DE102022134955A1

DE102022134955A1 - Federungssystem mit verbesserter gelenkbeweglichkeit

Info

Publication number: DE102022134955A1
Application number: DE102022134955.1A
Authority: DE
Inventors: Jason Michener
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2022-01-05
Filing date: 2022-12-28
Publication date: 2023-07-06
Also published as: US11879518B2; US20230213081A1

Abstract

Ein adaptiver Federungsdämpfer kann einen Körper, der eine Arbeitskammer definiert, und eine Buchse beinhalten, die mit dem Körper wirkgekoppelt ist, um die Arbeitskammer abwechselnd zu öffnen, um zu ermöglichen, dass ein Arbeitsfluid relativ zu Kompressions- und Zurückfederungsereignissen, die an dem adaptiven Federungsdämpfer auftreten, in die Arbeitskammer eintritt oder aus dieser austritt, und die Arbeitskammer zu schließen, um zu ermöglichen, dass der Kolbenkopf als hydraulischer Kolben innerhalb der Arbeitskammer fungiert, um eine Position eines Kolbenkopfes in der Arbeitskammer selektiv einzustellen, um eine Höhe einer Ecke eines Fahrzeugs, an der sich der adaptive Federungsdämpfer befindet, einzustellen.

Description

GEBIET DER TECHNIK
Beispielhafte Ausführungsformen betreffen im Allgemeinen eine Fahrzeugfederung und betreffen konkreter ein Federungssystem mit einer Fähigkeit, sich in eine aktive Federung mit einzelnen Ecken, die eine erhöhte Gelenkbeweglichkeit aufweisen, umzuwandeln.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Fahrzeuge setzen üblicherweise eine unabhängige Federung ein, die es jedem Rad erlaubt, sich unabhängig von den anderen Rädern relativ zu dem Fahrzeugfahrgestell zu bewegen. Die Komponenten und Geometrien, die für Ausgestaltungen unabhängiger Federungen verwendet werden, können zu einem gewissen Grad variieren. Ein typisches unabhängiges Federungssystem setzt jedoch Stoßdämpfereinrichtungen (oder einfach „Stoßdämpfer“) ein, die dazu ausgestaltet sind, eine Dämpfung für Hub (d. h. Schwingung entlang der vertikalen Achse des Fahrzeugs), Nicken (d. h. Schwingung um eine Querachse des Fahrzeugs), Rollen (d. h. Schwingung um eine Längsachse des Fahrzeugs) und Einzelradstörungen, die auftreten können, bereitzustellen. Die Stoßdämpfer setzen einer Kompression im Allgemeinen einen Widerstand entgegen und federn mit Dämpfungskräften zurück, die über einen Bereich des Weges einer Kolbenstange aufgebracht werden.
Die für ein konkretes Fahrzeug ausgewählten Stoßdämpfer werden im Allgemeinen auf Grundlage der Erwartung normaler Nick-, Roll- und Einzelradereignisszenarien gewählt, die während routinemäßiger Fahrbedingungen auftreten. Unterdessen können bei Hochleistungsfahrzeugen oder Fahrzeugen, die für den Betrieb im Gelände ausgestaltet sind, Niveaus von Hub, Nicken, Rollen und Radereignissen auftreten, die viel höher als normal sind, und können daher höhere Dämpfungskräfte erfordern, um die Fahrzeugsteuerung zu erlauben, die in diesen extremeren Umgebungen erforderlich ist. Dies ist jedoch mit einem Kompromiss in Bezug auf das Fahrverhalten oder den Komfort des Fahrzeugs verbunden, da die höheren Dämpfungskräfte das Fahrverhalten des Fahrzeugs steifer machen, wodurch ein größerer Teil der Unvollkommenheiten des Straßenbelags direkt auf den Fahrer übertragen wird. Es wurden semi-aktive Federungen entwickelt, um dies zu beheben, indem diese in der Lage sind, die Größe der Dämpfungskraft zu einem beliebigen festgelegten Zeitpunkt zu variieren und einige der Kompromisse zu minimieren, aber sie verfügen nicht über die Befähigung, Kraft hinzuzufügen (z. B. die Fahrzeugkarosserie anzuheben oder ein einzelnes Rad auszufahren) oder eine Kraft zu entfernen (z. B. die Fahrzeugkarosserie abzusenken oder ein Rad hochzuheben).
Während einige Fahrzeuge Komponenten beinhalten, die darauf abzielen, eine Bodenfreiheitseinstellung durch Hinzufügen oder Entfernen von Kraft zu erlauben, wird jede Einstellung derselben in der Regel für das gesamte Fahrzeug vorgenommen. Darüber hinaus würde eine derartige Änderung in der zunehmenden Richtung tendenziell eine Gelenkbeweglichkeit eines einzelnen Rades verhindern. Somit kann eine adaptivere und leistungsfähigere Verbesserung gewünscht sein.
KURZDARSTELLUNG EINIGER BEISPIELE
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann ein Federungssteuersystem für ein Fahrzeug bereitgestellt sein. Das System kann eine Vielzahl von Rädern, die jeweiligen Ecken des Fahrzeugs zugeordnet sind, eine Vielzahl von Raddrehzahlsensoren, wobei mindestens einer der Raddrehzahlsensoren jedem jeweiligen der Räder entspricht, um eine Raddrehzahl von jedem jeweiligen der Räder zu erfassen, einen adaptiven Federungsdämpfer, der jeder der jeweiligen Ecken des Fahrzeugs zugeordnet ist, und eine Steuerung beinhalten. Die Steuerung kann mit den Raddrehzahlsensoren und dem adaptiven Federungsdämpfer wirkgekoppelt sein, um eine Höhe einer ausgewählten Ecke des Fahrzeugs selektiv einzustellen, um die Fahrzeuggewichtsverteilung als Reaktion auf eine gemessene Raddrehzahl, die ein Vorliegen von Schlupf bei einem Rad angibt, zu verlagern.
In einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann ein adaptiver Federungsdämpfer bereitgestellt sein. Der adaptive Federungsdämpfer kann einen Körper, der eine Arbeitskammer definiert, und eine Buchse beinhalten, die mit dem Körper wirkgekoppelt ist, um die Arbeitskammer abwechselnd zu öffnen, um zu ermöglichen, dass ein Arbeitsfluid relativ zu Kompressions- und Zurückfederungsereignissen, die an dem adaptiven Federungsdämpfer auftreten, in die Arbeitskammer eintritt oder aus dieser austritt, und die Arbeitskammer zu schließen, um zu ermöglichen, dass der Kolbenkopf als hydraulischer Kolben innerhalb der Arbeitskammer fungiert, um eine Position eines Kolbenkopfes in der Arbeitskammer selektiv einzustellen, um eine Höhe einer Ecke eines Fahrzeugs, an der sich der adaptive Federungsdämpfer befindet, einzustellen.
Figurenliste
Nachdem die Erfindung somit allgemein beschrieben wurde, wird nun auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die nicht zwingend maßstabsgetreu gezeichnet sind und bei denen Folgendes gilt:

1A veranschaulicht eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs, das auf leicht hügeliges Gelände trifft, und bestimmter Komponenten eines Federungssystems des Fahrzeugs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
1B veranschaulicht eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, das auf ein Hindernis trifft, vor der Umstellung des Federungssystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
1C veranschaulicht eine schematische Darstellung des Fahrzeugs, das auf das Hindernis trifft, vor während der Umstellung des Federungssystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
2 veranschaulicht eine schematische Darstellung eines Federungssystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
3 veranschaulicht eine schematische Darstellung eines positionsempfindlichen Dämpfers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
4 veranschaulicht einen Querschnitt durch eine Buchse und einen Körper eines positionsempfindlichen Dämpfers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
5 ist eine perspektivische Ansicht der Buchse und des Körpers aus 4 am gleichen Punkt des Querschnitts gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
6 ist eine Seitenansicht der Buchse und des Körpers aus 4 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform, während Aussparungen darin nicht übereinstimmend ausgerichtet (oder abweichend ausgerichtet) sind;
7 ist eine perspektivische Ansicht der Buchse und des Körpers aus 6 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform, während Aussparungen darin nicht übereinstimmend ausgerichtet (oder abweichend ausgerichtet) sind;
8 ist eine Seitenansicht der Buchse und des Körpers aus den 6 und 7 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform, während Aussparungen darin übereinstimmend ausgerichtet sind; und
9 ist eine perspektivische Ansicht der Buchse und des Körpers aus den 6-8 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform, während Aussparungen darin übereinstimmend ausgerichtet sind.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Einige beispielhafte Ausführungsformen werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben, in denen einige, aber nicht alle beispielhaften Ausführungsformen gezeigt sind. Tatsächlich sollten die in dieser Schrift beschriebenen und abgebildeten Beispiele nicht als einschränkend hinsichtlich des Umfangs, der Anwendbarkeit oder der Konfiguration der vorliegenden Offenbarung ausgelegt werden. Vielmehr sind diese beispielhaften Ausführungsformen bereitgestellt, damit diese Offenbarung geltende Anforderungen erfüllt. Gleiche Bezugszeichen kennzeichnen durchgehend gleiche Elemente. Weiterhin ist der Ausdruck „oder“ im in dieser Schrift verwendeten Sinne als logischer Operator auszulegen, der wahr ergibt, wenn einer oder mehrere seiner Operanden wahr sind. Im in dieser Schrift verwendeten Sinne ist unter Wirkkopplung eine direkte oder indirekte Verbindung zu verstehen, die in jedem Fall eine funktionelle Verbindung von Komponenten ermöglicht, die miteinander wirkgekoppelt sind.
Einige in dieser Schrift beschriebene beispielhafte Ausführungsformen können die vorstehend beschriebenen Probleme beheben. In dieser Hinsicht können einige Ausführungsformen zum Beispiel ein verbessertes Federungssystem bereitstellen, das umstellbare (oder adaptive) Federungskomponenten einsetzt, die sich von einer semi-aktiven Federungskomponente (z. B. nur Dämpfungssteuerung) zu einer vollständig aktiven Komponente (die z. B. fähig ist, Kraft hinzuzufügen oder zu entfernen) umwandeln können. Wenn sie vollständig aktiv sind, können die umstellbaren Federungskomponenten auf Einzelradbasis (oder Einzeleckenbasis) die Bodenfreiheit anheben oder absenken, um das Fahrzeuggewicht zu verschieben. Durch Überwachen einzelner Räder des Fahrzeugs auf Vorliegen von Schlupf kann ein Steuersystem bestimmen, wann bei einem konkreten Rad Schlupf vorliegt, und dann das Fahrzeuggewicht verlagern, um mehr Gewicht auf das Rad, bei dem Schlupf vorliegt, zu verschieben. In dieser Hinsicht kann das Grundprinzip, dass eine Reibungskraft (Ff) gleich dem Reibungskoeffizienten (u) mal der Normalkraft (Fn) ist (d. h. Ff = u * Fn), verwendet werden, um Gewicht zu verschieben, um die Normalkraft (Fn) an einem Rad, an dem Schlupf vorliegt, zu erhöhen, um dadurch auch die Reibungskraft zu erhöhen, um Traktion zu gewinnen und entweder die Blockierung zu lösen oder anderweitig ein Blockieren zu vermeiden, zum Beispiel beim Fahren über eine rutschige oder glatte Oberfläche. Diese Fähigkeit kann konkret in Geländesituationen nützlich sein, wie etwa beim Rock Crawling, wenn auf einen Stein oder Felsblock getroffen wird, der glatt ist.
In einigen Ausführungsformen können Raddrehzahlsensoren eingesetzt werden, um Radschlupf zu erfassen, und Bodenfreiheitssensoren können die Bodenfreiheit an jedem jeweiligen Rad oder jeder jeweiligen Ecke des Fahrzeugs überwachen, um entweder automatische oder geführte Anweisungen in Bezug auf das Verlagern von Gewicht durch Ändern der Bodenfreiheit an einzelnen Ecken bereitzustellen. Alternativ oder zusätzlich können Radpositionssensoren eine Radposition oder einen Federweg relativ zu einem vollen Bereich möglicher Federwege erfassen, die an jeder Ecke des Fahrzeugs erreicht werden können. Unter Verwendung der vorstehend erwähnten umstellbaren Federungskomponente können einzelne Ecken gesteuert werden, um in einen aktiven Federungsmodus zu wechseln, um eine Radposition oder einen Federweg nach Bedarf für jede jeweilige Ecke (oder zumindest an der Ecke, an der ein Vorliegen von Radschlupf erfasst wird) zu erhöhen oder zu verringern.
In einer beispielhaften Ausführungsform kann die umstellbare oder adaptive Federungskomponente ein hydraulisch betätigter Umstellkörper sein, der einen ersten Zustand aufweist, in dem die umstellbare Federungskomponente auf herkömmliche Weise als Hydraulikzylinder mit einem festen Arbeitsvolumen fungiert, gegen welches ein Kolben zum Dämpfen arbeitet. Ein Hydraulikkreislauf ist jedoch mit dem hydraulisch betätigten Umstellkörper wirkgekoppelt, um den Übergang in einen zweiten Zustand zu ermöglichen, in dem mehr (oder weniger) Fluid auf einer Seite des Kolbens bereitgestellt werden kann. Die Befähigung, den Kolben nach oben oder unten zu bewegen, um die Radposition relativ zum gesamten Bereich des Federwegs zu ändern, wird daher hydraulisch bereitgestellt, sodass eine Umstellung zu einer aktiven Federung möglich ist, um die Fahrzeuggewichtsverschiebung durch Ändern der Radposition neu zu positionieren. Infolgedessen können zudem die Fahrzeugleistung und die Fahrerzufriedenheit verbessert werden.
1A veranschaulicht eine Perspektive eines Fahrzeugs 100, das ein Federungssystem 110 einer beispielhaften Ausführungsform einsetzt. Das Federungssystem 110 beinhaltet eine Vielzahl von Rädern 120 mit Kontakt zum Boden und einen umstellbaren Federungsdämpfer 130 (z. B. einen Dämpfer, eine Stoßdämpfereinrichtung oder einen Stoßdämpfer, der zu einer aktiven Federungskomponente umgestellt werden kann), der zwischen jedem der Räder 120 und einer Karosserie 140 oder einem Fahrgestell des Fahrzeugs 100 angeordnet ist. Der umstellbare Federungsdämpfer 130 ist an einen Umstellkreislauf 135 wirkgekoppelt, der betreibbar ist, um den umstellbaren Federungsdämpfer 130 in den aktiven Zustand (z. B. aus einem semi-aktiven Zustand) umzustellen. In einigen Fällen kann das Rad 120 über einen Achsschenkel 150 mit dem umstellbaren Federungsdämpfer 130 wirkgekoppelt sein. Zusätzliche Verbindungen können zudem zwischen dem Fahrgestell und dem Achsschenkel 150 bereitgestellt sein, um das Rad 120 zu stabilisieren, derartige Verbindungen liegen jedoch außerhalb des Umfangs der Ausführungsbeispiele.
Wie in 1A gezeigt, kann das Fahrzeug 100 auf unebenes Gelände 160 treffen (das in einigen Fällen Steine oder Felsblöcke beinhalten kann). Die Karosserie 140 des Fahrzeugs 100 kann sich beim Nicken tendenziell nach oben und unten bewegen, wie durch den Doppelpfeil 170 gezeigt, wenn das unebene Gelände 160 durchquert wird. Das Nicken kann unter Umständen an den Vorder- und Hinterrädern nicht gleichmäßig auftreten, wie in 1A gezeigt. Beim Treffen auf einen einzelnen Felsen oder Felsblock, kann jedoch konkret ein Vorderrad (oder Hinterrad) auf den Felsen oder Felsblock treffen, während dies bei dem anderen nicht der Fall ist. Somit könnte zu einem festgelegten Zeitpunkt nur ein einzelnes Rad auf ein konkretes Hindernis treffen. Dies kann zu ungleichmäßigen Auswirkungen auf jede Radfederungskomponente führen und daher unterschiedliche Kompressions- und Ausdehnungsgrößen des umstellbaren Federungsdämpfers 130 jedes Rads des Federungssystems 110 verursachen, wenn der umstellbare Federungsdämpfer 130 an jeder Ecke des Fahrzeugs 100 versucht, die lokal aufgetretene Bewegung zu dämpfen. Da der umstellbare Federungsdämpfer 130 in der Regel eine begrenzte lineare Weggröße für die Kolbenstange darin bei einer festgelegten Bodenfreiheit aufweist, kann eine ungleichmäßige Gewichtsverteilung des Fahrzeugs dazu führen, dass ein Rad beginnt, Schlupf aufzuweisen. Um dieses Vorliegen von Schlupf zu reduzieren und eine ruhigere Fahrt bereitzustellen, während die Befähigung des Fahrzeugs 100, Traktion beizubehalten, maximiert wird, können beispielhafte Ausführungsformen den umstellbaren Federungsdämpfer 130 dazu konfigurieren, eine zusätzliche hydraulische Reaktion bereitzustellen, um die Bodenfreiheit entweder anzuheben oder abzusenken und dadurch Gewicht auf das Rad, an dem Schlupf vorliegt, zu verlagern. Die Fähigkeit zur zusätzlichen hydraulischen Reaktion kann durch einen Umstellkreislauf 135 gesteuert werden, der nachstehend ausführlicher beschrieben wird.
In dieser Hinsicht ist, wie in 1B gezeigt, ein Fahrzeug 180 gezeigt, das ein Objekt 182 auf dem Boden 184 überquert. Wenn das Fahrzeug 180 eine unabhängige vordere Federung aufweist, kann das linke Vorderrad 186 das Objekt 182 überqueren und die Vorderseite des Fahrzeugs 180 entsprechend heben. Während eine Starrachse reagieren würde, indem sie das rechte Vorderrad 188 nach unten drückt, um den Kontakt zum Boden 184 aufrechtzuerhalten, kann eine unabhängige vordere Federung unter Umständen keinen ausreichenden Federwegbereich aufweisen, um zuzulassen, dass das rechte Vorderrad 188 den Boden erreicht, wie in 1B gezeigt. Durch Einsetzen des umstellbaren Federungsdämpfers 130 in jedem von dem linken Vorderrad 186 und dem rechten Vorderrad 188 kann eine aktive Einstellung des Federungssystems bereitgestellt werden, wie in 1C gezeigt. In dieser Hinsicht kann das linke Vorderrad 186, wie in 1C gezeigt, effektiv angehoben werden (z. B. durch Ablassen von Hydraulikfluid von der Oberseite des Kolbenkopfes in dem umstellbaren Federungsdämpfer 130), wie durch den Pfeil 190 gezeigt, und kann das rechte Vorderrad 188 effektiv abgesenkt werden (z. B durch Einspritzen von Hydraulikfluid unter dem Kolbenkopf in den umstellbaren Federungsdämpfer 130), wie durch den Pfeil 192 gezeigt. Das Anheben des linken Vorderrads 186 und das Absenken des rechten Vorderrads 188 können einen maximalen Kontakt der Räder zum Boden sicherstellen und das Auftreten von Schlupf vermeiden. Komponenten und Strategien zum Vornehmen dieser Einstellungen sind nachstehend ausführlicher beschrieben.
2 veranschaulicht ein Blockdiagramm eines Fahrzeugs 200, das ein adaptives Federungssystem 210 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform aufweist. Wie in 2 gezeigt, kann das adaptive Federungssystem 210 ein Fahrgestell 220 des Fahrzeugs 200 mit dem Boden wirkkoppeln. In dieser Hinsicht kann das adaptive Federungssystem 210 Räder 230, Bodenfreiheitssensoren 240 (die auch oder alternativ Radpositionssensoren beinhalten könnten, sofern diese nachfolgend in dieser Schrift erwähnt werden), Raddrehzahlsensoren (wheel speed sensors - WSS) 242 und einen adaptiven Federungsdämpfer 250 (ein Beispiel für den umstellbaren Federungsdämpfer 130 aus 1A) beinhalten. Eine Instanz jedes der Bodenfreiheitssensoren 240 und Raddrehzahlsensoren 242 kann an jeweiligen Ecken des Fahrgestells 220 (z. B. einer vorderen rechten, vorderen linken, hinteren rechten und hinteren linken Ecke) angeordnet sein. Die Bodenfreiheitssensoren 240, die Raddrehzahlsensoren 242 und der adaptive Federungsdämpfer 250 können jeweils an eine elektronische Steuereinheit (ECU) oder eine andere Steuerung 260 des Fahrzeugs 200 wirkgekoppelt sein.
In einer beispielhaften Ausführungsform können die Bodenfreiheitssensoren 240 Sensoren für jedes jeweilige der Räder 230 beinhalten. Somit kann zum Beispiel ein Bodenfreiheitssensor vorne links, vorne rechts, hinten links und hinten rechts unter den Bodenfreiheitssensoren 240 vorhanden sein. Gleichermaßen kann ein Raddrehzahlsensor vorne links, vorne rechts, hinten links und hinten rechts unter den Raddrehzahlsensoren 242 vorhanden sein. Somit können jeder einzelnen Ecke oder jedem einzelnen Rad entsprechende Radpositionsinformationen und/oder Raddrehzahlinformationen zugeordnet sein, und die Radpositionsinformationen und/oder Raddrehzahlinformationen können in Echtzeit aktualisiert werden, während das Fahrzeug 200 in Betrieb ist.
Die Steuerung 260 (die eine Verarbeitungsschaltung beinhalten kann, die einen Prozessor und einen Speicher beinhaltet) kann mit einem aktiven Element des adaptiven Federungsdämpfers 250 (z. B. magnetbetätigten oder anderweitig elektrisch betätigten Steuerventilen (CV) 270) wirkgekoppelt sein, um das aktive Element auf Grundlage eines Steueralgorithmus 280, der in der Steuerung 260 gespeichert oder für diese zugänglich ist, zu betätigen. Die Betätigung des aktiven Elements kann bewirken, dass Hydraulikfluid durch einen Hydraulikkreislauf (z. B. ein Beispiel des Umstellkreislaufs 135) strömt, der eine Hydraulikpumpe 290 und einen Behälter 295 beinhaltet. Obwohl 2 eine einzelne Hydraulikpumpe zeigt, können einige Ausführungsformen insbesondere eine separate Pumpe an jeder Ecke des Fahrzeugs 200 einsetzen. Das Hydraulikfluid kann auf Grundlage der Positionierung der Steuerventile 270 einem ausgewählten (oder mehreren) der adaptiven Federungsdämpfer 250 bereitgestellt werden oder von dem ausgewählten (oder den mehreren) der adaptiven Federungsdämpfer 250 aufgenommen werden. Zum Beispiel kann Hydraulikfluid aus dem Behälter 295 über die Hydraulikpumpe 290 zu einem Abschnitt eines ausgewählten der adaptiven Federungsdämpfer 250 gepumpt werden, wenn das Steuerventil 270 des ausgewählten der adaptiven Federungsdämpfer 250 geöffnet ist und die Hydraulikpumpe 290 läuft.
In einigen Fällen kann das Hydraulikfluid aus dem Behälter 295 zur Unterseite eines Kolbens des ausgewählten der adaptiven Federungsdämpfer 250 gepumpt werden, um die Bodenfreiheit oder Radposition einer ausgewählten Ecke des Fahrzeugs 200 durch Anheben des Kolbens innerhalb einer Arbeitskammer des ausgewählten der adaptiven Federungsdämpfer 250 zu heben. Alternativ kann Hydraulikfluid zur Oberseite des Kolbens des ausgewählten der adaptiven Federungsdämpfer 250 gepumpt werden, um die Bodenfreiheit oder Radposition der ausgewählten Ecke des Fahrzeugs 200 durch Absenken des Kolbens innerhalb der Arbeitskammer des ausgewählten der adaptiven Federungsdämpfer 250 abzusenken. In einigen Beispielen kann das Hydraulikfluid nur zu einer Seite (z. B. der Unterseite) gepumpt werden und kann von der anderen Seite (z. B. der Oberseite) abfließen, um ohne Pumpen zu beiden Seiten ähnliche Einstellungen vorzunehmen. In jedem Fall kann überschüssiges Fluid in den Behälter 295 zurückströmen.
Die Steuerung 260 kann dazu konfiguriert sein, Radpositionsinformationen von jedem der Bodenfreiheitssensoren 240 zusammen mit Raddrehzahlinformationen von jedem der Raddrehzahlsensoren 242 zu empfangen. In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 260 (über den Steueralgorithmus 280) auf Grundlage der Raddrehzahlinformationen bestimmen, wann bei einem Rad Schlupf vorliegt. In dieser Hinsicht kann zum Beispiel, wenn eine gemessene Raddrehzahl eines Rads um einen Schwellenbetrag größer als die gemessene Raddrehzahl der anderen Räder ist, bestimmt werden, dass bei dem Rad mit der höheren Drehzahl Schlupf vorliegt. In einigen Fällen kann die Steuerung 260 ferner eine Fahrzeuggeschwindigkeit 297 referenzieren, um sie mit den Raddrehzahlinformationen zu vergleichen, um zu bestimmen, wann ein Rad durchdreht. Wenn zum Beispiel die Fahrzeuggeschwindigkeit 297 sehr niedrig ist, aber die Raddrehzahl hoch ist, kann die Drehzahldifferenz angeben, dass eines (oder mehrere) der Räder mit einer hohen Raddrehzahl durchdrehen.
Die Bodenfreiheitssensoren 240 können Informationen bereitstellen, die die aktuelle Beladung oder die Gewichtsverteilung des Fahrzeugs 200 angeben. Auf Grundlage der aktuellen Beladung oder der Gewichtsverteilung des Fahrzeugs 200 und auf Grundlage dessen, bei welchem Rad Schlupf vorliegt, kann die Steuerung 260 (wiederum über den Steueralgorithmus) die Radposition einer oder mehrerer der Ecken des Fahrzeugs 200 einstellen, um die Gewichtsverteilung zwischen den Ecken durch Betätigen des Steuerventils 270 eines oder mehrerer der Räder zu verlagern, um die Dämpfung (und die Bodenfreiheit) für beliebige ausgewählte der adaptiven Federungsdämpfer 250 auf Basis einzelner Räder zu modifizieren. Die Gewichtsverlagerung kann die Reibungskraft an dem Rad, bei dem Schlupf vorliegt, einstellen (z. B. über die vorstehend angegebene Gleichung) und kann eine verbesserte Traktion bereitstellen.
In einer beispielhaften Ausführungsform kann der Steueralgorithmus 280 eine Lookup-Tabelle beinhalten, die unterschiedliche Gewichtsverteilungsstrategien über die Zuweisung unterschiedlicher Radpositionseinstellungen für die Ecken auf Grundlage der aktuellen Radpositionsinformationen und Raddrehzahlinformationen und manchmal auch auf Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit 297 und/oder anderer Parameter definiert. Wenn zum Beispiel bei dem rechten Vorderrad aufgrund des Verlusts des Kontakts zum Boden Schlupf vorliegt, kann das rechte Vorderrad in Richtung des Bodens abgesenkt werden (z. B. durch Leiten von Hydraulikfluid über den Kolben des entsprechenden adaptiven Federungsdämpfers 250 des rechten Vorderrads). Gleichzeitig kann die Steuerung 260 das linke Vorder- und das rechte Hinterrad anheben und das linke Hinterrad absenken, um das Federungssystem 210 dazu zu bringen, die vordere Gelenkbeweglichkeit zu maximieren. Dies kann einen inhärenten Mangel vieler unabhängiger vorderer Federungssysteme gegenüber einer vorderen Starrachse überwinden, indem erlaubt wird, dass das Fahrzeug Hindernisse überquert, die andernfalls nicht überquert werden könnten, während der Kontakt zum Boden mit allen vier Rädern aufrechterhalten wird, wie vorstehend in den 1B und 1C gezeigt.
In einigen Beispielen können zudem weitere Verbesserungen bereitgestellt werden, indem ermöglicht wird, dass der individuelle Reifenkontaktdruck gemessen wird. Zum Beispiel kann ein Dehnungsmessstreifen in den Reifen jedes der Räder 230 bereitgestellt sein, um den Kontaktdruck an jedem der Räder 230 zu messen. Der Dehnungsmessstreifen kann einen Druck an der Reifenaufstandsfläche jedes der Räder 230 in Echtzeit (oder nahezu in Echtzeit) messen. In einem derartigen Beispiel kann die Normalkraft gleich dem gemessenen Druck multipliziert mit dem Reifenaufstandsflächeninhalt sein. Somit kann die Normalkraft, wenn der Reifenaufstandsflächeninhalt bekannt ist und der Druck gemessen wird, jederzeit bekannt sein, indem der Druck über den Dehnungsmessstreifen gemessen wird. Die Lookup-Tabelle und/oder der Steueralgorithmus 280 können verschiedene Gewichtsverlagerungsstrategien definieren, um die Traktion zu verbessern, was beinhalten kann, dass bemerkt wird, wann ein Rad beginnt Traktion zu verlieren, indem es beginnt, den Reifenaufstandsflächendruck zu reduzieren.
In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Steuerung 260 zudem an ein Kreiselgerät 291 oder eine andere Vorrichtung wirkgekoppelt sein, die fähig ist, Nivellierungsinformationen für das Fahrzeug 100 in Echtzeit zu bestimmen. In einigen Ausführungsformen kann der Steueralgorithmus 280 einen primären Modus beinhalten, in dem die durch das Kreiselgerät 291 bereitgestellten Nivellierungsinformationen verwendet werden, um einzelne Eckhöhen, die jedem Rad zugeordnet sind (wie vorstehend beschrieben), zu modifizieren, um das Fahrzeug 100 im Wesentlichen waagerecht zu halten. Wenn jedoch der primäre Modus des Steueralgorithmus 280 nicht in der Lage ist, den waagerechten Zustand aufrecht zu halten, oder wenn ein Radschlupf erfasst wird, kann der Steueralgorithmus 280 in einen sekundären Modus wechseln, in dem der Radschlupf wie vorstehend beschrieben behoben wird. Derartige alternative Steuerverfahren können eine einzelne Steuerung bereitstellen, die zwischen Algorithmen auswählen kann, um einzelne Eckenhöhen einzustellen, um die Karosserie so waagerecht wie möglich zu halten (z. B. in den meisten leichten bis mäßigen Fällen unter Verwendung des primären Modus), aber sie können auch dazu beitragen, den Radweg und Kontakt zum Boden in extremen Fällen zu maximieren, in denen ein Vorliegen von Radschlupf unter Verwendung der in dieser Schrift beschriebenen Techniken im sekundären Modus bemerkt wird. In einigen Fällen kann die Steuerung 260 auch mit einem Tastenfeld 293 wirkgekoppelt sein. Das Tastenfeld 293 kann betreibbar sein, um einzelne Radpositionen manuell zu steuern. Zum Beispiel kann das Tastenfeld 293 ein erstes Betätigungselement und ein zweites Betätigungselement (z. B. wie ein Pluszeichen geformt) beinhalten. Jedes derartige Betätigungselement kann entlang einer ersten Achse (z. B. einer horizontalen Achse) betätigt werden, um Radpositionen für eine Ecke zu erhöhen und zu verringern, und kann entlang einer zweiten Achse (z. B. einer vertikalen Achse) betätigt werden, um Radpositionen für eine andere Ecke zu erhöhen und zu verringern. Durch Bereitstellen von zwei derartigen Betätigungselementen können alle vier Ecken einzeln eingestellt werden, um die Radposition manuell zu steuern, indem entweder das Rad in Richtung des Bodens abgesenkt wird oder das Rad unter Verwendung der in dieser Schrift beschriebenen Techniken vom Boden weg gehoben wird. Das Tastenfeld 293 könnte am Lenkrad, am Fahrzeugarmaturenbrett, an der Dachkonsole oder an einer beliebigen anderen Stelle in einfacher Reichweite des Fahrers montiert sein. Das Tastenfeld 293 kann alternativ unter Verwendung von Schaltern, Wippen, Knöpfen, Tasten usw. umgesetzt sein.
In einer beispielhaften Ausführungsform können die vorstehend unter Bezugnahme auf 2 beschriebenen Prozesse genutzt werden, indem Modelle eingesetzt werden, die für jeweilige unterschiedliche Beladungsniveaus für das Fahrzeug 200 (die Bodenfreiheits- oder Radpositionsmessungen entsprechen) modifiziert sind. Optimierungswerte können dann für entsprechende unterschiedliche Beladungsniveaus bestimmt und in der Lookup-Tabelle gespeichert werden, die in der Steuerung 260 gespeichert ist oder anderweitig für letztere zugänglich ist. Während des Betriebs des Fahrzeugs 200 kann die Steuerung 260 dann dazu konfiguriert sein, Eingaben von den Bodenfreiheitssensoren 240 und Raddrehzahlsensoren 242 (und in einigen Fällen sogar Reifendehnungsmessstreifen) anzunehmen, die die Frachtlast angeben können, die aktuell von dem Fahrzeug 200 getragen wird. Da die Bodenfreiheitssensoren 240 jedoch positionsspezifisch sind, kann es nicht nur möglich sein, einen Gesamtfrachtlastwert zu erzeugen, sondern es kann ferner möglich sein, zu verstehen, wie die Last durch das Fahrzeug 200 getragen wird. Unter Verwendung der Informationen über die Fahrzeugbeladung, die von den Bodenfreiheitssensoren 240 bestimmt werden, und unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit 297 kann die Steuerung 260 dazu konfiguriert sein, die Lookup-Tabelle oder den Steueralgorithmus 280 zu nutzen, um optimale Einstellungen der Bodenfreiheit, Radposition und/oder Dämpfung für den aktiven Federungsdämpfer 250 zu finden, der jedem jeweiligen der Räder 230 zugeordnet ist. Die Steuerung 260 kann dann Anweisungen zum Steuern der adaptiven Federungsdämpfer 250 über die Steuerventile 270 bereitstellen, die jedem davon zugeordnet sind.
Wie vorstehend angemerkt, kann in dem adaptiven Federungsdämpfer 250 Hydraulikfluid, das von einer externen Quelle (z. B. der Hydraulikpumpe 290 und dem Behälter 295) bereitgestellt wird, über oder unter einem Kolben (z. B. einem Kolbenkopf) des adaptiven Federungsdämpfers 250 eingeführt werden, um die Bodenfreiheit des Fahrzeugs 200 abzusenken oder anzuheben oder die Radposition an einzelnen Ecken des Fahrzeugs 200 anzuheben oder abzusenken. In einer beispielhaften Ausführungsform kann der adaptive Federungsdämpfer 250 daher Öffnungen aufweisen, die sich abwechselnd öffnen und schließen, um eine Bewegung des Hydraulikfluids um den Kolben herum (wenn offen) zuzulassen, um eine positionsempfindliche Dämpfung zu erlauben, und dann eine zusätzliche Bewegung von Fluid zu verhindern und die Arbeitskammer des adaptiven Federungsdämpfers 250 abzudichten, sodass er als hydraulischer Kolben fungieren kann (wenn geschlossen). In einigen Ausführungsformen können die Steuerventile 270 die vorstehend beschriebenen Öffnungen sein, die sich abwechselnd öffnen oder schließen, um zu erlauben und zu verhindern, dass Fluid in die oder aus der Arbeitskammer strömt. In einem derartigen Beispiel kann sich das Fluid bei ausgeschalteter Hydraulikpumpe 290 und offenen Steuerventilen 270 durch ausgewählte obere oder untere Öffnungen (z. B. auf Grundlage der Magnetbetätigung oder anderer Auswahlmittel) zu der Stelle über oder unter dem Kolben bewegen, wodurch es dem Stoßdämpfer erlaubt wird, als positionsabhängiger Dämpfer zu fungieren. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Arbeitskammer ein zylindrischer Körper mit Aussparungen in der Seite (z. B. über und unter der normalen Kolbenposition) sein und eine drehbare oder verschiebbare Buchse kann außerhalb der Arbeitskammer mit entsprechenden Aussparungen bereitgestellt sein, die entweder übereinstimmend mit denen der Arbeitskammer ausgerichtet sind (in der offenen Position) oder zu diesen abweichend ausgerichtet sind (in der geschlossenen Position). Wenn die Hydraulikpumpe 290 startet, können die Steuerventile 270 geschlossen werden (z. B. durch Bewegen der drehbaren oder verschiebbaren Buchse in eine Position, in der die Aussparungen der Buchse nicht übereinstimmend mit denen der Arbeitskammer ausgerichtet sind, um die Steuerventile 270 zu schließen, wobei die Federvorspannung überwunden wird, die die Steuerventile 270 nominell offen hält). Danach kann der Kolben in der Arbeitskammer wie ein Hydraulikzylinder fest abgestützt sein, jedoch bei einer neuen Bodenfreiheit oder neuen Radpositionen auf Grundlage der Fluidmenge, die unter oder über dem Kolben eingeführt wird. Alternativ können die Steuerventile 270 die Richtung für den Fluidstrom (z. B. in den oder aus dem Körper 200) einstellen. Die 3-9 veranschaulichen Beispiele für Abschnitte des adaptiven Federungsdämpfers 250 einer beispielhaften Ausführungsform.
In dieser Hinsicht ist 3 eine schematische Seitenansicht des adaptiven Federungsdämpfers 250 einer beispielhaften Ausführungsform. Wie in 3 gezeigt, kann der adaptive Federungsdämpfer 250 einen Körper 300 und eine Kolbenstange 310 beinhalten, die sich in ein Ende des Körpers 300 erstreckt. An dem gegenüberliegenden Ende des Körpers 300 kann ein Kopplungselement (nicht gezeigt) mit einer Muffe bereitgestellt sein, um eine Wirkkopplung an den Achsschenkel 150 aus 1A zu erleichtern. Die Kolbenstange 310 kann einen Hauptdämpfer 320 (oder Kolbenkopf) beinhalten, der an einem Ende davon angeordnet ist. Währenddessen kann das gegenüberliegende Ende der Kolbenstange 310 dazu konfiguriert sein, an das Fahrgestell des Fahrzeugs 100 wirkgekoppelt zu sein. Der Körper 300 kann ein Fluid (z. B. Hydraulikfluid, Gas oder Öl) beinhalten, das in der Lage ist, sich von einer Seite des Hauptdämpfers 320 als Reaktion auf eine Kraft, die in einer von beiden Richtungen auf die Kolbenstange 310 aufgebracht wird, in die andere Richtung zu bewegen (jedoch bei eingeschränkter freier Bewegung). In dieser Hinsicht erfolgt für das Beispiel aus 3 eine Kompression, wenn sich der Hauptdämpfer 320 und die Kolbenstange 310 nach oben bewegen, und ein Zurückfedern erfolgt, wenn sich der Hauptdämpfer 320 und die Kolbenstange 310 nach unten bewegen. In jedem Fall erzeugt der Hauptdämpfer 320 effektiv getrennte Kammern und das Fluid darin wirkt einer Bewegung der Kolbenstange 310 und des Hauptdämpfers 320 entgegen. Das komprimierte Fluid setzt einer Bewegung des Hauptdämpfers 320 einen Widerstand entgegen, ist jedoch in der Lage, auf kontrollierte Weise am Hauptdämpfer 320 entlang (oder durch diesen hindurch) zu strömen. In einigen Fällen kann es möglich sein, die Größe der Kraft einzustellen, die vom Hauptdämpfer 320 aufgewiesen wird (entweder in der Konstruktionsphase oder nach dem Zusammenbau), zum Beispiel durch Einstellen der Fluidmenge in dem Körper 300 oder der Rate, mit der Fluid am Hauptdämpfer 320 entlang oder durch diesen hindurch strömt.
In einigen Ausführungsformen können die Steuerventile 270 magnetbetätigt und mit dem Betrieb der Hydraulikpumpe 290 koordiniert sein, um das Einführen von Fluid in den Körper 300 über dem Hauptdämpfer 320 (oder das Abziehen eines solchen Fluids) zu steuern, um die Radposition zu steuern, wie vorstehend angemerkt (d. h. Heben oder Absenken des Rads an jeder Ecke). Der/Die Magnet(e) kann/können zum Beispiel ein Magnet vom Ein/Aus-Typ sein, der normalerweise „aus“ sein kann, wenn er nicht mit Leistung versorgt wird, und der/die Magnet(e) kann/können (durch die Steuerung 260) mit Leistung versorgt werden, wenn die Hydraulikpumpe 290 eingeschaltet ist. Es sind jedoch auch andere Betriebsparadigmen möglich. In einigen Fällen kann es ferner wünschenswert sein, dass der adaptive Federungsdämpfer 250 Umleitungen oder Ablasswege einschließt, die entweder durch den Hauptdämpfer 320, um den Hauptdämpfer (z. B. über den Körper 300) verlaufen. Derartige Umleitungen oder Ablasswege können die Steuerung der Bewegungsrate des Fluids aus einer Kammer über oder unter dem Kolbenkopf erleichtern, wenn sie offen sind, und können das Einschließen des Fluids in dem Körper 300 erleichtern, wenn sie geschlossen sind, sodass der adaptive Federungsdämpfer 250 als hydraulischer Kolben fungieren kann. In einer beispielhaften Ausführungsform können die Umleitungen oder Ablasswege axial an unterschiedlichen Stellen positioniert sein, sodass die Position der Kolbenstange 310 innerhalb des Körpers 300 vorgeben kann, welche Umleitungen aktiviert werden können. In dieser Hinsicht kann, nachdem die Kolbenstange 310 die axiale Stelle einer Umleitung passiert hat, eine derartige Umleitung unter Umständen nicht mehr fähig sein, eine Wirkung zu erzielen. Wenn alle Umleitungen passiert wurden, besteht danach keine Umleitungsfähigkeit.
In einer beispielhaften Ausführungsform kann sich ein Buchsenelement 330 um einen Abschnitt des Körpers 300 erstrecken und koaxial zu diesem sein. Das Buchsenelement 330 kann einen Durchmesser aufweisen, der ausreicht, damit der Körper 300 in dieses passt. Das Buchsenelement 330 kann Aussparungen 332 beinhalten, die in Seitenwänden davon angeordnet sind und in der radialen Richtung durch die Seitenwände des Buchsenelements 330 verlaufen. Das Buchsenelement 330 kann mit dem Körper 300 wirkgekoppelt sein, sodass eine Feder die Aussparungen 332 so positioniert, dass sie nicht übereinstimmend mit den Aussparungen 340 ausgerichtet sind. Jedoch kann das Buchsenelement 330 über einem bestimmten Druck innerhalb des Körpers 300 gedreht werden, um die Aussparungen 332 und die Aussparungen 340 übereinstimmend auszurichten, um eine Umleitung oder einen Ablassweg innerhalb eines äußeren Körpers 350 zu definieren. In 3 sind diese Aussparungen 332 nicht übereinstimmend mit Aussparungen 340 ausgerichtet, die in Seitenwänden des Körpers 330 ausgebildet sind. Wenn sich jedoch jeder der Sätze von Aussparungen 332/340 (z. B. diejenigen über oder unter dem Hauptdämpfer 320) in übereinstimmender Ausrichtung befindet, kann Fluid über den/die entsprechend geöffnete(n) Umleitung oder Ablassweg aus dem Körper 300 austreten, um eine interne Umleitungsfähigkeit für den adaptiven Federungsdämpfer 250 bereitstellen. Wenn die Aussparungen 332/340 danach aus der übereinstimmenden Ausrichtung genommen werden, sind die Umleitung oder die Ablasswege nicht mehr verfügbar und der Körper 300 kann in einen hydraulischen Kolben umgewandelt werden. Das Öffnen des Steuerventils 270 zum Einlassen von Fluid in den oder aus dem Körper 300 über (oder unter) dem Hauptdämpfer 320 kann dann das Rad an der entsprechenden Ecke des Fahrzeugs 100 entweder anheben oder absenken, wie vorstehend beschrieben.
In einigen Ausführungsformen kann eine unendliche Anzahl von Höhen oder Radpositionen zwischen den oberen und unteren Höhen-/Positionsgrenzen verfügbar sein. In derartigen Fällen kann die Lookup-Tabelle oder eine andere Programmierung, auf die durch die Steuerung 260 oder in dem Steueralgorithmus 280 zugegriffen wird, jede inkrementelle Höhe/Position definieren, auf die eine konkrete Ecke unter den erfassten Umständen eingestellt werden sollte. In anderen Fällen kann jedoch eine begrenzte Anzahl von Höhen/Positionen (z. B. niedrig, mittel und hoch) definiert sein, und derartige diskrete Höhen/Positionen können erneut über die Lookup-Tabelle oder eine andere Programmierung bestimmt werden, auf die durch die Steuerung 260 oder den Steueralgorithmus 280 zugegriffen wird.
Die 4-9 veranschaulichen ein Beispiel für einen Körper 400 und eine Buchse 410, die verwendet werden können, um den adaptiven Federungsdämpfer 250 einiger Ausführungsformen zu verkörpern. In dieser Hinsicht ist 4 eine Querschnittsansicht durch einen Punkt entlang der axialen Länge des Körpers 400, an dem sich die Aussparungen 420 befinden. Wie in 4 gezeigt, befinden sich die Aussparungen 430 ebenfalls in der Buchse 410 an der gleichen axialen Stelle. In 4 sind die Aussparungen 420 und 430 nicht übereinstimmend ausgerichtet, und daher ist die durch den Körper 400 ausgebildete Arbeitskammer abgedichtet (oder geschlossen). Wenn jedoch die Buchse 410, wie durch die Pfeile 440 gezeigt, gedreht wird, wären die Aussparungen 420 und 430 übereinstimmend ausgerichtet, um einen Fluidstrom aus den übereinstimmend ausgerichteten Aussparungen 420/430 zuzulassen, wodurch eine Umleitung oder ein Auslassweg definiert wird. 5 ist eine perspektivische Ansicht der gleichen Situation, die in 4 gezeigt ist (d. h. es wird der gleiche Bereich an der Querschnittslinie betrachtet).
Die 6 und 7 zeigen eine Seitenansicht des Körpers 400 und der Buchse 410 (nicht im Querschnitt) mit einem anderen Satz von Aussparungen 440 und 450, die sich ebenfalls in einem nicht übereinstimmend ausgerichteten (geschlossenen) Zustand befinden. In den 6 und 7 sind die Aussparungen 440 und 420 (d. h. diejenigen an dem Körper 400) schattiert gezeigt, da sie nicht tatsächlich sichtbar sind. Währenddessen zeigen die 8 und 9 eine Seitenansicht des Körpers 400 und der Buchse 410 mit beiden Aussparungen 420 und 430 und dem anderen Satz von Aussparungen 440 und 450 in einem übereinstimmend ausgerichteten (offenen) Zustand. Während die Beispiele aus den 4-9 eine drehbare Buchse einsetzen, über die Aussparungen gedreht werden, um eine übereinstimmende Ausrichtung zu erreichen, ist es auch möglich, dass die Buchse verschoben oder anderweitig axial bewegt wird (anstatt gedreht zu werden). Bei einer derartigen Alternative können die Aussparungen radial aneinander übereinstimmend ausgerichtet, jedoch axial versetzt sein. Das Verschieben der Buchse kann die Aussparungen in übereinstimmende axiale Ausrichtung zum Öffnen bringen und eine abweichende axiale Ausrichtung bewirken, um die entsprechenden Öffnungen/Ventile zu schließen. In der alternativen Ausführungsform kann das Öffnen auch unter Verwendung von hydraulischem Druck erreicht werden, und das Schließen kann unter Federdruck erfolgen, um die Buchse in eine Ruheposition zurückzubringen.
Ein Federungssteuersystem für ein Fahrzeug kann daher bereitgestellt werden. Das System kann eine Vielzahl von Rädern, die jeweiligen Ecken des Fahrzeugs zugeordnet sind, eine Vielzahl von Raddrehzahlsensoren, wobei mindestens einer der Raddrehzahlsensoren jedem jeweiligen der Räder entspricht, um eine Raddrehzahl von jedem jeweiligen der Räder zu erfassen, einen adaptiven Federungsdämpfer, der jeder der jeweiligen Ecken des Fahrzeugs zugeordnet ist, und eine Steuerung beinhalten. Die Steuerung kann mit den Raddrehzahlsensoren und dem adaptiven Federungsdämpfer wirkgekoppelt sein, um eine Höhe einer ausgewählten Ecke des Fahrzeugs selektiv einzustellen, um die Fahrzeuggewichtsverteilung als Reaktion auf eine gemessene Raddrehzahl, die ein Vorliegen von Schlupf bei einem Rad angibt, zu verlagern.
Das System einiger Ausführungsformen (oder einfach der Dämpfer selbst) kann zusätzliche Merkmale, Modifikationen, Erweiterungen und/oder dergleichen beinhalten, um weitere Aufgaben umzusetzen oder die Leistung des Systems zu verbessern. Die zusätzlichen Merkmale, Modifikationen, Erweiterungen und/oder dergleichen können in einer beliebigen Kombination miteinander hinzugefügt werden. Es folgt eine Liste verschiedener zusätzlicher Merkmale, Modifikationen und Erweiterungen, die jeweils einzeln oder in einer beliebigen Kombination miteinander hinzugefügt werden können. Zum Beispiel kann das System einen Hydraulikkreislauf beinhalten, der eine Pumpe und einen Behälter beinhaltet. Der Hydraulikkreislauf kann betreibbar sein, um die Höhe (z. B. Bodenfreiheit oder Radposition relativ zu einem Bereich eines Federwegs) einer ausgewählten Ecke selektiv einzustellen. In einer beispielhaften Ausführungsform kann der adaptive Federungsdämpfer einen Körper, der eine Arbeitskammer definiert, und eine Buchse beinhalten, die mit dem Körper wirkgekoppelt ist, um die Arbeitskammer relativ zu Kompressions- und Zurückfederungsereignissen, die an dem adaptiven Federungsdämpfer auftreten, abwechselnd zu öffnen, um zu ermöglichen, dass ein Arbeitsfluid in die Arbeitskammer eintritt oder aus dieser austritt, um die Höhe der ausgewählten Ecke selektiv einzustellen, und zu schließen, um zu ermöglichen, dass ein Kolbenkopf als Dämpfer innerhalb der Arbeitskammer fungiert. In einigen Fällen kann der Körper eine erste Aussparung auf einer ersten Seite des Kolbenkopfes und eine zweite Aussparung auf einer zweiten Seite des Kolbenkopfes beinhalten, wobei die Buchse eine dritte Aussparung an einer gleichen axialen Position wie die erste Aussparung und eine vierte Aussparung an einer gleichen axialen Position wie die zweite Aussparung beinhalten kann. Die Buchse kann beweglich sein, um die erste Aussparung übereinstimmend mit der dritten Aussparung und die zweite Aussparung übereinstimmend mit der vierten Aussparung auszurichten, um die Arbeitskammer zu öffnen. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Buchse beweglich sein, um die erste Aussparung abweichend von der dritten Aussparung und die zweite Aussparung abweichend von der vierten Aussparung auszurichten, um die Arbeitskammer zu schließen. In einigen Fällen kann die Buchse bewegt werden, um die Arbeitskammer als Reaktion auf den Betrieb des Hydraulikkreislaufs zu öffnen, und die Buchse kann federbelastet sein, um die Arbeitskammer als Reaktion darauf zu schließen, dass der Hydraulikkreislauf nicht in Betrieb ist. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Steuerung einen oder mehrere Magneten steuern, die Umleitungswege in oder um den Kolbenkopf herum öffnen oder schließen. In einigen Fällen kann die Steuerung die Raddrehzahl von jedem jeweiligen der Räder vergleichen, um zu bestimmen, ob sich die gemessene Raddrehzahl um mehr als einen Schwellenbetrag von anderen Raddrehzahlen unterscheidet. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Steuerung die Raddrehzahl von jedem jeweiligen der Räder mit der Fahrzeuggeschwindigkeit vergleichen, um zu bestimmen, ob sich die gemessene Raddrehzahl um mehr als einen Schwellenbetrag von der Fahrzeuggeschwindigkeit unterscheidet. In einigen Fällen kann die Steuerung einen Steueralgorithmus ausführen, um die Fahrzeuggewichtsverteilung durch Einstellen der Höhe der ausgewählten Ecke zu verlagern. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Steuerung den Steueralgorithmus automatisch und ohne Fahrereingabe ausführen. In einigen Fällen kann jeder der Reifen einen Dehnungsmessstreifen beinhalten, um einen Kontaktdruck zu erfassen, und der Steueralgorithmus kann Informationen empfangen, die den Kontaktdruck angeben, um die Fahrzeuggewichtsverteilung einzustellen, wenn der Kontaktdruck von einem von jedem der Räder unter einem Schwellenwert liegt. In einer beispielhaften Ausführungsform kann der Steueralgorithmus auf eine Lookup-Tabelle zugreifen, um zu bestimmen, wie die Fahrzeuggewichtsverteilung zu verlagern ist. In einigen Fällen kann die Steuerung den Steueralgorithmus als Nivellierungsalgorithmus auf Grundlage von durch ein Kreiselgerät bereitgestellten Nivellierungsinformationen ausführen, und die Steuerung kann mit einer Tastatur eine Schnittstelle bilden, um Benutzereingaben anzunehmen, um die Höhe der ausgewählten Ecke manuell einzustellen.
Viele Modifikationen und andere Ausführungsformen der in dieser Schrift dargelegten Erfindungen werden dem Fachmann auf dem Gebiet, zu dem diese Erfindungen gehören, der über den Nutzen der in den vorhergehenden Beschreibungen und den zugeordneten Zeichnungen dargelegten Lehren verfügt, ersichtlich. Daher versteht es sich, dass die Erfindungen nicht auf die offenbarten spezifischen Ausführungsformen beschränkt sein sollen und dass Modifikationen und andere Ausführungsformen im Umfang der beigefügten Patentansprüche beinhaltet sein sollen. Darüber hinaus versteht es sich, dass, obwohl die vorstehenden Beschreibungen und die zugeordneten Zeichnungen beispielhafte Ausführungsformen im Zusammenhang mit bestimmten beispielhaften Kombinationen von Elementen und/oder Funktionen beschreiben, unterschiedliche Kombinationen von Elementen und/oder Funktionen durch alternative Ausführungsformen bereitgestellt werden können, ohne vom Umfang der beigefügten Patentansprüche abzuweichen. In dieser Hinsicht werden zum Beispiel auch andere Kombinationen von Elementen und/oder Funktionen als die vorliegend explizit beschriebenen in Betracht gezogen, wie sie in einigen der beigefügten Patentansprüche dargelegt sein können. In Fällen, in denen in dieser Schrift Vorteile, Nutzen oder Lösungen für Probleme beschrieben werden, versteht es sich, dass derartige Vorteile, Nutzen und/oder Lösungen auf einige beispielhafte Ausführungsformen, aber nicht notwendigerweise auf alle beispielhaften Ausführungsformen anwendbar sein können. Somit sollten die in dieser Schrift beschriebenen Vorteile, Nutzen oder Lösungen nicht als wesentlich, erforderlich oder unabdingbar für alle Ausführungsformen oder für das in dieser Schrift Beanspruchte verstanden werden. Obwohl in dieser Schrift spezifische Ausdrücke eingesetzt werden, werden diese lediglich in einem generischen und beschreibenden Sinne und nicht zum Zwecke der Einschränkung verwendet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein adaptive Federungsdämpfer bereitgestellt, der Folgendes aufweist: einen Körper, der eine Arbeitskammer definiert, und eine Buchse, die mit dem Körper wirkverbunden ist, zum abwechselnden: Öffnen der Arbeitskammer, um zu ermöglichen, dass ein Arbeitsfluid in die Arbeitskammer eintritt oder aus dieser austritt, um eine Dämpfungskraft auf Grundlage einer Position eines Kolbenkopfes in der Arbeitskammer relativ zu Kompressions- und Zurückfederungsereignissen, die an dem adaptiven Federungsdämpfer auftreten, selektiv einzustellen, und Schließen der Arbeitskammer, um zu ermöglichen, dass der Kolbenkopf als hydraulischer Kolben innerhalb der Arbeitskammer fungiert, um eine Höhe einer Ecke eines Fahrzeugs, an der sich der adaptive Federungsdämpfer befindet, einzustellen.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet der Körper eine erste Aussparung auf einer ersten Seite des Kolbenkopfes und eine zweite Aussparung auf einer zweiten Seite des Kolbenkopfes, wobei die Buchse eine dritte Aussparung an einer gleichen axialen Position wie die erste Aussparung und eine vierte Aussparung an einer gleichen axialen Position wie die zweite Aussparung beinhaltet, und wobei die Buchse beweglich ist, um die erste Aussparung übereinstimmend mit der dritten Aussparung und die zweite Aussparung übereinstimmend mit der vierten Aussparung auszurichten, um die Arbeitskammer zu öffnen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Buchse beweglich, um die erste Aussparung abweichend von der dritten Aussparung und die zweite Aussparung abweichend von der vierten Aussparung auszurichten, um die Arbeitskammer zu schließen.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Buchse bewegt, um die Arbeitskammer als Reaktion auf den Betrieb eines Hydraulikkreislaufs zu schließen, und wobei die Buchse federbelastet wird, um die Arbeitskammer als Reaktion darauf zu öffnen, dass der Hydraulikkreislauf nicht in Betrieb ist.
Gemäß einer Ausführungsform wird ein Übergang zwischen dem Öffnen und Schließen der Arbeitskammer durch eine Steuerung gesteuert, und wobei die Steuerung einen oder mehrere Magneten steuert, die Umleitungswege in oder um den Kolbenkopf öffnen oder schließen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung mit Raddrehzahlsensoren und dem adaptiven Federungsdämpfer wirkgekoppelt, um eine Höhe einer ausgewählten Ecke des Fahrzeugs selektiv einzustellen, um die Fahrzeuggewichtsverteilung als Reaktion auf eine gemessene Raddrehzahl, die ein Vorliegen von Schlupf bei einem Rad angibt, zu verlagern.
Gemäß einer Ausführungsform ist ein Hydraulikkreislauf, der eine Pumpe und einen Behälter umfasst, an die Steuerung wirkgekoppelt, und wobei der Hydraulikkreislauf durch die Steuerung betreibbar ist, um die Höhe der ausgewählten Ecke selektiv einzustellen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Federungssteuersystem für ein Fahrzeug bereitgestellt, das Folgendes aufweist: eine Vielzahl von Rädern, die jeweiligen Ecken des Fahrzeugs zugeordnet sind; eine Vielzahl von Raddrehzahlsensoren, wobei mindestens einer der Raddrehzahlsensoren jedem jeweiligen der Räder entspricht, um die Raddrehzahl von jedem jeweiligen der Räder zu erfassen; einen adaptiven Federungsdämpfer, der jeder der jeweiligen Ecken des Fahrzeugs zugeordnet ist; und eine Steuerung, die mit den Raddrehzahlsensoren und dem adaptiven Federungsdämpfer wirkgekoppelt ist, um eine Höhe einer ausgewählten Ecke des Fahrzeugs selektiv einzustellen, um die Fahrzeuggewichtsverteilung als Reaktion auf eine gemessene Raddrehzahl, die ein Vorliegen von Schlupf bei einem Rad angibt, zu verlagern.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das System einen Hydraulikkreislauf, der eine Pumpe und einen Behälter umfasst, und wobei der Hydraulikkreislauf betreibbar ist, um die Höhe einer ausgewählten Ecke selektiv einzustellen.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der adaptive Federungsdämpfer einen Körper, der eine Arbeitskammer definiert, und eine Buchse, die mit dem Körper wirkgekoppelt ist, um die Arbeitskammer relativ zu Kompressions- und Zurückfederungsereignissen, die an dem adaptiven Federungsdämpfer auftreten, abwechselnd zu öffnen, um zu ermöglichen, dass ein Arbeitsfluid in die Arbeitskammer eintritt oder aus dieser austritt, und zu schließen, um zu ermöglichen, dass ein Kolbenkopf als hydraulischer Kolben innerhalb der Arbeitskammer fungiert, um die Höhe der ausgewählten Ecke selektiv einzustellen.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet der Körper eine erste Aussparung auf einer ersten Seite des Kolbenkopfes und eine zweite Aussparung auf einer zweiten Seite des Kolbenkopfes, wobei die Buchse eine dritte Aussparung an einer gleichen axialen Position wie die erste Aussparung und eine vierte Aussparung an einer gleichen axialen Position wie die zweite Aussparung beinhaltet, und wobei die Buchse beweglich ist, um die erste Aussparung übereinstimmend mit der dritten Aussparung und die zweite Aussparung übereinstimmend mit der vierten Aussparung auszurichten, um die Arbeitskammer zu öffnen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Buchse beweglich, um die erste Aussparung abweichend von der dritten Aussparung und die zweite Aussparung abweichend von der vierten Aussparung auszurichten, um die Arbeitskammer zu schließen.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Buchse bewegt, um die Arbeitskammer als Reaktion auf den Betrieb des Hydraulikkreislaufs zu schließen, und wobei die Buchse federbelastet wird, um die Arbeitskammer als Reaktion darauf zu öffnen, dass der Hydraulikkreislauf nicht in Betrieb ist.
Gemäß einer Ausführungsform steuert die Steuerung einen oder mehrere Magneten, die Umleitungswege in oder um den Kolbenkopf herum öffnen oder schließen.
Gemäß einer Ausführungsform vergleicht die Steuerung die Raddrehzahl von jedem jeweiligen der Räder, um zu bestimmen, ob sich die gemessene Raddrehzahl um mehr als einen Schwellenbetrag von anderen Raddrehzahlen unterscheidet.
Gemäß einer Ausführungsform vergleicht die Steuerung die Raddrehzahl von jedem jeweiligen der Räder mit der Fahrzeuggeschwindigkeit, um zu bestimmen, ob sich die gemessene Raddrehzahl um mehr als einen Schwellenbetrag von der Fahrzeuggeschwindigkeit unterscheidet.
Gemäß einer Ausführungsform führt die Steuerung einen Steueralgorithmus aus, um die Fahrzeuggewichtsverteilung durch Einstellen der Höhe der ausgewählten Ecke zu verlagern.
Gemäß einer Ausführungsform führt die Steuerung den Steueralgorithmus als Nivellierungsalgorithmus auf Grundlage von durch ein Kreiselgerät bereitgestellten Nivellierungsinformationen aus, und wobei die Steuerung mit einer Tastatur eine Schnittstelle bildet, um Benutzereingaben anzunehmen, um die Höhe der ausgewählten Ecke manuell einzustellen.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet jedes der Räder einen Dehnungsmessstreifen, um einen Kontaktdruck zu erfassen, und wobei der Steueralgorithmus Informationen empfängt, die den Kontaktdruck angeben, um die Fahrzeuggewichtsverteilung einzustellen, wenn der Kontaktdruck von einem von jedem der Räder unter einem Schwellenwert liegt.
Gemäß einer Ausführungsform greift der Steueralgorithmus auf eine Lookup-Tabelle zu, um zu bestimmen, wie die Fahrzeuggewichtsverteilung zu verlagern ist.

Claims

Adaptiver Federungsdämpfer, umfassend: einen Körper, der eine Arbeitskammer definiert, und eine Buchse, die mit dem Körper wirkgekoppelt ist, zum abwechselnden: Öffnen der Arbeitskammer, um zu ermöglichen, dass ein Arbeitsfluid in die Arbeitskammer eintritt oder aus dieser austritt, um eine Dämpfungskraft auf Grundlage einer Position eines Kolbenkopfes in der Arbeitskammer relativ zu Kompressions- und Zurückfederungsereignissen, die an dem adaptiven Federungsdämpfer auftreten, selektiv einzustellen, und Schließen der Arbeitskammer, um zu ermöglichen, dass der Kolbenkopf als hydraulischer Kolben innerhalb der Arbeitskammer fungiert, um eine Höhe einer Ecke eines Fahrzeugs, an der sich der adaptive Federungsdämpfer befindet, einzustellen.
Adaptiver Federungsdämpfer nach Anspruch 1, wobei der Körper eine erste Aussparung auf einer ersten Seite des Kolbenkopfes und eine zweite Aussparung auf einer zweiten Seite des Kolbenkopfes beinhaltet, wobei die Buchse eine dritte Aussparung an einer gleichen axialen Position wie die erste Aussparung und eine vierte Aussparung an einer gleichen axialen Position wie die zweite Aussparung beinhaltet, und wobei die Buchse beweglich ist, um die erste Aussparung übereinstimmend mit der dritten Aussparung und die zweite Aussparung übereinstimmend mit der vierten Aussparung auszurichten, um die Arbeitskammer zu öffnen.
Adaptiver Federungsdämpfer nach Anspruch 2, wobei die Buchse beweglich ist, um die erste Aussparung abweichend von der dritten Aussparung und die zweite Aussparung abweichend von der vierten Aussparung auszurichten, um die Arbeitskammer zu schließen.
Adaptiver Federungsdämpfer nach Anspruch 3, wobei die Buchse als Reaktion auf den Betrieb eines Hydraulikkreislaufs bewegt wird, um die Arbeitskammer zu schließen, und wobei die Buchse federbelastet wird, um die Arbeitskammer als Reaktion darauf zu öffnen, dass der Hydraulikkreislauf nicht in Betrieb ist.
Adaptiver Federungsdämpfer nach Anspruch 1, wobei ein Übergang zwischen dem Öffnen und Schließen der Arbeitskammer durch eine Steuerung gesteuert wird, und wobei die Steuerung einen oder mehrere Magneten, die Umleitungswege in oder um den Kolbenkopf herum öffnen oder schließen, steuert.
Adaptiver Federungsdämpfer nach Anspruch 5, wobei die Steuerung mit Raddrehzahlsensoren und dem adaptiven Federungsdämpfer wirkgekoppelt ist, um eine Höhe einer ausgewählten Ecke des Fahrzeugs selektiv einzustellen, um die Fahrzeuggewichtsverteilung als Reaktion auf eine gemessene Raddrehzahl, die ein Vorliegen von Schlupf bei einem Rad angibt, zu verlagern.
Adaptiver Federungsdämpfer nach Anspruch 1, wobei ein Hydraulikkreislauf, der eine Pumpe und einen Behälter umfasst, betriebsfähig an die Steuerung gekoppelt ist, und wobei der Hydraulikkreislauf durch die Steuerung betreibbar ist, um die Höhe der ausgewählten Ecke selektiv einzustellen.
Federungssteuersystem für ein Fahrzeug, wobei das System Folgendes umfasst: eine Vielzahl von Rädern, die jeweiligen Ecken des Fahrzeugs zugeordnet sind; eine Vielzahl von Raddrehzahlsensoren, wobei mindestens einer der Raddrehzahlsensoren jedem jeweiligen der Räder entspricht, um eine Raddrehzahl von jedem jeweiligen der Räder zu erfassen; einen adaptiven Federungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1-7, der jeder der jeweiligen Ecken des Fahrzeugs zugeordnet ist; und eine Steuerung, die mit den Raddrehzahlsensoren und dem adaptiven Federungsdämpfer wirkgekoppelt ist, um eine Höhe einer ausgewählten Ecke des Fahrzeugs selektiv einzustellen, um die Fahrzeuggewichtsverteilung als Reaktion auf eine gemessene Raddrehzahl, die ein Vorliegen von Schlupf bei einem Rad angibt, zu verlagern.
System nach Anspruch 8, wobei das System einen Hydraulikkreislauf umfasst, der eine Pumpe und einen Behälter umfasst, und wobei der Hydraulikkreislauf betreibbar ist, um die Höhe einer ausgewählten Ecke selektiv einzustellen.
System nach Anspruch 8, wobei die Steuerung die Raddrehzahl von jedem jeweiligen der Räder vergleicht, um zu bestimmen, ob sich die gemessene Raddrehzahl um mehr als einen Schwellenbetrag von anderen Raddrehzahlen unterscheidet.
System nach Anspruch 8, wobei die Steuerung die Raddrehzahl von jedem jeweiligen der Räder mit der Fahrzeuggeschwindigkeit vergleicht, um zu bestimmen, ob sich die gemessene Raddrehzahl um mehr als einen Schwellenbetrag von der Fahrzeuggeschwindigkeit unterscheidet.
System nach Anspruch 8, wobei die Steuerung einen Steueralgorithmus ausführt, um die Fahrzeuggewichtsverteilung durch Einstellen der Höhe der ausgewählten Ecke zu verlagern.
System nach Anspruch 12, wobei die Steuerung den Steueralgorithmus als Nivellierungsalgorithmus auf Grundlage von durch ein Kreiselgerät bereitgestellten Nivellierungsinformationen ausführt, und wobei die Steuerung mit einer Tastatur eine Schnittstelle bildet, um Benutzereingaben anzunehmen, um die Höhe der ausgewählten Ecke manuell einzustellen.
System nach Anspruch 12, wobei jedes der Räder einen Dehnungsmessstreifen beinhaltet, um einen Kontaktdruck zu erfassen, und wobei der Steueralgorithmus Informationen empfängt, die den Kontaktdruck angeben, um die Fahrzeuggewichtsverteilung einzustellen, wenn der Kontaktdruck von einem von jedem der Räder unter einem Schwellenwert liegt.
System nach Anspruch 12, wobei der Steueralgorithmus auf eine Lookup-Tabelle zugreift, um zu bestimmen, wie die Fahrzeuggewichtsverteilung zu verlagern ist.