 aufgenommen wird, zusammen und ist auch dazu konfiguriert, in der Position verriegelt zu sein und hydraulisch entriegelt zu werden, wie im Folgenden im Detail beschrieben. Wenn sich die Stellgliedanordnung 40 selektiv erstreckt und zusammenzieht, erhöht und verringert ein derartiger Vorgang selektiv die Höhe H der Fahrzeugkarosserie 12 relativ zur Fahrbahnoberfläche 13 an der Fahrwerksecke 28. Dementsprechend legt eine verriegelte Position der Stellgliedanordnung 40 eine bestimmte Höhe H der Fahrzeugkarosserie 12 relativ zur Fahrbahnoberfläche 13 an der Fahrwerksecke 28 fest. Die Stellgliedanordnung 40 beinhaltet ein Gehäuse 42 und einen Kolben 44, der konzentrisch in Bezug auf eine Längsachse Y angeordnet ist. Das Gehäuse 42 ist dazu konfiguriert, einen ersten Teil 35-1 des unter Druck stehenden Fluids 35 von der Pumpe 34 aufzunehmen, um den Kolben 44 relativ zum Gehäuse zu versetzen oder zu verschieben. Die hydraulische Stellgliedanordnung 40 beinhaltet auch eine hydraulisch angetriebene Hülse 46, die konzentrisch in Bezug auf das Gehäuse 42 und den Kolben 44 angeordnet ist. Die Hülse 46 ist dazu konfiguriert, den Kolben 44 relativ zum Gehäuse 42 zu halten, um dadurch die Höhe H der Fahrzeugkarosserie 12 relativ zur Fahrbahnoberfläche 13 an der Fahrwerksecke 28 zu verriegeln. Die Hülse 46 ist zusätzlich dazu konfiguriert, einen zweiten Teil 35-2 des unter Druck stehenden Fluids 35 von der Pumpe 34 aufzunehmen, um den Kolben 44 selektiv freizugeben.
Wie in den 3-6 dargestellt, beinhaltet die Hülse 46 eine Innenfläche 46-1, die durch einen Innendurchmesser D1 (in 6 dargestellt) und eine Außenfläche 46-2 definiert ist, die durch einen Außendurchmesser D2 (in 6 dargestellt) definiert ist. Die Hülse 46 kann zusätzlich einen Schlitz 48 definieren, der sich entlang der Längsachse y erstreckt und den Innendurchmesser D1 und den Außendurchmesser D2 verbindet. Demzufolge ist die Hülse 46, wie dargestellt, allgemein als ein nicht-kontinuierlicher Ring konfiguriert, d. h, strukturiert, der in seinem Standardzustand eine Presspassung mit dem Kolben 44 erzeugt und diesen hält. Wie dargestellt, kann die Hülse 46 zusätzlich mindestens einen ersten Kanal 50 definieren, der an der Innenfläche 46-1 angeordnet ist, und mindestens einen zweiten Kanal 52, der an der Außenfläche 46-2 angeordnet ist. Wie in einer Nahansicht von 6 dargestellt, beinhaltet die Hülse 46 einen einzelnen ersten Kanal 50 und zwei zweite Kanäle 52, jedoch kann die Zählung für jeden entsprechenden Kanal sowie deren relative Positionen unterschiedlich sein. Jeder Kanal 50, 52 ist dazu konfiguriert, einen entsprechenden Bruchteil oder ein Volumen des zweiten Teils 35-2 des unter Druck stehenden Fluids 35 aufzunehmen, um dadurch den Kolben 44 freizugeben - insbesondere, wie dargestellt, nimmt der erste Kanal 50 einen Bruchteil 35-2A auf, während der zweite Kanal 52 einen Bruchteil 35-2B aufnimmt.
Wie in den 3-5 dargestellt, beinhaltet das Gehäuse 42 einen ersten Gehäuseabschnitt 42-1, einen zweiten Gehäuseabschnitt 42-2 und einen dritten Gehäuseabschnitt 42-3. Der dritte Gehäuseabschnitt 42-3 ist zwischen jedem von dem ersten Gehäuseabschnitt 42-1 und dem zweiten Gehäuseabschnitt 42-2 angeordnet und daran befestigt. Die Stellgliedanordnung 40 beinhaltet mehrere Befestigungselemente 54, die dazu konfiguriert sind, den ersten Gehäuseabschnitt 42-1 relativ zum zweiten Gehäuseabschnitt 42-2 zu befestigen und den dritten Gehäuseabschnitt 42-3 dazwischen aufzunehmen. Wie ebenfalls in den 3-5 dargestellt, kann der erste Gehäuseabschnitt 42-1 einen ersten Anschluss 56 beinhalten, der dazu konfiguriert ist, den ersten Teil 35-1 des unter Druck stehenden Fluids 35 zum Verschieben des Kolbens 44 aufzunehmen. Der zweite Gehäuseabschnitt 42-2 kann einen zweiten Anschluss 58 beinhalten, der dazu konfiguriert ist, den zweiten Teil 35-2 des unter Druck stehenden Fluids 35 zum Entriegeln der Hülse 46 aufzunehmen.
Wie zusätzlich in den 3-5 dargestellt, ist der dritte Gehäuseabschnitt 42-3 dazu konfiguriert, die Hülse 46 zu halten, den zweiten Teil 35-2 des unter Druck stehenden Fluids 35 vom zweiten Gehäuseabschnitt 42-2 aufzunehmen und sich in Reaktion auf den zweiten Teil des Fluids auszudehnen. Eine solche Ausdehnung des dritten Gehäuseabschnitts 42-3 erleichtert das Ausdehnen der Hülse 46, um den Kolben 44 freizugeben. Die Hülse 46 kann dazu konfiguriert sein, selektiv den Kolben 44 in unendlich variablen oder nichtdiskreten Positionen relativ zum dritten Gehäuse 42-3 zu halten, wenn der Fluiddruck darin nicht erhöht ist. Dementsprechend wird der Kolben 44 von der Hülse 46 gehalten, die ihrerseits durch den dritten Gehäuseabschnitt 42-3 über Reibung an den entsprechenden Schnittstellen gehalten wird. Entsprechende Materialien des dritten Gehäuseabschnitts 42-3, des Kolbens 44 und der Hülse 46 können definiert werden, um den gewünschten Reibungskoeffizienten und die Kolbenarretierung an der Kolben-Hülsen-Schnittstelle zu erreichen. Insbesondere können der dritte Gehäuseabschnitt 42-3, der Kolben 44 und die Hülse 46 jeweils eine Konstruktion aus Metall oder Kunststoffen aufweisen.
Der entsprechende Bruchteil 35-2A des zweiten Teils 35-2 des unter Druck stehenden Fluids, das vom ersten Kanal 50 aufgenommen wird, dehnt den dritten Gehäuseabschnitt 42-3 aus, insbesondere an der Hülse 46. Eine solche Ausdehnung des dritten Gehäuse 42-3 sieht einen radialen Raum für die Hülse 46 vor, um sich weg vom Kolben 44 auszudehnen. Dementsprechend dehnt sich der entsprechende Bruchteil 35-2B des zweiten Teils 35-2 des unter Druck stehenden Fluids, der vom zweiten Kanal 52 aufgenommen wird, die Hülse 46 am Schlitz 48 aus. Folglich gibt die Ausdehnung des dritten Gehäuseabschnitts 42-3 zusammen mit der Ausdehnung der Hülse 46 am Schlitz 48 den Kolben 44 frei, um eine Einstellung der Stellgliedanordnung 40 zu ermöglichen, um die Höhe H der Fahrzeugkarosserie 12 relativ zur Fahrbahnoberfläche 13 an der Fahrwerksecke 28 zu variieren. Die Höhe H der Fahrzeugkarosserie 12 kann über die Stellgliedanordnung 40 wie gewünscht zwischen der maximalen Konstruktionshöhe H1 (in 3 dargestellt), über jede Zwischenhöhe H2 (in 4 dargestellt) und bis zu einer minimalen Konstruktionshöhe H3 (in 5 dargestellt) variiert werden.
Die Position des Kolbens 44 relativ zum Gehäuse 42 entlang der Längsachse Y kann kontinuierlich zwischen dem minimalen und dem maximalen Weg des Kolbens variiert werden, d. h. ohne jegliche festgelegte oder vorbestimmte Positionen. Dementsprechend kann auch die Höhe der Fahrzeugkarosserie 12 relativ zur Fahrbahnoberfläche 13 an der Fahrwerksecke 28 kontinuierlich variiert werden.
Wie in den 3-5 dargestellt, kann die Stellgliedanordnung 40 einen ringförmigen Abstandshalter 60 beinhalten, der dazu konfiguriert ist, die Hülse 46 entlang der Längsachse Y relativ zum dritten Gehäuseabschnitt 42-3 zu befestigen. Die Stellgliedanordnung 40 kann zusätzlich ein erstes Dichtungselement 62, ein zweites Dichtungselement 64 und ein drittes Dichtungselement 66 beinhalten. Das erste Dichtungselement 62 ist dazu konfiguriert, den ersten Gehäuseabschnitt 42-1 mit dem dritten Gehäuseabschnitt 42-3 fluidisch abzudichten. Das zweite Dichtungselement 64 ist dazu konfiguriert, den zweiten Gehäuseabschnitt 42-2 mit dem dritten Gehäuseabschnitt 42-3 fluidisch abzudichten. Das dritte Dichtungselement 66 ist dazu konfiguriert, den dritten Gehäuseabschnitt 42-3 mit dem Kolben 44 fluidisch abzudichten. Wie in den 3-5 dargestellt, definieren der erste Gehäuseabschnitt 42-1 und der dritte Gehäuseabschnitt 42-3 zusammen eine Tasche 68, die dazu konfiguriert ist, den Kolben 44 aufzunehmen, sodass der Kolben 44 innerhalb der Tasche gleiten kann.
Wie in 2-5 dargestellt, kann die hydraulische Stellgliedanordnung 40 zusätzlich einen Dämpfer 70 beinhalten, der dazu konfiguriert ist, Stoßimpulse, die von der Fahrbahnoberfläche 13 durch das entsprechende Laufrad 20 oder 22 empfangen werden, zu absorbieren und zu dämpfen. Wie dargestellt, kann der Dämpfer 70 sich konzentrisch in Bezug auf den Kolben 44 erstrecken und relativ zu diesem befestigt sein, beispielsweise über einen Sicherungsring 72. Der Kolben 44 kann eine Öffnung 74 (in den 3-5 dargestellt) definieren, die dazu konfiguriert ist, den Dämpfer 70 anzuordnen. Bei einer solchen Ausführungsform kann der Dämpfer 70 kann einen Vorsprung 76 beinhalten, der sich durch die Öffnung 74 erstreckt und dazu konfiguriert ist, durch den ersten Teil 35-1 des unter Druck stehenden Fluids 35 beim Einstellen der Höhe H der Fahrzeugkarosserie 12 an der betreffenden Fahrwerksecke 28 beaufschlagt zu werden. Die Stellgliedanordnung 40 kann auch ein viertes Dichtungselement 78 beinhalten, das dazu konfiguriert ist, den Dämpfer 70 am Kolben 44 fluidisch abzudichten. Der Dämpfer 70 kann auch einen Anschlagstift 80 beinhalten, der dazu konfiguriert ist, den Dämpfer und den Kolben 44 relativ zueinander konzentrisch zu halten. Der Anschlagstift 80 kann als ein Ring konfiguriert sein, der sich radial aus dem Dämpfer 70 heraus erstreckt und in festem Kontakt mit dem Kolben 44 steht. Die Stellgliedanordnung 40 beinhaltet zusätzlich einen Federteller 82, der so konfiguriert ist, dass er eine Reaktionsfläche für die Feder 38 vorsieht, während der Dämpfer 70 so angeordnet ist, um sich durch den Kolben 44 zu erstrecken. Obwohl der Federteller 82 hier als am Kolben 44 befestigt dargestellt wird, spricht nichts dagegen, dass die Stellgliedanordnung 40 auch so konfiguriert sein kann, dass sich der Federteller am ersten Gehäuseabschnitt 42-1 befindet und die Stellgliedanordnung im Fahrzeug 10 umgedreht angeordnet ist, um eine solche Ausführungsform zu ermöglichen.
Unter erneuter Bezugnahme auf die 1 und 2 kann das Fahrzeug 10 einzelne Sensoren 84 beinhalten. Jeder Sensor 84 ist dazu konfiguriert, die Höhe H der Fahrzeugkarosserie 12 relativ zur Fahrbahnoberfläche 13 an den entsprechenden Fahrwerksecken 28 zu erfassen und ein Signal zu erzeugen, das die entsprechende erfasste Höhe H anzeigt. Das Fahrzeug 10 kann auch ein erstes Ventil 86 beinhalten, das dazu konfiguriert ist, die Zufuhr des ersten Teils 35-1 des unter Druck stehenden Fluids 35 zum ersten Anschluss 56 zu steuern, und ein zweites Ventil 88, das dazu konfiguriert ist, die Zufuhr des zweiten Teils 35-2 des unter Druck stehenden Fluids zum zweiten Anschluss 58 zu steuern (in 2 dargestellt). Weiterhin ist die Steuerung 36 so programmiert, um die Fahrhöhe eines Fahrzeugs H an der spezifischen Fahrwerksecke 28 zu ändern, nachdem der Kolben 44 durch die Hülse 46 gelöst worden ist. Das Ändern der Fahrhöhe H wird von der Steuerung 36 durch eine selektive Regulierung des Betriebs der Fluidpumpe 34 zusammen mit dem ersten und dem zweiten Ventil 86, 88 in Echtzeit erreicht. Die Regulierung der Fluidpumpe 34 kann durch das Anlegen einer bestimmten Stromspannung oder Befehle zur Änderung der Betriebsgeschwindigkeit der Pumpe für die Zuführung des Fluids 35 zu den Ventilen 86, 88 umgesetzt werden. Die spezifische Regulierung der Fluidpumpe 34 und der Ventile 86, 88 kann von der Sollfahrhöhe H abhängen, von bestimmten Straßenbedingungen, wie dem Profil der Fahrbahnoberfläche 13, z. B. ob das Fahrzeug 10 in unebenem Gelände fährt, der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und der allgemeinen Leistung, die der Fahrer des Fahrzeugs erwartet.
Die Steuerung 36 kann auch zur Überwachung der Fahrhöhe eines Fahrzeugs H an jede Fahrwerksecke 28 konfiguriert sein, wie etwa durch Kommunikation mit dem/den ersten Sensor(en) 84. Zusätzlich kann die Steuerung 36 so konfiguriert werden, dass sie anhand der überwachten Fahrhöhe eines Fahrzeugs bestimmen kann, ob in Reaktion darauf eine Anpassung der Fahrhöhe eines Fahrzeugs H an einer der Fahrwerksecken 28 erforderlich ist. Weiterhin kann die Steuerung 36 so konfiguriert sein, eine Anforderung zur Änderung der Fahrhöhe eines Fahrzeugs des Fahrzeugs H an der/den Fahrwerksecke(n) 28 zu erhalten. Zusätzlich zu der erhaltenen Anforderung einer Änderung der Fahrhöhe eines Fahrzeugs des Fahrzeugs H kann die Steuerung 36 dazu konfiguriert sein, zu bestimmen, ob die Änderung der Fahrhöhe eines Fahrzeugs des Fahrzeugs erforderlich ist. Das Fahrzeug 10 kann auch im Rahmen der Benutzerschnittstelle einen manuellen Schalter 90 (in 1 dargestellt) in operativer Verbindung mit der Steuerung 36 beinhalten. Der manuelle Schalter 90 kann in einem Fahrgastraum 92 des Fahrzeugs 10 in der Nähe des Fahrzeugführers angeordnet sein, wie etwa am Lenkrad 94. Der manuelle Schalter 90 kann so konfiguriert werden, dass er die Anforderung der Änderung der Fahrhöhe eines Fahrzeugs des Fahrzeugs H an der/den Fahrwerksecke(n) 28 durch den Bediener des Fahrzeugs erkennt und an die Steuerung 36 weitergibt.
Wie dargestellt, steht die Steuerung 36 in Verbindung mit dem/den Sensor(en) 84 und mit jedem der ersten und zweiten Ventile 86, 88. Die Steuerung 36 ist dazu konfiguriert, das Signal zu empfangen, das die erfasste Höhe der Fahrzeugkarosserie von dem/den Sensor(en) 84 anzeigt. Die Steuerung 36 kann zusätzlich dazu konfiguriert sein, die erfasste Höhe der Fahrzeugkarosserie 12 mit einer gewünschten Höhe H zu vergleichen, die in die Steuerung vorprogrammiert werden kann, zum Beispiel als Teil einer Nachschlagetabelle 96. Die Steuerung 36 ist auch dazu konfiguriert, das erste Ventil 86 so zu regulieren, um einen ersten Fluiddruck P1 am ersten Anschluss 56 zu erzeugen und das zweite Ventil 88 so zu regulieren, um einen zweiten Fluiddruck P2 am zweiten Anschluss 58 zu erzeugen, um die Hülse 46 freizugeben. Der erste Fluiddruck P1 kann empirisch für verschiedene Höhen H der Fahrzeugkarosserie 12 bestimmt und für die Steuerung 36 als Teil einer Nachschlagtabelle 96 programmiert werden. Alternativ kann der erste Fluiddruck P1 über einen Berechnungsalgorithmus bestimmt werden, der in die Steuerung 36 programmiert ist und auf den in Echtzeit zugegriffen wird. Das zweite Ventil 88 kann über die Steuerung 36 betätigt werden, um den zweiten Fluiddruck P2 zu erreichen, um den Kolben 44 über die Hülse 46 freizusetzen. Dementsprechend kann die Höhe H der Fahrzeugkarosserie 12 an der entsprechenden Fahrwerksecke 28 von der erfassten Höhe zur gewünschten Höhe geändert werden, wobei die Reihenfolge des ersten Fluiddrucks P1 eingestellt wird und die Freigabe der Hülse 46 über den zweiten Fluiddruck P2 erfolgt.
Wie in 1 abgebildet, kann das Fahrzeug 10 zusätzlich einen zweiten Sensor 98 beinhalten, der dazu konfiguriert ist, eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu erfassen und die erfassten Geschwindigkeiten an die Steuerung 36 zu kommunizieren. Die Steuerung 36 kann so konfiguriert werden, dass sie in Reaktion auf eine erfasste Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10 automatisch die Anweisung zur Änderung der Fahrhöhe eines Fahrzeugs H an einer beliebigen Fahrwerksecke 28 erzeugt. Die Programmierung der Steuerung 36 kann einem Algorithmus oder ein Unterprogramm zum Abgleich der Anforderung auf Änderung der Fahrhöhe eines Fahrzeugs H mit der erfassten Geschwindigkeit enthalten. So kann beispielsweise die Steuerung 36 die Erhöhung einer Fahrhöhe eines Fahrzeugs H verhindern, wenn die erfasste Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10 über einem vorbestimmten Wert 100 liegt, wie etwa schneller als 50 km/h), um ein gutes Handling bei hoher Geschwindigkeit zu gewährleisten und die Kraftstoffeffizienz zu maximieren. Auf der anderen Seite kann die Steuerung 36 die Fahrhöhe eines Fahrzeugs H erhöhen, wenn die erfasste Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10 unter dem vorbestimmten Wert liegt, z. B. bei Parkmanövern des Fahrzeugs. Zusätzlich kann die Steuerung so programmiert werden, um den Kolben 44 über die Hülse 46 automatisch freizugeben und die Fahrhöhe eines Fahrzeugs des Fahrzeugs H auf die Grenze der Minimalposition P2 an einer oder allen Fahrwerksecke(n) 28 abzusenken, nachdem das Fahrzeug 10 zum Stillstand gekommen ist und ein Parkmodus im Getriebe 18 ausgewählt wurde um die Insassen aussteigen zu lassen.
Die ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren unterstützen und beschreiben die Offenbarung, während der Umfang der Offenbarung jedoch einzig und allein durch die Patentansprüche definiert wird. Während einige der besten Modi und weitere Ausführungsformen der beanspruchten Offenbarung ausführlich beschrieben wurden, gibt es verschiedene alternative Konzepte und Ausführungsformen zur Umsetzung der in den hinzugefügten Ansprüchen definierten Offenbarung. Darüber hinaus sollen die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen oder die Merkmale von verschiedenen Ausführungsformen, die in der vorliegenden Beschreibung erwähnt sind, nicht unbedingt als voneinander unabhängige Ausführungsformen aufgefasst werden. Vielmehr ist es möglich, dass jedes der in einem der Beispiele einer Ausführungsform beschriebenen Merkmale mit einem oder einer Vielzahl von anderen gewünschten Merkmalen aus anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, was andere Ausführungsformen zur Folge hat, die nicht in Worten oder durch Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben sind. Dementsprechend fallen derartige andere Ausführungsformen in den Rahmen des Schutzumfangs der angehängten Ansprüche.

Claims

Hydraulische Stellgliedanordnung, die so konfiguriert ist, dass sie ein unter Druck stehendes Fluid von einer Pumpe aufnimmt, das hydraulische Stellglied umfassend: ein Gehäuse und einen Kolben, der konzentrisch in Bezug auf eine Längsachse angeordnet ist, wobei das Gehäuse so konfiguriert ist, dass es einen ersten Teil des unter Druck stehenden Fluids aufnimmt, um den Kolben relativ zum Gehäuse zu verschieben; eine Hülse, die konzentrisch in Bezug auf das Gehäuse und den Kolben angeordnet und so konfiguriert ist, dass sie den Kolben relativ zum Gehäuse hält und einen zweiten Teil des unter Druck stehenden Fluids von der Pumpe aufnimmt, um den Kolben selektiv freizugeben.
Hydraulische Stellgliedanordnung nach Anspruch 1, worin die Hülse eine Innenfläche beinhaltet, die durch einen Innendurchmesser und eine durch einen Außendurchmesser definierte Außenfläche definiert ist, und worin die Hülse definiert: einen Schlitz, der sich entlang der Längsachse erstreckt und den Innendurchmesser und den Außendurchmesser verbindet; und einen ersten Kanal, der an der Innenfläche angeordnet ist, und einen zweiten Kanal, der an der Außenfläche angeordnet ist, wobei jeder Kanal dazu konfiguriert ist, einen entsprechenden Bruchteil des zweiten Teils des unter Druck stehenden Fluids aufzunehmen, um dadurch den Kolben freizugeben.
Hydraulische Stellgliedanordnung nach Anspruch 2, worin das Gehäuse einen ersten Gehäuseabschnitt, einen zweiten Gehäuseabschnitt und einen dritten Gehäuseabschnitt beinhaltet, die zwischen jedem ersten Gehäuseabschnitt und zweiten Gehäuseabschnitt angeordnet und daran fixiert sind und worin: der erste Gehäuseabschnitt einen ersten Anschluss beinhaltet, der so konfiguriert ist, dass er den ersten Teil des unter Druck stehenden Fluids aufnimmt; der zweite Gehäuseabschnitt einen zweiten Anschluss beinhaltet, der so konfiguriert ist, dass er den zweiten Teil des unter Druck stehenden Fluids aufnimmt; und der dritte Gehäuseabschnitt so konfiguriert ist, dass er die Hülse hält, den zweiten Teil des Fluids vom zweiten Gehäuseabschnitt aufnimmt und sich in Reaktion auf den zweiten Teil des Fluids ausdehnt, wodurch die Ausdehnung der Hülse erleichtert wird, um den Kolben freizugeben.
Hydraulische Stellgliedanordnung nach Anspruch 3, worin: der entsprechende Bruchteil des zweiten Teils des unter Druck stehenden Fluids, der vom ersten Kanal aufgenommen wird, den dritten Gehäuseabschnitt an der Hülse ausdehnt; der entsprechende Bruchteil des zweiten Teils des unter Druck stehenden Fluids, der vom zweiten Kanal aufgenommen wird, die Hülse am Schlitz ausdehnt; und die Ausdehnung des dritten Gehäuseabschnitts zusammen mit der Ausdehnung der Hülse am Schlitz den Kolben freigibt.
Hydraulische Stellgliedanordnung nach Anspruch 3, worin das Stellglied einen ringförmigen Abstandshalter beinhaltet, der so konfiguriert ist, dass er die Hülse entlang der Längsachse relativ zum dritten Gehäuseabschnitt fixiert.
Hydraulische Stellgliedanordnung nach Anspruch 3, worin der erste Gehäuseabschnitt und der dritte Gehäuseabschnitt zusammen eine Tasche definieren, die so konfiguriert ist, dass sie den Kolben aufnimmt, und worin der Kolben so konfiguriert ist, dass er innerhalb der Tasche gleitet.
Hydraulische Stellgliedanordnung nach Anspruch 3, worin das Gehäuse beinhaltet: ein erstes Dichtungselement, das so konfiguriert ist, dass es den ersten Gehäuseabschnitt mit dem dritten Gehäuseabschnitt fluidisch abdichtet; ein zweites Dichtungselement, das so konfiguriert ist, dass es den zweiten Gehäuseabschnitt mit dem dritten Gehäuseabschnitt fluidisch abdichtet; und ein drittes Dichtungselement, das so konfiguriert ist, dass es den dritten Gehäuseabschnitt mit dem Kolben fluidisch abdichtet.
Hydraulische Stellgliedanordnung nach Anspruch 7, ferner umfassend einen Dämpfer, der so konfiguriert ist, dass er Stoßimpulse absorbiert und dämpft, worin sich der Dämpfer konzentrisch in Bezug auf den Kolben erstreckt und relativ zu diesem fixiert ist.
Hydraulische Stellgliedanordnung nach Anspruch 8, worin der Dämpfer einen Anschlagstift beinhaltet, der so konfiguriert ist, dass er den Dämpfer und den Kolben relativ zueinander konzentrisch hält.
Hydraulische Stellgliedanordnung nach Anspruch 8, worin der Kolben eine Öffnung definiert und der Dämpfer einen Vorsprung beinhaltet, der sich durch die Öffnung erstreckt und so konfiguriert ist, dass er durch den ersten Teil des unter Druck stehenden Fluids beaufschlagt zu werden, und worin das Stellglied ein viertes Dichtungselement beinhaltet, das so konfiguriert ist, dass es den Dämpfer fluidisch am Kolben abdichtet.