DE4337764C2 - Einkreis-Hydrauliksystem für eine aktive Fahrwerksregelung - Google Patents
Einkreis-Hydrauliksystem für eine aktive FahrwerksregelungInfo
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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.
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- 1993-11-05 DE DE19934337764 patent/DE4337764C2/de not_active Expired - Fee Related
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