DE112010005255T5

DE112010005255T5 - Fahrzeugaufhängungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112010005255T5
Application number: DE112010005255T
Authority: DE
Inventors: Yohei Katayama; Takashi Nezu
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2010-02-12
Filing date: 2010-02-12
Publication date: 2013-05-02
Also published as: CN102822559A; JP5582318B2; WO2011099143A1; JPWO2011099143A1; US20120305348A1; KR20120114349A

Abstract

Vorgesehen wird eine Aufhängungsvorrichtung, die in der Lage ist einen übermäßigen Anstieg der Dämpfungskraft aufgrund eines plötzlichen Eingangs von der Straßenoberfläche zu verhindern, wenn die Dämpfungskraft auf einen minimalen Wert während des normalen Betriebs eingestellt ist. Ein hydraulischer Stoßdämpfer vom Typ mit gesteuerter Dämpfungskraft 1 umfasst ein Dämpfungskrafteinstellventil 25, das eine Dämpfungskraft durch einen Strom, der einem Drucksteuerventil zum Steuern eines Steuerdrucks bereitgestellt wird, einstellt. Eine Steuereinrichtung (ECU) gibt einen minimalen Steuerstrom I = 0,5 A aus, um den hydraulischen Stoßdämpfer vom Typ mit gesteuerter Dämpfungskraft 1 dazu zu bringen eine minimale Dämpfungskraft zu erzeugen. Wenn der minimale Steuerstrom bereitgestellt wird, ist das Drucksteuerventil des Dämpfungskrafteinstellventils 25 stets geöffnet. Folglich wird ein Anstieg der Dämpfungskraft, der durch einen schnellen Anstieg des Steuerdrucks aufgrund eines plötzlichen Eingangs von der Straßenoberfläche erwirkt wird, unterdrückt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugaufhängungsvorrichtung.
Stand der Technik
Ein hydraulischer Stoßdämpfer vom Typ mit gesteuerter Dämpfungskraft aufweisend die folgende Struktur ist im Stand der Technik bekannt (siehe Patentliteratur 1). Im Speziellen wird eine Steuerkammer zum Anlegen eines Steuerdrucks in einem Ventilkörper zum Erzeugen einer Dämpfungskraft ausgebildet und ein Überdruckventil, das von einem Proportionalmagneten gedrückt wird, ist zum Einstellen eines Drucks in der Steuerkammer vorgesehen.
Zitierungsliste
Patentliteratur

[PTL 1] JP 06-330977 A

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Jedoch ist bei dem in der Patentliteratur 1 offenbarten hydraulischen Stoßdämpfer vom Typ mit gesteuerter Dämpfungskraft in einem Fall, in dem der Druck in der Steuerkammer gleich oder geringer als ein Kraft ist, die von dem Proportionalmagneten angelegt wird, das Überdruckventil stets geschlossen. Demgemäß kann sogar in einem Zustand, in welchem ein Strom des Proportionalmagneten verringert wird, um eine weiche Dämpfungskraft zu erzeugen, die Dämpfungskraft ansteigen, da das Öffnen des Überdruckventils nach einem plötzlichen Eingangswert von einer Straßenoberfläche stattfindet.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht des obigen gemacht und es ist eine Aufgabe der Erfindung eine Aufhängungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die in der Lage ist, einen übermäßigen Anstieg der Dämpfungskraft bei einem plötzlichen Eingangswert mit einer einfachen Struktur zu verhindern.
Lösung des Problems
Als eine Maßnahme zum Lösen des oben erwähnten Problems, sieht die vorliegende Erfindung eine Aufhängungsvorrichtung vor, umfassend: einen hydraulischen Stoßdämpfer vom Typ mit gesteuerter Dämpfungskraft, der zwischen einer Karosserie und einer Achse eines Fahrzeugs vorgesehen ist, wobei der Stoßdämpfer vom Typ mit gesteuerter Dämpfungskraft aufweist ein Dämpfungskrafteinstellventil; eine Erfassungseinrichtung, die an dem Fahrzeug vorgesehen ist, um ein Signal betreffend einen Bewegungszustand des Fahrzeuges auszugeben; und eine Steuereinrichtung zum Ausgeben eines Steuerstroms, der einem Dämpfungskraftzielwert entspricht, an das Dämpfungskrafteinstellventil basierend auf dem Signal, wobei das Dämpfungskrafteinstellventil umfasst: ein Hauptventil zum Erzeugen einer Dämpfungskraft; eine Steuerkammer zum Anlegen eines Steuerdrucks in einer Richtung zum Schließen des Hauptventils; eine Einlassleitung zum Einführen des Steuerdrucks in der Steuerkammer; eine Ablassleitung zum Ablassen des Steuerdrucks in der Steuerkammer; und ein Drucksteuerventil, das in der Ablassleitung vorgesehen ist, wobei das Drucksteuerventil umfasst: einen Ventilsitz, der in der Ablassleitung vorgesehen ist; einen Ventilkörper, der auf dem Ventilsitz sitzt und sich von dem Ventilsitz weg bewegt; einen Aktuator zum Erzeugen einer Last zum Drücken des Ventilkörpers auf den Ventilsitz gemäß einem Strom; und eine Federeinrichtung, die in einer Richtung zum Trennen des Ventilkörpers von dem Ventilsitz wirkt und wobei, wenn die Steuereinrichtung eine minimale Dämpfungskraft während des normalen Betriebes erzeugt, die Steuereinrichtung einen minimalen Steuerstrom ausgibt, der eine Größe aufweist, um stets den Ventilkörper von dem Ventilsitz zu trennen.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der Aufhängungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist es möglich, gewünschte Dämpfungskrafteigenschaften mit einem einfachen Aufbau zu erhalten.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[1] Ein Blockdiagramm einer Aufhängungsvorrichtung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
[2] Eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Dämpfungskrafteinstellventils eines hydraulischen Stoßdämpfers vom Typ mit gesteuerter Dämpfungskraft zur Verwendung in der Aufhängungsvorrichtung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
[3] Eine Draufsicht auf eine Tellerfeder gemäß einer ersten Ausführungsform, die bei dem Dämpfungskrafteinstellventil von 2 angewendet wird.
[4] Eine Draufsicht auf eine Tellerfeder gemäß einer zweiten Ausführungsform, die bei dem Dämpfungskrafteinstellventil von 2 angewendet wird.
[5] Eine Draufsicht auf eine Tellerfeder gemäß einer dritten Ausführungsform, die bei dem Dämpfungskrafteinstellventil von 2 angewendet wird.
[6] Eine Querschnittsansicht des hydraulischen Stoßdämpfers vom Typ mit gesteuerter Dämpfungskraft zur Verwendung in der Aufhängungsvorrichtung gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
[7] Eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts „A” des Dämpfungskrafteinstellventils von 2.
[8] Ein Kraftweg-Diagramm eines Steuerventils der Aufhängungsvorrichtung gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Bezugszeichenliste

1: Hydraulischer Stoßdämpfer vom Typ mit gesteuerter Dämpfungskraft (Stoßdämpfer vom Typ mit gesteuerter Dämpfungskraft)
2: Zylinder,
3: äußerer Zylinder
5: Kolben
6: Kolbenstange
25: Dämpfungskrafteinstellventil
27: Hauptventil
28: Steuerventil
32: Tellerventil
35: Magnetgehäuse
38: Spule (Magnet)
55: Erstes Verbindungselement
64: Federelement
70a–70c: Tellerfeder
71: Spiralfeder
86: Zweites Verbindungselement
91: Drittes Verbindungselement
97: Steuerkammer

Beschreibung der Ausführungsformen
Im Folgenden werden Ausführungsformen zum Ausführen der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf 1 bis 8 beschrieben.
Zunächst zeigt 1 ein Blockdiagramm eines Steuerschaltkreises für nur ein Rad einer Aufhängungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Einer oder eine Vielzahl an Sensoren S ist an einem Fahrzeug vorgesehen und dient als eine Erfassungseinrichtung zum Ausgeben eines Signals betreffend einen Fahrzeugbewegungszustand. Beispiele der Sensoren S umfassen: Sensoren zum direkten Erfassen einer Bewegung des Fahrzeugs, wie beispielsweise ein gefederter, vertikaler Beschleunigungssensor zum Erfassen einer vertikalen Beschleunigung einer Karosserie, einen Längsbeschleunigungssensor zum Erfassen einer Längsbeschleunigung der Karosserie, einen Querbeschleunigungssensor zum Erfassen einer Querbeschleunigung der Karosserie, einen ungefederten vertikalen Beschleunigungssensor zum Erfassen einer vertikalen Beschleunigung eines Rades, einen Fahrzeughöhensensor zum Erfassen einer Fahrzeughöhe und einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit; Sensoren zum Messen eines Betätigungsbetrages eines Fahrers, der eine zukünftige Bewegung des Fahrzeugs erwirkt, wie beispielsweise einen Lenkwinkelsensor zum Erfassen eines Winkels und einer Winkelgeschwindigkeit eines Lenkrades, einen Bremssensor und einen Beschleunigungssensor; und Sensoren basierend auf Informationen von einem Navigationssystem und dergleichen.
Ein Signal, das von einem oder der Vielzahl an Sensoren S unter den beispielhaft erwähnten Sensoren erfasst wird, wird in eine Dämpfungskraftberechnungseinrichtung C eingegeben, die in einem Steuergerät (ECU) als eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, um einen Zieldämpfungskraftwert zu berechnen. Die Dämpfungskraftberechnungseinrichtung C speichert ein Steuerprogramm für Vibrationen der Karosserie basierend auf einer Steuertheorie, wie beispielsweise einer Sky-Hook-Steuerung oder einer H∞-Steuerung. Die Dämpfungskraftberechnungseinrichtung C verarbeitet das Signal der Sensoren S und berechnet einen Zieldämpfungskraftwert D für jedes Rad und gibt diesen aus. Der Zieldämpfungskraftwert wird in jedem Steuerzyklus ausgegeben, beispielsweise alle 1/100 Sekunden, und wird in einen Stromumwandlungsschaltkreis E eingegeben. Es sei angemerkt, dass in der vorliegenden Erfindung jede Steuertheorie und jedes Steuerprogramm in der Dämpfungskraftberechnungseinrichtung C verwendet werden kann.
Der Stromumwandlungsschaltkreis E speichert eine Zuordnungstabelle basierend auf einer Beziehung zwischen einem Strom und einer Dämpfungskraft, die in einem hydraulischen Stoßdämpfer vom Typ mit gesteuerter Dämpfungskraft 1 zu erzeugen ist, und gibt einen Strom I, der dem Zieldämpfungskraftwert D entspricht, an ein Dämpfungskrafteinstellventil 25 eines hydraulischen Stoßdämpfers vom Typ mit gesteuerter Dämpfungskraft 1 aus, der an jedem Rad vorgesehen ist, was später beschrieben wird. Gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird ein Strom von 0,5 A in einem Fall ausgegeben, in dem eine minimale Dämpfungskraft benötigt wird, wohingegen ein Strom von 2,0 A in einem Fall ausgegeben wird, in dem eine maximale Dämpfungskraft benötigt wird. Die Stromwerte sind nicht darauf beschränkt und werden in Abhängigkeit von einer Spezifikation des Dämpfungskrafteinstellventils 25 ermittelt. Ferner kann die oben erwähnte Zuordnungstabelle die Form einer Entsprechungstabelle zwischen dem Wert D und dem Strom I oder eine Form eines arithmetischen Ausdrucks aufweisen. Ferner kann der ausgegebene Strom I ein Gleichstrom oder ein pulsbreitenmodulierter Strom (PWM) sein. In einem Fall, in dem der PWM-Strom verwendet wird, bezeichnet ein Strom in der folgenden Beschreibung einen gemittelten Strom.
Die Dämpfungskraftberechnungseinrichtung C speichert eine Stromabschaltsteuerung zum Abschalten eines Steuerstroms beispielsweise wenn ein Steuerfehler auftritt oder wenn das Fahrzeug für eine vorgegebene Zeitdauer oder länger anhält. Wenn bei der Stromabschaltsteuerung ermittelt wird, dass die Stromabschaltung benötigt wird, wird der Zieldämpfungskraftwert D nicht ausgegeben, jedoch ein Signal, das einen Strom von 0 A anzeigt, wird aus einer Leitung G ausgegeben. Im Ergebnis wird dem Dämpfungskrafteinstellventil 25 kein Strom bereitgestellt.
Es sei angemerkt, dass der Strom 0 A bei der Stromabschaltsteuerung beträgt, jedoch kann erwirkt werden, dass ein sehr niedriger Strom, der ausreicht, um praktisch die Bewegung eines Steuerventils 28, das später beschrieben wird, zu verhindern, zum Fließen gebracht wird.
Als nächstes erfolgt eine Beschreibung des hydraulischen Stoßdämpfers vom Typ mit gesteuerter Dämpfungskraft 1 als ein Stoßdämpfer vom Typ mit gesteuerter Dämpfungskraft gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, der zwischen der Karosserie und einer Achse an der vorderen, hinteren, rechten und linken Position des Fahrzeugs vorgesehen ist.
Wie in 6 dargestellt, weist der hydraulische Stoßdämpfer vom Typ mit gesteuerter Dämpfungskraft 1 gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine Doppelzylinderstruktur auf, bei welcher ein äußerer Zylinder 3 außerhalb eines Zylinders 2 vorgesehen ist, der mit einem Hydraulikfluid gefüllt ist. Zwischen dem Zylinder 2 und dem äußeren Zylinder 3 ist ein Behälter 4 ausgebildet, der darin das Hydraulikfluid und das Gas, wie beispielsweise Luft und Stickstoff aufweist.
Ein Kolben ist verschiebbar in den Zylinder 2 eingepasst und der Kolben 5 unterteilt das Innere des Zylinders 2 in zwei Kammern, eine obere Zylinderkammer 2A (Kammer an einer Endseite) und eine untere Zylinderkammer 2B (Kammer an der anderen Endseite). Ein Ende einer Kolbenstange 6 ist mit dem Kolben 5 mittels einer Mutter 7 gekoppelt. Die andere Endseite der Kolbenstange 6 verläuft durch die obere Zylinderkammer 2A und wird durch eine Stangenführung 8 und ein Ölsiegel 9 eingeführt, die an einem oberen Endabschnitt des Zylinders 2 bzw. einem oberen Endabschnitt des äußeren Zylinders 3 befestigt sind, und erstreckt sich aus dem Zylinder 2. Ein Basisventil 10 zur Unterteilung zwischen der unteren Zylinderkammer 2B und dem Behälter 4 ist an dem unteren Endabschnitt des Zylinders 2 vorgesehen.
Es sei angemerkt, dass ein Rückprallstopper 6A an einer mittleren Position der Kolbenstange 6 vorgesehen ist.
Eine Kompressionshubhydraulikfluidleitung 11 und eine Ausfahrhubhydraulikfluidleitung 12 sind in dem Kolben 5 ausgebildet, um eine Verbindung zwischen der oberen Zylinderkammer 2A und der unteren Zylinderkammer 2B herzustellen. Ferner ist ein Rückschlagventil 13 an der Verdrängungshubhydraulikfluidleitung 11 vorgesehen. Das Rückschlagventil 13 gestattet den Fluss des Hydraulikfluids nur von der unteren Zylinderkammer 2B in die obere Zylinderkammer 2A und erzeugt kaum eine Dämpfungskraft. Ferner ist ein Tellerventil 14 an der Ausfahrhubkolbenhydraulikfluidleitung 12 vorgesehen. Das Tellerventil 14 wird geöffnet, wenn ein Druck des Hydraulikfluids in der oberen Zylinderkammer 2A einen vorgegebenen Druck erreicht (beispielsweise einen Druck, der erzeugt wird, wenn eine Kolbengeschwindigkeit größer gleich 1,5 m/s ist), und das Tellerventil 14 löst den Druck in Richtung der unteren Zylinderkammer 2B. Es sei angemerkt, dass das Rückschlagventil 13 die Dämpfungskraft erzeugen kann und das Tellerventil 14 nicht vorgesehen werden muss. Das Rückschlagventil 13 und das Tellerventil 14 sind in Abhängigkeit von den gewünschten Eigenschaften gestaltet.
Eine Ausfahrhubbasishydraulikfluidleitung 15 und eine Verdrängungshubbasishydraulikfluidleitung 16 sind in dem Basisventil 10 ausgebildet, um eine Verbindung zwischen der unteren Zylinderkammer 2B und dem Behälter 4 vorzusehen. Ferner ist ein Rückschlagventil 17 an der Ausfahrhubbasishydraulikfluidleitung 15 vorgesehen. Das Rückschlagventil 17 gestattet den Fluss von Hydraulikfluid nur von dem Behälter 4 in die untere Zylinderkammer 2B und erzeugt die Dämpfungskraft kaum. Ferner ist ein Tellerventil 18 an der Verdrängungshubbasishydraulikfluidleitung 16 vorgesehen. Das Tellerventil 18 ist geöffnet, wenn ein Druck des Hydraulikfluids in der unteren Zylinderkammer 2B einen vorgegebenen Druck erreicht (beispielsweise Druck, der erzeugt wird, wenn die Kolbengeschwindigkeit größer gleich 1,5 m/s ist) und das Tellerventil 18 löst den Druck in Richtung des Behälters 4. Es sei angemerkt, dass das Rückschlagventil 17 die Dämpfungskraft erzeugen kann und das Tellerventil 18 nicht vorgesehen werden muss. Das Rückschlagventil 17 und das Tellerventil 18 werden in Abhängigkeit von den gewünschten Eigenschaften gestaltet.
Ein Trennrohr 20 ist außen auf sowohl dem oberen als auch dem unteren Endabschnitt des Zylinders 2 mittels dazwischen angeordneter Dichtelemente 19 befestigt. Eine ringförmige Hydraulikfluidleitung 21 ist zwischen dem Zylinder 2 und dem Trennrohr 20 ausgebildet. Die ringförmige Hydraulikfluidleitung 21 steht mit der oberen Zylinderkammer 2A über die Hydraulikfluidleitung 22 in Verbindung, die in einer Seitenwand des Zylinders 2 ausgebildet ist, die in der Nähe des oberen Endabschnitts davon angeordnet ist. Eine Öffnung 23, die einen kleinen Durchmesser aufweist, ist in einer Seitenwand des Trennrohrs 20 ausgebildet und eine Öffnung 24, die einen großen Durchmesser aufweist, ist in einer Seitenwand des äußeren Zylinders 3 im Wesentlichen konzentrisch zu der Öffnung 23 ausgebildet. Das Dämpfungskrafteinstellventil 25 ist in die Öffnung 23 des Trennrohrs 20 und die Öffnung 24 des äußeren Zylinders 3 gepasst.
Das Dämpfungskrafteinstellventil 25 wird unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Ein Endabschnitt eines zylindrischen Gehäuses 26 wird durch Schweißen an der Öffnung 24, die in dem äußeren Zylinder 3 ausgebildet ist, befestigt. Eine Ventileinheit 30, die einstückig ein Hauptventil 27 und das Steuerventil 28 umfasst, wird in das Gehäuse 26 eingeführt.
Die Ventileinheit 30 umfasst ein Magnetgehäuse 35, das an dem Gehäuse 26 mittels einer Mutter 31 befestigt ist. Das Magnetgehäuse 35 ist in einer zylindrischen Form ausgebildet. Das Magnetgehäuse 35 weist darin ein erstes gestuftes zylindrisches Element 36, das an einer inneren Umfangsoberfläche des Magnetgehäuses 35 anliegt, und ein zweites gestuftes zylindrisches Element 37, das an einer inneren Umfangsoberfläche des ersten gestuften zylindrischen Elements 36 anliegt und sich von einem Ende des ersten gestuften zylindrischen Elements 36 erstreckt, auf.
Ferner ist eine Spule 38 (Magnet) in dem Magnetgehäuse 35 an der Seite des ersten gestuften zylindrischen Elements 36 untergebracht. Ein Kern 40 wird an der Spule 38 durch ein dazwischen angeordnetes mit einem Boden versehenes zylindrisches Führungselement 39 befestigt und der Kern 40 wird auch an dem Magnetgehäuse 35 durch Verstemmen befestigt. Auf diese Weise wird die Spule 38 an dem Magnetgehäuse 35 befestigt. Ein Zuleitungsdraht 41 zur Leistungsbeaufschlagung ist mit der Spule 38 verbunden, um sich nach außen zu erstrecken.
Eine ringförmige Kammer 44 ist zwischen einem Endabschnitt des Magnetgehäuses 35 (und einer Seite gegenüber zu dem Kern 40) und dem Gehäuse 26 ausgebildet und die ringförmige Kammer 44 ist mit der Öffnung 24, die in dem äußeren Zylinder 3 ausgebildet ist, und auch mit dem Behälter 4, verbunden. Ferner ist ein ausgenommener Abschnitt 45 in einem Abschnitt mit großem Durchmesser des zweiten gestuften zylindrischen Elements 37 ausgebildet und eine Vielzahl an radialen Hydraulikfluidleitungen 46, die sich radial erstrecken, ist ausgebildet, um auf den ausgenommenen Abschnitt 45 zu zeigen. Ein äußerer Umfang des ausgenommenen Abschnitts 45 des zweiten gestuften zylindrischen Elements 37 wirkt als ein gestufter Abschnitt 47, an welchem ein Abschnitt mit großem Durchmesser 66 des Steuerventils 28 zum Anliegen zum Zeitpunkt der Nichtbeaufschlagung mit Energie gebracht wird. Zusätzlich sind in einer Umfangswand des einen Endabschnitts des Magnetspulengehäuses 35 Hydraulikfluidleitungen 48, die sich radial erstrecken, ausgebildet, um den entsprechenden radialen Hydraulikfluidleitungen 46 gegenüberzuliegen, die in dem zweiten gestuften zylindrischen Element 37 ausgebildet sind. Eine Einstellschraube 51 aufweisend eine Hydraulikfluidleitung 50 wird in jede der Hydraulikfluidleitungen 48 an der Seite der ringförmigen Kammer 44 geschraubt.
Ein erstes Verbindungselement 55 wird in ein Öffnungsende des Magnetgehäuses 35 eingepasst. D. h., das erste Verbindungselement 55 umfasst: einen Abschnitt 57 mit kleinem Durchmesser, in welchem ein erster ausgenommener Abschnitt 56 ausgebildet ist; einen Abschnitt mit mittlerem Durchmesser 59, in welchem eine axiale Hydraulikfluidleitung 58, die mit dem ersten ausgenommenen Abschnitt 56 in Verbindung steht, ausgebildet ist; und einen Abschnitt mit großem Durchmesser 61, in welchem ein zweiter ausgenommener Abschnitt 60, der mit der axialen Hydraulikfluidleitung 58 in Verbindung steht, ausgebildet ist. Ferner wird der Abschnitt 57 mit kleinem Durchmesser des ersten Verbindungselements 55 in eine innere Umfangsoberfläche des einen Öffnungsendes des Magnetgehäuses 35 eingeschraubt und das Innere des ersten ausgenommenen Abschnitts 56 wirkt als eine Ventilkammer 62.
Das Steuerventil 28 (Ventilkörper) ist in der Ventilkammer 62 untergebracht, um in einer Axialrichtung beweglich zu sein. Das Steuerventil 28 umfasst einen Abschnitt 65 mit kleinem Durchmesser und den Abschnitt 66 mit großem Durchmesser und weist eine im Wesentlichen konvexe Form auf. Eine Spitze einer hohlen Stange 68, die an einem Kolben 67 befestigt ist, wird in das Steuerventil 28 in der Axialrichtung eingeführt. An einer Spitze des Abschnitts 65 mit kleinem Durchmesser des Steuerventils 28 ist ein ringförmiger Sitzabschnitt 80 ausgebildet, um auf einer Sitzoberfläche 69 (Ventilsitz) aufzusitzen und sich von dieser weg zu bewegen, die an dem Boden des ersten ausgenommenen Abschnitts 56 des ersten Verbindungselements 55 und in der Umgebung der Öffnung der axialen Hydraulikfluidleitung 58 angeordnet ist. Ferner ist zwischen dem Abschnitt 66 mit großem Durchmesser des Steuerventils 28 und dem Boden des ersten ausgenommenen Abschnitts 56 ein Federelement 64, das als eine Federeinrichtung dient, die eine nicht-lineare Federkennlinie aufweist, angeordnet. Im Speziellen wird das Federelement 64 durch Kombinieren einer Tellerfeder 70a (mit einer Federkonstante K1) und einer Spiralfeder 71 (die eine Federkonstante K2 aufweist) ausgebildet, und die Tellerfeder 70a und die Spiralfeder 71 werden in der genannten Reihenfolge ausgehend von der Seite des Abschnitts 66 mit großem Durchmesser angeordnet. Hier wird es gewünscht, dass die Federkonstante K1 eingestellt ist, um größer zu sein als die Federkonstante K2, jedoch ist es nur notwendig, dass eine Federkonstante K1 + K2 größer ist als die Federkonstante K2.
Wie in 2, 3 und 7 dargestellt, liegt ein äußerer Umfangsrand der Tellerfeder 70a an einem gestuften Abschnitt 73 der inneren Umfangsoberfläche des ersten ausgenommenen Abschnitts 56 an. Es sei angemerkt, dass es gewünscht wird, dass der folgende Abstand gleich oder größer als ein maximaler Versatz L1, der in 8 dargestellt ist, ist: der Abstand von der Sitzoberfläche 69 (Ventilsitz) zu dem ringförmigen Sitzabschnitt 80, der an der Spitze des Steuerventils 28 in einem Zustand ausgebildet ist, in welchem sich die Tellerfeder 70a nicht deformiert. Der Abstand wird geeignet eingestellt.
Hier umfasst die Steuerung während des normalen Betriebs eine Steuerung, die in einem angehaltenen Zustand durchgeführt wird und bezieht sich auf einen normalen Steuerzustand, in welchem der Zieldämpfungskraftwert D von dem Steuergerät C gemäß den Signalen, die von den verschiedenen Sensoren S ausgegeben werden, ausgegeben wird. In diesem Fall wird ein Strom von 0,5 A bis 2,0 A ausgegeben. Es sei anmerkt, dass es abgesehen von dem normalen Steuerzustand keine nicht mit Energie beaufschlagten Zustände gibt, wie beispielsweise einen Zustand, in welchem der Zündschlüssel des Fahrzeugs abgeschaltet ist, einen Zustand, in welchem ein Strom physikalisch aufgrund des Brechens eines Kabels oder dergleichen nicht fließt, und einen Zustand, in welchem ein Strom auf 0 A durch die oben erwähnte Stromabschaltsteuerung, die während eines längeren Stopps oder eines Versagens durchgeführt wird, eingestellt ist.
Wie in 3 dargestellt, umfasst die Tellerfeder 70a gemäß einer ersten Ausführungsform drei gekrümmte Abschnitte 75a mit großem Durchmesser und drei gekrümmte Abschnitte 76a mit kleinem Durchmesser, die alternierend in einer Umfangsrichtung angeordnet sind. Die gekrümmten Abschnitte 75a mit großem Durchmesser weisen jeweils einen Durchmesser auf, der leicht größer ist als ein innerer Durchmesser des gestuften Abschnitts 73, der an der inneren Umfangsoberfläche des ersten ausgenommenen Abschnitts 56 vorgesehen ist, und die gekrümmten Abschnitte 76a mit kleinem Durchmesser weisen jeweils einen Durchmesser auf, der leicht kleiner ist als der innere Durchmesser des gestuften Abschnitts 73. Die gekrümmten Abschnitte 76a mit kleinem Durchmesser sind jeweils geformt, um eine Umfangslänge aufzuweisen, die dreimal länger ist als eine Umfangslänge des gekrümmten Abschnitts 75a mit großem Durchmesser. Wie in 7 dargestellt, ist die Tellerfeder 70a angeordnet, um insgesamt leicht gekrümmt zu sein, sodass jeder der gekrümmten Abschnitte 75a mit großem Durchmesser der Tellerfeder 70a zum Anliegen an den gestuften Abschnitt 73 gebracht wird. In einem Spalt zwischen dem gestuften Abschnitt 73 und jedem der gekrümmten Abschnitte 76a mit kleinem Durchmesser wird eine Hydraulikfluidleitung 63 zum Gestatten eines Flusses des Hydraulikfluids ausgebildet.
Ferner, wie in 4 dargestellt, ist eine Tellerfeder 70b gemäß einer zweiten Ausführungsform geformt, um zu umfassen: ein Paar an gekrümmten Abschnitten 75b, 75b mit großem Durchmesser, die jeweils einen äußeren Durchmesser aufweisen, der leicht größer ist als der innere Durchmesser des gestuften Abschnitts 73, der an der inneren Umfangsoberfläche des ersten ausgenommenen Abschnitts 56 vorgesehen ist; und ein Paar an geraden Abschnitten 76b, 76b, die sich parallel zueinander mit einem Abstand erstrecken, der kleiner ist als ein Durchmesser des gekrümmten Abschnitts 75b mit großem Durchmesser. Ähnlich zu der ersten Ausführungsform ist die Tellerfeder 70b angeordnet, um insgesamt leicht gekrümmt zu sein, sodass jeder der gekrümmten Abschnitte 75b mit großem Durchmesser der Tellerfeder 70b zum Anliegen an dem gestuften Abschnitt 73 gebracht wird. In einem Spalt zwischen dem gestuften Abschnitt 73 und jedem der geraden Abschnitte 76b wird die Hydraulikfluidleitung 63, die den Fluss des Hydraulikfluids gestattet, ausgebildet.
Ferner, wie in 5 dargestellt, umfasst eine Tellerfeder 70c gemäß einer dritten Ausführungsform fünf gekrümmte Abschnitte 75c mit großem Durchmesser und fünf gekrümmte Abschnitte 76c mit kleinem Durchmesser, die alternierend in der Umfangsrichtung angeordnet sind. Dieses gekrümmten Abschnitte 75c mit großem Durchmesser weisen jeweils einen Durchmesser auf, der leicht größer ist als der Durchmesser des gestuften Abschnitts 73, der an der inneren Umfangsoberfläche des ersten ausgenommenen Abschnitts 56 vorgesehen ist, und die gekrümmten Abschnitte 76c mit kleinem Durchmesser weisen jeweils einen Durchmesser auf, der leicht kleiner ist als der innere Durchmesser des gestuften Abschnitts 73. Die gekrümmten Abschnitte 76c mit kleinem Durchmesser sind jeweils geformt, um eine Umfangslänge aufzuweisen, die ungefähr 1,5 mal größer ist als eine Umfangslänge des gekrümmten Abschnitts 75c mit großem Durchmesser. Ähnlich zu der ersten und zweiten Ausführungsform ist die Tellerfeder 70c angeordnet, um insgesamt leicht gekrümmt zu sein, sodass jeder der gekrümmten Abschnitte mit großem Durchmesser 75c der Tellerfeder 70c zum Anliegen an den gestuften Abschnitt 73 gebracht wird. In einem Spalt zwischen dem gestuften Abschnitt 73 und jedem der gekrümmten Abschnitte 76c mit kleinem Durchmesser wird die Hydraulikleitung 63, die den Fluss von Hydraulikfluid gestattet, ausgebildet.
Die Stange 68 ist an dem Kolben 67 befestigt, um durch den Kolben 67 zu verlaufen. Die Stange 68 ist verschiebbar in das zweite gestufte zylindrische Element 37 und ein Führungsloch 77, das in dem Boden des mit einem Boden versehenen zylindrischen Führungselements 39 zum Führen von einem Endabschnitt des Kolbens 67 ausgebildet ist, eingeführt und die Spitze der Stange 68 wird in der Axialrichtung in das Steuerventil 28 eingeführt, das in dem ersten ausgenommenen Abschnitt 56 des ersten Verbindungselements 55 untergebracht ist. Es sei angemerkt, dass ein Dichtungselement 98 zwischen der Stange 68 und einem Endabschnitt des Führungslochs 77 abdichtet und ein Dichtungselement 99 zwischen der Stange 68 und einem inneren Abschnitt des zweiten gestuften zylindrischen Elements 37 angrenzend an den ausgenommenen Abschnitt 45 abdichtet. Eine Ventilkörpergegendruckkammer 78 ist in einem Öffnungsabschnitt des unteren Endes des Führungslochs 77 ausgebildet. Die Ventilkörpergegendruckkammer 78 steht in Verbindung mit der Innenseite des ringförmigen Sitzabschnitts 80 des Steuerventils 28 über eine Verbindungsleitung 79, die in der hohlen Stange 68 ausgebildet ist.
Ein Schnappring 82 ist an einem gestuften Abschnitt befestigt, der an der anderen Endseite der Stange 68 ausgebildet ist. Zwischen dem Schnappring 82 und einem Anlegeabschnitt 83 (siehe 7) der auf eine ringförmige Weise von einem äußeren Umfangsabschnitt von einer Endoberfläche des Abschnitts 66 mit großem Durchmesser des Steuerventils 28 vorsteht, sind ein ringförmiges Sitzelement 84 (siehe auch 7) und eine Blattfeder 85 (siehe auch 7) dazwischen angeordnet. Ein äußerer Umfangsabschnitt des Sitzelements 84 und ein äußerer Umfangsabschnitt der Blattfeder 85 liegen an dem Anlegeabschnitt 83 des Abschnitts 66 mit großem Durchmesser des Steuerventils 28 an. Wohingegen innere Umfangsabschnitte davon an dem Schnappring 82 anliegen.
Bei dieser Struktur steht, wenn das Steuerventil 28 verschlossen ist, d. h. in einem Zustand, in welchem der Sitzabschnitt 80 des Steuerventils 28 auf der Sitzoberfläche 69 aufsitzt, welche an dem Boden des ersten ausgenommenen Abschnitts 56 des ersten Verbindungselements 55 und in der Umgebung der Öffnung der axialen Hydraulikfluidleitung 58 angeordnet ist, die Ventilkörpergegendruckkammer 78 in Verbindung mit der Axialhydraulikfluidleitung 58 über die Verbindungsleitung 79 der Stange 68. Demgemäß wird ein Druckaufnehmbereich des Steuerventils 28 in Bezug auf die axiale Hydraulikfluidleitung 58 durch Subtrahieren einer Querschnittsfläche der Stange 68 von einem Bereich der Innenseite des Sitzabschnitts 80 erhalten und folglich kann die Druckaufnehmfläche des Steuerventils 28 in Bezug auf die axiale Hydraulikfluidleitung 58 nicht nur bezüglich eines Durchmessers des Sitzabschnitts 80 eingestellt werden, sondern auch bezüglich eines Durchmessers der Stange 68. Daher ist es möglich einen Freiheitsgrad beim Einstellen der Ventilöffnungseigenschaften des Steuerventils 28 zu erhöhen, also einen Freiheitsgrad beim Einstellen der Dämpfungskrafteigenschaften des Dämpfungskrafteinstellventils 25. Ferner umfasst der Kolben 67 eine Drosselleitung 81, die darin ausgebildet ist, um eine Verbindung zwischen Kammern vorzusehen, die an beiden Enden davon ausgebildet sind und folglich wird eine moderate Dämpfungskraft bei der Bewegung des Kolbens 67 angelegt.
Ein Ende eines zweiten Verbindungselements 86 wird in den zweiten ausgenommenen Abschnitt 60 des Abschnitts 61 mit großem Durchmesser des ersten Verbindungselements 55 geschraubt und damit einstückig gekoppelt. Auf der anderen Seite wird das andere Ende des zweiten Verbindungselements 86 an der Öffnung 23 des Trennrohrs 20 befestigt und eine Haupthydraulikfluidleitung 87, die in dem zweiten Verbindungselement 86 ausgebildet ist, um sich axial zu erstrecken, wird mit der Hydraulikfluidleitung 21 in dem Trennrohr 20 verbunden.
Das zweite Verbindungselement 86 umfasst: eine Vielzahl an schräg abgezweigten Hydraulikfluidleitungen 88, die in Abständen in der Umfangsrichtung ausgebildet sind, um sich schräg zu der inneren Umfangsoberfläche der Haupthydraulikfluidleitung 87 zu erstrecken, und eine axial abgezweigte Hydraulikfluidleitung 89, die sich axial und kontinuierlich zu der Haupthydraulikfluidleitung 87 erstreckt. Ferner ist auf einem radialen Zentrum von einer Endfläche des zweiten Verbindungselements 86 und einem radialen Zentrum des Bodens des zweiten ausgenommenen Abschnitts 60 des ersten Verbindungselements 55 ein drittes Verbindungselement 91 umfassend eine Hauptverbindungsleitung 90, die darin ausgebildet ist, befestigt. Die Hauptverbindungsleitung 90 verbindet die axial abgezweigte Hydraulikfluidleitung 89 des zweiten Verbindungselements 86 und die axiale Hydraulikfluidleitung 58 des ersten Verbindungselements 55 miteinander. Das dritte Verbindungselement 91 ist in einer Querschnittsform im Querschnitt ausgebildet, um einen radial sich erstreckenden Abschnitt 91 und einen axial sich erstreckenden Abschnitt 93 zu umfassen. Eine Einstellschraube 51a umfassend eine Hydraulikfluidleitung 50a, die darin ausgebildet ist, wird in die Hauptverbindungsleitung 90 des dritten Verbindungselements 91 geschraubt. Es sei angemerkt, dass in dem radial sich erstreckenden Abschnitt 92 des dritten Verbindungselements 91 eine radiale Hydraulikfluidleitung 101 zum Vorsehen einer Verbindung zwischen der Hauptverbindungsleitung 90 und einer Pilotkammer 97 ausgebildet ist.
Ferner zeigt ein Führungsöffnungsende von jeder der schräg abgezweigten Hydraulikfluidleitungen 88, die sich von der inneren Umfangsoberfläche der Haupthydraulikfluidleitung 87 des zweiten Verbindungselements 86 erstrecken, auf eine ringförmige Kammer 95, die durch Vorstehen eines Ventilsitzes 94 an einem äußeren Umfangsabschnitt der einen Endoberfläche des zweiten Verbindungselements 86 ausgebildet ist. Innere Umfangsabschnitte einer Vielzahl an laminierten Tellerventilen 32 des Hauptventils 27 werden zwischen die eine Endoberfläche des zweiten Verbindungselements 86 und den radial vorstehenden Abschnitt 92 des dritten Verbindungselements 91 und um den axial vorstehenden Abschnitt 93 geklemmt, wohingegen äußere Umfangsabschnitte der Tellerventile 32 auf dem ringförmigen Ventilsitz 94 sitzen.
Zusätzlich ist ein ringförmiges Dichtungselement 96 an hinteren Oberflächen der Tellerventile 32 befestigt und das Dichtungselement 96 ist fluiddicht und verschiebbar auf eine innere Umfangsoberfläche mit kleinem Durchmesser des zweiten ausgenommenen Abschnitts 60 des ersten Verbindungselements 55 gepasst. Folglich wird die Steuerkammer 97 in dem zweiten ausgenommenen Abschnitt 60 des ersten Verbindungselements 55 ausgebildet.
Es sei angemerkt, dass in einer Umfangswand des zweiten ausgenommenen Abschnitts 60 des ersten Verbindungselements 55 und an Positionen entlang einer Linie, die sich radial von äußeren Umfangsrändern der Tellerventile 32 erstreckt, eine Vielzahl an Öffnungsabschnitten 100 zum Vorsehen einer Verbindung zwischen der ringförmigen Kammer 95 und der ringförmigen Kammer 44, die zwischen dem Gehäuse 26 und dem ersten Verbindungselement 55 ausgebildet ist, ausgebildet sind.
Ferner empfangen die Tellerventile 32 einen Druck des Hydraulikfluids von den schrägabgezweigten Hydraulikfluidleitungen 88, die in dem zweiten Verbindungselement 86 ausgebildet sind und werden folglich deformiert (geöffnet), um sich weg von dem Ventilsitz 94 zu bewegen. Im Ergebnis steht die ringförmige Kammer 95 des zweiten Verbindungselements 86 mit der ringförmigen Kammer 44 in Verbindung. Auf diese Weise bilden die Tellerventile 32 und die Steuerkammer 97 ein Dämpfungsventil vom Steuertyp (Gegendrucktyp) aus und ein innerer Druck der Steuerkammer 97 wird in einer Richtung zum Schließen der Tellerventile 32 angelegt.
Ferner bilden die Spule 38, der Kolben 67, das zweite gestufte zylindrische Element 37 und dergleichen einen Aktuator zum Erzeugen einer Last, um das Steuerventil 28 (Ventilkörper) auf die Sitzoberfläche 69 (Ventilsitz) zu drücken.
Zusätzlich bilden die axiale Hydraulikfluidleitung 58, der erste ausgenommene Abschnitt 56, der gestufte Abschnitt 47, die Hydraulikfluidleitung 50, die ringförmige Kammer 44 und dergleichen eine Ablassleitung zum Ablassen des Drucks in der Steuerkammer 97 in Richtung des Behälters 4.
Ferner ist die Sitzfläche 69 (Ventilsitz) in der Mitte der Ablassleitung vorgesehen. Ein Drucksteuerventil wird durch das Steuerventil 28 (Ventilkörper), das auf der Sitzfläche 69 (Ventilsitz) aufsitzt und sich davon entfernt, und den Aktuator zum Drücken des Steuerventils 28 (Ventilkörper) gebildet. In einer Seitenfläche des ersten Verbindungselements 55 ist eine Ablassleitung 104 zum Vorsehen einer Verbindung zwischen der Ventilkammer 62 und der ringförmigen Kammer 44 ausgebildet. In der Ablassleitung 104 ist ein Überdruckventil 103 mit einer Kugel und einer Spiralfeder vorgesehen, um einen Fluss des Hydraulikfluids von der Ventilkammer 62 in die ringförmige Kammer 44 zu gestatten. Das Überdruckventil 103 ermittelt die Dämpfungskrafteigenschaften, die an den Tellerventilen 32 erzeugt werden, wenn die Spule 38 getrennt ist, um ungesteuert zu sein.
Es sei angemerkt, dass die Form des Überdruckventils 103 nicht auf ein Kugelventil beschränkt ist. Solange das Überdruckventil 103 eine Widerstandskraft gegen den Fluss des Hydraulikfluids von der Ventilkammer 62 in die ringförmige Kammer 44 erzeugt, kann ein Tellerventil oder dergleichen verwendet werden.
Als nächstes erfolgt eine Beschreibung von Wirkungen des hydraulischen Stoßdämpfers vom Typ mit gesteuerter Dämpfungskraft 1 gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die wie oben beschrieben ausgebildet sind.
Der hydraulische Stoßdämpfer vom Typ mit gesteuerter Dämpfungskraft 1 ist an der Aufhängungsvorrichtung eines Fahrzeugs, wie beispielsweise einem Automobil, auf die folgende Weise vorgesehen. Die Zylinderseite 2 ist mit einer ungefederten Seite eines Fahrzeugs gekoppelt, wohingegen die Kolbenstangenseite 6 mit einer gefederten Seite des Fahrzeugs gekoppelt ist. Ferner ist der Zuleitungsdraht 41 der Spule 38 mit der ECU verbunden.
Während eines Ausfahrhubs der Kolbenstange 6 ist das Rückschlagventil 13 des Kolbens 5 gemäß der Bewegung des Kolbens 5 innerhalb des Zylinders 2 verschlossen. Bevor das Tellerventil 14 geöffnet wird, wird das Hydraulikfluid in der oberen Zylinderkammer 2A mit Druck beaufschlagt, um dadurch durch die Hydraulikfluidleitung 22 und die ringförmige Hydraulikfluidleitung 21 zu fließen und anschließend von der Öffnung 23 des Trennrohrs 20 in die Haupthydraulikfluidleitung 87 des zweiten Verbindungselements 86 des Dämpfungskrafteinstellventils 25 zu fließen.
Ferner, bevor die Tellerventile 32 des Dämpfungskrafteinstellventils 25 geöffnet werden, fließt das Hydraulikfluid durch die axial abgezweigte Hydraulikfluidleitung 89 des zweiten Verbindungselements 86, die Hydraulikfluidleitung 50a der Einstellschraube 51a, die in der Hauptverbindungsleitung 90 des dritten Verbindungselements 91 vorgesehen ist, und die axiale Hydraulikfluidleitung 58 des ersten Verbindungselements 55 und anschließend öffnet das Hydraulikfluid das Steuerventil 28, um in die Ventilkammer 62 zu fließen. Das Hydraulikfluid fließt weiter durch jede der radialen Hydraulikfluidleitungen 46 des zweiten gestuften zylindrischen Elements 37, die Hydraulikfluidleitung 50 der Einstellschraube 51, die in jeder der Hydraulikfluidleitungen 48 des Magnetgehäuses 35 vorgesehen ist und fließt anschließend von der ringförmigen Kammer 44 in den Behälter 4. Ferner fließt ein Teil des Hydraulikfluids, der in die Hauptverbindungsleitung 90 des dritten Verbindungselements 91 fließt, durch die radiale Hydraulikfluidleitung 101 des dritten Verbindungselements 91 in die Steuerkammer 97. Hier bildet die Hydraulikfluidleitung 50a der Einstellschraube 51a eine Einlassleitung gemäß der vorliegenden Erfindung. Ferner, wenn der Druck in der ringförmigen Kammer 95 des zweiten Verbindungselements 86 einen Druck zum öffnen der Tellerventile 32 erreicht, werden die Tellerventile 32 geöffnet und das Hydraulikfluid fließt von jedem der Öffnungsabschnitte 100 des zweiten Verbindungselements 55 in die Behälterkammer 4 über die ringförmige Kammer 44.
Zu diesem Zeitpunkt wird das Rückschlagventil 17 des Basisventils 10 geöffnet, so dass das Hydraulikfluid mit einem Volumen, das der Bewegung des Kolbens 5 entspricht, von dem Behälter 4 in die untere Zylinderkammer 2B fließt. Es sei angemerkt, dass, wenn der Druck in der oberen Zylinderkammer 2A einen Druck zum Öffnen des Tellerventils 14 des Kolbens 5 erreicht, das Tellerventil 14 geöffnet wird, um den Druck in der oberen Zylinderkammer 2A in Richtung der unteren Zylinderkammer 2B abzulassen. Dies verhindert einen übermäßigen Anstieg des Drucks in der oberen Zylinderkammer 2A.
Während eines Verdrängungshubs der Kolbenstange 6 wird das Rückschlagventil 13 des Kolbens 5 gemäß der Bewegung des Kolbens 5 innerhalb des Zylinder 2 geöffnet und das Rückschlagventil 17 der Ausfahrhubbasishydraulikfluidleitung 15 des Basisventils 10 wird geschlossen. Bevor das Tellerventil 18 geöffnet wird, fließt das Hydraulikfluid in der unteren Kolbenkammer 2B in die obere Zylinderkammer 2A und das Hydraulikfluid fließt mit einem Volumen, das dem Eintritt der Kolbenstange 6 in den Zylinder 2 entspricht, von der oberen Zylinderkammer 2A in den Behälter 4 durch das Dämpfungskrafteinstellventil 25, während es eine Bahn durchfließt, die die gleiche wie die oben erwähnten Bahn während des Ausfahrhubes ist. Es sei angemerkt, dass, wenn der Druck in der unteren Zylinderkammer 2B einen Druck zum Öffnen des Tellerventils 18 des Basisventils 10 erreicht, das Tellerventil 18 geöffnet wird, um den Druck in der unteren Zylinderkammer 2B in Richtung des Behälters 4 abzulassen. Dies verhindert einen übermäßigen Anstieg des Drucks in der unteren Zylinderkammer 2B.
Auf diese Weise erzeugt, während sowohl dem Ausfahr- als auch Verdrängungshub der Kolbenstange 6, bevor die Tellerventile 32 geöffnet werden (in einem sehr geringen Geschwindigkeitsbereich, in welchem die Kolbengeschwindigkeit gleich oder geringer als 0,1 m/s ist), das Steuerventil 28 die Dämpfungskraft. Nachdem die Tellerventile 32 geöffnet wurden (in einem normalen Geschwindigkeitsbereich der Kolbengeschwindigkeit), wird die Dämpfungskraft in Abhängigkeit von einem Öffnungsgrad der Tellerventile 32 erzeugt. Ferner verändert ein Strom, der an die Spule 38 angelegt wird, eine Schubkraft des Kolbens, um dadurch den Druck zum Öffnen des Steuerventils 28 einzustellen. Folglich kann unabhängig von der Kolbengeschwindigkeit die Dämpfungskraft direkt gesteuert werden. (Jedoch steigt tatsächlich, sogar wenn derselbe Strom anliegt, die Dämpfungskraft leicht in Abhängigkeit von der Kolbengeschwindigkeit an.) Zu diesem Zeitpunkt wird der interne Druck in der Steuerkammer 97 durch den Druck zum öffnen des Steuerventils 28 eingestellt und folglich kann der Druck zum öffnen der Tellerventile 32 zum selben Zeitpunkt eingestellt werden. Dies kann einen Bereich zum Einstellen der Dämpfungskrafteigenschaften vergrößern.
Ferner wirkt in dem normalen Steuerzustand, in welchem der Druck zum Öffnen des Steuerventils 28 durch den Strom eingestellt wird, der an der Spule 38 anliegt, eine sich ergebende Kraft, die durch eine Drängkraft der Tellerfeder 70a (70b, 70c) erzeugt wird, die die Federkonstante K1 aufweist, und eine Drängkraft der Spiralfeder 71, die die Federkonstante K2 des Federelements 64 aufweist. Ferner wirken die Schubkraft, die von der Spule 38 erzeugt wird, und die sich ergebende Kraft der Drängkräfte der Spiralfeder 71 und der Tellerfeder 70a (70b, 70c) „die sich ergebende Kraft die Schubkraft, die von der Spule 38 erzeugt wird, – (die Drängkraft der Tellerfeder 70a + die Drängkraft der Spiralfeder 71)” als der Druck zum öffnen des Steuerventils 28.
Zwischenzeitlich geht in dem nicht mit Energie beaufschlagten Zustand, in welchem die Stromabschaltsteuerung durchgeführt wird, die Schubkraft in eine Richtung zum Schließen des Steuerventils 28 verloren und die Tellerfeder 70a (70b, 70c) löst sich von dem gestuften Abschnitt 73, der in dem ersten ausgenommenen Abschnitt 56 des ersten Verbindungselements 55 ausgebildet ist und verliert so ihre Drängkraft. Das Steuerventil 28 zieht sich aufgrund der Drängkraft der Spiralfeder 71, die die Federkonstante K2 aufweist, zurück und liegt folglich an dem gestuften Abschnitt 47 des zweiten gestuften zylindrischen Elements 37 an. Als ein Ergebnis steht die Ventilkammer 62 in Verbindung mit jeder der radialen Hydraulikfluidleitungen 46 des zweiten gestuften zylindrischen Elements 37 und mit jeder der Hydraulikfluidleitungen 48 des Magnetgehäuses 35 über eine Öffnung 102 (siehe 7) in Verbindung. Es sei angemerkt, dass, wenn der Druck in der Ventilkammer 62 sich aufgrund eines Anstiegs der Kolbengeschwindigkeit und dergleichen erhöht, um den Druck zum Öffnen des Überdruckventils 103 zu erreichen, das Überdruckventil 103 geöffnet wird, um. den Druck in der Ventilkammer 62 in Richtung der ringförmigen Kammer 44 abzulassen.
Es wird gewünscht, dass die Dämpfungskraft, die erzeugt wird, wenn das Überdruckventil 103 geöffnet ist, nahezu gleich einer Dämpfungskraft ist, die in einem Fall eingestellt wird, wenn ein passiver hydraulischer Stoßdämpfer in dem Fahrzeug verwendet wird, das mit der Aufhängungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung versehen ist. Diese Dämpfungskraft ist höher als eine Dämpfungskraft, die erzeugt wird, wenn ein minimaler Steuerstrom angelegt wird.
Als nächstes erfolgt eine Beschreibung zum Einstellen des Federelements 24 und einer Schubkraft des Aktuators (Schubkraft, die von der Spule 38 erzeugt wird) unter Bezugnahme auf 8.
Betreffend den hydraulischen Stoßdämpfer vom Typ mit gesteuerter Dämpfungskraft 1 gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt 8 ein Diagramm einer Beziehung zwischen jeder Kraft F und einem Weg L des Steuerventils 28. Es sei angemerkt, dass in 8 eine Y-Achse eine Richtung, in welcher das Steuerventil 28 (Ventilkörper) auf die Sitzfläche 69 (Ventilsitz) gedrückt wird, als einen positiven Wert zeigt und eine Richtung, in welcher das Steuerventil 28 von der Sitzfläche 69 getrennt wird, als einen negativen Wert zeigt. In 8 zeigt eine strichpunktierte Linie eine Federkraft, die von dem Federelement 64 ausgeübt wird. In einem Bereich zwischen einer geschlossenen Ventilposition L0 des Steuerventils 28 und einer maximalen angenommenen Ventilöffnungsposition L1 des Steuerventils 28 in dem normalen Steuerzustand wirkt eine sich ergebende Kraft B2 der Tellerfeder 70a (70b, 70c) und der Spiralfeder 71 auf das Steuerventil 28 als eine Drängkraft, und folglich ist die Federkonstante (Neigungswinkel) groß, die Tellerfeder 70a (70b, 70c) und die Spiralfeder 71 sind parallel entlang der Richtung zum Öffnen des Steuerventils 28 angeordnet. Wenn das Steuerventil 28 hin zu einer Position entfernt von der Position L1 versetzt wird, wirkt eine Kraft B1, die nur von der Spiralfeder 28 ausgeübt wird, und folglich ist die Federkonstante (Neigungswinkel) gering. Hier erfolgt die Gestaltung so, dass die Spiralfeder 71 eine Kraft mit einem Betrag F1 sogar an einer maximalen möglichen Versatzposition Lmax des Steuerventils 28 ausübt und folglich in den nicht mit Energie beaufschlagten Zuständen das Steuerventil 28 hin zu der maximalen möglichen Versatzposition Lmax gedrückt wird.
Als nächstes zeigt eine durchgezogene Linie SS eine Schubkraft, die von der Spule 38 erzeugt wird, wenn ein Strom von 0,5 A als der minimale Steuerstrom bereitgestellt wird, der zum Fließen durch die Spule 38 gebracht wird, um die minimale Dämpfungskraft (weiche Eigenschaften) in dem normalen Steuerzustand zu erhalten. Ferner zeigt eine dünne durchgezogene Linie SH eine Schubkraft, die von der Spule 38 erzeugt wurde, wenn ein Strom von 2,0 A (maximaler Steuerstrom) an die Spule 38 bereitgestellt wird, um die maximale Dämpfungskraft (harte Eigenschaften) in dem normalen Steuerzustand zu erhalten.
Eine dicke durchgezogene Linie DS zeigt eine Last an dem Steuerventil 28, wenn ein Strom von 0,5 A an die Spule 38 angelegt wird und die Last auf das Steuerventil 28 wird durch Aufaddieren der von der Spule 38 erzeugten Schubkraft und der von dem Federelement 64 ausgeübten Federkraft 22 erhalten. Hier sitzt bei einem normalen Drucksteuerventil, wenn der Druck in der axialen Hydraulikfluidleitung 58 gering ist (die Kolbengeschwindigkeit ist gering), das Steuerventil 28 auf der Sitzfläche 69 (Ventilsitz), und folglich erfüllt ein Wert der Last DS an der Position L0 in einem weichen Zustand DS > 0. Ferner wird in der vorliegenden Erfindung DS < 0 erfüllt. Demgemäß ist das Steuerventil 28 an einer Position LS angeordnet, an welcher die Schubkraft, die von der Spule 38 erzeugt wurde, und die Federkraft B2, die von dem Federelement 64 ausgeübt wird, ausgeglichen sind.
Sowie ein Strom, der der Spule 38 bereitgestellt wird, erhöht wird, bewegt sich das Steuerventil 28 allmählich in die Nähe der Sitzfläche 69 (Ventilsitz) und sitzt anschließend auf der Sitzfläche 69 auf. Wenn der Strom weiter erhöht wird, steigt der Druck zum Öffnen des Steuerventils 28 an, um eine maximale Last DH zu erreichen.
Wenn der Druck in der axialen Hydraulikfluidleitung 58 bei den oben erwähnten entsprechenden Stromzuständen ansteigt, bewegt sich das Steuerventil 28 weg von der Sitzfläche 69 (Ventilsitz). Anschließend, wenn eine Ventilöffnungsfläche des Steuerventils 28 sich einer Leitungsfläche der Hydraulikfluidleitung 50a annähert, steigt der Druck in der axialen Hydraulikfluidleitung 58 nicht an, sodass das Steuerventil 28 nicht weiter versetzt wird.
Hier, falls nur die Spiralfeder 71 ohne die Tellerfeder 70a (70b, 70c) verwendet wird und eine ursprüngliche Position des Steuerventils 28 in dem weichen Zustand gemäß der Position LS eingestellt wird, wird eine Last in dem weichen Zustand durch eine Linie DS' gezeigt. In diesem Fall ist ein Strom in dem weichen Zustand geringer als 0,5 A. Jedoch, wenn die Last in dem weichen Zustand einen kleinen Neigungswinkel aufweist, wie durch die Linie DS' gezeigt, wird die Position des Steuerventils 28 relativ zu Variationen der Schubkraft, die von der Spule 38 erzeugt werden, und zu Federkräften, die von der Spiralfeder 71 und der Tellerfeder 70a ausgeübt werden, signifikant verändert und folglich variiert die Dämpfungskraft signifikant von Produkt zu Produkt. Im Ergebnis gibt es ein Problem, dass eine detaillierte Einstellung für jedes Produkt benötigt wird, wodurch die Arbeitsstunden zum Bereitstellen von stabilen Produkten ansteigen. Jedoch, wenn der Neigungswinkel der Last DS erhöht wird, ist es möglich nicht nur die ausbalancierte Position des Steuerventils 28 in dem weichen Zustand zu stabilisieren, sondern auch stabil eine gewünschte Dämpfungskrafteigenschaft in dem weichen Zustand zu erhalten. Ferner ist es möglich eine Variation der Federkonstante und eine Variation der Last während der Montage zu reduzieren. Als ein Ergebnis können sehr genaue Dämpfungskrafteigenschaften erhalten werden. Zusätzlich wirkt die Drängkraft der Tellerfeder 70a (70b, 70c), die eine große Federkonstante aufweist, und folglich können klappernde Vibrationen des Steuerventils 28 reduziert werden.
Zwischenzeitlich, in einem Fall, in dem die Federkonstante in dem gesamten Bereich zwischen der Position L0 und der Position Lmax, wie durch eine Linie B2' gezeigt, erhöht ist, können die gleichen Steigungen der Kennlinie wie die in den oben erwähnten Ausführungsformen bei der Last DS in dem weichen Zustand erhalten werden. Der minimale Steuerstrom in dem weichen Zustand ist zu diesem Zeitpunkt höher als 0,5 A. Ferner, wenn die gleiche Spule wie die Spule 38 gemäß der oben erwähnten Ausführungsformen verwendet wird, zieht die maximale Last, die erzeugt wird, wenn der maximale Steuerstrom von 2,0 A zum Fließen gebracht wird, eine Linie DH' und ist geringer als die Last DH in dem harten Zustand in den oben erwähnten Ausführungsformen. Demgemäß ist eine variable Breite W' der Dämpfungskraft schmäler als eine variable Breite W der Dämpfungskraft gemäß der oben erwähnten Ausführungsformen, welches eine Leistungsfähigkeit in Anbetracht der variablen Breite der Dämpfungskraft reduziert. Ferner wird der Strom in dem weichen Zustand und dergleichen erhöht und folglich wird der Leistungsverbrauch erhöht.
Wie oben beschrieben wird gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen das Federelement 34 eingestellt, um eine große Federkonstante in der Nähe der Position L0 aufzuweisen und um eine kleine Federkonstante bei der maximalen Ventilöffnungsposition L1 des Steuerventils 28 oder der Position entfernt von der Position L1 aufzuweisen. Folglich ist es möglich, den Leistungsverbrauch zu reduzieren und den individuellen Unterschied der Dämpfungskrafteigenschaften bei jedem Produkt in Bezug auf Variationen des Federelements 64, des Magneten und dergleichen zu reduzieren.
Ferner ermöglicht die Vergrößerung der variablen Breite der Dämpfungskraft einen Anstieg einer Steuerleistungsfähigkeit, die von einer halbaktiven Aufhängung ausgeübt wird.
Folglich sind bei dem hydraulischen Stoßdämpfer vom Typ mit gesteuerter Dämpfungskraft 1 gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, insbesondere zwischen dem Abschnitt mit großem Durchmesser 66 des Steuerventils 28 und dem Boden des ersten ausgenommenen Abschnitts 56 des ersten Verbindungselements 55 die Tellerfeder 70a (70b, 70c), die die Federkonstante K1 aufweist, und die Spiralfeder 71, die die Federkonstante K2 aufweist, als das Federelement 64 angeordnet. Demgemäß ist es möglich eine stabile Dämpfungskraftkennlinie in einem weichen Dämpfungskraftzustand zu erhalten und eine gewünschte variable Breite der Dämpfungskraft zu erhalten.
Ferner wirkt in den oben genannten Ausführungsformen die Tellerfeder, die eine größere Federkonstante als die der Spiralfeder aufweist, an der Position, an welcher der Ventilkörper auf dem Ventilsitz sitzt. Hier bewegt sich die Tellerfeder horizontal und weist folglich einen Vorteil dahingehend auf, dass sie in der Lage ist auf dem Sitzabschnitt in einer horizontalen Stellung zu sitzen, weist jedoch einen Nachteil beim Meistern der Schwierigkeiten eines langen Hubes auf. Im Gegensatz dazu weist die Spiralfeder einen Vorteil auf, dass sie in der Lage ist den langen Hub zu leisten, weist jedoch den Nachteil auf, dass sie eine Schwierigkeit beim Aufsitzen in einer horizontalen Stellung aufgrund einer anliegenden nicht ausgeglichenen Last aufweist. In dem hydraulischen Stoßdämpfer vom Typ mit gesteuerter Dämpfungskraft 1 gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Anbetracht der Vorteile und Nachteile wird die Tellerfeder mit einer größeren Federkonstante als die der Spiralfeder verwendet und die Tellerfeder wirkt an der Position, an welcher der Ventilkörper auf dem Ventilsitz sitzt. Demgemäß wird zu dem Zeitpunkt, an welchem der Ventilkörper auf dem Ventilsitz sitzt, ein Einfluss der Tellerfeder erhöht, um dadurch zu ermöglichen, dass der Ventilkörper auf dem Ventilsitz in einer horizontalen Stellung sitzt. Im Gegensatz, wenn das Steuerventil 28 an dem gestuften Abschnitt 47 anliegt, wird der nicht mit Energie beaufschlagte Zustand hergestellt. In diesem Zustand, sogar wenn ein bestimmter Spalt zwischen dem Steuerventil 28 und dem gestuften Abschnitt 47 aufgrund der nicht ausgeglichenen Last auf der Spiralfeder ausgebildet wird, sodass die Dämpfungskrafteigenschaft etwas beeinflusst wird, erwirkt dies nicht zu viel Ärger. Demgemäß wirkt die Drängkraft der Tellerfeder 70a in der Nähe der Position L0, wohingegen die Drängkraft der Tellerfeder 71 in dem nicht mit Energie beaufschlagten Zustand wirkt. Folglich kann jede der Federn ihre Funktion ausüben.
Eine Kombination zwischen der Tellerfeder 70a und der Spiralfeder 71 ermöglicht es, Effekte sogar bei dem minimalen Steuerstrom oder sogar bei Verwendung einer Aufhängungsvorrichtung, die eine Leistungsbeaufschlagungssteuerung durchführt, um den Ventilkörper in Kontakt mit dem Ventilsitz zu bringen, zu erhalten.
Es sei angemerkt, dass bei dem hydraulischen Stoßdämpfer vom Typ mit gesteuerter Dämpfungskraft 1 gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung das Federelement 64, das die nicht-lineare Federkennlinie aufweist, durch eine Kombination der Tellerfeder 70a (70b, 70c) mit der Spiralfeder 71 ausgebildet wird. Jedoch muss nicht gesagt werden, dass die obigen Betriebe und Effekte dadurch erhalten werden können, dass die nicht-linearen Federkennlinien nur der Spiralfeder 71 vermittelt werden.
Es sei angemerkt, dass die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung das Beispiel beschrieben haben, bei welchem Öl als ein Betriebsfluid verwendet werden kann, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Selbstverständlich können auch ein flüssiges Fluid, wie beispielsweise Wasser, und ein gasförmiges Fluid, wie beispielsweise Luft oder Gas, verwendet werden.
Die obigen Ausführungsformen haben die Struktur beschrieben, bei der ein Dämpfungskrafteinstellventil zwischen der oberen Zylinderkammer und dem Behälter vorgesehen ist, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Durch Vorsehen eines Dämpfungskrafteinstellventils auch zwischen der unteren Zylinderkammer und dem Behälter können eine Ausfahrhubdämpfungskraft und eine Verdrängungshubdämpfungskraft unabhängig voneinander gesteuert werden. In diesem Fall wird es gewünscht, dass Überdruckventile an einem Kolbenabschnitt für sowohl den Ausfahr- als auch den Verdrängungshub vorgesehen werden. Ferner kann ein Dämpfungskrafteinstellventil an dem Kolbenabschnitt vorgesehen werden.
Ferner haben die obigen Ausführungsformen das Beispiel beschrieben, bei welchem die Tellerventile 32, die mit dem ringförmigen Dichtungselement 96 versehen sind, als ein Hauptventil vom Steuertyp verwendet werden, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Das Hauptventil vom Steuertyp kann aus einer ringförmigen Scheibe, die sich vertikal abhebt und sich nicht wesentlich biegt, und aus einer Spiralfeder, die die ringförmige Scheibe in einer Ventilschließrichtung drängt, ausgebildet sein. Ferner, obwohl die radiale Hydraulikfluidleitung 101 vergrößert wird, können die Steuerkammer 97 und die axiale Hydraulikfluidleitung 58 als eine Hydraulikfluidkammer ausgebildet sein.
Die oben erwähnten Ausführungsformen haben das Beispiel beschrieben, bei welchem der hydraulische Stoßdämpfer vom Typ mit gesteuerter Dämpfungskraft 1 an jedem der vier Räder eines Vierradfahrzeugs vorgesehen ist und die vorliegende Erfindung dort angewendet wird. Jedoch kann die vorliegende Erfindung auch lediglich bei Zweiradfahrzeugen oder an zwei Vorderrädern angewendet werden. Ferner kann die vorliegende Erfindung an einem Zweiradfahrzeug, einem Dreiradfahrzeug und einem Vier- oder Mehrradfahrzeug angewendet werden.

Claims

Aufhängungsvorrichtung umfassend: einen Stoßdämpfer vom Typ mit gesteuerter Dämpfungskraft, der zwischen einer Karosserie und einer Achse eines Fahrzeugs vorgesehen ist, wobei der Stoßdämpfer vom Typ mit gesteuerter Dämpfungskraft ein Dämpfungskrafteinstellventil aufweist; eine Erfassungseinrichtung, die an dem Fahrzeug vorgesehen ist, um ein Signal auszugeben, das sich auf einen Bewegungszustand des Fahrzeugs bezieht; und eine Steuereinrichtung zum Ausgeben eines Steuerstroms, der einem Dämpfungskraftzielwert entspricht, an das Dämpfungskrafteinstellventil basierend auf dem Signal, wobei das Dämpfungskrafteinstellventil aufweist: ein Hauptventil zum Erzeugen einer Dämpfungskraft; eine Steuerkammer zum Anlegen eines Steuerdrucks in einer Richtung zum Schließen des Hauptventils; eine Einlassleitung zum Einführen des Steuerdrucks in die Steuerkammer; eine Ablassleitung zum Ablassen des Steuerdrucks in die Steuerkammer; und ein Drucksteuerventil, das in der Ablassleitung vorgesehen ist, wobei das Drucksteuerventil aufweist: einen Ventilsitz, der in der Ablassleitung vorgesehen ist; einen Ventilkörper, der auf dem Ventil sitzt und sich von diesem weg bewegt; einen Aktuator zum Erzeugen einer Last zum Drücken des Ventilkörpers auf den Ventilsitz gemäß einem Strom; und eine Federeinrichtung, die in einer Richtung zum Trennen des Ventilkörpers von dem Ventilsitz wirkt, und wobei, wenn die Steuereinrichtung eine minimale Dämpfungskraft während des normalen Betriebes erzeugt, die Steuereinrichtung einen minimalen Steuerstrom ausgibt, der eine Größe aufweist, um stets den Ventilkörper von dem Ventilsitz zu trennen.
Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Steuereinrichtung eine Stromabschaltsteuerung aufweist, bei welcher kein Strom außer während der Steuerung ausgegeben wird, die während des normalen Betriebs durchgeführt wird, und bei der das Dämpfungskrafteinstellventil eine Dämpfungskraft erzeugt, die größer ist als die minimale Dämpfungskraft, wenn der Ventilkörper am weitesten von dem Ventilsitz getrennt ist.
Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Federeinrichtung eine größere Federkonstante aufweist, wenn sich der Ventilkörper an einer Position in der Nähe des Ventilsitzes befindet, als eine Federkonstante, wenn der Ventilkörper sich entfernt von der Position in der Nähe des Ventilsitzes befindet.
Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Federeinrichtung umfasst: eine Spiralfeder, die stets auf den Ventilkörper wirkt; und eine Tellerfeder, die nur wirkt, wenn der Ventilkörper sich an der Position in der Nähe des Ventilsitzes befindet.
Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 4, bei der der minimale Steuerstrom einem Steuerstrom entspricht, der bereitgestellt wird, um die Tellerfeder zum Wirken zu bringen.
Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Stoßdämpfer vom Typ mit gesteuerter Dämpfungskraft ferner aufweist: einen Zylinder, der auf dichte Weise ein Hydraulikfluid darin aufweist; einen Kolben, der verschiebbar in den Zylinder eingepasst ist; eine Kolbenstange, von der ein Ende mit dem Kolben gekoppelt ist und von der ein anderes Ende sich aus einem Ende des Zylinders nach außen erstreckt; und einen Behälter, der mit dem Zylinder verbunden ist, und wobei das Hauptventil zwischen dem Behälter und einer Kammer, die in dem Zylinder an der einen Seite des Zylinders ausgebildet ist, vorgesehen ist.