DE19907432A1

DE19907432A1 - Verfahren zur Verbesserung des Schwingungsverhaltens von Fahrzeugen

Info

Publication number: DE19907432A1
Application number: DE1999107432
Authority: DE
Inventors: Fritz Frederich
Original assignee: Individual
Current assignee: Alstom Transport Deutschland GmbH
Priority date: 1999-02-22
Filing date: 1999-02-22
Publication date: 2000-08-24

Abstract

Verfahren zur Verbesserung des Schwingkomforts von Fahrzeugen, die mit Federn und hydraulischen Schwingungsdämpfern ausgestattet sind, deren Dämpfereinstellung kontinuierlich nach der an der zugehörigen Feder gemessenen augenblicklichen Federkraft so erhöht oder erniedrigt wird, daß die Kraft der Feder von der Dämpferkraft aufgehoben wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung des Schwingungs verhaltens von Fahrzeugen mit Federn und Dämpfern zwischen Rädern und/oder Fahrwerken und Fahrzeugaufbau, bei welchen durch gesteuerten Einsatz der Dämpfer die Schwingungen des Fahrzeugaufbaus gezielt im Hinblick auf den Schwingkomfort reduziert werden.

Die vorgegebene Einstellung der Schwingungsdämpfer soll einerseits durch starke Dämpfung Schwingungen des Fahrzeugaufbaus, die von pe riodischen Unebenheiten der Fahrbahn angeregt werden, und andererseits von Einzelhindernissen ausgehende Stöße im Fahrzeugaufbau mildern oder vermeiden, damit die von Personen im Fahrzeugaufbau wahrgenommenen Bewegungen als angenehm empfunden werden.

Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Forderungen hydraulische Schwin gungsdämpfer zu verwenden, bei denen die Dämpferkraft stufenweise an verschiedene Fahrbahnunebenheiten durch Umschalten angepaßt wird. Als Kriterium für die Umschaltung von einer auf eine andere Dämpfer stufe dienen im Fahrzeugaufbau gemessene Schwingungsgrößen, bevorzugt Schwingbeschleunigungen. Die Auswertung der Beschleunigung erfolgt entweder nach bestimmten Frequenzanteilen (1 ATZ Automobiltechn. Zeitschr. 89(1987)5, S. 237; 2 ATZ Automobiltechn. Zeitschr. 89(1987)9, S. 472) bzw. nach der Intensität der momentanen Beschleunigung 2, S. 476 oder nach Kenngrößen, die aus der Beschleunigung abgeleitet werden (3 ATZ Sonderausgabe Mercedes-Benz S-Klasse 1998, S. 37). Nach vorher festgelegten Schwellenwerten wird die Dämpferkraft in zwei Stufen (4 ATZ Automobiltechn. Zeitschr. 89(1987)6, S. 308), drei Stufen 2 S. 476 oder neuerdings vier Stufen (5 ATZ Sonder ausgabe Mercedes-Benz S-Klasse 1998, S. 156) verändert.

Alle auf dem Markt befindlichen Dämpfer haben für jede Dämpferstufe die entsprechenden Ventile und Drosseln, sowohl für Druck- wie für die Zugstufe jeder Dämpferstufe. Die jeweilige aktive Dämpferstufe wird durch Zweipunktschalter elektrisch angeschaltet, die nicht be nötigten Dämpferstufen sind ausgeschaltet.

Dabei ist es allerdings nötig, mehrere Dämpferstufen bereitzuhalten und nach Bedarf auf die erforderliche Dämpferstufe umzuschalten, wo bei für jede Dämpferstufe entsprechende Elemente für die Zugstufe und die Druckstufe des Dämpfers erforderlich sind.

Ferner ist die zur Bildung eines Umschaltkriteriums herangezogene Schwingbeschleunigung, die im Fahrzeugaufbau gemessen wird, nicht optimal, weil sie ebenso bereits von Personen wie von den Meßwert aufnehmern wahrgenommen wird, bevor auf sie reagiert werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die für die einzelnen Dämpferstufen vorzuhaltenden Elemente zu verringern, ein geeignetes Kriterium zur Verstellung der Dämpferkräfte zu verwenden und an Stel le der elektrischen Stellenergie dem Schwingungsdämpfer nur noch eine Stellinformation zuzuleiten.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein nach dem Gleichstromprinzip arbeitender hydraulischer Schwingungsdämpfer mit einem elektrisch ansteuerbaren Drosselventil verbunden wird, welches den Ölabstrom stufenlos veränderlich reguliert und sowohl die Zug stufe wie die Druckstufe des Dämpfers beeinflußt.

Die Dämpferkraft wird fortlaufend so eingestellt, daß sie genau der Größe der jeweiligen Federkraft im zu bedämpfenden Feder-Masse- System entspricht und der Federkraft entgegengerichtet ist.

Um eine derartige Steuerung des Dämpfers auf einfache Weise ver wirklichen zu können, wird nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die erforderliche Einstellung des Dämpfers aus der gemes senen Federkraft und der gemessenen augenblicklichen Dämpfergeschwin digkeit berechnet. Eine andere Möglichkeit besteht darin, nur den Federweg zu messen, daraus die Federkraft und die Federgeschwindig keit zu berechnen und die notwendige Dämpfereinstellung zu ermit teln.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß mit nur einem Steuerelement die Dämpferkräfte kontinuierlich ver stellt und die durch Federkräfte in die abgefederte Fahrzeugmasse eingeleiteten Beschleunigungen auf einfache Weise reduziert werden können. Die Messung der Federkräfte bzw. des Federweges erlauben ferner, auf störende Bewegungen des Fahrzeugaufbaus bereits einzu wirken, bevor sich der Fahrzeugaufbau bewegt und die Bewegung für den Fahrgast spürbar wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen darge stellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt schematisch einen hydraulischen Schwingungsdämpfer mit elektrisch einstellbarer kontinuierlicher Servodrosselung des Öl abstroms. Dargestellt ist der nach dem Gleichstromprinzip arbeitende Dämpfer 1, an dessen oberen Arbeitsraum 2 das Servoventil 3 ange schlossen ist. Das Servoventil 3 drosselt proportional zu einem elektrischen Steuersignal den Arbeitsdruck im Arbeitsraum 2. Der entspannte Ölstrom gelangt über eine Rohrleitung 4 in den Ölvor ratsbehälter 5 des Dämpfers. Der zur Servoverstellung des Ventils 3 erforderliche Druck wird von einem Öldruckspeicher 6 bereitgestellt, der über ein Rückschlagventil 7 aus dem Arbeitsraum 2 mit Öldruck aufgeladen wird.

In Fig. 2 ist die Anordnung eines kraftorientiert verstellten Dämpfers in einem Fahrzeug symbolisch wiedergegeben. Vereinfacht dargestellt ist das Fahrzeug bestehend aus Fahrzeugrad 1, Fahrzeugfeder 2 und Fahr zeugaufbau 3. Der verstellbare Schwingungsdämpfer 4 ist parallel zur Fahrzeugfeder 2 angebracht; die zur Verstellung des Dämpfers ausge wertete Federkraft wird im dargestellten Beispiel am Fußpunkt 5 der Feder gemessen.

Claims

1. Verfahren zur Verbesserung des Schwingkomforts von Fahrzeugen, die mit Federn und in der Regel hydraulischen Schwingungsdämpfern ausgestattet sind, wobei in an sich bekannter Weise die Dämpfer stufenweise umgeschaltet werden zwecks Anpassung an die Uneben heit der Fahrbahn und zur Umstellung in eine andere Dämpfer stufe Bewegungsgrößen der Schwingungen wie Schwingweg, Schwing geschwindigkeit oder Schwingbeschleunigung ausgewertet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfereinstellung kontinuierlich nach der an der Feder ge messenen augenblicklichen Kraft so erhöht oder erniedrigt wird, daß die Kraft der Feder von der Dämpferkraft aufgehoben wird.

2. Verfahren zur Verbesserung des Schwingkomforts von Fahrzeugen mit kontinuierlich verstellbaren hydraulischen Schwingungsdämpfern, dadurch gekennzeichnet, daß ein nach dem Gleichstromprinzip arbeitender hydraulischer Schwin gungsdämpfer mit einer von außen angesteuerten kontinuierlich verstellbaren Drosseleinheit kombiniert wird, wobei das Drossel element vornehmlich auf die Abstimmung des Dämpfers einwirkt und sowohl die Zug- wie die Druckstufe des Dämpfers beeinflußt.

3. Verfahren zur Verbesserung des Schwingkomforts von Fahrzeugen mit verstellbaren hydraulischen Schwingungsdämpfern, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Veränderung der Einstellung eines Dämpfers benötigte Stellenergie dem zu stellenden hydraulischen Rückstrom des Dämp fers entnommen, über ein Rückschlagelement einem hydraulischen Druckspeicher zugeführt und vom letzteren als Servoenergie für das Stellelement bereitgehalten wird.

4. Verfahren zur Verbesserung des Schwingkomforts von Fahrzeugen mit verstellbaren hydraulischen Schwingungsdämpfern, dadurch gekennzeichnet, daß die augenblickliche Einstellung des Dämpfers aus der gemessenen Federkraft und der gemessenen augenblicklichen Dämpfergeschwin digkeit berechnet wird.

5. Verfahren zur Verbesserung des Schwingkomforts von Fahrzeugen mit verstellbaren hydraulischen Schwingungsdämpfern, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung des Dämpfers aus dem Federweg, der daraus er mittelten Federkraft und der ebenfalls aus dem Federweg ermit telten Federgeschwindigkeit berechnet wird.