DE10359887A1

DE10359887A1 - Pneumatisches Aufhängungssystem

Info

Publication number: DE10359887A1
Application number: DE10359887A
Authority: DE
Inventors: Ju-Ho Hwaseong Kim
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2003-09-03
Filing date: 2003-12-19
Publication date: 2005-04-07
Anticipated expiration: 2023-12-20
Also published as: KR20050023903A; DE10359887B4; JP2005076881A; CN1590800A; US20050046097A1; KR100527732B1

Abstract

Pneumatisches Aufhängungssystem, bei dem einerseits die Menge von Luft, die über eine Luftdüse in einen inneren, oberen Raum eines Zylinders einströmt, gesteuert ist und andererseits der Luftstrom, der über eine Passage vo einem inneren, oberen Raum in einen inneren, unteren Raum eines Zylinders oder umgekehrt strömen kann und der durch das Öffnen und Schließen eines Solenoidventils gesteuert wird, um einen Luftdruck innerhalb des Zylinders einzustellen, wodurch die Ausführung einer weichen Dämpferfunktion ermöglicht wird, und bei dem eine Hauptfeder innerhalb des Zylinders eingebaut ist, um den Bauraum des Zylinders effektiv zu nutzen.

Description

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der Korea-Anmeldung Nr. 10-2003-0061466, eingereicht am 3. September 2003, die hiermit via Betzugnahme hierin aufgenommen wird.
Die Erfindung betrifft ein pneumatisches Aufhängungssystem.

Ein Aufhängungssystem eines Fahrzeugs hat Federn zum Absorbieren von von der Straße ausgehenden Stößen, Stoßdämpfer zum Verbessern der Fahrt von einem Fahrzeug durch die Einschränkung freier Vibrationen der Federn, und Schenkel oder Verbindungen zum Steuern der Arbeit der Räder und dergleichen.

Stoßdämpfer funktionieren als Dämpfer zum Absorbieren intrinsischer Vibrationen, die durch Stöße erzeugt werden, die von den Federn, während ein Fahrzeug in Bewegung ist, aufgenommen werden, um diese Vibrationen schnell zu reduzieren und die Fahrt zu verbessern.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein pneumatisches Aufhängungssystem zu schaffen, welches einen geringeren Bauraum benötigt und das an unterschiedliche Betriebssituationen anpassbar ist.

Dies wird gemäß der Erfindung durch ein pneumatisches Aufhängungssystem erreicht, mit einem Zylinder, einem Kolben innerhalb des Zylinders, der sich abhängig von der Fahrzeugvibration hin und her bewegt, und einer mit dem Kolben verbundene Kolbenstange, die aus dem Zylinder hervorsteht. Das pneumatische Aufhängungssystem hat ferner eine Hauptfeder, die in den Zylinder zum Aufnehmen von Stößen eingebaut ist, Detektionsmittel zum Detektieren einer Position und Bewegung des Kolbens, eine Luftdüse, die mit einer Luftzuführvorrichtung zum Zuführen von Luft in den Zylinder in Abhängigkeit von der Position und der Bewegung des Kolbens verbunden ist, einer Luftpassage zum Verbinden der oberen Seite und der unteren Seite des Zylinders, sodass Luft von dem oberen Raum in den unteren Raum und umgekehrt strömen kann, und ein Solenoidventil zum Öffnen und Schließen der Luftpassage.

Das Detektionsmittel hat vorzugsweise ein magnetisches Band, das auf einer Umfangsfläche der Kolbenstange befestigt ist und entlang deren longitudinalen Richtung verläuft und einen Sensor zum Erfassen der Position des magnetischen Bandes.

Der Zylinder ist vorzugsweise an der inneren, unteren Seite und an der inneren, oberen Seite mit Stoßdämpferteilen ausgestattet, die Stöße absorbieren, die durch Bewegungen des Kolbens erzeugt werden. Die Stoßdämpferteile sind vorzugsweise an einer jeweiligen Hilfsfeder befestigt, die jeweils eng an die innere, obere Fläche bzw. an die innere, untere Fläche des Zylinders angelehnt sind.

Die Luftpassage ist vorzugsweise auf einer Außenfläche des Zylinders in Längsrichtung davon ausgebildet, oder auf einer inneren Umfangsfläche des Zylinders in Längsrichtung davon ausgebildet, oder auf der inneren Wandfläche des Zylinders in Längsrichtung davon ausgebildet.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 einen Querschnitt, der ein pneumatisches Aufhängungssystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung illustriert,
2 eine perspektivische Ansicht von einer Luftpassage aus 1,
3 eine Ansicht eines Luftstroms, wenn ein Kolben steigt gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
4 eine Ansicht eines Luftstroms, wenn ein Kolben sinkt gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
5 eine Ansicht eines Lufteinblasens durch eine Luftdüse, wenn ein Kolben plötzlich steigt gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
6 eine Ansicht der Steuerungselemente eines Luftstroms gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, und
7 einen Querschnitt einer Luftpassage, die an einer inneren Umfangsfläche des Zylinders ausgebildet ist, gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
Wie 1 zeigt, ist ein Zylinder 12 mit einem Kolben 14 verbunden, der sich abhängig von einer Fahrzeugvibration hin und her bewegt, und der Kolben 14 ist an einer Kolbenstange 16 befestigt, die an der einen Seite aus dem Zylinder stirnseitig hervorsteht.
Der Zylinder 12 ist ferner innen (in einem oberen Raum über dem Kolben 14) mit einer Hauptfeder 18 zum Aufnehmen von Stößen ausgestattet, und mit einem Detektionsmittel 20, das ein magnetisches Band 22 und einen Sensor 24 aufweist, zum Detektieren der Position und der Bewegung des Kolbens 14.
Der Zylinder 12 ist außerdem an seinem oberen Ende mit einer Luftdüse 32 ausgestattet, die mit einer Luftzuführvorrichtung, beispielsweise einer Pumpe, verbunden ist (siehe 6), um in den Zylinder 12 Luft zuzuführen (in einem oberen Raum über dem Kolben 14), in Abhängigkeit von der Position und der Bewegung des Kolbens 14, und ist ferner mit einer Luftpassage 34 zum Verbinden des oberen Endes mit dem unteren Ende des Zylinders 12 ausgestattet, sodass Luft von dem oberen Raum in den unteren Raum unter dem Kolben und umgekehrt strömen kann.
Ein Solenoidventil 36 ist an dem oberen Ende des Zylinders 12 zum Öffnen und Schließen der Luftpassage 34 angebracht.
Der Zylinder 12 ist an seiner inneren, unteren Seite und an seiner inneren, oberen Seite mit Stoßdämpfern 42 und 44 ausgestattet, die Stöße absorbieren, die in Abhängigkeit von der Bewegung des Kolbens 14 erzeugt werden. Die Stoßdämpfer 42 und 44 sind jeweils an Hilfsfedern 46 und 48 fixiert, die ihrerseits an der inneren, oberen Fläche bzw. an der inneren, unteren Fläche des Zylinders 12 anliegen.
Das Magnetband 22 des Detektionsmittels 20 ist an der Umfangsfläche der Kolbenstange 16 in longitudinaler Richtung davon verlaufend angebracht, und der Sensor 24 ist an der inneren, unteren Seite des Zylinders befestigt, um die Position des Magnetbandes 22 zu detektieren.
Die Luftdüse 32, wie in 6 gezeigt, ist mit einer Luftzuführvorrichtung 52 verbunden, die durch eine elektronische Steuerungseinheit (ECU 50) gesteuert wird.
Wie in 2 dargestellt, ist die Luftpassage 34 an einer äußeren Umfangsfläche des Zylinders in Längsrichtung davon in Form von zwei Luftkanälen ausgebildet, und das obere Ende und das untere Ende der Luftpassage 34 kommuniziert mit dem Inneren des Zylinders 12 durch die obere Fläche bzw. die untere Fläche des Zylinders 12.
Weiterhin ist das obere Ende der Luftpassage 34 mit einem Solenoidventil ausgestattet, das durch die ECU 50 aus 6 gesteuert wird.
Alternativ ist, wie 7 zeigt, eine Luftpassage 134 an der Innenumfangsfläche des Zylinders 112 ausgebildet, und ein Luftstrom wird vorzugsweise an der Innenwandfläche des Zylinders in longitudinaler Richtung davon geführt.
Die Stoßdämpfer 42 und 44 sind aus zylindrischem Gummi hergestellt und im zentralen Bereich mit einer Vielzahl von Luftlöchern 42a und 44a zur Luftventilation versehen.
6 illustriert die Steuerung des Luftstroms gemäß der Erfindung.
Wie in der Darstellung gezeigt, sendet die ECU 50 ein Betätigungssignal zu dem Solenoidventil 36 und der Luftzuführvorrichtung 52 in Abhängigkeit von einem Eingangssignal von dem Sensor 24, um die Luftzuführvorrichtung 52 und das Solenoidventil 36 derart zu betätigen, dass Luft über die Luftdüse 32 dem Zylinder 12 zugeführt werden kann, bzw. die Luftpassage 34 geöffnet oder geschlossen werden kann.
Als nächstes wird anhand der 3 bis 5 detailliert der Luftstrom in Abhängigkeit von der Bewegung des Kolbens 14 beschrieben.
Wie in 3 gezeigt, absorbiert die Hauptfeder 18 einen Stoß, wenn der Kolben steigt, und Luft aus dem oberen Raum über dem Kolben 14 bewegt sich langsam über die Luftpassage 34 in den unteren Raum unter dem Kolben 14, um den Stoß gegen den schnellen Druckanstieg abzuschwächen, der an dem Kolben 14 entsteht.
Ferner, wenn der Kolben 14 eine vorgegebene Höhe übersteigt, detektiert die ECU 50 die Position des Magnetbandes 22 mit Hilfe des Sensors 24, und gibt ein Steuersignal aus, wodurch die Luftzuführvorrichtung 52 über die Luftdüse 32 dem Raum an der oberen Seite des Zylinders 12 gemäß dem Steuersignal Luft zuführt.
Die ECU 50 ermittelt den Luftdruck und die Luftzuführzeit für ein maximales und weiches Stoppen der Aufsteige-Bewegung des Kolben 14, um die Luftzuführvorrichtung 52 derart zu steuern, dass die Aufsteige-Bewegung des Kolbens 14 durch die von der Luftzuführvorrichtung 52 dem oberen Raum des Zylinders 12 zugeführte Luft sanft gestoppt wird.
Wie in 4 illustriert, wird die Luft, wenn der Kolben 14 sinkt, so gesteuert, dass keine Luft über die Luftdüse 32 eingebracht wird, und dass die Luft aus dem unteren Raum des Zylinders 12 sich langsam über den Luftpassage 34 in den oberen Raum des Zylinders 12 bewegt.
Hieraus ergibt sich, dass der Druck im oberen Raum über dem Kolben 14 in Abhängigkeit von dem absteigenden Kolben 14 sinkt, um die Absteige-Bewegung des Kolbens 14 zu verzögern, und dass der Druck in dem unteren Raum unter dem Kolben 14 in Abhängigkeit von dem absteigenden Kolben 14 steigt, um die Absteige-Bewegung des Kolbens 14 ebenfalls zu verzögern, so dass die herabdrückende Kraft auf den Kolben 14 schnell reduziert wird, um die vertikale Vibration des Kolbens 14 schnell zu stoppen.
5 ist eine Darstellung zur Illustration eines Einblasens von Luft über die Luftdüse 32, wenn der Kolben 14 schnell steigt. Wie in 5 gezeigt, wird der Kolben 14, wenn ein großer Druck anliegt, schnell aufwärts gedrückt, und ein erfasstes Signal des Sensors 24 für die Bestimmung der Position des Magnetbandes 22 wird in die ECU 50 eingegeben, worauf die ECU 50 ein Steuersignal erzeugt, wodurch das Solenoidventil 36 und die Luftzuführvorrichtung 52 derart gesteuert werden, dass das Solenoidventil sich schließt und dass über die Luftdüse 32 Luft schnell in den oberen Raum des Zylinders 12 eingebracht wird, um den Druck schnell zu erhöhen und zu verhindern, dass der Kolben 14 einen Stoß direkt auf die obere Seite des Zylinders 12 überträgt.
Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung liegt ein Vorzug des pneumatischen Aufhängungssystems darin, dass die über eine Luftdüse erfolgende Luftzufuhr in den innere, obere Raum eines Zylinders gesteuert wird, und dass ein Luftstrom zwischen der inneren, oberen Seite und der inneren, unteren Seite eines Zylinders durch Öffnen und Schließen eines Solenoidventils gesteuert wird, um den Luftdruck innerhalb des Zylinders einzustellen, wodurch die Ausführung einer weichen Dämpferfunktion ermöglich wird.
Ein weiterer Vorzug liegt darin, dass eine Hauptfeder in einen Zylinder eingebaut ist, um den Bauraum des Zylinders effektiv zu nutzen.

Claims

Pneumatisches Aufhängungssystem mit einem Zylinder (12), einem Kolben (14), der sich im Zylinder (12) in Abhängigkeit von der Fahrzeugvibration hin und her bewegt, einer Kolbenstange (16), die mit dem Kolben (14) verbunden ist und die aus dem Zylinder (12) hervorsteht, einer Hauptfeder (18), die in dem Zylinder (12) eingebaut ist, um Stöße aufzunehmen, einem Detektionsmittel (20) zum Detektieren der Position und der Bewegung des Kolbens (14), einer Luftdüse (32), die mit einer Luftzuführvorrichtung (52) verbunden ist zum Zuführen von Luft in den Zylinder (12) in Abhängigkeit von der Position und der Bewegung des Kolbens (14), einer Luftpassage (34), von der eine obere Seite und eine untere Seite des Zylinders (12) verbunden wird, sodass Luft von einem oberen Raum in einen unteren Raum oder umgekehrt strömen kann, und einem Solenoidventil (36) zum Öffnen und Schließen der Luftpassage (34).
System nach Anspruch 1, wobei das Detektionsmittel aufweist: ein Magnetband (22), das an einer Umfangsfläche in longitudinaler Richtung des Zylinders (12) angebracht ist, und einen Sensor (24), der die Position des Magnetbandes (22) erfasst.
System nach Anspruch 1, wobei der Zylinder (12) an seiner inneren, oberen Seite und an seiner inneren, unteren Seite mit Stoßdämpferteilen (42, 44) ausgestattet ist, um Stöße zu absorbieren, die durch die Bewegung des Kolbens (14) erzeugt werden.
System nach Anspruch 3, wobei die Stoßdämpferteile (42, 44) an Hilfsfedern (46, 48) fixiert sind, die ihrerseits eng an der inneren, oberen Fläche bzw. an der inneren, unteren Fläche des Zylinders (12) anliegen.