DE3601616A1

DE3601616A1 - HYDROPNEUMATIC SUSPENSION WITH A DAMPING FORCE CONTROL

Info

Publication number: DE3601616A1
Application number: DE19863601616
Authority: DE
Inventors: Hubert Beck
Original assignee: Boge GmbH
Current assignee: ZF Boge GmbH
Priority date: 1986-01-21
Filing date: 1986-01-21
Publication date: 1987-07-23
Also published as: FR2593121B1; DE3601616C2; FR2593121A1; BR8700247A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydropneumatische Federung mit einer Dämpfungskraftsteuerung, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit mindestens zwei im Bereich der Fahrzeugräder zwischen Fahrzeugaufbau und Radachse ange ordneten Teleskop-Federzylindern, wobei die Teleskop- Federzylinder über eine Druckmittelleitung mit einem Druck speicher verbunden sind und ein in einem separaten Bau teil angeordnetes Drosselelement für die Zug- und Druck dämpfung konstante, mit Ventilen bestückte Bohrungen für das Druckmittel aufweist.The invention relates to a hydropneumatic Suspension with a damping force control, in particular for motor vehicles with at least two in the range of Vehicle wheels between the vehicle body and wheel axle arranged telescopic spring cylinders, the telescopic Spring cylinder via a pressure medium line with one pressure storage connected and one in a separate building partially arranged throttle element for tension and compression damping constant holes with valves for has the pressure medium.

Es sind hydraulische, einstellbare Dämpfer bekannt (z.B. DE-OS 21 19 531), bei denen ein erstes Dämpfungselement vorgesehen ist und zusätzlich eine mit einem Regelventil ausgestattete Leitung aufweist. Dabei ist in einer geschlossenen Schleife ein Regelventil und ein Dämpfungselement jeweils separat angeordnet. Die Einstellung des Regelventiles erfolgt dabei manuell oder durch die Wirkung eines der Fahrzeug organe. Nachteilig ist dabei, daß durch das Regelventil jeweils nur ein Dämpfungselement angesteuert werden kann und die mechanische Ansteuerung mit einer entsprechenden Trägheit arbeitet.Hydraulic, adjustable dampers are known (e.g. DE-OS 21 19 531), in which a first damping element is provided and in addition one with a control valve equipped line. It is in a closed Loop a control valve and a damping element separately arranged. The control valve is adjusted manually or by the action of one of the vehicles organs. The disadvantage here is that the control valve only one damping element can be controlled at a time and the mechanical control with a corresponding one Indolence works.

Darüber hinaus sind hydropneumatische Federungen bekannt (z.B. DE-PS 22 43 585, DE-PS 16 55 094), bei denen zwei oder mehr an einen Stellzylinder angeschlossene, als eigent liche federwirkende hydropneumatische Speicher mit abge stuften Fülldrücken vorgesehen sind. Bei zunehmender Belastung des Fahrzeuges werden diese Speicher kaskadenartig nachein ander jeweils bei Erreichen ihres Fülldruckes selbständig zu geschaltet und als Feder wirksam. Es liegt demnach hier eine stufenförmige Schaltung vor, die von der Fahrzeugbelastung abhängig ist. Eine unabhängig davon veränderbare Steuerung der Dämpfungskraft ist bei einem derartigen Prinzip nicht möglich.In addition, hydropneumatic suspensions are known (e.g. DE-PS 22 43 585, DE-PS 16 55 094), in which two or more connected to an actuating cylinder than actually Liche spring-acting hydropneumatic accumulator with stepped inflation pressures are provided. With increasing stress of the vehicle, these memories will cascade in succession to each other independently when their filling pressure is reached switched and effective as a spring. So there is one here stepped circuit before that of the vehicle load is dependent. An independently changeable control of the Damping force is not possible with such a principle.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Fahrzeugdämpfungssystem mit einer variablen, intelligenten elektronischen Dämpfungs anpassung für die Zug-und Druckstufe so auszubilden, daß über ein variabel steuerbares, kompaktes Dämpfungsventil eine beliebig verstellbare Dämpfung in der Zug-und Druckstufe er zielt werden kann, wobei in einem separaten Bauteil alle not wendigen Teile untergebracht werden können und so auch eine Nachrüstung in bestehende Anlagen möglich ist.The object of the invention is a vehicle damping system with a variable, intelligent electronic damping Adaptation for the rebound and compression stage so that via a variably controllable, compact damping valve arbitrarily adjustable damping in the rebound and compression stage can be aimed, with all distress in a separate component agile parts can be accommodated and so one Retrofitting in existing systems is possible.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß im separaten Bauteil mindestens eine weitere zuschaltbare Ventileinrichtung angeordnet ist, welche aus einem, durch eine axial beweglichen, elektromagnetisch steuerbaren Ventilkörper beaufschlagten Durchlaß besteht, wobei der Durchlaß eine Ver bindung durch Zuströmbohrungen zu den Ventilen der Ventilein richtung steuert.To solve this problem, the invention provides that at least one additional switchable in the separate component Valve device is arranged, which consists of a through a axially movable, electromagnetically controllable valve body acted passage, the passage is a Ver connection through inflow bores to the valves of the valves direction controls.

Bei dieser Lösung ist von Vorteil, daß ein derartiges sepa rates Bauteil in verschiedenen Variationen im Schwingungs dämpfungssystem eines Fahrzeuges eingebaut werden kann. Vorteilhaft läßt sich ein separates Bauteil bei Kombifahr zeugen anwenden, deren Federelemente aus Gründen der Lade flächengewinnung bereits sehr kompakt sind und bei denen Dämpfungskraftverstelleinrichtungen schwierig untergebracht werden können. Dabei besteht die Möglichkeit, das eigentliche Drosselelement ebenfalls im separaten Bauteil anzuordnen, so daß die Teleskop-Federzylinder keine Eigendämpfung, sondern lediglich eine Verdrängerfunktion aufweisen. Durch das Ein- und Ausfahren der Kolbenstange wird das bewegte Öl ständig das Drosselelement, wie auch je nach Schaltstellung die Ventileinrichtung des separaten Bauteiles durchströmen. Zusätzlich ist die Zuschaltung einer üblichen Niveauregelung möglich, so daß durch Zuführen bzw. Ablassen von Dämpfungs mitteln eine Höhenstandsregelung des Fahrzeugaufbaues er zielt werden kann. Durch die Anwendung eines separaten Bau teiles mit allen für die Dämpfung und die zusätzliche va riable Dämpfung notwendigen Bauteile wird eine kompakte Bau einheit erzielt, die über eine angepaßte Elektronik ange steuert werden kann, wobei gegebenenfalls eine entsprechen de Anzahl von Sensoren in die Steuerung miteinbezogen werden können.This solution has the advantage that such a sepa rates component in different variations in vibration damping system of a vehicle can be installed. A separate component can advantageously be used in combination driving use witnesses whose spring elements for the sake of loading are already very compact and where Damping force adjustment devices housed difficult can be. There is a possibility of doing the real thing Throttle element also to be arranged in a separate component, so that the telescopic spring cylinders have no self-damping, but only have a displacement function. By retracting and extending the piston rod becomes the moving oil constantly the throttle element, as well as depending on the switching position flow through the valve device of the separate component. In addition, the usual level control is activated possible so that by supplying or draining damping average he level control of the vehicle body can be aimed. By using a separate construction some with all for the cushioning and the additional va riable damping necessary components becomes a compact construction unit achieved, which is via an adapted electronics can be controlled, with one corresponding if necessary de Number of sensors can be included in the control can.

Nach einem wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß jede Ventileinrichtung für die Zug- und Druckstufe mindestens ein druckabhängiges, federbelastetes Ventil aufweist.According to an essential feature, it is provided that each Valve device for the rebound and compression stage at least has a pressure-dependent, spring-loaded valve.

Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß das federbe lastete Ventil als Federscheibenventil ausgebildet ist oder aus mindestens einer Federscheibe und mindestens einer Schraubenfeder besteht.A preferred embodiment provides that the spring loaded valve is designed as a spring washer valve or from at least one spring washer and at least one Coil spring exists.

Eine weitere Variabilität der Dämpfungskraftkennlinien wird erzielt, wenn in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen ist, daß der Durchlaß und der Ventilkörper einen einer Drossel entsprechenden Querschnitt aufweisen.Another variability of the damping force characteristics is achieved if it is provided in an embodiment of the invention, that the passage and the valve body one of a throttle have the corresponding cross-section.

Um sicherzustellen, daß bei einem eventuellen Ausfall der Ansteuerung der Ventileinrichtung die Fahrsicherheit weiter hin beibehalten wird, ist nach einem weiteren Merkmal vor gesehen, daß der Ventilkörper über eine Feder so beaufschlagt ist, daß im Ruhezustand der Ventilkörper den Durchlaß versperrt. In Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen werden, daß die Ventileinrichtung einen ständig offenen, konstanten Drosselquerschnitt aufweist, der im unteren Kolbengeschwin digkeitsbereich die Beeinflussung der Dämpfungskraft bewirkt.To ensure that in the event of a possible failure of the Driving the valve device further increases driving safety is retained, is after another feature seen that the valve body is so acted upon by a spring is that the valve body blocks the passage in the idle state. In an embodiment of the invention it can be provided that the valve device a constantly open, constant Throttle cross-section, which in the lower piston speed range affects the damping force.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Ventileinrichtung einen der Begrenzung des Hubes dienenden Anschlag aufweist oder daß das federbe lastete Ventil einen zweiten Ventilsitz aufweist, der bei Überschreiten eines definierten axialen Hubes die Strömungs verbindung schließt.In a further advantageous embodiment of the invention provided that the valve means one of the limitation the stroke serving stop or that the spring loaded valve has a second valve seat, which at The flow exceeds a defined axial stroke connection closes.

Zur Erzielung eines Vordrosselquerschnittes ist vorgesehen, daß in jeder Ventileinrichtung mindestens zwei Zuström bohrungen vorgesehen sind, wobei der Querschnitt aller Zu strombohrungen einen einer Drossel entsprechenden Gesamt querschnitt aufweist.To achieve a pre-throttle cross section that in each valve device at least two inflows holes are provided, the cross section of all zu current bores a total corresponding to a choke has cross-section.

Bei Anordnung des Systems in einer Niveauregelanlage ist in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß das Drosselelement einen Anschluß an eine Druckmittelpumpe aufweist, der über ein Ventil die Verbindung der Druckmittelpumpe zur Druckmittel leitung steuert. Hierbei wird mit Vorteil zur Steuerung des Ventils ein Elektromagnet verwendet.If the system is arranged in a level control system, in Embodiment of the invention provided that the throttle element has a connection to a pressure medium pump, which a valve connects the pressure medium pump to the pressure medium line controls. This is advantageous for controlling the Valve uses an electromagnet.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Elektromagnet einen axial beweglichen Ventilkörper aufweist, der mit einer Bohrung zusammenarbeitet.In a further advantageous embodiment of the invention provided that the electromagnet is axially movable Has valve body that cooperates with a bore.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt.Preferred embodiments of the invention are in the Drawings shown schematically.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 eine Anordnung von zwei Teleskop-Federzylindern, zwei Druckspeichern sowie zwei separate Bauteile teils im Schnitt, Fig. 1 shows an arrangement of two telescopic spring cylinders, two accumulators and two separate components partly in section,

Fig. 2 eine Variante der in Fig. 1 gezeigten Anordnung, indem das separate Bauteil und der Druckspeicher unabhängig voneinander angeordnet sind. Fig. 2 shows a variant of the arrangement shown in Fig. 1 in that the separate component and the pressure accumulator are arranged independently of each other.

Fig. 3 ein separates Bauteil mit einem Druckspeicher und den zugehörigen Ventileinrichtungen im Schnitt. Fig. 3 shows a separate component with a pressure accumulator and the associated valve devices in section.

Fig. 4 eine Variante der in Fig. 1 gezeigten Ausführung, wobei die Druckmittelleitung über das Drossel element zum Anschluß an eine Druckmittelpumpe vor gesehen ist. Fig. 4 shows a variant of the embodiment shown in Fig. 1, wherein the pressure medium line via the throttle element for connection to a pressure medium pump is seen before.

Fig. 5 das in Fig. 4 dargestellte separate Bauteil im Schnitt. Fig. 5 shows the separate component shown in Fig. 4 in section.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform handelt es sich im einzelnen um die Teleskop-Federzylinder 1, die über die Druckmittelleitung 2 mit den Druckspeichern 3 verbunden sind. In einem separaten Bauteil 4 sind das Drosselelement 5 sowie die Ventile 10 und 11 angeordnet. Die Druckmittellteitung 2 kann zum Anschluß an eine Druckmittelpumpe 18 ausgebildet sein. Die Teleskop-Federzylinder 1 sind über ihre Kolbenstange 23 mit einem Verdrängerkolben 24 versehen, wobei dieser Ver drängerkolben 24 ohne ein Drosselelement ausgebildet ist.The embodiment shown in FIG. 1 is specifically the telescopic spring cylinder 1 , which is connected to the pressure accumulators 3 via the pressure medium line 2 . The throttle element 5 and the valves 10 and 11 are arranged in a separate component 4 . The pressure medium line 2 can be designed for connection to a pressure medium pump 18 . The telescopic spring cylinder 1 are provided via their piston rod 23 with a displacement piston 24 , this Ver displacement piston 24 is formed without a throttle element.

In Fig. 2 ist im Prinzip eine ähnliche Anordnung gezeigt, lediglich mit dem Unterschied, daß das separate Bauteil 4 unabhängig vom Druckspeicher 3 angeordnet ist und über die Druckmittelleitung 2 in Verbindung steht.In Fig. 2, a similar arrangement is shown in principle, only with the difference that the separate component 4 is arranged independently of the pressure accumulator 3 and is connected via the pressure medium line 2 .

In Fig. 3 ist ein separates Bauteil 4 gezeigt, wobei aus gehend vom Anschluß der Druckmittelleitung 2 eine Verbindung über den Kanal 25, dem Drosselelement 5, über den weiteren Kanal 26 zum Druckspeicher 3 besteht. Das Drosselelement 5 besitzt Ventile 6 und 7, welche als Federscheibenventile aus gebildet sind und die die Bohrungen 8 und 9 verschließen. In Fig. 3, a separate component 4 is shown, starting from the connection of the pressure medium line 2, a connection via the channel 25 , the throttle element 5 , via the further channel 26 to the pressure accumulator 3 . The throttle element 5 has valves 6 and 7 , which are formed as spring-loaded valves and which close the bores 8 and 9 .

Das Dämpfungsmittel muß dieses Drosselement 5 ständig durchströmen, wobei im geschlossenen Zustand der Ventil einrichtungen 10 und 11 die Grundkennung, d.h. die höchste Kennung vorhanden ist. Die Ventileinrichtungen 10 und 11 besitzen jeweils einen Elektromagnet 27, der der Steuerung des Ventilkörpers 12 dient. Im stromlosen Zustand des Elektromagneten 27 gewährleistet die Feder 17, daß der Durchlaß 13 verschlossen ist. Ausgehend vom Kanal 25 strömt ein gewisser Anteil Dämpfungsmittel bei geöffnetem Durchlaß 13 über die Ventile 15 und 16 und den Bohrungen 28 und 29 vorbei, über die Zuströmbohrung 14 durch den Durch laß 13 in den Kanal 26 in Richtung des Druckspeichers 3. Jeweils ein Ventil 15 oder 16 ist für die Zug-und Druck stufe maßgebend.The damping means must flow continuously through this throttling element 5 , devices 10 and 11 having the basic identifier, ie the highest identifier, being present in the closed state of the valve. The valve devices 10 and 11 each have an electromagnet 27 which serves to control the valve body 12 . In the de-energized state of the electromagnet 27 , the spring 17 ensures that the passage 13 is closed. Starting from the channel 25 , a certain proportion of damping agent flows with the passage 13 open via the valves 15 and 16 and the bores 28 and 29 , through the inflow bore 14 through the passage 13 into the channel 26 in the direction of the pressure accumulator 3 . One valve 15 or 16 is decisive for the tension and compression stage.

Bei Verwendung von einem Drosselelement 5 und zwei Ventil einrichtungen 10 und 11 sind vier verschiedene Kennlinien der Dämpfungskraft steuerbar, und zwar wird das Drossel element 5 ständig durchströmt, wobei die Ventileinrichtungen 10 und 11 entweder geschlossen oder geöffnet sein können und bei unterschiedlicher Bestückung der Ventile 15 und 16 weitere Kennlinien ermöglichen, indem entweder die Ventil einrichtung 10 geöffnet und die Ventileinrichtung 11 ge schlossen ist bzw. umgekehrt. Die Grundkennung bzw. höchste Kennung wird erzielt, indem nur das Drosselelement 5 durch strömt wird, bei Aufschalten der Dämpfungseinrichtungen 10 bzw. 11 wird die Dämpfungskraft entsprechend weicher aus gelegt.When using a throttle element 5 and two valve devices 10 and 11 , four different characteristic curves of the damping force can be controlled, namely the throttle element 5 is continuously flowed through, the valve devices 10 and 11 being either closed or open and with different loading of the valves 15 and enable 16 further characteristic curves by either opening the valve device 10 and closing the valve device 11 or vice versa. The basic identifier or highest identifier is achieved by only flowing through the throttle element 5 ; when the damping devices 10 and 11 are connected , the damping force is correspondingly softer.

In Fig. 4 ist eine Variante gezeigt, bei der der Teleskop federzylinder 1 über die Druckmittelleitung 2, dem separaten Bauteil 4 mit dem Druckspeicher 3 verbunden ist, wobei das Drosselelement 5 über ein Ventil mit der Druckmittelpumpe 18 verbunden ist. Bei einer derartigen Ausführungsform wird die zur Niveauregelung benötigte Ölmenge über das Drossel element 5 eingespeist bzw. abgelassen. Hierbei kann bei ab wechselnder elektronisch geregelter Füllventilbetätigung des linken oder rechten Drosselelements eine Verbindung der beiden Druckspeicher 3 verhindert werden, so daß eine verbesserte, lastabhängig wirkende Querstabilisierung für den Aufbau er zielt werden kann. In diesem Fall kann ein Ölaustausch zwischen den beiden Druckspeichern verhindert werden.In FIG. 4 a variant is shown, in which the telescope is connected spring cylinder 1 via the pressure medium line 2, the separate component 4 with the accumulator 3, wherein the throttle element 5 is connected via a valve to the pressure medium pump 18. In such an embodiment, the amount of oil required for level control is fed or discharged via the throttle element 5 . Here, with alternating electronically controlled filling valve actuation of the left or right throttle element, a connection of the two pressure accumulators 3 can be prevented, so that an improved, load-dependent transverse stabilization for the structure can be aimed at. In this case, oil exchange between the two pressure reservoirs can be prevented.

In Fig. 5 ist ein separates Bauteil 4 im Prinzip wie in Fig. 3 dargestellt, mit dem Unterschied, daß das Drossel element 5 mit einem Anschluß zur Druckmittelpumpe 18 ver sehen ist. Der im Drosselelement 5 angeordnete Stopfen 30 wird mit einem Elektromagnet 20 versehen, der über den Ventilkörper 21 die Bohrung 22 steuert und somit Dämpfungs mittel von der Druckmittelpumpe 18 in das System einströmen läßt oder verschließt. Die Funktion der übrigen Elemente ist entsprechend dem in Fig. 3 beschriebenen.In Fig. 5, a separate component 4 is shown in principle as in Fig. 3, with the difference that the throttle element 5 is seen ver with a connection to the pressure medium pump 18 . The arranged in the throttle element 5 stopper 30 is provided with an electromagnet 20 which controls the bore 22 via the valve body 21 and thus damping medium from the pressure medium pump 18 can flow into the system or closes. The function of the other elements corresponds to that described in FIG. 3.

1 Telescopic spring cylinder
2 pressure medium line
3 pressure accumulators
4 separate components
5 throttle element
6 valve
7 valve
8 hole
9 hole
10 valve device
11 valve device
12 valve body
13 passage
14 Inflow bore
15 valve
16 valve
17 spring
18 pressure pump
19 valve
20 electromagnet
21 valve body
22 hole
23 piston rod
24 displacement pistons
25 channel
26 channel
27 electromagnet
28 hole
29 hole
30 stoppers

Claims

1.Hydropneumatic suspension with a damping force control, in particular for motor vehicles with at least two telescopic spring cylinders arranged in the area of the vehicle wheels between the vehicle body and the wheel axle, the telescopic spring cylinders being connected to a pressure accumulator via a pressure medium line and a throttle element arranged in a separate component for the tension and pressure damping has constant bores for the pressure medium, which are equipped with valves, characterized in that at least one further valve device ( 10 , 11 ) which can be switched and is arranged in a separate component ( 4 ) and which consists of an electromagnetically controllable axially movable one Valve body ( 12 ) acted upon passage ( 13 ), the passage ( 13 ) controls a connection through flow bores ( 14 ) to the valves ( 15 , 16 ) of the Ventilein direction ( 10 , 11 ).

2. Suspension according to claim 1, characterized in that each valve device ( 10 , 11 ) for the train and pressure stage has at least one pressure-dependent, spring-loaded valve ( 15 , 16 ).

3. Suspension according to claim 2, characterized in that the valve ( 15 , 16 ) is ausgebil det as a spring washer valve.

4. Suspension according to claim 2, characterized in that the spring-loaded valve ( 15 , 16 ) consists of at least one spring washer and at least one coil spring.

5. Suspension according to claim 1, characterized in that the passage ( 13 ) and the valve body ( 12 ) have a cross section corresponding to a throttle.

6. Suspension according to claim 1, characterized in that the valve body ( 12 ) via a spring ( 17 ) strikes so that in the idle state the valve body ( 12 ) blocks the passage ( 13 ).

7. Suspension according to claim 2, characterized in that the spring-loaded valve ( 15 , 16 ) has a constantly open, constant throttle cross section.

8. Suspension according to claim 2, characterized in that the spring-loaded valve ( 15 , 16 ) has a stop serving to limit the stroke.

9. Suspension according to claim 2, characterized in that the spring-loaded valve ( 15 , 16 ) has a second valve seat which closes the flow connection when a defined axial stroke is exceeded.

10. Suspension according to claim 1, characterized in that in each valve device ( 10 , 11 ) at least two inflow bores ( 14 ) are provided, the cross section of all inflow bores ( 14 ) having an overall cross section corresponding to a throttle.

11. Suspension according to claim 1, characterized in that the throttle element (5) pump a connection to a pressure (18) that controls a valve (19) connecting the pressure medium pump (18) line to the pressure medium (2).

12. Suspension according to claim 11, characterized in that an electromagnet ( 20 ) is used to control the valve ( 19 ).

13. Suspension according to claim 11, characterized in that the electromagnet ( 20 ) has an axially movable valve body ( 21 ) which cooperates with a bore ( 22 ).