DE102020116290B4

DE102020116290B4 - Aktives Fahrwerksystem für ein Kraftfahrzeug mit zwei Fahrzeugachsen

Info

Publication number: DE102020116290B4
Application number: DE102020116290.1A
Authority: DE
Inventors: Thomas Witte
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2020-06-19
Filing date: 2020-06-19
Publication date: 2023-03-02
Anticipated expiration: 2040-06-20
Also published as: DE102020116290A1

Abstract

Aktives Fahrwerksystem (2) für ein Kraftfahrzeug mit zwei Fahrzeugachsen (4, 6) mit je zwei Fahrzeugrädern zur Wankstabilisierung, die mit mindestens einer der beiden Fahrzeugachsen in (4, 6) Wirkverbindung steht, und zur Niveauregelung, die mit mindestens einer Fahrzeugachse (4, 6) in Wirkverbindung steht, wobei jeder zu verstellenden Achse mindestens ein Hydraulikaktor (8, 10, 12, 14, 16, 18) zugeordnet ist, der über eine Hydraulikleitungsanordnung (22) mit mindestens einer Motor-Pumpen-Anordnung (48) verbindbar ist, wobei die Hydraulikleitungsanordnung (22) neben Hydraulikleitungen (30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46) zumindest einen Ventilblock mit aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein schaltbarer Versorgungs-Volumenstromteiler (54) vorgesehen ist, dessen Eingang (58) mit der Motor-Pumpen-Anordnung (48) hydraulisch verbunden ist, dessen erster Ausgang (60) mit dem Ventilblock zur Wankstabilisierung hydraulisch verbunden ist und dessen zweiter Ausgang (62) mit den jeweiligen Hydraulikaktuatoren (16, 18) zur Niveauregelung hydraulisch verbunden ist, wobei in einer Hydraulikleitung (30) von dem Versorgungs-Volumenstromteiler (54) zu den jeweiligen Hydraulikaktuatoren zur Niveauregelung ein in Richtung dieser Hydraulikaktuatoren (16, 18) öffnendes Rückschlagventil (86) angeordnet ist, wobei von der Hydraulikleitung zwischen dem Rückschlagventil (86) und den Hydraulikaktuatoren eine über ein Schaltventil (90) schaltbare Ablassleitung (92) zur Motor-Pumpen-Anordnung (48) abzweigt.

Description

Die Erfindung betrifft ein aktives Fahrwerksystem für ein Kraftfahrzeug mit zwei Fahrzeugachsen mit je zwei Fahrzeugrädern zur Wankstabilisierung, die mit mindestens einer der beiden Fahrzeugachsen in Wirkverbindung steht und zur Niveauregelung, die mit mindestens einer Fahrzeugachse in Wirkverbindung steht, wobei jeder Fahrzeugachse mindestens ein Hydraulikaktor zugeordnet ist, der über eine Hydraulikleitungsanordnung mit mindestens einer Motor-Pumpen-Anordnung verbindbar ist, wobei die Hydraulikleitungsanordnung neben Hydraulikleitungen zumindest einen Ventilblock aufweist.
Derartige aktive Fahrwerksysteme sind aus dem Stand der Technik, wie zum Beispiel der DE 10 2006 002 983 B4 , hinlänglich bekannt. Hierbei soll mittels eines Fahrwerksystems und einer Hydraulikleitungsanordnung sowohl die Funktion der sogenannten Wankstabilisierung, bei der im Wesentlichen ein Wanken bei Kurvenfahrten eines Fahrzeuges vermieden werden soll, und eine Niveauregelung, bei der zumindest eine der beiden Fahrzeugachsen bei Bedarf zu heben beziehungsweise zu senken ist, realisiert werden. Das aus dem Stand der Technik bekannte aktive Fahrwerksystem für zwei Fahrzeugachsen weist hierbei den Nachteil auf, dass zwei Pumpen, die durch einen Elektromotor anzutreiben sind, vorzusehen sind, um beide Funktionen zeitgleich zu ermöglichen, und das Fahrwerksystem folglich aufwendig und teuer in der Herstellung ist.
DE 10 2005 032 263 A1 offenbart ein Flurförderfahrzeug mit einem hydraulischen Fahrwerkssystem.
DE 41 04 322 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Verstellung der Höhe von Fahrzeugen.
DE 43 37 765 A1 offenbart ein Hydrauliksystem zur Beeinflussung der Rollbewegung von Kraftfahrzeugen.
DE 10 2010 010 869 A1 offenbart ein hydraulisches System zur Wankstabilisierung von Kraftfahrzeugen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein aktives Fahrwerksystem bereit zu stellen, dass die Funktionen der Wankstabilisierung und der Niveauregelung zumindest einer Fahrzeugachse auf einfache und kostengünstige Weise gewährleistet.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Versorgungs-Ventilblock einen schaltbaren Versorgungs-Volumenstromteiler aufweist, dessen Eingang mit der Motor-Pumpen-Anordnung hydraulisch verbunden ist, dessen erster Ausgang mit der Wankstabilisierung hydraulisch verbunden ist und dessen zweiter Ausgang mit den jeweiligen Hydraulikaktuatoren zur Niveauregelung hydraulisch verbunden ist, wobei in einer Hydraulikleitung von dem Versorgungs-Volumenstromteiler zu den jeweiligen Hydraulikaktuatoren zur Niveauregelung ein in Richtung dieser Hydraulikaktuatoren öffnendes Rückschlagventil angeordnet ist, wobei von der Hydraulikleitung zwischen dem Rückschlagventil und den Hydraulikaktuatoren eine über ein Schaltventil schaltbare Ablassleitung zur Motor-Pumpen-Anordnung abzweigt. Durch die erfindungsgemäße Ausführung des Versorgungs-Ventilblockes kann insbesondere auf eine zweite Pumpe zur Versorgung der Hydraulikaktoren der Niveauregelung verzichtet werden. Das komplette Fahrwerksystem wird dadurch wesentlich günstiger in der Herstellung und kompakter.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist der Versorgungs-Volumenstromteilers über eine Hydraulikleitung mit einem Schaltventil mit der Motor-Pumpen-Anordnung verbunden. Hierdurch kann auf einfache Art und Weise die Niveauregelung der betreffenden Fahrzeugachse ein- beziehungsweise ausgeschaltet werden.
Um das aktive Fahrwerksystem auf einfache Weise überwachen und regeln zu können, kann vor dem schaltbaren Versorgungs-Volumenstromteiler ein Drucksensor vorgesehen sein.
Um den Druck der Niveauregelung überwachen und regeln zu können, kann in vorteilhafter Weise in der Ablassleitung vor dem Schaltventil ein Drucksensor vorgesehen sein.
In besonders vorteilhafter Weise ist in einer Rücklaufleitung vor der Motor-Pumpen-Anordnung ein Speichervolumen vorgesehen. Dieses Speichervolumen bietet bezüglich einer herkömmlichen Anordnung, in der ein Hydrauliktank vorgesehen ist, insbesondere akustische Vorteile. Hierbei kann zur Reinigung des Hydraulikmittels in der Rücklaufleitung ein Filterelement vorgesehen sein. Bei einer besonders hohen Beanspruchung des Hydraulikmittels, die einher geht mit einer Temperaturerhöhung des Hydraulikmittels, kann in der Rücklaufleitung auch ein Kühlelement vorgesehen sein.
Zur einfachen Bypassierung des Versorgungs-Ventilblockes ist von der Rücklaufleitung zur Hydraulikleitung von dem schaltbaren Versorgungs-Volumenstromteiler zu dem Vorderachsventilblock und dem Hinterachsventilblock eine Abzweigleitung vorgesehen, wobei in der Abzweigleitung ein in Richtung der Hydraulikleitung öffnendes Rückschlagventil vorgesehen ist.
Zur einfachen, schnellen Niveauregelung einer Fahrzeugachse, beispielsweise der Vorderachse, sind die Hydraulikaktoren zur Niveauregelung als einzelne Bauteile den jeweiligen Fahrzeugrädern zugeordnet.
In einer ersten vorteilhaften Ausführungsform sind die Motor-Pumpen-Anordnung und der Versorgungs-Ventilblock in einem Gehäuse vorgesehen. Bauraum bedingt kann es jedoch auch vorteilhaft sein, dass Motor-Pumpen-Anordnung, Versorgungs-, Hinterachs- und Vorderachsventilblock entweder in einem Gehäuse oder in bis zu vier Gehäusen vorgesehen werden.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Hierbei zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung eines aktiven Fahrwerksystems für ein Kraftfahrzeug.
Die einzige Figur zeigt in schematischerweise ein aktives Fahrwerksystem 2 für ein nicht weiter dargestelltes Kraftfahrzeug mit zwei Fahrzeugachsen 4, 6. Den Fahrzeugachsen 4, 6 sind auf bekannte Weise jeweils zwei, nicht dargestellte Fahrzeugräder zugeordnet. Diesen Fahrzeugrädern, beziehungsweise den Fahrzeugachsen 4, 6 sind auf bekannte Weise Hydraulikaktoren 8, 10, 12, 14 zugeordnet. Mit dem Bezugszeichen 8 ist der Hydraulikaktor vorne links, mit dem Bezugszeichen 10 der Hydraulikaktor vorne rechts, mit dem Bezugszeichen 12 der Hydraulikaktor hinten links und mit dem Bezugszeichen 14 der Hydraulikaktor hinten rechts bezeichnet. Zudem weist die Vorderachse 4 im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei weitere Aktoren 16, 18 auf, die der Niveauregulierung dienen. Mittels dieser Hydraulikaktoren 16, 18 kann die Vorderachse auf einfache Weise angehoben werden, um beispielsweise eine Steigung ohne Beschädigung der Karosserie zu überwinden. Die Hydraulikaktoren 16, 18 sind hier der Übersicht halber entfernt von den Hydraulikaktoren 8, 10 dargestellt.
Zur Versorgung der Hydraulikaktuatoren 8, 10, 12, 14, 16, 18 mit Hydraulikflüssigkeit, zum Beispiel Hydrauliköl aus einem Speichervolumen 20 ist eine Hydraulikleitungsanordnung 22 vorgesehen, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem Vorderachsventilblock 24, einem Hinterachsventilblock 26 und einem Versorgungs-Ventilblock 28 sowie Hydraulikleitungen 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46 aufgebaut ist.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist im Gehäuse des Versorgungs-Ventilblockes 28 eine Motor-Pumpen-Anordnung 48 vorgesehen. Diese Motor-Pumpen-Anordnung 48 besteht auf bekannte Weise aus einem Elektromotor 50 und einer Pumpe 52. Die Pumpe 52 fördert hierbei Hydraulikflüssigkeit aus dem Speichervolumen 20 zu einem schaltbaren Versorgungs-Volumenstromteiler 54, wobei ein erster Drucksensor 56 zur Überwachung zwischengeschaltet ist. Die Pumpe 52 ist also mit einem Eingang 58 des Versorgungs-Volumenstromteilers verbunden. Ein erster Ausgang 60 ist über die Hydraulikleitung 32 mit dem Hinterachsventilblock 26 hydraulisch verbunden. Ein zweiter Ausgang 62 ist hydraulisch zur Niveauregelung mit den Hydraulikaktoren 16, 18 über die Hydraulikleitung 30 verbunden.
Zunächst soll die Funktion der Wankstabilisierung des aktiven Fahrwerksystems 2 näher erläutert werden. Hierzu ist der erste Ausgang 60 über die Hydraulikleitung 32 mit dem Hinterachsventilblock 26 hydraulisch verbunden. Die Hydraulikleitung 32 führt Hydraulikflüssigkeit zu einem Stromteiler 62, von dem aus auf bekannte Weise Richtungsventile 64, 66 der beiden Ventilblöcke 24, 26 mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt werden können. Des Weiteren sind jeweils Drucksensoren 68, 70; 72, 74 und Druckbegrenzungsventile 76, 78 auf bekannte Weise vorgesehen. Optional ist auch noch ein sogenanntes Fail-Safe-Ventil 80 vorgesehen. Zur Wankstabilisierung in einer Linkskurve ist beispielsweise das Regelventil 64 in der dargestellten unbestromten Position und das Regelventil 66 in der dargestellten bestromten Position angesteuert, so dass die betreffenden Hydraulikaktoren 8, 10; 12, 14 entsprechend angesteuert werden. Anzumerken ist noch, dass in der Rücklaufleitung ein Filterelement und Kühlerelement, hier mit 82 bezeichnet, vorgesehen ist, und das von der Rücklaufleitung 34 zur Hydraulikleitung 32 eine Abzweigleitung 84 vorgesehen ist, wobei in der Abzweigleitung 84 ein in Richtung der Hydraulikleitung 32 öffnendes Rückschlagventil 86 angeordnet ist.
Die Hydraulikleitung 30 über die Hydraulikflüssigkeit zu den Hydraulikaktoren 16, 18 zur Niveauregelung auf bekannte Weise gefördert wird, ist mit dem zweiten Ausgang 62 des Versorgungs-Volumenstromteilers 54 hydraulisch verbunden, wobei ein in Richtung der Hydraulikaktoren 16, 18 öffnendes Rückschlagventil 88 in dem Versorgungs-Ventilblock 28 vorgesehen ist. In Strömungsrichtung gesehen hinter dem Rückschlagventil 88 zweigt eine über ein Schaltventil 90 schaltbare Ablassleitung 92 mit einem Drucksensor 94 ab. Hierüber kann Hydraulikflüssigkeit von den Hydraulikaktoren 16, 18 zurück zur Motor-Pumpen-Anordnung 48 geführt werden. Der schaltbare Versorgungs-Volumenstromteilers 54 ist durch eine Hydraulikleitung 96 zur Saugseite der Motor-Pumpen-Anordnung 48 mit einem Schaltventil 98 realisiert.

Claims

Aktives Fahrwerksystem (2) für ein Kraftfahrzeug mit zwei Fahrzeugachsen (4, 6) mit je zwei Fahrzeugrädern zur Wankstabilisierung, die mit mindestens einer der beiden Fahrzeugachsen in (4, 6) Wirkverbindung steht, und zur Niveauregelung, die mit mindestens einer Fahrzeugachse (4, 6) in Wirkverbindung steht, wobei jeder zu verstellenden Achse mindestens ein Hydraulikaktor (8, 10, 12, 14, 16, 18) zugeordnet ist, der über eine Hydraulikleitungsanordnung (22) mit mindestens einer Motor-Pumpen-Anordnung (48) verbindbar ist, wobei die Hydraulikleitungsanordnung (22) neben Hydraulikleitungen (30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46) zumindest einen Ventilblock mit aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein schaltbarer Versorgungs-Volumenstromteiler (54) vorgesehen ist, dessen Eingang (58) mit der Motor-Pumpen-Anordnung (48) hydraulisch verbunden ist, dessen erster Ausgang (60) mit dem Ventilblock zur Wankstabilisierung hydraulisch verbunden ist und dessen zweiter Ausgang (62) mit den jeweiligen Hydraulikaktuatoren (16, 18) zur Niveauregelung hydraulisch verbunden ist, wobei in einer Hydraulikleitung (30) von dem Versorgungs-Volumenstromteiler (54) zu den jeweiligen Hydraulikaktuatoren zur Niveauregelung ein in Richtung dieser Hydraulikaktuatoren (16, 18) öffnendes Rückschlagventil (86) angeordnet ist, wobei von der Hydraulikleitung zwischen dem Rückschlagventil (86) und den Hydraulikaktuatoren eine über ein Schaltventil (90) schaltbare Ablassleitung (92) zur Motor-Pumpen-Anordnung (48) abzweigt.
Aktives Fahrwerksystem (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Versorgungs-Volumenstromteilers (54) über eine Hydraulikleitung (32) mit einem Schaltventil (98) mit der Saugseite der Motor-Pumpen-Anordnung (48) verbunden ist.
Aktives Fahrwerksystem (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ablassleitung (92) ein Drucksensor (94) vorgesehen ist.
Aktives Fahrwerksystem (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem schaltbaren Versorgungs-Volumenstromteiler (54) ein Drucksensor (56) vorgesehen ist.
Aktives Fahrwerksystem (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Rücklaufleitung (34) zu der Motor-Pumpen-Anordnung (48) ein Speichervolumen (20) vorgesehen ist.
Aktives Fahrwerksystem (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Rücklaufleitung (34) ein Filterelement (82) vorgesehen ist.
Aktives Fahrwerksystem (2) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Rücklaufleitung (34) ein Kühlelement (82) vorgesehen ist.
Aktives Fahrwerksystem (2) nach einem der Ansprüche 5-7, dadurch gekennzeichnet, dass von der Rücklaufleitung (34) zur Versorgungsleitung der Wankstabilisierung eine Abzweigleitung (84) vorgesehen ist, wobei in der Abzweigleitung (84) ein in Richtung der Hydraulikleitung (32) öffnendes Rückschlagventil (86) vorgesehen ist.
Aktives Fahrwerksystem (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikaktoren (16, 18) zur Niveauregelung als einzelne Bauteile den jeweiligen Fahrzeugrädern zugeordnet sind.
Aktives Fahrwerksystem (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Motor-Pumpen-Anordnung (48) und der Versorgungs-Ventilblock (28) in einem Gehäuse vorgesehen sind.
Aktives Fahrwerksystem (2) nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass der Hinterachsventilblock (26) und der Versorgungs-Ventilblock (28) in einem Gehäuse vorgesehen sind.
Aktives Fahrwerksystem (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorderachsventilblock (24), der Hinterachsventilblock (26) und der Versorgungs-Ventilblock (28) in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.