DE102018125707A1

DE102018125707A1 - Suspension strut device for a motor vehicle

Info

Publication number: DE102018125707A1
Application number: DE102018125707.4A
Authority: DE
Inventors: Benjamin Wübbolt-Gorbatenko
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2018-10-17
Filing date: 2018-10-17
Publication date: 2020-04-23

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Federbeineinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Aktuatorvorrichtung (2) mit einer Antriebseinheit (9) und einer Getriebeanordnung (3) zur Betätigung einer Niveauverstellvorrichtung (4), wobei die Niveauverstellvorrichtung (4) eine axial unverschiebliche Gewindespindel (5) und eine drehangetriebene, entlang der Gewindespindel (5) axial verschiebliche Gewindemutter (6) umfasst, wobei die Gewindemutter (6) zumindest mittelbar mit einem Gehäuseelement (7) verbunden ist, und wobei am Gehäuseelement (7) eine Fahrwerksfeder (8) zumindest mittelbar axial abgestützt ist, die zumindest mittelbar über die Niveauverstellvorrichtung (4) höhenverstellbar ist, wobei die Federbeineinrichtung (1) einen Dämpfer (10) mit einem darin angeordneten steuerbaren Ventil (11) umfasst, wobei mittels eines Ventilsteuergeräts (12) in einem ersten Betriebszustand eine erste Dämpferkonstante des Dämpfers (10) und in einem zweiten Betriebszustand eine zweite Dämpferkonstante des Dämpfers (10) einstellbar ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug (18) mit zumindest einer erfindungsgemäßen Federbeineinrichtung (1).The invention relates to a spring strut device (1) for a motor vehicle, comprising an actuator device (2) with a drive unit (9) and a gear arrangement (3) for actuating a level adjustment device (4), the level adjustment device (4) having an axially immovable threaded spindle (5 ) and a rotationally driven threaded nut (6) which is axially displaceable along the threaded spindle (5), the threaded nut (6) being connected at least indirectly to a housing element (7), and a chassis spring (8) on the housing element (7) at least indirectly is axially supported, which is at least indirectly height-adjustable via the level adjustment device (4), the spring strut device (1) comprising a damper (10) with a controllable valve (11) arranged therein, with a valve control device (12) in a first operating state first damper constant of the damper (10) and in a second operating state a second damper constant of the damper (10) is adjustable. The invention further relates to a motor vehicle (18) with at least one spring strut device (1) according to the invention.

Description

Die Erfindung betrifft eine Federbeineinrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Aktuatorvorrichtung mit einer Antriebseinheit und einer Getriebeanordnung zur Betätigung einer Niveauverstellvorrichtung. Gattungsgemäße Federbeineinrichtungen mit einer Niveauverstellvorrichtung zur Höhenverstellung von Fahrzeugaufbauten sind insbesondere zur Erhöhung der Bodenfreiheit von Kraftfahrzeugen beziehungsweise deren Tieferlegung bei ebenen Fahrbahnen in den Federbeinen der Kraftfahrzeuge vorgesehen.The invention relates to a spring strut device for a motor vehicle, comprising an actuator device with a drive unit and a gear arrangement for actuating a level adjustment device. Generic suspension strut devices with a level adjustment device for height adjustment of vehicle bodies are provided in particular for increasing the ground clearance of motor vehicles or lowering them on flat roadways in the suspension struts of the motor vehicles.

Aus der DE 10 2017 109 145 B3 geht eine Getriebeanordnung für eine Aktuatorvorrichtung zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus hervor. Die Getriebeanordnung umfasst ein Antriebsrad sowie ein Abtriebsrad, die über eine jeweilige daran ausgebildete Verzahnung drehbar miteinander verbunden sind. An dem Abtriebsrad ist ein Sperrelement zum Sperren einer Drehbewegung angeordnet, wobei das Sperrelement mindestens eine Führungsbahn mit mindestens einem darin integrierten Sperranschlag und mindestens einer Ausschlagposition aufweist. Die mindestens eine Führungsbahn ist dabei mit einem begrenzt beweglichen Stiftabschnitt verbunden, der dazu vorgesehen ist, bei einer Drehung des Abtriebsrads entlang der mindestens einen Führungsbahn geführt zu werden und bei einem Eindringen in den mindestens einen Sperranschlag eine Drehbewegung des Abtriebsrads zu sperren. Mittels der mindestens einen Ausschlagposition ist die rotative Lage des Sperrelements während der Führung des Stiftabschnitts durch die mindestens eine Ausschlagposition detektierbar.From the DE 10 2017 109 145 B3 shows a gear arrangement for an actuator device for height adjustment of a vehicle body. The gear arrangement comprises a drive wheel and an output wheel, which are rotatably connected to one another via a respective toothing formed thereon. A blocking element for blocking a rotary movement is arranged on the driven wheel, the blocking element having at least one guideway with at least one blocking stop integrated therein and at least one deflection position. The at least one guideway is connected to a pin section which is movable to a limited extent and is intended to be guided along the at least one guideway when the driven wheel rotates and to block a rotational movement of the driven wheel when penetrating into the at least one locking stop. By means of the at least one deflection position, the rotational position of the locking element can be detected while the pin section is being guided through the at least one deflection position.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Federbeineinrichtung für ein Kraftfahrzeug weiterzuentwickeln, und insbesondere die Sicherheit im Fehlerfall zu erhöhen sowie die Funktionalität zu erweitern.The object of the present invention is to further develop a suspension strut device for a motor vehicle, and in particular to increase safety in the event of a fault and to expand the functionality.

Diese Aufgabe wird durch eine Federbeineinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.This object is achieved by a spring strut device with the features of claim 1. Preferred or advantageous embodiments of the invention result from the subclaims, the following description and the attached figures.

Eine erfindungsgemäße Federbeineinrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst eine Aktuatorvorrichtung mit einer Antriebseinheit und einer Getriebeanordnung zur Betätigung einer Niveauverstellvorrichtung, wobei die Niveauverstellvorrichtung eine axial unverschiebliche Gewindespindel und eine drehangetriebene, entlang der Gewindespindel axial verschiebliche Gewindemutter umfasst, wobei die Gewindemutter zumindest mittelbar mit einem Gehäuseelement verbunden ist, und wobei am Gehäuseelement eine Fahrwerksfeder zumindest mittelbar axial abgestützt ist, die zumindest mittelbar über die Niveauverstellvorrichtung höhenverstellbar ist, wobei die Federbeineinrichtung einen Dämpfer mit einem darin angeordneten steuerbaren Ventil umfasst, wobei mittels eines Ventilsteuergeräts in einem ersten Betriebszustand eine erste Dämpferkonstante des Dämpfers und in einem zweiten Betriebszustand eine zweite Dämpferkonstante des Dämpfers einstellbar ist. Mit anderen Worten umfasst die Aktuatorvorrichtung, mit dem die Gewindemutter der Niveauverstellvorrichtung antreibbar ist, bevorzugt die Getriebeanordnung, die Antriebseinheit sowie die Niveauverstellvorrichtung, wobei die Antriebseinheit beispielsweise als Elektromotor ausgebildet ist.A spring strut device according to the invention for a motor vehicle comprises an actuator device with a drive unit and a gear arrangement for actuating a level adjustment device, the level adjustment device comprising an axially immovable threaded spindle and a rotationally driven threaded nut which is axially displaceable along the threaded spindle, the threaded nut being connected at least indirectly to a housing element, and wherein a chassis spring is axially supported at least indirectly, which is at least indirectly height-adjustable via the level adjustment device, the spring strut device comprising a damper with a controllable valve arranged therein, a first damper constant of the damper in a first operating state by means of a valve control device and in one second operating state, a second damper constant of the damper is adjustable. In other words, the actuator device with which the threaded nut of the level adjustment device can be driven preferably comprises the gear arrangement, the drive unit and the level adjustment device, the drive unit being designed, for example, as an electric motor.

Die Niveauverstellvorrichtung ist dazu vorgesehen, durch das axiale bzw. longitudinale Verlagern der Gewindemutter gegenüber der Gewindespindel eine Hubbewegung auszuführen und dabei das an einer Fahrzeugachse aufliegende Fahrzeuggewicht zu tragen und eine Karosserie des Fahrzeugs anzuheben. Mit anderen Worten wird für den Zeitraum der Anhebung die Gewichtskraft des Fahrzeugs im Wesentlichen von der Niveauverstellvorrichtung, also der Gewindespindel und der Gewindemutter abgefangen. Dadurch wird ein Höhenstand des Fahrzeugs verändert und das Fahrzeug kann in eine gewünschte Soll-Niveaulage gebracht werden. Es ist alternativ auch denkbar, dass die Gewindespindel drehantreibbar und entlang der Gewindemutter axial verlagerbar ist.The level adjustment device is intended to carry out a lifting movement by axially or longitudinally displacing the threaded nut with respect to the threaded spindle, thereby carrying the vehicle weight resting on a vehicle axle and lifting a body of the vehicle. In other words, the weight of the vehicle is essentially absorbed by the level adjustment device, that is to say the threaded spindle and the threaded nut, for the period of the lifting. This changes the height of the vehicle and the vehicle can be brought to a desired target level. Alternatively, it is also conceivable that the threaded spindle can be driven in rotation and axially displaceable along the threaded nut.

Die Gewindemutter ist vorzugsweise mittels zumindest eines Lagerelements gegenüber dem Gehäuseelement drehbar gelagert, sodass durch einen Drehantrieb der Gewindemutter eine Einstellung der Ist-Niveaulage des Gehäuseelements erfolgt. Mithin stützen sich die Lasten aus dem Gehäuseelement axial an der Gewindemutter ab. Das Gehäuseelement ist fest mit einem Federteller verbunden oder einteilig damit ausgebildet, wobei die Fahrwerksfeder an dem Federteller zur Anlage kommt. Das Lagerelement ist im Wesentlichen dazu vorgesehen, auftretende Radial- und Axialkräfte aus der Fahrwerksfeder über das Gehäuseelement in die Gewindemutter einzuleiten.The threaded nut is preferably rotatably mounted with respect to the housing element by means of at least one bearing element, so that the actual level position of the housing element is adjusted by a rotary drive of the threaded nut. The loads from the housing element are therefore supported axially on the threaded nut. The housing element is fixedly connected to a spring plate or is formed in one piece therewith, the suspension spring coming into contact with the spring plate. The bearing element is essentially intended to introduce radial and axial forces from the chassis spring into the threaded nut via the housing element.

Der Dämpfer ist bevorzugt als Kolben-Zylinder-System ausgebildet und parallel zur Fahrwerksfeder in der Federbeineinrichtung angeordnet, sodass der Fahrzeugaufbau bzw. die Karosserie durch den Dämpfer gedämpft wird. Eine Kolbenstange des Kolbens ist bevorzugt mit dem Fahrzeugaufbau, insbesondere mit der Karosserie des Kraftfahrzeugs verbunden und der Zylinder ist ferner bevorzugt mit der Gewindespindel wirksam verbunden. Das innerhalb des Dämpfers angeordnete Ventil ist derart ausgebildet, dass die Dämpferkonstante oder die Dämpferhärte des Dämpfers darüber eingestellt werden kann. Die jeweilige Dämpferkonstante wird dem Ventil von dem Ventilsteuergerät vorgegeben, wobei im Wesentlichen ein Durchfluss des Ventils geregelt wird.The damper is preferably designed as a piston-cylinder system and arranged in the spring strut device parallel to the chassis spring, so that the vehicle body or the body is damped by the damper. A piston rod of the piston is preferably connected to the vehicle body, in particular to the body of the motor vehicle, and the cylinder is also preferably connected to the threaded spindle. The valve arranged inside the damper is designed in such a way that the damper constant or the damper hardness of the damper is adjusted can. The respective damper constant is predefined for the valve by the valve control device, with essentially a flow of the valve being regulated.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Dämpfer als CDC-Dämpfer ausgebildet. Unter einem CDC-Dämpfer ist ein elektronisches Dämpfungssystem zu verstehen, bei dem der Dämpfer oder mehrere Dämpfer bzw. die jeweilige Dämpfungskraft jedes Dämpfers über Magnetventile und unter Berücksichtigung der Einflüsse auf die Fahrsituation separat geregelt wird. Dadurch und durch ein kontinuierliches Variieren und Optimieren der Dämpfungskräfte für jedes einzelne Rad des Kraftfahrzeugs werden die Fahrsicherheit, Dynamik und der Komfort des Kraftfahrzeugs erhöht. Das Ventilsteuergerät ist dabei derart ausgebildet, dass Aufbau-, Rad- und Querbeschleunigung ermittelt und ausgewertet werden können, woraus das Ventilsteuergerät die erforderliche Dämpfungskraft neu berechnet und diese unmittelbar am entsprechenden Dämpfer mittels des elektrisch steuerbaren Ventils einstellt.According to a preferred embodiment, the damper is designed as a CDC damper. A CDC damper is to be understood as an electronic damping system in which the damper or several dampers or the respective damping force of each damper is controlled separately via solenoid valves and taking into account the influences on the driving situation. As a result of this and by continuously varying and optimizing the damping forces for each individual wheel of the motor vehicle, the driving safety, dynamics and comfort of the motor vehicle are increased. The valve control unit is designed such that body, wheel and lateral acceleration can be determined and evaluated, from which the valve control unit recalculates the required damping force and adjusts it directly on the corresponding damper by means of the electrically controllable valve.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Getriebeanordnung einen Sperrmechanismus umfasst, der dazu vorgesehen ist, eine Rotation eines Zahnrades in der Getriebeanordnung zu sperren. Dadurch wird eine ungewollte Rotation der Gewindemutter verhindert und eine Niveauverstellung des Fahrzeugaufbaus unterbunden.The invention includes the technical teaching that the gear arrangement comprises a locking mechanism which is provided to lock a rotation of a gearwheel in the gear arrangement. This prevents unwanted rotation of the threaded nut and prevents the vehicle body from being leveled.

Unter dem ersten Betriebszustand ist beispielsweise ein Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs zu verstehen, wobei die Position der Fahrwerksfeder im Normalbetrieb durch den Sperrmechanismus arretierbar ist. Unter dem zweiten Betriebszustand ist beispielsweise ein Fehlerbetrieb des Kraftfahrzeugs zu verstehen. Im Normalbetrieb erfolgt eine einwandfreie Funktion der Federbeineinrichtung, wohingegen im Fehlerbetrieb im Gegensatz zum Normalbetrieb insbesondere ein Fehler, Defekt oder Schaden in der Federbeineinrichtung oder in einem oder mehreren funktionswesentlichen Bauteilen der Federbeineinrichtung vorliegt. Dabei ist eine Niveauverstellung von einer Ist-Niveaulage auf eine Soll-Niveaulage und/oder ein Halten der Ist-Niveaulage nicht möglich. Unter funktionswesentlichen Bauteilen sind insbesondere Zahnräder der Getriebeanordnung, der Sperrmechanismus oder die Antriebseinheit zu verstehen.The first operating state is understood to mean, for example, normal operation of the motor vehicle, the position of the suspension spring being lockable in normal operation by the locking mechanism. The second operating state is understood to mean, for example, fault operation of the motor vehicle. In normal operation, the suspension strut device functions properly, whereas in fault operation, in contrast to normal operation, there is in particular an error, defect or damage in the suspension strut device or in one or more functionally essential components of the suspension strut device. It is not possible to adjust the level from an actual level to a target level and / or to maintain the actual level. Functionally essential components are to be understood in particular as gear wheels of the gear arrangement, the locking mechanism or the drive unit.

Vorzugsweise ist die Aktuatorvorrichtung mit einem Niveauverstellsteuergerät verbunden, um während eines Betriebszustandes Betriebseigenschaften der Federbeineinrichtung zu ermitteln. Unter Betriebseigenschaften sind die Position des Federbeins bzw. die Ist-Niveaulage der Fahrwerksfeder und/oder des Federtellers, sowie der Sperrzustand des Sperrmechanismus zu verstehen. Weiterhin kann der Zustand des Elektromotors der Aktuatorvorrichtung über elektrische Größen ermittelt werden. Auch weitere Betriebseigenschaften, wie die Radgeschwindigkeit oder die Drehzahl sind denkbar.The actuator device is preferably connected to a level adjustment control device in order to determine operating properties of the suspension strut device during an operating state. Operating properties are to be understood as the position of the suspension strut or the actual level of the suspension spring and / or the spring plate, as well as the locked state of the locking mechanism. Furthermore, the state of the electric motor of the actuator device can be determined using electrical variables. Other operating properties such as wheel speed or speed are also conceivable.

Tritt ein Fehler oder Defekt eines oder mehrerer funktionsrelevanter Bauteile der Federbeineinrichtung auf, können die Betriebseigenschaften auch den jeweiligen Fehlerfall umfassen, also die Art des Fehlers oder Defekts und den genauen Ort des Fehlers oder Defekts. Mit anderen Worten wird bei Eintreten eines Fehlerbetriebszustandes mittels des Niveauverstellsteuergeräts diagnostiziert, welche Bauteile Fehler oder Defekte aufweisen, wobei gleichzeitig weitere Betriebseigenschaften der Federbeineinrichtung ermittelt werden. Ein Fehler liegt beispielsweise bei einer unterbrochenen Signalleitung oder einer unterbrochenen Phasenleitung vor.If an error or defect occurs in one or more function-relevant components of the suspension strut device, the operating properties can also include the respective error case, that is to say the type of error or defect and the exact location of the error or defect. In other words, when an error operating state occurs, the level adjustment control device is used to diagnose which components have errors or defects, with other operating properties of the suspension strut device being determined at the same time. An error exists, for example, with an interrupted signal line or an interrupted phase line.

Das Ventilsteuergerät wird nach Ermittlung der Betriebseigenschaften von dem Niveauverstellsteuergerät angesprochen. Bevorzugt sind das Niveauverstellsteuergerät und das Ventilsteuergerät dazu über ein BUS-System miteinander verbunden, wobei das BUS-System ferner bevorzugt ein CAN-BUS oder ein Flexray-BUS ist. Mit anderen Worten werden die ermittelten Betriebseigenschaften an das Ventilsteuergerät übermittelt und dort ausgewertet. Weiterhin kann das Ventilsteuergerät auch direkt mit dem Niveauverstellsteuergerät über eine Signalleitung verbunden sein.After determining the operating properties, the valve control device is addressed by the level adjustment control device. For this purpose, the level adjustment control device and the valve control device are preferably connected to one another via a BUS system, the BUS system also preferably being a CAN-BUS or a Flexray-BUS. In other words, the determined operating properties are transmitted to the valve control unit and evaluated there. Furthermore, the valve control unit can also be connected directly to the level adjustment control unit via a signal line.

Unter Berücksichtigung der Betriebseigenschaften wird durch das Ventilsteuergerät von der im Normalbetrieb vorliegenden ersten Dämpferkonstante in die für den Fehlerbetriebszustand gewünschte zweite Dämpferkonstante geschaltet. Mit anderen Worten wird das Ventilsteuergerät von dem Niveauverstellsteuergerät zur Einleitung der Änderung der Dämpferkonstante angesteuert. Mithin ist die erste Dämpferkonstante bevorzugt ungleich zur zweiten Dämpferkonstante.Taking into account the operating properties, the valve control unit switches from the first damper constant present in normal operation to the second damper constant desired for the fault operating state. In other words, the valve control device is controlled by the level adjustment control device to initiate the change in the damper constant. The first damper constant is therefore preferably not equal to the second damper constant.

Insbesondere ist die zweite Dämpferkonstante größer als die erste Dämpferkonstante, wobei im Fall eines Durchflusses des Ventils der Durchfluss im Dämpfer bei der ersten Dämpferkonstante größer ist als bei der zweiten Dämpferkonstante. Somit kann im Fehlerbetriebszustand die Karosserie des Kraftfahrzeugs gedämpft in die untere Lage der Niveauverstellvorrichtung verlagert werden. Mit anderen Worten ist im Fehlerbetriebszustand ein über den Dämpfer abgestützter Fahrzeugaufbau des Kraftfahrzeugs kontrolliert absenkbar, sodass die Aktuatorvorrichtung vor einer Beschädigung geschützt ist. Ferner können dadurch negative Einflüsse auf die Fahrdynamik, welche durch den normalen Fahrer im Fall eines überraschenden und/oder schnellen Herabfahrens des Fahrzeugaufbaus nicht beherrschbar sind, vermieden oder zumindest reduziert werden.In particular, the second damper constant is greater than the first damper constant, the flow in the damper being greater for the first damper constant than for the second damper constant if the valve flows through. Thus, in the fault operating state, the body of the motor vehicle can be shifted into the lower position of the level adjustment device in a damped manner. In other words, in the fault operating state, a vehicle body of the motor vehicle supported by the damper can be lowered in a controlled manner, so that the actuator device is protected from damage. Furthermore, negative influences on the driving dynamics, which cannot be controlled by the normal driver in the event of a surprising and / or rapid lowering of the vehicle body, can thereby be avoided or at least reduced.

Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, umfassend zumindest zwei Achsen und zumindest zwei an den Achsen angeordnete Räder, wobei jedes Rad mit einer jeweiligen erfindungsgemäßen Federbeineinrichtung wirkverbunden ist. The invention further relates to a motor vehicle comprising at least two axles and at least two wheels arranged on the axles, each wheel being operatively connected to a respective spring strut device according to the invention.

Dabei sind die Niveauverstellvorrichtungen aller Federbeineinrichtungen des Kraftfahrzeugs vorzugsweise mit einem einzigen, gemeinsamen Niveauverstellsteuergerät oder jeweils mit einem separaten Niveauverstellsteuergerät verbunden und die Ventile aller Federbeineinrichtungen mit einem einzigen, gemeinsamen Ventilsteuergerät oder jeweils mit einem separaten Ventilsteuergerät verbunden, sodass das Niveauverstellsteuergerät die Betriebseigenschaften aller Federbeineinrichtungen separat erfassen kann, um anschließend entsprechende betriebseigenschaftsabhängige Informationen über das BUS-System an das Ventilsteuergerät zu senden. Das Ventilsteuergerät ist dabei derart ausgebildet, dass jedes Ventil einzeln oder mehrere Ventile gleichzeitig angesteuert und so die entsprechende Dämpferkonstante eingestellt bzw. überwacht und gesteuert werden kann. Dadurch wird die Sicherheit des Kraftfahrzeugs insbesondere im Fehlerfall erhöht, wobei die erfindungsgemäße Federbeineinrichtung insbesondere für mehrspurige und mehrachsige Kraftfahrzeuge geeignet ist. Ferner wird die Funktionalität jeder Federbeineinrichtung erweitert und es können zusätzliche Kosten, beispielsweise für separate Bremseinrichtungen in der Aktuatorvorrichtung, eingespart werden.The level adjustment devices of all suspension strut devices of the motor vehicle are preferably connected to a single, common level adjustment control device or each with a separate level adjustment control device, and the valves of all suspension strut devices with a single, common valve control device or each with a separate valve control device, so that the level adjustment control device detects the operating properties of all suspension strut devices separately can, in order to then send corresponding operating property-dependent information to the valve control unit via the BUS system. The valve control unit is designed in such a way that each valve can be controlled individually or a plurality of valves at the same time and the corresponding damper constant can be set or monitored and controlled. This increases the safety of the motor vehicle, in particular in the event of a fault, the suspension strut device according to the invention being particularly suitable for multi-lane and multi-axle motor vehicles. Furthermore, the functionality of each suspension strut device is expanded and additional costs, for example for separate braking devices in the actuator device, can be saved.

Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der beiden Figuren näher dargestellt. Es zeigen

1 eine vereinfachte schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs zur Veranschaulichung der Anordnung einer erfindungsgemäßen Federbeineinrichtung, und
2 eine schematische teilweise geschnittene Ansicht einer erfindungsgemäßen Federbeineinrichtung.

Further measures improving the invention are described below together with the description of a preferred embodiment of the invention with reference to the two figures. Show it

1 a simplified schematic view of a motor vehicle to illustrate the arrangement of a strut device according to the invention, and
2nd is a schematic partially sectioned view of a strut device according to the invention.

Gemäß 1 weist ein vorliegendes Kraftfahrzeug 18 zwei Fahrzeugachsen 16a, 16b auf, wobei an jeder Fahrzeugachse 16a, 16b im Bereich einer Radaufhängung jeweils zwei erfindungsgemäße Federbeineinrichtungen 1 angeordnet sind, und wobei jede Federbeineinrichtung 1 zur Radaufhängung mit einem jeweiligen Rad 17 verbunden ist. Die jeweilige Federbeineinrichtung 1 stützt sich gegen eine Karosserie 19 des Kraftfahrzeugs 18 ab, wobei aus perspektivischen Gründen lediglich zwei der vier Federbeineinrichtungen 1 sichtbar sind.According to 1 shows a present motor vehicle 18th two vehicle axles 16a , 16b on, on each vehicle axle 16a , 16b two suspension strut devices according to the invention in the area of a wheel suspension 1 are arranged, and wherein each strut means 1 for suspension with a respective wheel 17th connected is. The respective shock absorber device 1 supports itself against a body 19th of the motor vehicle 18th from, for perspective reasons only two of the four strut devices 1 are visible.

Die Federbeineinrichtungen 1 umfassen eine jeweilige Aktuatorvorrichtung 2 und einen jeweiligen als CDC-Dämpfer ausgebildeten Dämpfer 10, wobei im Dämpfer 10 ein steuerbares Ventil 11 angeordnet ist. Alle Aktuatorvorrichtungen 2 sind vorliegend mit einem gemeinsamen Niveauverstellsteuergerät 13 verbunden und alle Ventile 11 sind vorliegend mit einem gemeinsam Ventilsteuergerät 12 verbunden, wobei das Niveauverstellsteuergerät 13 und das Ventilsteuergerät 12 in diesem Fall über ein als CAN-Bus ausgebildetes BUS-System 14 miteinander verbunden sind. Das Niveauverstellsteuergerät 13 ist dazu vorgesehen, eine Ist-Niveaulage des Kraftfahrzeugs 18 zu erfassen und zu regeln, sowie Betriebseigenschaften der jeweiligen Federbeineinrichtungen 1 zu überwachen und betriebseigenschaftsabhängige Informationen an das Ventilsteuergerät 12 zu übermitteln.The strut devices 1 comprise a respective actuator device 2nd and a respective damper designed as a CDC damper 10th , being in the damper 10th a controllable valve 11 is arranged. All actuator devices 2nd are present with a common level control unit 13 connected and all valves 11 are present with a common valve control unit 12th connected, the level adjustment control unit 13 and the valve control unit 12th in this case via a BUS system designed as a CAN bus 14 are interconnected. The level adjustment control unit 13 is intended for an actual level position of the motor vehicle 18th to record and regulate, as well as operating characteristics of the respective shock absorber devices 1 to monitor and property-dependent information to the valve control unit 12th to transmit.

Das Ventilsteuergerät 12 ist derart ausgebildet, die empfangenen Informationen auszuwerten und dementsprechend die Dämpferkonstante des Dämpfers 10 bzw. des Ventils 11 zu ändern, um die Sicherheit des Kraftfahrzeugs 18, insbesondere im Fehlerfall zu erhöhen und die Funktionalität der jeweiligen Federbeineinrichtungen 1 zu erweitern. Anders gesagt ist über das Ventilsteuergerät 12 in einem ersten Betriebszustand eine erste Dämpferkonstante des Dämpfers 10 und in einem zweiten Betriebszustand eine zweite Dämpferkonstante des Dämpfers 10 einstellbar, wobei unter dem ersten Betriebszustand ein Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs 18 und unter dem zweiten Betriebszustand ein Fehlerbetrieb des Kraftfahrzeugs zu verstehen ist. Bei dem Fehlerbetrieb liegt insbesondere ein Fehler oder ein Defekt zumindest eines der funktionswesentlichen Bauteile der Aktuatorvorrichtung 2 vor, wobei dadurch eine Einstellung der Niveaulage der Karosserie 19 bzw. das Halten einer Ist-Niveaulage nicht mehr möglich ist und die Karosserie 19 des Kraftfahrzeugs 18 in die unterste Lage überführt wird. Die erste Dämpferkonstante ist kleiner als die zweite Dämpferkonstante, was bedeutet, dass die Karosserie 19 durch den Dämpfer 10 gedämpft sowie kontrolliert in die unterste Lage oder den unteren Endanschlag verlagert wird.The valve control unit 12th is designed to evaluate the information received and, accordingly, the damper constant of the damper 10th or the valve 11 to change to the safety of the motor vehicle 18th , in particular in the event of a fault and to increase the functionality of the respective spring strut devices 1 to expand. In other words, is about the valve control unit 12th in a first operating state, a first damper constant of the damper 10th and in a second operating state, a second damper constant of the damper 10th adjustable, normal operation of the motor vehicle under the first operating state 18th and the second operating state is to be understood as fault operation of the motor vehicle. In the fault mode there is in particular a fault or a defect in at least one of the functionally essential components of the actuator device 2nd before, thereby adjusting the level of the body 19th or maintaining an actual level is no longer possible and the body 19th of the motor vehicle 18th is transferred to the lowest position. The first damper constant is smaller than the second damper constant, which means that the body 19th through the damper 10th cushioned and controlled in the lowest position or the lower end stop.

Nach 2 weist die Aktuatorvorrichtung 2 eine als Elektromotor ausgebildete Antriebseinheit 9 und eine Getriebeanordnung 3 zur Betätigung einer Niveauverstellvorrichtung 4 auf. Die Niveauverstellvorrichtung 4 umfasst eine axial unverschiebliche Gewindespindel 5 und eine drehangetriebene, entlang der Gewindespindel 5 axial verschiebliche Gewindemutter 6, wobei die Gewindemutter 6 zumindest mittelbar mit einem Gehäuseelement 7 verbunden ist. Die Getriebeanordnung 3 umfasst einen Sperrmechanismus 15, der dazu vorgesehen ist, eine Rotation eines Zahnrades in der Getriebeanordnung 3 zu sperren. Die Gewindemutter 6 weist eine - hier nicht dargestellte - Außenverzahnung auf, die mit einem - hier ebenfalls nicht dargestellten - getriebenen Zahnrad der Getriebeanordnung 3 in Zahneingriff steht, wobei die Getriebeanordnung 3 über weitere - hier nicht näher dargestellte - Zahnräder mit der Antriebseinheit 9 wirkverbunden ist.To 2nd has the actuator device 2nd a drive unit designed as an electric motor 9 and a gear arrangement 3rd for actuating a level adjustment device 4th on. The level adjustment device 4th includes an axially immovable threaded spindle 5 and a rotary drive, along the lead screw 5 axially displaceable nut 6 , the threaded nut 6 at least indirectly with a housing element 7 connected is. The gear arrangement 3rd includes a locking mechanism 15 , which is provided for a rotation of a gear in the gear arrangement 3rd to lock. The threaded nut 6 has an external toothing (not shown here), which with a - here also not shown - driven gear of the gear arrangement 3rd is in meshing, the gear arrangement 3rd via further - not shown here - gears with the drive unit 9 is connected.

Am Gehäuseelement 7 kommt eine Fahrwerksfeder 8 axial zur Anlage, die zumindest mittelbar über die Niveauverstellvorrichtung 4 höhenverstellbar ist, wobei die Gewindemutter 6 über axial benachbarte Lagerelemente 20 gegenüber dem Gehäuseelement 7 drehbar gelagert ist. Die Federkraft der Fahrwerksfeder 8 wird über die Lagerelemente 20 in die Gewindemutter 6 eingeleitet.On the housing element 7 comes a coil spring 8th axially to the system, at least indirectly via the level adjustment device 4th is adjustable in height, the threaded nut 6 via axially adjacent bearing elements 20th opposite the housing element 7 is rotatably mounted. The spring force of the coil spring 8th is about the bearing elements 20th into the threaded nut 6 initiated.

Durch die Betätigung der Gewindemutter 6 mittels der Antriebseinheit 12 wird die Gewindemutter 6 in eine Rotationsbewegung versetzt und windet sich dabei um die Gewindespindel 5, wodurch das Gehäuseelement 7 gleichermaßen mit verlagert wird. Dadurch erfolgt eine Hubbewegung, bei der eine Ist-Niveaulage der Fahrwerksfeder 8 eingestellt wird. Mit anderen Worten wird ein Höhenstand des Kraftfahrzeugs verändert und das Kraftahrzeug kann in eine gewünschte Soll-Niveaulage gebracht werden.By operating the threaded nut 6 by means of the drive unit 12th becomes the threaded nut 6 rotates and winds around the threaded spindle 5 , causing the housing element 7 is equally relocated. This results in a lifting movement in which the actual level of the suspension spring 8th is set. In other words, a level of the motor vehicle is changed and the motor vehicle can be brought into a desired target level position.

Fällt beispielsweise eines der funktionsrelevanten Bauteile der Aktuatorvorrichtung 2 aus, beispielsweise die Antriebseinheit 9, so wird dies von dem Niveauverstellsteuergerät 13 detektiert, wobei auch weitere Betriebseigenschaften von dem Niveauverstellsteuergerät 13 erfasst werden können. Die ermittelten Daten werden aufgenommen und ausgewertet und nachfolgend über das BUS-System 14 an das Ventilsteuergerät 12 übermittelt.For example, one of the functionally relevant components of the actuator device falls 2nd off, for example the drive unit 9 , this is done by the level control unit 13 detected, with other operating properties of the level control device 13 can be recorded. The determined data are recorded and evaluated and then via the BUS system 14 to the valve control unit 12th transmitted.

Unter Berücksichtigung der von dem Niveauverstellsteuergerät 13 ermittelten Betriebseigenschaften wird das Ventil 11 durch das Ventilsteuergerät 12 von der im Normalbetrieb vorliegenden ersten Dämpferkonstante in die zweite Dämpferkonstante geschaltet, wodurch der Dämpfer 10 die Karosserie 19 im Fehlerbetriebszustand gedämpft in die unterste Lage überführt. Mit anderen Worten wird durch das Ventilsteuergerät 12 im Ventil 11 ein Durchfluss verändert, der eine Dämpfwirkung des Dämpfers 10 erhöht, um die Karosserie 19 kontrolliert abzusenken. Dadurch wird die Fahrdynamik nicht negativ beeinflusst und die Sicherheit des Kraftfahrzeugs 18 gleichzeitig erhöht.Taking into account that of the level control unit 13 determined operating characteristics is the valve 11 through the valve control unit 12th switched from the first damper constant present in normal operation to the second damper constant, whereby the damper 10th the body 19th steamed in the fault mode to the lowest position. In other words, the valve control unit 12th in the valve 11 a flow rate that changes a damping effect of the damper 10th raised to the body 19th lower in a controlled manner. This does not have a negative impact on the driving dynamics and the safety of the motor vehicle 18th increased at the same time.

BezugszeichenlisteReference list

11: FederbeineinrichtungSuspension strut device
22nd: AktuatorvorrichtungActuator device
33rd: GetriebeanordnungGear arrangement
44th: NiveauverstellvorrichtungLevel adjustment device
55: GewindespindelThreaded spindle
66: GewindemutterThreaded nut
77: GehäuseelementHousing element
88th: FahrwerksfederCoil spring
99: AntriebseinheitDrive unit
1010th: Dämpferdamper
1111: VentilValve
1212th: VentilsteuergerätValve control unit
1313: NiveauverstellsteuergerätLevel control unit
1414: BUS-SystemBUS system
1515: SperrmechanismusLocking mechanism
16a, 16b16a, 16b: Achseaxis
1717th: Radwheel
1818th: KraftfahrzeugMotor vehicle
1919th: Karosseriebody
2020th: LagerelementBearing element

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102017109145 B3 [0002]

Claims

Suspension strut device (1) for a motor vehicle (18), comprising an actuator device (2) with a drive unit (9) and a gear arrangement (3) for actuating a level adjustment device (4), the level adjustment device (4) having an axially immovable threaded spindle (5) and a rotationally driven threaded nut (6) which is axially displaceable along the threaded spindle (5), the threaded nut (6) being connected at least indirectly to a housing element (7), and a chassis spring (8) on the housing element (7) being at least indirectly axial is supported, which is at least indirectly height-adjustable via the level adjustment device (4), characterized in that the spring strut device (1) comprises a damper (10) with a controllable valve (11) arranged therein, with a valve control device (12) in a first Operating state a first damper constant of the damper (10) and in a second operating state a second dam horse constant of the damper (10) is adjustable.

Suspension strut device (1) after Claim 1 , characterized in that the actuator device (2) is connected to a level adjustment control device (13) in order to determine operating properties of the spring strut device (1) during an operating state.

Suspension strut device (1) after Claim 2 , characterized in that the level adjustment control device (13) and the valve control device (12) are connected to one another via a BUS system (14).

Suspension strut device (1) after Claim 3 , characterized in that the BUS system (14) is a CAN-BUS or a Flexray-BUS.

Suspension strut device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the damper (10) is designed as a CDC damper.

Suspension strut device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the gear arrangement (3) comprises a locking mechanism (15) which is provided to lock a rotation of a gear wheel in the gear arrangement (3).

Motor vehicle (18) comprising at least two axles (16a, 16b) and at least two wheels (17) arranged on the axles, each wheel (17) having a respective spring strut device (1) according to one of the Claims 1 to 6 is connected.