DE102020120014A1 - Motor vehicle with a floating vehicle component - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug (10) mit einem Fahrzeugaufbau (11), der zum Ausführen einer Aufbaubewegung (16) federnd auf einem Fahrwerk (12) des Kraftfahrzeugs (10) gelagert ist, wobei in dem Fahrzeugaufbau (11) eine Fahrzeugkomponente (17) an einer Haltestruktur (18) des Fahrzeugaufbaus (11) angeordnet ist. Die Erfindung sieht vor, dass die Fahrzeugkomponente (17) zum Ausführen einer Relativbewegung (20) in zumindest eine Raumrichtung relativ zu der Haltestruktur (18) beweglich gelagert ist, wobei die Fahrzeugkomponente (17) an der Haltestruktur (18) über eine Federanordnung und/oder über eine Dämpferanordnung gehalten ist, wobei die Federanordnung eine Federstelleinrichtung zum Einstellen einer Federkonstante der Federanordnung und/oder die Dämpferanordnung eine Dämpferstelleinrichtung zum Einstellen einer Dämpfungskonstante der Dämpferanordnung aufweist und eine Steuerschaltung (30) dazu eingerichtet ist, während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs (10) die Federkonstante und/oder die Dämpfungskonstante mittels eines jeweiligen Stellsignals (31) in Abhängigkeit von zumindest einem die Aufbaubewegung (16) und/oder Relativbewegung (20) beschreibenden Sensorsignal zu verändern.The invention relates to a motor vehicle (10) with a vehicle body (11) which is resiliently mounted on a chassis (12) of the motor vehicle (10) in order to carry out a body movement (16), wherein in the vehicle body (11) a vehicle component (17) is arranged on a holding structure (18) of the vehicle body (11). The invention provides that the vehicle component (17) is movably mounted in at least one spatial direction relative to the holding structure (18) in order to carry out a relative movement (20), the vehicle component (17) being attached to the holding structure (18) via a spring arrangement and/or or is held via a damper arrangement, wherein the spring arrangement has a spring setting device for setting a spring constant of the spring arrangement and/or the damper arrangement has a damper setting device for setting a damping constant of the damper arrangement and a control circuit (30) is set up to during travel of the motor vehicle (10) changing the spring constant and/or the damping constant by means of a respective actuating signal (31) as a function of at least one sensor signal describing the body movement (16) and/or relative movement (20).
Description
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrzeugaufbau, der in bekannterweise federnd auf einem Fahrwerk des Kraftfahrzeugs gelagert ist. In dem Fahrzeugaufbau befindet sich eine Fahrzeugkomponente, deren Eigenmasse einen Einfluss auf die Fahrdynamik des Kraftfahrzeugs haben kann, was durch die Erfindung genutzt werden soll. Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren, um eine Aufbaubewegung des Fahrzeugaufbaus auf einem Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs zu beeinflussen oder zu kontrollieren.The invention relates to a motor vehicle with a vehicle body which, as is known, is resiliently mounted on a chassis of the motor vehicle. In the vehicle body there is a vehicle component whose own mass can have an influence on the driving dynamics of the motor vehicle, which is intended to be used by the invention. The invention also includes a method for influencing or controlling a body movement of the vehicle body on a chassis of a motor vehicle.
Eine Fahrzeugkomponente mit fahrdynamisch relevanter Eigenmasse ist die Traktionsbatterie bei einem Elektrofahrzeug. Eine solche Traktionsbatterie stellt eine Fahrzeugkomponente mit einem Eigengewicht dar, das über 10%, in einigen Fällen sogar über 20%, des Gesamtgewichts eines Kraftfahrzeugs ausmachen kann. Bei einer Kurvenfahrt und/oder bei einer Bremsung des Kraftfahrzeugs kann die Fahrdynamik daher signifikant durch eine solche Fahrzeugkomponente geprägt sein. Bei den Elektrofahrzeugen werden die Traktionsbatterie oftmals über eine Crashstruktur am Fahrzeug verschraubt, um einen starren Halt in jeglicher Fahrsituation sicherzustellen. Durch diese starre Anbindung der Fahrzeugkomponente im Fahrzeugaufbau z.B. über die Crashstruktur oder allgemein eine Haltestruktur für die Fahrzeugkomponente muss aber die Fahrdynamik durch das Fahrwerk selbst, das heißt die Federung von dessen Radaufhängung, erreicht werden. Damit ist aber ein Abgleich notwendig, um die Fahrdynamik sowohl in Hinblick auf den Fahrzeugaufbau insgesamt als auch das erhebliche Gewicht der einzelnen Fahrzeugkomponente abstimmen zu können. Hierbei kann es zu einem unerwünschten Trade-off kommen.The traction battery in an electric vehicle is a vehicle component with a dead weight that is relevant in terms of driving dynamics. Such a traction battery represents a vehicle component with a dead weight that can account for more than 10%, in some cases even more than 20%, of the total weight of a motor vehicle. When cornering and/or when the motor vehicle brakes, the driving dynamics can therefore be significantly influenced by such a vehicle component. In electric vehicles, the traction battery is often bolted to the vehicle using a crash structure to ensure a rigid hold in any driving situation. Due to this rigid connection of the vehicle component in the vehicle body, e.g. via the crash structure or generally a support structure for the vehicle component, the driving dynamics must be achieved by the chassis itself, i.e. the springing of its wheel suspension. However, an adjustment is necessary in order to be able to coordinate the driving dynamics both with regard to the vehicle structure as a whole and the considerable weight of the individual vehicle components. This can lead to an undesirable trade-off.
Aus der
Aus der
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Kraftfahrzeug eine Bewegung des Fahrzeugaufbaus auf seinem Fahrwerk zu kontrollieren oder zu beeinflussen.The object of the invention is to control or influence a movement of the vehicle body on its chassis in a motor vehicle.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren beschrieben.The object is solved by the subject matter of the independent patent claims. Advantageous embodiments of the invention are described by the dependent patent claims, the following description and the figures.
Durch die Erfindung ist ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrzeugaufbau bereitgestellt, der in bekannter Weise zum Ausführen einer Aufbaubewegung federnd auf einem Fahrwerk des Kraftfahrzeugs gelagert ist. Eine andere Bezeichnung für einen solchen Fahrzeugaufbau ist auch Chassis. Bei dem Fahrzeugaufbau handelt es sich allgemein um die sogenannte federnd gelagerte Masse des Kraftfahrzeugs. Die federnde Lagerung ergibt sich durch die Federung der Radaufhängung im Fahrwerk. Die Bezeichnung „Aufbaubewegung“ gibt somit die Bewegung des Fahrzeugaufbau auf seinem Fahrwerk oder in seiner Radaufhängung an.The invention provides a motor vehicle with a vehicle body which, in a known manner, is resiliently mounted on a chassis of the motor vehicle in order to carry out a body movement. Another name for such a vehicle body is chassis. The vehicle body is generally the so-called spring-loaded mass of the motor vehicle. The resilient mounting results from the springing of the wheel suspension in the chassis. The term "body movement" thus indicates the movement of the vehicle body on its chassis or in its wheel suspension.
In dem Fahrzeugaufbau ist bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug eine Fahrzeugkomponente an einer Haltestruktur des Fahrzeugaufbaus angeordnet. Eine solche Fahrzeugkomponenten kann z.B. eine Traktionsbatterie sein. Die Haltestruktur kann beispielsweise ein Rahmen oder eine Platte sein. Die Haltestruktur kann beispielsweise aus Stahl oder Aluminium oder einer Legierung gefertigt sein. Die Haltestruktur selbst kann in dem Fahrzeugaufbau beispielsweise starr befestigt sein, beispielsweise an einem Rahmen oder einer Crashstruktur des Fahrzeugaufbaus. Die Fahrzeugkomponente kann eine Masse aufweisen, die beispielsweise mehr als 10% der Gesamtmasse des Kraftfahrzeugs (unbeladener Zustand) ausmachen kann. Bei einem Kraftfahrzeug mit einer Gesamtmasse von 2,5 t kann die Fahrzeugkomponente beispielsweise 250 kg und mehr betragen. Die Erfindung kann aber auch für Fahrzeugkomponenten mit einem geringeren Masseanteil genutzt werden. Insbesondere kann die Erfindung auch für mehrere Fahrzeugkomponenten umgesetzt werden, für die dann jeweils die im Folgenden beschriebenen Merkmale gelten.In the vehicle body, a vehicle component is arranged on a holding structure of the vehicle body in the motor vehicle according to the invention. Such a vehicle component can be a traction battery, for example. The support structure can be a frame or a plate, for example. The holding structure can be made of steel or aluminum or an alloy, for example. The holding structure itself can, for example, be rigidly fastened in the vehicle body, for example on a frame or a crash structure of the vehicle body. The vehicle component can have a mass that can make up more than 10% of the total mass of the motor vehicle (unloaded state), for example. In the case of a motor vehicle with a total mass of 2.5 t, the vehicle component can be 250 kg or more, for example. The invention can also for Vehicle components are used with a lower mass fraction. In particular, the invention can also be implemented for a number of vehicle components, for which the features described below apply in each case.
Um nun zusätzlich zu der federnden Lagerung des Fahrzeugaufbaus auf seinem Fahrwerk die Fahrdynamik weiter zu beeinflussen oder abzustimmen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Fahrzeugkomponente für eine Relativbewegung relativ zu der Haltestruktur in zumindest eine Raumrichtung beweglich gelagert ist, wozu die Fahrzeugkomponente an der Haltestruktur mittels einer Federanordnung und/oder mittels einer Dämpferanordnung gehalten ist. Mit anderen Worten stellen die Fahrzeugkomponente und die Federanordnung ein in dem Fahrzeugaufbau linear bewegliches Masse-Feder-System darstellen und/oder die Fahrzeugkomponente und die Dämpferanordnung stellen ein gedämpftes System darstellen dar. Durch die Federanordnung können also die Federanordnung und die Fahrzeugkomponente zusammen an der Haltestruktur ein Masse-Feder-System in dem Fahrzeugaufbau bilden oder darstellen. Ist eine Dämpferanordnung vorhanden, so wird die Relativbewegung der Fahrzeugkomponente bezüglich der Haltestruktur gedämpft, so dass sich ein gedämpftes System ergibt. Die beschriebene Form der Lagerung der Fahrzeugkomponente in dem Fahrzeugaufbau wird auch als schwimmende Lagerung bezeichnet.In order to further influence or tune the driving dynamics in addition to the resilient mounting of the vehicle body on its chassis, the invention provides that the vehicle component is movably mounted for a relative movement relative to the holding structure in at least one spatial direction, for which purpose the vehicle component is attached to the holding structure by means of a Is held spring assembly and / or by means of a damper assembly. In other words, the vehicle component and the spring assembly represent a mass-spring system that is linearly movable in the vehicle body and/or the vehicle component and the damper assembly represent a damped system. The spring assembly and the vehicle component can therefore be attached together to the holding structure form or represent a mass-spring system in the vehicle body. If a damper arrangement is present, the relative movement of the vehicle component with respect to the holding structure is damped, resulting in a damped system. The described form of mounting of the vehicle components in the vehicle body is also referred to as floating mounting.
Die Federanordnung weist eine Federstelleinrichtung zum Einstellen einer Federkonstante der Federanordnung auf. Zusätzlich oder alternativ dazu weist die Dämpferanordnung eine Dämpferstelleinrichtung zum Einstellen einer Dämpfungskonstante der Dämpferanordnung auf. Mit anderen Worten ist das Federverhalten und/oder Dämpfungsverhalten steuerbar. Eine Steuerschaltung ist entsprechend dazu eingerichtet, während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs die Federkonstante und/oder die Dämpfungskonstante mittels eines jeweiligen Stellsignals in Abhängigkeit von zumindest einem die Aufbaubewegung und/oder Relativbewegung beschreibenden Sensorsignal zu verändern. Somit kann also zumindest ein Parameter der Relativbewegung der Fahrzeugkomponente an der Haltestruktur in dem Fahrzeugaufbau durch die Steuerschaltung eingestellt oder vorgegeben werden. Ein solcher Parameter kann beispielsweise eine Eigenfrequenz und/oder eine Zeitkonstante für ein Abklingen der Relativbewegung (Dämpfung) sein. Über mit der Federhärte und/oder Dämpfungskonstante des Fahrwerks kann also für die Fahrzeugkomponente insgesamt bezüglich der Räder oder des Fahrwerks ein eigenes Federverhalten und/oder Dämpfungsverhalten eingestellt werden, weil die zusätzliche Relativbewegung an der Haltestruktur vorhanden ist. Insbesondere kann bei einer oszillierenden oder pendelnden Bewegung des Fahrzeugaufbaus durch entsprechendes oszillierendes oder variierendes Verändern der Federkonstante und/oder Dämpfungskonstante erreicht werden, dass die Fahrzeugkomponente an der Haltestruktur gegenüber dem Rest des Fahrzeugaufbaus eine phasenversetzte Pendelbewegung oder sogar eine gegenphasige Pendelbewegung ausführt. Hierdurch kann der Fahrzeugaufbau in seiner Aufbaubewegung bezüglich des Fahrwerks gezielt auf eine vorgegebene Frequenz und/oder Amplitude und/oder Phase eingestellt werden. Die Federanordnung kann beispielsweise eine Spiralfeder und/oder Tellerfeder und/oder Gasdruckfeder umfassen. Ein Material für eine solche Feder kann beispielsweise Stahl sein. Zum Einstellen einer Federkonstante kann beispielsweise ein Abgriffspunkt an einer Spiralfeder oder Tellerfeder und/oder ein Gasdruck einer Gasdruckfeder eingestellt werden. Die Dämpferanordnung kann beispielsweise einen hydraulischen Dämpfer und/oder eine elektrische Maschine, die eine Dämpfung mittels Induktion bewirkt, umfassen.The spring arrangement has a spring setting device for setting a spring constant of the spring arrangement. In addition or as an alternative to this, the damper arrangement has a damper setting device for setting a damping constant of the damper arrangement. In other words, the spring behavior and/or damping behavior can be controlled. A control circuit is accordingly set up to change the spring constant and/or the damping constant while the motor vehicle is moving by means of a respective actuating signal as a function of at least one sensor signal describing the body movement and/or relative movement. Thus, at least one parameter of the relative movement of the vehicle component on the holding structure in the vehicle body can be set or specified by the control circuit. Such a parameter can be, for example, a natural frequency and/or a time constant for the relative movement to decay (damping). With the spring rate and/or damping constant of the chassis, a separate spring behavior and/or damping behavior can be set for the vehicle component as a whole with regard to the wheels or the chassis because the additional relative movement is present on the holding structure. In particular, in the case of an oscillating or oscillating movement of the vehicle body, by correspondingly oscillating or varying changing the spring constant and/or damping constant, the vehicle component on the holding structure can be achieved in relation to the rest of the vehicle body in an out-of-phase oscillating movement or even in an anti-phase oscillating movement. In this way, the vehicle body can be specifically adjusted to a predetermined frequency and/or amplitude and/or phase in its body movement with respect to the chassis. The spring arrangement can, for example, comprise a spiral spring and/or disk spring and/or gas pressure spring. A material for such a spring can be steel, for example. To set a spring constant, for example, a tapping point on a spiral spring or disk spring and/or a gas pressure of a gas pressure spring can be set. The damper arrangement can include, for example, a hydraulic damper and/or an electric machine that causes damping by means of induction.
Die Erfindung umfasst auch Ausführungsformen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.The invention also includes embodiments that result in additional advantages.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerschaltung mit zumindest einem Sensor gekoppelt, welcher dazu eingerichtet ist, während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs die Aufbaubewegung, die ein Nicken und/oder Wanken und/oder Gieren und/oder Stampfen des Fahrzeugaufbaus auf dem Fahrwerk umfasst, und/oder die Relativbewegung der Fahrzeugkomponente bezüglich der Haltestruktur zu erfassen und mittels des jeweiligen Sensorsignals zu signalisieren, und wobei die Steuerschaltung dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von dem jeweiligen Sensorsignal mittels eines Regelungsmoduls oder Reglers das jeweilige Stellsignal zum Reduzieren der Aufbaubewegung zu erzeugen. Durch ein Messen der Aufbaubewegung ist die Bewegung der Haltestruktur im Raum bekannt, so dass durch Einstellen der Federkonstante und/oder Dämpfungskonstante eine Kraftübertragung einer Trägheitskraft von der Fahrzeugkomponente auf die Haltestruktur derart eingestellt oder angepasst werden kann, dass insgesamt die Aufbaubewegung des restlichen Fahrzeugaufbaus reduziert wird. Hierfür kann für das Regelungsmodul auf einen Regelungsalgorithmus zurückgegriffen werden, zum Beispiel einen PID-Regler (PID - proportional, integral, differential). Das Regelungsmodul kann beispielsweise auf einem Programmcode für einen Mikrocontroller oder Mikroprozessor beruhen. Als jeweiliger Sensor hat sich für die Erfassung der Aufbaubewegung und/oder Relativbewegung bewährt, einen Frequenzaufnehmer oder Beschleunigungssensor oder Geschwindigkeitssensor zu verwenden. Der Sensor kann auch eine analoge und/oder digitale Signalverarbeitung umfassen. Ein jeweiliger Sensor kann an der Haltestruktur und/oder am Fahrzeugaufbau und/oder an der Fahrzeugkomponente jeweils angeordnet sein.According to one embodiment, the control circuit is coupled to at least one sensor, which is configured to detect the body movement, which includes pitching and/or rolling and/or yawing and/or pitching of the vehicle body on the chassis, while the motor vehicle is being driven to detect the relative movement of the vehicle component with respect to the holding structure and to signal it by means of the respective sensor signal, and wherein the control circuit is set up to generate the respective control signal for reducing the body movement by means of a control module or controller depending on the respective sensor signal. By measuring the body movement, the movement of the support structure in space is known, so that by adjusting the spring constant and/or damping constant, a force transmission of an inertial force from the vehicle component to the support structure can be set or adjusted in such a way that overall the body movement of the rest of the vehicle body is reduced . For this purpose, a control algorithm can be used for the control module, for example a PID controller (PID - proportional, integral, differential). The control module can be based, for example, on a program code for a microcontroller or microprocessor. The use of a frequency pick-up or an acceleration sensor or a speed sensor has proven itself as the respective sensor for detecting the body movement and/or relative movement. The sensor can also include analog and/or digital signal processing. A respective sensor can be held at the be arranged in each case structure and/or on the vehicle body and/or on the vehicle component.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Dämpferanordnung eine rheologische Flüssigkeit auf, deren Viskosität von einem sie durchdringenden elektrischen und/oder magnetischen Feld abhängig ist, wobei als Federstelleinrichtung und/oder Dämpferstelleinrichtung eine entsprechende schaltbare Felderzeugungsschaltung zum Erzeugen des Feldes (elektrisches Feld einer Kondensatorelektrode und/oder Magnetfeld einer Magnetspule) vorgesehen ist. Mit anderen Worten wird also die Dämpferkonstante der Dämpferanordnung zumindest teilweise mittels einer rheologischen Flüssigkeit verändert oder eingestellt. Hierdurch kann ein besonders reaktionsschnelles Verändern der Dämpferkonstante erreicht werden. Durch die Veränderung der Viskosität kann somit insgesamt das Verhalten des schwingungsfähigen Systems „Fahrzeugaufbau auf dem Fahrwerk“ eingestellt werden. Mittels einer rheologischen Flüssigkeit kann sogar erreicht werden, dass die Dämpferanordnung zeitweise oder vorübergehend vollständig starr wird (keine Relativbewegung) und/oder im Gegensatz dazu die Schwingungsfähigkeit Fahrzeugaufbaus bezüglich des Fahrwerk (mittels Gegenschwingung der Fahrzeugkomponente) aufgehoben wird.According to one embodiment, the damper arrangement has a rheological fluid, the viscosity of which depends on an electric and/or magnetic field penetrating it, with a corresponding switchable field generating circuit for generating the field (electric field of a capacitor electrode and/or magnetic field) being used as the spring setting device and/or damping setting device a magnetic coil) is provided. In other words, the damping constant of the damping arrangement is changed or set at least partially by means of a rheological fluid. As a result, a particularly fast-reacting change in the damping constant can be achieved. By changing the viscosity, the overall behavior of the vibratory system “vehicle body on the chassis” can be adjusted. A rheological fluid can even make the damper assembly temporarily or temporarily completely rigid (no relative movement) and/or, in contrast, eliminate the ability of the vehicle body to vibrate with respect to the chassis (via counter-vibration of the vehicle component).
Gemäß einer Ausführungsform weist die Dämpfungsanordnung eine pneumatische und/oder hydraulische Pumpmechanik auf, welche bei einer zur Haltestruktur relativen Bewegung der Fahrzeugkomponente eine Volumenstrom eines Pumpfluids erzeugt. Durch Umsetzen der Relativbewegung der Fahrzeugkomponente bezüglich der Haltestruktur in einem Volumenstrom des Pumpfluids ist eine technisch aufwandsarme Wandlung der Bewegungsenergie der Fahrzeugkomponente ermöglicht. Als Pumpfluid kann ein Gas oder eine Flüssigkeit verwendet werden. Ein Beispiel für eine geeignete Flüssigkeit ist jeweils Öl und Wasser.According to one embodiment, the damping arrangement has a pneumatic and/or hydraulic pump mechanism, which generates a volume flow of a pump fluid when the vehicle component moves relative to the holding structure. Converting the relative movement of the vehicle component with respect to the holding structure into a volume flow of the pump fluid enables the kinetic energy of the vehicle component to be converted with little technical effort. A gas or a liquid can be used as the pumping fluid. An example of a suitable liquid is oil and water, respectively.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Pumpmechanik mit einem Druckspeicher zum Speichern eines Fluiddrucks des Pumpfluids und/oder einem Kreislauf zum Umwälzen des Pumpfluids gekoppelt. Durch Umleiten oder Leiten des Volumenstroms in einen Druckspeicher kann ein Fluiddruck in dem Druckspeicher erzeugt werden, der anschließend zeitversetzt, das heißt zu einem späteren Zeitpunkt, nach Erzeugen des Volumenstroms in einem hydraulischen System genutzt werden kann. Eine besondere Ausführungsform besteht darin, als Druckspeicher zumindest einen Schwingungsdämpfer im Fahrwerk zu nutzen, sodass eine Relativbewegung der Fahrzeugkomponente an der Haltestruktur bewirkt, dass sich im Fahrwerk dessen zumindest einer Schwingungsdämpfer verhärtet oder versteift. Hierdurch ergibt sich ein selbststabilisierendes System in Bezug auf die Aufbaubewegung bezüglich des Fahrwerks. Indem andererseits der Volumenstrom in einem Kreislauf umgewälzt wird, kann die Fahrzeugkomponente als Antrieb für eine Umwälzpumpe genutzt werden. Als Federstelleinrichtung und/oder Dämpferstelleinrichtung für die Pumpmechnik kann ein einstellbares Ventil vorgesehen werden, welches für das Pumpfluid durch seine Ventilstellung einen hydraulischen Widerstand vorgibt.According to one embodiment, the pump mechanism is coupled to a pressure accumulator for storing a fluid pressure of the pump fluid and/or a circuit for circulating the pump fluid. By diverting or directing the volume flow into a pressure accumulator, a fluid pressure can be generated in the pressure accumulator, which can then be used with a time delay, ie at a later point in time, after the volume flow has been generated in a hydraulic system. A particular embodiment consists in using at least one vibration damper in the chassis as a pressure accumulator, so that a relative movement of the vehicle component on the holding structure causes the at least one vibration damper in the chassis to harden or stiffen. This results in a self-stabilizing system with regard to body movement with respect to the chassis. On the other hand, since the volume flow is circulated in a circuit, the vehicle component can be used to drive a circulating pump. An adjustable valve can be provided as a spring adjustment device and/or damper adjustment device for the pump mechanism, which valve setting specifies a hydraulic resistance for the pump fluid through its valve position.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Pumpmechanik mit einem Hydromotor und/oder mit einer Turbine gekoppelt, sodass mittels des Volumenstroms ein elektrischer Generator angetrieben wird. Mittels des Volumenstroms kann somit eine Welle oder Stange angetrieben werden, die einen elektrischen Generator antreibt, durch welchen dann elektrische Energie bereitgestellt oder erzeugt werden kann. Das Antreiben des Generators indirekt über die Pumpmechanik weist den Vorteil auf, dass die Elemente des Generators außerhalb der Dämpferanordnung angeordnet sein können. Als elektrischer Generator kann eine elektrische Maschine verwendet werden. Es kann eine Rotationsmaschine und/oder ein lineare Maschine (Linearmotor) genutzt werden.According to one embodiment, the pump mechanism is coupled to a hydraulic motor and/or to a turbine, so that an electric generator is driven by the volume flow. A shaft or rod can thus be driven by means of the volume flow, which drives an electrical generator, by means of which electrical energy can then be provided or generated. Driving the generator indirectly via the pump mechanism has the advantage that the elements of the generator can be arranged outside of the damper arrangement. An electric machine can be used as the electric generator. A rotary machine and/or a linear machine (linear motor) can be used.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Dämpfungsanordnung selbst einen mechano-elektrischen Wandler mit zwei relativbeweglichen Elementen, von denen eines mit der Fahrzeugaufbau und das andere mit der Haltestruktur gekoppelt ist. Bei dieser Ausführungsform erfolgt also eine direkte Wandlung der Bewegungsenergie der Fahrzeugkomponente an der Haltestruktur in elektrische Energie, ohne den Umweg über eine Hydraulik oder Pneumatik. Hierzu werden die beiden Elemente relativ zueinander bewegt, was dann zum Erzeugen einer Induktionsspannung genutzt werden kann. Die beiden Elemente können hierzu Bestandteil eines Lineargenerators/Linearmotors sein. Eine wechselnde Polarität der vom Generator erzeugten elektrischen Spannung (Wechselspannung) kann mittels einer Gleichrichterschaltung gleichgerichtet werden (gleichgerichtete Spannung). Zusätzlich oder alternativ dazu kann mittels einer Transformationsschaltung (beispielsweise eines Schaltwandlers) die erzeugte Spannung aus dem Generator an eine Spannung eines Bordnetzes des Kraftfahrzeugs angeglichen werden, um die elektrische Energie in das Bordnetz einzuspeisen. Die Dämpferanordnung kann natürlich mehrere solcher elektrischen Wandler aufweisen, um an mehreren Stellen der Fahrzeugkomponente die Dämpfungswirkung zu erzeugen. Als Federstelleinrichtung und/oder Dämpferstelleinrichtung kann jeweils eine Schaltung vorgesehen werden, welche ein Stromstärke und/oder eine elektrische Leistung des Wandlers einstellt.According to one embodiment, the damping arrangement itself comprises a mechano-electrical converter with two relatively movable elements, one of which is coupled to the vehicle body and the other of which is coupled to the support structure. In this embodiment, there is a direct conversion of the kinetic energy of the vehicle component on the holding structure into electrical energy, without the detour via hydraulics or pneumatics. For this purpose, the two elements are moved relative to each other, which can then be used to generate an induction voltage. For this purpose, the two elements can be part of a linear generator/linear motor. Alternating polarity of the electrical voltage (AC voltage) generated by the generator can be rectified (rectified voltage) using a rectifier circuit. In addition or as an alternative to this, the voltage generated from the generator can be adjusted to a voltage of an on-board network of the motor vehicle by means of a transformation circuit (for example a switching converter) in order to feed the electrical energy into the on-board network. The damper arrangement can, of course, have a number of such electrical converters in order to generate the damping effect at a number of points on the vehicle component. A circuit can be provided as the spring setting device and/or damper setting device, which circuit sets a current strength and/or an electrical output of the converter.
Gemäß einer Ausführungsform beträgt eine Masse der Fahrzeugkomponente mindestens 10 Prozent (10%) einer Gesamtmasse des Kraftfahrzeugs (ohne Zuladung). Es ist in Ausführungsformen vorgesehen, dass die Fahrzeugkomponente eine Traktionsbatterie oder eine Brennstoffzelle oder ein Fahrzeugbehälter ist. Eine Fahrzeugkomponente mit mindestens 10 Prozent der Gesamtmasse des Kraftfahrzeugs, insbesondere mindestens 20 Prozent der Gesamtmasse, weist den Vorteil auf, dass zum Erzeugen der Relativbewegung eine Kraftübertragung (Trägheitskraft, Beschleunigungskraft) an der Federanordnung und/oder Dämpferanordnung entsteht, mittels welcher auf die Aufbaubewegung des restlichen Fahrzeugaufbaus effektiv Einfluss genommen werden kann, sodass die Aufbaubewegung innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer, beispielsweise innerhalb von 30 Sekunden, bevorzugt innerhalb von 10 Sekunden, nach einem Anregungsereignis, wie beispielsweise einer Kurvenfahrt und/oder einer Bremsung und/oder einer Beschleunigung, annulliert oder abgebaut sein kann. Wird als Fahrzeugkomponente eine Traktionsbatterie verwendet, ergibt sich der Vorteil, dass sich die Traktionsbatterie in dem Kraftfahrzeug schonend betreiben lässt, da ein Impuls, der auf den Fahrzeugaufbau wirkt, durch die Federanordnung und/oder Dämpferanordnung nur zeitlich gedehnt oder gestreckt auf die Traktionsbatterie übertragen wird, das heißt der Absolutwert des Rucks oder der Betrag des Rucks verringert ist. Der Ruck ist die zeitliche Ableitung der Beschleunigung. Als Fahrzeugbehälter kann beispielsweise ein Kraftstofftank oder ein Gastank in der beschriebenen an der Haltestruktur gehalten sein.According to one embodiment, a mass of the vehicle component is at least 10 percent (10%) of a total mass of the motor vehicle (without payload). It is provided in embodiments that the vehicle component is a traction battery or a fuel cell or a vehicle container. A vehicle component with at least 10 percent of the total mass of the motor vehicle, in particular at least 20 percent of the total mass, has the advantage that, in order to generate the relative movement, a force transmission (force of inertia, acceleration force) occurs at the spring arrangement and/or damper arrangement, by means of which the body movement of the The rest of the vehicle body can be effectively influenced, so that the body movement is canceled or reduced within a predetermined period of time, for example within 30 seconds, preferably within 10 seconds, after an excitation event, such as cornering and/or braking and/or acceleration can be. If a traction battery is used as the vehicle component, there is the advantage that the traction battery in the motor vehicle can be operated with care, since an impulse acting on the vehicle body is only transmitted to the traction battery in a time-extended or stretched manner by the spring arrangement and/or damper arrangement , that is, the absolute value of the jerk or the magnitude of the jerk is reduced. The jerk is the time derivative of the acceleration. A fuel tank or a gas tank, for example, can be held on the holding structure in the manner described as the vehicle container.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Fahrzeugkomponente durch die relativbewegliche Lagerung linearbeweglich und dabei aber drehfest bezüglich der Haltestruktur gelagert. Indem sich als Relativbewegung lediglich eine lineare Bewegung oder transversale Bewegung an der Haltestruktur ergibt, kann vermieden werden, dass die Fahrzeugkomponente ein sogenanntes „Schwimmen“ bei einer Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs verursacht („Schwimmen“ ist ein Winkelversatz zwischen der Fahrzeuglängsachse und der aktuellen Vorwärtsfahrrichtung).According to one embodiment, the vehicle component can be moved linearly by the relatively movable mounting and is mounted in a rotationally fixed manner with respect to the holding structure. Since the only relative movement that occurs is a linear movement or transverse movement on the support structure, it is possible to prevent the vehicle component from causing what is known as “floating” when the motor vehicle is driving forward (“floating” is an angular offset between the longitudinal axis of the vehicle and the current forward direction of travel).
In einer Ausführungsform ist die Steuerschaltung dazu eingerichtet, über eine Kommunikationsverbindung eines Fahrzeuginterfaces des Kraftfahrzeugs Einstellungsdaten für zumindest einen Stellparameter zu empfangen und ein durch die Einstellungsdaten beschriebenes Schwingungsverhalten der Fahrzeugkomponente einzustellen. Über eine Kommunikationsverbindung oder Online-Verbindung zwischen einem Fahrzeuginterface des Kraftfahrzeugs einerseits und zumindest einem anderen Kraftfahrzeug und/oder einer Servereinrichtung andererseits können Einstellungsdaten für zumindest einen Stellparameter empfangen oder übernommen werden und mittels der Einstellungsdaten die ein bewährtes, günstiges oder vorgegebenes Schwingungsverhalten der Fahrzeugkomponente eingestellt werden. Hierdurch kann die Schwarmintelligenz weiterer Kraftfahrzeuge einen Einfluss finden. Die Einstellungsdaten können z.B. eine Abbildung vom aktuellen Fahrmanöver (gefahrener Kurvenradius, Fahrgeschwindigkeit, Straßenunebenheit) auf z.B. die Dämpfungskonstante und/oder Federkonstante und/oder eine Zeitverlauf dieser Konstanten für den Ablauf des Fahrmanöver haben. Die dafür notwendigen ortsabhängigen Daten Position/Straßenverhältnisse/Fahrzeugeinstellungen/Ausstattung (z.B. Räder, Fahrprogramm, Beladung) werden hierzu ermittelt und/oder abgeglichen und z.B. ebenfalls durch die Einstellungsdaten beschrieben.In one embodiment, the control circuit is set up to receive setting data for at least one setting parameter via a communication connection of a vehicle interface of the motor vehicle and to set a vibration behavior of the vehicle component described by the setting data. Via a communication connection or online connection between a vehicle interface of the motor vehicle on the one hand and at least one other motor vehicle and/or a server device on the other hand, setting data for at least one setting parameter can be received or accepted and a proven, favorable or specified vibration behavior of the vehicle component can be set using the setting data . As a result, the swarm intelligence of other motor vehicles can find an influence. The setting data can, for example, have an image of the current driving maneuver (curve radius driven, driving speed, unevenness of the road) on, for example, the damping constant and/or spring constant and/or a time profile of these constants for the course of the driving maneuver. The necessary location-dependent data position/road conditions/vehicle settings/equipment (e.g. wheels, driving program, loading) are determined and/or compared and e.g. also described by the setting data.
In einer Ausführungsform ist eine Aktuatoranordnung vorgesehen, die zumindest einen Aktuator aufweist, welcher zwischen der Haltestruktur und der Fahrzeugkomponente angeordnet und dazu eingerichtet ist, die Relativbewegung der Fahrzeugkomponente relativ zu der Haltestruktur in Abhängigkeit von einem Aktuatorsignal zu erzeugen und/oder zu verstärken. Diese Funktion kann zur aktiven Steuerung eines Aktuators genutzt werden, die das Schwingungssystem z.B. auslöst und/oder verstärkt, um einen höheren Effekt zu erzielen. Die eventuell verbaute Pumpmechanik kann hierzu als Aktuator genutzt werden, als auch ein elektrischer Aktuator (Motor mit Unwucht oder Hebellage). Bei einer Vibration (Dröhnen und/oder Rütteln) im restlichen Fahrzeugaufbau (z.B. Fahrzeugrahmen) kann durch Ansteuern der Aktuatoranordnung mittels des Aktuatorsignals die Fahrzeugkomponente in eine phasenversetzte Schwingung versetzt werden, wodurch die Vibrationen im Fahrzeugaufbau gedämpft werden kann.In one embodiment, an actuator arrangement is provided which has at least one actuator which is arranged between the holding structure and the vehicle component and is set up to generate and/or amplify the relative movement of the vehicle component relative to the holding structure as a function of an actuator signal. This function can be used to actively control an actuator, which e.g. triggers and/or amplifies the vibration system in order to achieve a higher effect. The possibly built-in pump mechanism can be used as an actuator for this purpose, as well as an electric actuator (motor with imbalance or lever position). If there is a vibration (droning and/or shaking) in the rest of the vehicle body (e.g. vehicle frame), the vehicle component can be set into a phase-shifted oscillation by controlling the actuator arrangement using the actuator signal, whereby the vibrations in the vehicle body can be damped.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.The motor vehicle according to the invention is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car or truck, or as a passenger bus or motorcycle.
Die Erfindung ist auch auf ein Verfahren gerichtet, das sich durch den Betrieb des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs ergibt. Das Verfahren dient dazu, eine Aufbaubewegung eines Fahrzeugaufbau auf einem Fahrwerk eines Kraftfahrzeug zu beeinflussen oder zu kontrollieren. In dem Fahrzeugaufbau wird an einer Haltestruktur des Fahrzeugaufbaus eine Fahrzeugkomponente bereitgestellt, die in zumindest eine Raumrichtung relativ zu der Haltestruktur beweglich gelagert ist. Die Fahrzeugkomponente wird dabei an der Haltestruktur über eine Federanordnung und/oder über eine Dämpferanordnung gehalten und die Fahrzeugkomponente führt somit innerhalb des Fahrzeugaufbaus eine der Aufbaubewegung des Fahrzeugaufbaus auf dem Fahrwerk überlagerte Bewegung aus. Die Federanordnung weist eine Federstelleinrichtung zum Einstellen einer Federkonstante der Federanordnung auf. Zusätzlich oder alternativ weist die Dämpferanordnung eine Dämpferstelleinrichtung zum Einstellen einer Dämpfungskonstante der Dämpferanordnung auf. Eine Steuerschaltung verändert dabei während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs die Federkonstante und/oder die Dämpfungskonstante mittels eines jeweiligen Stellsignals.The invention is also aimed at a method that results from the operation of the motor vehicle according to the invention. The method is used to influence or control a body movement of a vehicle body on a chassis of a motor vehicle. In the vehicle body, a vehicle component is provided on a holding structure of the vehicle body, which is movably mounted in at least one spatial direction relative to the holding structure. The vehicle component is held on the holding structure by a spring arrangement and/or by a damper arrangement, and the vehicle component thus guides one of the assembly movements of the vehicle body within the vehicle body factory overlaid movement off. The spring arrangement has a spring setting device for setting a spring constant of the spring arrangement. Additionally or alternatively, the damper arrangement has a damper setting device for setting a damping constant of the damper arrangement. A control circuit changes the spring constant and/or the damping constant by means of a respective control signal while the motor vehicle is moving.
Zu der Erfindung gehört auch die beschriebene Steuerschaltung für das Kraftfahrzeug. Die Steuerschaltung kann eine Datenverarbeitungsvorrichtung oder eine Prozessoreinrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller und/oder zumindest einen FPGA (Field Programmable Gate Array) und/oder zumindest einen DSP (Digital Signal Processor) aufweisen. Des Weiteren kann die Prozessoreinrichtung Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die Stellsignale für das erfindungsgemäße Verfahrens zu erzeugen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein.The invention also includes the described control circuit for the motor vehicle. The control circuit can have a data processing device or a processor device that is set up to carry out an embodiment of the method according to the invention. For this purpose, the processor device can have at least one microprocessor and/or at least one microcontroller and/or at least one FPGA (Field Programmable Gate Array) and/or at least one DSP (Digital Signal Processor). Furthermore, the processor device can have program code which is set up to generate the actuating signals for the method according to the invention when executed by the processor device. The program code can be stored in a data memory of the processor device.
Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Steuerschaltung, die jeweils Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben.The invention also includes developments of the method according to the invention and of the control circuit according to the invention, each of which has features as have already been described in connection with the developments of the motor vehicle according to the invention. For this reason, the corresponding developments of the method according to the invention are not described again here.
Die Erfindung umfasst auch Realisierungen, die jeweils eine Kombinationen der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.The invention also encompasses implementations each having a combination of the features of several of the described embodiments, unless the embodiments are described as mutually exclusive.
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
-
1 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Schnittzeichnung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs; -
2 eine schematische Explosionsdarstellung einer Fahrzeugkomponente und einer Haltestruktur für die Fahrzeugkomponente, wie sie in einem Fahrzeugaufbau desKraftfahrzeugs von 1 bereitgestellt sein kann; -
3 eine schematische Darstellung der Fahrzeugkomponente und der Haltestruktur; -
4 eine schematische Darstellung eines Elements einer Federanordnung und einer Dämpferanordnung, wie sie zwischen Fahrzeugkomponente und Haltestruktur bereitgestellt sein kann; -
5 eine schematische Darstellung einer Schnittzeichnung des Elements der Federanordnung und Dämpferanordnung; -
6 eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform der Anordnung aus Haltestruktur und Fahrzeugkomponente; -
7 eine schematische Darstellung eines hydraulischen Elements einer hydraulischen Dämpferanordnung, wie sie in der alternativen Ausführungsform von6 bereitgestellt sein kann.
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1 a schematic representation of a perspective sectional drawing of an embodiment of the motor vehicle according to the invention; -
2 a schematic exploded view of a vehicle component and a support structure for the vehicle component, as in a vehicle body of the motor vehicle of1 can be provided; -
3 a schematic representation of the vehicle component and the support structure; -
4 a schematic representation of an element of a spring assembly and a damper assembly, as it can be provided between vehicle component and support structure; -
5 a schematic representation of a sectional drawing of the element of the spring assembly and damper assembly; -
6 a schematic representation of an alternative embodiment of the arrangement of support structure and vehicle component; -
7 a schematic representation of a hydraulic element of a hydraulic damper assembly, as in the alternative embodiment of FIG6 can be provided.
Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the described components of the embodiments each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another and that each also develop the invention independently of one another. Therefore, the disclosure is also intended to encompass combinations of the features of the embodiments other than those illustrated. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by further features of the invention that have already been described.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.In the figures, the same reference symbols designate elements with the same function.
In dem Kraftfahrzeug 10 kann eine Fahrzeugkomponente 17 im Fahrzeugaufbau 11 angeordnet sein. Ein Beispiel für eine solche Fahrzeugkomponente 17 kann eine Brennstoffzelle und/oder eine Traktionsbatterie und/oder ein Fahrzeugbehälter 19, beispielsweise ein Kraftstofftank oder Gastank, sein. Die Fahrzeugkomponente 17 kann in dem Fahrzeugaufbau 11 durch eine Haltestruktur 18 gehalten sein. Die Haltestruktur 18 ist bevorzugt starr, beispielsweise mit einem Rahmen und/oder einem Träger des Fahrzeugaufbaus 11 verbunden. Die Haltestruktur 18 kann in dem Fahrzeugaufbau 11 z.B. durch Verschrauben oder Verschweißen befestigt sein. In der Haltestruktur 18 kann die Fahrzeugkomponente 17 beweglich gelagert sein. Hierdurch kann die Fahrzeugkomponente 17 bezüglich eines Rests des Fahrzeugaufbaus 11 eine Relativbewegung 20 ausführen, die der Aufbaubewegung 16 in Bezug auf den Fahruntergrund 15 oder das Fahrwerk 12 überlagert ist. Somit kann eine Bewegung einer Masse des Fahrzeugaufbaus 11 bei der Aufbaubewegung 16 beeinflusst werden durch die Relativbewegung 20 einer Masse m der Fahrzeugkomponente 17, da sich durch deren relative Beweglichkeit an der Haltestruktur 18 eine Kraftübertragung zwischen Haltestruktur 18 und Fahrzeugkomponente 17 ergibt, die beispielsweise dämpfend auf die Aufbaubewegung 16 des restlichen Teils des Fahrzeugaufbaus 11 wirken kann.A
In
Die Lage- und Bewegungsenergie die durch die Beschleunigungen und Verzögerungen durch das Fahrzeug auf die Batterie/Behältermasse aufgebracht werden, werden nicht genutzt. Den Batteriemodulen/dem Behälter wird in seinem Befestigungsrahmen als Haltestruktur eine geringe und definierte Bewegungsfreiheit eingeräumt (z.B. ein Bewegungsweg mit einer Länge in einem Bereich von 2 cm bis 30 cm). Die Differenzbewegungen zwischen dem Fahrzeug und der Batterie können somit zur Energierückgewinnung genutzt werden. Aktuelle Fahrzeuge wiegen so ziemlich über 2500 kg. Eine Traktionsbatterie je nach Größe ca. 700 kg. Aus den Gewichtsverhältnissen und Beschleunigungen/ Verzögerungen ergibt sich das abzugreifende Kraftpotential. Vorteil Der Vorteil liegt darin, dass ein Fahrzeugbauteil aufgrund der eigenen Anregung als auch Fremdanregung zumeist in einem unruhigen Zustand ist. Diese Differenzen können über in hydraulisches als auch elektrisches System in Energie umgewandelt werden und in dem Fahrzeug rück gespeist werden.The positional and kinetic energy that is applied to the battery/container mass by the vehicle's acceleration and deceleration is not used. The battery modules/the container is given a small and defined freedom of movement in its mounting frame as a holding structure (e.g. a movement path with a length in a range from 2 cm to 30 cm). The differential movements between the vehicle and the battery can thus be used for energy recovery. Current vehicles weigh just over 2500 kg. A traction battery depending on the size about 700 kg. The power potential to be tapped results from the weight ratios and accelerations/decelerations. Advantage The advantage lies in the fact that a vehicle component is usually in a restless state due to its own excitation as well as external excitation. These differences can be converted into energy via the hydraulic and electrical system and fed back into the vehicle.
Eine technische Umsetzung kann wie folgt erreicht werden:
- a) Voraussetzung für die Umsetzung ist eine schwimmende Lagerung wodurch eine definierte Bewegung der Module/Behälters in einem Schwingungssystem mit einem oder zwei Freiheitsgraden entsteht. Beispielhaft ist das technische System auf einem Freiheitsgrad dargestellt. Als Analogie kann man hier das System eines Einmassenschwingers verwenden. Nur die technische Komplexität wie auch die Effektivität begrenzen die Auswahl der Freiheitsgrade.
- b) Ein hydraulisches Pumpsystem zur Rückgewinnung kann einen oder mehrere einfache Hydraulikzylinder aufweisen, die zusammen als lineare Pumpeinheit in den definierten Freiheitsgraden wirken können. Die Differenzbewegungen des Moduls/Behälters werden in einen Volumenstrom umgewandelt. Der Volumenstrom kann gesammelt über einen Hydromotor mit Generatoranschluss zu elektr. Energie gewandelt werden oder in einem Druckspeicher zum Abgriff für andere Fahrzeugsysteme bevorratet werden. Bei Verwendung einer rheologischen Flüssigkeit kann durch die Veränderung der Viskosität das Verhalten des Schwingungssystems beeinflusst oder sogar komplett aufgehoben werden. Insbesondere bei der Annullierung von Fahrzeugschwingungen im Fahrzeug kann hieraus ein eigenständiges System abgleitet werden. Hierzu sind dann verschiedene Frequenzaufnehmer am Fahrzeug und Rahmen sowie an der schwingenden Masse mit einer Steuereinheit notwendig.
- c) Ein elektrisches System zur Rückgewinnung kann mit zwei Möglichkeiten realisiert werden: Über Piezoelemente (die bei Differenzbewegungen elektrischenSpannungen erzeugen) oder lineare Generatoren, wobei der Translator / elektrische Wandler mit der Batterie und der Stator mit dem Fahrzeug verbunden ist. Die erzeugte Spannung aus den Generatoren kann nach gewünschter Transformation in das elektrische Bordnetz (z.B. ein 12-Volt-Bordnetz) eingespeist werden.
- a) The prerequisite for the implementation is a floating bearing, which creates a defined movement of the modules/containers in a vibration system with one or two degrees of freedom. The technical system is shown as an example on one degree of freedom. The system of a single-mass oscillator can be used here as an analogy. Only the technical complexity as well as the effectiveness limit the choice of degrees of freedom.
- b) A hydraulic pumping system for recovery can have one or more simple hydraulic cylinders that can act together as a linear pumping unit in the defined degrees of freedom. The differential movements of the module/container are converted into a volume flow. The volume flow can be collected via a hydraulic motor with generator connection to electr. Energy is converted or stored in a pressure accumulator to be tapped for other vehicle systems. When using a rheological fluid, the behavior of the vibration system can be influenced or even completely eliminated by changing the viscosity. An independent system can be derived from this, particularly when canceling vehicle vibrations in the vehicle. For this, different frequency pickups on the vehicle and frame as well as on the oscillating mass with a control unit are necessary.
- c) An electrical system for recovery can be realized in two ways: Via piezo elements (which generate electrical voltages with differential movements) or linear generators, with the translator / electrical converter being connected to the battery and the stator to the vehicle. The voltage generated from the generators can be fed into the on-board electrical system (eg a 12-volt on-board network) after the desired transformation.
Insgesamt zeigen die Beispiele, wie Energiegewinnungssystem aus einer schwimmend gelagerten Traktionsbatterie/Fahrzeugbehälter bereitgestellt werden kann.Overall, the examples show how an energy harvesting system can be provided from a floating traction battery/vehicle container.
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CN 110197882 A (Maschinenübersetzung), EPO, Espacenet [online] [abgerufen am 08.09.2020] |
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