DE4337764C2 - Einkreis-Hydrauliksystem für eine aktive Fahrwerksregelung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Einkreishydrauliksystem für eine aktive Fahrwerksregelung zur Unterdrückung der Rollbewegung eines Kraftfahrzeuges, umfassend eine Versorgungspumpe, eine Primärleitung zu mindestens einem Aktuator einer Vorderachse und einer Hinterachse des Fahrzeugs, eine Anzahl von Ventilen, die die Versorgung der Aktuatoren beeinflussen, eine Anzahl von einstellbaren Druckbegrenzungsventilen.

Bei einer Vortragsveranstaltung im Haus der Technik in Essen wurde am 23.06.93 ein Zweikreishydrauliksystem für eine aktive Fahrwerksregelung zur Unterdrückung der Rollbewegung eines Kraftfahrzeuges vorgestellt. In der dazu erschienenen Dokumentation ist auf der Seite 5 ein Schaltplan veröffentlicht. Das Zweikreishydrauliksystem wirft hinsichtlich der Funktion das Problem auf, daß bei der Blockierung der Aktuatoren der Fahrzeugachsen das Volumen in den Aktuatoren eingeschlossen wird. Tritt die Blockierung durch einen Stromausfall ein, so kann sich eine Schieflage des Fahrzeugs einstellen. Letztlich ist der Aufbau eines solchen Systems durch die Art und der Vielzahl der Ventile noch zu teuer. Diese Schieflage des Fahrzeuges baut sich mit spürbarer zeitlicher Verzögerung durch die Fahrzeugdynamik ab, da durch tolerierbare Leckagen keine hermetische Blockierung der Aktuatoren vorliegt.

Grundsätzlich hat ein Zweikreishydrauliksystem den Vorteil, daß sich die Achsen unterschiedlich ansteuern lassen, um das Fahrverhalten des Fahrzeugs situationsabhängig zu beeinflussen. Beispielsweise wenn eine Kurve durchfahren wird und gleichzeitig ein plötzlich auftretendes Hindernis eine deutliche Kursänderung bedingt. In diesem Falle ist es notwendig die Versorgung der einzelnen Achsen unterschiedlich vorzunehmen, um ein gutmütiges Fahrverhalten zu gewährleisten. Diese Einstellung ist bei einem Einkreissystem grundsätzlich nicht möglich.

Aus der "ATZ" 95 (1993), Seite 20 bis Seite 24 ist ein Einkreishydrauliksystem für eine aktive Fahrwerksregelung zur Beeinflussung der Wankbewegung eines Kraftfahrzeuges bekannt, bei dem eine Versorgungspumpe über eine Primärleitung mindestens einen Aktuator einer Vorderachse und einer Hinterachse über eine Anzahl von Ventilen versorgt bzw. beeinflußt. Innerhalb der gemeinsamen Primärleistung beider Aktuatoren ist ein Umschaltventil installiert, das den Zu- und Abfluß für die Aktuatoren beider Achsen steuert. Ein weiteres in Reihe angeordnetes Schaltventil übernimmt die Versorgung einer einzelnen Achse. Über die Funktionsweise dieses Ventils ist dabei nichts Näheres ausgesagt.

Aus der DE 37 05 520 ist ein Zweikreishydrauliksystem für einen Stabilisator bekannt, bei dem ein Schaltventil vorgesehen ist, das in einer Schaltstellung 1 die Versorgung über den Anschluß P von der Pumpe blockiert und die Anschlüsse A und B zu den beiden Kammern des Aktuators miteinander verbindet. In dieser Schaltstellung ist aber gleichzeitig eine Anbindung an den Ausgleichsbehälter vorgesehen, so daß der Aktuator bei Radfederbewegungen, insbesondere bei gleichzeitiger Einfederung beider Räder, leerläuft und bei einer Schaltstellung 2 oder 4 aufgefüllt werden müßte, was mit erheblichen Systemtotzeiten verbunden wäre.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Hydrauliksystem zur Unterdrückung der Wank- oder Rollbewegung eines Kraftfahrzeuges zu realisieren, das bei einer akzeptablen Funktion einen deutlichen Preisvorteil bietet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den Patentanspruch 1 gelöst. Durch den Einsatz des 4/2-Wege-Schaltventils kann ein erheblicher Kostenvorteil gegenüber dem Stand der Technik erzielt werden.

Soll nur eine Achse mit der Pumpe verbunden sein, so blockiert dieses Schaltventil in einer Schaltstellung die Versorgung über den Anschluß P und verbindet die Anschlüsse A und B des Aktuators miteinander. Selbst dann ist der durch das Schaltventil gesperrte Aktuator bei entsprechender Bauart (z. B. als Gleichgang-Zylinder oder Flügelzellen-Motor) nicht einfach blockiert mit dem Nachteil einer möglichen Schieflage, sondern der Aktuator kann über das Schaltventil umpumpen.

Dadurch steht für den mit der Pumpe allein noch verbundenen Aktuator eine erhöhte Versorgungsleistung zur Verfügung, so daß eine Umverteilung der Pumpleistung möglich ist mit dem Ziel, das Fahrverhalten auch für kritische Situationen zu gestalten. Gleichzeitig wird ein Leerlaufen des Aktuators verhindert.

Für den Notbetrieb, beispielsweise bei Stromausfall, trennt das Umschaltventil in einer Schaltstellung sämtliche Anschlüsse P, A, B, T voneinander. Mit diesem einen Ventil wird die gesamte Fahrwerkshydraulik in den Notbetrieb versetzt. Zusätzlich ist für den Notbetrieb vorgesehen, daß die Anschlüsse P mit A und B mit T des Schaltventils verbunden sind. Somit können die Aktuatoren über das freigeschaltete 4/2-Wege-Schaltventil umpumpen. Dabei entsteht die Wirkung einer in Fahrzeuglängsrichtung wirksamen Ausgleichsfeder.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal wird nur ein Druckbegrenzungsventil eingesetzt, das innerhalb der Primärleitung zwischen der Pumpe und dem Umschaltventil installiert ist.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.

Die einzige Figur zeigt ein Einkreishydrauliksystem, dessen Versorgung von einer Pumpe 1 übernommen wird. Ein Primärlei­ tungsabschnitt 3 sorgt für eine Anbindung der Pumpe an ein Umschaltventil 5, das als ein 4/3-Wegeventil ausgeführt ist. Die Primärleitung 3 teilt sich in eine Primärleitung 3a und 3b zu Aktuatoren 7a, 7b von Stabilisatoren an vorderer und hinterer Fahrzeugachse, wobei der Primär­ leitungsabschnitt 3b über ein 4/2-Wege-Schaltventil 9 zum Aktuator 7b führt. Die Aktuatoren 7 können als Schwenkmotor oder auch als Gleichgang-Zylinder ausgeführt sein, der an einem Stabilisator angreift.

Das Schaltventil 9 sorgt in einer Schaltstellung a für einen Zu- und Abfluß bezüglich des Aktuators 7b, sofern sich das Um­ schaltventil 5 in Schaltstellung a oder c befindet. Der Abfluß aus den Aktuatoren 7 in einen Behälter 13 erfolgt über Sekundärleitungen 11a, 11b, die vor dem Umschaltventil 5 zu ei­ ner Sekundärleitung 11 zusammengeführt werden.

In der Schaltstellung b des Schaltventils 9 wird der Aktuator 7b von der Versorgung abgetrennt, doch ist damit der Aktuator über seine eingeschlossenen Volumina nicht blockiert, sondern kann intern umpumpen, da die Anschlüsse A und B des Schaltventils 9 z. B. über eine Drosselstelle miteinander verbunden sind.

Sollte ein Stromausfall beim Fahrzeug zur Ansteuerung der Ventile 5 und 9 führen, so nimmt das Umschaltventil die Schaltstellung b und das Schaltventil 9 die Schaltstellung a ein. Eine Versorgung der Aktuatoren 7a und 7b über die Pumpe 1 ist damit blockiert, doch können die Aktuatoren mit­ einander einen Volumenstrom durch Umpumpen austauschen, so daß die Stabilisatoren über die Drosselung während des Umpumpens wirksam sind. Vorteilhaft ist dabei, daß keine Volumina in einem der Aktuatoren 7 eingespannt bleiben und damit das Fahr­ zeug keine Schieflage einnehmen kann.

Die Schaltstellung c des Umschaltventils 5 versorgt die Aktuatoren 7 bei einer Kurvenfahrt, wenn sich das Fahrzeug im Vergleich zur Schaltstellung a in die entgegengesetzte Rich­ tung neigen will. Zur Sicherheit des Gesamtsystems ist inner­ halb der Primärleitung 3 ein einstellbares Druckbegrenzungs­ ventil 15 vorgesehen, das an die Sekundärleitung 11 anschließt.

Zur Leistungsverteilung zur Beeinflussung des Fahrverhaltens wird das Schaltventil 9 herangezogen. In der Schaltstellung a werden beide Achsen gleichgestellt versorgt, so daß an beiden Aktuatoren 7a, 7b die gleichen Leistungen anstehen. Tritt eine Fahrsituation ein, die bedingt, daß über die Aktuatoren 7a, 7b ein bestimmtes Fahrverhalten des Fahrzeuges eingestellt werden muß, so kann durch die Schaltstellung b des Schaltventils 9 eine Achse bzw. der Aktuator 7b von der Versorgung abgetrennt werden. Dabei wird der Aktuator 7b nicht einfach blockiert, sondern beide Anschlüsse A, B sind über eine Drossel kurzge­ schlossen, so daß ein gedämpfter Druckausgleich stattfindet, der den Stabilisator zwar nicht unwirksam werden läßt, aber zumindest in seiner Wirkung reduziert. Gleichzeitig bleibt für den Aktuator 7a das Druckniveau und die Druckversorgung bestehen. Dadurch ergibt sich eine Veränderung des Wankmomentenverteilungsverhältnisses zugunsten der Vorderachse.

Claims (3)

1. Einkreishydrauliksystem für eine aktive Fahrwerksregelung zur Unterdrückung der Rollbewegung eines Kraftfahrzeuges, umfassend eine Versorgungspumpe, eine Primärleitung zu mindestens je einem Aktuator einer Vorderachse und einer Hinterachse des Fahrzeugs, Ventile, die die Versorgung der Akutatoren beeinflussen, sowie einstellbare Druckbegrenzungsventile, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der gemeinsamen Primärleitung (3) beider Aktuatoren (7) ein Umschaltventil (5) installiert ist, daß den Zu- und Abfluß für die Aktuatoren (7) beider Achsen beeinflußt, und ein weiteres in Reihe angeordnetes Schaltventil (9) die Versorgung nur einer Achse bestimmt, wobei das Schaltventil (9) als ein 4/2-Wegeventil ausgeführt ist und in einer Schaltstellung (b) die Versorgung über den Pumpen-Anschluß (P) und den Abfluß über den Tank-Anschluß (T) blockiert und die Arbeitsraum-Anschlüsse (A) und (B) des Aktuaten (7b) der Achse miteinander verbindet.

2. Einkreishydrauliksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltventil (5) in einer Schaltstellung (b) seine sämtlichen Anschlüsse (P; A; B; T) voneinander trennt.

3. Einkreishydrauliksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Druckbegrenzungsventil (15) eingesetzt wird, das innerhalb der Primärleitung (3) zwischen der Pumpe (1) und dem Umschaltventil (5) installiert ist.