WO2005047032A1 - Federungssystem für ein kraftfahrzeug - Google Patents

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WO2005047032A1
WO2005047032A1 PCT/EP2004/012332 EP2004012332W WO2005047032A1 WO 2005047032 A1 WO2005047032 A1 WO 2005047032A1 EP 2004012332 W EP2004012332 W EP 2004012332W WO 2005047032 A1 WO2005047032 A1 WO 2005047032A1
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WO
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hydraulic
suspension system
electric motor
motor
motor vehicle
Prior art date
Application number
PCT/EP2004/012332
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English (en)
French (fr)
Inventor
Bernd Acker
Frank Scheyhing
Friedhelm Schlüter
Rainer Uhler
Markus Zimmer
Original Assignee
Daimlerchrysler Ag
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Filing date
Publication date
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    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/02—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means
    • B60G17/04—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means fluid spring characteristics
    • B60G17/0416—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means fluid spring characteristics regulated by varying the resiliency of hydropneumatic suspensions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
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    • B60G17/027—Mechanical springs regulated by fluid means
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    • B60G2202/154—Fluid spring with an accumulator
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    • B60G2202/416—Fluid actuator using a pump, e.g. in the line connecting the lower chamber to the upper chamber of the actuator
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    • B60G2500/00—Indexing codes relating to the regulated action or device
    • B60G2500/30—Height or ground clearance

Definitions

  • the invention relates to a suspension system for a motor vehicle according to the preamble of claim 1.
  • a suspension system which has a hydraulic actuator, a storage unit and a motor / pump unit.
  • the motor / pump unit comprises a linear motor with a movable translator, which is integrated as a pressure piston in a hydraulic line.
  • the oil volumes in the hydraulic actuator and in the storage unit can be varied by moving the pressure piston.
  • a bypass line that bypasses the linear motor and is activated via a valve is provided. This is necessary to adjust the translator. In order to ensure that the displacer volume of the translator is sufficiently large, the position of the translator with respect to the hydraulic actuator and the storage unit must be adjusted regularly when the bypass valve is open.
  • the object of the invention is to provide a suspension system that consists of less Components exist and make a regular adjustment process unnecessary.
  • the suspension system according to the invention is characterized by a motor which is designed as an electric motor and has a rotor.
  • the rotor is coupled to a hydraulic pump and can be operated in two directions of rotation, so that hydraulic oil can be delivered either to a hydraulic actuator or to a storage unit.
  • the pump is connected to the hydraulic actuator via a first hydraulic line and to the storage unit via a second hydraulic line.
  • the reversal of the direction of rotation of the motor enables a reversal of the delivery direction of the pump.
  • the pump is thus able to transfer the hydraulic oil from the storage unit into the hydraulic actuator or in the opposite direction, i.e. to convey from the hydraulic actuator into the storage unit. This adjusts the hydraulic actuator.
  • the hydraulic actuator is arranged between a wheel guiding device and a vehicle body.
  • the speed of the electric motor can be regulated.
  • the delivery rate of the pump and thus an adjustment speed of the hydraulic actuator can be variably adjusted via a speed control of the motor.
  • the electric motor is designed as an electronically commutated motor. Brushless motors are quiet and wear-free and are therefore preferred for use in motor vehicles.
  • the electric motor is designed as a wet runner. Components of the electric motor such as rotor, stator, ball bearing, etc. can be arranged in hydraulic oil without sealing. On the one hand, this saves complex sealing against the rotating pump parts and, on the other hand, good cooling of the electric motor is guaranteed.
  • the electric motor comprises a control unit which is arranged in or on the electric motor housing.
  • the arrangement of the control unit for direction of rotation and speed control in or on the electric motor housing means that little wiring is required between the electric motor and the control unit, so that an inexpensive and space-saving electric motor / control unit can be represented.
  • the control unit can be arranged for good cooling in the hydraulic oil of a wet-running electric motor.
  • the control unit can be arranged in or on the electric motor housing in an encapsulated housing.
  • the hydraulic pump is designed as a vane pump.
  • a cylindrical wing carrier with radial slots rotates in a housing.
  • the housing is designed in such a way that the sash gaps increase and decrease when the sash carrier rotates, which means that hydraulic oil can be drawn in and oil pressure can be built up.
  • Vane pumps are available as standard components. They work quietly and are suitable for generating high pressures.
  • the hydraulic pump is designed as a gear pump.
  • an internal or external gear pump can be used.
  • Interlocking gears rotate in a housing.
  • the tooth gaps fill with hydraulic oil, which is pumped to the pressure side along a housing wall.
  • Gear pumps have a simple structure and are inexpensive to manufacture.
  • the electric motor and the hydraulic pump are arranged in a common housing.
  • the arrangement of the hydraulic pump and electric motor in one housing creates a compact, pre-assembled unit.
  • the housing can be made in one or more parts and is designed to be oil-tight to the environment.
  • the hydraulic pump driven by the electric motor is connected to one or more hydraulic actuators.
  • the hydraulic pump is connected to all hydraulic actuators of the vehicle, to the hydraulic actuators of an axle or only to one hydraulic actuator in each case.
  • the connection of the hydraulic pump to all hydraulic actuators causes all actuators to be adjusted at the same time, thus making it possible to raise and lower the structure evenly.
  • additional valves it is also possible to control only one hydraulic actuator at a time.
  • the connection of the hydraulic pump to the hydraulic actuators of an axle enables a level compensation required during loading or the compensation of a pitching movement caused by strong braking, for example.
  • additional valves a single control of the hydraulic is also possible Actuators achievable.
  • the assignment of a pump to each hydraulic actuator enables independent control of each actuator and enables the body movement to be compensated for in all driving situations without the use of additional valves.
  • the storage unit forms a structural unit with the hydraulic pump and the electric motor.
  • the storage unit is designed together with the hydraulic pump and the electric motor as a preassembled unit.
  • all components are arranged in a common housing.
  • the housing can also be made in several parts and assembled. The integration of the storage unit with the hydraulic pump makes long hydraulic lines unnecessary.
  • the storage unit is designed as an open system.
  • an open system can be provided as the storage unit, i.e. Hydraulic oil is stored without pressure in the storage unit.
  • the hydraulic actuator is arranged in a spring strut.
  • the shock absorber has a shock absorber connected in parallel with a spring and a hydraulic cylinder.
  • the spring preload can be changed by activating the hydraulic cylinder.
  • the integration of the hydraulic actuator in the form of a hydraulic cylinder in the shock absorber takes up very little space.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a suspension system according to the invention
  • Fig. 2 is a schematic representation of the pump motor unit of the suspension system from Fig.l.
  • FIGS. 1 to 2 Identical components in FIGS. 1 to 2 are identified below with the same reference symbols.
  • a wheel guide device is shown schematically.
  • the wheel guiding device forms the link between body 1 and wheel 2.
  • Wheel 2 is mounted on a wheel carrier (not shown) which is movably connected to body 1 via a link element 3.
  • a spring strut 4 is arranged between the link element 3 and the structure 1 and comprises a spring 5, a damper element 6 and, as a hydraulic actuator, a single-acting hydraulic cylinder 8 on which a first spring plate 7 is arranged.
  • the spring 5 is clamped between the first and a second spring plate 10.
  • Hydraulic cylinder 8 can be moved with the associated spring plate 7 such that the preload of the spring 5 can be increased or decreased.
  • the suspension and damping of the body 1 can be influenced by adjusting the spring force and the speed of the change in spring force.
  • the pressure chamber 9 of the spring strut 4 is connected via a first hydraulic line 15 to a hydraulic pump 12 of a pump Motor unit 11 connected.
  • An electric motor 13 drives a hydraulic pump 12, which is designed as a gear pump.
  • the electric motor 13 is designed as a brushless DC motor.
  • a control unit 14 shown in FIG. 2 and assigned to the electric motor 13 comprises the power components required for the control. In order to operate the electric motor 13 with a predetermined parameter, sensors 24 for current, sensors 25 for speed and controllers (not shown in detail) are provided.
  • the motor can be designed as an asynchronous or synchronous machine.
  • the gear pump is designed as an internal gear pump. 2, the gear pump has a driving gear 27 and a driven gear 26 in the form of a ring gear.
  • the gear wheels are mounted in a pump housing 28, which has a sickle element 29.
  • a storage unit 17 shown in FIG. 1 is connected to the hydraulic pump 12 via a second hydraulic line 16.
  • the storage unit 17 stores pressure oil.
  • a housing has a volume that is divided by a gas-tight membrane into an area filled with nitrogen and an area filled with pressure oil. The nitrogen compressed to high pressure pressurizes the hydraulic oil stored in the storage unit 17 via the gas-tight membrane.
  • a control unit 18 detects sensor signals, which are preferably available on a vehicle bus system (CAN), which describe the current state of motion of the body 1.
  • a longitudinal acceleration sensor determines the current deceleration or acceleration
  • a lateral acceleration sensor determines the instantaneous lateral forces
  • at least one vertical acceleration sensor determines the roll, pitch and lift movements
  • at least one level sensor determines the current vehicle level
  • one sensor per spring strut 4 determines the current position of the hydraulic cylinder 8. The direction of rotation and the required one are calculated from this information Speed of the electric motor 13, which is controlled by the control unit 18 accordingly.
  • the structure of a pump motor unit 11 is shown schematically in FIG.
  • the housing 28 of the hydraulic pump 12 and a housing 30 of the electric motor 13, together with a pump cover 31 and an electric motor cover 32, are preferably joined together in an oil-tight manner by screws, not shown.
  • the control unit 14 is fastened to the electric motor 13, for example, by a screw, plug or snap connection.
  • the housing of the control unit 14 can also be made in one piece with that of the electric motor 13.
  • the pump motor unit 11 can thus be completely preassembled. During assembly, only the hydraulic lines 15, 16 shown in FIG. 1 are to be connected to the connections 33a, 33b. The electrical connection to the control unit 18 takes place via the electrical lines 34.
  • the electric motor 13 has a stator 35 and a rotor 36, which is connected to a shaft 37.
  • the shaft 37 is mounted in slide bearings 23 as shown, alternatively ball bearings can of course also be installed.
  • the part of the shaft 37 projecting into the pump housing 28 is connected to the driving gear 27 of the hydraulic pump 12.
  • the speed of the composite rotor 36 with shaft 37 and driving gear 27 and its direction of rotation can be selected.
  • the volume flow of the hydraulic pump 12 and the delivery direction can thus be varied.
  • the embodiment of the pump motor unit 11 shown in FIG. 2 can be assigned to each strut 4 of the motor vehicle in connection with a storage unit 17.
  • the control of the pump motor units 11 takes place via a control unit 18.
  • the control unit 18 uses the received sensor signals to calculate that, for example, the preload of the spring 5 of a spring strut 4 is to be increased to a new value in a fixed period of time.
  • the control unit 18 sends a corresponding speed and direction of rotation to the electric motor 13.
  • the hydraulic pump 12 coupled to the electric motor 13 pumps the hydraulic oil from the storage unit 17 into the oil space 9 of the hydraulic cylinder 8. Due to the change in pressure, the spring plate 7 is displaced, as a result of which the installation space the spring 7 is shortened and the bias increases.
  • An increase in the pretension of the spring 5 results in a lifting of the structure 1 or a harder suspension.
  • the structure 1 is lowered or the spring hardness is reduced accordingly by reducing the spring preload.
  • the storage unit 17 provides a basic pressure level. When driving straight ahead, this is essentially sufficient; when the spring preload of the spring strut 4 is adjusted, the hydraulic pump 12 only has to apply the differential pressure between the spring strut 4 and the storage unit 17.
  • the advantage is that the power consumption of the electric motor 13 is low compared to an embodiment with an unpressurized accumulator and the electric motor 13 can accordingly be made small.
  • the arrangement of the electric motor 13 and hydraulic pump 12 also offers the possibility of recuperation, ie energy recovery. If, for example, a higher pressure is present in the pressure chamber 9 of the suspension strut 4 than in the storage unit 17, hydraulic oil flows into the storage unit 17 via the hydraulic pump 12 during a pressure reduction in the suspension strut. The hydraulic oil flowing through drives the gearwheels 26, 27 of the hydraulic pump 12. The rotor 37 of the electric motor 13 is thus set in rotation, so that the electric motor 13 supplies electrical energy which can be fed into a battery.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

Es wird ein Federungssystem für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, mit einem hydraulischen Stellglied, das eine Aufbaubewegung des Kraftfahrzeugs beeinflusst und das über eine erste Hydraulikleitung (15) mit einer Hydraulikpumpe (12), die über einen Motor angetrieben ist, verbunden ist und einer Speichereinheit (17), die zur Aufnahme von Hydrauliköl vorgesehen ist und über eine zweite Hydraulikleitung (16) mit der Hydraulikpumpe verbunden ist. Erfindungsgemäss ist bei dem Federungssystem vorgesehen, dass der Motor als Elektromotor (13) ausgeführt ist. Der Elektromotor weist einen Rotor (36) auf, der mit der Hydraulikpumpe (12) gekoppelt und in zwei Drehrichtungen betreibbar ist, so dass Hydrauliköl entweder in das hydraulische Stellglied oder in die Speicherreinheit (17) förderbar ist.

Description

Federungssystem für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Federungssystem für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der Patentschrift DE 199 54 819 Cl ist ein Federungssystem bekannt, das ein hydraulisches Stellglied, eine Speichereinheit und eine Motor-/Pumpeneinheit aufweist. Die Motor-/Pumpeneinheit umfasst einen Linearmotor mit einem beweglichen Translator, der als Druckkolben in eine Hydraulikleitung integriert ist.
Durch Bewegung des Druckkolbens sind die Ölvolumina in dem hydraulischen Stellglied und in der Speichereinheit variierbar.
Darüber hinaus ist eine den Linearmotor umgehende, über ein Ventil zu aktivierende Bypassleitung vorgesehen. Diese ist für eine Justierung des Translators erforderlich. Um sicherzustellen, dass das Verdrängervolumen des Translators ausreichend groß ist, ist die Position des Translators bezüglich des hydraulischen Stellglieds und der Speichereinheit bei geöffnetem Bypassventil regelmäßig einzustellen.
Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, ein Federungssystem zur Verfügung zu stellen, das aus weniger Bauteilen besteht und einen regelmäßigen Einstellvorgang verzichtbar macht .
Diese Aufgabe wird durch ein Federungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst .
Das erfindungsgemäße FederungsSystem zeichnet sich durch einen Motor, der als Elektromotor ausgeführt ist und einen Rotor aufweist, aus. Der Rotor ist mit einer Hydraulikpumpe gekoppelt und in zwei Drehrichtungen betreibbar, so dass Hydrauliköl entweder in ein hydraulisches Stellglied oder in eine Speichereinheit fördeurbar ist . Die Pumpe ist über eine erste Hydraulikleitung mit dem hydraulischen Stellglied und über eine zweite Hydraulikleitung mit der Speichereinheit verbunden. Die Drehrichtungsumkehr des Motors ermöglicht eine Umkehrung der Förderrichtung der Pumpe. Die Pumpe ist damit in der Lage, das Hydrauliköl aus der Speichereinheit in das hydraulische Stellglied oder in umgekehrter Richtung d.h. aus dem hydraulische Stellglied in die Speichereinheit zu fördern. Damit erfolgt eine Verstellung des hydraulischen Stellgliedes. Das hydraulische Stellglied ist zwischen einer Radführungsvorrichtung und einem Fahrzeugaufbau angeordnet .
In Ausgestaltung der Erfindung ist die Drehzahl des Elektromotors regelbar. Über eine Drehzahlregelung des Motors ist die Fördermenge der Pumpe und damit eine Verstellgeschwindigkeit des hydraulischen Stellgliedes variabel einstellbar.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Elektromotor als elektronisch kommutierter Motor ausgeführt. Bürstenlose Motoren sind geräuscharm und verschleißfrei und daher für den Einsatz in Kraftfahrzeugen bevorzugt einzusetzen. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Elektromotor als Nassläufer ausgebildet. Bauteile des Elektromotors wie beispielsweise Rotor, Stator, Kugellager usw. sind ohne Abdichtung in Hydrauliköl anordenbar. Zum einen lässt sich damit eine aufwändige Abdichtung gegenüber den rotierenden Pumpenteilen einsparen und zum andern ist eine gute Kühlung des Elektromotors gewährleistet.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Elektromotor eine Steuereinheit, die im oder am Elektromotorgehäuse angeordnet ist. Durch die Anordnung der Steuereinheit für Drehrichtungs- und DrehzahlSteuerung im oder am Elektromotorengehäuse ist wenig Verkabelungsaufwand zwischen Elektromotor und Steuereinheit erforderlich, so dass eine kostengünstige und platzsparende Elektromotor-/ Steuerungseinheit darstellbar ist. Die Steuereinheit ist zur guten Kühlung im Hydrauliköl eines nasslaufenden Elektromotors anordenbar. Alternativ kann die Steuereinheit in oder an dem Elektromotorgehäuse in einem gekapselten Gehäuse angeordnet sein.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Hydraulikpumpe als Flügelzellenpumpe ausgeführt. Ein zylindrischer mit radialen Schlitzen versehener Flügelträger läuft in einem Gehäuse um. Das Gehäuse ist dahingehend gestaltet, dass sich die FlügelZwischenräume bei Rotation des Flügelträgers vergrößern und verkleinern und sich dadurch Hydrauliköl ansaugen und Öldruck aufbauen lässt. Flügelzellenpumpen sind als Standardbauelemente verfügbar. Sie arbeiten geräuscharm und sind für die Erzeugung hoher Drücke geeignet .
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Hydraulikpumpe als Zahnradpumpe ausgeführt. Je nach Bauraumverhältnissen ist eine Innen- oder Außenzahnradpumpe einsetzbar. Im Eingriff stehende Zahnräder laufen in einem Gehäuse um. Im Saugraum füllen sich die Zahnlücken mit Hydrauliköl, das entlang einer Gehäusewand zur Druckseite gefördert wird. Zahnradpumpen haben einen einfachen Aufbau und sind kostengünstig herstellbar.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind der Elektromotor und die Hydraulikpumpe in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Durch die Anordnung von Hydraulikpumpe und Elektromotor in einem Gehäuse entsteht eine kompakte, vormontierbare Baueinheit. Das Gehäuse ist einteilig oder mehrteilig ausführbar und gegenüber der Umgebung öldicht ausgebildet .
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die von dem Elektromotor angetriebene Hydraulikpumpe mit einem oder mehreren hydraulischen Stellgliedern verbunden. In Abhängigkeit von Bauraumverhältnissen, Systemdynamik und Kosten ist die Hydraulikpumpe mit allen hydraulischen Stellgliedern des Fahrzeugs, mit den hydraulischen Stellgliedern einer Achse oder jeweils nur mit einem hydraulischen Stellglied verbunden. Die Verbindung der hydraulischen Pumpe mit allen hydraulischen Stellgliedern bewirkt, dass sich alle Stellglieder gleichzeitig verstellen und damit eine gleichmäßige Anhebung und Absenkung eines Aufbaus erzielbar ist. Durch Einsatz zusätzlicher Ventile ist auch eine Ansteuerung jeweils von nur einem hydraulischen Stellglied darstellbar. Die Verbindung der hydraulischen Pumpe mit den hydraulischen Stellgliedern einer Achse ermöglicht einen beim Beladen erforderlichen Niveauausgleich oder den Ausgleich einer durch beispielsweise starkes Bremsen hervorgeru enen Nickbewegung. Durch zusätzliche Ventile ist auch hier eine einzelne Ansteuerung der hydraulischen Stellglieder erzielbar. Die Zuordnung einer Pumpe zu jedem hydraulischen Stellglied ermöglicht eine unabhängige Ansteuerung eines jeden Stellglieds und ermöglicht ohne Verwendung zusätzlicher Ventile einen Ausgleich der Aufbaubewegung in allen Fahrsituationen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung bildet die Speichereinheit mit der Hydraulikpumpe und dem Elektromotor eine Baueinheit. Zur Verringerung der Teilevielfalt bei der Kraftfahrzeugmontage ist die Speichereinheit zusammen mit der Hydraulikpumpe und dem Elektromotor als eine vormontierbare Baueinheit ausgeführt. In vorteilhafter Ausführung sind alle Bauteile in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet . Die Gehäuse können aber auch mehrteilig ausgeführt und zusammengefügt sein. Die Integration der Speichereinheit mit der Hydraulikpumpe macht lange Hydraulikleitungen überflüssig.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Speichereinheit als offenes System ausgeführt. Für eine kostengünstige Ausführung ist als Speichereinheit ein offenes System vorsehbar, d.h. in der Speichereinheit ist Hydrauliköl drucklos gespeichert.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das hydraulische Stellglied in einem Federbein angeordnet. Das Federbein weist einen mit einer Feder parallel geschalteten Stoßdämpfer sowie einen Hydraulikzylinder auf. Durch Ansteuerung des Hydraulikzylinders ist die Vorspannung der Feder veränderbar. Die Integration des hydraulischen Stellgliedes in Form eines Hydraulikzylinders im Federbein nimmt sehr wenig Bauraum in Anspruch.
Weitere Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus der Beschreibung sowie den Zeichnungen. Konkrete Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert . Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungs- gemäßen FederungsSystems und
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Pumpen- Motoreinheit des Federungssystems aus Fig.l.
Gleiche Bauteile in den Figuren 1 bis 2 sind im folgenden mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet .
In Fig. 1 ist schematisch eine Radführungsvorrichtung dargestellt. Die Radführungsvorrichtung bildet das Bindeglied zwischen Aufbau 1 und Rad 2. Das Rad 2 ist an einem nicht gezeigten Radträger gelagert, der über ein Lenkerelement 3 beweglich am Aufbau 1 angebunden ist.
Zwischen dem Lenkerelement 3 und dem Aufbau 1 ist ein Federbein 4 angeordnet, das eine Feder 5, ein Dämpferelement 6 sowie als hydraulisches Stellglied einen einfach wirkenden Hydraulikzylinder 8, an dem ein erster Federteller 7 angeordnet ist, umfasst. Die Feder 5 ist zwischen dem ersten und einem zweiten Federteller 10 eingespannt. Durch Veränderung des Drucks im Druckraum 9 ist der
Hydraulikzylinder 8 mit dem zugeordneten Federteller 7 derart bewegbar, dass die Vorspannung der Feder 5 vergrößer- oder verkleinerbar ist . Durch die Einstellung der Federkraft und der Geschwindigkeit der Federkraftänderung ist die Federung und Dämpfung des Aufbaus 1 beeinflussbar.
Der Druckraum 9 des Federbeins 4 ist über eine erste Hydraulikleitung 15 mit einer Hydraulikpumpe 12 einer Pumpen- Motoreinheit 11 verbunden. Ein Elektromotor 13 treibt eine Hydraulikpumpe 12 an, die als Zahnradpumpe ausführt ist. Der Elektromotor 13 ist als bürstenloser Gleichstrommotor ausgebildet. Eine in Fig. 2 dargestellte, dem Elektromotor 13 zugeordnete Steuereinheit 14, umfasst die für die Ansteuerung erforderlichen Leistungsbauteile. Um den Elektromotor 13 mit einer vorgegebenen Kenngröße zu betreiben sind Sensoren 24 für Strom, Sensoren 25 für Drehzahl und nicht näher dargestellte Regler vorgesehen.
In einer modifizierten Ausführungsform ist der Motor als Asynchron- oder Synchronmaschine ausführbar.
Die Zahnradpumpe ist als Inne zahnradpumpe ausgebildet. Gemäß Fig. 2 weist die Zahnradpumpe ein treibendes Zahnrad 27 und ein getriebenes Zahnrad 26 in Form eines Hohlrades auf. Die Zahnräder sind in einem Pumpengehäuse 28, das ein Sichelelement 29 aufweist, gelagert.
Eine in Fig. 1 gezeigte Speichereinheit 17 ist über eine zweite Hydraulikleitung 16 mit der Hydraulikpumpe 12 verbunden. Die Speichereinheit 17 bevorratet Drucköl. Ein Gehäuse weist ein Volumen auf, das durch eine gasdichte Membran in einen mit Stickstoff gefüllten und in einen mit Drucköl gefüllten Bereich unterteilt ist . Der auf hohen Druck komprimierte Stickstoff setzt über die gasdichte Membran das in der Speichereinheit 17 gespeicherte Hydrauliköl unter Druck.
Ein Steuergerät 18 erfasst Sensorsignale, die vorzugsweise auf einem Fahrzeugbussystem (CAN) zur Verfügung stehen, die den momentanen Bewegungszustand des Aufbaus 1 beschreiben. Ein Längsbeschleunigungssensor ermittelt die momentane Verzögerung oder Beschleunigung, ein Querbeschleunigungs- sensor ermittelt die momentanen Querkräfte, mindestens ein Vertikalbeschleunigungssensoren ermitteln die Wank-, Nick- und Hubbewegungen, mindestens ein Niveausensor ermittelt das aktuelle Fahrzeugniveau und ein Sensor je Federbein 4 bestimmt die aktuelle Lage des Hydraulikzylinders 8. Aus diesen Informationen errechnet sich die Drehrichtung und die erforderliche Drehzahl des Elektromotors 13, der von dem Steuergerät 18 dementsprechend angesteuert ist.
In Figur 2 ist schematisch der Aufbau einer Pumpen- Motoreinheit 11 gezeigt. Das Gehäuse 28 der Hydraulikpumpe 12 und ein Gehäuse 30 des Elektromotors 13 sind zusammen mit einem Pumpendeckel 31 und einem Elektromotordeckel 32 vorzugsweise durch nicht gezeigte Schrauben öldicht zusammengefügt. Die Steuereinheit 14 ist beispielsweise durch eine Schraub- , Steck- oder Schnappverbindung an dem Elektromotor 13 befestigt. Alternativ ist das Gehäuse der Steuereinheit 14 auch einteilig mit dem des Elektromotors 13 ausführbar. Die Pumpen-Motoreinheit 11 ist damit komplett vormontierbar. Bei der Montage sind lediglich die in Figur 1 dargestellten hydraulischen Leitungen 15,16 mit den Anschlüssen' 33a, 33b zu verbinden. Die elektrische Verbindung zum Steuergerät 18 erfolgt über die elektrischen Leitungen 34. Der Elektromotor 13 weist einen Stator 35 und einen Rotor 36, der mit einer Welle 37 verbunden ist, auf. Die Welle 37 ist wie gezeigt in Gleitlagern 23 gelagert, alternativ können selbstverständlich auch Kugellager verbaut sein. Der in das Pumpengehäuse 28 ragende Teil der Welle 37 ist mit dem treibenden Zahnrad 27 der Hydraulikpumpe 12 verbunden. Die Drehzahl des Verbundes Rotor 36 mit Welle 37 und treibendem Zahnrad 27 und dessen Drehrichtung ist wählbar. Damit ist der Volumenstrom der Hydraulikpumpe 12 und die Förderrichtung variierbar. Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform der Pumpen- Motoreinheit 11 ist in Verbindung mit einer Speichereinheit 17 jedem Federbein 4 des Kraftfahrzeuges zuordenbar. Die Ansteuerung der Pumpen-Motoreinheiten 11 erfolgt über ein Steuergerät 18. Anhand der empfangenen Sensorsignale errechnet das Steuergerät 18, dass beispielsweise die Vorspannung der Feder 5 eines Federbeins 4 in einem festen Zeitraum auf einen neuen Wert zu erhöhen ist. Eine entsprechende Drehzahl- und Drehrichtungsvorgäbe sendet das Steuergerät 18 an den Elektromotor 13. Die mit dem Elektromotor 13 gekoppelte Hydraulikpumpe 12 pumpt das Hydrauliköl aus der Speichereinheit 17 in den Ölraum 9 des Hydraulikzylinders 8. Durch die Druckänderung verschiebt sich der Federteller 7, wodurch der Einbauraum der Feder 7 verkürzt ist und dessen Vorspannung steigt. Eine Erhöhung der Vorspannung der Feder 5 hat ein Anheben des Aufbaus 1 bzw. eine härtere Federung zur Folge. Ein Absenken des Aufbaus 1 bzw. eine Reduzierung der Federhärte erfolgt dementsprechend durch eine Reduzierung der Federvorspannung.
Die Speichereinheit 17 liefert ein Grunddruckniveau. Bei Geradeausfahrt ist diese im wesentlichen ausreichend, bei einer Verstellung der Federvorspannung des Federbeins 4 hat die Hydraulikpumpe 12 nur den Differenzdruck zwischen dem Federbein 4 und der Speichereinheit 17 aufzubringen. Der Vorteil ist, dass die Leistungsaufnahme des Elektromotors 13 gegenüber einer Ausführung mit einem drucklosen Speicher gering und der Elektromotor 13 dementsprechend klein dimensionierbar ist.
Die Anordnung von Elektromotor 13 und hydraulischer Pumpe 12 bietet ferner die Möglichkeit der Rekuperation, d.h. der Energierückgewinnung . Steht beispielsweise im Druckraum 9 des Federbeins 4 ein höherer Druck an als in der Speichereinheit 17, so strömt während eines Druckabbaus im Federbein 4 Hydrauliköl über die Hydraulikpumpe 12 in die Speichereinheit 17. Das durchströmende Hydrauliköl treibt die Zahnräder 26,27 der Hydraulikpumpe 12 an. Damit ist der Läufer 37 des Elektromotors 13 in Rotation versetzt, so dass der Elektromotor 13 elektrische Energie liefert, die in eine Batterie einspeisbar ist.

Claims

Patentansprüche
1. Federungssystem für ein Kraftfahrzeug, mit - einem hydraulischen Stellglied, das eine Aufbaubewegung des Kraftfahrzeugs beeinflusst und das über eine erste Hydraulikleitung (15) mit - einer Hydraulikpumpe (12) , die über einen Motor angetrieben ist, verbunden ist, und - einer Speichereinheit (17) , die zur Aufnahme von Hydrauliköl vorgesehen ist und über eine zweite Hydraulikleitung (16) mit der Hydraulikpumpe verbunden ist, dadurch gekennzeichnet , dass der Motor als Elektromotor (13) ausgeführt ist und dieser einen Rotor (36) aufweist, der mit der Hydraulikpumpe (12) gekoppelt ist und der in zwei Drehrichtungen betreibbar ist, so dass Hydrauliköl entweder in das hydraulische Stellglied oder in die Speichereinheit (17) förderbar ist.
2. Federungssystem für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des Elektromotors (13) regelbar ist.
3. Federungssystem für ein Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (13) als elektronisch kommutierter Motor ausgeführt ist. . Federungssystem für ein Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (13) als Naßläufer ausgebildet ist.
5. Federungssystem für ein Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (13) eine Steuereinheit (14) umfasst, die im oder am Elektromotorgehäuse (30) angeordnet ist .
6. Federungssystem für ein Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikpumpe (12) als Flügelzellenpumpe ausgeführt ist .
7. Federungssystem für ein Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikpumpe (12) als Zahnradpumpe ausgeführt ist.
8. FederungsSystem für ein Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Elektromotor (13) und die Hydraulikpumpe (12) in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, so dass die Hydraulikpumpe (12) und der Elektromotor (13) eine Baueinheit bilden.
9. Federungssystem für ein Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Elektromotor (13) angetriebene Hydraulikpumpe (12) mit einem oder mehreren hydraulischen Stellgliedern verbunden ist.
10. Federungssystem für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinheit (17) mit der Hydraulikpumpe (12) und dem Elektromotor (13) eine Baueinheit bildet.
11. Federungssystem für ein Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinheit (17) als offenes System ausgeführt ist .
12. Federungssystem für ein Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Stellglied in einem Federbein (4) angeordnet ist .
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