DE102023113966A1 - Chassis Device, Vehicle and Method - Google Patents
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Abstract
Fahrwerkvorrichtung (9) für ein Rad (5, 6) eines Fahrzeugs (1), mit einem Hydraulikzylinder (12), in dem Hydraulikflüssigkeit (20) aufgenommen ist, einem Gasfederspeicher (25), in dem ebenfalls Hydraulikflüssigkeit (20) aufgenommen ist, einem verstellbaren Dämpfungsventil (32), das sowohl mit dem Hydraulikzylinder (12) als auch mit dem Gasfederspeicher (25) in Fluidverbindung steht, einer Hydraulikpumpe (22), die sowohl mit dem Hydraulikzylinder (12) als auch mit dem Gasfederspeicher (25) in Fluidverbindung steht, und einer Regel- und Steuereinrichtung (44) zum stufenlosen Öffnen und Schließen des Dämpfungsventils (32) und zum Verbringen der Hydraulikpumpe (22) von einem Pumpmodus in einen Rekuperationsmodus und umgekehrt, wobei das Dämpfungsventil (32) und die Hydraulikpumpe (22) parallel zueinander geschaltet sind, wobei während eines Fahrbetriebs der Fahrwerkvorrichtung (9) Hydraulikflüssigkeit (20) von dem Hydraulikzylinder (12) zu dem Gasfederspeicher (25) und umgekehrt durch das Dämpfungsventil (32) und/oder durch die Hydraulikpumpe (22) strömt, und wobei die Regel- und Steuereinrichtung (44) dazu eingerichtet ist, während des Fahrbetriebs das Dämpfungsventil (32) zunehmend zu schließen, um einen Volumenstrom der durch die Hydraulikpumpe (22) strömenden Hydraulikflüssigkeit (20) zu vergrößern, und die Hydraulikpumpe (22) in den Rekuperationsmodus zu verbringen, so dass eine von der Hydraulikpumpe (22) während des Rekuperationsmodus abgegebene elektrische Leistung mit zunehmendem Schließen des Dämpfungsventils (32) ansteigt. Chassis device (9) for a wheel (5, 6) of a vehicle (1), with a hydraulic cylinder (12) in which hydraulic fluid (20) is accommodated, a gas spring accumulator (25) in which hydraulic fluid (20) is also accommodated, an adjustable damping valve (32) which is in fluid communication with both the hydraulic cylinder (12) and the gas spring accumulator (25), a hydraulic pump (22) which is in fluid communication with both the hydraulic cylinder (12) and the gas spring accumulator (25), and a regulating and control device (44) for continuously opening and closing the damping valve (32) and for switching the hydraulic pump (22) from a pumping mode to a recuperation mode and vice versa, wherein the damping valve (32) and the hydraulic pump (22) are connected in parallel to one another, wherein during driving operation of the chassis device (9) hydraulic fluid (20) is supplied from the hydraulic cylinder (12) to the gas spring accumulator (25) and vice versa through the damping valve (32) and/or through the hydraulic pump (22), and wherein the regulating and control device (44) is designed to increasingly close the damping valve (32) during driving operation in order to increase a volume flow of the hydraulic fluid (20) flowing through the hydraulic pump (22), and to put the hydraulic pump (22) into the recuperation mode, so that an electrical power output by the hydraulic pump (22) during the recuperation mode increases with increasing closing of the damping valve (32).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrwerkvorrichtung für ein Fahrzeug, ein Fahrzeug mit einer derartigen Fahrwerkvorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Fahrwerkvorrichtung.The present invention relates to a chassis device for a vehicle, a vehicle with such a chassis device and a method for operating such a chassis device.
Zur Steigerung des Fahrkomforts und der Handling-Fähigkeit von Kraftfahrzeugen sind betriebsintern semi-aktive Dämpfer, hydropneumatische Federn, Luftfedern und andere stellbare Fahrwerkkomponenten bekannt. Mit Hilfe derartiger Fahrwerkkomponenten kann beispielsweise eine Variation eines Dämpfungsverhaltens zur Anpassung des Fahrkomforts und des Fahrverhaltens, eine Variation einer Federsteifigkeit zur Anpassung des Fahrkomforts oder zum Ausgleich von Lasten, eine Variation einer Fahrzeugneigung sowohl in einer Längsrichtung als auch in einer Querrichtung zum Ausgleich der Fahrzeugneigung oder zum dynamischen Einsteuern in Kurven sowie eine Variation einer Fahrzeughöhe, sowohl dynamisch zum Ausgleich von Fahrbahnunebenheiten als auch passiv zur Einstellung der Fahrzeughöhe und/oder einer Bodenfreiheit, verwirklicht werden. Insbesondere bei Elektrofahrzeugen ist es wünschenswert, eine erzielbare Reichweite möglichst zu vergrößern. Hierzu können wie zuvor erwähnte Fahrwerkkomponenten zur Gewinnung von elektrischer Energie herangezogen werden.Semi-active dampers, hydropneumatic springs, air springs and other adjustable chassis components are known in-house to increase the driving comfort and handling of motor vehicles. With the help of such chassis components, for example, a variation in damping behavior to adapt the driving comfort and handling, a variation in spring stiffness to adapt the driving comfort or to balance loads, a variation in vehicle inclination in both a longitudinal and transverse direction to compensate for the vehicle inclination or for dynamic steering in curves, and a variation in vehicle height, both dynamically to compensate for uneven road surfaces and passively to adjust the vehicle height and/or ground clearance, can be achieved. In the case of electric vehicles in particular, it is desirable to increase the achievable range as much as possible. For this purpose, chassis components can be used to generate electrical energy, as previously mentioned.
Die
Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine verbesserte Fahrwerkvorrichtung zur Verfügung zu stellen.Against this background, an object of the present invention is to provide an improved chassis device.
Demgemäß wird eine Fahrwerkvorrichtung für ein Rad eines Fahrzeugs vorgeschlagen. Die Fahrwerkvorrichtung umfasst einen Hydraulikzylinder, in dem Hydraulikflüssigkeit aufgenommen ist, einen Gasfederspeicher, in dem ebenfalls Hydraulikflüssigkeit aufgenommen ist, ein verstellbares Dämpfungsventil, das sowohl mit dem Hydraulikzylinder als auch mit dem Gasfederspeicher in Fluidverbindung steht, eine Hydraulikpumpe, die sowohl mit dem Hydraulikzylinder als auch mit dem Gasfederspeicher in Fluidverbindung steht, und eine Regel- und Steuereinrichtung zum stufenlosen Öffnen und Schließen des Dämpfungsventils und zum Verbringen der Hydraulikpumpe von einem Pumpmodus in einen Rekuperationsmodus und umgekehrt, wobei das Dämpfungsventil und die Hydraulikpumpe parallel zueinander geschaltet sind, wobei während eines Fahrbetriebs der Fahrwerkvorrichtung Hydraulikflüssigkeit von dem Hydraulikzylinder zu dem Gasfederspeicher und umgekehrt durch das Dämpfungsventil und/oder durch die Hydraulikpumpe strömt, und wobei die Regel- und Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, während des Fahrbetriebs das Dämpfungsventil zunehmend zu schließen, um einen Volumenstrom der durch die Hydraulikpumpe strömenden Hydraulikflüssigkeit zu vergrößern, und die Hydraulikpumpe in den Rekuperationsmodus zu verbringen, so dass eine von der Hydraulikpumpe während des Rekuperationsmodus abgegebene elektrische Leistung mit zunehmendem Schließen des Dämpfungsventils ansteigt.Accordingly, a chassis device for a wheel of a vehicle is proposed. The chassis device comprises a hydraulic cylinder in which hydraulic fluid is accommodated, a gas spring accumulator in which hydraulic fluid is also accommodated, an adjustable damping valve which is in fluid communication with both the hydraulic cylinder and the gas spring accumulator, a hydraulic pump which is in fluid communication with both the hydraulic cylinder and the gas spring accumulator, and a regulating and control device for continuously opening and closing the damping valve and for switching the hydraulic pump from a pumping mode to a recuperation mode and vice versa, wherein the damping valve and the hydraulic pump are connected in parallel to one another, wherein during driving operation of the chassis device hydraulic fluid flows from the hydraulic cylinder to the gas spring accumulator and vice versa through the damping valve and/or through the hydraulic pump, and wherein the regulating and control device is designed to increasingly close the damping valve during driving operation in order to increase a volume flow of the hydraulic fluid flowing through the hydraulic pump and to switch the hydraulic pump to the recuperation mode so that a pressure output by the hydraulic pump during the recuperation mode electrical power increases with increasing closing of the damping valve.
Dadurch, dass die Regel- und Steuereinrichtung während des Fahrbetriebs das Dämpfungsventil zunehmend schließt und gleichzeitig die Hydraulikpumpe in den Rekuperationsmodus verbringt, wodurch die von der Hydraulikpumpe abgegebene elektrische Leistung ansteigt, ist es möglich, eine Reichweite des vorzugsweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs zu vergrößern.Because the control device increasingly closes the damping valve during driving and at the same time puts the hydraulic pump into recuperation mode, whereby the electrical power delivered by the hydraulic pump increases, it is possible to increase the range of the preferably electrically powered vehicle.
Die Fahrwerkvorrichtung kann Teil eines Fahrwerks des Fahrzeugs sein. Vorzugsweise ist jedem Rad des Fahrzeugs eine derartige Fahrwerkvorrichtung zugeordnet. Für den Fall, dass das Fahrzeug vier Räder aufweist, weist dieses insbesondere auch vier Fahrwerkvorrichtungen auf. Somit bilden mehrere, insbesondere vier, Fahrwerkvorrichtungen zusammen mit einem Fahrgestell des Fahrzeugs ein Fahrwerk des Fahrzeugs. Dabei ist jedes Rad insbesondere mit Hilfe des diesem zugeordneten Hydraulikzylinders mit dem Fahrgestell gekoppelt oder wirkverbunden.The chassis device can be part of a chassis of the vehicle. Preferably, each wheel of the vehicle is assigned such a chassis device. In the event that the vehicle has four wheels, it also has in particular four chassis devices. Thus, several, in particular four, chassis devices together with a chassis of the vehicle form a chassis of the vehicle. Each wheel is coupled or operatively connected to the chassis in particular with the aid of the hydraulic cylinder assigned to it.
Die Fahrwerkvorrichtungen unterschiedlicher Räder können gemeinsame Bauteile oder gemeinsame Komponenten aufweisen. Beispielsweise können sämtliche Fahrwerkvorrichtungen eine gemeinsame Regel- und Steuereinrichtung aufweisen. Es kann aber auch jeder Fahrwerkvorrichtung eine eigene Regel- und Steuereinrichtung zugeordnet sein. Das Fahrzeug ist besonders bevorzugt ein Elektrofahrzeug. Die Begriffe „Fahrzeug“ und „Elektrofahrzeug“ können daher beliebig gegeneinander getauscht werden. Das Fahrzeug kann jedoch auch ein Hybridfahrzeug sein. In diesem Fall kann das Fahrzeug einen Verbrennungsmotor aufweisen.The chassis devices of different wheels can have common parts or components. For example, all chassis devices can have a common regulating and control device. However, each chassis device can also be assigned its own regulating and control device. The vehicle is particularly preferably an electric vehicle. The terms "vehicle" and "electric vehicle" can therefore be interchanged as desired. However, the vehicle can also be a hybrid vehicle. In this case, the vehicle can have an internal combustion engine.
Der Hydraulikzylinder umfasst bevorzugt ein Gehäuse, in dem ein in das Gehäuse hineinfahrbarer und aus dem Gehäuse herausfahrbarer Kolben aufgenommen ist. Zwischen dem Gehäuse und dem Kolben ist bevorzugt ein Aufnahmeraum vorgesehen, der mit der Hydraulikflüssigkeit gefüllt sein kann. Das Gehäuse ist insbesondere mit Hilfe eines Anbindungselements, beispielsweise in Form eines Kugelkopfs, mit dem Fahrgestell verbunden. Demgemäß kann der Kolben insbesondere mit Hilfe eines weiteren Anbindungselements, beispielsweise in Form eines Kugelkopfs, mit einem der Räder verbunden sein. Umgekehrt kann auch das Gehäuse mit dem jeweiligen Rad und der Kolben mit dem Fahrgestell gekoppelt sein. Der Hydraulikzylinder weist vorzugsweise genau einen Hydraulikanschluss auf. Der Hydraulikanschluss ist insbesondere an dem Gehäuse des Hydraulikzylinders vorgesehen. Die Hydraulikflüssigkeit ist vorzugsweise Hydrauliköl.The hydraulic cylinder preferably comprises a housing in which a piston is accommodated that can be moved into and out of the housing. Between the housing and the piston, a receiving space is preferably provided that can be filled with the hydraulic fluid. The housing is in particular connected to a Connecting element, for example in the form of a ball head, connected to the chassis. Accordingly, the piston can be connected to one of the wheels in particular with the aid of a further connecting element, for example in the form of a ball head. Conversely, the housing can also be coupled to the respective wheel and the piston to the chassis. The hydraulic cylinder preferably has exactly one hydraulic connection. The hydraulic connection is provided in particular on the housing of the hydraulic cylinder. The hydraulic fluid is preferably hydraulic oil.
Während des Fahrbetriebs beziehungsweise während einer Fahrt der Fahrwerkvorrichtung beziehungsweise des Fahrzeugs wird der Kolben in das Gehäuse hinein- und wieder aus diesem herausverlagert. Hierdurch wird die in dem Hydraulikzylinder aufgenommene Hydraulikflüssigkeit zumindest teilweise aus dem Hydraulikzylinder verdrängt oder strömt wieder in diesen hinein. Während des Fahrbetriebs bewegt sich das Fahrzeug fahrend auf einem Untergrund fort. Der Untergrund kann eine Straße oder ein beliebiges Gelände sein. Die Räder rollen während des Fahrbetriebs auf dem Untergrund ab.During driving or while the chassis device or the vehicle is moving, the piston is moved into the housing and out of it again. As a result, the hydraulic fluid held in the hydraulic cylinder is at least partially displaced from the hydraulic cylinder or flows back into it. During driving, the vehicle moves along a surface. The surface can be a road or any type of terrain. The wheels roll on the surface during driving.
Der Fahrbetrieb kann beispielsweise Kurvenfahrten, Bergauffahrten, Bergabfahrten oder dergleichen umfassen. Bei dem Fahrbetrieb kann das Fahrzeug auch über Bodenunebenheiten fahren. Während des Fahrbetriebs strömt somit, je nachdem, ob sich der Kolben in das Gehäuse hinein- oder aus diesem herausbewegt, Hydraulikflüssigkeit von dem Hydraulikzylinder zu dem Gasfederspeicher und umgekehrt. Diese Hydraulikflüssigkeit kann dann durch das Dämpfungsventil und/oder durch die Hydraulikpumpe hindurchströmen oder durch diese hindurchgefördert werden.The driving operation can include, for example, cornering, driving uphill, driving downhill or the like. During driving, the vehicle can also drive over uneven ground. During driving, hydraulic fluid flows from the hydraulic cylinder to the gas spring accumulator and vice versa, depending on whether the piston moves into or out of the housing. This hydraulic fluid can then flow through the damping valve and/or through the hydraulic pump or be pumped through them.
Der Gasfederspeicher fungiert insbesondere als Federung für das der jeweiligen Fahrwerkvorrichtung zugeordnete Rad. Der Hydraulikzylinder fungiert hingegen als Federbein für das jeweilige Rad. Der Gasfederspeicher weist vorzugsweise ein Gehäuse auf, in dem Hydraulikflüssigkeit aufgenommen ist. Der Gasfederspeicher umfasst bevorzugt eine Membran, welche die Hydraulikflüssigkeit von einem in dem Gehäuse des Gasfederspeichers aufgenommenen Gas trennt. Das Gas kann beispielsweise Stickstoff sein. Mit Hilfe des Gases wird die Membran vorgespannt. Wird Hydraulikflüssigkeit in den Gasfederspeicher hineingedrückt oder hineingefördert, so verformt sich die Membran, und das Gas wird komprimiert. Das Gas übt dann mittelbar über die Membran einen Druck auf die Hydraulikflüssigkeit aus.The gas spring accumulator functions in particular as a suspension for the wheel assigned to the respective chassis device. The hydraulic cylinder, on the other hand, functions as a spring strut for the respective wheel. The gas spring accumulator preferably has a housing in which hydraulic fluid is accommodated. The gas spring accumulator preferably comprises a membrane which separates the hydraulic fluid from a gas accommodated in the housing of the gas spring accumulator. The gas can be nitrogen, for example. The membrane is pre-tensioned with the aid of the gas. If hydraulic fluid is pressed or pumped into the gas spring accumulator, the membrane deforms and the gas is compressed. The gas then exerts pressure on the hydraulic fluid indirectly via the membrane.
Das Dämpfungsventil ist vorzugsweise ein Drosselventil und kann daher auch als Drosselventil bezeichnet werden. Das Dämpfungsventil wirkt als zwischen dem Hydraulikzylinder und dem Gasfederspeicher vorgesehene Drossel. Darunter, dass das Dämpfungsventil „verstellbar“ oder „einstellbar“ ist, ist vorliegend insbesondere zu verstehen, dass das Dämpfungsventil stufenlos von einem geöffneten Zustand in einen geschlossenen Zustand und umgekehrt verbracht werden kann. „Stufenlos“ heißt dabei insbesondere, dass das das Dämpfungsventil zwischen dem geöffneten Zustand und dem geschlossenen Zustand in eine beliebige Anzahl an Zwischenzuständen verbracht werden kann. Insbesondere kann das Dämpfungsventil stufenlos von 0 % bis 100 % geöffnet und wieder geschlossen werden. Hierzu kann das Dämpfungsventil einen Aktuator oder ein Stellelement, beispielsweise in Form eines Elektromotors, aufweisen.The damping valve is preferably a throttle valve and can therefore also be referred to as a throttle valve. The damping valve acts as a throttle provided between the hydraulic cylinder and the gas spring accumulator. The fact that the damping valve is "adjustable" or "configurable" is to be understood in this case in particular to mean that the damping valve can be moved continuously from an open state to a closed state and vice versa. "Continuously" means in particular that the damping valve can be moved to any number of intermediate states between the open state and the closed state. In particular, the damping valve can be opened and closed continuously from 0% to 100%. For this purpose, the damping valve can have an actuator or a control element, for example in the form of an electric motor.
Während des Fahrbetriebs wirkt das Dämpfungsventil insbesondere als Dämpfer für das der Fahrwerkvorrichtung zugeordnete Rad. Je weiter das Dämpfungsventil geöffnet ist, desto mehr Hydraulikflüssigkeit strömt während des Fahrbetriebs durch das Dämpfungsventil hindurch und desto weniger Hydraulikflüssigkeit strömt durch die Hydraulikpumpe und umgekehrt. Dabei ist das Dämpfungsventil in zwei Richtungen von der Hydraulikflüssigkeit durchströmbar. Das Dämpfungsventil arbeitet somit bidirektional oder richtungsunabhängig. Entsprechendes gilt für die Hydraulikpumpe.During driving, the damping valve acts in particular as a damper for the wheel assigned to the chassis device. The further the damping valve is opened, the more hydraulic fluid flows through the damping valve during driving and the less hydraulic fluid flows through the hydraulic pump and vice versa. The hydraulic fluid can flow through the damping valve in two directions. The damping valve therefore works bidirectionally or independently of direction. The same applies to the hydraulic pump.
Je mehr Hydraulikflüssigkeit durch das Dämpfungsventil strömt, desto „weicher“ ist die Fahrwerkvorrichtung beziehungsweise das Fahrwerk und desto höher ist der Fahrkomfort. Je weiter das Dämpfungsventil geschlossen ist, desto „härter“ ist die Fahrwerkvorrichtung beziehungsweise das Fahrwerk und desto geringer ist der Fahrkomfort. Somit sinkt der Fahrkomfort mit steigender abgegebener elektrischer Leistung der Hydraulikpumpe. Im Gegenzug wird jedoch die Reichweite des Fahrzeugs erhöht.The more hydraulic fluid flows through the damping valve, the "softer" the chassis device or the chassis and the greater the driving comfort. The further the damping valve is closed, the "harder" the chassis device or the chassis and the less comfortable the driving. Driving comfort therefore decreases as the electrical power output of the hydraulic pump increases. In return, however, the range of the vehicle is increased.
Die Regel- und Steuereinrichtung steuert das Dämpfungsventil und die Hydraulikpumpe demgemäß insbesondere derart an, dass eine Optimierung hinsichtlich der möglichen erzielbaren Reichweite des Fahrzeugs erreicht wird. Somit kann die Regel- und Steuereinrichtung das Dämpfungsventil und die Hydraulikpumpe derart ansteuern oder regeln, dass eine möglichst große oder eine beliebige vorgegebene Reichweite des Fahrzeugs erzielt werden kann.The regulating and control device accordingly controls the damping valve and the hydraulic pump in particular in such a way that an optimization is achieved with regard to the possible achievable range of the vehicle. The regulating and control device can thus control or regulate the damping valve and the hydraulic pump in such a way that the greatest possible range or any predetermined range of the vehicle can be achieved.
Insbesondere kann die Regel- und Steuereinrichtung das Dämpfungsventil und die Hydraulikpumpe auch in Abhängigkeit eines Ladezustands eines Energiespeichers der Fahrwerkvorrichtung beziehungsweise des Fahrzeugs ansteuern oder regeln. Beispielsweise erfolgt dies derart, dass ein vorgegebener Ladezustand des Energiespeichers während des Fahrbetriebs nicht unterschritten wird. Der „Ladezustand“ kann in Prozentwerten angegeben werden, wobei 100 % einen vollständig geladenen Energiespeicher repräsentieren. Der Energiespeicher kann ein Akkumulator sein.In particular, the control and regulating device can also control or regulate the damping valve and the hydraulic pump depending on the charge level of an energy storage device of the chassis device or the vehicle. For example, this is done in such a way that a predetermined charge level of the energy storage device is not exceeded during driving. The "state of charge" can be specified in percentage values, with 100% representing a fully charged energy storage device. The energy storage device can be an accumulator.
Dass das Dämpfungsventil sowohl mit dem Hydraulikzylinder als auch mit dem Gasfederspeicher „in Fluidverbindung steht“, bedeutet vorliegend insbesondere, dass das Dämpfungsventil derart zwischen dem Hydraulikzylinder und dem Gasfederspeicher angeordnet ist, dass Hydraulikflüssigkeit von dem Hydraulikzylinder durch das Dämpfungsventil zu dem Gasfederspeicher oder umgekehrt strömen kann beziehungsweise gefördert wird. Dies schließt jedoch nicht aus, dass das Dämpfungsventil vollständig geschlossen werden kann, so dass zwischen dem Hydraulikzylinder und dem Gasfederspeicher zumindest zeitweise keine Fluidverbindung mehr besteht.The fact that the damping valve is "fluidly connected" to both the hydraulic cylinder and the gas spring accumulator means in particular that the damping valve is arranged between the hydraulic cylinder and the gas spring accumulator in such a way that hydraulic fluid can flow or be conveyed from the hydraulic cylinder through the damping valve to the gas spring accumulator or vice versa. However, this does not rule out the possibility that the damping valve can be completely closed so that there is no longer any fluid connection between the hydraulic cylinder and the gas spring accumulator, at least temporarily.
Dass die Hydraulikpumpe mit dem Hydraulikzylinder und mit dem Gasfederspeicher „in Fluidverbindung steht“, bedeutet vorliegend insbesondere, dass Hydraulikflüssigkeit von dem Hydraulikzylinder durch die Hydraulikpumpe zu dem Gasfederspeicher oder umgekehrt strömen kann beziehungsweise gefördert wird. Dies schließt jedoch nicht aus, dass die Fluidverbindung zwischen der Hydraulikpumpe und dem Hydraulikzylinder beziehungsweise zwischen der Hydraulikpumpe und dem Gasfederspeicher zumindest zeitweise getrennt werden kann. Die Hydraulikpumpe ist insbesondere zwischen dem Hydraulikzylinder und dem Gasfederspeicher platziert.The fact that the hydraulic pump is "fluidly connected" to the hydraulic cylinder and to the gas spring accumulator means in particular that hydraulic fluid can flow or be conveyed from the hydraulic cylinder through the hydraulic pump to the gas spring accumulator or vice versa. However, this does not exclude the possibility that the fluid connection between the hydraulic pump and the hydraulic cylinder or between the hydraulic pump and the gas spring accumulator can be separated at least temporarily. The hydraulic pump is placed in particular between the hydraulic cylinder and the gas spring accumulator.
Die Hydraulikpumpe ist vorzugsweise eine Servopumpe. Insbesondere ist die Hydraulikpumpe eine elektrohydraulische Pumpe. Insbesondere kann die Hydraulikpumpe eine Vierquadranten-Servopumpe sein. Die Hydraulikpumpe weist insbesondere einen Motor auf, der als Generator zur Erzeugung von elektrischer Energie fungieren kann. Dadurch, dass die Hydraulikpumpe insbesondere vierquadrantenfähig ausgebildet ist, ist ein wechselweiser beziehungsweise abwechselnder Betrieb als elektrischer Antrieb und/oder als elektrischer Generator möglich, womit beispielsweise in Folge eines Druckstoßes an der Hydraulikpumpe, beispielsweise infolge eines mechanischen Stoßes auf das Rad und damit auf den Kolben des Hydraulikzylinders, hydraulische Energie über die Hydraulikpumpe aus der Fahrwerkvorrichtung als elektrische Energie zurückgewonnen werden kann.The hydraulic pump is preferably a servo pump. In particular, the hydraulic pump is an electrohydraulic pump. In particular, the hydraulic pump can be a four-quadrant servo pump. The hydraulic pump has in particular a motor that can function as a generator for generating electrical energy. Because the hydraulic pump is designed in particular to be four-quadrant capable, alternating or alternating operation as an electric drive and/or as an electric generator is possible, whereby, for example, as a result of a pressure surge on the hydraulic pump, for example as a result of a mechanical shock on the wheel and thus on the piston of the hydraulic cylinder, hydraulic energy can be recovered from the chassis device as electrical energy via the hydraulic pump.
Unter einem „rekuperativen Betrieb“, „Rekuperationsbetrieb“ oder „Rekuperationsmodus“ der Hydraulikpumpe ist vorliegend insbesondere zu verstehen, dass die Hydraulikflüssigkeit durch die Hydraulikpumpe strömt und den Motor der Hydraulikpumpe, der dann als Generator zur Stromerzeugung fungiert, antreibt. In diesem Fall wird Rotationsenergie einer von der Hydraulikflüssigkeit angetriebenen Antriebswelle des Motors in elektrische Energie gewandelt. Im Gegensatz zu dem Rekuperationsmodus ist unter einem „pumpenden Betrieb“, „Pumpbetrieb“ oder „Pumpmodus“ der Hydraulikpumpe zu verstehen, dass die Hydraulikpumpe, insbesondere deren Motor, angetrieben wird und die Hydraulikflüssigkeit fördert oder pumpt.In this case, a “recuperative operation”, “recuperation operation” or “recuperation mode” of the hydraulic pump is understood to mean in particular that the hydraulic fluid flows through the hydraulic pump and drives the motor of the hydraulic pump, which then acts as a generator to generate electricity. In this case, rotational energy of a drive shaft of the motor driven by the hydraulic fluid is converted into electrical energy. In contrast to the recuperation mode, a “pumping operation”, “pumping operation” or “pumping mode” of the hydraulic pump is understood to mean that the hydraulic pump, in particular its motor, is driven and conveys or pumps the hydraulic fluid.
Ein Wechsel zwischen dem Pumpmodus der Hydraulikpumpe und dem Rekuperationsmodus der Hydraulikpumpe kann beispielsweise mit einer zeitlichen Auflösung von bis zu 50 Hz oder mehr möglich sein. Hierdurch ist ein hochdynamischer Wechselbetrieb zwischen dem Pumpmodus und dem Rekuperationsmodus und umgekehrt möglich. Insbesondere funktioniert sowohl der Rekuperationsmodus als auch der Pumpmodus bidirektional. Das heißt, dass sowohl der Rekuperationsmodus als auch der Pumpmodus unabhängig von einer Strömungsrichtung der Hydraulikflüssigkeit durch die Hydraulikpumpe sind.For example, switching between the pumping mode of the hydraulic pump and the recuperation mode of the hydraulic pump can be possible with a temporal resolution of up to 50 Hz or more. This enables highly dynamic switching between the pumping mode and the recuperation mode and vice versa. In particular, both the recuperation mode and the pumping mode function bidirectionally. This means that both the recuperation mode and the pumping mode are independent of the direction of flow of the hydraulic fluid through the hydraulic pump.
Die Regel- und Steuereinrichtung kann Teil einer Fahrzeugsteuerung des Fahrzeugs sein. Dabei kann die Regel- und Steuereinrichtung beispielsweise ein in einem Steuergerät des Fahrzeugs hinterlegtes Programm sein. Die Regel- und Steuereinrichtung ist mit dem Dämpfungsventil und der Hydraulikpumpe derart wirkverbunden, dass die Regel- und Steuereinrichtung das Dämpfungsventil öffnen und schließen kann und die Hydraulikpumpe von dem Pumpmodus in den Rekuperationsmodus und umgekehrt verbringen kann. Die Verbindung zwischen der Regel- und Steuereinrichtung und dem Dämpfungsventil beziehungsweise der Hydraulikpumpe kann drahtgebunden oder drahtlos sein.The regulating and control device can be part of a vehicle control system. The regulating and control device can be, for example, a program stored in a control unit of the vehicle. The regulating and control device is operatively connected to the damping valve and the hydraulic pump in such a way that the regulating and control device can open and close the damping valve and can switch the hydraulic pump from pump mode to recuperation mode and vice versa. The connection between the regulating and control device and the damping valve or the hydraulic pump can be wired or wireless.
Mehrere Fahrwerkvorrichtungen können eine gemeinsame Regel- und Steuereinrichtung aufweisen. Die Regel- und Steuereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, Sensorsignale einer Sensorik zu empfangen, auszuwerten und die Hydraulikpumpe sowie das Dämpfungsventil basierend auf diesen Sensorsignalen anzusteuern und/oder zu regeln. Die Sensorik kann unterschiedlichste Sensoren aufweisen. Beispielsweise kann die Sensorik Drucksensoren umfassen, die dazu eingerichtet sind, einen jeweiligen Hydraulikdruck in der Fahrwerkvorrichtung, dem Hydraulikzylinder und/oder dem Gasfederspeicher zu erfassen. Die Sensorik kann auch geeignet sein, den Ladezustand des Energiespeichers zu erfassen und/oder auszuwerten.Several chassis devices can have a common regulating and control device. The regulating and control device can be set up to receive and evaluate sensor signals from a sensor system and to control and/or regulate the hydraulic pump and the damping valve based on these sensor signals. The sensor system can have a wide variety of sensors. For example, the sensor system can include pressure sensors that are set up to detect a respective hydraulic pressure in the chassis device, the hydraulic cylinder and/or the gas spring accumulator. The sensor system can also be suitable for detecting and/or evaluating the charge state of the energy accumulator.
Insbesondere kann auch der Hydraulikpumpe ein Drucksensor zugeordnet sein. Der Hydraulikpumpe können auch mehrere Drucksensoren zugeordnet sein. Die Sensorik kann auch einen Wegsensor umfassen, der beispielsweise erfassen kann, wie weit der Kolben in das Gehäuse des Hydraulikzylinders hinein- oder herausbewegt wird. Die Sensorik kann ferner Drehzahlsensoren, Beschleunigungssensoren, Trägheitssensoren und/oder Temperatursensoren aufweisen. Grundsätzlich kann die Sensorik jedoch jede beliebige Art von Sensoren aufweisen. Die Sensorik kann auch dazu geeignet sein, einen Motorstrom der Hydraulikpumpe beziehungsweise des Motors der Hydraulikpumpe zu erfassen und/oder auszuwerten.In particular, a pressure sensor can also be assigned to the hydraulic pump. Several pressure sensors can also be assigned to the hydraulic pump. The sensor system can also include a displacement sensor, which can, for example, detect how far the piston is moved into or out of the housing of the hydraulic cylinder. The sensor system can also have speed sensors, acceleration sensors, inertia sensors and/or temperature sensors. In principle, however, the sensor system can have any type of sensor. The sensor system can also be suitable for detecting and/or evaluating a motor current of the hydraulic pump or the motor of the hydraulic pump.
Dass das Dämpfungsventil und die Hydraulikpumpe „parallel“ zueinander geschaltet sind, bedeutet vorliegend insbesondere, dass das Dämpfungsventil und die Hydraulikpumpe gleichzeitig von der Hydraulikflüssigkeit durchströmt werden können. Dabei kann je nachdem, ob das Dämpfungsventil geöffnet oder geschlossen ist, die Hydraulikflüssigkeit entweder nur durch das Dämpfungsventil, nur durch die Hydraulikpumpe oder sowohl durch das Dämpfungsventil als auch durch die Hydraulikpumpe strömen.The fact that the damping valve and the hydraulic pump are connected "parallel" to one another means in particular that the hydraulic fluid can flow through the damping valve and the hydraulic pump at the same time. Depending on whether the damping valve is open or closed, the hydraulic fluid can flow either only through the damping valve, only through the hydraulic pump, or both through the damping valve and the hydraulic pump.
Wenn das Dämpfungsventil vollständig geöffnet ist, strömt durch die Hydraulikpumpe vorzugsweise gar kein oder nur ein sehr geringer Volumenstrom der Hydraulikflüssigkeit. Während des Fahrbetriebs der Fahrwerkvorrichtung kann die Hydraulikflüssigkeit dann von dem Hydraulikzylinder zu dem Gasfederspeicher und umgekehrt entweder nur durch das Dämpfungsventil, nur durch die Hydraulikpumpe sowie sowohl durch das Dämpfungsventil als auch die Hydraulikpumpe strömen.When the damping valve is fully open, preferably no or only a very small volume flow of hydraulic fluid flows through the hydraulic pump. During operation of the chassis device, the hydraulic fluid can then flow from the hydraulic cylinder to the gas spring accumulator and vice versa, either only through the damping valve, only through the hydraulic pump or both through the damping valve and the hydraulic pump.
Dass die Regel- und Steuereinrichtung während des Fahrbetriebs das Dämpfungsventil „zunehmend schließt“, bedeutet vorliegend insbesondere, dass die Regel- und Steuereinrichtung das Dämpfungsventil nicht schlagartig von einem geöffneten in einen geschlossenen Zustand verbringt, sondern dass die Regel- und Steuereinrichtung das Dämpfungsventil mit der Zielsetzung einer Steigerung der abgegebenen elektrischen Leistung der Hydraulikpumpe langsam von seinem geöffneten Zustand in den geschlossenen Zustand verbringt. Dieses Schließen muss nicht kontinuierlich und gleichmäßig erfolgen. Das Dämpfungsventil kann auch kurzfristig wieder vollständig geöffnet werden.The fact that the regulating and control device "increasingly closes" the damping valve during driving operation means in particular that the regulating and control device does not suddenly move the damping valve from an open to a closed state, but that the regulating and control device slowly moves the damping valve from its open state to the closed state with the aim of increasing the electrical power output of the hydraulic pump. This closing does not have to take place continuously and evenly. The damping valve can also be fully opened again for a short time.
Durch das Schließen des Dämpfungsventils wird der Volumenstrom an Hydraulikflüssigkeit, der durch die Hydraulikpumpe strömt, vergrößert. Hierdurch erzeugt die Hydraulikpumpe im Vergleich zu einem Zustand, in dem das Dämpfungsventil vollständig geöffnet ist, mehr elektrische Energie. Unter einem „mehr“ an elektrischer Energie ist vorliegend zu verstehen, dass in dem geschlossenen Zustand des Dämpfungsventils mehr elektrische Energie als in dem geöffneten Zustand des Dämpfungsventils erzeugt wird. Das heißt insbesondere, dass umso mehr elektrische Energie erzeugt wird, je weiter das Dämpfungsventil geschlossen ist.Closing the damping valve increases the volume flow of hydraulic fluid that flows through the hydraulic pump. As a result, the hydraulic pump generates more electrical energy compared to a state in which the damping valve is fully open. In this case, "more" electrical energy means that more electrical energy is generated when the damping valve is closed than when the damping valve is open. This means in particular that the more the damping valve is closed, the more electrical energy is generated.
Darunter, dass von der Hydraulikpumpe in dem Rekuperationsmodus elektrische Energie „erzeugt“ wird, ist vorliegend insbesondere zu verstehen, dass Bewegungsenergie der Antriebswelle des Motors der Hydraulikpumpe in elektrische Energie umgewandelt wird. Unter der „elektrischen Leistung“ ist vorliegend die in einer Zeitspanne oder einem Zeitintervall umgesetzte elektrische Energie bezogen auf diese Zeitspanne oder dieses Zeitintervall zu verstehen. Diese Leistung wird beispielsweise an den zuvor erwähnten Energiespeicher, beispielsweise in Form eines Akkumulators, abgegeben, der die von der Hydraulikpumpe erzeugte elektrische Energie speichern und wieder abgeben kann.In the present case, the fact that electrical energy is "generated" by the hydraulic pump in the recuperation mode means in particular that the kinetic energy of the drive shaft of the hydraulic pump motor is converted into electrical energy. In the present case, "electrical power" is understood to mean the electrical energy converted in a period of time or a time interval in relation to this period of time or this time interval. This power is, for example, delivered to the energy storage device mentioned above, for example in the form of an accumulator, which can store and release the electrical energy generated by the hydraulic pump.
Wie zuvor erwähnt, hat das Dämpfungsventil Einfluss auf den Fahrkomfort des Fahrzeugs. In dem geschlossenen Zustand des Dämpfungsventils ist der Fahrkomfort am geringsten. Insbesondere ist die Fahrwerkvorrichtung dann „hart“. In dem geöffneten Zustand des Dämpfungsventils ist der Fahrkomfort am höchsten. Insbesondere ist die Fahrwerkvorrichtung dann „weich“. Die Regel- und Steuereinrichtung steuert das Dämpfungsventil bevorzugt derart an, dass die Hydraulikpumpe möglichst oft und möglichst effizient im Rekuperationsmodus betrieben wird, so dass möglichst viel elektrische Energie erzeugt wird, welche in dem Energiespeicher gespeichert werden kann und daraus folgend ein Antriebselement der Fahrwerkvorrichtung möglichst lange betrieben werden kann. Hierdurch kann eine Reichweitenvergrößerung des Fahrzeugs erzielt werden.As previously mentioned, the damping valve influences the driving comfort of the vehicle. When the damping valve is closed, driving comfort is at its lowest. In particular, the chassis device is then "hard". When the damping valve is open, driving comfort is at its highest. In particular, the chassis device is then "soft". The regulating and control device preferably controls the damping valve in such a way that the hydraulic pump is operated in recuperation mode as often and as efficiently as possible, so that as much electrical energy as possible is generated, which can be stored in the energy storage device and, as a result, a drive element of the chassis device can be operated for as long as possible. This can increase the range of the vehicle.
Beispielsweise kann die Regel- und Steuereinrichtung, insbesondere basierend auf dem Ladezustand des Energiespeichers und/oder Sensordaten der Sensorik, das Dämpfungsventil derart ansteuern, dass sich dieses im Verlauf des Fahrbetriebs immer weiter schließt, so dass im zeitlichen Verlauf des Fahrbetriebs immer mehr Hydraulikflüssigkeit durch die Hydraulikpumpe geleitet wird. Die Fahrwerkvorrichtung wird demnach immer „härter“, wobei sich jedoch die Reichweite des Fahrzeugs erhöht. Trotzdem ist es möglich, die Fahrwerkvorrichtung gleichzeitig passiv, semi-aktiv und/oder aktiv zu regeln. Hierfür kann der Rekuperationsmodus beispielsweise kurzzeitig unterbrochen werden.For example, the control and regulation device can control the damping valve, in particular based on the charge level of the energy storage device and/or sensor data from the sensor system, in such a way that it closes more and more during the course of driving, so that more and more hydraulic fluid is passed through the hydraulic pump over the course of driving. The chassis device therefore becomes increasingly "harder", but the range of the vehicle increases. Nevertheless, it is possible to control the chassis device passively, semi-actively and/or actively at the same time. For this purpose, the recuperation mode can be interrupted briefly, for example.
Es kann ein Bypassventil oder Umgehungsventil vorgesehen sein, mit dessen Hilfe das Dämpfungsventil umgangen werden kann. Ein Teil der Hydraulikflüssigkeit kann durch das Umgehungsventil strömen. Im Gegensatz zu dem Dämpfungsventil ist das Umgehungsventil bevorzugt nicht schaltbar, insbesondere nicht verstellbar und/oder regelbar. Das Umgehungsventil ist in seiner einfachsten Ausführung insbesondere ein Durchgang, beispielsweise in Form eines Lochs, definierter Größe. Das Umgehungsventil kann jedoch alternativ auch verstellbar und/oder regelbar sein. In diesem Fall kann das Umgehungsventil von der Regel- und Steuereinrichtung angesteuert werden. Das Umgehungsventil kann beispielsweise ein passives und druckgesteuertes Ventil sein. Das Umgehungsventil kann jedoch auch ein elektronisch geregeltes Proportionalventil sein.A bypass valve or bypass valve can be provided, with the help of which the damping valve can be bypassed. Part of the hydraulic fluid can flow through the bypass valve. In contrast to the damping valve, the bypass valve is preferably not switchable, in particular not adjustable and/or controllable. The bypass valve is in its simplest design In particular, the bypass valve is a passage, for example in the form of a hole, of a defined size. However, the bypass valve can alternatively also be adjustable and/or controllable. In this case, the bypass valve can be controlled by the regulating and control device. The bypass valve can, for example, be a passive and pressure-controlled valve. However, the bypass valve can also be an electronically controlled proportional valve.
Mit Hilfe des Umgehungsventils kann der Fahrkomfort verbessert werden. Das Umgehungsventil verhindert insbesondere einen sprunghaften Hydraulikdruckanstieg an dem Dämpfungsventil bei einem Einfedern des Hydraulikzylinders, da durch das Umgehungsventil ein geringer Volumenstrom an Hydraulikflüssigkeit an dem Dämpfungsventil vorbeiströmen kann.Driving comfort can be improved with the help of the bypass valve. The bypass valve prevents a sudden increase in hydraulic pressure at the damping valve when the hydraulic cylinder compresses, as the bypass valve allows a small volume flow of hydraulic fluid to bypass the damping valve.
Gemäß einer Ausführungsform steht die Hydraulikpumpe mit Hilfe genau einer ersten Hydraulikleitung mit dem Hydraulikzylinder in Fluidverbindung, wobei die Hydraulikpumpe mit Hilfe genau einer zweiten Hydraulikleitung mit dem Gasfederspeicher in Fluidverbindung steht.According to one embodiment, the hydraulic pump is in fluid communication with the hydraulic cylinder by means of exactly one first hydraulic line, wherein the hydraulic pump is in fluid communication with the gas spring accumulator by means of exactly one second hydraulic line.
Der Hydraulikzylinder beziehungsweise das Gehäuse des Hydraulikzylinders weist, wie zuvor erwähnt, bevorzugt genau einen Hydraulikanschluss auf, an dem die erste Hydraulikleitung angeschlossen sein kann. Die erste Hydraulikleitung verbindet die Hydraulikpumpe fluidisch mit dem Hydraulikzylinder. Die zweite Hydraulikleitung verbindet die Hydraulikpumpe fluidisch mit dem Gasfederspeicher.As previously mentioned, the hydraulic cylinder or the housing of the hydraulic cylinder preferably has exactly one hydraulic connection to which the first hydraulic line can be connected. The first hydraulic line fluidically connects the hydraulic pump to the hydraulic cylinder. The second hydraulic line fluidically connects the hydraulic pump to the gas spring accumulator.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Dämpfungsventil in oder an einer von der ersten Hydraulikleitung abzweigenden und in die zweite Hydraulikleitung einmündenden dritten Hydraulikleitung angeordnet.According to a further embodiment, the damping valve is arranged in or on a third hydraulic line branching off from the first hydraulic line and opening into the second hydraulic line.
Die dritte Hydraulikleitung verläuft bevorzugt parallel zu der ersten Hydraulikleitung und parallel zu der zweiten Hydraulikleitung. Insbesondere zweigt die dritte Hydraulikleitung an einer ersten Verzweigung von der ersten Hydraulikleitung ab. Die dritte Hydraulikleitung mündet insbesondere an einer zweiten Verzweigung in die zweite Hydraulikleitung ein. Die dritte Hydraulikleitung ist eine Bypassleitung oder kann als solche bezeichnet werden.The third hydraulic line preferably runs parallel to the first hydraulic line and parallel to the second hydraulic line. In particular, the third hydraulic line branches off from the first hydraulic line at a first branch. The third hydraulic line flows into the second hydraulic line, in particular at a second branch. The third hydraulic line is a bypass line or can be referred to as such.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Fahrwerkvorrichtung ferner einen Energiespeicher auf, der von der Hydraulikpumpe erzeugte elektrische Energie speichert.According to a further embodiment, the chassis device further comprises an energy storage device which stores electrical energy generated by the hydraulic pump.
Der Energiespeicher kann mehreren Fahrwerkvorrichtungen zugeordnet sein. Der Energiespeicher ist bevorzugt eine wiederaufladbare Batterie beziehungsweise ein Akkumulator. Mit Hilfe des Energiespeichers kann die Hydraulikpumpe bestromt werden, um diese in den Pumpmodus zu verbringen. In dem Rekuperationsmodus kann die Hydraulikpumpe den Energiespeicher aufladen. Mit Hilfe des Energiespeichers kann auch das zuvor erwähnte Antriebselement bestromt werden, um das der Fahrwerkvorrichtung zugeordnete Rad anzutreiben. Das Antriebselement kann beispielsweise ein Radnabenmotor sein. Das Antriebselement kann jedoch auch ein beliebiger anderer Elektromotor sein. Ein Antriebselement kann in diesem Fall beispielsweise mehreren Rädern zugeordnet sein.The energy storage device can be assigned to several chassis devices. The energy storage device is preferably a rechargeable battery or accumulator. The energy storage device can be used to supply power to the hydraulic pump in order to put it into pump mode. In recuperation mode, the hydraulic pump can charge the energy storage device. The energy storage device can also be used to supply power to the previously mentioned drive element in order to drive the wheel assigned to the chassis device. The drive element can be a wheel hub motor, for example. However, the drive element can also be any other electric motor. In this case, a drive element can be assigned to several wheels, for example.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform bilden der Hydraulikzylinder, der Gasfederspeicher und die Hydraulikpumpe ein fluidisch abgeschlossenes Primärsystem der Fahrwerkvorrichtung.According to a further embodiment, the hydraulic cylinder, the gas spring accumulator and the hydraulic pump form a fluidically sealed primary system of the chassis device.
Dass das Primärsystem „fluidisch abgeschlossen“ ist, bedeutet vorliegend insbesondere, dass keine Hydraulikflüssigkeit aus dem Primärsystem herausgefördert oder in dieses hineingefördert wird. Ein Volumen oder eine Menge der Hydraulikflüssigkeit in dem Primärsystem ist demgemäß konstant oder unveränderlich. Die Fahrwerkvorrichtung kann mit Hilfe des Primärsystems in einem Primärbetrieb betrieben werden. Das Dämpfungsventil und die Hydraulikpumpe bilden insbesondere eine Regel- und Steuereinheit der Fahrwerkvorrichtung, bevorzugt des Primärsystems.The fact that the primary system is "fluidically sealed" means in particular that no hydraulic fluid is pumped out of or into the primary system. A volume or amount of hydraulic fluid in the primary system is therefore constant or unchangeable. The chassis device can be operated in a primary mode with the aid of the primary system. The damping valve and the hydraulic pump form in particular a regulating and control unit of the chassis device, preferably of the primary system.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Regel- und Steuereinrichtung dazu eingerichtet, das Primärsystem mit einer passiven Regelung, einer semi-aktiven Regelung oder einer aktiven Regelung zu regeln, wobei die Regel- und Steuereinrichtung bei der passiven Regelung weder das Dämpfungsventil noch die Hydraulikpumpe ansteuert, wobei die Regel- und Steuereinrichtung bei der semi-aktiven Regelung nur das Dämpfungsventil ansteuert, und wobei die Regel- und Steuereinrichtung bei der aktiven Regelung sowohl das Dämpfungsventil als auch die Hydraulikpumpe ansteuert.According to a further embodiment, the regulating and control device is designed to regulate the primary system with a passive control, a semi-active control or an active control, wherein the regulating and control device controls neither the damping valve nor the hydraulic pump in the passive control, wherein the regulating and control device only controls the damping valve in the semi-active control, and wherein the regulating and control device controls both the damping valve and the hydraulic pump in the active control.
Demgemäß ist bei der passiven Regelung die Hydraulikpumpe bevorzugt abgeschaltet. Das Dämpfungsventil wird in diesem Fall bevorzugt nicht reguliert oder verstellt. Bei der passiven Regelung kann sich die Hydraulikpumpe in dem Rekuperationsmodus befinden. Bei der semi-aktiven Regelung ist die Hydraulikpumpe nach wie vor abgeschaltet oder befindet sich in dem Rekuperationsmodus, wobei jedoch eine Regulierung des Dämpfungsventils erfolgt. Bei der aktiven Regelung ist die Hydraulikpumpe zugeschaltet, wobei eine oder keine parallele Regelung des Dämpfungsventils erfolgt. Die Hydraulikpumpe kann während der aktiven Regelung einen Volumenstrom der Hydraulikflüssigkeit zwischen dem Hydraulikzylinder und dem Gasfederspeicher aktiv überlagern. Beispielsweise kann so eine Neigung des Fahrzeugs in einer Längsrichtung und/oder in einer Querrichtung desselben variiert werden, um beispielsweise eine Neigung des Fahrzeugs auszugleichen oder um dynamisch in Kurven einzusteuern. Auch während der aktiven Regelung kann die Hydraulikpumpe in den Rekuperationsmodus verbracht werden.Accordingly, in passive control, the hydraulic pump is preferably switched off. In this case, the damping valve is preferably not regulated or adjusted. In passive control, the hydraulic pump can be in recuperation mode. In semi-active control, the hydraulic pump is still switched off or is in recuperation mode, but the damping valve is regulated. In active control, the hydraulic pump is switched on, with one or no parallel regulation of the damping valve. During active control, the hydraulic pump can control a volume flow of hydraulic fluid. between the hydraulic cylinder and the gas spring accumulator. For example, the inclination of the vehicle can be varied in a longitudinal direction and/or in a transverse direction, for example to compensate for the inclination of the vehicle or to dynamically steer into curves. The hydraulic pump can also be switched to recuperation mode during active control.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Fahrwerkvorrichtung ferner ein Sekundärsystem auf, das mit Hilfe einer Ventilbaugruppe mit dem Primärsystem in Fluidverbindung bringbar ist.According to a further embodiment, the chassis device further comprises a secondary system which can be brought into fluid communication with the primary system by means of a valve assembly.
Die Ventilbaugruppe ist insbesondere ein Dreiwegeventil. Die Begriffe „Ventilbaugruppe“ und „Dreiwegeventil“ können daher vorliegend beliebig gegeneinander getauscht werden. Insbesondere kann die Ventilbaugruppe von einem ersten Schaltzustand in einen zweiten Schaltzustand und umgekehrt geschaltet werden. Hierzu ist die Ventilbaugruppe mit der Regel- und Steuereinrichtung wirkverbunden. Mit Hilfe der Ventilbaugruppe kann das Sekundärsystem somit mit dem Primärsystem verbunden und wieder von diesem getrennt werden. Die Fahrwerkvorrichtung kann dann in einem Sekundärbetrieb betrieben werden, wenn sich die Ventilbaugruppe in dem zweiten Schaltzustand befindet. Beispielsweise kann in dem Sekundärbetrieb eine Fahrzeughöhe zum Ausgleich von Bodenunebenheiten dynamisch geregelt werden. Weiterhin ist die Fahrzeughöhe für eine Einstellung derselben und/oder für eine Einstellung einer Bodenfreiheit des Fahrzeugs langsam, beispielsweise im Stand des Fahrzeugs, anpassbar. In dem Sekundärbetrieb kann Hydraulikflüssigkeit von dem Sekundärsystem in das Primärsystem oder umgekehrt gefördert werden. Die Ventilbaugruppe ist bevorzugt bidirektonal mit der Hydraulikflüssigkeit durchströmbar. Das heißt insbesondere, dass die Ventilbaugruppe sowohl in dem ersten Schaltzustand als auch in dem zweiten Schaltzustand in zwei entgegengesetzt orientierten Strömungsrichtungen mit der Hydraulikflüssigkeit durchströmt werden kann. Insbesondere kann die Hydraulikflüssigkeit in beiden Schaltzuständen in beiden Strömungsrichtungen durch die Ventilbaugruppe gefördert werden.The valve assembly is in particular a three-way valve. The terms “valve assembly” and “three-way valve” can therefore be interchanged as desired in this case. In particular, the valve assembly can be switched from a first switching state to a second switching state and vice versa. For this purpose, the valve assembly is operatively connected to the regulating and control device. With the help of the valve assembly, the secondary system can thus be connected to the primary system and separated from it again. The chassis device can then be operated in secondary operation when the valve assembly is in the second switching state. For example, in secondary operation, a vehicle height can be dynamically regulated to compensate for uneven ground. Furthermore, the vehicle height can be adjusted slowly, for example when the vehicle is stationary, to adjust the height and/or to adjust the ground clearance of the vehicle. In secondary operation, hydraulic fluid can be pumped from the secondary system to the primary system or vice versa. The valve assembly can preferably be bidirectionally flowed through by the hydraulic fluid. This means in particular that the valve assembly can be flowed through with the hydraulic fluid in two oppositely oriented flow directions both in the first switching state and in the second switching state. In particular, the hydraulic fluid can be conveyed through the valve assembly in both flow directions in both switching states.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Ventilbaugruppe zwischen dem Gasfederspeicher und der Hydraulikpumpe angeordnet.According to a further embodiment, the valve assembly is arranged between the gas spring accumulator and the hydraulic pump.
Weiter bevorzugt ist die Ventilbaugruppe zwischen der zweiten Verzweigung der dritten Hydraulikleitung und der zweiten Hydraulikleitung sowie der Hydraulikpumpe angeordnet. Die Ventilbaugruppe ist somit in oder an der zweiten Hydraulikleitung vorgesehen.The valve assembly is further preferably arranged between the second branch of the third hydraulic line and the second hydraulic line and the hydraulic pump. The valve assembly is thus provided in or on the second hydraulic line.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Ventilbaugruppe mit Hilfe der Regel- und Steuereinrichtung von einem ersten Schaltzustand, in dem das Sekundärsystem fluidisch von dem Primärsystem getrennt ist, in einen zweiten Schaltzustand, in dem die Hydraulikpumpe fluidisch von dem Gasfederspeicher getrennt und das Sekundärsystem fluidisch mit der Hydraulikpumpe verbunden ist, schaltbar.According to a further embodiment, the valve assembly can be switched with the aid of the regulating and control device from a first switching state, in which the secondary system is fluidically separated from the primary system, to a second switching state, in which the hydraulic pump is fluidically separated from the gas spring accumulator and the secondary system is fluidically connected to the hydraulic pump.
Das heißt insbesondere, dass in dem zweiten Schaltzustand die Hydraulikflüssigkeit nicht von dem Hydraulikzylinder durch die Hydraulikpumpe zu dem Gasfederspeicher und umgekehrt strömen kann. Vielmehr kann die Hydraulikflüssigkeit von dem Hydraulikzylinder durch die Hydraulikpumpe zu dem Sekundärsystem und umgekehrt strömen.This means in particular that in the second switching state the hydraulic fluid cannot flow from the hydraulic cylinder through the hydraulic pump to the gas spring accumulator and vice versa. Rather, the hydraulic fluid can flow from the hydraulic cylinder through the hydraulic pump to the secondary system and vice versa.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Sekundärsystem einen Hydraulikspeicher auf, in dem Hydraulikflüssigkeit aufgenommen ist.According to a further embodiment, the secondary system has a hydraulic accumulator in which hydraulic fluid is stored.
Der Hydraulikspeicher ist vorzugsweise mit Hilfe einer vierten Fluidleitung fluidisch mit der Ventilbaugruppe verbunden. Der Hydraulikspeicher weist vorzugsweise ein Gehäuse auf, in welchem Hydraulikflüssigkeit aufgenommen ist. Die Hydraulikflüssigkeit ist mit Hilfe einer Membran von einem in dem Gehäuse des Hydraulikspeichers aufgenommenen Gas getrennt. Das Gas kann beispielsweise Stickstoff sein. Mit Hilfe des Gases kann mittelbar über die Membran ein Druck auf die sich in dem Hydraulikspeicher befindende Hydraulikflüssigkeit ausgeübt werden. Der Hydraulikspeicher ist vorzugsweise ein Gasfederspeicher und kann auch als solcher bezeichnet werden.The hydraulic accumulator is preferably fluidically connected to the valve assembly by means of a fourth fluid line. The hydraulic accumulator preferably has a housing in which hydraulic fluid is accommodated. The hydraulic fluid is separated from a gas accommodated in the housing of the hydraulic accumulator by means of a membrane. The gas can be nitrogen, for example. With the help of the gas, pressure can be exerted indirectly via the membrane on the hydraulic fluid in the hydraulic accumulator. The hydraulic accumulator is preferably a gas spring accumulator and can also be referred to as such.
Ferner wird ein Fahrzeug mit zumindest einer derartigen Fahrwerkvorrichtung vorgeschlagen.Furthermore, a vehicle with at least one such chassis device is proposed.
Das Fahrzeug ist bevorzugt ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftwagen. Das Fahrzeug kann auch ein Nutzfahrzeug, beispielsweise ein Lastkraftwagen, eine Erntemaschine oder eine Baumaschine, sein. Das Fahrzeug kann auch ein militärisches Fahrzeug sein. Das Fahrzeug kann eine Brennkraftmaschine oder einen Verbrennungsmotor umfassen. Der Verbrennungsmotor kann ein Dieselmotor oder ein Ottomotor sein. Das Fahrzeug ist insbesondere ein Hybridfahrzeug. Das heißt, dass das Fahrzeug neben dem Verbrennungsmotor zumindest einen Elektromotor in Form des zuvor erwähnten Antriebselements aufweist. Das Fahrzeug kann auch ein Elektrofahrzeug sein. In diesem Fall ist das Fahrzeug rein elektrisch angetrieben. Das Fahrzeug umfasst vorzugsweise mehrere Fahrwerkvorrichtungen. Insbesondere ist jedem Rad des Fahrzeugs eine derartige Fahrwerkvorrichtung zugeordnet. Dabei ist jedoch nicht ausgeschlossen, dass die Fahrwerkvorrichtungen gemeinsame Bauteile oder Komponenten aufweisen. Beispielsweise können alle Fahrwerkvorrichtungen des Fahrzeugs eine gemeinsame Regel- und Steuereinrichtung aufweisen. Insbesondere weist das Fahrzeug vier Fahrwerkvorrichtungen auf, wobei jeder Fahrwerkvorrichtung ein Rad zugeordnet ist. Die Fahrwerkvorrichtungen bilden mit dem zuvor erwähnten Fahrgestell ein Fahrwerk des Fahrzeugs.The vehicle is preferably a motor vehicle, in particular a passenger car. The vehicle can also be a commercial vehicle, for example a truck, a harvester or a construction machine. The vehicle can also be a military vehicle. The vehicle can comprise an internal combustion engine or an internal combustion engine. The internal combustion engine can be a diesel engine or a gasoline engine. The vehicle is in particular a hybrid vehicle. This means that in addition to the internal combustion engine, the vehicle has at least one electric motor in the form of the previously mentioned drive element. The vehicle can also be an electric vehicle. In this case, the vehicle is driven purely electrically. The vehicle preferably comprises several chassis devices. In particular, each wheel of the vehicle is assigned such a chassis device. However, it is not excluded that the chassis devices have common components. or components. For example, all chassis devices of the vehicle can have a common regulating and control device. In particular, the vehicle has four chassis devices, each chassis device being assigned a wheel. The chassis devices form a chassis of the vehicle with the previously mentioned chassis.
Weiterhin wird ein Verfahren zum Betreiben einer Fahrwerkvorrichtung für ein Rad eines Fahrzeugs vorgeschlagen. Dabei weist die Fahrwerkvorrichtung einen Hydraulikzylinder, in dem Hydraulikflüssigkeit aufgenommen ist, einen Gasfederspeicher, in dem ebenfalls Hydraulikflüssigkeit aufgenommen ist, ein verstellbares Dämpfungsventil, das sowohl mit dem Hydraulikzylinder als auch mit dem Gasfederspeicher in Fluidverbindung steht, eine Hydraulikpumpe, die sowohl mit dem Hydraulikzylinder als auch mit dem Gasfederspeicher in Fluidverbindung steht, und eine Regel- und Steuereinrichtung zum stufenlosen Öffnen und Schließen des Dämpfungsventils und zum Verbringen der Hydraulikpumpe von einem Pumpmodus in einen Rekuperationsmodus und umgekehrt, auf, wobei das Dämpfungsventil und die Hydraulikpumpe parallel zueinander geschaltet sind. Das Verfahren weist dabei die folgenden Schritte auf: a) Durchführen eines Fahrbetriebs der Fahrwerkvorrichtung, wobei Hydraulikflüssigkeit von dem Hydraulikzylinder zu dem Gasfederspeicher und umgekehrt durch das Dämpfungsventil und/oder durch die Hydraulikpumpe strömt, b) zunehmendes Schließen des Dämpfungsventils mit Hilfe der Regel- und Steuereinrichtung, um einen Volumenstrom der durch die Hydraulikpumpe strömenden Hydraulikflüssigkeit zu vergrößern, und c) Verbringen der Hydraulikpumpe mit Hilfe der Regel- und Steuereinrichtung in den Rekuperationsmodus, so dass eine von der Hydraulikpumpe während des Rekuperationsmodus abgegebene elektrische Leistung mit zunehmendem Schließen des Dämpfungsventils ansteigt.Furthermore, a method for operating a chassis device for a wheel of a vehicle is proposed. The chassis device has a hydraulic cylinder in which hydraulic fluid is accommodated, a gas spring accumulator in which hydraulic fluid is also accommodated, an adjustable damping valve which is in fluid communication with both the hydraulic cylinder and the gas spring accumulator, a hydraulic pump which is in fluid communication with both the hydraulic cylinder and the gas spring accumulator, and a regulating and control device for continuously opening and closing the damping valve and for switching the hydraulic pump from a pumping mode to a recuperation mode and vice versa, wherein the damping valve and the hydraulic pump are connected in parallel to one another. The method comprises the following steps: a) carrying out a driving operation of the chassis device, wherein hydraulic fluid flows from the hydraulic cylinder to the gas spring accumulator and vice versa through the damping valve and/or through the hydraulic pump, b) increasingly closing the damping valve with the aid of the regulating and control device in order to increase a volume flow of the hydraulic fluid flowing through the hydraulic pump, and c) bringing the hydraulic pump into the recuperation mode with the aid of the regulating and control device, so that an electrical power output by the hydraulic pump during the recuperation mode increases with increasing closing of the damping valve.
Demgemäß wird das Verfahren insbesondere mit Hilfe der Fahrwerkvorrichtung durchgeführt. Die Schritte a) bis c) können gleichzeitig durchgeführt werden. Bei dem Fahrbetrieb wird der Kolben insbesondere in das Gehäuse des Hydraulikzylinders hinein- und wieder aus diesem herausverlagert. Dabei strömt Hydraulikflüssigkeit von dem Hydraulikzylinder zu dem Gasfederspeicher und umgekehrt. Diese Hydraulikflüssigkeit strömt dann durch das Dämpfungsventil und/oder durch die Hydraulikpumpe hindurch. Durch das Schließen des Dämpfungsventils während des Schritts b) wird der Volumenstrom der durch die Hydraulikpumpe strömenden Hydraulikflüssigkeit vergrößert. Da sich die Hydraulikpumpe bei dem Schritt c) in dem Rekuperationsmodus befindet, wird durch den vergrößerten Volumenstrom, der durch die Hydraulikpumpe strömt, dementsprechend mehr elektrische Energie erzeugt. Die von der Hydraulikpumpe in dem Rekuperationsmodus abgegebene elektrische Leistung steigt an. Wie zuvor erwähnt, wird der Fahrkomfort durch das Schließen des Dämpfungsventils verringert, wobei jedoch gleichzeitig die Reichweite des Fahrzeugs dadurch vergrößert wird, dass die von der Hydraulikpumpe in dem Rekuperationsmodus abgegebene elektrische Leistung ansteigt.Accordingly, the method is carried out in particular with the aid of the chassis device. Steps a) to c) can be carried out simultaneously. During driving, the piston is moved in particular into the housing of the hydraulic cylinder and out of it again. Hydraulic fluid flows from the hydraulic cylinder to the gas spring accumulator and vice versa. This hydraulic fluid then flows through the damping valve and/or through the hydraulic pump. By closing the damping valve during step b), the volume flow of the hydraulic fluid flowing through the hydraulic pump is increased. Since the hydraulic pump is in the recuperation mode in step c), more electrical energy is generated accordingly due to the increased volume flow flowing through the hydraulic pump. The electrical power delivered by the hydraulic pump in the recuperation mode increases. As previously mentioned, driving comfort is reduced by closing the damping valve, but at the same time the range of the vehicle is increased by increasing the electrical power delivered by the hydraulic pump in the recuperation mode.
Gemäß einer Ausführungsform bilden der Hydraulikzylinder, der Gasfederspeicher und die Hydraulikpumpe ein fluidisch abgeschlossenes Primärsystem der Fahrwerkvorrichtung, wobei das Primärsystem von der Regel- und Steuereinrichtung mit einer passiven Regelung, einer semi-aktiven Regelung oder einer aktiven Regelung geregelt wird, wobei bei der passiven Regelung weder das Dämpfungsventil noch die Hydraulikpumpe von der Regel- und Steuereinrichtung angesteuert werden, wobei bei der semi-aktiven Regelung nur das Dämpfungsventil von der Regel- und Steuereinrichtung angesteuert wird, und wobei bei der aktiven Regelung sowohl das Dämpfungsventil als auch die Hydraulikpumpe von der Regel- und Steuereinrichtung angesteuert werden.According to one embodiment, the hydraulic cylinder, the gas spring accumulator and the hydraulic pump form a fluidically sealed primary system of the chassis device, wherein the primary system is controlled by the control and regulating device with a passive control, a semi-active control or an active control, wherein in the passive control neither the damping valve nor the hydraulic pump are controlled by the control and regulating device, wherein in the semi-active control only the damping valve is controlled by the control and regulating device, and wherein in the active control both the damping valve and the hydraulic pump are controlled by the control and regulating device.
Bei der passiven Regelung befindet sich das Dämpfungsventil beispielsweise in dem geschlossenen Zustand oder in dem geöffneten Zustand beziehungsweise in einem beliebigen zwischen dem geöffneten Zustand und dem geschlossenen Zustand befindlichen Zwischenzustand. Die Hydraulikpumpe kann während der passiven Regelung von Hydraulikflüssigkeit durchströmt werden, um elektrische Energie zu erzeugen. Bei der semi-aktiven Regelung wird das Dämpfungsventil von der Regel- und Steuereinrichtung derart angesteuert, dass dieses beliebig geöffnet und geschlossen wird. Bei der aktiven Regelung wird neben dem Dämpfungsventil insbesondere auch die Hydraulikpumpe angesteuert. Hierdurch kann beispielsweise in dem Pumpmodus ein Volumenstrom zwischen dem Hydraulikzylinder und dem Gasfederspeicher aktiv überlagert werden.In passive control, the damping valve is, for example, in the closed state or in the open state or in any intermediate state between the open state and the closed state. During passive control, hydraulic fluid can flow through the hydraulic pump to generate electrical energy. In semi-active control, the damping valve is controlled by the control and regulating device in such a way that it can be opened and closed as desired. In active control, the hydraulic pump is also controlled in addition to the damping valve. This means that, for example, in pump mode, a volume flow between the hydraulic cylinder and the gas spring accumulator can be actively superimposed.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ferner ein Sekundärsystem vorgesehen, das mit Hilfe einer Ventilbaugruppe mit dem Primärsystem in Fluidverbindung bringbar ist, wobei die Ventilbaugruppe mit Hilfe der Regel- und Steuereinrichtung von einem ersten Schaltzustand, in dem das Sekundärsystem fluidisch von dem Primärsystem getrennt wird, in einen zweiten Schaltzustand, in dem die Hydraulikpumpe fluidisch von dem Gasfederspeicher getrennt und das Sekundärsystem fluidisch mit der Hydraulikpumpe verbunden wird, geschaltet wird.According to a further embodiment, a secondary system is also provided which can be brought into fluid communication with the primary system by means of a valve assembly, wherein the valve assembly is switched by means of the regulating and control device from a first switching state in which the secondary system is fluidically separated from the primary system to a second switching state in which the hydraulic pump is fluidically separated from the gas spring accumulator and the secondary system is fluidically connected to the hydraulic pump.
In dem ersten Schaltzustand wird die Fahrwerkvorrichtung vorzugsweise in dem Primärbetrieb betrieben. In dem zweiten Schaltzustand wird die Fahrwerkvorrichtung vorzugsweise in dem Sekundärbetrieb betrieben. Es ist jedoch auch ein Mischbetrieb aus Primärbetrieb und Sekundärbetrieb möglich. Wie zuvor erwähnt, kann die Regelung in dem Primärbetrieb passiv, semi-aktiv oder aktiv erfolgen. Während des Sekundärbetriebs kann über die Ventilbaugruppe zusätzliche Hydraulikflüssigkeit aus dem Hydraulikspeicher des Sekundärsystems koordiniert durch die Hydraulikpumpe in das Primärsystem gepumpt oder aus diesem entweder passiv abgelassen oder aktiv abgepumpt werden. Ein Füllzustand an Hydraulikflüssigkeit, das heißt eine Gesamtmenge der Hydraulikflüssigkeit, des Primärsystems kann hierdurch verändert werden. Dies ermöglicht beispielsweise eine Änderung der Fahrzeughöhe des Fahrzeugs. Ferner kann dadurch auch eine gezielte Einstellung der Fahrzeughöhe des Fahrzeugs abhängig von einem Beladungszustand des Fahrzeugs vorgenommen werden. Bei dem Mischbetrieb kann das Sekundärsystem parallel zu dem Primärsystem zur Verstellung der Fahrzeughöhe während des Fahrbetriebs unter Verwendung der Hydraulikpumpe zugeschaltet werden. Mit Hilfe der Hydraulikpumpe kann dabei ein koordiniertes Zu- oder Abpumpen von Hydraulikflüssigkeit durchgeführt werden. Währenddessen agiert die Fahrwerkvorrichtung mit Hilfe des Dämpfungsventils passiv oder semi-aktiv.In the first switching state, the chassis device is preferably operated in the primary mode. In the second switching state, the Chassis device preferably operated in secondary mode. However, a mixed operation of primary and secondary operation is also possible. As previously mentioned, the control in primary mode can be passive, semi-active or active. During secondary mode, additional hydraulic fluid can be pumped from the hydraulic accumulator of the secondary system into the primary system via the valve assembly in a coordinated manner by the hydraulic pump or can be either passively drained or actively pumped out of it. A filling level of hydraulic fluid, i.e. a total amount of hydraulic fluid, in the primary system can be changed in this way. This enables, for example, the vehicle height of the vehicle to be changed. Furthermore, this also makes it possible to specifically adjust the vehicle height of the vehicle depending on the loading state of the vehicle. In mixed mode, the secondary system can be switched on in parallel to the primary system to adjust the vehicle height while driving using the hydraulic pump. With the help of the hydraulic pump, a coordinated pumping in or out of hydraulic fluid can be carried out. Meanwhile, the chassis device acts passively or semi-actively with the help of the damping valve.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird zum Vergrößern oder Verkleinern einer Fahrzeughöhe des Fahrzeugs Hydraulikflüssigkeit aus dem Sekundärsystem in das Primärsystem oder aus dem Primärsystem in das Sekundärsystem gefördert.According to a further embodiment, in order to increase or decrease a vehicle height of the vehicle, hydraulic fluid is pumped from the secondary system into the primary system or from the primary system into the secondary system.
Wie zuvor erwähnt, kann das Vergrößern oder Verkleinern der Fahrzeughöhe während des Fahrbetriebs erfolgen. Die Veränderung der Fahrzeughöhe kann jedoch auch im Stand des Fahrzeugs durchgeführt werden. Hierdurch kann beispielsweise ein Beladungszustand des Fahrzeugs ausgeglichen werden. Beispielsweise kann die Hydraulikpumpe die Hydraulikflüssigkeit aus dem Sekundärsystem in das Primärsystem oder umgekehrt pumpen. Alternativ kann die Hydraulikflüssigkeit auch passiv aus dem Primärsystem in das Sekundärsystem gedrückt werden. In diesem Fall kann sich die Hydraulikpumpe in dem Rekuperationsmodus befinden.As previously mentioned, the vehicle height can be increased or decreased while driving. However, the vehicle height can also be changed when the vehicle is stationary. This can, for example, compensate for the vehicle's loading condition. For example, the hydraulic pump can pump the hydraulic fluid from the secondary system into the primary system or vice versa. Alternatively, the hydraulic fluid can also be passively pushed from the primary system into the secondary system. In this case, the hydraulic pump can be in recuperation mode.
Die für die vorgeschlagene Fahrwerkvorrichtung beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für das vorgeschlagene Fahrzeug und/oder für das vorgeschlagene Verfahren entsprechend.The embodiments and features described for the proposed chassis device apply accordingly to the proposed vehicle and/or to the proposed method.
„Ein“ ist vorliegend nicht zwingend als beschränkend auf genau ein Element zu verstehen. Vielmehr können auch mehrere Elemente, wie beispielsweise zwei, drei oder mehr, vorgesehen sein. Auch jedes andere hier verwendete Zählwort ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Beschränkung auf genau die genannte Anzahl an Elementen gegeben ist. Vielmehr sind zahlenmäßige Abweichungen nach oben und nach unten möglich, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.In this case, "one" is not necessarily to be understood as being limited to just one element. Rather, several elements, such as two, three or more, can also be provided. Any other counting word used here is also not to be understood as meaning that there is a limitation to the exact number of elements mentioned. Rather, numerical deviations upwards and downwards are possible, unless otherwise stated.
Weitere mögliche Implementierungen der Fahrwerkvorrichtung, des Fahrzeugs und/oder des Verfahrens umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Fahrwerkvorrichtung, des Fahrzeugs und/oder des Verfahrens hinzufügen. Further possible implementations of the chassis device, the vehicle and/or the method also include combinations of features or embodiments described above or below with regard to the exemplary embodiments that are not explicitly mentioned. The person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the chassis device, the vehicle and/or the method.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Fahrwerkvorrichtung, des Fahrzeugs und/oder des Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren werden die Fahrwerkvorrichtung, das Fahrzeug und/oder das Verfahren anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.
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1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform eines Fahrzeugs; -
2 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer Fahrwerkvorrichtung für das Fahrzeug gemäß1 ; -
3 zeigt eine weitere schematische Ansicht der Fahrwerkvorrichtung gemäß2 ; und -
4 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Betreiben der Fahrwerkvorrichtung gemäß2 .
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1 shows a schematic side view of an embodiment of a vehicle; -
2 shows a schematic view of an embodiment of a chassis device for the vehicle according to1 ; -
3 shows a further schematic view of the chassis device according to2 ; and -
4 shows a schematic block diagram of an embodiment of a method for operating the chassis device according to2 .
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, sofern nichts anderes angegeben ist.In the figures, identical or functionally equivalent elements have been given the same reference symbols unless otherwise stated.
Die
Das Fahrzeug 1 ist ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftwagen. Das Fahrzeug 1 kann auch ein Nutzfahrzeug, beispielsweise ein Lastkraftwagen, eine Erntemaschine oder eine Baumaschine, sein. Das Fahrzeug 1 kann auch ein militärisches Fahrzeug sein. Nachfolgend wird jedoch davon ausgegangen, dass das Fahrzeug 1 ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftwagen, ist. The
Das Fahrzeug 1 umfasst eine Karosserie 2, welche einen Fahrgastraum oder Fahrzeuginnenraum 3 des Fahrzeugs 1 umschließt. In dem Fahrzeuginnenraum 3 können sich ein Fahrer und Fahrgäste aufhalten. Die Karosserie 2 grenzt eine Umgebung 4 des Fahrzeugs 1 von dem Fahrzeuginnenraum 3 ab. Der Fahrzeuginnenraum 3 ist mit Hilfe von Türen von der Umgebung 4 her zugänglich.The
Das Fahrzeug 1 umfasst ein Fahrwerk mit mehreren Rädern 5, 6. Die Anzahl der Räder 5, 6 ist grundsätzlich beliebig. Vorzugsweise weist das Fahrzeug 1 vier Räder 5, 6 auf. Das Fahrzeug 1 kann jedoch beispielsweise sechs Räder 5, 6 aufweisen. Die Räder 5, 6 sind Teil eines Fahrwerks des Fahrzeugs 1. Es können lediglich zwei Räder 5, 6 angetrieben sein. Es können jedoch auch alle Räder 5, 6 angetrieben sein. In diesem Fall ist das Fahrzeug 1 ein Allradfahrzeug. Vorzugsweise sind zwei vordere Räder 5 lenkbar. Es können jedoch auch alle Räder 5, 6 lenkbar sein.The
Das Fahrzeug 1 kann eine Brennkraftmaschine oder einen Verbrennungsmotor umfassen. Der Verbrennungsmotor kann ein Dieselmotor oder ein Ottomotor sein. Das Fahrzeug 1 kann auch ein Hybridfahrzeug sein. In diesem Fall weist das Fahrzeug 1 neben dem Verbrennungsmotor zumindest einen Elektromotor auf. Das Fahrzeug 1 kann mehrere Elektromotoren aufweisen. In diesem Fall können die Elektromotoren Radnabenmotoren sein. Das Fahrzeug 1 kann ein Elektrofahrzeug sein. In diesem Fall ist das Fahrzeug 1 rein elektrisch angetrieben. Nachfolgend wird davon ausgegangen, dass das Fahrzeug 1 ein Elektrofahrzeug ist.The
Mit den Rädern 5, 6 bewegt sich das Fahrzeug 1 auf einem Untergrund 7 fort. Der Untergrund 7 kann eine Straße oder ein beliebiges anderes Gelände sein. Der Untergrund 7 kann Bodenunebenheiten 8, beispielsweise in Form von Bodenwellen oder Steinen, aufweisen. Bewegt sich das Fahrzeug 1 über die Bodenunebenheiten 8, können die Räder 5, 6 einfedern und wieder ausfedern.The
Dem Fahrzeug 1 ist ein Koordinatensystem mit einer ersten Raumrichtung oder x-Richtung x, einer zweiten Raumrichtung oder y-Richtung y und einer dritten Raumrichtung oder z-Richtung z zugeordnet. Die x-Richtung x kann auch als Längsrichtung bezeichnet werden. Die y-Richtung y kann auch als Hochrichtung bezeichnet werden. Die z-Richtung z kann auch als Querrichtung bezeichnet werden. Die Richtungen x, y, z sind senkrecht zueinander orientiert. Eine Schwerkraftrichtung g ist in der Orientierung der
Die
Das Fahrzeug 1 kann mehrere Fahrwerkvorrichtungen 9 aufweisen. Insbesondere kann jedem Rad 5, 6 eine derartige Fahrwerkvorrichtung 9 zugeordnet sein. Beispielsweise können bei vier Rädern 5, 6 vier Fahrwerkvorrichtungen 9 vorgesehen sein. Dies schließt jedoch nicht aus, dass Fahrwerkvorrichtungen 9 unterschiedlicher Räder 5, 6 gemeinsame Bauteile oder Komponenten aufweisen können.The
Der Fahrwerkvorrichtung 9 ist ein Fahrgestell 10 zugeordnet, das in den
Die Fahrwerkvorrichtung 9 kann weiterhin ein Rad 5 aufweisen, das in den
Das Rad 5 ist mit Hilfe eines Hydraulikzylinders 12 an das Fahrgestell 10 angebunden. Der Hydraulikzylinder 12 ist beispielsweise über einen Radträger und/oder andere Bauteile mit dem Rad 5 gekoppelt oder wirkverbunden. Bevorzugt ist jedem Rad 5, 6 ist ein Hydraulikzylinder 12 zugeordnet. Der Hydraulikzylinder 12 umfasst ein Gehäuse 13, das mit Hilfe eines Anbindungselements 14, beispielsweise in Form eines Kugelkopfs, mit dem Fahrgestell 10 verbunden ist. An dem Gehäuse 13 ist genau ein Hydraulikanschluss 15 vorgesehen.The
Das Gehäuse 13 nimmt einen in das Gehäuse 13 hinein- und aus diesem herausfahrbaren Kolben 16 auf, der mit Hilfe eines Anbindungselements 17, beispielsweise in Form eines Kugelkopfs, mit dem Rad 5 verbunden ist. Mit Hilfe eines Doppelpfeils 18 ist das Hinein- und Herausfahren des Kolbens 16 in das Gehäuse 13 und aus diesem heraus angedeutet. Zwischen dem Gehäuse 13 und dem Kolben 16 ist ein Aufnahmeraum 19 vorgesehen. In den Aufnahmeraum 19 mündet der Hydraulikanschluss 15 ein. Der Aufnahmeraum 19 kann auch als Hydraulikkammer bezeichnet werden.The
Das Gehäuse 13 ist zumindest teilweise mit einer Hydraulikflüssigkeit 20 gefüllt. Insbesondere ist der Aufnahmeraum 19 mit der Hydraulikflüssigkeit 20 gefüllt. Die Hydraulikflüssigkeit 20 kann ein Hydrauliköl sein. Der Kolben 16 kann die Hydraulikflüssigkeit 20 aus dem Gehäuse 13 verdrängen. Umgekehrt kann die Hydraulikflüssigkeit 20 den Kolben 16 aus dem Gehäuse 13 herausbewegen.The
An den Hydraulikzylinder 12 ist eine erste Hydraulikleitung 21 angeschlossen, mit deren Hilfe dem Hydraulikzylinder 12 Hydraulikflüssigkeit 20 zugeführt oder von diesem abgeführt werden kann. Die erste Hydraulikleitung 21 ist an den Hydraulikanschluss 15 angeschlossen. Die erste Hydraulikleitung 21 führt zu einer elektromagnetischen Hydraulikpumpe 22. Jedem Rad 5, 6 kann eine eigene Hydraulikpumpe 22 zugeordnet sein. Alternativ kann mehreren Rädern 5, 6 auch eine gemeinsame Hydraulikpumpe 22 zugeordnet sein. Die Hydraulikpumpe 22 weist einen Motor 23 auf, der auch als Generator zur Stromerzeugung fungieren kann.A first
Von der Hydraulikpumpe 22 führt eine zweite Hydraulikleitung 24 zu einem Gasfederspeicher 25. Jedem Rad 5, 6 kann ein eigener Gasfederspeicher 25 zugeordnet sein. Alternativ kann mehreren Rädern 5, 6 auch ein gemeinsamer Gasfederspeicher 25 zugeordnet sein. Die Hydraulikpumpe 22 ist eine Servopumpe. Die Hydraulikpumpe 22 ist eine elektrohydraulische Pumpe. Insbesondere ist die Hydraulikpumpe 22 eine Vierquadranten-Servopumpe. Unter einem „Vierquadrantenbetrieb“ der Hydraulikpumpe 22 ist insbesondere zu verstehen, dass diese mit wechselnder Drehrichtung und wechselnder Momentrichtung arbeitet.A second
Der Gasfederspeicher 25 umfasst ein Gehäuse 26, in dem eine vorgespannte Membran 27 aufgenommen ist. In dem Gehäuse 26 ist Hydraulikflüssigkeit 20 und ein Gas 28, beispielsweise Stickstoff, aufgenommen. Die Membran 27 trennt die Hydraulikflüssigkeit 20 von dem Gas 28. Die zweite Hydraulikleitung 24 mündet in einen Bereich des Gehäuses 26, in dem die Hydraulikflüssigkeit 20 aufgenommen ist.The
Von der ersten Hydraulikleitung 21 zweigt an einer ersten Verzweigung 29 eine dritte Hydraulikleitung 30 ab, welche die Hydraulikpumpe 22 umgeht. Die dritte Hydraulikleitung 30 mündet vor dem Gasfederspeicher 25 an einer zweiten Verzweigung 31 in die zweite Hydraulikleitung 24 ein. An oder in der dritten Hydraulikleitung 30 ist ein verstellbares und/oder regelbares Dämpfungsventil 32 vorgesehen. Das Dämpfungsventil 32 fungiert als verstellbare Drossel. Das Dämpfungsventil 32 kann daher auch als Drosselventil bezeichnet werden. Jedem Rad 5, 6 kann ein eigenes Dämpfungsventil 32 zugeordnet sein. Alternativ kann mehreren Rädern 5, 6 auch ein gemeinsames Dämpfungsventil 32 zugeordnet sein.A third
Die Hydraulikpumpe 22 und das Dämpfungsventil 32 bilden zusammen eine Regel- und Steuereinheit 33. Die Hydraulikpumpe 22 und das Dämpfungsventil 32 sind in der Regel- und Steuereinheit 33 parallel geschaltet. Jedem Rad 5, 6 kann eine eigene Regel- und Steuereinheit 33 zugeordnet sein. Alternativ kann mehreren Rädern 5, 6 auch eine gemeinsame Regel- und Steuereinheit 33 zugeordnet sein. Der Hydraulikzylinder 12, die Hydraulikleitungen 21, 24, 30, die Hydraulikpumpe 22, der Gasfederspeicher 25 und das Dämpfungsventil 32 bilden ein Primärsystem 34 der Fahrwerkvorrichtung 9.The
In oder an der zweiten Hydraulikleitung 24 ist eine Ventilbaugruppe 35 angeordnet. Die Ventilbaugruppe 35 kann ein Dreiwegeventil sein. Die Ventilbaugruppe 35 ist zwischen der Hydraulikpumpe 22 und der zweiten Verzweigung 31 der zweiten Hydraulikleitung 24 angeordnet. Die Ventilbaugruppe 35 ist mit Hilfe einer vierten Hydraulikleitung 36 mit einem Hydraulikspeicher 37 in Fluidverbindung. Der Hydraulikspeicher 37 weist ein Gehäuse 38 auf, in dem eine vorgespannte Membran 39 aufgenommen ist. Die Membran 39 trennt in dem Gehäuse 38 aufgenommene Hydraulikflüssigkeit 20 von einem Gas 40, beispielsweise Stickstoff. Die Ventilbaugruppe 35, die vierte Hydraulikleitung 36 und der Hydraulikspeicher 37 bilden ein Sekundärsystem 41 der Fahrwerkvorrichtung 9.A
Die Fahrwerkvorrichtung 9 weist ein Antriebselement 42 und einen Energiespeicher 43 auf. Das Antriebselement 42 ist ein Elektromotor. Das Antriebselement 42 kann ein dem Rad 5 zugeordneter Radnabenmotor sein. Der Energiespeicher 43 kann ein Akkumulator sein, der das Antriebselement 42 bestromt. Mit Hilfe des Energiespeichers 43 kann auch die Hydraulikpumpe 22 betrieben werden. Der Energiespeicher 43 kann somit sowohl mit der Hydraulikpumpe 22 als auch mit dem Antriebselement 42 wirkverbunden sein.The
Die Fahrwerkvorrichtung 9 umfasst ferner eine Regel- und Steuereinrichtung 44. Jedem Rad 5, 6 kann eine eigene Regel- und Steuereinrichtung 44 zugeordnet sein. Alternativ kann mehreren Rädern 5, 6 auch eine gemeinsame Regel- und Steuereinrichtung 44 zugeordnet sein. Die Regel- und Steuereinrichtung 44 ist dazu eingerichtet, die Hydraulikpumpe 22, das Dämpfungsventil 32, die Ventilbaugruppe 35 und/oder das Antriebselement 42 anzusteuern. Es kann hierzu eine drahtlose oder eine drahtgebundene Verbindung vorgesehen sein. Die Regel- und Steuereinrichtung 44 kann auch dazu geeignet sein, einen Ladevorgang des Energiespeichers 43 durchzuführen, zu überwachen und/oder zu steuern.The
Ferner kann die Regel- und Steuereinrichtung 44 dazu eingerichtet sein, Sensorsignale einer Sensorik 45 zu empfangen, auszuwerten und die Hydraulikpumpe 22, das Dämpfungsventil 32, die Ventilbaugruppe 35 und/oder das Antriebselement 42 basierend auf diesen Sensorsignalen anzusteuern. Die Sensorik 45 kann unterschiedlichste Sensoren aufweisen. Beispielsweise kann die Sensorik 45 Drucksensoren umfassen, die dazu geeignet sind, einen jeweiligen Hydraulikdruck der Hydraulikflüssigkeit 20 in dem Primärsystem 34 und/oder in dem Sekundärsystem 41 zu erfassen. Sensorik 45 kann auch einen Drucksensor oder mehrere Drucksensoren zum Erfassen eines Hydraulikdrucks an oder in dem Hydraulikanschluss 15 aufweisen.Furthermore, the control and
Ferner kann die Sensorik 45 auch einen Wegsensor umfassen, der beispielsweise erfassen kann, wie weit der Kolben 16 in das Gehäuse 13 hineinbewegt ist. Die Sensorik 45 kann ferner Drehzahlsensoren, Beschleunigungssensoren, Trägheitssensoren und/oder Temperatursensoren aufweisen. Grundsätzlich kann die Sensorik 45 jedoch jede beliebige Art von Sensoren aufweisen. Die Sensorik 45 kann auch dazu geeignet sein, einen Motorstrom des Motors 23 der Hydraulikpumpe 22 und/oder des Antriebselements 42 zu erfassen und/oder auszuwerten. Die Sensorik 45 kann auch einen Hydraulikdruck in oder an der Hydraulikpumpe 22 erfassen und/oder auswerten. Hierfür kann ein Drucksensor an der Hydraulikpumpe 22 vorgesehen sein. Der Hydraulikpumpe 22 können auch mehrere Drucksensoren zugeordnet sein.Furthermore, the
Aus der dritten Hydraulikleitung 30 zweigt eine Bypassleitung oder Umgehungsleitung 46 mit einem Bypassventil oder Umgehungsventil 47 ab. Die Umgehungsleitung 47 mündet stromaufwärts des Dämpfungsventils 32 aus der dritten Hydraulikleitung 30 aus. Die Umgehungsleitung 46 mündet stromabwärts des Dämpfungsventils 32 wieder in die dritte Hydraulikleitung 30 ein. Das Umgehungsventil 47 ist parallel zu dem Dämpfungsventil 32 und der Hydraulikpumpe 22 geschaltet.A
Mit Hilfe des Umgehungsventils 47 kann das Dämpfungsventil 32 umgangen werden. Im Gegensatz zu dem Dämpfungsventil 32 ist das Umgehungsventil 47 bevorzugt nicht schaltbar, insbesondere nicht verstellbar und/oder regelbar. Das Umgehungsventil 47 ist in seiner einfachsten Ausführung ein Durchgang, beispielsweise in Form eines Lochs, definierter Größe. Alternativ kann noch zusätzlich ein Ventilplättchen integriert sein.The
Das Umgehungsventil 47 kann jedoch alternativ auch verstellbar und/oder regelbar sein. In diesem Fall kann das Umgehungsventil 47 von der Regel- und Steuereinrichtung 44 angesteuert werden. Das Umgehungsventil 47 kann beispielsweise ein passives und druckgesteuertes Ventil sein. Das Umgehungsventil 47 kann jedoch auch ein elektronisch geregeltes Proportionalventil sein.However, the
Die Funktionalität der Fahrwerkvorrichtung 9 wird nachfolgend erläutert. Die Ventilbaugruppe 35 ist zunächst in einen in der
Das Primärsystem 34 fungiert in dem ersten Schaltzustand Z1 als hydropneumatische Federung für das Rad 5. Die Hydraulikflüssigkeit 20 in dem Hydraulikzylinder 12, den Hydraulikleitungen 21, 24, 30, der Umgehungsleitung 46 und dem Gasfederspeicher 25 bildet eine Hydrauliksäule, innerhalb der die Regel- und Steuereinheit 33 umfassend die Hydraulikpumpe 22 und das Dämpfungsventil 32 angeordnet ist.In the first switching state Z1, the
Die zuvor erwähnte Hydrauliksäule ist zu einem ersten Teil innerhalb des Hydraulikzylinders 12 angeordnet, wobei dieser erste Teil als Federbein für das Rad 5 fungiert und durch seine mechanische Anordnung eine Fahrzeughöhe des Fahrzeugs 1 einstellt. Ein zweiter Teil der Hydrauliksäule ist innerhalb des Gasfederspeichers 25 angeordnet, dessen Gasdruck des Gases 28 als Federungselement für das Rad 5 fungiert. Das Gas 28 wird durch die Hydraulikflüssigkeit 20 mit Druck aus der in dem Hydraulikzylinder 12 aufgenommenen Hydraulikflüssigkeit 20 beaufschlagt.The aforementioned hydraulic column is arranged in a first part within the
Die beiden zuvor genannten Teile der Hydrauliksäule bilden zusammen die Hydrauliksäule. Das Primärsystem 34 stellt somit in dem ersten Schaltzustand Z1 ein, insbesondere hermetisch, abgeschlossenes System dar, welches das Fahrzeug 1 im Gleichgewicht gefedert auf der zuvor erwähnten Fahrzeughöhe hält. Die Regel- und Steuereinheit 33 sitzt dabei zwischen den beiden Teilen der Hydrauliksäule.The two previously mentioned parts of the hydraulic column together form the hydraulic column. The
Solange nur das Primärsystem 34 in Betrieb ist, das heißt, solange sich die Ventilbaugruppe 35 in dem ersten Schaltzustand Z1 befindet, kann eine Regelung der Fahrwerkvorrichtung 9 in einem wie folgt erläuterten Primärbetrieb erfolgen. Wie zuvor erwähnt, umfasst die zwischen den beiden Teilen der Hydrauliksäule sitzende Regel- und Steuereinheit 33 eine Parallelschaltung der Hydraulikpumpe 22 und des Dämpfungsventils 32.As long as only the
Dabei weist das Dämpfungsventil 32 ein umgekehrtes Dämpferprinzip auf, da das Dämpfungsventil 32 ortsfest ist und die Drosselwirkung durch die durch das Dämpfungsventil 32 hindurchströmende Hydraulikflüssigkeit 20 bedingt wird. Eine Dämpfungswirkung des Dämpfungsventils 32 kann beispielsweise wie bei einem semi-aktivem Dämpfer gesteuert werden. Hierzu wird das Dämpfungsventil 32 mit Hilfe der Regel- und Steuereinrichtung 44 in geeigneter Art und Weise angesteuert.The damping
Die Hydraulikpumpe 22 kann einen Volumenstrom zwischen den beiden Teilen der Hydrauliksäule beziehungsweise zwischen dem Hydraulikzylinder 12 und dem Gasfederspeicher 25 aktiv überlagern. Dieser Volumenstrom kann in einem passiven Modus durch eine vom dem Untergrund 7 oder von Fahrmanövern angeregte Volumenverschiebung der Hydraulikflüssigkeit 20 zwischen den beiden Teilen der Hydrauliksäule beziehungsweise zwischen dem Hydraulikzylinder 12 und dem Gasfederspeicher 25 erzeugt werden.The
Unter „aktiv überlagern“ ist vorliegend zu verstehen, dass die Hydraulikpumpe 22 die Hydraulikflüssigkeit 20 von dem Gasfederspeicher 25 in den Hydraulikzylinder 12 oder umgekehrt pumpen kann. Die Hydraulikpumpe 22 und das Dämpfungsventil 32 können dabei koordiniert zueinander geregelt werden und stellen dabei die Regel- und Steuereinheit 33 in dem Primärsystem 34 dar.In this case, “actively superimposing” means that the
Die Regelung im Primärbetrieb kann passiv, semi-aktiv oder aktiv erfolgen. Unter „passiv“ ist dabei zu verstehen, dass die Hydraulikpumpe 22 abgeschaltet ist und das Dämpfungsventil 32 nicht reguliert wird. Unter „semi-aktiv“ ist zu verstehen, dass die Hydraulikpumpe 22 abgeschaltet ist, jedoch eine Regulierung des Dämpfungsventils 32 erfolgt.The control in primary operation can be passive, semi-active or active. “Passive” means that the
Unter „aktiv“ ist zu verstehen, dass die Hydraulikpumpe 22 zugeschaltet ist, wobei eine oder keine parallele Regelung des Dämpfungsventils 32 erfolgt. Die Hydraulikpumpe 22 kann dabei sowohl als Stellelement als auch rekuperativ zur Stromerzeugung und Einspeisung in den Energiespeicher 43 eingeregelt sein. Unter einem „rekuperativen Betrieb“, „Rekuperationsbetrieb“ oder „Rekuperationsmodus“ der Hydraulikpumpe 22 ist zu verstehen, dass die Hydraulikflüssigkeit 20 durch die Hydraulikpumpe 22 strömt und den Motor 23 der Hydraulikpumpe 22 antreibt, der dann als Generator zur Stromerzeugung fungiert. Eine Gesamtmenge beziehungsweise ein Gesamtvolumen der Hydraulikflüssigkeit 20 ist in dem Primärbetrieb konstant und bleibt damit in dem Primärsystem 34 unverändert.“Active” means that the
Im Gegensatz zu dem Rekuperationsmodus ist unter einem „pumpenden Betrieb“, „Pumpbetrieb“ oder „Pumpmodus“ der Hydraulikpumpe 22 zu verstehen, dass die Hydraulikpumpe 22 angetrieben wird und die Hydraulikflüssigkeit 20 fördert. Dabei funktionieren sowohl der Rekuperationsmodus als auch der Pumpmodus bidirektional. Das heißt, dass sowohl der Rekuperationsmodus als auch der Pumpmodus unabhängig von einer Strömungsrichtung der Hydraulikflüssigkeit 20 durch die Hydraulikpumpe 22 sind. Ein Wechsel zwischen dem Pumpmodus und dem Rekuperationsmodus kann beispielsweise mit einer zeitlichen Auflösung von bis zu 50 Hz oder mehr möglich sein.In contrast to the recuperation mode, a "pumping operation", "pumping operation" or "pumping mode" of the
Durch das Umgehungsventil 47 wird der Fahrkomfort verbessert. Der Hintergrund ist, dass das Dämpfungsventil 32 langsam ist. Wenn der Hydraulikzylinder 12 komprimiert wird, dann wird dadurch ein Hydraulikdruck aufgebaut. Dieser Hydraulikdruck liegt dann an dem Dämpfungsventil 32 an und wird erst abgebaut, wenn sich das Dämpfungsventil 32 öffnet. Da sich das Dämpfungsventil 32 nicht sofort, sondern mit einer leichten Verzögerung öffnet, arbeitet der Hydraulikzylinder 12 nicht feinfühlig genug, da er im ersten Moment immer erst kurz blockiert wird. Der Hydraulikzylinder 12 ist so lange blockiert, wie lange eine Öffnungszeit des Dämpfungsventil 32 dauert.The
Damit dieses Blockieren des Hydraulikzylinders 12 verhindert wird, wird ein kleiner Teil der Hydraulikflüssigkeit 20 durch das Umgehungsventil 47 geleitet, so dass es nicht zu diesem anfänglichen Effekt des Stockens kommt. Die kleine anfängliche Menge der Hydraulikflüssigkeit 20 wird dann beispielsweise durch ein Loch geführt, welches das Umgehungsventil 47 bildet. Dies verschafft dem Dämpfungsventil 32 die Zeit zu öffnen und die restliche Hydraulikflüssigkeit 20 durchzulassen. Ein Volumenstrom der Hydraulikflüssigkeit 20 durch das Umgehungsventil 47 ist dabei so klein, dass bei einem starken Einfedern oder in einem normalen Fahrbetrieb sowie bei einem Einstellen einer Rekuperationsrate der Hydraulikpumpe 22 der durch das Umgehungsventil 47 hindurchgeführte Volumenstrom der Hydraulikflüssigkeit 20 vernachlässigbar ist.In order to prevent this blocking of the
Ferner benötigt der Kolben 16 eine gewisse Bewegung innerhalb des Gehäuses 13, um den Hydraulikdruck aufbauen zu können. Bei einem Verzicht auf das Umgehungsventil 47 wäre diese Bewegung aufgrund der zuvor erläuterten Trägheit des Dämpfungsventils 32 nicht möglich. Ohne das Umgehungsventil 47 würde eine Bewegung des Kolbens 16 zu einem sprunghaften Anstieg des Hydraulikdrucks führen. Dies würde zu einer deutlichen Verschlechterung des Fahrkomforts führen.Furthermore, the
Wird die Ventilbaugruppe 35 von dem ersten Schaltzustand Z1 in einen in der
Die Ventilbaugruppe 35 ist dabei bidirektional mit der Hydraulikflüssigkeit 20 durchströmbar. Das heißt insbesondere, dass die Ventilbaugruppe 35 sowohl in dem ersten Schaltzustand Z1 als auch in dem zweiten Schaltzustand Z2 in zwei entgegengesetzt orientierten Strömungsrichtungen mit der Hydraulikflüssigkeit 20 durchströmt werden kann. Insbesondere kann die Hydraulikflüssigkeit 20 in beiden Schaltzuständen Z1, Z2 in beiden Strömungsrichtungen durch die Ventilbaugruppe 35 gefördert werden.The
Sobald die Ventilbaugruppe 35 in den zweiten Schaltzustand Z2 geschaltet wird, befindet sich die Fahrwerkvorrichtung 9 in einem Sekundärbetrieb. In dem zweiten Schaltzustand Z2 ist der Gasfederspeicher 25 nur über die dritte Hydraulikleitung 30 und das Dämpfungsventil 32 mit dem Hydraulikzylinder 12 in Fluidverbindung. Eine direkte oder unmittelbare Fluidverbindung zwischen dem Gasfederspeicher 25 und der Hydraulikpumpe 22 über die zweite Hydraulikleitung 24 besteht in dem zweiten Schaltzustand Z2 nun nicht mehr.As soon as the
Wie zuvor erwähnt, schließt dies jedoch nicht aus, dass der Gasfederspeicher 25 in dem zweiten Schaltzustand Z2 über die erste Hydraulikleitung 21, die an der ersten Verzweigung 29 von der ersten Hydraulikleitung 21 abzweigende dritte Hydraulikleitung 30 sowie die an der zweiten Verzweigung 31 mit der dritten Hydraulikleitung 30 verbundene zweite Hydraulikleitung 24 indirekt oder mittelbar in Fluidverbindung mit dem Gasfederspeicher 25 steht. Durch ein Verbringen der Ventilbaugruppe 35 von dem zweiten Schaltzustand Z2 in den ersten Schaltzustand Z1 kann die Fahrwerkvorrichtung 9 wieder in den Primärbetrieb verbracht werden.As previously mentioned, however, this does not exclude the possibility that the
Das Sekundärsystem 41 umfasst, wie zuvor erwähnt, den separaten Hydraulikspeicher 37, der vorgespannt ist, die Ventilbaugruppe 35 und die vierte Hydraulikleitung 36. Mit Hilfe der Ventilbaugruppe 35 und der vierten Hydraulikleitung 36 kann das Sekundärsystem 41 über die Hydraulikpumpe 22 mit dem Primärsystem 34 fluidisch verbunden werden.The
Die Regelung im Sekundärbetrieb kann wie nachfolgend erläutert durchgeführt werden. Während des Sekundärbetriebs kann über die Ventilbaugruppe 35 zusätzliche Hydraulikflüssigkeit 20 aus dem Hydraulikspeicher 37 koordiniert durch die Hydraulikpumpe 22 in das Primärsystem 34 gepumpt oder auch aus diesem entweder passiv abgelassen oder aktiv abgepumpt werden. „Passiv“ heißt dabei, dass die Hydraulikflüssigkeit 20 durch die Hydraulikpumpe 22 hindurch in das Sekundärsystem 41 gedrückt wird, ohne dass die Hydraulikpumpe 22 die Hydraulikflüssigkeit 20 pumpt. „Aktiv“ heißt dabei, dass die Hydraulikpumpe 22 die Hydraulikflüssigkeit 20 unter Aufwendung von Arbeit in das Sekundärsystem 41 pumpt.The control in secondary operation can be carried out as explained below. During secondary operation, additional
Ein Füllzustand an Hydraulikflüssigkeit 20, das heißt, eine Gesamtmenge der Hydraulikflüssigkeit 20, des Primärsystems 34 kann hierdurch verändert werden. Dies ermöglicht beispielsweise eine Änderung der Fahrzeughöhe des Fahrzeugs 1 im Rahmen einer sogenannten Levelling-Funktion. Ferner kann dadurch auch eine gezielte Einstellung der Fahrzeughöhe des Fahrzeugs 1 abhängig von einem Beladungszustand des Fahrzeugs 1 vorgenommen werden. Nach einem Abschluss der Verstellung der Fahrzeughöhe kann die Fahrwerkvorrichtung 9 durch eine Rückstellung der Ventilbaugruppe 35 von dem zweiten Schaltzustand Z2 in den ersten Schaltzustand Z1 wieder in den Primärbetrieb versetzt werden.A filling level of
Es ist auch ein Mischbetrieb aus Primärbetrieb und Sekundärbetrieb möglich. Das Sekundärsystem 41 kann auch parallel zu dem Primärsystem 34 zur Verstellung der Fahrzeughöhe während einer Fahrt oder eines Fahrbetriebs des Fahrzeugs 1 unter Verwendung der Hydraulikpumpe 22 zugeschaltet werden. Mit Hilfe der Hydraulikpumpe 22 kann dabei ein koordiniertes Zu- oder Abpumpen von Hydraulikflüssigkeit 20 durchgeführt werden. Währenddessen agiert die Fahrwerkvorrichtung 9 mit Hilfe des Dämpfungsventils 32 passiv oder semi-aktiv.A mixed operation of primary operation and secondary operation is also possible. The
Für den Fall, dass das Fahrzeug 1 ein Elektrofahrzeug ist, kann die Hydraulikpumpe 22 zum Erzeugen elektrischer Energie und somit zum Aufladen des Energiespeichers 43 während des Fahrbetriebs des Fahrzeugs 1 eingesetzt werden. Hierzu kann sich die Fahrwerkvorrichtung 9 beispielsweise im Primärbetrieb befinden. Das heißt, die Ventilbaugruppe 35 befindet sich in dem ersten Schaltzustand Z1.In the event that the
Das Fahrzeug 1 bewegt sich nun fahrend über den Untergrund 7 fort, wobei das Rad 5, beispielsweise an Bodenunebenheiten 8 und/oder bei einer Kurvenfahrt, einfedert und wieder ausfedert. Hierdurch wird Hydraulikflüssigkeit 20 aus dem Hydraulikzylinder 12 in den Gasfederspeicher 25 und aus dem Gasfederspeicher 25 in den Hydraulikzylinder 12 gefördert. Wie zuvor erwähnt, fungiert das Dämpfungsventil 32 als Dämpfer zwischen dem Hydraulikzylinder 12 und dem Gasfederspeicher 25.The
Das Dämpfungsventil 32 hat Einfluss auf den Fahrkomfort des Fahrzeugs 1. Das Dämpfungsventil 32 kann zwischen einem geschlossenen Zustand, in dem die gesamte Hydraulikflüssigkeit 20 durch die Hydraulikpumpe 22 geleitet wird, stufenlos in einen geöffneten Zustand, in dem die gesamte Hydraulikflüssigkeit 20 bis auf einen geringen Volumenstrom, der immer noch durch die Hydraulikpumpe 22 strömen kann, durch das Dämpfungsventil 32 strömt, und umgekehrt verbracht werden. Das Dämpfungsventil 32 kann somit von 0 % bis 100 % geöffnet beziehungsweise von 100 % bis 0 % geschlossen werden.The damping
In dem geschlossenen Zustand des Dämpfungsventils 32 ist der Fahrkomfort am geringsten. Insbesondere ist die Fahrwerkvorrichtung 9 dann „hart“. Dieser Zustand kann beispielsweise von einem Fahrer für eine Autobahnfahrt gewählt werden. In dem geöffneten Zustand des Dämpfungsventils 32 ist der Fahrkomfort am höchsten. Insbesondere ist die Fahrwerkvorrichtung 9 dann „weich“. Dieser Zustand kann beispielsweise von dem Fahrer für eine Stadtfahrt gewählt werden.When the damping
Die durch die Hydraulikpumpe 22 strömende Hydraulikflüssigkeit 20 treibt den Motor 23 der Hydraulikpumpe 22 an, welcher dann als Generator zur Stromerzeugung fungiert. Dabei kann der Motor 23 sowohl dann als Generator fungieren, wenn die Hydraulikflüssigkeit 20 von dem Hydraulikzylinder 12 zu dem Gasfederspeicher 25 strömt, als auch, wenn die Hydraulikflüssigkeit 20 von dem Gasfederspeicher 25 zu dem Hydraulikzylinder 12 strömt. Je mehr Hydraulikflüssigkeit 20 durch die Hydraulikpumpe 22 strömt, das heißt, je weiter das Dämpfungsventil 32 geschlossen ist, desto mehr elektrische Energie wird von der Hydraulikpumpe 22 erzeugt.The
Insbesondere steigt die elektrische Leistung der Hydraulikpumpe 22 während des Rekuperationsmodus mit zunehmendem Schließen des Dämpfungsventils 32 an. Unter der „elektrischen Leistung“ ist vorliegend die in einer Zeitspanne oder einem Zeitintervall umgesetzte elektrische Energie bezogen auf diese Zeitspanne oder dieses Zeitintervall zu verstehen. Unter einem „Erzeugen“ von elektrischer Energie ist vorliegend insbesondere ein Umwandeln von Bewegungsenergie des Motors 23, insbesondere einer Antriebswelle des Motors 23, in elektrische Energie zu verstehen. Dabei treibt die Hydraulikflüssigkeit 20 den als Generator fungierenden Motor 23 beziehungsweise dessen Antriebswelle an.In particular, the electrical power of the
Abgesehen von der zuvor gezielten Verstellung des Fahrkomforts durch den Fahrer kann die Regel- und Steuereinrichtung 44 die Regel- und Steuereinheit 33, insbesondere das Dämpfungsventil 32, auch derart ansteuern, dass die Hydraulikpumpe 22 möglichst oft und möglichst effizient im Rekuperationsmodus betrieben werden kann, so dass der Energiespeicher 43 aufgeladen und daraus folgend das Antriebselement 42 möglichst lange betrieben werden kann. Hierdurch kann eine Reichweitenvergrößerung des Fahrzeugs 1 erzielt werden.Apart from the previously targeted adjustment of the driving comfort by the driver, the regulating and
Beispielsweise kann die Regel- und Steuereinrichtung 44, insbesondere basierend auf einem Ladezustand des Energiespeichers 43 und/oder Sensordaten der Sensorik 45, das Dämpfungsventil 32 derart ansteuern, dass sich dieses im Verlauf des Fahrbetriebs des Fahrzeugs 1 immer weiter schließt, so dass im zeitlichen Verlauf des Fahrbetriebs immer mehr Hydraulikflüssigkeit 20 durch die Hydraulikpumpe 22 geleitet wird. Die Fahrwerkvorrichtung 9 wird demnach immer „härter“. Trotzdem ist es möglich, mit Hilfe der Regel- und Steuereinheit 33 die Fahrwerkvorrichtung 9 passiv, semi-aktiv oder aktiv zu regeln. Hierfür wird dann der Rekuperationsmodus kurzzeitig unterbrochen.For example, the regulating and
Der Rekuperationsmodus der Hydraulikpumpe 22 kann im Primärbetrieb, im Sekundärbetrieb und im Mischbetrieb durchgeführt werden. Im Sekundärbetrieb strömt die Hydraulikflüssigkeit 20 zwischen dem Hydraulikzylinder 12 und dem Hydraulikspeicher 37 hin und her und damit durch die Hydraulikpumpe 22 hindurch.The recuperation mode of the
Die Fahrwerkvorrichtung 9 erfüllt somit eine Vielzahl von Funktionen. Es ist eine Variation des Dämpfungsverhalten zur Anpassung des Fahrkomforts und des Fahrverhaltens des Fahrzeugs 1 möglich. Eine Neigung des Fahrzeugs 1 in der Längsrichtung x und/oder in der Querrichtung z kann variiert werden, um eine Neigung des Fahrzeugs 1 auszugleichen oder um dynamisch in Kurven einzusteuern.The
Ferner kann die Fahrzeughöhe zum Ausgleich von Bodenunebenheiten 8 dynamisch geregelt werden. Weiterhin ist die Fahrzeughöhe zur Einstellung der Fahrzeughöhe und der Bodenfreiheit im Stand des Fahrzeugs 1 langsam anpassbar. Es kann mit Hilfe der Hydraulikpumpe 22 eine Energierückgewinnung aus Rad- und Aufbaubewegungen verwirklicht werden.Furthermore, the vehicle height can be dynamically controlled to compensate for
Bei der Fahrwerkvorrichtung 9 wird somit ein sogenanntes Active Suspension System basierend auf einem hydro-pneumatischen Fahrwerksprinzip verwirklicht. Dabei wird die Fahrwerkvorrichtung 9 durch die elektromagnetische Hydraulikpumpe 22 derart aktiv gesteuert, dass der Hydraulikzylinder 12 als Federbein für das Rad 5 fungiert, wobei der Hydraulikzylinder 12 über die Hydraulikleitungen 21, 24, 30 und die Umgehungsleitung 46 mit dem Gasfederspeicher 25 in Fluidverbindung steht.The
Geregelt wird die Fahrwerkvorrichtung 9 durch das verstellbare und/oder regelbare Dämpfungsventil 32, das in seiner Funktion einen dezentralisierten Dämpfer für das Rad 5 ersetzt. Dabei ist das Dämpfungsventil 32 mit der elektromagnetischen Hydraulikpumpe 22 parallel geschaltet. Das Primärsystem 34 ist in dem ersten Schaltzustand Z1 der Ventilbaugruppe 35 ein hermetisch geschlossenes System.The
Es sind keine weiteren Elemente, wie beispielsweise Federn, zum Tragen eines Fahrzeuggewichts des Fahrzeugs 1 notwendig. In einem Ausgangszustand oder Initialzustand herrscht ein konstanter Hydraulikdruck in dem Primärsystem 34. Durch Einsatz der Hydraulikpumpe 22 wird ein Volumen an Hydraulikflüssigkeit 20 nach dem Verdrängerprinzip zwischen dem Hydraulikzylinder 12 und dem Gasfederspeicher 25 variiert.There are no additional elements, such as springs, to support a vehicle weight of the
Die Fahrwerkvorrichtung 9 ermöglicht eine Entkopplung der Hydraulikpumpe 22 von einem Volumenstrom der Hydraulikflüssigkeit 20 durch das verstellbare und/oder regelbare Dämpfungsventil 32. Neben einem rein passiven Betrieb ist auch eine Aktivierung des Dämpfungsventils 32 möglich. Es kann eine variable Steuerung der Rekuperationsrate der Hydraulikpumpe 22 erfolgen. Auf der anderen Seite ermöglicht die Hydraulikpumpe 22 einen aktiven Druckaufbau mit einer direkten beziehungsweise schnellen Krafteinleitung. Hierdurch kann die Fahrwerkvorrichtung 9 aktiviert werden.The
Durch das verstellbare und/oder regelbare Dämpfungsventil 32 kann ein passiver Dämpfer substituiert werden. Es ist eine Überlagerung und/oder Steuerung von passivem Dämpfungsverhalten und aktiv eingeleiteter Dämpfungskraft mittels Zu- und Abschaltung der Hydraulikpumpe 22 möglich. Dies kann während des Fahrbetriebs des Fahrzeugs 1 erfolgen. Die Hydraulikpumpe 22 ermöglicht vorteilhafterweise eine Energierückgewinnung. Im Fehlerfall ergibt sich eine definierte Dämpfungscharakteristik.The adjustable and/or controllable damping
Es ergibt sich ein federratenunabhängiger dynamischer und langsamer Aufbau beziehungsweise eine Kontrolle der Fahrzeughöhe. Die Hydraulikpumpe 22 beeinflusst den Gasfederspeicher 25 nicht. Es ergibt sich ein effizienter Rekuperationsmodus von 0 % für den Fall, dass das Dämpfungsventil 32 vollständig geöffnet ist, bis 100 %, für den Fall, dass das Dämpfungsventil 32 vollständig geschlossen ist.This results in a dynamic and slow build-up or control of the vehicle height that is independent of the spring rate. The
Vorteilhafterweise ergibt sich bei der Fahrwerkvorrichtung 9 eine geringe Komplexität in seiner Gesamtarchitektur durch eine Reduktion auf einige wenige Subsysteme. Ferner ergibt sich eine geringe Komplexität in den Einzelkomponenten auch bei einer Integration der Subsysteme in ein Bauteil der Fahrwerkvorrichtung 9. Beispielsweise kann das Dämpfungsventil 32 in den Hydraulikzylinder 12 integriert werden. Es ergibt sich bei der Fahrwerkvorrichtung 9 dennoch die umfassende Funktionalität eines aktiven Fahrwerks. Die Fahrwerkvorrichtung 9 weist eine energieeffiziente Systemarchitektur und die Möglichkeit der Energierückgewinnung auf.Advantageously, the
Die
Bei dem Verfahren wird in einem Schritt S1 der Fahrbetrieb der Fahrwerkvorrichtung 9 beziehungsweise des Fahrzeugs 1 durchgeführt. Bei dem Fahrbetrieb bewegt sich das Fahrzeug auf dem Untergrund 7 fort. Der Fahrbetrieb kann Kurvenfahrten, Bergauffahrten, Bergabfahrten oder dergleichen umfassen. Bei dem Fahrbetrieb kann das Fahrzeug 1 auch über Bodenunebenheiten 8 fahren.In the method, the driving operation of the
Bei dem Fahrbetrieb wird der Kolben 16 in das Gehäuse 13 des Hydraulikzylinders 12 hinein- und wieder aus diesem herausverlagert. Dabei strömt Hydraulikflüssigkeit 20 von dem Hydraulikzylinder 12 zu dem Gasfederspeicher 25 und umgekehrt. Diese Hydraulikflüssigkeit 20 strömt dann durch das Dämpfungsventil 32 und durch die Hydraulikpumpe 22 hindurch.During driving, the
In einem Schritt S2 wird das Dämpfungsventil 32 mit Hilfe der Regel- und Steuereinrichtung 44 zunehmend geschlossen. Unter „zunehmend“ ist hierbei insbesondere zu verstehen, dass das Dämpfungsventil 32 bevorzugt nicht schlagartig geschlossen wird, sondern langsam von seinem geöffneten Zustand in den geschlossenen Zustand verbracht wird. Dieses Schließen muss nicht kontinuierlich und gleichmäßig erfolgen. Durch das Schließen des Dämpfungsventils 32 wird ein Volumenstrom der durch die Hydraulikpumpe 22 strömenden Hydraulikflüssigkeit 20 vergrößert.In a step S2, the damping
In einem Schritt S3 wird die Hydraulikpumpe 22 mit Hilfe der Regel- und Steuereinrichtung 44 in den Rekuperationsmodus verbracht, so dass von der Hydraulikpumpe 22 mit zunehmendem Schließen des Dämpfungsventils 32 zunehmend mehr elektrische Energie erzeugt wird. Ein „mehr“ an elektrischer Energie ist dahingehend zu verstehen, dass in dem geschlossenen Zustand des Dämpfungsventils 32 mehr elektrische Energie pro beliebigem Zeitintervall als in dem geöffneten Zustand des Dämpfungsventils 32 erzeugt wird. Damit sinkt, wie zuvor erläutert, jedoch der Fahrkomfort des Fahrzeugs 1, wobei dessen Reichweite allerdings erhöht wird. Insbesondere steigt während des Schritts S3 die von der Hydraulikpumpe 22 in dem Rekuperationsmodus abgegebene elektrische Leistung mit zunehmendem Schließen des Dämpfungsventils 32 an.In a step S3, the
Bei dem Verfahren kann das Primärsystem 34 von der Regel- und Steuereinrichtung 44 mit einer passiven Regelung, einer semi-aktiven Regelung oder einer aktiven Regelung geregelt werden. Bei der passiven Regelung werden weder das Dämpfungsventil 32 noch die Hydraulikpumpe 22 von der Regel- und Steuereinrichtung 44 angesteuert. Bei der semi-aktiven Regelung wird nur das Dämpfungsventil 32 von der Regel- und Steuereinrichtung 44 angesteuert und bei der aktiven Regelung werden sowohl das Dämpfungsventil 32 als auch die Hydraulikpumpe 22 von der Regel- und Steuereinrichtung 44 angesteuert.In the method, the
Bei dem Verfahren kann die Ventilbaugruppe 35 mit Hilfe der Regel- und Steuereinrichtung 44 von dem ersten Schaltzustand Z1, in dem das Sekundärsystem 41 fluidisch von dem Primärsystem 34 getrennt wird, in den zweiten Schaltzustand Z2, in dem die Hydraulikpumpe 22 fluidisch von dem Gasfederspeicher 25 getrennt und das Sekundärsystem 41 fluidisch mit der Hydraulikpumpe 22 verbunden wird, geschaltet werden. Zum Vergrößern oder Verkleinern der Fahrzeughöhe des Fahrzeugs 1 kann bei dem Verfahren Hydraulikflüssigkeit 20 aus dem Sekundärsystem 41 in das Primärsystem 34 oder aus dem Primärsystem 34 in das Sekundärsystem 41 gefördert werden.In the method, the
Bei dem Verfahren steuert die Regel- und Steuereinrichtung 44 das Dämpfungsventil 32 und die Hydraulikpumpe 22 insbesondere derart an, dass eine Optimierung hinsichtlich der möglichen erzielbaren Reichweite des Fahrzeugs 1 erreicht wird. Somit kann die Regel- und Steuereinrichtung 44 das Dämpfungsventil 32 und die Hydraulikpumpe 22 derart ansteuern oder regeln, dass eine möglichst große oder eine beliebige vorgegebene Reichweite des Fahrzeugs 1 erzielt werden kann.In the method, the regulating and
Insbesondere kann die Regel- und Steuereinrichtung 44 das Dämpfungsventil 32 und die Hydraulikpumpe 22 auch in Abhängigkeit eines Ladezustands des Energiespeichers 43 der Fahrwerkvorrichtung 9 beziehungsweise des Fahrzeugs 1 ansteuern oder regeln. Beispielsweise erfolgt dies derart, dass ein vorgegebener Ladezustand des Energiespeichers 43 während des Fahrbetriebs nicht unterschritten wird. Der „Ladezustand“ kann in Prozentwerten angegeben werden, wobei 100 % einen vollständig geladenen Energiespeicher 43 repräsentieren.In particular, the regulating and
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.Although the present invention has been described using exemplary embodiments, it can be modified in many ways.
BEZUGSZEICHENLISTEREFERENCE SYMBOL LIST
- 11
- Fahrzeugvehicle
- 22
- Karosseriebody
- 33
- Fahrzeuginnenraumvehicle interior
- 44
- UmgebungVicinity
- 55
- Radwheel
- 66
- Radwheel
- 77
- Untergrundunderground
- 88
- Bodenunebenheituneven ground
- 99
- Fahrwerkvorrichtungchassis device
- 1010
- Fahrgestellchassis
- 1111
- Fahrwerkchassis
- 1212
- Hydraulikzylinderhydraulic cylinders
- 1313
- GehäuseHousing
- 1414
- Anbindungselementconnection element
- 1515
- Hydraulikanschlusshydraulic connection
- 1616
- KolbenPistons
- 1717
- Anbindungselementconnection element
- 1818
- Doppelpfeildouble arrow
- 1919
- Aufnahmeraumrecording room
- 2020
- Hydraulikflüssigkeithydraulic fluid
- 2121
- Hydraulikleitunghydraulic line
- 2222
- Hydraulikpumpehydraulic pump
- 2323
- MotorMotor
- 2424
- Hydraulikleitunghydraulic line
- 2525
- Gasfederspeichergas spring accumulator
- 2626
- GehäuseHousing
- 2727
- Membranmembrane
- 2828
- Gasgas
- 2929
- Verzweigungbranch
- 3030
- Hydraulikleitunghydraulic line
- 3131
- Verzweigungbranch
- 3232
- Dämpfungsventildamping valve
- 3333
- Regel- und Steuereinheitcontrol unit
- 3434
- Primärsystemprimary system
- 3535
- Ventilbaugruppevalve assembly
- 3636
- Hydraulikleitunghydraulic line
- 3737
- Hydraulikspeicherhydraulic accumulator
- 3838
- GehäuseHousing
- 3939
- Membranmembrane
- 4040
- Gasgas
- 4141
- Sekundärsystemsecondary system
- 4242
- Antriebselementdrive element
- 4343
- Energiespeicherenergy storage
- 4444
- Regel- und Steuereinrichtungcontrol and regulation device
- 4545
- Sensoriksensor technology
- 4646
- Umgehungsleitungbypass line
- 4747
- Umgehungsventilbypass valve
- gG
- Schwerkraftrichtungdirection of gravity
- S1S1
- SchrittStep
- S2S2
- SchrittStep
- S3S3
- SchrittStep
- xx
- x-Richtung/Längsrichtungx-direction/longitudinal direction
- yy
- y-Richtung/Hochrichtungy-direction/vertical direction
- zz
- z-Richtung/Querrichtungz-direction/transverse direction
- Z1Z1
- Schaltzustandswitching state
- Z2Z2
- Schaltzustandswitching state
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
-
DE 10 2019 111 980 A1 [0003]
DE 10 2019 111 980 A1 [0003]
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---|---|
DE (1) | DE102023113966A1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009056105A1 (en) * | 2009-11-30 | 2010-06-24 | Daimler Ag | Staggering stabilization system for vehicle, has control unit, hydraulic absorber for each vehicle wheel and engine pump unit, which is hydraulically connected with right and left absorber of vehicle axle |
DE102009056874A1 (en) * | 2009-12-03 | 2010-07-22 | Daimler Ag | Spring damping device for motor vehicle, has hydraulic generator attached to hydraulic cylinder and converting energy into electricity, where energy is delivered by hydraulic cylinder, and throttle connected between generator and cylinder |
DE102010021777A1 (en) * | 2010-05-27 | 2011-01-05 | Daimler Ag | Arrangement for supporting axle at two vehicle sides or wheels of axle at vehicle bodywork, has hydraulic conveyer system hydraulically connected with compensation reservoir at suction-side and with work space at pressure-side |
DE102012004877A1 (en) * | 2012-03-10 | 2013-09-12 | Daimler Ag | Hydraulic arrangement for motor car, has hydraulic motor generator device connected between work chambers and valve apparatuses, and switching valve device for separating one of the work chambers from motor generator device |
DE102017129104A1 (en) * | 2017-02-15 | 2018-08-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | SUSPENSION SYSTEM |
DE102019111980A1 (en) | 2019-05-08 | 2020-11-12 | Rapa Automotive Gmbh & Co. Kg | POWER SUPPLY UNIT FOR ACTIVE SUSPENSION SYSTEM |
-
2023
- 2023-05-26 DE DE102023113966.5A patent/DE102023113966A1/en active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009056105A1 (en) * | 2009-11-30 | 2010-06-24 | Daimler Ag | Staggering stabilization system for vehicle, has control unit, hydraulic absorber for each vehicle wheel and engine pump unit, which is hydraulically connected with right and left absorber of vehicle axle |
DE102009056874A1 (en) * | 2009-12-03 | 2010-07-22 | Daimler Ag | Spring damping device for motor vehicle, has hydraulic generator attached to hydraulic cylinder and converting energy into electricity, where energy is delivered by hydraulic cylinder, and throttle connected between generator and cylinder |
DE102010021777A1 (en) * | 2010-05-27 | 2011-01-05 | Daimler Ag | Arrangement for supporting axle at two vehicle sides or wheels of axle at vehicle bodywork, has hydraulic conveyer system hydraulically connected with compensation reservoir at suction-side and with work space at pressure-side |
DE102012004877A1 (en) * | 2012-03-10 | 2013-09-12 | Daimler Ag | Hydraulic arrangement for motor car, has hydraulic motor generator device connected between work chambers and valve apparatuses, and switching valve device for separating one of the work chambers from motor generator device |
DE102017129104A1 (en) * | 2017-02-15 | 2018-08-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | SUSPENSION SYSTEM |
DE102019111980A1 (en) | 2019-05-08 | 2020-11-12 | Rapa Automotive Gmbh & Co. Kg | POWER SUPPLY UNIT FOR ACTIVE SUSPENSION SYSTEM |
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