DE102023107421A1 - Damping system and motor vehicle - Google Patents

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Inventor
Jochen Liebold
David Caredda
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Dr Ing HCF Porsche AG
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Dr Ing HCF Porsche AG
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    • B60G17/06—Characteristics of dampers, e.g. mechanical dampers
    • B60G17/08—Characteristics of fluid dampers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32—Details
    • F16F9/44—Means on or in the damper for manual or non-automatic adjustment; such means combined with temperature correction
    • F16F9/46—Means on or in the damper for manual or non-automatic adjustment; such means combined with temperature correction allowing control from a distance, i.e. location of means for control input being remote from site of valves, e.g. on damper external wall

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Dämpfungssystem (1),- mit einem aktiv steuerbaren Stoßdämpfer (3) mit einem ersten Arbeitsraum (4) und einem zweiten Arbeitsraum (5), die durch einen Kolben (6) voneinander getrennt sind,- mit einer Hydraulikpumpe (8) zum Fördern eines Hydraulikmediums in den ersten Arbeitsraum (4) oder den zweiten Arbeitsraum (5),Um insbesondere schnelle Einfeder- oder Ausfederbewegungen besser dämpfen zu können, ist vorgesehen- dass der erste Arbeitsraum (4) über ein erstes regelbares Drosselrückschlagventil (10) kommunizierend mit einem Hydraulikreservoir (11) verbunden ist,- dass der zweite Arbeitsraum (5) über ein zweites regelbares Drosselrückschlagventil (12) kommunizierend mit dem Hydraulikreservoir (11) verbunden ist,- dass in dem ersten Arbeitsraum (4) eine den ersten Arbeitsraum (4) in einen ersten Teilraum (18) und einen zweiten Teilraum (19) unterteilende Trennwand (20) angeordnet ist, wobei in der Trennwand (20) eine in beide Richtungen durchgängige Drosseleinrichtung (21) angeordnet ist.The invention relates to a damping system (1),- with an actively controllable shock absorber (3) with a first working chamber (4) and a second working chamber (5), which are separated from one another by a piston (6),- with a hydraulic pump (8) for conveying a hydraulic medium into the first working chamber (4) or the second working chamber (5),In order to be able to dampen particularly rapid compression or rebound movements better, it is provided- that the first working chamber (4) is connected to a hydraulic reservoir (11) via a first controllable throttle check valve (10),- that the second working chamber (5) is connected to the hydraulic reservoir (11) via a second controllable throttle check valve (12),- that a partition wall (20) is arranged in the first working chamber (4) dividing the first working chamber (4) into a first sub-chamber (18) and a second sub-chamber (19), wherein in the partition wall (20) a continuous throttle device (21) is arranged.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dämpfungssystem mit einem aktiv steuerbaren Stoßdämpfer mit einem ersten Arbeitsraum und einem zweiten Arbeitsraum, die durch einen Kolben voneinander getrennt sind, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Dämpfungssystem.The present invention relates to a damping system with an actively controllable shock absorber with a first working chamber and a second working chamber, which are separated from each other by a piston, according to the preamble of claim 1. The invention also relates to a motor vehicle with such a damping system.

Aus der DE 39 31 857 A1 ist ein gattungsgemäßes Dämpfungssystem mit einem aktiv steuerbaren Stoßdämpfer bekannt, der einen ersten Arbeitsraum und einen durch einen Kolben davon getrennten zweiten Arbeitsraum aufweist. Eine Kolbenstange des Kolbens verläuft dabei durch den zweiten Arbeitsraum. Ebenfalls vorgesehen ist eine Hydraulikpumpe zum Fördern eines Hydraulikmediums in den ersten oder zweiten Arbeitsraum, wodurch unabhängig zur Dämpfung des Stoßdämpfers zusätzlich eine Tragkraft des Stoßdämpfers in weiten Grenzen beliebig einstellbar und veränderbar sein soll.From the DE 39 31 857 A1 A generic damping system with an actively controllable shock absorber is known, which has a first working chamber and a second working chamber separated from it by a piston. A piston rod of the piston runs through the second working chamber. A hydraulic pump is also provided for conveying a hydraulic medium into the first or second working chamber, whereby the load-bearing capacity of the shock absorber can be freely adjusted and changed within wide limits, independently of the damping of the shock absorber.

Aus der DE 295 18 973 U1 ist ein Schwingungsdämpfer mit einem Druckrohr bekannt, in welchem ein Kolben mit einer Kolbenstange axial beweglich angeordnet ist und das Druckrohr in einen oberen und einen unteren Arbeitsraum unterteilt. Der obere Arbeitsraum ist dabei über eine Fluidverbindung mit einem Ölsumpf eines Ausgleichsraums verbunden. Weiter vorgesehen sind ein Dämpfventil zumindest für die Durchströmungsrichtung vom oberen zum unteren Arbeitsraum im Kolben, ein Durchlassventil zwischen einer Anschlussöffnung im oberen Arbeitsraum und dem Ölsumpf sowie ein Rückschlagventil innerhalb eines Bodenventilkörpers, das den unteren Arbeitsraum mit dem Ausgleichsraum verbindet. Um ein Verhältnis der Dämpfungskraft zwischen Zug- und Druckrichtung flexibler gestalten und zugleich in Druckrichtung eine Kavitation im oberen Arbeitsraum vermeiden zu können, ist zusätzlich mindestens ein Dämpfventil zu dem/den Kolbenventil(en) vorgesehen und in Einfahrrichtung eine Dämpfung vom Dämpfventil eingesetzt.From the DE 295 18 973 U1 a vibration damper with a pressure pipe is known in which a piston with a piston rod is arranged so as to be axially movable and the pressure pipe is divided into an upper and a lower working chamber. The upper working chamber is connected to an oil sump of a compensation chamber via a fluid connection. Also provided are a damping valve at least for the flow direction from the upper to the lower working chamber in the piston, a passage valve between a connection opening in the upper working chamber and the oil sump and a check valve within a bottom valve body which connects the lower working chamber to the compensation chamber. In order to make the ratio of the damping force between the tension and compression directions more flexible and at the same time to avoid cavitation in the upper working chamber in the compression direction, at least one damping valve is additionally provided for the piston valve(s) and damping from the damping valve is used in the retraction direction.

Aus der DE 10 2005 010 205 A1 ist eine hydropneumatische Federung mit lastabhängiger Dämpfungssteuerung für Fahrzeuge bekannt, mit mindestens einem im Bereich eines Fahrzeugrades zwischen Fahrzeugaufbau und Fahrzeugachse angeordnetem Kolben-Zylinder-Aggregat, das über eine hydraulische Verbindung mit mindestens einem Druckspeicher verbunden ist. Das Kolben-Zylinder-Aggregat ist mit einem ersten Dämpfventil für die Zug- und Druckdämpfung versehen, wobei in Verbindung mit dem Kolben-Zylinder-Aggregat ein lastabhängig gesteuertes Ventil vorgesehen ist, dessen Ventilkörper durch den Druck des zu beiden Seiten des Ventilkörpers anliegenden Dämpfungsmittels axial verschiebbar ist. Hierdurch sollen ein Fahrkomfort und eine Fahrsicherheit erhöht werden.From the EN 10 2005 010 205 A1 A hydropneumatic suspension with load-dependent damping control for vehicles is known, with at least one piston-cylinder unit arranged in the area of a vehicle wheel between the vehicle body and the vehicle axle, which is connected to at least one pressure accumulator via a hydraulic connection. The piston-cylinder unit is provided with a first damping valve for tension and compression damping, whereby a load-dependent controlled valve is provided in connection with the piston-cylinder unit, the valve body of which can be axially displaced by the pressure of the damping agent applied to both sides of the valve body. This is intended to increase driving comfort and driving safety.

Aus der DE 10 2005 048 949 B3 ist ein Schwingungsdämpfer mit verstellbarer Dämpfkraft bekannt, umfassend eine Kolbenstange, die in einem dämpfmittelgeführten Zylinder zusammen mit einem Kolben axial beweglich angeordnet ist. Der Kolben unterteilt dabei den Zylinder in einen kolbenstangenseitigen und einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum, wobei zusätzlich ein verstellbares Dämpfventil vorgesehen ist, das über eine Fluidverbindung an mindestens einem der beiden Arbeitsräume angeschlossen ist. Dem verstellbaren Dämpfventil ist dabei zumindest ein weiteres Ventil hydraulisch parallelgeschaltet und bezogen auf die Strömung des Dämpfmittels ist dem verstellbaren Dämpfventil und dem mindestens einen weiteren Ventil wiederum in Reihe ein Dämpfventil vorgeschaltet, das in Abhängigkeit der Strömungsgeschwindigkeit des Dämpfmediums in Schließrichtung bewegt wird.From the EN 10 2005 048 949 B3 A vibration damper with adjustable damping force is known, comprising a piston rod which is arranged in a damping medium-guided cylinder together with a piston so that it can move axially. The piston divides the cylinder into a working chamber on the piston rod side and a working chamber remote from the piston rod, with an adjustable damping valve also being provided which is connected to at least one of the two working chambers via a fluid connection. At least one further valve is hydraulically connected in parallel to the adjustable damping valve and, with respect to the flow of the damping medium, a damping valve is connected in series upstream of the adjustable damping valve and the at least one further valve, which is moved in the closing direction depending on the flow speed of the damping medium.

Bei aktiven Dämpfungssystem wird üblicherweise ein an einem Regelventil anliegender Volumenstrom mittels einer Hydraulikpumpe aufgeprägt. Dadurch kommt es zu gewollten Situationen, bei denen bei einer Volumenstromerhöhung durch eine Kolbenbewegung diese durch den von der Hydraulikpumpe aufgeprägten Volumenstrom egalisiert wird. Die Folge hiervon ist, dass dann keine geschwindigkeitsproportionale Kraft (Dämpfkraft) mehr gestellt wird, was insbesondere für die Dämpfung eines Fahrzeugrades kontraproduktiv ist. Die vorliegende Erfindung beschäftigt daher mit dem Problem, für ein Dämpfungssystem der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die insbesondere die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet.In active damping systems, a volume flow applied to a control valve is usually impressed by a hydraulic pump. This leads to desired situations in which an increase in volume flow due to a piston movement is equalized by the volume flow impressed by the hydraulic pump. The consequence of this is that a force proportional to the speed (damping force) is no longer provided, which is counterproductive, in particular, for the damping of a vehicle wheel. The present invention therefore addresses the problem of specifying an improved or at least an alternative embodiment for a damping system of the generic type, which in particular overcomes the disadvantages known from the prior art.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved according to the invention by the subject matter of independent claim 1. Advantageous embodiments are the subject matter of the dependent claims.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, in einen ersten Arbeitsraum unterhalb eines Kolbens eines aktiv steuerbaren Stoßdämpfers eine Trennwand mit einer in beide Richtungen durchgängigen Drosseleinrichtung anzuordnen, wodurch eine zusätzliche Dämpfkraft in Abhängigkeit einer Volumenverdrängung oder Volumenerhöhung einer im zweiten Arbeitsraum verlaufenden Kolbenstange bei einer Dämpferbewegung (Volumenstrom) erzeugt wird. Hierdurch können insbesondere bislang auftretende kontraproduktive Effekte bei einem aktiv gesteuerten Stoßdämpfer vermieden und ein Fahrverhalten deutlich verbessert werden. Das erfindungsgemäße Dämpfungssystem besitzt dabei den zuvor erwähnten aktiv steuerbaren Stoßdämpfer mit dem ersten Arbeitsraum und einem zweiten Arbeitsraum, die durch einen Kolben voneinander getrennt sind und wobei die Kolbenstange des Kolbens durch den zweiten Arbeitsraum verläuft. Ebenfalls vorgesehen ist eine Hydraulikpumpe zum Fördern eines Hydraulikmediums über eine entsprechende Hauptleitung in den ersten oder zweiten Arbeitsraum. Die Hydraulikpumpe kann dabei vorwärts oder rückwärts betrieben werden, wodurch ein vergleichsweise schnelles Anpassen eines Dämpfungsverhaltens des aktiv steuerbaren Stoßdämpfers erreicht werden kann. Erfindungsgemäß ist nun der erste Arbeitsraum über ein erstes regelbares Drosselrückschlagventil kommunizierend mit einem Hydraulikreservoir verbunden, genauso wie der zweite Arbeitsraum über ein zweites regelbares Drosselrückschlagventil kommunizierend mit dem Hydraulikreservoir verbunden ist. Die beiden Drosselrückschlagventile sind zudem kommunizierend miteinander verbunden. In dem ersten Arbeitsraum ist eine diesen ersten Arbeitsraum in einen ersten Teilraum und einen zweiten Teilraum unterteilende Trennwand angeordnet, in der die zuvor erwähnte und in beide Richtungen durchgängige Drosseleinrichtung angeordnet ist. Durch diese Drosseleinrichtung ist es möglich, ein vergleichsweise schnelles Reagieren und Anheben einer Dämpfkraft zu bewirken, die beispielsweise bei einem schnellen Einfedern des Stoßdämpfers erforderlich ist und in dieser Geschwindigkeit von der Hydraulikpumpe durch vermehrtes Fördern von Hydraulikmedium nicht aufgebracht werden könnte. Mit dem erfindungsgemäßen Dämpfungssystem ist es somit möglich, einen aktiv steuerbaren Stoßdämpfer auch außerhalb eines von der Hydraulikpumpe aufgeprägten vordefinierten Volumenstrombereichs so zu regeln, dass eine geschwindigkeitsproportionale Kraft (Dämpfkraft) bereitgestellt wird, obwohl eine Volumenstromerhöhung durch eine Kolbenbewegung durch den von der Hydraulikpumpe aufgeprägten Volumenstrom zumindest teilweise egalisiert wird oder nicht erbracht werden kann. Hierdurch lässt sich insbesondere ein deutlich komfortableres Fahrverhalten erreichen.The present invention is based on the general idea of arranging a partition with a throttle device that runs in both directions in a first working chamber below a piston of an actively controlled shock absorber, whereby an additional damping force is generated depending on a volume displacement or volume increase of a piston rod running in the second working chamber during a damper movement (volume flow). In this way, counterproductive effects that have previously occurred with an actively controlled shock absorber can be avoided and driving behavior can be significantly improved. The damping system according to the invention has the aforementioned actively controllable shock absorber with the first working chamber and a second working chamber, which are separated from one another by a piston, and the piston rod of the piston runs through the second working chamber. A hydraulic pump is also provided for conveying a hydraulic medium via a corresponding main line into the first or second working chamber. The hydraulic pump can be operated forwards or backwards, whereby a comparatively rapid adaptation of the damping behavior of the actively controllable shock absorber can be achieved. According to the invention, the first working chamber is now connected to a hydraulic reservoir via a first controllable throttle check valve, just as the second working chamber is connected to the hydraulic reservoir via a second controllable throttle check valve. The two throttle check valves are also connected to one another in a communicating manner. In the first working chamber, a partition wall is arranged which divides this first working chamber into a first sub-chamber and a second sub-chamber, in which the aforementioned throttle device which is continuous in both directions is arranged. This throttle device makes it possible to achieve a comparatively fast reaction and increase in a damping force, which is required, for example, when the shock absorber is compressed quickly and which could not be applied at this speed by the hydraulic pump by increasing the delivery of hydraulic medium. With the damping system according to the invention, it is thus possible to regulate an actively controllable shock absorber even outside of a predefined volume flow range imposed by the hydraulic pump in such a way that a speed-proportional force (damping force) is provided, even though an increase in volume flow due to a piston movement is at least partially equalized by the volume flow imposed by the hydraulic pump or cannot be provided. This makes it possible to achieve significantly more comfortable driving behavior in particular.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Dämpfungssystems ist die Hydraulikpumpe in einem vordefinierten Volumenstrombereich (Fördervolumenbereich) betreibbar bzw. weist einen solchen auf. Ein derartiger vordefinierter Volumenstrombereich ist dabei so bemessen, dass er sämtliche im üblichen Fahrbetrieb auftretende Ein- bzw. Ausfedervorgänge abdeckt. Mit der in dem vordefinierten Volumenstrombereich betriebenen Hydraulikpumpe kann beispielsweise eine Niveauregulierung, beispielsweise zur Verringerung des Hubens, Nickens und Wankens, realisiert werden.In an advantageous development of the damping system according to the invention, the hydraulic pump can be operated in a predefined volume flow range (delivery volume range) or has such a range. Such a predefined volume flow range is dimensioned such that it covers all compression and rebound processes that occur during normal driving. The hydraulic pump operated in the predefined volume flow range can be used, for example, to implement level control, for example to reduce lifting, pitching and rolling.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist die Drosseleinrichtung derart ausgebildet, dass sie einen durch die Drosseleinrichtung strömenden Volumenstrom innerhalb des vordefinierten Volumenstrombereichs der Hydraulikpumpe nicht oder nur unwesentlich drosselt. Hierdurch soll beispielsweise eine Niveauregulierung allein von der Hydraulikpumpe in ihrem vordefinierten Volumenstrombereich geregelt werden können, ohne dass dabei die Drosseleinrichtung eingreift. Erst bei einer Erhöhung eines Volumenstroms durch beispielsweise eine schnelle Einfederbewegung des Fahrzeugrades baut die Drosseleinrichtung einen Differenzdruck zwischen dem ersten und dem zweiten Teilraum und damit eine zusätzliche Dämpfkraft auf. Die Drosseleinrichtung ist hierzu vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie einen durch die Drosseleinrichtung strömenden Volumenstrom außerhalb des vordefinierten Volumenstrombereichs der Hydraulikpumpe drosselt und dadurch die zuvor erwähnte Druckdifferenz sowie eine Dämpfungswirkung erzeugt.In a particularly preferred embodiment of the solution according to the invention, the throttle device is designed in such a way that it does not throttle a volume flow flowing through the throttle device within the predefined volume flow range of the hydraulic pump, or only throttles it insignificantly. This should enable, for example, a level control to be regulated solely by the hydraulic pump within its predefined volume flow range, without the throttle device intervening. Only when a volume flow increases, for example due to a rapid compression movement of the vehicle wheel, does the throttle device build up a differential pressure between the first and second sub-chambers and thus an additional damping force. The throttle device is preferably designed in such a way that it throttles a volume flow flowing through the throttle device outside the predefined volume flow range of the hydraulic pump, thereby generating the aforementioned pressure difference and a damping effect.

Zweckmäßig sind das erste Drosselrückschlagventil und das zweite Drosselrückschlagventil in einer Nebenleitung angeordnet, wobei das erste Drosselrückschlagventil entgegengesetzt zum zweiten Drosselrückschlagventil ausgerichtet ist. Durch die entgegengesetzte Ausrichtung der beiden Drosselrückschlagventile können sowohl Einfederbewegungen als auch Ausfederbewegungen gedämpft werden. Selbst bei einem Ausfall der Hydraulikpumpe funktioniert das Dämpfungssystem noch als semiaktiver 2-Ventil-Dämpfer.The first throttle check valve and the second throttle check valve are conveniently arranged in a secondary line, with the first throttle check valve aligned opposite to the second throttle check valve. The opposite alignment of the two throttle check valves allows both compression and rebound movements to be dampened. Even if the hydraulic pump fails, the damping system still functions as a semi-active 2-valve damper.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Hydraulikreservoir kommunizierend mit der Nebenleitung verbunden. Das Hydraulikreservoir ist dabei beispielsweise zwischen dem ersten und dem zweiten Drosselrückschlagventil mit der Nebenleitung verbunden, wodurch eine Versorgung des Dämpfungssystems mit Hydraulikmedium unabhängig von einem Ein- oder Ausfedervorgang erreicht werden kann.In an advantageous further development, the hydraulic reservoir is connected to the secondary line in a communicating manner. The hydraulic reservoir is connected to the secondary line, for example, between the first and the second throttle check valve, whereby the damping system can be supplied with hydraulic medium independently of a compression or rebound process.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dämpfungssystems ist die Hydraulikpumpe in einer die beiden Arbeitsräume verbindenden Hauptleitung angeordnet, wobei die Nebenleitung stromauf und stromab der Hydraulikpumpe mit der Hauptleitung verbunden ist. Die Nebenleitung mit den beiden Drosselrückschlagventilen und die Hauptleitung mit der Hydraulikpumpe sind somit parallelgeschaltet. Hierdurch kann erreicht werden, dass im Normalbetrieb, d. h. üblicherweise bei einer in ihrem vordefinierten Volumenstrombereich arbeitenden Hydraulikpumpe, das erste und zweite Drosselrückschlagventil sowie die Drosseleinrichtung nur unwesentlich eingreifen. Erst bei einer beispielsweise durch eine Straßenunebenheit hervorgerufenen schnellen Einfederbewegung greift die Drosseleinrichtung ein und stellt eine erhöhte Dämpfkraft zur Verfügung. Die Hauptleitung mit der Hydraulikpumpe ist dabei kommunizierend mit dem ersten Teilraum des ersten Arbeitsraums verbunden. Der erste Teilraum liegt auf einer dem Kolben abgewandten Seite der Trennwand.In a further advantageous embodiment of the damping system according to the invention, the hydraulic pump is arranged in a main line connecting the two working chambers, with the secondary line being connected to the main line upstream and downstream of the hydraulic pump. The secondary line with the two throttle check valves and the main line with the hydraulic pump are thus connected in parallel. This means that in normal operation, ie usually with a hydraulic pump operating in its predefined volume flow range, the first and second throttle check valves and the throttle device only intervene insignificantly. Only when there is a disruption, for example due to a bump in the road The throttle device intervenes during the rapid compression movement caused by the spring force and provides an increased damping force. The main line with the hydraulic pump communicates with the first sub-chamber of the first working chamber. The first sub-chamber is located on a side of the partition facing away from the piston.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dämpfungssystems weist das erste Drosselrückschlagventil eine regelbare erste Drossel und ein parallel dazu angeordnetes erstes Rückschlagventil auf. Zusätzlich oder alternativ kann das zweite Drosselrückschlagventil eine regelbare zweite Drossel und ein parallel dazu angeordnetes zweites Rückschlagventil aufweisen. Durch die Regelbarkeit der ersten und/oder zweiten Drossel im jeweils zugehörigen ersten oder zweiten Drosselrückschlagventil kann eine nochmals verfeinerte Steuerung des Dämpfungssystems erreicht werden. Hierzu ist beispielsweise eine Steuereinrichtung vorgesehen, die über entsprechende Sensoren, beispielsweise Drucksensoren und/oder Geschwindigkeitssensoren, entsprechende Werte zur Steuerung des Dämpfungssystems erhält.In a further advantageous embodiment of the damping system according to the invention, the first throttle check valve has an adjustable first throttle and a first check valve arranged parallel to it. Additionally or alternatively, the second throttle check valve can have an adjustable second throttle and a second check valve arranged parallel to it. The controllability of the first and/or second throttle in the respective associated first or second throttle check valve allows an even more refined control of the damping system to be achieved. For this purpose, for example, a control device is provided which receives corresponding values for controlling the damping system via corresponding sensors, for example pressure sensors and/or speed sensors.

Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Dämpfungssystem auszustatten und dadurch eine aktive Radaufhängung zu schaffen, bei welcher im Normalbetrieb, d. h. bei einer in ihrem vordefinierten Volumenstrombereich arbeitenden Hydraulikpumpe ein Volumenstrom des Hydraulikmediums und damit auch indirekt eine Dämpfkraft ausschließlich von oder nahezu ausschließlich von der Hydraulikpumpe erbracht wird, während bei einer Erhöhung des Volumenstroms, beispielsweise durch eine schnelle Einfederbewegung und damit eine Bewegung einer Kolbenstange, maßgeblich resultierend aus der Radbewegung, von der Drosseleinrichtung ein Differenzdruck und dadurch eine zusätzliche Dämpfkraft erzeugt werden. Die Drosseleinrichtung ist dabei in beide Richtungen durchgängig und wirkt somit dämpfkraftverstärkend sowohl bei einer Einfeder- als auch bei einer Ausfederbewegung des Fahrzeugrades.The present invention is further based on the general idea of equipping a motor vehicle with such a damping system and thereby creating an active wheel suspension in which, in normal operation, i.e. with a hydraulic pump operating in its predefined volume flow range, a volume flow of the hydraulic medium and thus also indirectly a damping force is provided exclusively or almost exclusively by the hydraulic pump, while when the volume flow increases, for example due to a rapid compression movement and thus a movement of a piston rod, resulting primarily from the wheel movement, a differential pressure and thus an additional damping force is generated by the throttle device. The throttle device is continuous in both directions and thus has a damping force-enhancing effect both during a compression and rebound movement of the vehicle wheel.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs ist dieses als Elektro- oder Hybridfahrzeug ausgebildet. Besonders bei Elektrofahrzeugen werden aufgrund des bei diesen Fahrzeugen an sich geringeren Geräuschniveaus andere Faktoren, wie beispielsweise ein unruhiges Fahrverhalten, von einem Fahrer stärker wahrgenommen und schneller als unangenehm empfunden. Das erfindungsgemäße Dämpfungssystem kann somit insbesondere bei Elektrofahrzeugen eine deutliche Komfortsteigerung bieten.In a further advantageous embodiment of the motor vehicle according to the invention, this is designed as an electric or hybrid vehicle. In the case of electric vehicles in particular, other factors such as unsteady driving behavior are more noticeable to the driver and are more quickly perceived as unpleasant due to the inherently lower noise level of these vehicles. The damping system according to the invention can therefore offer a significant increase in comfort, particularly in the case of electric vehicles.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.Further important features and advantages of the invention emerge from the subclaims, from the drawing and from the associated description of the figures based on the drawing.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den durch die Ansprüche definierten Rahmen der Erfindung zu verlassen. Vorstehend genannte und nachfolgend noch zu nennende Bestandteile einer übergeordneten Einheit, wie z.B. einer Einrichtung, einer Vorrichtung oder einer Anordnung, die separat bezeichnet sind, können separate Bauteile bzw. Komponenten dieser Einheit bilden oder integrale Bereiche bzw. Abschnitte dieser Einheit sein, auch wenn dies in der Zeichnung anders dargestellt ist.It is understood that the features mentioned above and those to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the invention defined by the claims. Components mentioned above and to be mentioned below of a higher-level unit, such as a device, an apparatus or an arrangement, which are designated separately, can form separate parts or components of this unit or be integral areas or sections of this unit, even if this is shown differently in the drawing.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawing and are explained in more detail in the following description, wherein the same reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.

Dabei zeigen jeweils schematisch

  • 1 eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Dämpfungssystems in einem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug,
  • 2 ein Geschwindigkeits-Kraft-Diagramm zur Verdeutlichung der Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Dämpfungssystems.
Each schematically shows
  • 1 a representation of a damping system according to the invention in a motor vehicle according to the invention,
  • 2 a speed-force diagram to illustrate the mode of operation of the damping system according to the invention.

Entsprechend der 1 weist ein erfindungsgemäßes Dämpfungssystem 1 in einem Kraftfahrzeug 2, insbesondere in einem Elektro- oder Hybridfahrzeug, einen aktiv steuerbaren Stoßdämpfer 3 mit einem ersten Arbeitsraum 4 und einem zweiten Arbeitsraum 5 auf. Die beiden Arbeitsräume 4, 5 sind dabei durch einen Kolben 6 voneinander getrennt, wobei eine Kolbenstange 7 durch den zweiten Arbeitsraum 5 verläuft. Die Größe der beiden Arbeitsräume 4, 5 hängt dabei selbstverständlich von der Stellung des Kolbens 6 ab und ist demzufolge veränderlich. Weiter vorgesehen ist eine Hydraulikpumpe 8, die je nach Förderrichtung Hydraulikmedium in den ersten Arbeitsraum 4 oder den zweiten Arbeitsraum 5 fördert. Die Hydraulikpumpe 8 dient dabei der aktiven Dämpfkraftunterstützung des Stoßdämpfers 3 und kann das Hydraulikmedium in beide Richtungen fördern. Eingebunden ist dabei die Hydraulikpumpe 8 in eine Hauptleitung 9, die die Hydraulikpumpe 8 sowohl mit dem ersten Arbeitsraum 4 als auch mit dem zweiten Arbeitsraum 5 verbindet.According to the 1 a damping system 1 according to the invention in a motor vehicle 2, in particular in an electric or hybrid vehicle, has an actively controllable shock absorber 3 with a first working chamber 4 and a second working chamber 5. The two working chambers 4, 5 are separated from one another by a piston 6, with a piston rod 7 running through the second working chamber 5. The size of the two working chambers 4, 5 naturally depends on the position of the piston 6 and is therefore variable. A hydraulic pump 8 is also provided, which pumps hydraulic medium into the first working chamber 4 or the second working chamber 5 depending on the pumping direction. The hydraulic pump 8 serves to actively support the damping force of the shock absorber 3 and can pump the hydraulic medium in both directions. The hydraulic pump 8 is integrated into a main line 9, which connects the hydraulic pump 8 to both the first working chamber 4 and the second working chamber 5.

Der erste Arbeitsraum 4 ist dabei über ein erstes regelbares Drosselrückschlagventil 10 kommunizierend mit einem Hydraulikreservoir 11 verbunden, während der zweite Arbeitsraum 5 über ein zweites regelbares Drosselrückschlagventil 12 kommunizierend mit dem Hydraulikreservoir 11 verbunden ist. Das erste Drosselrückschlagventil 10 weist dabei eine regelbare erste Drossel 13 und ein parallel dazu angeordnetes erstes Rückschlagventil 14 auf, wobei zusätzlich oder alternativ das zweite Drosselrückschlagventil 12 eine regelbare zweite Drossel 15 und ein parallel dazu angeordnetes zweites Rückschlagventil 16 aufweist. Das erste Drosselrückschlagventil 10 und das zweite Drosselrückschlagventil 12 sind dabei in einer Nebenleitung 17 angeordnet und parallel zu der in der Hauptleitung 9 angeordneten Hydraulikpumpe 8 angeordnet. Die Nebenleitung 17 ist kommunizierend stromauf und stromab der Hydraulikpumpe 8 mit der Hauptleitung 9 verbunden.The first working chamber 4 is connected to a hydraulic reservoir 11 via a first adjustable throttle check valve 10, while the second working chamber 5 is connected to the hydraulic reservoir 11 via a second adjustable throttle check valve 12. The first throttle check valve 10 has an adjustable first throttle 13 and a first check valve 14 arranged parallel thereto, wherein additionally or alternatively the second throttle check valve 12 has an adjustable second throttle 15 and a second check valve 16 arranged parallel thereto. The first throttle check valve 10 and the second throttle check valve 12 are arranged in a secondary line 17 and parallel to the hydraulic pump 8 arranged in the main line 9. The secondary line 17 is connected to the main line 9 upstream and downstream of the hydraulic pump 8.

In dem ersten Arbeitsraum 4 ist darüber hinaus erfindungsgemäß eine diesen ersten Arbeitsraum 4 in einen ersten Teilraum 18 und einen zweiten Teilraum 19 unterteilende Trennwand 20 angeordnet, wobei in dieser Trennwand 20 eine in beide Richtungen durchgängige Drosseleinrichtung 21 angeordnet ist. Die Durchgängigkeit in beide Richtungen ist dabei durch die beiden Pfeile symbolisiert. Wie der 1 weiter zu entnehmen ist, ist die Hauptleitung 9 kommunizierend mit dem ersten Teilraum 18 des ersten Arbeitsraums 4 verbunden.In addition, according to the invention, a partition wall 20 is arranged in the first working space 4, dividing this first working space 4 into a first sub-space 18 and a second sub-space 19, wherein a throttle device 21 which is continuous in both directions is arranged in this partition wall 20. The continuity in both directions is symbolized by the two arrows. As the 1 As can be seen further, the main line 9 is communicatingly connected with the first sub-chamber 18 of the first working chamber 4.

Im üblichen Fahrbetrieb wird nun der aktive Stoßdämpfer 3 durch einen von Hydraulikpumpe 8 aufgeprägten Volumenstrom gesteuert. Hierbei arbeitet die Hydraulikpumpe 8 in einem vordefinierten Volumenstrombereich 22 (vergleiche 2), in welchem die Hydraulikpumpe 8 eine Volumenänderung des ersten Arbeitsraums 4 und des zweiten Arbeitsraums 5 durch eine Bewegung des Kolbens 6 bzw. der Kolbenstange 7 durch einen entsprechenden Volumenstrom ausgleichen bzw. beeinflussen kann. Arbeitet dabei die Hydraulikpumpe 8 innerhalb des vordefinierten Volumenstrombereichs 22, so drosselt die Drosseleinrichtung 21, einen durch diese strömenden Volumenstrom nicht oder nur unwesentlich. Die Drosseleinrichtung 21 ist dabei derart ausgebildet, dass sie einen durch diese strömenden Volumenstrom außerhalb des vordefinierten Volumenstrombereichs 22 der Hydraulikpumpe 8 drosselt und dadurch eine Dämpfungswirkung entfaltet, d. h. eine zusätzliche Dämpfkraft Foz bereitstellt. Eine derartige zusätzliche Dämpfkraft Foz wäre allein durch die Hydraulikpumpe 8 aufgrund deren Trägheit in einem tolerierbaren Zeitfenster nicht zu bewerkstelligen. Gerade bei einer Volumenstromerhöhung, bedingt durch beispielsweise eine schnelle Verstellbewegung des Kolbens 6, kann von der Hydraulikpumpe 8 keine geschwindigkeitsproportionale Kraft (Dämpfkraft FD) mehr gestellt werden, was insbesondere für die Bedämpfung eines Fahrzeugrades 23 kontraproduktiv wäre.In normal driving operation, the active shock absorber 3 is now controlled by a volume flow imposed by the hydraulic pump 8. The hydraulic pump 8 operates in a predefined volume flow range 22 (compare 2 ), in which the hydraulic pump 8 can compensate for or influence a volume change in the first working chamber 4 and the second working chamber 5 by moving the piston 6 or the piston rod 7 using a corresponding volume flow. If the hydraulic pump 8 operates within the predefined volume flow range 22, the throttle device 21 does not throttle a volume flow flowing through it, or only throttles it insignificantly. The throttle device 21 is designed such that it throttles a volume flow flowing through it outside the predefined volume flow range 22 of the hydraulic pump 8, thereby developing a damping effect, i.e. providing an additional damping force Foz. Such an additional damping force Foz could not be achieved by the hydraulic pump 8 alone within a tolerable time window due to its inertia. Especially in the case of an increase in volume flow, caused for example by a rapid adjustment movement of the piston 6, the hydraulic pump 8 can no longer provide a speed-proportional force (damping force F D ), which would be counterproductive, in particular for the damping of a vehicle wheel 23.

Aus der 2 ist deutlich zu erkennen, dass das erfindungsgemäße Dämpfungssystem 1 im vordefinierten Volumenstrombereich 22 der Hydraulikpumpe 8 sowohl in Zugrichtung als auch in Druckrichtung allein durch die Hydraulikpumpe 8 eine genügend große Dämpfkraft FD erzeugen kann. Bei einer schnellen Ein- oder Ausfederbewegungen des Fahrzeugrades 23, bedingt durch eine Straßenunebenheit, ist die Förderleistung der Hydraulikpumpe 8 jedoch nicht ausreichend bzw. diese zu träge, um in einer tolerierbar kurzen Zeit eine zusätzliche Dämpfkraft FDZ bereitzustellen. Hier greift die erfindungsgemäß in der Trennwand 20 angeordnete Drosseleinrichtung 21 ein, die die zusätzliche Dämpfkraft Foz außerhalb des vordefinierten Volumenstrombereichs 22 der Hydraulikpumpe 8 einfach und vor allen Dingen unmittelbar zur Verfügung stellt.From the 2 it can be clearly seen that the damping system 1 according to the invention can generate a sufficiently large damping force F D in the predefined volume flow range 22 of the hydraulic pump 8 both in the tensile direction and in the compressive direction by the hydraulic pump 8 alone. In the case of rapid compression or rebound movements of the vehicle wheel 23, caused by an uneven road, the delivery capacity of the hydraulic pump 8 is, however, not sufficient or too sluggish to provide an additional damping force F DZ in a tolerably short time. This is where the throttle device 21 arranged in the partition wall 20 according to the invention comes into play, which makes the additional damping force Foz available outside the predefined volume flow range 22 of the hydraulic pump 8 simply and, above all, immediately.

Alles in allem kann mit dem erfindungsgemäßen Dämpfungssystem 1 und dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug 2 somit ein deutlich erhöhter Fahrkomfort erreicht werden.All in all, a significantly increased driving comfort can be achieved with the damping system 1 according to the invention and the motor vehicle 2 according to the invention.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Claims (10)

Dämpfungssystem (1), - mit einem aktiv steuerbaren Stoßdämpfer (3) mit einem ersten Arbeitsraum (4) und einem zweiten Arbeitsraum (5), die durch einen Kolben (6) voneinander getrennt sind, wobei eine Kolbenstange (7) des Kolbens (6) durch den zweiten Arbeitsraum (5) verläuft, - mit einer Hydraulikpumpe (8) zum Fördern eines Hydraulikmediums in den ersten Arbeitsraum (4) oder den zweiten Arbeitsraum (5), dadurch gekennzeichnet, - dass der erste Arbeitsraum (4) über ein erstes regelbares Drosselrückschlagventil (10) kommunizierend mit einem Hydraulikreservoir (11) verbunden ist, - dass der zweite Arbeitsraum (5) über ein zweites regelbares Drosselrückschlagventil (12) kommunizierend mit dem Hydraulikreservoir (11) verbunden ist, - dass in dem ersten Arbeitsraum (4) eine den ersten Arbeitsraum (4) in einen ersten Teilraum (18) und einen zweiten Teilraum (19) unterteilende Trennwand (20) angeordnet ist, wobei in der Trennwand (20) eine in beide Richtungen durchgängige Drosseleinrichtung (21) angeordnet ist.Damping system (1), - with an actively controllable shock absorber (3) with a first working chamber (4) and a second working chamber (5), which are separated from one another by a piston (6), wherein a piston rod (7) of the piston (6) runs through the second working chamber (5), - with a hydraulic pump (8) for conveying a hydraulic medium into the first working chamber (4) or the second working chamber (5), characterized in that - the first working chamber (4) is connected to a hydraulic reservoir (11) via a first controllable throttle check valve (10), - the second working chamber (5) is connected to the hydraulic reservoir (11) via a second controllable throttle check valve (12), - a partition wall (20) is arranged in the first working chamber (4) dividing the first working chamber (4) into a first partial chamber (18) and a second partial chamber (19), wherein in the partition wall (20) there is a A throttle device (21) which is continuous in all directions is arranged. Dämpfungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikpumpe (8) einen vordefinierten Volumenstrombereich (22) aufweist.Damping system according to Claim 1 , characterized in that the hydraulic pump (8) has a predefined volume flow range (22). Dämpfungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseleinrichtung (21) derart ausgebildet ist, dass sie einen durch die Drosseleinrichtung (21) strömenden Volumenstrom innerhalb des vordefinierten Volumenstrombereichs (22) der Hydraulikpumpe (8) nicht oder nur marginal drosselt.Damping system according to Claim 2 , characterized in that the throttle device (21) is designed such that it does not throttle, or only marginally throttles, a volume flow flowing through the throttle device (21) within the predefined volume flow range (22) of the hydraulic pump (8). Dämpfungssystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseleinrichtung (21) derart ausgebildet ist, dass sie einen durch die Drosseleinrichtung (21) strömenden Volumenstrom außerhalb des vordefinierten Volumenstrombereichs (22) der Hydraulikpumpe (8) drosselt und dadurch eine zusätzliche Dämpfkraft Foz entfaltet.Damping system according to Claim 2 or 3 , characterized in that the throttle device (21) is designed such that it throttles a volume flow flowing through the throttle device (21) outside the predefined volume flow range (22) of the hydraulic pump (8) and thereby develops an additional damping force Foz. Dämpfungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Drosselrückschlagventil (10) und das zweite Drosselrückschlagventil (10) in einer Nebenleitung (17) angeordnet sind, wobei das erste Drosselrückschlagventil (10) entgegengesetzt zum zweiten Drosselrückschlagventil (12) ausgerichtet ist.Damping system according to one of the preceding claims, characterized in that the first throttle check valve (10) and the second throttle check valve (10) are arranged in a secondary line (17), wherein the first throttle check valve (10) is oriented opposite to the second throttle check valve (12). Dämpfungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydraulikreservoir (11) kommunizierend mit der Nebenleitung (17) verbunden ist.Damping system according to Claim 5 , characterized in that the hydraulic reservoir (11) is communicatively connected to the secondary line (17). Dämpfungssystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikpumpe (8) in einer die beiden Arbeitsräume (4, 5) verbindenden Hauptleitung (9) angeordnet ist, wobei die Nebenleitung (17) stromauf und stromab der Hydraulikpumpe (8) mit der Hauptleitung (9) verbunden ist.Damping system according to Claim 5 or 6 , characterized in that the hydraulic pump (8) is arranged in a main line (9) connecting the two working spaces (4, 5), wherein the secondary line (17) is connected to the main line (9) upstream and downstream of the hydraulic pump (8). Dämpfungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass das erste Drosselrückschlagventil (10) eine regelbare erste Drossel (13) und ein parallel dazu angeordnetes erstes Rückschlagventil (14) aufweist, und/oder - dass das zweite Drosselrückschlagventil (12) eine regelbare zweite Drossel (15) und ein parallel dazu angeordnetes zweites Rückschlagventil (16) aufweist.Damping system according to one of the preceding claims, characterized in that - the first throttle check valve (10) has a controllable first throttle (13) and a first check valve (14) arranged parallel thereto, and/or - the second throttle check valve (12) has a controllable second throttle (15) and a second check valve (16) arranged parallel thereto. Kraftfahrzug (2) mit einem Dämpfungssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Motor vehicle (2) with a damping system (1) according to one of the preceding claims. Kraftfahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug (2) als Elektro- oder Hybridfahrzeug ausgebildet ist.Motor vehicle according to Claim 9 , characterized in that the motor vehicle (2) is designed as an electric or hybrid vehicle.
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