DE102018221158B4 - Längenveränderbare Pendelstütze und Verfahren zur Steuerung eines Wankstabilisators - Google Patents

Längenveränderbare Pendelstütze und Verfahren zur Steuerung eines Wankstabilisators Download PDF

Info

Publication number
DE102018221158B4
DE102018221158B4 DE102018221158.2A DE102018221158A DE102018221158B4 DE 102018221158 B4 DE102018221158 B4 DE 102018221158B4 DE 102018221158 A DE102018221158 A DE 102018221158A DE 102018221158 B4 DE102018221158 B4 DE 102018221158B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pressure
opening pressure
piston
pendulum support
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102018221158.2A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102018221158A1 (de
Inventor
Bernd Grannemann
Andreas Hartmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Priority to DE102018221158.2A priority Critical patent/DE102018221158B4/de
Priority to PCT/EP2019/080145 priority patent/WO2020114695A1/de
Publication of DE102018221158A1 publication Critical patent/DE102018221158A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102018221158B4 publication Critical patent/DE102018221158B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G7/00—Pivoted suspension arms; Accessories thereof
    • B60G7/001—Suspension arms, e.g. constructional features
    • B60G7/003—Suspension arms, e.g. constructional features of adjustable length
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/016—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by their responsiveness, when the vehicle is travelling, to specific motion, a specific condition, or driver input
    • B60G17/0162—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by their responsiveness, when the vehicle is travelling, to specific motion, a specific condition, or driver input mainly during a motion involving steering operation, e.g. cornering, overtaking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G21/00—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces
    • B60G21/02—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected
    • B60G21/04—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically
    • B60G21/05—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically between wheels on the same axle but on different sides of the vehicle, i.e. the left and right wheel suspensions being interconnected
    • B60G21/055—Stabiliser bars
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G21/00—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces
    • B60G21/02—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected
    • B60G21/04—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically
    • B60G21/05—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically between wheels on the same axle but on different sides of the vehicle, i.e. the left and right wheel suspensions being interconnected
    • B60G21/055—Stabiliser bars
    • B60G21/0551—Mounting means therefor
    • B60G21/0553—Mounting means therefor adjustable
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G21/00—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces
    • B60G21/02—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected
    • B60G21/04—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically
    • B60G21/05—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically between wheels on the same axle but on different sides of the vehicle, i.e. the left and right wheel suspensions being interconnected
    • B60G21/055—Stabiliser bars
    • B60G21/0551—Mounting means therefor
    • B60G21/0553—Mounting means therefor adjustable
    • B60G21/0558—Mounting means therefor adjustable including means varying the stiffness of the stabiliser
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/10—Type of spring
    • B60G2202/13—Torsion spring
    • B60G2202/135—Stabiliser bar and/or tube
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/40—Type of actuator
    • B60G2202/41—Fluid actuator
    • B60G2202/413—Hydraulic actuator
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/40—Type of actuator
    • B60G2202/41—Fluid actuator
    • B60G2202/414—Fluid actuator using electrohydraulic valves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/40—Type of actuator
    • B60G2202/41—Fluid actuator
    • B60G2202/415—Fluid actuator using other types of valves, e.g. mechanically operated valves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2204/00—Indexing codes related to suspensions per se or to auxiliary parts
    • B60G2204/10—Mounting of suspension elements
    • B60G2204/12—Mounting of springs or dampers
    • B60G2204/122—Mounting of torsion springs
    • B60G2204/1224—End mounts of stabiliser on wheel suspension
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2204/00—Indexing codes related to suspensions per se or to auxiliary parts
    • B60G2204/62—Adjustable continuously, e.g. during driving
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2206/00—Indexing codes related to the manufacturing of suspensions: constructional features, the materials used, procedures or tools
    • B60G2206/01—Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
    • B60G2206/011—Modular constructions
    • B60G2206/0116—Integrated distribution control units with valves, accumulators, PCB's or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2206/00—Indexing codes related to the manufacturing of suspensions: constructional features, the materials used, procedures or tools
    • B60G2206/01—Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
    • B60G2206/10—Constructional features of arms
    • B60G2206/11—Constructional features of arms the arm being a radius or track or torque or steering rod or stabiliser end link
    • B60G2206/111—Constructional features of arms the arm being a radius or track or torque or steering rod or stabiliser end link of adjustable length
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2600/00—Indexing codes relating to particular elements, systems or processes used on suspension systems or suspension control systems
    • B60G2600/02—Retarders, delaying means, dead zones, threshold values, cut-off frequency, timer interruption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2600/00—Indexing codes relating to particular elements, systems or processes used on suspension systems or suspension control systems
    • B60G2600/18—Automatic control means
    • B60G2600/184—Semi-Active control means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2800/00—Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
    • B60G2800/01—Attitude or posture control
    • B60G2800/012—Rolling condition

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

Längenveränderbare Pendelstütze für einen Stabilisator mit- einem Hydraulikzylinder (2),- einem Kolben (3), der den Hydraulikzylinder (2) in eine obere und eine untere Zylinderkammer (6, 7) teilt,- einer Verbindungsleitung (8), die die obere und die untere Zylinderkammer (6, 7) miteinander verbindet, und- einer Ventileinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung einen steuerbaren Öffnungsdruck aufweist und bei Überschreiten des Öffnungsdrucks in einer der Zylinderkammern (6, 7) die Durchflussrichtung zur jeweils anderen Zylinderkammer (7, 6) entlang der Verbindungsleitung (8) so lange öffnet und ein Verschieben des Kolbens (3) erlaubt, bis der Öffnungsdruck wieder unterschritten ist, wobei die Ventileinrichtung zwei parallel geschaltete Druckbegrenzungsventile (9, 9') aufweist, die jeweils einen steuerbaren Öffnungsdruck besitzen und deren Durchflussrichtungen entgegengesetzt zueinander ausgerichtet sind.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine längenveränderbare Pendelstütze für einen Stabilisator, insbesondere einen Wankstabilisator eines Fahrzeugs, mit einem Hydraulikzylinder, einem Kolben, der den Hydraulikzylinder in eine obere und eine untere Zylinderkammer teilt, einer Verbindungsleitung, die die obere und die untere Zylinderkammer miteinander verbindet, und einer Ventileinrichtung.
  • Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung eines Wankstabilisators eines Fahrzeugs, der eine längenveränderbare Pendelstütze der vorgenannten Art aufweist.
  • Die Radträger eines herkömmlichen Fahrzeugs sind üblicherweise über Aufbaufedern federnd am Fahrzeugaufbau befestigt. Sofern die Aufbaufedern dabei unabhängig voneinander an den Radträgern montiert sind, wird sowohl beim gleichsinnigen als auch beim wechselseitigen Einfedern bzw. Ausfedern der Räder Federarbeit an einer Achse verrichtet. Unebenheiten in der Fahrbahn, die einseitig oder beidseitig auftreten können, werden hierdurch nicht direkt auf den Fahrzeugaufbau übertragen, was den Fahrkomfort insbesondere auf unebenen Fahrbahnen erhöht.
  • In Kurven und insbesondere bei Ausweichmanövern wirken sich diese Aufbaufedern allerdings nachteilig aus, da sie durch am Fahrzeugaufbau angreifende Fliehkräfte zu einem erhöhten Wankwinkel führen, was die Fahrstabilität negativ beeinflusst. Zur Verringerung des Wankwinkels werden daher Stabilisatoren eingesetzt, die im Gegensatz zu den Aufbaufedern nur bei gegensinnigen Federbewegungen Federarbeit verrichten. In der Regel besitzen solche Wankstabilisatoren einen am Fahrzeugaufbau angelenkten Querstabilisator mit Hebeln, die über Pendelstützen an einem federnd gelagerten Radträgerteil befestigt sind. Hierdurch sind die Aufbaufedern einer Fahrzeugachse miteinander gekoppelt und eine unabhängige Federbewegung ist eingeschränkt. In Kurvenfahrten führt diese Kopplung zu einer deutlichen Reduzierung des Wankwinkels, was die Fahrstabilität und mithin die Sicherheit insbesondere bei Ausweichmanövern erhöht. Durch die Kopplung der Aufbaufedern werden allerdings auch wechselseitige Anregungen von der Fahrbahn auf den Fahrzeugaufbau übertragen, was sich negativ auf den Fahrkomfort auswirkt. Bei passiven Systemen muss daher ein Kompromiss zwischen hoher Fahrstabilität einerseits und hohem Fahrkomfort andererseits abgewogen und entsprechend eingestellt werden.
  • Um diesen Kompromiss zu entschärfen, wird in DE 10 2004 025 806 B4 eine Stabilisationsanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einer längenveränderbaren Pendelstütze der eingangs beschriebenen Art offenbart, die einen Hydraulikzylinder mit zwei Zylinderkammern besitzt. Über eine Verbindungsleitung und eine Ventileinrichtung kann gesteuert werden, ob der Kolben der Pendelstütze frei beweglich ist und mithin keine Kräfte von einer Fahrzeugseite auf die andere zur Verringerung der Wankneigung übertragen werden, oder ob eine Kolbenbewegung blockiert wird, so dass die Stabilisierungskraft übertragen wird. Hierdurch können die Aufbaufedern in Kurvenfahrten zur Verringerung des Wankverhaltens gekoppelt werden und in Gradeausfahrten, bei denen in der Regel keine nennenswerten Wankkräfte entstehen, zur Erhöhung des Fahrkomforts entkoppelt werden.
  • Aus der DE 196 22 964 A1 ist darüber hinaus eine Stabilisatoranordnung mit einem ansteuerbaren aktiven Drehsteller für einen geteilten Stabilisator bekannt, wobei die Arbeitskammern eines Schwenkmotors über ein aufgesteuertes Druckbegrenzungsventil hydraulisch miteinander verbunden werden können.
  • Hiervon ausgehend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Fahrkomfort auch bei auftretenden Wankkräften zu erhöhen, ohne hierbei die Fahrstabilität insbesondere in Kurvenfahrten zu verringern.
  • Diese Aufgabe wird durch die längenveränderbare Pendelstütze nach Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Ventileinrichtung einen steuerbaren Öffnungsdruck aufweist und bei Überschreiten des Öffnungsdrucks in einer der Zylinderkammern die Durchflussrichtung zur jeweils anderen Zylinderkammer entlang der Verbindungsleitung so lange öffnet und ein Verschieben des Kolbens erlaubt, bis der Öffnungsdruck wieder unterschritten ist.
  • Ferner wird die Aufgabe durch das Verfahren nach Anspruch 6 gelöst. Erfindungsgemäß ist hiernach vorgesehen, dass die auf den Kolben des Hydraulikzylinders wirkende Wankkraft sensorgestützt ermittelt wird und der Öffnungsdruck der Ventileinrichtung in Abhängigkeit der ermittelten Wankkraft und/oder einer aktuellen Wankwinkelgeschwindigkeit vorgegeben wird, so dass die Pendelstütze zur Stabilisierung des Wankverhaltens starr bleibt und erst ein den Öffnungsdruck übersteigender Druck die Ventileinrichtung für einen Volumenstrom von einer Zylinderkammer in die andere öffnet und ein Verschieben des Kolbens erlaubt, bis der Öffnungsdruck wieder unterschritten ist. Zur sensorgestützten Ermittlung der auf den Kolben wirkenden Wankkraft wird vorzugsweise zumindest die Fahrgeschwindigkeit, der Lenkwinkel, die Querbeschleunigung und/oder eine Wankwinkelgeschwindigkeit des Fahrzeugs bestimmt. Aus diesen Parametern lässt sich bei bekannter Kolbenfläche die Wankkraft abschätzen und der Öffnungsdruck entsprechend vorgeben.
  • Sofern keine Wankkräfte auftreten, wie beispielsweise in Geradeausfahrten, wird der steuerbare Öffnungsdruck der Ventileinrichtung relativ gering eingestellt, so dass die Ventileinrichtung einen Volumenstrom zwischen den Zylinderkammern erlaubt und die Aufbaufedern unabhängig voneinander Fahrbahnunebenheiten folgen können. Sinnvollerweise ist der hydraulische Querschnitt der Ventileinrichtung dabei so bemessen, dass auch eine als maximal definierte Straßenunebenheit, die einen Volumenstrom zwischen den Zylinderkammern bewirkt, nur einen geringen Druckanstieg erzeugt und somit auch die auf den Fahrzeugaufbau wirkende Kraft möglichst gering ist.
  • Demgegenüber wird insbesondere bei einer Kurvenfahrt aus geeigneten Sensorgrößen die auf den Kolben wirkende Wankkraft berechnet und der Öffnungsdruck der Ventileinrichtung so erhöht, dass ein Volumenstrom zwischen den Zylinderkammern blockiert ist, solange der auf den Kolben wirkende Druck nicht den wankkraftbedingten Druck überschreitet. In dieser Ventileinstellung ist die Pendelstütze starr und koppelt die links- und rechtsseitigen Aufbaufedern einer Achse, was die Wankneigung verringert. Führt eine Unebenheit auf der Fahrbahn jedoch während der Kurvenfahrt zu einer weiteren Erhöhung des Drucks und zu einer Überschreitung des eingestellten Öffnungsdrucks, öffnet die Ventileinrichtung die Verbindungsleitung und die betroffene Aufbaufeder kann ungekoppelt die kurzzeitig auftretende Unebenheit folgen.
  • Durch die vorliegende Erfindung wird semi-aktiv nicht nur der Fahrkomfort bei Gradeausfahrten durch das Entkoppeln der Stabilisatoren verbessert, sondern durch eine entsprechende Ansteuerung von hydraulischen Ventilen wird auch auf die Wankbewegung des Fahrzeugaufbaus positiv Einfluss genommen. Insbesondere wird bei Kurvenfahrten ein zur Wankstabilisierung anliegendes Wankmoment so begrenzt, dass rein passiv eine Wankmomenterhöhung verhindert wird, die von einer Straßenanregung höherer Frequenz als die Grenzfrequenz der semi-aktiven Aktorik hervorgerufen wird. Somit wird auch bei Kurvenfahrten mit störenden Straßenanregungen der Fahrkomfort merklich erhöht. Hiernach ist es vorteilhaft, dass Anregungen im Aufbauwankfrequenzbereich semiaktiv durch die elektrische Ansteuerung der Ventileinrichtung beeinflusst werden können, während das System auf Anregungen im Radfrequenzbereich ausschließlich passiv reagiert, ohne dass die Aktorik in diesem Frequenzbereich aktiv reagieren muss. Nicht zuletzt werden dadurch Kosten reduziert und Bauraum und Komplexität des Systems verringert.
  • Schließlich hat es sich als sinnvoll erwiesen, eine Pendelstütze der erfindungsgemäßen Art an beiden Achsen (Vorder- und Hinterachse) anzuordnen. So kann nicht nur der Fahrkomfort weiter erhöht werden, sondern es kann auch auf die Wankmomentverteilung und damit auf das fahrdynamische Verhalten Einfluss genommen werden, insbesondere auf das Gierverhalten des Fahrzeugs. Weiterhin kann der bzw. können die Querstabilisatoren vergleichsweise steifer ausgebildet werden, da der Kompromiss zwischen Wankabstützung und Fahrkomfort größtenteils aufgelöst ist. Durch eine größere Stabilisatorsteifigkeit kann der Wankwinkel noch weiter verringert, die Spreizung der Wankmomentverteilung vergrößert und das Potenzial der Stabilisatorkräfte definiert genutzt werden, um beispielsweise die Wankgeschwindigkeit zu verringern.
  • Bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend und in den Unteransprüchen angegeben.
  • Nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ventileinrichtung zwei parallel geschaltete Druckbegrenzungsventile aufweist, die jeweils einen steuerbaren Öffnungsdruck besitzen und deren Durchflussrichtungen entgegengesetzt zueinander ausgerichtet sind. Hierzu kann die Verbindungsleitung eine Verzweigung mit zwei parallelen Leitungsabschnitten aufweisen, in denen jeweils eines der Druckbegrenzungsventile angeordnet ist. Alternativ können unterschiedliche Verbindungsleitungen mit den Zylinderkammern verbunden sein.
  • Als Druckbegrenzungsventile können alle Druckbegrenzungsventile mit einem steuerbaren Öffnungsdruck eingesetzt werden, insbesondere proportional gesteuerte Druckbegrenzungsventile. Hierbei sind Sitzventile bevorzugt, insbesondere solche, die mit einem Vorsteuersitzventil vorgesteuert sind. Derartige Druckbegrenzungsventile können wirksam einen Leckagefluss im geschlossenen Zustand unterbinden.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besitzt die längenveränderbare Pendelstütze einen hydraulischen Speicher, der mit einer Ventilanordnung so mit den Zylinderkammern verbunden ist, dass eine Zylinderkammer mit einem vergleichsweise niedrigeren Druck entweder auf dem Druckniveau des Speichers liegt oder auf einem geringeren Öffnungsdruck darüber, insbesondere um einen geringeren Öffnungsdruck von Rückschlagventilen darüber. Als Ventilanordnung haben sich in der Praxis insbesondere ein Zweidruckventil oder zwei entsperrbare Rückschlagventile als bevorzugt erwiesen.
  • Konkrete Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der 1 und 2 erläutert, die jeweils längenveränderbare Pendelstützen mit einer Ventileinrichtung zeigen.
  • 1 zeigt eine längenveränderbare Pendelstütze 1 mit einem Hydraulikzylinder 2, einem Kolben 3 und einer Kolbenstange 4. Die Kolbenstange 4 ist beidseitig am Kolben 3 befestigt, so dass der Hydraulikzylinder 2 als Gleichgangzylinder ausgebildet ist. Der Hydraulikzylinder 2 besitzt einen oberen Ankopplungspunkt 5 zur Befestigung an einem federnd gelagerten Radträgerteil (nicht dargestellt) und die Kolbenstange 4 besitzt eine unteren Anlenkungspunkt 5' zur Verbindung mit dem Hebel eines (nicht gezeigten) Querstabilisators. Der Kolben 3 trennt den Hydraulikzylinder 2 in eine obere Zylinderkammer 6 und eine untere Zylinderkammer 7. Beide Zylinderkammern 6, 7 sind über eine hydraulische Verbindungsleitung 8 miteinander verbunden, die nach einer Verzweigung zwei parallel geschaltete Druckbegrenzungsventile 9, 9' aufweist, wobei die Durchflussrichtungen jeweils entgegengesetzt zueinander ausgerichtet sind. Die Druckbegrenzungsventile 9, 9' besitzen jeweils eine auf eine Steuerfläche wirkende Steuerleitung 10, 10' und eine entgegengesetzt wirkende elektrisch steuerbare Federbetätigung 11, 11' zur Einstellung des Öffnungsdrucks. Auf der Federseite ist darüber hinaus eine elektrische Betätigung 14, 14' mit einer magnetischen Spule angeordnet, die im bestromten Zustand auf die Federbetätigung 11, 11' wirkt und den Öffnungsdruck entsprechend erhöht. Durch die an der magnetischen Spule anliegende Spannung kann der Öffnungsdruck beider Druckregelventile 9, 9' gesteuert werden. Im stromlosen Zustand der magnetischen Spule wird demgegenüber keine zusätzliche Kraft auf die Federbetätigungen 11, 11' ausgeübt.
  • In 1 sind beide Druckventile 9, 9' in der Sperrstellung gezeigt und Hydraulikflüssigkeit kann daher nicht von der oberen Zylinderkammer 6 zur unteren Zylinderkammer 7 fließen und umgekehrt. Sofern der Kolben 3 jedoch durch eine Bodenunebenheit beispielsweise nach unten (Pfeilrichtung 13) gedrückt wird, liegt an der Steuerleitung 10' ein Druck an, der den gering eingestellten Öffnungsdruck des Druckventils 9' überschreitet, so dass die Verbindungsleitung 8 geöffnet wird und der Kolben 3 so weit verschiebbar ist, bis ein Druckausgleich eingestellt ist und der Öffnungsdruck wieder unterschritten ist. Bei abwesenden Wankkräften übt der Hydraulikzylinder 2 und mithin die Pendelstütze 1 daher keinen nennenswerten Einfluss auf die Aufbaufedern des Fahrzeugs aus.
  • Zur Bestimmung der Wankkraft ist eine Auswerte- und Steuereinheit 12 vorgesehen, die sensorgestützt und unter Berücksichtigung der Kolbenfläche die dort angreifenden Wankkräfte bestimmt. Als Eingangsdaten zur Bestimmung der Wankkraft werden insbesondere die Fahrgeschwindigkeit, der Lenkwinkel und/oder die Querbeschleunigung berücksichtigt. Aus der auf den Kolben 3 wirkenden Wankkraft wird der erhöhte Öffnungsdruck der Druckbegrenzungsventile 9, 9' berechnet, der so bemessen ist, dass die Druckbegrenzungsventile 9, 9' in der Sperrstellung verharren, solange der wankkraftbedingte Druck innerhalb der Verbindungsleitung 8 nicht überschritten wird. In diesem Fall ist ein Volumenaustausch zwischen den Zylinderkammern 6 und 7 blockiert und die (starre) Pendelstützte koppelt die Aufbaufedern und verringert den Wankwinkel. Wird auf den Kolben 3 während einer Kurvenfahrt und mithin bei vorhandenen Wankkräften aufgrund einer Fahrbahnunebenheit eine zusätzliche Kraft ausgeübt, übersteigt der Druck in der Verbindungsleitung 8 den Öffnungsdruck und eines der Druckbegrenzungsventile 9, 9' öffnet sich so lange, bis der Öffnungsdruck wieder unterschritten ist. Hierdurch können nicht nur bei Geradeausfahrten, sondern auch bei Kurvenfahrten und vorhandenen Wankkräften Fahrbahnunebenheiten abgedämpft werden, ohne die Stabilisierung des Wankverhaltens maßgeblich zu beeinträchtigen.
  • Im vollständig stromlosen Zustand der Druckbegrenzungsventile 9, 9', bei dem sowohl die Federbetätigung 11, 11' als auch die elektrische Betätigung 14, 14' stromlos sind, bleiben die Druckbegrenzungsventile 9, 9' geschlossen, um im Fehlerfall zugunsten der Fahrstabilität den hydraulischen Fluss zwischen den Zylinderkammern 6, 7 zu blockieren und etwaiges Wankverhalten zu verringern.
  • Das hydraulische System besitzt neben den Druckbegrenzungsventilen 9, 9' einen hydraulischen Speicher 15, der über eine Ventilanordnung 16 derart mit den Zylinderkammern 6, 7 verbunden ist, dass eine Zylinderkammer 6, 7 mit einem vergleichsweise niedrigeren Druck entweder auf dem Druckniveau des Speichers 15 liegt oder um den geringeren Öffnungsdruck der Rückschlagventile 17, 17' darüber. Hierdurch wird im geschlossenen System ein Minimaldruck aufrechterhalten, um z.B. Kavitation (Hohlraumbildung) zu minimieren, hydraulische Kapazitäten zu verringern und/oder eine temperaturbedingte Volumenvergrößerung der Hydraulikflüssigkeit auszugleichen. Gleichzeitig wird durch die Ventilanordnung 16 verhindert, dass in beiden Zylinderkammern 6,7 zeitgleich ein Überdruck entsteht, der den Druck im Speicher 15 übersteigt. In 1 ist hierzu eine Ventilanordnung 16 mit zwei entsperrbaren Rückschlagventilen 17, 17' dargestellt, wobei das der unteren Zylinderkammer 7 zugeordnete Rückschlagventil 17 über eine Steuerleitung 18 mit der oberen Zylinderkammer 6 verbunden ist und das der oberen Zylinderkammer 6 zugeordnete Rückschlagventil 17' über eine Steuerleitung 18' mit der unteren Zylinderkammer 7 verbunden ist. 2 zeigt demgegenüber eine gleichwirkende Ventilanordnung 16 mit einem Zweidruckventil 19.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Pendelstütze
    2
    Hydraulikzylinder
    3
    Kolben
    4
    Kolbenstange
    5
    oberer Ankoppelpunkt
    5'
    unterer Ankoppelpunkt
    6
    obere Zylinderkammer
    7
    untere Zylinderkammer
    8
    Verbindungsleitung
    9, 9'
    Druckbegrenzungsventil
    10, 10'
    Steuerleitung
    11, 11'
    Federbetätigung
    12
    Steuereinheit
    13
    Pfeilrichtung
    14
    elektrische Betätigung (mit magnetischer Spule)
    15
    hydraulischer Speicher
    16
    Ventilanordnung
    17, 17'
    entsperrbares Rückschlagventil
    18, 18'
    Steuerleitung
    19
    Zweidruckventil

Claims (6)

  1. Längenveränderbare Pendelstütze für einen Stabilisator mit - einem Hydraulikzylinder (2), - einem Kolben (3), der den Hydraulikzylinder (2) in eine obere und eine untere Zylinderkammer (6, 7) teilt, - einer Verbindungsleitung (8), die die obere und die untere Zylinderkammer (6, 7) miteinander verbindet, und - einer Ventileinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung einen steuerbaren Öffnungsdruck aufweist und bei Überschreiten des Öffnungsdrucks in einer der Zylinderkammern (6, 7) die Durchflussrichtung zur jeweils anderen Zylinderkammer (7, 6) entlang der Verbindungsleitung (8) so lange öffnet und ein Verschieben des Kolbens (3) erlaubt, bis der Öffnungsdruck wieder unterschritten ist, wobei die Ventileinrichtung zwei parallel geschaltete Druckbegrenzungsventile (9, 9') aufweist, die jeweils einen steuerbaren Öffnungsdruck besitzen und deren Durchflussrichtungen entgegengesetzt zueinander ausgerichtet sind.
  2. Pendelstütze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Druckbegrenzungsventile (9, 9') als Sitzventil oder als ein mit einem Vorsteuersitzventil vorgesteuertes Sitzventil ausgebildet ist.
  3. Pendelstütze nach einem der Ansprüche 1 bis 2, gekennzeichnet durch einen hydraulischen Speicher (15), der mit einer Ventilanordnung (16) so mit den Zylinderkammern (6, 7) verbunden ist, dass eine Zylinderkammer (6, 7) entweder auf dem Druckniveau des Speichers (15) liegt oder auf einem Öffnungsdruck darüber.
  4. Pendelstütze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung (16) zur Einstellung des Öffnungsdrucks ein Zweidruckventil (19) oder zwei entsperrbare Rückschlagventile (17, 17') besitzt.
  5. Verfahren zur Steuerung eines Wankstabilisators eines Fahrzeugs, der eine längenveränderbare Pendelstütze (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die auf den Kolben (3) des Hydraulikzylinders (2) wirkende Wankkraft sensorgestützt ermittelt wird und der Öffnungsdruck der Ventileinrichtung in Abhängigkeit der ermittelten Wankkraft vorgegeben wird, so dass die Pendelstütze (1) zur Stabilisierung des Wankverhaltens starr bleibt und erst ein den Öffnungsdruck übersteigender Druck die Ventileinrichtung für einen Volumenstrom von einer Zylinderkammer (6, 7) in die andere öffnet und ein Verschieben des Kolbens (3) erlaubt, bis der Öffnungsdruck wieder unterschritten ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur sensorgestützten Ermittlung der auf den Kolben (3) wirkenden Wankkraft die Fahrgeschwindigkeit, der Lenkwinkel, die Querbeschleunigung und/oder die Wankwinkelgeschwindigkeit des Fahrzeugs bestimmt wird.
DE102018221158.2A 2018-12-06 2018-12-06 Längenveränderbare Pendelstütze und Verfahren zur Steuerung eines Wankstabilisators Active DE102018221158B4 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018221158.2A DE102018221158B4 (de) 2018-12-06 2018-12-06 Längenveränderbare Pendelstütze und Verfahren zur Steuerung eines Wankstabilisators
PCT/EP2019/080145 WO2020114695A1 (de) 2018-12-06 2019-11-05 Längenveränderbare pendelstütze und verfahren zur steuerung eines wankstabilisators

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018221158.2A DE102018221158B4 (de) 2018-12-06 2018-12-06 Längenveränderbare Pendelstütze und Verfahren zur Steuerung eines Wankstabilisators

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102018221158A1 DE102018221158A1 (de) 2020-06-10
DE102018221158B4 true DE102018221158B4 (de) 2022-08-11

Family

ID=68503090

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018221158.2A Active DE102018221158B4 (de) 2018-12-06 2018-12-06 Längenveränderbare Pendelstütze und Verfahren zur Steuerung eines Wankstabilisators

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102018221158B4 (de)
WO (1) WO2020114695A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021204211B4 (de) 2021-04-28 2023-06-07 Zf Friedrichshafen Ag Verstellbares Druckbegrenzungsventil für ein verstellbares Kolben-Zylinderaggregat
CN113291114B (zh) * 2021-05-25 2022-03-18 东风汽车集团股份有限公司 一种半主动防侧倾结构及控制方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19622964A1 (de) 1996-06-07 1997-06-05 Fichtel & Sachs Ag Aktiver Wagenheber
DE102004025806B4 (de) 2004-05-24 2008-10-23 Zf Friedrichshafen Ag Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug mit verstellbarer Pendelstütze

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5630623A (en) * 1994-08-15 1997-05-20 Kelsey Hayes Vehicle roll control system
TW445224B (en) * 1997-03-25 2001-07-11 Toyoda Automatic Loom Works Axle controller for industrial vehicles

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19622964A1 (de) 1996-06-07 1997-06-05 Fichtel & Sachs Ag Aktiver Wagenheber
DE102004025806B4 (de) 2004-05-24 2008-10-23 Zf Friedrichshafen Ag Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug mit verstellbarer Pendelstütze

Also Published As

Publication number Publication date
DE102018221158A1 (de) 2020-06-10
WO2020114695A1 (de) 2020-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE68917601T2 (de) Regelungsvorrichtung.
DE69737036T2 (de) Passives kraftfahrzeugaufhängungssystem mit rollregelungsmechanismus
DE102006002983B4 (de) Aktives Fahrwerksystem eines Fahrzeugs
DE102006028511B4 (de) Halbaktives Anti-Roll-System
DE69229227T2 (de) Fahrzeugaufhängungssystem
DE69721140T2 (de) Rollregelungssystem
DE112018005542B4 (de) Fahrzeugsteuerungssystem
EP0819078B1 (de) Einrichtung zur kompensation von auf ein schienenfahrzeug wirkenden querkräften
EP0344493A1 (de) Aktives Federungssystem
DE19855310A1 (de) Aktives Federungssystem für Fahrzeuge
DE102008028676A1 (de) Dämpferbetätigte aktive Rollsteuerung
EP0367949A2 (de) Federungssystem für Fahrzeuge
EP1238834B1 (de) Aktives Fahrwerksystem eines Fahrzeugs
EP0426995A2 (de) Hydropneumatisches Federungssystem
EP2287024B1 (de) Vorrichtung zur aktiven Spureinstellung
DE10112082B4 (de) Hydropneumatische niveaugeregelte Achsfederung an Fahrzeugen insbesondere für vollgefederte Fahrzeuge
EP1184214A2 (de) Aktuator zur aktiven Fahrwerksregelung
DE3742883A1 (de) Ventilanordnung fuer einen daempfungszylinder zur schwingungsdaempfung von radfahrzeugen
DE102018221158B4 (de) Längenveränderbare Pendelstütze und Verfahren zur Steuerung eines Wankstabilisators
EP3652002A2 (de) Achsbaugruppe für ein schwerlastfahrzeug, schwerlastfahrzeug mit wenigstens einer derartigen achsbaugruppe und hydraulikanordnung, insbesondere zum verstellen einer als zylinder-kolben-anordnung ausgebildeten verstellbaren einheit
EP1902874A1 (de) Aktives Fahrwerkssystem
DE102008027134A1 (de) Vorrichtung zur Beeinflussung des Fahrverhaltens eines Kraftfahrzeugs
EP1542877A1 (de) Verfahren zur regelung und/oder steuerung eines aktiven und/oder steuerbaren fahrwerks
DE102004049542B4 (de) Steuervorrichtung für eine Luftfederungsanlage für ein Kraftfahrzeug
DE102019111488A1 (de) Stabilisatoranordnung eines zweispurigen Fahrzeuges

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final