WO2018114327A1 - Dämpfersystem für die radaufhängung eines fahrzeugs, verfahren zum betrieb eines dämpfersystems und fahrzeug mit einem dämpfersystem - Google Patents

Dämpfersystem für die radaufhängung eines fahrzeugs, verfahren zum betrieb eines dämpfersystems und fahrzeug mit einem dämpfersystem Download PDF

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WO2018114327A1
WO2018114327A1 PCT/EP2017/081579 EP2017081579W WO2018114327A1 WO 2018114327 A1 WO2018114327 A1 WO 2018114327A1 EP 2017081579 W EP2017081579 W EP 2017081579W WO 2018114327 A1 WO2018114327 A1 WO 2018114327A1
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damper
damper system
mass
undamped
load
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PCT/EP2017/081579
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Nathan Munzinger
Roland Schmidt
Ludwig Seethaler
Serge Vos
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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Definitions

  • Damper system for suspension of a vehicle method of operating a damper system and vehicle having a damper system
  • the invention relates to a damper system for a wheel suspension of a vehicle, in particular for the suspension of a two-lane motor vehicle, wherein the damper system damping device with adjustable damping force for damping vibrations of an undamped mass against a damped mass, a Dämpferkraftver- adjusting device for adjusting and / or generating the Damping force and a relief device for relieving the Dämpfkraftverstelleinrich- device, wherein the damping device is operatively connected to the undamped mass of the damped mass, and wherein in a functional installation state of the damper system, a load applied to the damper system load at least partially via a first load path to the damper force adjustment device is transferable ,
  • the invention relates to a method for operating a damper system for a suspension of a vehicle, in particular for operating a prescribed damper system. Furthermore, the invention relates a vehicle, in particular a two-lane motor vehicle, with a damper system.
  • Generic damper systems are basically known from the prior art, in particular for the vertical dynamic suspension control of vehicles, for example from DE 36 10 937 A1, DE 37 38 284 A1 or US Pat. No. 8,376,100 B2.
  • an active component for example, a controllable Dämpferkraftverstell Surprise
  • a passive component wherein in a first operating mode the damper force is generated by means of the active component and the damping takes place by means of the active component and when a defined boundary condition is reached condition is switched to the passive component.
  • the active component can be designed to provide high forces in the low-frequency range and higher-frequency vibrations can be damped by means of the passive component.
  • US Pat. No. 8,376,100 B2 proposes, for example, to use a gerotor pump as a hydraulic actuator and to provide pressure-dependent or force-dependent bypass valves which can relieve the gerotor pump at high differential pressures.
  • a gerotor pump as a hydraulic actuator and to provide pressure-dependent or force-dependent bypass valves which can relieve the gerotor pump at high differential pressures.
  • path-dependent and / or stroke-dependent opening valves which act in particular in the region of the end positions.
  • the active component can only be used to a relatively limited extent, in particular either only at relatively low frequencies or only at relatively small forces.
  • An inventive damper system is characterized in that the damper system is adapted to interrupt at least one defined relative velocity and / or at least an amount of a defined relative velocity between the undamped mass and the damped mass by means of the relief device, the first load path and / or on at least partially dissipating the load applied to the damper system and / or dissipating the load applied to the damper system at least partially via a bypass path, at least within a defined range below the magnitude of the at least one defined relative velocity between undamped mass and damped mass affecting the damper system applied load completely over the first load path to the damper force adjustment device is transferable.
  • a damping device in the sense of the invention is understood to mean a device by means of which energy which is introduced into the damper system, preferably vibration energy introduced into the damper system, can be at least partially converted, in particular by the vibration energy generated by the externally applied load.
  • an undamped mass according to the invention is reduced to a defined point mass of all, interconnected and relative to the entire mass to be damped relatively moving components understood. Relative to a vehicle is under the undamped mass according to the invention thereby reduced to the vertical movement of the wheel center of a wheel mass of all associated with this wheel and mitbedorfden with this wheel components understood.
  • the masses of the attached to the wheel components of the brake, the wheel, as well as moving with the wheel components of the suspension ie moving with the wheel masses of springs, axle links or the like, as well as at driven axles at least partially the drive shafts, part of the undamped mass.
  • the damped mass in the sense of the invention is in a vehicle, the vehicle body, relative to which the undamped mass moves relatively.
  • the "undamped mass” can also be referred to as "unsprung mass” according to common usage in the automotive sector.
  • a device is understood, by means of which a damper force can be generated and / or adjusted, the term "damper force" is not limiting to a force acting against a piston rod speed force to understand, but generally as a for damping Consequently, both a device by means of which the force of a conventional vibration damper with piston rod can be adjusted (eg in a hydraulic, semi-active vibration damper by changing a damper valve cross-section) and a device (eg an active actuator in the form of an electric motor and / or a hydraulic pump integrated in the hydraulic circuit), by means of regardless of the relative speed between undamped and damped mass, in particular independent of a piston rod speed, a damper force can be generated and / or adjusted, a damper force adjustment device according to the invention.
  • a damper force can be generated and / or adjusted, a damper force adjustment device according to the invention.
  • a relief device is understood to mean a device by means of which the damper force adjustment device can be at least partially relieved.
  • a load path in the sense of the invention means a transmission path via which energy can be transmitted, in particular mechanical energy and / or hydraulic energy.
  • An applied to the damper system load in the context of the invention is understood to be a externally applied to the damper system load, preferably introduced from the outside in the damper vibration energy, in particular a vertically applied to the damper system load, which, for example, in the passage of an "obstacle ", such as a pothole, a bump or the like, arises and is introduced into the damper system.
  • an "obstacle” such as a pothole, a bump or the like
  • the relative velocity between the undamped mass and the damped mass is understood to mean the differential velocity between the velocity of the undamped mass and the velocity of the damped mass in at least one spatial direction. That is, the relative velocity between the undamped and the damped mass in a damping system according to the invention may be the differential velocity between the velocity of the undamped mass and the velocity of the damped mass in the x-direction and / or in the y-direction and / or in the z-direction.
  • the relative Speed between the undamped and the damped mass is preferably the differential speed between the speed of the undamped mass and the speed of the damped mass in the z-direction, ie in the vertical direction, based on a vehicle coordinate system according to DIN 70000. Since in motor vehicles, the z-direction is the main -Wirkides the wheel movement, the wheel movement is particularly in this direction, ie to attenuate in the vertical direction. For the design of a damper system for a motor vehicle, it is therefore advantageous in most cases and also sufficient if the relative speed is the differential speed between the speed of the undamped mass and the speed of the damped mass in the z-direction.
  • a bypass load path is understood, via which a force applied to the damper system from the outside load on the Dämpferkraftverstell responded can at least partially, so that the Dämpferkraftverstell responded is at least partially relieved and not with the entire, in the damper system loaded load is loaded.
  • dissipating a load means the conversion of the energy contained in the load, wherein in a damping system according to the invention energy is preferably dissipated, in which the energy to be dissipated into heat and / or electrical energy is converted, wherein the energy to be dissipated is converted in particular by friction into heat and / or by driving a generator by means of the energy to be dissipated into electrical energy.
  • the damping device of a damper system preferably has at least one vibration damper, in particular at least one cylindrical fluid damper and / or at least one rotary damper.
  • the generally known from the prior art hydraulic and / or pneumatic vibration damper in particular vibration damper with a damper housing and a relative to this along a damper longitudinal movable piston device with a piston rod and a working piston attached to this, and also from the state
  • the technology generally known rotation damper in particular electromagnetic rotary damper and / or fluid rotary damper, proved to be particularly suitable for use as a damping device in a damper system according to the invention.
  • the damper system according to the invention as damper preferably a conventional, well-known from the prior art vibration damper, in particular a hydraulic damper with a hydraulic cylinder, wherein the hydraulic cylinder is preferably formed by a damper housing, in in which a piston device with a working piston and a piston rod is displaceable relative to the damper housing along a damper longitudinal axis in the damper longitudinal direction, and wherein the hydraulic cylinder can be filled with a hydraulic medium.
  • a damping system according to the invention can also have a damping device with a pneumatic vibration damper, for example with a gas pressure damper, as is generally known from the prior art.
  • damper system according to the invention preferably has a rotational damper as damper, wherein the rotary damper is preferably designed as a fluid rotary damper, in particular as a hydraulic rotary damper or as an electromechanical rotary damper.
  • Rotary damper as such and their application as vibration in vehicles are, as already explained above, known in principle from the prior art.
  • the damping device of a damping system according to the invention is preferably designed as an active damping device, ie, preferably, the damping device has an independent of the relative speed between the undamped mass and the damped mass adjustable damper force, wherein the damper force in particular by means of the damper force adjustment is active and independent of the relative speed between the undamped mass and the damped mass is adjustable.
  • the damping device may also be formed only semi-active, i. Although adjustable within certain limits, in particular by means of the Dämpferkraftverstell noticed changeable and adjustable, but not independent of the relative speed between the undamped mass and the damped mass.
  • the damping device and the Dämpferkraftverstell might be part of a common component or be designed as separate, individual components.
  • the damper force adjusting device of a damper system preferably has at least one damper valve, in particular an at least controllable, in particular a controllable damper valve and / or an actuator device for generating the damper force. More preferably, the damper force adjustment device provides active damping, i. the setting and / or generation of a damper force independent of a damper speed.
  • a damping system according to the invention is designed such that the relief device is inactive at least in the defined region below the at least one defined relative velocity and / or the magnitude of the at least one defined relative velocity. That is, preferably, all forces introduced into the damper system below the first amount of the defined relative speed can preferably be transferred completely to the damper force adjusting device via the first load path and only above the defined one Relative speed and / or the first amount of the defined relative speed, the relief device is active and the Dämpferkraftver- adjusting device is at least partially or completely relieved.
  • the defined relative speed above which the relief device is activated for the pressure stage is about 0.5 m / s to 1, 5 m / s, preferably about 0.8 m / s to 1, 2 m / s, in particular about 1 m / s, and for the rebound stage about -0.5 m / s to -1, 5 m / s, preferably about -0.8 m / s to -1, 2 m / s, in particular about -1 m / s or the amount of defined relative velocity for the rebound also about 0.5 m / s to 1, 5 m / s, preferably about 0.8 m / s to 1, 2 m / s, in particular about 1 m / s.
  • the aforementioned numerical values are in each case related to the wheel plane, i. to a relative speed vector running in the wheel plane, in particular to a vertically running relative speed vector.
  • a damper system according to the invention designed such that the relative velocity vector is not in the gear plane and / or not vertically, but is oriented differently in space, it is advantageous to the above-mentioned, advantageous thresholds for transmission to such a damper system taking into account the mounting position and to translate the resulting translations accordingly.
  • a plurality of defined relative speeds and / or their amounts can be stored, in particular as a characteristic field or characteristic, preferably as a function of at least one driving state variable, for example as a function of the vehicle speed and / or a steering angle and / or a braking parameters.
  • a damper system according to the invention in which the relief device according to the invention becomes active as a function of the relative speed between undamped mass and damped mass, in particular only when the defined relative speed and / or the magnitude of the defined relative speed is exceeded, has compared with the damper systems known from the prior art, in which a decoupling of the Dämpferkraftverstell responded either depends on the damper force, depending on the frequency or the stroke takes place, the advantage that even with large strokes and high forces, unless they are associated with high relative velocities, the Dämpferkraftverstellein- direction is fully usable and by means of the damper force adjustment even with large strokes and high forces a damper force can be generated and adjusted.
  • the damper force adjustment device is an active damper force adjustment device, an active control or regulation of the damper force is possible over a significantly larger operating range.
  • the flexibility in the suspension tuning increases, especially in terms of vertical dynamics. In many cases, a higher ride comfort can also be achieved with the aid of a damper system according to the invention.
  • a damper system Due to the activation of the relief device as a function of the relative speed between undamped mass and damped mass, a damper system according to the invention makes possible a relatively sharp separation between excitations in the form of particularly high-frequency, shock-like loads and force peaks, as occur, for example, when crossing manhole covers and transverse joints. and high and low frequency suggestions from the ordinary driving.
  • a damper system according to the invention also has the advantage, because of its higher dynamics, that the damper force adjustment device can be operated extremely efficiently and enables active compensation of suggestions from driving operation with a relatively low energy requirement over a wide frequency range.
  • a damper system thus enables the active damping of roadway excitations over a wide frequency range, the protection of the DämpferkraftverstellINA from high loads and in particular the provision of a particularly robust damper system, which also allows a reduction in weight, has low energy requirements and thus also a cheaper production and a allows more cost-effective operation.
  • the entire force and frequency potential of the damper force adjusting device can be utilized while protecting the damper force adjusting device in special situations against load peaks.
  • the Dämpferkraftverstell issued at least one, at least operable as a motor engine, which is operatively connected via the first load path with the undamped mass.
  • the Dämpferkraftverstell in this case has an operable as a motor electric machine as an engine, which is in particular mechanically operatively connected to the undamped mass, preferably via a kinematic linkage and / or a pivot arm which is mechanically connected in particular to the wheel of a vehicle, preferably over the wheel carrier of this wheel.
  • the kinematics linkage and / or the swivel arm are preferably part of the first load path.
  • the damper force adjusting device of a damper system according to the invention can either be operatively connected to the undamped mass without an additional damping device, i. in particular, without a vibration damper or the like in the first load path therebetween, and in particular also form the damper device, such as in an electrical machine designed as a rotary damper, or via a further damping device in the first load path, such as a vibration damper or the like with the undamped mass be actively connected.
  • the engine is "directly", ie without additionally a damping device such as a vibration damper or the like is arranged in the first load path, connected to the undamped mass, the engine preferably at the same time on the one hand the Dämpferkraftverstell Rhein and on the other the damping device.
  • the damper force adjustment device can be actively connected to the undamped mass via an additional damping device, in particular via an additional vibration damper, the vibration damper is preferably operatively connected to the undamped mass on the one hand and to the damped mass on the other hand.
  • the damper force adjusting device is preferably basically operatively connected on the one hand to the undamped mass and on the other hand to the damped mass.
  • a damper system according to the invention can also have a damper force adjustment device with a hydraulic motor as the engine, which can be operatively connected to the undamped mass via the first load path.
  • the engine of the damper force adjusting device of a damper system may also be a motor which drives a fluid pump, which is operatively connected to a arranged in the first load path fluid vibration damper, wherein preferably the damper housing and / or the piston rod of the vibration damper is connected to the undamped mass, so as a result, the engine of the damper force adjusting device is operatively connected to the undamped mass via the fluid pump and the vibration damper.
  • the engine of Dämpferkraft- adjustment is not only operable as an engine, but also as a working machine, ie also for the production of Energy and / or is designed to assist in the generation of energy, in particular for the generation of electrical energy.
  • this is preferably also operable as a generator, so that electrical energy can be generated by means of the load applied to the damper system from the outside.
  • the damper force adjusting device is mechanically, preferably purely mechanically, operatively connected to the undamped mass, wherein the relief device is preferably at least partially, in particular completely, arranged in the first load path between the undamped mass and the Dämpferkraftverstell Road, based on a functionally appropriate Installation condition of the damper system.
  • the Dämpferkraftverstell preferably has a motor operable as an engine, which is mechanically directly operatively connected to the undamped mass, preferably via a kinematic linkage and / or a swivel arm, the engine is in particular also designed as a damping device, preferably as a rotary damper, in particular as electromagnetic rotary damper.
  • a damping device preferably as a rotary damper, in particular as electromagnetic rotary damper.
  • the relief device has a clutch, preferably a centrifugal clutch or a controlled clutch, in particular a friction clutch. That is, in a particularly advantageous embodiment of a damper system according to the invention, is in the first load path between the undamped mass and the Dämpferkraftverstell issued arranged a relief device with at least one clutch.
  • a damper system in the coupling of the relief device while the contact pressure in dependence on the relative speed between undamped mass and damped mass are changed, in particular by means of centrifugal force and / or controlled and / or regulated by means of a function of the relative speed between undamped mass and damped mass generated control signal.
  • a coupling is understood to mean a device with which mechanical energy, in particular torque, can be transmitted in a first operating state and in a second operating state no energy, in particular no torque, can be transmitted.
  • a centrifugal clutch in the sense of the invention is understood to mean a clutch which opens when a defined centrifugal force is exceeded, so that no force or torque transmission takes place above the defined centrifugal force, wherein a centrifugal clutch as part of the relief device of a damper system according to the invention is preferably designed such that above a defined centrifugal force, the first load path is at least partially interrupted, in particular completely.
  • a regulated clutch in the sense of the invention is understood to mean a clutch which can be actuated by means of a control signal, preferably a clutch which can be opened and / or closed by means of a control signal, in particular such that the force to be transmitted or the torque to be transmitted is infinitely adjustable.
  • a clutch in which the force or torque transmission is non-positively, wherein the force to be transmitted or the torque to be transmitted depends on an applied contact pressure.
  • a damper system according to the invention has a relief device with a controlled friction clutch, in which the contact force and thus an energy to be transmitted, in particular a torque to be transmitted, is preferably infinitely adjustable, in particular by means of a control signal which depends on the relative speed between undamped mass and damped mass can be generated.
  • the clutch is operable in at least two, preferably in at least three operating states.
  • the clutch preferably has at least one closed state and at least one open state, wherein in the closed state preferably a load applied to the damper system load is completely transferable to the Dämpferkraftverstell Surprise and in an open state of the clutch in particular no force or torque transmission to the Dämpferkraftverstell responded he follows. That In other words, in the second state of the clutch, preferably the first load path is completely interrupted.
  • the clutch is particularly preferably operable in at least three operating states, in particular in at least one closed state, at least one open state and at least one intermediate state in which a load applied to the damper system can be transferred at least partially to the damper force adjusting device.
  • the energy to be transmitted preferably the force to be transmitted or the torque to be transmitted, can be adjusted continuously by means of the coupling,
  • the damping device comprises a vibration damper, in particular a hydraulic damper, wherein the damper is preferably operatively connected to the undamped mass and the damped mass and based on a functional installation state of the damper system preferably in the first load path between the undamped Mass and the Dämpferkraftverstel- l
  • a means of the Dämpferkraftverstelleinrich- generated damping force on the first load path to the vibration damper can be applied and / or a force applied to the damper system load at least partially via the vibration damper and the first load path to the damper force adjustment device is transferable ,
  • the Dämpferkraft- adjustment can be connected without a further damping device in the first load path with the undamped mass or another, arranged in the first load path damping device, for example via an additional, in the first load path between undamped mass and Dämpferkraftverstell issued arranged vibration damper, be operatively connected to the undamped mass.
  • the Dämpferkraftverstell interesting is preferably purely mechanically connected via the first load path with the vibration damper, the relief device is arranged in this case, in particular in the first load path.
  • the vibration damper on a damper housing and at least one piston rod which is movable relative to the damper housing along a damper longitudinal axis wherein the damper system is preferably adapted to exceed at least a defined piston rod speed and / or an amount at least a defined piston rod speed by means of the relief device to interrupt the first load path and / or dissipate the load applied to the vibration damper at least partially and / or derive the load applied to the damper at least partially via a bypass path, wherein below the at least one defined piston rod speed and / or the amount of the at least one defined piston rod speed completely overflows the load applied to the vibration damper the first load path to the Dämpferkraftverstell constructive is transferable.
  • the Dämpferkraftverstelleinrich- device for generating a damper force on at least one driven by an engine hydraulic pump which is hydraulically operatively connected to a hydraulic vibration damper, wherein the first load path preferably is formed by the hydraulic connection between the vibration damper and the Dämpferkraftverstell till, and wherein the damper system in particular has a parallel to the first load path, hydraulic bypass path.
  • the required for driving the hydraulic pump engine can be part of the damper system and in particular be formed by an operable as a motor electric machine, in which case the Preferably, the electric machine is also operable as a generator and is adapted to generate energy by means of the load applied to the damper system.
  • the hydraulic pump may also be driven by another engine, preferably by the drive motor of a vehicle or the like, in particular the engine of the vehicle, preferably by means of a belt drive or the like, similar to a prior art power steering pump known in the art. similar to a hydraulic pump basically known from the prior art as part of a power steering.
  • the relief device is at least partially, preferably completely, arranged in the bypass path.
  • the relief device has at least one hydraulic valve, wherein the hydraulic valve is preferably arranged in the bypass path and wherein the damper system is in particular designed such that the hydraulic valve below the at least one, defined relative speed and / or the amount the defined relative speed is closed, preferably completely, and at least partially open above the at least one defined relative speed and / or the amount of the defined relative speed.
  • At least one hydraulic valve of the relief device is electronically, electromagnetically, inductively or mechanically operable, wherein a mechanical hydraulic valve is actuated in particular by means of centrifugal force, an electronically actuated hydraulic valve, in particular by means of a electronic control signal, an electromagnetically actuated hydraulic valve, in particular by means of an electrically generated magnetic field or a control current and an inductively actuated hydraulic valve by means of an inductively generated control current.
  • a control current required for controlling the hydraulic valve can preferably be generated by means of an induction device proportional to the relative speed between undamped mass and damped mass.
  • the electrical generation of a magnetic field for controlling the hydraulic valve is preferably carried out as a function of the detected in particular by means of a sensor device relative speed between undamped mass and damped mass.
  • the hydraulic valve of the relief device preferably has at least two switching states, in particular three switching states, wherein the hydraulic valve has at least one closed switching state, one completely open switching state and in particular one at least partially opened switching state therebetween.
  • the hydraulic valve of the relief device is controlled or regulated such that an opening state of the hydraulic valve is continuously adjustable between the closed state and the fully open state.
  • the damper system may have above the at least one defined relative speed and / or above the magnitude of the at least one defined relative speed between undamped and damped mass with two mutually different damper force characteristics, in particular a "hard” Damper force characteristic and a "Soft” damper force characteristic to be operated, the relief device, in particular the hydraulic valve of the relief device is preferably controlled in response to at least one further driving state variable, for example, in addition depending on the vehicle speed.
  • the relief device preferably has at least one hydraulic valve embodied as a 2/2-way valve and / or at least one 2/3-way valve and / or at least one 2/4-way valve and / or at least one proportional valve.
  • the damper system for controlling the discharge device to a control device, wherein the control device is preferably adapted depending on the relative speed between the undamped mass and the damped mass, the relief device in dependence on the relative speed electronically and / or to actuate electromagnetically and / or inductively and / or mechanically and / or hydraulically and / or pneumatically, wherein the control device is in particular configured to generate a control signal for controlling the relief device as a function of the relative speed between the undamped mass and the damped mass ,
  • the control device is preferably designed or set up to generate a corresponding electronic control signal with the aid of sensor data as a function of the detected relative speed between undamped and damped mass, and thus to actuate the relief device.
  • the control device is preferably designed to generate a corresponding control current and / or a corresponding control signal and / or a corresponding magnetic field as a function of the relative speed between undamped mass and damped mass.
  • control device is preferably configured to generate a control current by means of an induction device as a function of a relative speed between the undamped mass and the damped mass.
  • the relief device preferably has a mechanically actuatable element, in particular a centrifugal clutch or a hydraulic valve which can be actuated by means of centrifugal force.
  • the control means comprises a motion conversion means by which a translational movement of the piston rod or the damper housing of the damper in one Rotation movement is convertible.
  • the motion conversion device preferably has a rack gear, a ball screw drive, a belt drive, in particular a cable drive, a friction wheel drive and / or a toothed belt drive and / or a chain drive.
  • a mechanical actuation of the relief device can be realized in a particularly simple manner, in particular by means of a centrifugal clutch and / or by means of a centrifugal force actuated hydraulic valve.
  • the motion conversion device is preferably mechanically coupled to the centrifugal clutch or to a hydraulic valve that can be actuated by centrifugal force, in particular in such a way that a corresponding component of the relief device is put into rotational motion and generates the corresponding centrifugal forces become.
  • a hydraulically operated by centrifugal force valve may, for example, a rotating disc having openings and outwardly spring-supported balls, wherein the rotating disc preferably defined, distributed in the circumferential direction opening cross-sections, which can each be closed with a ball, the balls each outwardly with a spring are supported against the outer radius of the disc.
  • the mass of the individual balls and the spring stiffness of the balls biasing the balls inwardly biased springs are designed so that the balls can be converted to a fixed relative speed between undamped mass and damped mass, which can be converted by means of the motion converter of the controller in a rotational movement and Thus, up to a resulting, defined centrifugal force, each completely by means of positive lock the associated opening in the disc completely.
  • the hydraulic valve remains closed until the centrifugal forces are greater than the spring forces holding the balls in position over the openings.
  • the centrifugal force is exceeded, as a result of exceeding the defined relative speed between undamped and damped mass, as a result of the centrifugal force, the balls will deflect outwards and thus with increasing relative speed between undamped mass and damped mass to an increasing displacement of the balls to the outside, whereby the openings in the write are increasingly exposed and the hydraulic valve opens increasingly.
  • control device for inductive generation of a control current to an induction device, wherein the relief device is preferably actuated inductively, in particular by the control current generated by means of the induction device.
  • the relief device is preferably electromagnetically actuated, in particular by the control current generated by means of the induction device, wherein the relief device preferably has at least one electromagnetically operable valve.
  • the induction device is designed such that a plurality of control current levels can be generated and thus a plurality of switching states of the relief device can be realized.
  • the induction device has a parallel to the damper longitudinal axis of the damper arranged magnetic strip and at least one relative to the magnetic strip and parallel to Damper longitudinal axis movable coil, wherein by a relative movement between the coil and the magnetic strip, a control current is inducible, and wherein the magnetic strip is preferably arranged stationarily on the damper housing and the coil is fixedly connected to the piston rod.
  • the magnetic strip is connected to the piston rod and the coil is arranged stationarily on the damper housing.
  • a control current for controlling the relief device can be generated in a particularly simple manner, in particular without a motion conversion device, as a function of the relative speed between undamped mass and damped mass, in particular as a function of the piston rod speed. Due to the additional arrangement of at least one Zener diode, the defined relative speed or the defined piston rod speed, at which the relief device is to be activated, can be set very precisely.
  • a Zener diode or a Zener diode is understood to mean a diode which is blocking at low voltages, and in the case of which the current is within a few hundred millivolts by many orders of magnitude at a certain blocking voltage, the so-called breakdown voltage increases.
  • the induction device is mechanically coupled to the motion conversion device, wherein the induction device preferably has at least one rotatable at a rotational speed proportional to the relative speed between the undamped mass and the damped mass permanent magnet disc, wherein the translational movement of the piston rod or the damper housing of the vibration damper is convertible into a rotational movement of the permanent magnet disc, and wherein in particular by a rotation of the permanent magnet disc, an eddy current as a control current for controlling the relief device is inducible, similar to a tachometer.
  • the relief device preferably has a valve which can be actuated in this manner, in particular an electromagnetically operable valve, in which case rotary disk valves with an electromagnetically rotatable rotor disk or valve disk are particularly well suited.
  • the relief device is designed such that the damper system is operable above the at least one defined relative speed and / or the magnitude of the at least one defined relative velocity with at least one defined damper force characteristic, preferably with at least two from each other different damper force characteristics.
  • the damper system is operable above the at least one defined relative speed and / or the magnitude of the at least one defined relative velocity with at least one defined damper force characteristic, preferably with at least two from each other different damper force characteristics.
  • a relief device which has at least one clutch
  • a hydraulic relief device with at least one hydraulic valve which is arranged in particular in a bypass path to Dämpferkraftververstell Stein can be above the at least one defined relative velocity between undamped mass and damped mass and / or their amount by means of at least three switching states
  • the hydraulic valve preferably has a first, closed switching state, a second, at least partially open switching state and a third, likewise at least partially open, but different, preferably completely open, switching state from the second switching state.
  • An inventive method for operating a damper system for a suspension of a vehicle is characterized in that in a first operating mode at least in a defined area below at least one defined relative velocity and / or an amount of at least one defined relative velocity between the undamped mass and the damped mass on
  • the load applied to the damper system is transferred completely to the damper power adjustment device via the first load path and above the at least one defined relative speed and / or in a second operating mode the magnitude of the at least one defined relative velocity is interrupted by means of the relief device, the first load path and / or a load applied to the damper system is at least partially dissipated and / or the load applied to the damper system is at least partially diverted via a bypass path.
  • the inventive method allows in normal driving situations a pure and efficient use of an active Dämpferkraftverstelleinrich- and ensures over a wide frequency range and thus over a wide operating range, the active control of roadway excitations. Due to the targeted activation of the relief device when exceeding at least one defined relative speed and / or its amount between undamped mass and damped mass can effectively reduced in special situations with increased disturbance excitation, such as in the passage of "obstacles" such as manhole covers, transverse joints or the like, force peaks are kept away from the actuator mechanism of the damper force adjusting device and effective reduction or even avoiding high accelerations of the actuator mechanism of the damper force adjusting device.
  • the Aktuatorik the Dämpferkraftverstell featured be dimensioned smaller, which is beneficial to their weight, energy consumption and dynamics and their manufacturing and operating costs.
  • the improved dynamics in particular an increase in the corner frequency of the damper force adjusting device becomes possible, as a result of which the region which can be actively regulated with the damper force adjusting device can be increased to the top.
  • the wear of the damper force adjusting device, in particular of the actuator system can be reduced and thus their life can be increased and their robustness can be improved.
  • the relief device is actuated as a function of the relative speed upon reaching the at least one defined relative velocity and / or the magnitude of the at least one defined relative velocity, the relief device preferably being electronically and / or electromagnetically and / or inductively and / or hydraulically and / or pneumatically actuated, in particular by means of a control signal, and / or mechanically.
  • a rotational movement of the piston rod and / or the damper housing of the damper is used to control the relief device converted in a rotational movement.
  • the damper system is operated above the at least one defined relative speed and / or the magnitude of the at least one defined relative speed with at least one defined damper force characteristic, preferably with at least two mutually different damper forces Characteristic curves, one of which is selected in each case in particular.
  • An inventive vehicle with a damper system is characterized in that it comprises a damper system according to the invention and / or designed to carry out a method according to the invention.
  • FIG. 1a shows a first exemplary embodiment of a damper system according to the invention with a clutch arranged in the first power path as a relief device
  • FIG. 1b the first power path from FIG. 1a with a first alternative embodiment of a clutch as a relief device
  • FIG. 1c the first power path from FIG. 1a with a second alternative embodiment of a coupling as a discharge device
  • 2 shows a second exemplary embodiment of a damper system according to the invention
  • FIG. 3 shows a partial diagram of the individual operating ranges of a damper system according to the invention with exemplary damper force characteristics
  • FIG. 4a shows a partial section of a third embodiment of a damper system according to the invention
  • FIG. 4b shows an enlarged detail of the damper system according to the invention 4a
  • Fig. 5a in a schematic representation of a fourth embodiment of a damper system according to the invention arranged in a bypass path relief device with a hydraulic valve
  • Fig. 5b an alternative embodiment of a hydraulic valve for the relief device of Fig. 5a
  • Fig. 5c shows a second alternative embodiment of a hydraulic valve for the relief Device from Fig. 5a
  • 7a shows a sixth exemplary embodiment of a damper system according to the invention in a three-dimensional section
  • FIG. 7b shows an enlarged detail of the damper system according to the invention from FIG. 7a
  • FIG. 7c shows a perspective illustration a portion of the induction device of FIGS. 7a and 7b in an enlarged view and the hydraulic valve of the relief device of FIGS. 7a and 7b in the bypass path.
  • Essential to the invention may be all of the features described, as well as all of the features shown.
  • FIG. 1a shows a schematic representation of a first embodiment of a damper system 100 according to the invention for a suspension of a vehicle, in particular for the suspension of a two-lane motor vehicle
  • this embodiment of a damper system 100 according to the invention has an operable as a motor and generator electric machine 18, which in this damper system both the damping device 18 and the Dämpferkraftverstell responded 18 and is designed for adjusting and generating the damper force, wherein in this damper system 100, the damper force by means of the electric machine 18 at least in a first defined operating range regardless of a relative speed between an undamped mass, which here by the Wheel 1 is symbolized, compared to a damped mass, which in this case is a vehicle body, not shown here, are generated. That is, the damper system 100 provides active, controlled damping at least in the first, defined operating range.
  • the wheel 1, which symbolizes the undamped mass, is not shown here on the handlebar on the vehicle body, which dampened Mass represents, connected and relatively movable relative to the vehicle body, in particular in the vertical direction, ie based on a vehicle coordinate system according to DIN 70000 in the z-direction. Furthermore, the wheel 1 or the undamped mass via a pivot arm 20, which forms a first load path LP1 in this case, mechanically operatively connected to the electric machine 18 and thus with the damping device 18 and the Dämpferkraftverstell responded 18, the electric machine 18 stationary is attached to the vehicle body.
  • a load which is applied to the damper system 100 and which arises, for example, when crossing an obstacle and can be introduced into the damper system via the wheel 1 or the undamped mass can be at least partially in this case also be transferred completely to the damper force adjusting device 18 via the first load path LP1 and, in this case, also be damped by the electric machine 18 due to their design as damping device 18 with respect to the damped mass.
  • damper system 100 of the invention further comprises a relief device 19 in the form of a multi-plate clutch 19, which is arranged in the first load path LP1.
  • a relief device 19 or the clutch 19 By means of the relief device 19 or the clutch 19, the electric machine 18, in particular in its function as Dämpferkraftverstell Road 18, i. As actuator 18, are relieved, especially in certain driving situations.
  • the electric machine 18 is set up to, in particular depending on the driving situation, a correspondingly required damper force generate, wherein the electric machine 18 thereby forms an active component, by means of which the damper force is independent of a relative speed between the undamped mass and the damped mass, in particular in the vertical direction, adjustable.
  • the load applied to the damper system 100 can be completely transmitted via the first load path LP1 to the damper force adjusting device 18 under at least one defined relative speed between undamped mass and supported by the damping device 18, the coupling 19 being damped is completely closed for complete load transfer.
  • damper system 100 is further configured to interrupt the at least one defined relative velocity between the undamped mass and the damped mass by means of the discharge device 19 and the clutch 19, the first load path LP1, wherein the first load path LP1 is interrupted by the clutch 19 is fully opened.
  • the electrical machine can be protected from damaging force peaks and accelerations, in particular from large, impact-like loads, such as those that occur in special situations, for example during the rapid passage of an "obstacle", such as a curb, a manhole cover or a transverse joint.
  • the clutch 19 is closed so that forces introduced via the wheel 1, in particular vertical forces introduced, via the pivot arm 20 at the as a damping device tion 18 and acting as damper force adjustment 18 acting electric machine 18 and can be attenuated by this.
  • the relief device 19 is activated, in particular the clutch 19 opens and in this way the electric machine 18 is mechanically decoupled from the undamped mass, so that via the wheel 1 in the damper system 100 introduced forces can not be transmitted to the electric machine 18, whereby the electric machine 18 can be protected from high, jerky loads.
  • the relief device 19 or the clutch 19 can only be operated in two operating states, the clutch 19 being shown in an opened state in FIG. 1a, not in a closed state illustrated state in which an introduced via the wheel 1 in the damper system energy can be completely transferred via the clutch 19 to the electric machine 18, of course, only in so far as the clutch 19 is designed, and the second, in an open state, in which the first load path LP1 is completely interrupted, so that no load is transmitted to the electric machine 18.
  • the actuation of the clutch 19 takes place in this case, ie in the embodiment of a damper system 100 according to the invention shown in Fig. 1a, signal-controlled, wherein the damper system according to the invention
  • the damper system according to the invention preferably has a control device, which is designed, on the one hand, to detect a relative speed between the undamped mass and the damped mass by means of a sensor device and, on the other hand, to generate a control signal in dependence on the detected relative speed with which the clutch 19 can be controlled accordingly, in particular below the defined relative speed can be closed and can be opened when the relative speed is exceeded.
  • FIG. 1b shows a second exemplary embodiment of a coupling 29 as a relief device, wherein the coupling 29 is likewise designed to be arranged in the first load path LP1 of the damper system 100 according to the invention from FIG. 1a.
  • the clutch 29 shown in FIG. 1 b is designed to operate in two different open states S1 and S2 be operated in addition to the one closed state, not shown here, wherein in the first opened state S1 at least part of a load applied to the damper system 100 load via the first load path LP1 to the electric machine 18 and only in the second switching state S2, the first load path LP1 is completely interrupted.
  • the clutch 29 is also a friction clutch 29, in particular also a multi-plate clutch 29, wherein in the first open switching state S1 compared to the fully closed state reduced contact pressure acts on the friction elements of the clutch 29, so that at least a portion of the applied to the damper system 100 load can still be transferred to the electric machine 18 or the Dämpferkraftverstell responded 18 and a proportion of a generated by the electric machine 18 damper force still damping the undamped th mass causes. That is, the use of a clutch 29 with at least three switching states (closed, S1, S2) compared to the previously described clutch 19 has the advantage that even above the defined relative speed between undamped mass and damped mass damping is still possible. As a result, improved ride comfort can be achieved. By additional, further at least partially opened intermediate states, a further improvement can be achieved.
  • Fig. 1c shows a further embodiment of a possible embodiment of a clutch 39 as a relief device 39 for the damper system 100 according to the invention from Fig. 1a, wherein the clutch 39 is also designed to be arranged in the first load path LP1 of the damper system 100 of Fig. 1a.
  • the clutch 39 is formed as a controlled clutch 39, in particular as a controlled friction clutch 39 and in particular allows a stepless adjustment of the contact pressure and consequently a continuous adjustment of the transferable via the clutch 39 load.
  • Fig. 2 shows a second embodiment of a damper system 200 according to the invention, also in schematic representation and with an electric machine 18 as Dämpferkraftverstell Road 18, which is arranged via a first load path LP1, which is formed by a pivot arm 20 and in which a relief device 19 in the form of a clutch is operatively connected to a, not shown in this case, undamped mass.
  • an electric machine 18 as Dämpferkraftverstell Nurs 18, which is arranged via a first load path LP1, which is formed by a pivot arm 20 and in which a relief device 19 in the form of a clutch is operatively connected to a, not shown in this case, undamped mass.
  • a hydraulic vibration damper 10 is arranged as an additional damping device 10.
  • the vibration damper 10 has a damper housing 12 which is intended to be connected to the undamped mass, i. to be operatively connected to the wheel of a vehicle and the mitbedorfden with the wheel components, wherein the damper housing 12 can be attached to the wheel carrier of the wheel or a wishbone.
  • the vibration damper 10 has a hydraulic cylinder formed by the damper housing 12, which is fixed by a working piston 13, which is fixedly secured to the lower end of a piston rod 11, in a first working space 14 and a second working space 15th is divided and which further has at its lower end a gas pressure storage volume 17, which is separated by a separating piston or a membrane from the first hydraulic working space 14.
  • the working piston 13 can be moved together with the piston rod 11 along a damper longitudinal axis L relative to the damper housing 12.
  • the piston rod 11 is further provided with its upper end in relation to this representation on the vehicle body, i. with the damped mass to be fastened, while the lower end is designed for connection to the wheel carrier of a wheel or a wishbone.
  • the resulting damper force is composed, on the one hand, of the damper force resulting from the damper 10, which in particular depends on the applied relative velocity between undamped mass and damped mass adjusts, as well as a by means of the electric machine 18, which operates as a damper force adjustment device, generated damper force component.
  • the damper system 200 according to the invention shown in FIG. 2 has the advantage that the undamped mass can be maintained even when the discharge device is activated, i. especially even with completely interrupted first load path LP1, i. in this case, even when the clutch 19 is fully open, is still damped, namely by the vibration damper 10, which is not the case with the damper system 100 according to the invention shown in FIG. 1a with the clutch 19 and only by a correspondingly formed clutch 29 or 39, as shown in Figs. 1 b and 1 c is achieved.
  • FIG. 3 shows a diagram with the individual operating ranges of a damper system according to the invention, wherein the damper force adjusting device is fully usable in a first operating or functional region I and an entire damper force generated by means of the damper force adjusting device serves to damp the undamped mass is usable, both in the rebound stage, in which the relative velocity between undamped and damped mass V_DMP has a negative sign, as well as for the pressure stage, in which the relative speed V_DMP is positive between undamped and damped mass.
  • a damper system according to the invention is preferably at least two different damping force characteristics K1 and K2 operable (see functional area II), which can be realized in the two above-described damper systems 100 and 200 according to the invention most easily by a correspondingly formed coupling 29 and 39 respectively.
  • the damper system preferably likewise has at least two different damper forces Characteristics K3 and K4 is operable, one of which is selectable.
  • Fig. 4a shows a third embodiment of a damper system 300 according to the invention in partial section, said damper system 300 also, as the damping system described above with reference to FIG. 2 also a vibration damper 10 'in the first load path LP1 between the damper force adjusting 28 forming electrical machine 28 and the Unimpeded mass, based on a functional installation state in a vehicle in which a body-side end 51 of the vibration is connected to the vehicle body a wheel-side end 50, preferably with the wheel carrier of an associated wheel or a wishbone.
  • the vibration damper 10 also has a piston rod 21 which is movable relative to the damper housing 22 along the damper longitudinal axis L, but is not designed as a hydraulic damper, but as an electromechanical damper, in which a relative movement of the piston rod relative to the damper housing and thus a relative movement of the undamped mass is not attenuated by a hydraulic fluid to the damped mass, but can be supported via a motion conversion device 30 in the form of a ball screw with a ball nut 32 and a gear 31 on the electric machine 28 and the Dämpferkraftverstell sensible 28 and thereby can be damped.
  • the electric machine 28 which is also operable as a motor and as a generator, not connected via a pivot arm 20 with the vibration damper 10 ', but via the transmission 31, which in particular has a spur gear 31.
  • the relief device 49 is not a friction clutch in the form of a multi-plate clutch, but a centrifugal clutch 49th
  • the actuation of the centrifugal clutch 49 takes place in this damper system 300 as well as the damping by means of the motion conversion device 30, in particular by means of their ball screw, by which a translational movement of the piston rod 21 in a rotational movement of the ball nut 32 of the ball screw is convertible.
  • FIG. 5a shows a fourth exemplary embodiment of a damper system 400 according to the invention, in which the damper force adjusting device 38 is formed by an electric machine 38B which can be operated as a motor and generator and by a hydraulic pump 38A which can be driven by the electric machine 38B and which is connected via a hydraulic connection , which forms the first load path LP1, is connected to a hydraulic vibration damper 10 which is designed as in FIG. 2 and whose damper housing 12 can be connected to a wheel carrier (not shown) of a wheel (also not shown), ie with the undamped mass, wherein the piston rod 11 is connectable to the vehicle body.
  • the damper force adjusting device 38 is formed by an electric machine 38B which can be operated as a motor and generator and by a hydraulic pump 38A which can be driven by the electric machine 38B and which is connected via a hydraulic connection , which forms the first load path LP1, is connected to a hydraulic vibration damper 10 which is designed as in FIG. 2 and whose damper housing 12 can be connected to
  • the damper system 400 according to the invention shown in FIG. 5a does not have a clutch as a relief device, but rather an electromagnetically actuated hydraulic valve 59 which is located in a bypass valve.
  • Path BP is arranged to the first load path LP1 and is designed as a 2/2-way valve, in which case the hydraulic valve 59 forms the relief device 59 and this is thus arranged completely in the bypass path BP and not in the first load path BP1.
  • a hydraulic 2/2-way valve 59 can also be a 2/3-way valve 69 shown in FIG. 5b or a proportional valve 79 with two ports shown in FIG. 5c are used, whereby an even more advantageous, inventive damper system can be provided.
  • a 2/3-way valve 69 according to FIG. 5c has the advantage that when the relief device 69 is activated or when the hydraulic valve 69 is open, ie. above the defined relative speed or the amount thereof, that is to say according to FIG. 3 in the operating range II and / or III, the damper system can be operated with two different damping force characteristics (eg K1 and K2 or K3 and K4), while with the 2/2 Fig. 5a the damper system 400 above the defined relative velocity between undamped and damped mass, in which the relief device is activated, only with a damper force characteristic is operable.
  • the hydraulic proportional valve 79 shown in Fig. 5c even the operation of the damper system above the defined relative velocity V0 or -V1 in a damper force map is possible.
  • the relief device 59 or the hydraulic valve 59 of the relief device 59 is arranged outside of the hydraulic damper 10, wherein the hydraulic valve 59 can be actuated electromagnetically by means of a control signal generated by a control device, not shown here.
  • the control device of the damper system 400 according to the invention is designed to control the control signal as a function of a sensor device detected relative velocity between undamped mass and damped mass, which in this case corresponds to the piston rod speed. How the relative speed between undamped mass and damped mass, in particular the piston rod speed of a vibration damper can be determined is basically known to a person skilled in the art, so that reference is made in this regard to the prior art for further details.
  • Fig. 6 shows a fifth embodiment of a damper system 500 according to the invention, which is constructed in principle similar to that shown in Fig. 5a damper system according to the invention 400, but differs from the damper system 400 shown in Fig. 5a in that the relief device 59 and the hydraulic valve 59 and the bypass path BP are not arranged outside of the vibration damper 10, but inside the vibration damper 10 ", which in principle is otherwise formed like the vibration damper 10 of Fig. 5a and Fig. 2.
  • damper system 500 according to the invention shown in FIG is determined as a function of a detected by a sensor device relative speed between the undamped mass and the damped mass, but inductively generated by means of an induction device 80, wherein the control signal generated in particular a proportional to the piston rod speed and thus proportional to the relative speed between undamped and damped mass inductively generated Control current is.
  • the induction device 80 has a fixedly connected to the damper housing 12 magnetic strip 81, which is composed of permanent magnets with different polarity alternately and extending substantially in damper longitudinal direction, and a fixedly connected to the working piston 13 coil 82, wherein by a Relative movement between the coil 82 and the magnetic strip 81, a control current is induced.
  • the coil 82 is additionally coupled via at least one Zener diode 83 to the hydraulic valve 59, whereby a particularly accurate actuation of the hydraulic valve 59 and thereby a particularly accurate activation of the relief device 59 can be achieved.
  • the control current inductively generated in this way is proportional to the piston rod speed 11, which corresponds to the relative speed between the undamped mass and the damped mass.
  • FIG. 7a shows a further exemplary embodiment of a damper system 600 according to the invention, which likewise has a hydraulic damper 10 "'with a piston rod 511, a damper housing 512, a relief device 89 and a working piston 513, a motion conversion device 530 with a gear 531 and an induction device 580 having.
  • the relief device 89 is also formed by an electromagnetically actuated hydraulic valve 89, but by an electromagnetically actuated rotary disk valve 89th
  • the damper system 600 has a differently configured motion converter 530, because the motion converter 530 of the damper system 400 is formed by a rack gear 531 with a pinion 531 and a rack 532.
  • a further difference from the exemplary embodiment of a damper system 500 according to the invention previously described with reference to FIG. 6 is the induction device 580, which has no magnetic strip and a coil in the damper system 600 from FIG. 7a, but a rotation-locked connected to the pinion 531 of the rack gear 531 Permanent magnet 581.
  • the rack of the motion conversion device 530 is fixedly connected to the piston rod 511, so that a relative movement of the piston rod 511 relative to the damper housing 512 causes a relative movement of the rack 532, which is converted via the pinion 531 of the motion conversion device 530 in a rotational movement, whereby the with the Pinion rotatably connected permanent magnet wheel 581 is set in a rotational movement, s. Fig. 7b.
  • the permanent magnet disk 581 of the induction device 580 can be rotated relative to a rotatably mounted metallic rotor disk 582 or valve disk 582 of the hydraulic valve 89 designed as a rotor disk valve, thereby producing eddy currents in the valve disk 582 which result in a rotation lead this valve disc 582 against another, but fixed valve disc 583 of the hydraulic valve 89.
  • the two valve disks 582 and 583 have, as is well recognizable from Fig. 7c, one or more, distributed over the circumference arranged openings and are in particular designed and arranged to each other that below the defined relative speed between undamped and damped mass or below the defined piston rod speed or the amount of the openings of the two Valve pulleys 582 and 583 are offset from each other, so that a hydraulic flow through the two valve discs 582 and 583 is locked and the bypass path BP, in which the designed as a rotor disc valve 89 hydraulic valve 89 is disposed is locked.
  • the two valve discs 582 and 583 of the hydraulic valve 89 overlap, so that a hydraulic flow through the openings is made possible and thus hydraulic fluid can flow along the bypass path BP and a not shown here, and via a first, hydraulic load path with the vibration damper 10 "'hydraulically connected Dämpferkraft- adjustment, in particular over the first load path with the vibration damper 10' 'hydraulically coupled hydraulic pump and a motor driving them, is relieved.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Dämpfersystem für eine Radaufhängung eines Fahrzeugs sowie ein Verfahren zum Betrieb eines Dämpfersystems und ein Fahrzeug mit einem Dämpfersystem, wobei das Dämpfersystem eine Dämpfungseinrichtung mit einstellbarer Dämpferkraft (F) zur Dämpfung von Schwingungen einer ungedämpften Masse gegenüber einer gedämpften Masse, eine Dämpferkraftverstelleinrichtung zur Einstellung und/oder Erzeugung der Dämpferkraft (F) und eine Entlastungseinrichtung zur Entlastung der Dämpferkraftverstelleinrichtung aufweist, wobei das Dämpfer system dazu eingerichtet ist, bei Überschreiten wenigstens einer definierten Relativgeschwindigkeit zwischen der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse mittels der Entlastungseinrichtung den ersten Lastpfad zu unterbrechen und/oder die auf das Dämpfersystem aufgebrachte Last zumindest teilweise zu dissipieren und/oder die auf das Dämpfersystem aufgebrachte Last zumindest teilweise über einen Bypass-Pfad abzuleiten.

Description

Dämpfersystem für die Radaufhängung eines Fahrzeugs, Verfahren zum Betrieb eines Dämpfersystems und Fahrzeug mit einem Dämpfersystem
Die Erfindung betrifft ein Dämpfersystem für eine Radaufhängung eines Fahrzeugs, insbesondere für die Radaufhängung eines zweispurigen Kraftfahrzeugs, wobei das Dämpfersystem eine Dämpfungseinrichtung mit einstellbarer Dämpferkraft zur Dämpfung von Schwingungen einer ungedämpften Masse gegenüber einer gedämpften Masse, eine Dämpferkraftver- stelleinrichtung zur Einstellung und/oder Erzeugung der Dämpferkraft und eine Entlastungseinrichtung zur Entlastung der Dämpferkraftverstelleinrich- tung aufweist, wobei die Dämpfungseinrichtung mit der ungedämpften Masse der gedämpften Masse wirkverbindbar ist, und wobei in einem funktionsgemäßen Einbauzustand des Dämpfersystems eine auf das Dämpfersystem aufgebrachte Last zumindest teilweise über einen ersten Lastpfad an die Dämpferkraftverstelleinrichtung übertragbar ist.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines Dämpfersystems für eine Radaufhängung eines Fahrzeugs, insbesondere zum Betrieb eines vorbeschriebenen Dämpfersystems. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, insbesondere ein zweispuriges Kraftfahrzeug, mit einem Dämpfersystem.
Gattungsgemäße Dämpfersysteme sind aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt, insbesondere zur vertikaldynamischen Fahrwerksre- gelung von Fahrzeugen, beispielsweise aus der DE 36 10 937 A1 , der DE 37 38 284 A1 oder der US 8,376,100 B2.
Für einen hohen Fahrkomfort ist die Dynamik des eingesetzten Dämpfersystems von entscheidender Bedeutung. Dämpfersysteme mit einer hohen Dynamik, insbesondere aktiv regelbare Dämpfersysteme, bei denen eine Dämpferkraft unabhängig von der Dämpfergeschwindigkeit einstellbar ist, weisen zum einen jedoch, insbesondere mit zunehmender Frequenz und Amplitude der einzustellenden Sollgröße, einen hohen, bereitzustellenden Energiebedarf auf. Ferner besteht ein Zielkonflikt in der Dimensionierung der Komponenten des Dämpfersystems, insbesondere bei der Dimensionierung der Aktuatorik zur Erzeugung und/oder Einstellung der erforderlichen Dämpferkraft, hinsichtlich der einerseits zur Erzeugung großer Dämpferkräfte erforderlichen, bereitzustellenden hohen Maximalkraft, welche beispielsweise zur Wankabstützung erforderlich ist, sowie andererseits hinsichtlich der erreichbaren Dynamik, um auch höherfrequente Schwingungen ausregeln zu können, wie sie beispielsweise bei der Durchfahrt von Schlaglöchern oder dergleichen entstehen.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, beispielsweise aus der vorgenannten DE 36 10 937 A1 oder der vorgenannten DE 37 38 284 A1 , diesen Zielkonflikt aufzulösen durch Kombinieren einer aktive Komponente (beispielsweise einer regelbaren Dämpferkraftverstelleinrichtung) mit einer passiven Komponente, wobei in einem ersten Betriebsmodus die Dämpferkraft mittels der aktiven Komponente erzeugt wird und die Dämpfung mittels der aktiven Komponente erfolgt und bei Erreichen einer definierten Randbe- dingung auf die passive Komponente umgeschaltet wird. Dabei kann in der Regel die aktive Komponente auf die Bereitstellung hoher Kräfte im niederfrequenten Bereich ausgelegt werden und höherfrequente Schwingungen können mittels der passiven Komponente gedämpft werden. Zur Umschaltung zwischen der aktiven Dämpferkraftregelung und der passiven Dämpfung können frequenzabhängige Ventile verwendet werden, welche mit zunehmender Frequenz der Anregung einen Bypass öffnen, wobei typische Eckfrequenzen solcher Systeme in einem Bereich von 5 bis 10 Hertz liegen. D.h., eine aktive Dämpferkraftregelung ist mit derartig ausgelegten Dämpfersystemen nur in einem relativ niedrigen Frequenzbereich möglich.
Ein alternativer Lösungsansatz zur Auflösung des vorbeschriebenen Zielkonfliktes besteht darin, die aktive Komponente möglichst dynamisch auszugestalten und insbesondere auf ein geringes Massenträgheitsmoment sowie hinsichtlich der Reibung zu minimieren, um eine möglichst hohe Dynamik zu erreichen und auch höherfrequente Schwingungen noch aktiv ausregeln zu können. In diesem Fall ist die Aktuatorik jedoch in vielen Fällen auch großamplitudigen, stoßartigen Belastungen ausgesetzt, welche die Lebensdauer und die Robustheit des Dämpfersystems beeinträchtigen können. Femer kann es bei derartig ausgelegten Dämpfersystemen schwierig sein, für alle Betriebssituationen ein funktional reproduzierbares Systemverhalten zu erreichen, insbesondere ein phasengerechtes Beschleunigen und Verzögern der Aktuatorik. Somit empfiehlt es sich bei derartig ausgelegten Systemen zum Schutz der aktiven Komponente eine Lastbegrenzungseinrichtung vorzusehen, da die aktiven Komponenten vergleichsweise nur noch geringe Maximalkräfte aushalten können.
In diesem Zusammenhang schlägt die US 8,376,100 B2 beispielsweise vor, eine Gerotorpumpe als hydraulischen Aktuator einzusetzen und druck- bzw. kraftabhängige Bypass-Ventile vorzusehen, welche die Gerotorpumpe bei hohen Differenzdrücken entlasten können. Darüber hinaus ist aus dem Stand der Technik bekannt, wegabhängig und/oder hubabhängig öffnende Ventile vorzusehen, welche insbesondere im Bereich der Endlagen wirken.
Für einen sicheren Schutz der Aktuatorik sind in allen Fällen jedoch entsprechende Sicherheitsreserven vorzusehen, wodurch der Anwendungsbereich der aktiven Komponente in Fahrsituationen mit erhöhtem Dämpferkraftniveau, aber niederfrequenter Anregungsfrequenz, wie beispielsweise beim Anwanken und/oder aufbaufrequenten Ein- und Ausfederbewegungen auch bei diesem Lösungsansatz eingeschränkt wird.
Bei beiden vorbeschriebenen, aus dem Stand der Technik bekannten Lösungsansätzen kann somit im Ergebnis die aktive Komponente nur relativ stark eingeschränkt genutzt werden, insbesondere entweder nur bei relativ geringen Frequenzen oder nur bei relativ kleinen Kräften.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein alternatives Dämpfersystem bereitzustellen, insbesondere ein verbessertes Dämpfersystem, mit welchem vorzugsweise ein Betriebsbereich der aktiven Komponente gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Dämpfersystemen erweitert wird, insbesondere außerdem ohne eine signifikante Erhöhung des Energieverbrauchs.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Dämpfersystem mit den Merkmalen von Anspruch 1 , durch ein Verfahren zum Betrieb eines Dämpfersystems mit den Merkmalen von Anspruch 17 sowie durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen von Anspruch 21. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht. Manche der nachfolgenden, genannten Merkmale werden, um Wiederholungen zu vermeiden, teilweise nur einmal beschrieben, d.h. nur im Zusammenhang mit dem Dämpfersystem oder dem Verfahren oder dem Fahrzeug, gelten jedoch unabhängig voneinander sowohl für das Dämpfersystem als auch für das Verfahren sowie für das Fahrzeug.
Ein erfindungsgemäßes Dämpfersystem ist dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfersystem dazu eingerichtet ist, bei Überschreiten wenigstens einer definierten Relativgeschwindigkeit und/oder wenigstens eines Betrages einer definierten Relativgeschwindigkeit zwischen der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse mittels der Entlastungseinrichtung den ersten Lastpfad zu unterbrechen und/oder die auf das Dämpfersystem aufgebrachte Last zumindest teilweise zu dissipieren und/oder die auf das Dämpfersystem aufgebrachte Last zumindest teilweise über einen Bypass-Pfad abzuleiten, wobei zumindest in einem definierten Bereich unterhalb des Betrags der wenigstens einen definierten Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter Masse und gedämpfter Masse die auf das Dämpfersystem aufgebrachte Last vollständig über den ersten Lastpfad an die Dämpferkraftverstelleinrichtung übertragbar ist.
Unter einer Dämpfungseinrichtung im Sinne der Erfindung wird eine Vorrichtung verstanden, mittels welcher in das Dämpfersystem eingebrachte Energie, vorzugsweise in das Dämpfersystem eingebrachte Schwingungsenergie, insbesondere durch die von außen aufgebrachte Last erzeugte Schwingungsenergie, zumindest teilweise umgewandelt werden kann, vorzugsweise dissipiert werden kann.
Unter einer ungedämpften Masse im Sinne der Erfindung wird die auf einen definierten Punkt reduzierte Masse sämtlicher, miteinander verbundener und sich gegenüber der gesamten, zu dämpfenden Masse relativ bewegender Bauteile verstanden. Bezogen auf ein Fahrzeug wird unter der ungedämpften Masse im Sinne der Erfindung dabei die auf die Vertikalbewegung der Radmitte eines Rades reduzierte Masse sämtlicher der mit diesem Rad verbundenen und sich mit diesem Rad mitbewegenden Bauteile verstanden. Dabei sind bei einem Fahrzeug neben der Radmasse üblicherweise die Massen der am Rad befestigten Komponenten der Bremse, der Radträger, sowie die sich mit dem Rad mitbewegenden Komponenten der Radaufhängungen, d.h. die sich mit dem Rad bewegenden Massen von Federn, Achslenkern oder dergleichen, sowie bei angetriebenen Achsen zumindest teilweise die Antriebswellen, Teil der ungedämpften Masse.
Die gedämpfte Masse im Sinne der Erfindung ist bei einem Fahrzeug der Fahrzeugaufbau, gegenüber dem sich die ungedämpfte Masse relativ bewegt.
Ist zusätzlich zur Dämpfungseinrichtung, insbesondere parallel zur Dämpfungseinrichtung, eine Feder verbaut, kann die„ungedämpfte Masse" gemäß dem üblichen Sprachgebrauch im Automobilbereich auch als„ungefederte Masse" bezeichnet werden.
Unter einer Dämpferkraftverstelleinrichtung im Sinne der Erfindung wird eine Vorrichtung verstanden, mittels welcher eine Dämpferkraft erzeugt und/oder eingestellt werden kann, wobei der Begriff „Dämpferkraft" dabei nicht einschränkend auf eine entgegen einer Kolbenstangengeschwindigkeit wirkenden Kraft zu verstehen ist, sondern allgemein als eine zum Dämpfen erforderliche Kraft. Folglich sind sowohl eine Vorrichtung, mittels der die Kraft eines herkömmlichen Schwingungsdämpfers mit Kolbenstange verstellt werden kann (z.B. bei einem hydraulischen, semi-aktiven Schwingungsdämpfer durch Verändern eines Dämpferventilquerschnitts) als auch eine Vorrichtung (z.B. eine aktiver Steller in Form eines Elektromotors und/oder einer in den Hydraulikkreislauf integrierten Hydraulikpumpe), mittels der unabhängig von der Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter und gedämpfter Masse, insbesondere unabhängig von einer Kolbenstangengeschwindigkeit, eine Dämpferkraft erzeugt und/oder eingestellt werden kann, eine Dämpferkraftverstelleinrichtung im Sinne der Erfindung.
Unter einer Entlastungseinrichtung im Sinne der Erfindung wird eine Vorrichtung verstanden, mittels welcher die Dämpferkraftverstelleinrichtung zumindest teilweise entlastet werden kann.
Unter einem Lastpfad im Sinne der Erfindung wird ein Übertragungsweg verstanden, über welchen Energie übertragen werden kann, insbesondere mechanische Energie und/oder hydraulische Energie.
Unter einer auf das Dämpfersystem aufgebrachten Last im Sinne der Erfindung wird eine von außen auf das Dämpfersystem aufgebrachte Last verstanden, vorzugsweise eine von außen in das Dämpfersystem eingebrachte Schwingungsenergie, insbesondere eine in Vertikalrichtung auf das Dämpfersystem aufgebrachte Last, welche beispielsweise bei der Überfahrt eines„Hindernisses", wie beispielsweise einem Schlagloch, einer Bodenwelle oder dergleichen, entsteht und in das Dämpfersystem eingebracht wird.
Unter der Relativgeschwindigkeit zwischen der ungedämpften und der gedämpften Masse wird im Sinne der Erfindung die Differenzgeschwindigkeit zwischen der Geschwindigkeit der ungedämpften Masse und der Geschwindigkeit der gedämpften Masse in wenigstens einer Raumrichtung verstanden. D.h., die Relativgeschwindigkeit zwischen der ungedämpften und der gedämpften Masse kann bei einem erfindungsgemäßen Dämpfungssystem die Differenzgeschwindigkeit zwischen der Geschwindigkeit der ungedämpften Masse und der Geschwindigkeit der gedämpften Masse in x-Richtung und/oder in y-Richtung und/oder in z-Richtung sein, wobei bei einem erfindungsgemäßen Dämpfungssystem für ein Kraftfahrzeug die Relativge- schwindigkeit zwischen der ungedämpften und der gedämpften Masse vorzugsweise die Differenzgeschwindigkeit zwischen der Geschwindigkeit der ungedämpften Masse und der Geschwindigkeit der gedämpften Masse in z-Richtung, d.h. in Vertikalrichtung ist, bezogen auf ein Fahrzeugkoordinatensystem nach DIN 70000. Da bei Kraftfahrzeugen die z-Richtung die Haupt-Wirkrichtung der Radbewegung darstellt, ist die Radbewegung insbesondere in dieser Richtung, d.h. in Vertikalrichtung zu bedämpfen. Für die Auslegung eines Dämpfersystems für ein Kraftfahrzeug ist es daher in den meisten Fällen vorteilhaft und auch ausreichend, wenn die Relativgeschwindigkeit die Differenzgeschwindigkeit zwischen der Geschwindigkeit der ungedämpften Masse und der Geschwindigkeit der gedämpften Masse in z-Richtung ist.
Unter einem Bypass-Pfad im Sinne der Erfindung wird ein Umgehungs- Lastpfad verstanden, über welchen eine auf das Dämpfersystem von außen aufgebrachte Last an der Dämpferkraftverstelleinrichtung zumindest teilweise vorbeigeführt werden kann, so dass die Dämpferkraftverstelleinrichtung zumindest teilweise entlastet wird und nicht mit der gesamten, in das Dämpfersystem eingebrachten Last belastet wird.
Unter einer vollständigen Unterbrechung eines Lastpfades wird im Sinne der Erfindung die vollständige Trennung des Lastpfades verstanden, wobei bei vollständig getrenntem Lastpfad keine Energie mehr über die Trennstelle hinweg übertragen werden kann. Bei einer nur teilweisen Unterbrechung des Lastpfades hingegen kann noch ein Anteil an Energie über die Trennstelle hinweg übertragen werden.
Unter dem Dissipieren einer Last wird im Sinne der Erfindung die Umwandlung der in der Last enthaltenen Energie verstanden, wobei bei einem erfindungsgemäßen Dämpfungssystem Energie vorzugsweise dissipiert wird, in dem die zu dissipierende Energie in Wärme und/oder elektrische Energie umgewandelt wird, wobei die zu dissipierende Energie insbesondere durch Reibung in Wärme umgewandelt wird und/oder durch den Antrieb eines Generators mittels der zu dissipierenden Energie in elektrische Energie.
Die Dämpfungseinrichtung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems weist vorzugsweise wenigstens einen Schwingungsdämpfer auf, insbesondere wenigstens einen zylindrischen Fluiddämpfer und/oder wenigstens einen Rotationsdämpfer.
Dabei haben sich die aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannten hydraulischen und/oder pneumatischen Schwingungsdämpfer, insbesondere Schwingungsdämpfer mit einem Dämpfergehäuse und mit einer relativ zu diesem entlang einer Dämpferlängsachse bewegbaren Kolbeneinrichtung mit einer Kolbenstange und einem an dieser befestigten Arbeitskolben, sowie die ebenfalls aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannten Rotationsdämpfer, insbesondere elektromagnetische Rotationsdämpfer und/oder Fluid-Rotationsdämpfer, als besonders geeignet zur Verwendung als Dämpfungseinrichtung in einem erfindungsgemäßen Dämpfersystem erwiesen.
Somit weist in einer ersten Alternative einer möglichen Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems das erfindungsgemäße Dämpfersystem als Dämpfungseinrichtung vorzugsweise einen herkömmlichen, aus dem Stand der Technik allgemein bekannten Schwingungsdämpfer auf, insbesondere einen hydraulischen Schwingungsdämpfer mit einem Hydraulikzylinder, wobei der Hydraulikzylinder vorzugsweise durch ein Dämpfergehäuse gebildet ist, in welchem eine Kolbeneinrichtung mit einem Arbeitskolben und einer Kolbenstange entlang einer Dämpferlängsachse in Dämpferlängsrichtung relativ zum Dämpfergehäuse verschiebbar ist, und wobei der Hydraulikzylinder mit einem Hydraulikmedium befüllbar ist. Statt eines hydraulischen Schwingungsdämpfers kann ein erfindungsgemäßes Dämpfungssystem aber auch eine Dämpfungseinrichtung mit einem pneumatischen Schwingungsdämpfer aufweisen, beispielsweise mit einem Gasdruckdämpfer, wie er aus dem Stand der Technik allgemein bekannt ist.
In einer zweiten Alternative einer möglichen Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems weist das erfindungsgemäße Dämpfersystem als Dämpfungseinrichtung vorzugsweise einen Rotationsdämpfer auf, wobei der Rotationsdämpfer vorzugsweise als Fluid-Rotationsdämpfer, insbesondere als hydraulischer Rotationsdämpfer ausgebildet ist oder als elektromechani- scher Rotationsdämpfer.
Rotationsdämpfer als solche sowie deren Anwendung als Schwingungsdämpfer in Fahrzeugen sind, wie vorstehend bereits erläutert worden ist, aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Für nähere Ausführungen diesbezüglich, insbesondere hinsichtlich einer vorteilhaften Anordnung eines Rotatiosdämpfers in einem Kraftfahrzeug wird auf die DE 10 2012 021 018 A1 sowie die DE 10 2014 011 747 B3 verwiesen.
Für weitere Ausführungen und Informationen zur Ausgestaltung und Funktionsweise eines Rotationsdämpfers als Dämpfungseinrichtung wird auf die DE 10 2014 007 956 A1 sowie die DE 10 2013 014 158 A1 verwiesen, wobei die DE 10 2014 007 956 A1 Ausführungen zur Ausgestaltung eines elektromechanischen Rotationsdämpfers enthält und die DE 10 2013 014 158 A1 hinsichtlich eines Fluid-Rotationsdämpfers.
Die Dämpfungseinrichtung eines erfindungsgemäßen Dämpfungssystems ist vorzugsweise als aktive Dämpfungseinrichtung ausgebildet, d.h. vorzugsweise weist die Dämpfungseinrichtung eine unabhängig von der Relativgeschwindigkeit zwischen der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse einstellbare Dämpferkraft auf, wobei die Dämpferkraft insbesondere mittels der Dämpferkraftverstelleinrichtung aktiv und unabhängig von der Relativgeschwindigkeit zwischen der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse einstellbar ist.
Die Dämpfungseinrichtung kann aber auch nur semi-aktiv ausgebildet sein, d.h. zwar innerhalb gewisser Grenzen verstellbar, insbesondere mittels der Dämpferkraftverstelleinrichtung veränderbar und einstellbar, jedoch nicht unabhängig von der Relativgeschwindigkeit zwischen der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse.
Dabei können bei einem erfindungsgemäßen Dämpfersystem die Dämpfungseinrichtung und die Dämpferkraftverstelleinrichtung Teil einer gemeinsamen Komponente sein oder aber als getrennte, einzelne Komponenten ausgebildet sein.
Die Dämpferkraftverstelleinrichtung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems weist vorzugsweise wenigstens ein Dämpferventil, insbesondere ein zumindest steuerbares, insbesondere ein regelbares Dämpferventil und/oder eine Aktuatoreinrichtung zur Erzeugung der Dämpferkraft auf. Besonders bevorzugt ermöglicht die Dämpferkraftverstelleinrichtung eine aktive Dämpfung, d.h. die Einstellung und/oder Erzeugung einer Dämpferkraft unabhängig von einer Dämpfergeschwindigkeit.
Vorzugsweise ist ein erfindungsgemäßes Dämpfersystem derart ausgebildet, dass die Entlastungseinrichtung zumindest in dem definierten Bereich unterhalb der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit und/oder des Betrags der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit inaktiv ist. D.h., dass vorzugsweise sämtliche, in das Dämpfersystem eingebrachten Kräfte unterhalb des ersten Betrags der definierten Relativgeschwindigkeit vorzugsweise vollständig über den ersten Lastpfad an die Dämpferkraftver- stelleinrichtung übertragen werden kann und erst oberhalb der definierten Relativgeschwindigkeit und/oder des ersten Betrags der definierten Relativgeschwindigkeit die Entlastungseinrichtung aktiv ist und die Dämpferkraftver- stelleinrichtung zumindest teilweise oder vollständig entlastet wird.
D.h. mit anderen Worten, dass in dem definierten Bereich unterhalb der definierten Relativgeschwindigkeit und/oder des ersten Betrags der definierten Relativgeschwindigkeit mittels der Dämpferkraftverstelleinrichtung eine Dämpferkraft erzeugbar und zur Abstützung der in das Dämpfersystem eingebrachten Last nutzbar ist, während oberhalb der definierten Relativgeschwindigkeit und/oder des definierten Betrags der definierten Relativgeschwindigkeit, d.h. wenn die Entlastungseinrichtung aktiv ist, vorzugsweise nur noch zum Teil die von der Dämpferkraftverstelleinrichtung erzeugte Dämpferkraft zur Abstützung der aufgebrachten Last nutzbar ist.
Vorzugsweise ist bei einem erfindungsgemäßen Dämpfersystem die definierte Relativgeschwindigkeit und/oder deren Betrag, bei deren bzw. dessen Überschreiten mittels der Entlastungseinrichtung der erste Lastpfad unterbrochen werden kann und/oder die auf das Dämpfersystem aufgebrachte Last zumindest teilweise dissipiert werden kann und/oder die auf das Dämpfersystem aufgebrachte Last zumindest teilweise über einen Bypass- Pfad abgeleitet werden kann, frei wählbar, insbesondere als Parameterwert im Dämpfersystem hinterlegbar, wobei insbesondere für die Zugstufe (= die Dämpfung beim Ausfedern) und die Druckstufe (= die Dämpfung beim Einfedern) des Dämpfersystem jeweils die definierte Relativgeschwindigkeit und/oder deren Betrag getrennt und unabhängig voneinander hinterlegbar sind. Für zweispurige Kraftfahrzeuge hat es sich dabei als vorteilhaft erwiesen, wenn die definierte Relativgeschwindigkeit, oberhalb der die Entlastungseinrichtung aktiviert wird, für die Druckstufe etwa 0,5 m/s bis 1 ,5 m/s beträgt, vorzugsweise etwa 0,8 m/s bis 1 ,2 m/s, insbesondere etwa 1 m/s, und für die Zugstufe etwa -0,5 m/s bis -1 ,5 m/s beträgt, vorzugsweise etwa -0,8 m/s bis -1 ,2 m/s, insbesondere etwa -1 m/s bzw. der Betrag der definierten Relativgeschwindigkeit für die Zugstufe ebenfalls etwa 0,5 m/s bis 1 ,5 m/s beträgt, vorzugsweise etwa 0,8 m/s bis 1 ,2 m/s, insbesondere etwa 1 m/s.
Die vorgenannten Zahlenwerte sind dabei jeweils auf die Radebene bezogen, d.h. auf einen in Radebene verlaufenden Relativgeschwindigkeits- vektor, insbesondere auf einen vertikal verlaufenden Relativgeschwindig- keitsvektor. Ist ein erfindungsgemäßes Dämpfersystem derart ausgebildet, dass der Relativgeschwindigkeitsvektor nicht in der Radebene liegt und/oder nicht vertikal verläuft, sondern anders im Raum orientiert ist, ist es vorteilhaft, die oben angegebenen, vorteilhaften Schwellwerte zur Übertragung auf ein derartiges Dämpfersystem unter Berücksichtigung der Einbaulage und der daraus resultierenden Übersetzungen entsprechend umzurechnen.
In einigen Fällen kann es auch vorteilhaft sein, wenn mehrere definierte Relativgeschwindigkeiten und/oder deren Beträge hinterlegt werden können, insbesondere als Kennfeld oder Kennraum, vorzugsweise in Abhängigkeit wenigstens einer Fahrzustandsgröße, beispielsweise in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder einem Lenkwinkel und/oder einem Bremsparameter.
Ein erfindungsgemäßes Dämpfersystem, bei welchem die Entlastungseinrichtung erfindungsgemäß in Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter Masse und gedämpfter Masse aktiv wird, insbesondere erst bei Überschreiten der definierten Relativgeschwindigkeit und/oder des Betrags der definierten Relativgeschwindigkeit, hat gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Dämpfersystemen, bei denen eine Entkopplung der Dämpferkraftverstelleinrichtung entweder abhängig von der Dämpferkraft, abhängig von der Frequenz oder vom Hub erfolgt, den Vorteil, dass auch bei großen Hüben und hohen Kräften, sofern diese nicht mit hohen Relativgeschwindigkeiten einhergehen, die Dämpferkraftverstellein- richtung voll nutzbar ist und mittels der Dämpferkraftverstelleinrichtung auch bei großen Hüben und hohen Kräften eine Dämpferkraft erzeugt und eingestellt werden kann. Dadurch ergibt sich ein deutlich größerer Betriebsbereich gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Systemen, in welchem die Dämpferkraftverstelleinrichtung nutzbar ist. Ist die Dämpfer- kraftverstelleinrichtung eine aktive Dämpferkraftverstelleinrichtung, ist über einen deutlich größeren Betriebsbereich eine aktive Steuerung bzw. Regelung der Dämpferkraft möglich. Infolgedessen erhöht sich die Flexibilität in der Fahrwerksabstimmung, insbesondere hinsichtlich im Bereich der Vertikaldynamik. In vielen Fällen kann mithilfe eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems auch ein erhöhter Fahrkomfort erreicht werden.
Ein erfindungsgemäßes Dämpfersystem ermöglicht aufgrund der Aktivierung der Entlastungseinrichtung in Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter Masse und gedämpfter Masse insbesondere eine relativ scharfe Trennung zwischen Anregungen in Form von besonders hochfrequenten, stoßartigen Belastungen und Kraftspitzen, wie sie beispielsweise bei der Überfahrt von Kanaldeckeln und Querfugen auftreten, und hoch- und niederfrequenten Anregungen aus dem gewöhnlichen Fahrbetrieb.
Infolgedessen können mit einem erfindungsgemäßen Dämpfersystem Anregungen aus dem gewöhnlichen Fahrbetrieb aus einem höheren Frequenzbereich noch aktiv mittels der Dämpferkraftverstelleinrichtung ausgeregelt werden, welche bei einigen aus dem Stand der Technik bekannten Systemen bereits passiv gedämpft werden (müssen), da bei diesen, insbesondere bei Entlastungseinrichtungen mit frequenzabhängigen Ventilen der rampenförmige Verlauf der Filterfunktion keine Trennung der Betriebssituation mit der Trennschärfe zulässt, wie sie ein erfindungsgemäßes Dämpfersystem aufweist. Durch die Entlastung der Dämpferkraftverstelleinrichtung in Sondersituationen mit erhöhter Störanregung, zum Beispiel bei der Überfahrt von Kanaldeckeln, Schlaglöchern, Bordsteinen oder dergleichen, können ferner auf einfache Art und Weise Kraftspitzen abgebaut und insbesondere stoßartige Belastungen der Dämpferkraftverstelleinrichtung vermieden werden, ohne wie bei kraftabhängig gesteuerten bzw. geregelten Systemen eine allzu große Sicherheitsreserve vorhalten zu müssen. Infolgedessen kann die Dämpferkraftverstelleinrichtung geringer dimensioniert werden, wodurch grundsätzlich eine höhere Dynamik des Dämpfersystems, insbesondere im aktiv regelbaren Bereich, realisierbar ist. Ferner kann der Verschleiß der Dämpferkraftverstelleinrichtung reduziert werden und damit die Lebensdauer und die Robustheit des Dämpfersystems erhöht werden.
Ein erfindungsgemäßes Dämpfersystem hat aufgrund seiner höheren Dynamik ferner den Vorteil, dass die Dämpferkraftverstelleinrichtung äußerst effizient betrieben werden kann und über einen weiten Frequenzbereich eine aktive Ausregelung von Anregungen aus dem Fahrbetrieb mit einem relativ geringen Energiebedarf ermöglicht.
Zusammenfassend ermöglicht ein erfindungsgemäßes Dämpfersystem somit die aktive Dämpfung von Fahrbahnanregungen über einen weiten Frequenzbereich, den Schutz der Dämpferkraftverstelleinrichtung vor hohen Belastungen und insbesondere die Bereitstellung eines besonders robusten Dämpfersystems, welches außerdem eine Gewichtsreduzierung ermöglicht, einen geringen Energiebedarf aufweist und somit ferner eine kostengünstigere Herstellung und einen kostengünstigeren Betrieb ermöglicht. Insbesondere kann mit einem erfindungsgemäßen Dämpfersystem bei gewöhnlichen Fahrsituationen das gesamte Kraft- und Frequenzpotenzial der Dämpfer- kraftverstelleinrichtung ausgenutzt werden bei gleichzeitigem Schutz der Dämpferkraftverstelleinrichtung in Sondersituationen vor Belastungsspitzen. In einer vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems weist die Dämpferkraftverstelleinrichtung mindestens eine, wenigstens als Motor betreibbare Kraftmaschine auf, welche über den ersten Lastpfad mit der ungedämpften Masse wirkverbindbar ist.
Vorzugsweise weist die Dämpferkraftverstelleinrichtung dabei eine als Motor betreibbare elektrische Maschine als Kraftmaschine auf, welche insbesondere mechanisch mit der ungedämpften Masse wirkverbindbar ist, vorzugsweise über ein Kinematikgestänge und/oder einen Schwenkarm, welches bzw. welcher mechanisch insbesondere mit dem Rad eines Fahrzeugs verbindbar ist, vorzugsweise über den Radträger dieses Rades. Das Kinematikgestänge und/oder der Schwenkarm sind dabei vorzugsweise Teil des ersten Lastpfades.
Die Dämpferkraftverstelleinrichtung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems kann dabei entweder ohne eine zusätzliche Dämpfungseinrichtung mit der ungedämpften Masse wirkverbunden sein, d.h. insbesondere ohne einen Schwingungsdämpfer oder dergleichen im ersten Lastpfad dazwischen, und insbesondere auch die Dämpfereinrichtung bilden, wie beispielsweise bei einer als Rotationsdämpfer ausgebildeten, elektrischen Maschine, oder über eine weitere Dämpfungseinrichtung im ersten Lastpfad, wie beispielsweise über einen Schwingungsdämpfer oder dergleichen dazwischen mit der ungedämpften Masse wirkverbunden werden.
Ist die Kraftmaschine„direkt", d.h. ohne dass zusätzlich eine Dämpfungseinrichtung wie ein Schwingungsdämpfer oder dergleichen im ersten Lastpfad angeordnet ist, mit der ungedämpften Masse verbunden, bildet die Kraftmaschine vorzugsweise zugleich zum einen die Dämpferkraftverstelleinrichtung und zum anderen die Dämpfungseinrichtung. Ist die Dämpferkraftverstelleinrichtung über eine zusätzliche Dämpfungseinrichtung, insbesondere über einen zusätzlichen Schwingungsdämpfer mit der ungedämpften Masse wirkverbindbar, ist vorzugsweise der Schwingungsdämpfer einerseits mit der ungedämpften Masse wirkverbunden und andererseits mit der gedämpften Masse.
Die Dämpferkraftverstelleinrichtung ist vorzugsweise grundsätzlich einerseits mit der ungedämpften Masse wirkverbunden und andererseits mit der gedämpften Masse.
Alternativ oder zusätzlich zu einer als Motor betreibbaren, elektrischen Maschine kann ein erfindungsgemäßes Dämpfersystem auch eine Dämpfer- kraftverstelleinrichtung mit einem Hydraulikmotor als Kraftmaschine aufweisen, welcher über den ersten Lastpfad mit der ungedämpften Masse wirkverbindbar ist.
Die Kraftmaschine der Dämpferkraftverstelleinrichtung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems kann auch ein Motor sein, der eine Fluidpumpe antreibt, welche mit einem im ersten Lastpfad angeordneten Fluid- Schwingungsdämpfer wirkverbunden ist, wobei vorzugsweise das Dämpfergehäuse und/oder die Kolbenstange des Schwingungsdämpfers mit der ungedämpften Masse verbunden ist, so dass im Ergebnis die Kraftmaschine der Dämpferkraftverstelleinrichtung über die Fluidpumpe und den Schwingungsdämpfer mit der ungedämpften Masse wirkverbunden ist.
Für einen besonders energieeffizienten Betrieb eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems mit einer Dämpferkraftverstelleinrichtung mit einer Kraftmaschine ist es vorteilhaft, wenn die Kraftmaschine der Dämpferkraft- verstelleinrichtung dabei nicht nur als Kraftmaschine betreibbar ist, sondern darüber hinaus auch als Arbeitsmaschine, d.h. auch zur Erzeugung von Energie und/oder zur Unterstützung bei der Erzeugung von Energie ausgebildet ist, insbesondere zur Erzeugung von elektrischer Energie.
Im Fall einer als elektrische Maschine ausgebildeten Kraftmaschine ist diese vorzugsweise auch als Generator betreibbar, so dass mittels der auf das Dämpfersystem von außen aufgebrachten Last elektrische Energie erzeugbar ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems ist die Dämpferkraftverstelleinrichtung mechanisch, vorzugsweise rein mechanisch, mit der ungedämpften Masse wirkverbindbar, wobei die Entlastungseinrichtung vorzugsweise zumindest teilweise, insbesondere vollständig, im ersten Lastpfad zwischen der ungedämpften Masse und der Dämpferkraftverstelleinrichtung angeordnet ist, bezogen auf einen funktionsgemäßen Einbauzustand des Dämpfersystems.
In diesem Fall weist die Dämpferkraftverstelleinrichtung vorzugsweise eine als Motor betreibbare Kraftmaschine auf, welche mechanisch direkt mit der ungedämpften Masse wirkverbindbar ist, vorzugsweise über ein Kinematikgestänge und/oder einen Schwenkarm, wobei die Kraftmaschine dabei insbesondere außerdem als Dämpfungseinrichtung ausgebildet ist, vorzugsweise als Rotationsdämpfer, insbesondere als elektromagnetischer Rotationsdämpfer. Auf diese Art und Weise kann ein konstruktiv besonders einfaches und bauraumsparendes, erfindungsgemäßes Dämpfersystem bereitgestellt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems weist die Entlastungseinrichtung eine Kupplung, vorzugsweise eine Fliehkraftkupplung oder eine geregelte Kupplung, insbesondere eine Reibkupplung auf. D.h., in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems, ist im ersten Lastpfad zwischen der ungedämpften Masse und der Dämpferkraftverstelleinrichtung eine Entlastungseinrichtung mit wenigstens einer Kupplung angeordnet.
Vorzugsweise kann in einem erfindungsgemäßen Dämpfersystem bei der Kupplung der Entlastungseinrichtung dabei die Anpresskraft in Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter Masse und gedämpfter Masse verändert werden, insbesondere mittels Fliehkraft und/oder gesteuert und/oder geregelt mithilfe eines in Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter Masse und gedämpfter Masse erzeugten Steuersignals.
Als Kupplung im Sinne der Erfindung wird dabei eine Vorrichtung verstanden, mit welcher in einem ersten Betriebszustand mechanische Energie, insbesondere ein Drehmoment, übertragbar ist und in einem zweiten Betriebszustand keine Energie, insbesondere kein Drehmoment, übertragbar ist.
Unter einer Fliehkraftkupplung im Sinne der Erfindung wird eine Kupplung verstanden, welche bei Überschreiten einer definierten Fliehkraft öffnet, so dass oberhalb der definierten Fliehkraft keine Kraft- bzw. Drehmomentübertragung erfolgt, wobei eine Fliehkraftkupplung als Teil der Entlastungseinrichtung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems vorzugsweise derart ausgebildet ist, dass oberhalb einer definierten Fliehkraft der erste Lastpfad zumindest teilweise unterbrochen wird, insbesondere vollständig.
Unter einer geregelten Kupplung im Sinne der Erfindung wird eine Kupplung verstanden, welche mithilfe eines Steuersignals betätigbar ist, vorzugsweise eine Kupplung, welche mithilfe eines Steuersignals geöffnet und/oder geschlossen werden kann, insbesondere derart, dass die zu übertragende Kraft bzw. das zu übertragende Drehmoment stufenlos einstellbar ist. Unter einer Reibkupplung im Sinne der Erfindung wird eine Kupplung verstanden, bei welcher die Kraft- bzw. Drehmomentübertragung kraftschlüssig erfolgt, wobei die zu übertragende Kraft bzw. das zu übertragende Drehmoment von einer aufgebrachten Anpresskraft abhängt.
Besonders bevorzugt weist ein erfindungsgemäßes Dämpfersystem eine Entlastungseinrichtung mit einer geregelten Reibkupplung auf, bei welcher die Anpresskraft und damit eine zu übertragende Energie, insbesondere ein zu übertragendes Drehmoment, vorzugsweise stufenlos einstellbar ist, insbesondere mithilfe eines Steuersignals, das in Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter Masse und gedämpfter Masse erzeugt werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems ist die Kupplung in wenigstens zwei, vorzugsweise in wenigstens drei Betriebszuständen betreibbar. Dabei weist die Kupplung vorzugsweise wenigstens einen geschlossenen Zustand sowie wenigstens einen geöffneten Zustand auf, wobei im geschlossenen Zustand vorzugsweise eine auf das Dämpfersystem aufgebrachte Last vollständig an die Dämpferkraftverstelleinrichtung übertragbar ist und in einem offenen Zustand der Kupplung insbesondere keine Kraft- bzw. Drehmomentübertragung an die Dämpferkraftverstelleinrichtung erfolgt. D.h. mit anderen Worten, dass im zweiten Zustand der Kupplung vorzugsweise der erste Lastpfad vollständig unterbrochen ist.
Besonders bevorzugt ist die Kupplung jedoch in wenigstens drei Betriebszuständen betreibbar, insbesondere in wenigstens einem geschlossenen Zustand, wenigstens einem offenen Zustand und wenigstens einem Zwischenzustand, in welchem eine auf das Dämpfersystem aufgebrachte Last zumindest teilweise an die Dämpferkraftverstelleinrichtung übertragbar ist. Besonders bevorzugt, insbesondere wenn die Kupplung eine geregelte Kupplung ist, kann die zu übertragende Energie, vorzugsweise die zu übertragende Kraft bzw. das zu übertragende Drehmoment, mittels der Kupplung stufenlos eingestellt werden,
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems weist die Dämpfungseinrichtung einen Schwingungsdämpfer auf, insbesondere einen hydraulischen Schwingungsdämpfer, wobei der Schwingungsdämpfer vorzugsweise mit der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse wirkverbindbar ist und bezogen auf einen funktionsgemäßen Einbauzustand des Dämpfersystems vorzugsweise derart im ersten Lastpfad zwischen der ungedämpften Masse und der Dämpferkraftverstel- leinrichtung angeordnet ist, dass eine mittels der Dämpferkraftverstelleinrich- tung erzeugte Dämpferkraft über den ersten Lastpfad auf den Schwingungsdämpfer aufbringbar ist und/oder eine auf das Dämpfersystem aufgebrachte Last zumindest teilweise über den Schwingungsdämpfer und den ersten Lastpfad an die Dämpferkraftverstelleinrichtung übertragbar ist.
D.h., bei einem erfindungsgemäßen Dämpfersystem, kann die Dämpferkraft- verstelleinrichtung entweder ohne eine weitere Dämpfungseinrichtung im ersten Lastpfad mit der ungedämpften Masse verbunden sein oder über eine weitere, im ersten Lastpfad angeordnete Dämpfungseinrichtung, beispielsweise über einen zusätzlichen, im ersten Lastpfad zwischen ungedämpfter Masse und Dämpferkraftverstelleinrichtung angeordneten Schwingungsdämpfer, mit der ungedämpften Masse wirkverbunden sein.
Insbesondere im ersteren Fall, d.h. wenn keine zusätzliche Dämpfungseinrichtung zwischen der Dämpferkraftverstelleinrichtung und der ungedämpften Masse angeordnet ist, ist die Dämpferkraftverstelleinrichtung vorzugsweise rein mechanisch über den ersten Lastpfad mit dem Schwingungsdämpfer wirkverbunden, wobei die Entlastungseinrichtung in diesem Fall insbesondere im ersten Lastpfad angeordnet ist. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems weist der Schwingungsdämpfer ein Dämpfergehäuse sowie wenigstens eine Kolbenstange auf, die entlang einer Dämpferlängsachse relativ gegenüber dem Dämpfergehäuse bewegbar ist, wobei das Dämpfersystem vorzugsweise dazu eingerichtet ist, bei Überschreiten wenigstens einer definierten Kolbenstangengeschwindigkeit und/oder eines Betrags wenigstens einer definierten Kolbenstangengeschwindigkeit mittels der Entlastungseinrichtung den ersten Lastpfad zu unterbrechen und/oder die auf den Schwingungsdämpfer aufgebrachte Last zumindest teilweise zu dissipieren und/oder die auf den Schwingungsdämpfer aufgebrachte Last zumindest teilweise über einen Bypass-Pfad abzuleiten, wobei unterhalb der wenigstens einen, definierten Kolbenstangengeschwindigkeit und/oder des Betrags der wenigstens einen definierten Kolbenstangengeschwindigkeit die auf den Schwingungsdämpfer aufgebrachte Last vollständig über den ersten Lastpfad an die Dämpferkraftverstelleinrichtung übertragbar ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems, insbesondere in einer alternativen Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems, weist die Dämpferkraftverstelleinrich- tung zur Erzeugung einer Dämpferkraft wenigstens eine mittels einer Kraftmaschine antreibbare Hydraulikpumpe auf, welche hydraulisch mit einem hydraulischen Schwingungsdämpfer wirkverbunden ist, wobei der erste Lastpfad vorzugsweise durch die hydraulische Verbindung zwischen dem Schwingungsdämpfer und der Dämpferkraftverstelleinrichtung gebildet ist, und wobei das Dämpfersystem insbesondere einen zum ersten Lastpfad parallelen, hydraulischen Bypass-Pfad aufweist.
Die zum Antrieb der Hydraulikpumpe erforderliche Kraftmaschine kann dabei Teil des Dämpfersystems sein und insbesondere durch eine als Motor betreibbare elektrische Maschine gebildet sein, wobei in diesem Fall die elektrische Maschine vorzugsweise ebenfalls als Generator betreibbar ist und zur Erzeugung von Energie mithilfe der auf das Dämpfersystem aufgebrachten Last eingerichtet ist.
Die Hydraulikpumpe kann aber auch durch eine andere Kraftmaschine, vorzugsweise durch den Antriebsmotor eines Fahrzeugs oder dergleichen, insbesondere den Verbrennungsmotor des Fahrzeugs, angetrieben werden, vorzugsweise mithilfe eines Riementriebs oder dergleichen, ähnlich einer aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannten Servopumpe, d.h. ähnlich einer aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannten Hydraulikpumpe als Teil einer Servolenkung.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines Dämpfersystems, insbesondere, wenn der erste Lastpfad durch eine hydraulische Verbindung gebildet ist, ist die Entlastungseinrichtung zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, im Bypass-Pfad angeordnet.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems weist die Entlastungseinrichtung wenigstens ein Hydraulikventil auf, wobei das Hydraulikventil vorzugsweise im Bypass-Pfad angeordnet ist und wobei das Dämpfersystem insbesondere derart ausgebildet ist, dass das Hydraulikventil unterhalb der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit und/oder des Betrags der definierten Relativgeschwindigkeit geschlossen ist, vorzugsweise vollständig, und oberhalb der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit und/oder des Betrags der definierten Relativgeschwindigkeit zumindest teilweise geöffnet ist.
Vorzugsweise ist wenigstens ein Hydraulikventil der Entlastungseinrichtung elektronisch, elektromagnetisch, induktiv oder mechanisch betätigbar, wobei ein mechanisches Hydraulikventil insbesondere mittels Fliehkraft betätigbar ist, ein elektronisch betätigbares Hydraulikventil insbesondere mittels eines elektronischen Steuersignals, ein elektromagnetisch betätigbares Hydraulikventil insbesondere mittels eines elektrisch erzeugten Magnetfeldes oder eines Steuerstromes und ein induktiv betätigbares Hydraulikventil mittels eines induktiv erzeugten Steuerstromes.
Ein zur Ansteuerung des Hydraulikventils erforderlicher Steuerstrom kann bevorzugt mittels einer Induktionseinrichtung proportional zur Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter Masse und gedämpfter Masse erzeugt werden.
Die elektrische Erzeugung eines Magnetfeldes zur Ansteuerung des Hydraulikventils erfolgt bevorzugt in Abhängigkeit der insbesondere mittels einer Sensoreinrichtung erfassten Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter Masse und gedämpfter Masse.
Bevorzugt weist das Hydraulikventil der Entlastungseinrichtung wenigstens zwei Schaltzustände auf, insbesondere drei Schaltzustände, wobei das Hydraulikventil wenigstens einen geschlossenen Schaltzustand, einen vollständig geöffneten Schaltzustand und insbesondere einen zumindest teilweise geöffneten Schaltzustand dazwischen aufweist. Besonders bevorzugt ist das Hydraulikventil der Entlastungseinrichtung derart ansteuerbar bzw. regelbar, dass ein Öffnungszustand des Hydraulikventils stufenlos zwischen dem geschlossenen Zustand und dem vollständig geöffneten Zustand einstellbar ist.
Insbesondere, wenn das Hydraulikventil wenigstens drei Schaltzustände aufweist, kann das Dämpfersystem oberhalb der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit und/oder oberhalb des Betrags der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter und gedämpfter Masse mit zwei voneinander verschiedenen Dämpferkraft- Kennlinien, insbesondere einer „harten" Dämpferkraft-Kennlinie und einer „weichen" Dämpferkraft-Kennlinie betrieben werden, wobei die Entlastungseinrichtung, insbesondere das Hydraulikventil der Entlastungseinrichtung vorzugsweise in Abhängigkeit wenigstens einer weiteren Fahrzustandsgröße ansteuerbar ist, beispielsweise zusätzlich in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit.
Vorzugsweise weist die Entlastungseinrichtung dazu wenigstens ein als 2/2- Wegeventil ausgebildetes Hydraulikventil und/oder wenigstens ein 2/3- Wegeventil und/oder wenigstens ein 2/4-Wegeventil und/oder wenigstens ein Proportionalventil auf.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems weist das Dämpfersystem zur Steuerung der Entlastungseinrichtung eine Steuerungseinrichtung auf, wobei die Steuerungseinrichtung vorzugsweise dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit zwischen der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse die Entlastungseinrichtung in Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit elektronisch und/oder elektromagnetisch und/oder induktiv und/oder mechanisch und/oder hydraulisch und/oder pneumatisch zu betätigen, wobei die Steuerungseinrichtung insbesondere dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit zwischen der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse ein Steuersignal zur Steuerung der Entlastungseinrichtung zu erzeugen.
Zur elektronischen Betätigung der Entlastungseinrichtung ist die Steuerungseinrichtung vorzugsweise dazu ausgebildet bzw. eingerichtet, mithilfe von Sensordaten in Abhängigkeit von der erfassten Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter und gedämpfter Masse ein entsprechendes elektronisches Steuersignal zu erzeugen und damit die Entlastungseinrichtung anzusteuern. Zur elektromagnetischen Betätigung der Entlastungseinrichtung ist die Steuerungseinrichtung vorzugsweise dazu ausgebildet, in Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter Masse und gedämpfter Masse einen entsprechenden Steuerstrom und/oder ein entsprechendes Steuersignal und/oder elektrisch ein entsprechendes Magnetfeld zu erzeugen.
Zur induktiven Betätigung der Entlastungseinrichtung ist die Steuerungseinrichtung vorzugsweise dazu eingerichtet, mittels einer Induktionseinrichtung in Abhängigkeit von einer Relativgeschwindigkeit zwischen der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse einen Steuerstrom zu erzeugen.
Ist die Steuerungseinrichtung zur mechanischen Betätigung der Entlastungseinrichtung ausgebildet, weist die Entlastungseinrichtung vorzugsweise ein mechanisch betätigbares Element auf, insbesondere eine Fliehkraftkupplung oder ein mittels Fliehkraft betätigbares Hydraulikventil.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems, insbesondere wenn das Dämpfersystem einen Schwingungsdämpfer mit einem Dämpfergehäuse und einer relativ zu diesem entlang der Dämpferlängsachse bewegbaren Kolbenstange aufweist, weist die Steuerungseinrichtung eine Bewegungswandlungseinrichtung auf, mittels derer eine Translationsbewegung der Kolbenstange oder des Dämpfergehäuses des Schwingungsdämpfers in einer Rotationsbewegung umwandelbar ist. Die Bewegungswandlungseinrichtung weist dazu vorzugsweise ein Zahnstangengetriebe, einen Kugelgewindetrieb, einen Riementrieb, insbesondere einen Seilzugtrieb, einen Reibradtrieb und/oder einen Zahnriementrieb und/oder einen Kettentrieb auf.
Mittels der Bewegungswandlungseinrichtung kann besonders einfach eine mechanische Betätigung der Entlastungseinrichtung realisiert werden, insbesondere mithilfe einer Fliehkraftkupplung und/oder mithilfe eines durch Fliehkraft betätigbaren Hydraulikventils.
Weist die Entlastungseinrichtung eine Fliehkraftkupplung oder ein durch Fliehkraft betätigbares Hydraulikventil auf, ist die Bewegungswandlungsein- richtung vorzugsweise mechanisch mit der Fliehkraftkupplung oder einem durch Fliehkraft betätigbaren Hydraulikventil gekoppelt, insbesondere derart, dass eine entsprechende Komponente der Entlastungseinrichtung in die Rotationsbewegung versetzt wird und die entsprechenden Fliehkräfte erzeugt werden.
Ein mittels Fliehkraft betätigbares Hydraulikventil kann beispielsweise eine rotierende Scheibe mit Öffnungen und nach außen federgestützten Kugeln aufweisen, wobei die rotierende Scheibe vorzugsweise definierte, in Umfangsrichtung verteilte Öffnungsquerschnitte aufweist, welche jeweils mit einer Kugel verschlossen werden können, wobei die Kugeln jeweils nach außen mit einer Feder gegenüber dem Außenradius der Scheibe abgestützt sind. Die Masse der einzelnen Kugeln sowie die Federsteifigkeit der die Kugeln unter Vorspannung nach innen drückenden Federn sind dabei so ausgelegt, dass die Kugeln bis zu einer festgelegten Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter Masse und gedämpfter Masse, welche mithilfe der Bewegungswandlungseinrichtung der Steuerungseinrichtung in eine Rotationsbewegung umgewandelt werden kann und somit bis zu einer infolgedessen entstehenden, definierten Fliehkraft, jeweils mittels Form- schluss die zugehörige Öffnung in der Scheibe komplett verdecken. Damit bleibt das Hydraulikventil solange geschlossen, bis die Fliehkräfte größer werden als die die Kugeln in Position über den Öffnungen haltenden Federkräfte. Bei Überschreiten der Fliehkraft, infolge eines Überschreitens der definierten Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter und gedämpfter Masse, kommt es infolge der Zentrifugalkraft zu einer Auslenkung der Kugeln nach außen und somit mit steigender Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter Masse und gedämpfter Masse zu einer zunehmenden Verlagerung der Kugeln nach außen, wodurch die Öffnungen in der Schreibe zunehmend freigelegt werden und das Hydraulikventil zunehmend öffnet.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems weist die Steuerungseinrichtung zur induktiven Erzeugung eines Steuerstroms eine Induktionseinrichtung auf, wobei die Entlastungseinrichtung vorzugsweise induktiv betätigbar ist, insbesondere durch den mittels der Induktionseinrichtung erzeugten Steuerstrom.
Dazu ist die Entlastungseinrichtung vorzugsweise elektromagnetisch betätigbar, insbesondere durch den mittels der Induktionseinrichtung erzeugten Steuerstrom, wobei die Entlastungseinrichtung dazu vorzugsweise wenigstens ein elektromagnetisch betätigbares Ventil aufweist. Insbesondere ist die Induktionseinrichtung dabei derart ausgebildet, dass mehrere Steuerstromniveaus erzeugbar sind und somit mehrere Schaltzustände der Entlastungseinrichtung realisierbar sind.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems, insbesondere wenn das Dämpfersystem einen Schwingungsdämpfer mit einem Dämpfergehäuse und einer relativ zu diesem entlang der Dämpferlängsachse bewegbaren Kolbenstange aufweist, weist die Induktionseinrichtung eine parallel zur Dämpferlängsachse des Schwingungsdämpfers angeordnete Magnetleiste und wenigstens eine relativ zur Magnetleiste und parallel zur Dämpferlängsachse bewegbare Spule auf, wobei durch eine Relativbewegung zwischen der Spule und der Magnetleiste ein Steuerstrom induzierbar ist, und wobei die Magnetleiste vorzugsweise ortsfest am Dämpfergehäuse angeordnet ist und die Spule fest mit der Kolbenstange verbunden ist. In einigen Fällen kann auch eine umgekehrte Anordnung vorteilhaft sein, bei welcher die Magnetleiste mit der Kolbenstange verbunden ist und die Spule ortsfest am Dämpfergehäuse angeordnet ist.
Mit einer vorbeschriebenen Induktionseinrichtung kann auf besonders einfache Art und Weise, insbesondere ohne Bewegungswandlungseinrich- tung, in Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter Masse und gedämpfter Masse, insbesondere in Abhängigkeit von der Kolbenstangengeschwindigkeit, ein Steuerstrom zur Steuerung der Entlastungseinrichtung erzeugt werden. Durch die zusätzliche Anordnung von wenigstens einer Zener-Diode kann die definierte Relativgeschwindigkeit bzw. die definierte Kolbenstangengeschwindigkeit, bei welcher die Entlastungseinrichtung aktiviert werden soll, sehr exakt festgelegt werden.
Unter einer Zener-Diode oder auch Z-Diode wird im Sinne der Erfindung dabei eine Diode verstanden, welche bei geringen Spannungen sperrend ist und bei der ab einer gewissen Sperrspannung, der so genannten Durch- bruchspannung, der Strom innerhalb weniger hundert Millivolt um viele Größenordnungen ansteigt.
In einer alternativen, vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems ist die Induktionseinrichtung mechanisch mit der Bewe- gungswandlungseinrichtung gekoppelt, wobei die Induktionseinrichtung vorzugsweise wenigstens eine mit einer Rotationsgeschwindigkeit proportional zur Relativgeschwindigkeit zwischen der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse drehbare Permanentmagnetscheibe aufweist, wobei die Translationsbewegung der Kolbenstange oder des Dämpfergehäuses des Schwingungsdämpfers in eine Rotationsbewegung der Permanentmagnetscheibe umwandelbar ist, und wobei insbesondere durch eine Rotation der Permanentmagnetscheibe ein Wirbelstrom als Steuerstrom zur Steuerung der Entlastungseinrichtung induzierbar ist, ähnlich wie bei einem Tachometer. Mithilfe der Übersetzung der Bewegungswandlungseinrichtung, d.h. mithilfe der Übersetzung, mit welchem die Translationsbewegung der Kolbenstange in eine Rotationsbewegung der Permanentmagnetscheibe umgewandelt wird, kann die Empfindlichkeit bzw. die Auflösung der Steuerungseinrichtung eingestellt werden.
Die Entlastungseinrichtung weist in diesem Fall vorzugsweise ein auf diese Art und Weise betätigbares, insbesondere ein elektromagnetisch betätigbares Ventil auf, wobei sich in diesem Fall besonders gut Rotationsscheibenventile mit einer elektromagnetisch verdrehbaren Rotorscheibe bzw. Ventilscheibe eignen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems ist die Entlastungseinrichtung derart ausgebildet, dass das Dämpfersystem oberhalb der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit und/oder des Betrags der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit mit wenigstens einer definierten Dämpferkraft-Kennlinie betreibbar ist, vorzugsweise mit wenigstens zwei voneinander verschiedenen Dämpferkraft-Kennlinien. Dadurch kann auch bei aktiver Entlastungeinrichtung noch zwischen wenigstens zwei Dämpferkraft-Kennlinien, vorzugsweise zwischen wenigstens einer„harten" Dämpferkraft-Kennlinie und wenigstens einer„weichen" Dämpferkraft-Kennlinie gewählt werden, wie es aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt ist, insbesondere in Verbindung mit semi-aktiven Dämpfersystemen, bei welchen die Dämpferkraft innerhalb gewisser Grenzen verstellbar ist, allerdings nicht in Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter und gedämpfter Masse.
Dies kann bei einer Entlastungseinrichtung, welche wenigstens eine Kupplung aufweist, besonders einfach mithilfe einer geregelten Kupplung realisiert werden, insbesondere mithilfe einer geregelten Reibkupplung, deren Anpressdruck entsprechend steuerbar und/oder regelbar ist, sofern die Kupplung die Einstellung von insbesondere wenigstens drei verschiedenen Anpressdrücken ermöglicht (Anpressdruck 1 = vollständig geschlossen => Entlastungeinrichtung inaktiv; Anpressdruck 2 = teilweise geöffnet => Entlastungseinrichtung aktiv, teilweise Entlastung der Dämpferkraftverstel- leinrichtung, beispielsweise um 25% => Dämpferkraft-Kennlinie 1 ; Anpressdruck 3 => teilweise geöffnet => Entlastungseinrichtung aktiv, teilweise Entlastung der Dämpferkraftverstelleinrichtung, beispielsweise um 50% => Dämpferkraft-Kennlinie 2).
Im Falle einer hydraulischen Entlastungseinrichtung mit wenigstens einem Hydraulikventil, welches insbesondere in einem Bypass-Pfad zur Dämpfer- kraftverstelleinrichtung angeordnet ist, lassen sich oberhalb der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter Masse und gedämpfter Masse und/oder deren Betrag mithilfe eines wenigstens in drei Schaltzuständen betreibbaren Hydraulikventils besonders einfach zwei verschiedene Dämpferkraft-Kennlinien realisieren, wobei das Hydraulikventil dazu vorzugsweise einen ersten, geschlossenen Schaltzustand, einen zweiten, zumindest teilweise geöffneten Schaltzustand und einen dritten, ebenfalls zumindest teilweise geöffneten, jedoch vom zweiten Schaltzustand verschiedenen, vorzugsweise vollständig geöffneten Schaltzustand aufweist.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betrieb eines Dämpfersystems für eine Radaufhängung eines Fahrzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Betriebsmodus zumindest in einem definierten Bereich unterhalb wenigstens einer definierten Relativgeschwindigkeit und/oder eines Betrags wenigstens einer definierten Relativgeschwindigkeit zwischen der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse eine auf das Dämpfersystem aufgebrachte Last vollständig über den ersten Lastpfad an die Dämpfer- kraftverstelleinrichtung übertragen wird und in einem zweiten Betriebsmodus oberhalb der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit und/oder des Betrags der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit mittels der Entlastungseinrichtung der erste Lastpfad unterbrochen wird und/oder eine auf das Dämpfersystem aufgebrachte Last zumindest teilweise dissipiert wird und/oder die auf das Dämpfersystem aufgebrachte Last zumindest teilweise über einen Bypass-Pfad abgeleitet wird.
Das erfindungsgemäßes Verfahren ermöglicht in normalen Fahrsituationen eine reine und effiziente Nutzung einer aktiven Dämpferkraftverstelleinrich- tung und gewährleistet über einen weiten Frequenzbereich und damit über einen großen Betriebsbereich die aktive Ausregelung von Fahrbahnanregungen. Durch die gezielte Aktivierung der Entlastungseinrichtung bei Überschreiten wenigstens einer definierten Relativgeschwindigkeit und/oder deren Betrag zwischen ungedämpfter Masse und gedämpfter Masse können in Sondersituationen mit erhöhter Störanregung, wie beispielsweise bei der Überfahrt von„Hindernissen" wie Kanaldeckeln, Querfugen oder dergleichen, Kraftspitzen effektiv abgebaut bzw. von der Aktuatorik der Dämpferkraftver- stelleinrichtung ferngehalten und hohe Beschleunigungen der Aktuatorik der Dämpferkraftverstelleinrichtung wirksam reduziert bzw. teilweise sogar vermieden werden.
Infolgedessen kann die Aktuatorik der Dämpferkraftverstelleinrichtung geringer dimensioniert werden, was sich vorteilhaft auf deren Gewicht, Energieverbrauch und Dynamik sowie deren Herstell- und Betriebskosten auswirkt. Infolge der verbesserten Dynamik wird insbesondere eine Erhöhung der Eckfrequenz der Dämpferkraftverstelleinrichtung möglich, wodurch der mit der Dämpferkraftverstelleinrichtung aktiv ausregelbare Bereich nach obenhin vergrößert werden kann.
Ferner kann mit einem erfindungsgemäßen Verfahren der Verschleiß der Dämpferkraftverstelleinrichtung, insbesondere von der Aktuatorik, reduziert werden und damit deren Lebensdauer erhöht werden sowie deren Robustheit verbessert werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb eines Dämpfersystems wird die Entlastungseinrichtung in Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit bei Erreichen der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit und/oder des Betrags der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit betätigt, wobei die Entlastungseinrichtung vorzugsweise elektronisch und/oder elektromagnetisch und/oder induktiv und/oder hydraulisch und/oder pneumatisch betätigt wird, insbesondere mithilfe eines Steuersignals, und/oder mechanisch.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb eines Dämpfersystems, insbesondere wenn das Dämpfersystem einen Schwingungsdämpfer mit einem Dämpfergehäuse und einer relativ zu diesem entlang der Dämpferlängsachse bewegbaren Kolbenstange aufweist, wird zur Steuerung der Entlastungseinrichtung eine Rotationsbewegung der Kolbenstange und/oder des Dämpfergehäuses des Schwingungsdämpfers in einer Rotationsbewegung umgewandelt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb eines Dämpfersystems, wird das Dämpfersystem oberhalb der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit und/oder des Betrags der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit mit wenigstens einer definierten Dämpferkraft-Kennlinie betrieben, vorzugsweise mit wenigstens zwei voneinander verschiedenen Dämpferkraft-Kennlinien, von denen insbesondere jeweils eine ausgewählt wird.
Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug mit einem Dämpfersystem ist dadurch gekennzeichnet, dass es ein erfindungsgemäßes Dämpfersystem aufweist und/oder zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist.
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen und aus der Beschreibung auch aus den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich genommen schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird, sofern dies technisch sinnvoll ist.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert, wobei die Erfindung dazu in den beigefügten Zeichnungen schematisch dargestellt ist. Fig. 1a zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems mit einer im ersten Leistungspfad angeordneten Kupplung als Entlastungseinrichtung, Fig. 1b den ersten Leistungspfad aus Fig. 1a mit einer ersten alternativen Ausgestaltung einer Kupplung als Entlastungseinrichtung und Fig. 1c den ersten Leistungspfad aus Fig. 1a mit einer zweiten alternativen Ausgestaltung einer Kupplung als Entlastungseinrichtung. Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems, Fig. 3 anhand eines Diagramms die einzelnen Betriebsbereiche eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems mit beispielhaften Dämpferkraft-Kennlinien, Fig. 4a ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems im Teilschnitt, Fig. 4b einen vergrößerten Ausschnitt des erfindungsgemäßen Dämpfersystems aus Fig. 4a, Fig. 5a in Prinzipdarstellung ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems mit einer in einem Bypass-Pfad angeordneten Entlastungseinrichtung mit einem Hydraulikventil, Fig. 5b ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Hydraulikventils für die Entlastungseinrichtung aus Fig. 5a und Fig. 5c ein zweites alternatives Ausführungsbeispiel eines Hydraulikventils für die Entlastungs- einrichtung aus Fig. 5a. Fig. 6 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems in Prinzipdarstellung, Fig. 7a zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems in einem dreidimensionalen Schnitt, Fig. 7b zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des erfindungsgemäßen Dämpfersystems aus Fig. 7a und Fig. 7c zeigt in perspektivischer Darstellung einen Teil der Induktionseinrichtung aus den Fig. 7a und 7b in vergrößerter Darstellung sowie das Hydraulikventil der Entlastungseinrichtung aus den Fig. 7a und 7b im Bypass-Pfad.
Erfindungswesentlich können dabei sämtliche der beschriebenen Merkmale sein, sowie sämtliche der dargestellten Merkmale.
Fig. 1a zeigt in Prinzipdarstellung ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems 100 für eine Radaufhängung eines Fahrzeugs, insbesondere für die Radaufhängung eines zweispurigen Kraftfahrzeugs, wobei dieses Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems 100 eine als Motor und Generator betreibbare elektrische Maschine 18 aufweist, welche bei diesem Dämpfersystem sowohl die Dämpfungseinrichtung 18 als auch die Dämpferkraftverstelleinrichtung 18 bildet und zur Einstellung und Erzeugung der Dämpferkraft ausgebildet ist, wobei bei diesem Dämpfersystem 100 die Dämpferkraft mittels der elektrischen Maschine 18 zumindest in einem ersten definierten Betriebsbereich unabhängig von einer Relativgeschwindigkeit zwischen einer ungedämpften Masse, welche hier durch das Rad 1 symbolisiert ist, gegenüber einer gedämpften Masse, welche in diesem Fall ein hier nicht dargestellter Fahrzeugaufbau ist, erzeugt werden. D.h., das Dämpfersystem 100 ermöglicht zumindest im ersten, definierten Betriebsbereich eine aktive, geregelte Dämpfung.
Das Rad 1 , welches die ungedämpfte Masse symbolisiert, ist dabei über hier nicht weiter dargestellte Lenker am Fahrzeugaufbau, welcher die gedämpfte Masse repräsentiert, angebunden und relativ gegenüber dem Fahrzeugaufbau bewegbar, insbesondere in Vertikalrichtung, d.h. bezogen auf ein Fahrzeugkoordinatensystem nach DIN 70000 in z-Richtung. Ferner ist das Rad 1 bzw. die ungedämpfte Masse über einen Schwenkarm 20, welcher in diesem Fall einen ersten Lastpfad LP1 bildet, mechanisch mit der elektrischen Maschine 18 und somit mit der Dämpfungseinrichtung 18 und mit der Dämpferkraftverstelleinrichtung 18 wirkverbunden, wobei die elektrische Maschine 18 ortsfest am Fahrzeugaufbau befestigt ist.
In einem, wie hier schematisch dargestellten funktionsgemäßen Einbauzustand des erfindungsgemäßen Dämpfersystems 100 kann eine auf das Dämpfersystem 100 aufgebrachte Last, welche beispielsweise bei der Überfahrt eines Hindernisses entsteht und über das Rad 1 bzw. die ungedämpfte Masse in das Dämpfersystem eingebracht werden kann, zumindest teilweise, in diesem Fall auch vollständig über den ersten Lastpfad LP1 an die Dämpferkraftverstelleinrichtung 18 übertragen werden und in diesem Fall auch durch die elektrische Maschine 18 aufgrund ihrer Ausgestaltung als Dämpfungseinrichtung 18 gegenüber der gedämpften Masse gedämpft werden.
Das in Fig. 1a dargestellte, erfindungsgemäße Dämpfersystem 100 weist ferner eine Entlastungseinrichtung 19 in Form einer Lamellenkupplung 19 auf, welche im ersten Lastpfad LP1 angeordnet ist. Mittels der Entlastungseinrichtung 19 bzw. der Kupplung 19 kann die elektrische Maschine 18, insbesondere in ihrer Funktion als Dämpferkraftverstelleinrichtung 18, d.h. als Aktuatoreinrichtung 18, entlastet werden, insbesondere in bestimmten Fahrsituationen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems 100 ist die elektrische Maschine 18 dabei dazu eingerichtet, insbesondere je nach Fahrsituation, eine entsprechend erforderliche Dämpferkraft zu erzeugen, wobei die elektrische Maschine 18 dabei eine aktive Komponente bildet, mittels welcher die Dämpferkraft unabhängig von einer Relativgeschwindigkeit zwischen der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse, insbesondere in Vertikalrichtung, einstellbar ist.
Dabei kann erfindungsgemäß unterhalb wenigstens einer definierten Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter Masse und gedämpfter Masse die auf das Dämpfersystem 100 aufgebrachte Last vollständig über den ersten Lastpfad LP1 an die Dämpferkraftverstelleinrichtung 18 übertragen werden und von dieser abgestützt werden und mittels der Dämpfungseinrichtung 18 bedämpft werden, wobei die Kupplung 19 zur vollständigen Lastübertragung vollständig geschlossen ist.
Erfindungsgemäß ist das in Fig. 1a gezeigte erfindungsgemäße Dämpfersystem 100 ferner dazu eingerichtet, bei Überschreiten der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit zwischen der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse mittels der Entlastungseinrichtung 19 bzw. der Kupplung 19, den ersten Lastpfad LP1 zu unterbrechen, wobei der erste Lastpfad LP1 unterbrochen wird, indem die Kupplung 19 vollständig geöffnet wird. Dadurch kann die elektrische Maschine vor schädigenden Kraftspitzen und Beschleunigungen, insbesondere vor großen, stoßartigen Belastungen, wie sie insbesondere in Sondersituationen auftreten, beispielsweise bei der schnellen Überfahrt eines „Hindernisses", wie beispielsweise einem Bordstein, einem Kanaldeckel oder einer Querfuge, geschützt werden.
Das heißt mit anderen Worten, dass, solange die Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter Masse und gedämpfter Masse unterhalb eines vordefinierten Grenzwertes bleibt, die Kupplung 19 geschlossen ist, so dass über das Rad 1 eingeleitete Kräfte, insbesondere in Vertikaleinrichtung eingeleitete Kräfte, über den Schwenkarm 20 an der als Dämpfungseinrich- tung 18 sowie als Dämpferkraftverstelleinrichtung 18 wirkenden elektrischen Maschine 18 abgestützt und von dieser bedämpft werden können.
Überschreitet hingegen die Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter Masse und gedämpfter Masse den vordefinierten Grenzwert, was der Fall ist, wenn beispielsweise das Rad 1 sehr schnell ein- und/oder ausfedert, sich also sehr schnell gegenüber dem Fahrzeugaufbau bewegt, beispielsweise bei der Überfahrt eines Kanaldeckels, bei der Durchfahrt eines Schlaglochs oder bei der Überfahrt einer Querfuge, wird die Entlastungseinrichtung 19 aktiviert, wobei dazu insbesondere die Kupplung 19 öffnet und auf diese Weise die elektrische Maschine 18 mechanisch von der ungedämpften Masse entkoppelt wird, so dass die über das Rad 1 in das Dämpfersystem 100 eingebrachten Kräfte nicht an die elektrische Maschine 18 übertragen werden können, wodurch die elektrische Maschine 18 vor hohen, stoßartigen Belastungen geschützt werden kann.
Bei dem in Fig. 1a gezeigten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems 100 kann die Entlastungseinrichtung 19 bzw. die Kupplung 19 lediglich in zwei Betriebszuständen betrieben werden, wobei die Kupplung 19 in Fig. 1a in einem geöffneten Zustand dargestellt ist, zum einen in einem geschlossenen, nicht dargestellten Zustand, in dem eine über das Rad 1 in das Dämpfersystem eingebrachte Energie vollständig über die Kupplung 19 an die elektrische Maschine 18 übertragen werden kann, selbstverständlich nur insoweit, wie die Kupplung 19 ausgelegt ist, und zum zweiten, in einem geöffneten Zustand, in welchem der erste Lastpfad LP1 vollständig unterbrochen ist, so dass keine Lastübertragung an die elektrische Maschine 18 erfolgt.
Die Betätigung der Kupplung 19 erfolgt in diesem Fall, d.h. bei dem in Fig. 1a dargestellten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems 100, signalgesteuert, wobei das erfindungsgemäße Dämpfersystem 100 dazu vorzugsweise eine Steuerungseinrichtung aufweist, welche zum einen dazu ausgebildet ist, mithilfe einer Sensoreinrichtung eine Relativgeschwindigkeit zwischen der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse zu erfassen und zum anderen dazu, in Abhängigkeit von der erfassten Relativgeschwindigkeit ein Steuersignal zu erzeugen, mit welchem die Kupplung 19 entsprechend angesteuert werden kann, insbesondere unterhalb der definierten Relativgeschwindigkeit geschlossen werden kann und bei Überschreiten der Relativgeschwindigkeit geöffnet werden kann.
Fig. 1b zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Kupplung 29 als Entlastungseinrichtung, wobei die Kupplung 29 ebenfalls zur Anordnung im ersten Lastpfad LP1 des erfindungsgemäßen Dämpfersystems 100 aus Fig. 1a ausgebildet ist. Im Unterschied zu der zuvor beschriebenen Kupplung 19, welche lediglich jeweils zwei Betriebszustände bzw. Schaltzustände ermöglicht, nämlich lediglich einen geschlossenen Zustand und einen offenen Zustand, ist die in Fig. 1 b dargestellte Kupplung 29 dazu ausgebildet, in zwei unterschiedlichen geöffneten Zuständen S1 und S2 neben dem einen hier nicht dargestellten geschlossenen Zustand betrieben zu werden, wobei im ersten geöffneten Zustand S1 zumindest ein Teil einer auf das Dämpfersystem 100 aufgebrachten Last über den ersten Lastpfad LP1 an die elektrische Maschine 18 übertragen werden kann und erst im zweiten Schaltzustand S2 der erste Lastpfad LP1 vollständig unterbrochen ist.
Die Kupplung 29 ist dabei ebenfalls eine Reibkupplung 29, insbesondere ebenfalls eine Lamellenkupplung 29, wobei im ersten geöffneten Schaltzustand S1 ein gegenüber dem vollständig geschlossenen Zustand reduzierter Anpressdruck auf die Reibelemente der Kupplung 29 wirkt, so dass zumindest ein Anteil der auf das Dämpfersystem 100 aufgebrachten Last noch an die elektrische Maschine 18 bzw. die Dämpferkraftverstelleinrichtung 18 übertragen werden kann und ein Anteil einer mittels der elektrischen Maschine 18 erzeugten Dämpferkraft noch eine Dämpfung der ungedämpf- ten Masse bewirkt. D.h., die Verwendung einer Kupplung 29 mit wenigstens drei Schaltzuständen (geschlossen, S1 , S2) hat gegenüber der zuvor beschriebenen Kupplung 19 den Vorteil, dass auch oberhalb der definierten Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter Masse und gedämpfter Masse noch eine Dämpfung möglich ist. Dadurch kann ein verbesserter Fahrkomfort erreicht werden. Durch zusätzliche, weitere zumindest teilweise geöffnete Zwischenzustände kann eine weitere Verbesserung erreicht werden.
Fig. 1c zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer möglichen Ausgestaltung einer Kupplung 39 als Entlastungseinrichtung 39 für das erfindungsgemäße Dämpfersystem 100 aus Fig. 1a, wobei die Kupplung 39 ebenfalls zur Anordnung im ersten Lastpfad LP1 des Dämpfersystems 100 aus Fig. 1a ausgebildet ist. In diesem Fall ist die Kupplung 39 als geregelte Kupplung 39, insbesondere als geregelte Reibkupplung 39 ausgebildet und ermöglicht insbesondere eine stufenlose Einstellung der Anpresskraft und infolgedessen eine stufenlose Einstellung der über die Kupplung 39 übertragbaren Last. Mithilfe einer solchen Kupplung 39 kann ein besonders vorteilhaftes, erfindungsgemäßes Dämpfersystem 100 bereitgestellt werden.
Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems 200, ebenfalls in Prinzipdarstellung und mit einer elektrischen Maschine 18 als Dämpferkraftverstelleinrichtung 18, welche über einen ersten Lastpfad LP1 , der durch einen Schwenkarm 20 gebildet ist und in dem eine Entlastungseinrichtung 19 in Form einer Kupplung angeordnet ist, mit einer in diesem Fall nicht dargestellten, ungedämpften Masse wirkverbunden ist.
Bei diesem erfindungsgemäßen Dämpfersystem 200 ist im Unterschied zu dem in Fig. 1 a dargestellten Dämpfersystem 100 jedoch zusätzlich zwischen der ungedämpften Masse bzw. dem Rad 1 und den mit diesem verbundenen und sich mit dem Rad 1 mitbewegenden Massen und der elektrischen Maschine 18 ein hydraulischer Schwingungsdämpfer 10 als zusätzliche Dämpfungseinrichtung 10 angeordnet.
Der Schwingungsdämpfer 10 weist ein Dämpfergehäuse 12 auf, welches dazu vorgesehen ist, mit der ungedämpften Masse, d.h. mit dem Rad eines Fahrzeugs und den sich mit dem Rad mitbewegenden Komponenten wirkverbunden zu werden, wobei das Dämpfergehäuse 12 dazu vorzugsweise am Radträger des Rades oder einem Achslenker befestigt werden kann. Wie aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt, weist der Schwingungsdämpfer 10 dabei einen durch das Dämpfergehäuse 12 gebildeten Hydraulikzylinder auf, der durch einen Arbeitskolben 13, welcher fest am unteren Ende einer Kolbenstange 11 befestigt ist, in einen ersten Arbeitsraum 14 und einen zweiten Arbeitsraum 15 geteilt wird und welcher ferner an seinem unteren Ende ein Gasdruckspeichervolumen 17 aufweist, welches durch einen Trennkolben bzw. eine Membran von dem ersten hydraulischen Arbeitsraum 14 getrennt ist.
Der Arbeitskolben 13 kann dabei zusammen mit der Kolbenstange 11 entlang einer Dämpferlängsachse L relativ gegenüber dem Dämpfergehäuse 12 bewegt werden. Die Kolbenstange 11 ist ferner dazu vorgesehen, mit ihrem, bezogen auf diese Darstellung oberen Ende, am Fahrzeugaufbau, d.h. mit der gedämpften Masse, befestigt zu werden, während das untere Ende zur Verbindung mit dem Radträger eines Rades oder einem Achslenker ausgebildet ist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems 200 setzt sich die entstehende Dämpferkraft dabei zum einen aus der aus dem Schwingungsdämpfer 10 resultierenden Dämpferkraft zusammen, welche sich insbesondere in Abhängigkeit von der anliegenden Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter Masse und gedämpfter Masse einstellt, sowie einem mittels der elektrischen Maschine 18, welche als Dämpferkraftverstelleinrichtung arbeitet, erzeugten Dämpferkraftanteil.
Gegenüber dem zuvor anhand von Fig. 1a beschriebenen erfindungsgemäßen Dämpfersystem 100 hat das in Fig. 2 dargestellte erfindungsgemäße Dämpfersystem 200 den Vorteil, dass die ungedämpfte Masse auch bei aktivierter Entlastungseinrichtung, d.h. insbesondere auch bei vollständig unterbrochenem ersten Lastpfad LP1 , d.h. in diesem Fall auch bei vollständig geöffneter Kupplung 19, noch bedämpft wird, nämlich durch den Schwingungsdämpfer 10, was bei dem in Fig. 1a dargestellten erfindungsgemäßen Dämpfersystem 100 mit der Kupplung 19 nicht der Fall ist und erst durch eine entsprechend ausgebildete Kupplung 29 oder 39, wie sie in den Fig. 1 b und 1 c dargestellt ist, erreicht wird.
Ein noch vorteilhafteres, erfindungsgemäßes Dämpfersystem lässt sich bereitstellen, wenn die Kupplung 19 aus Fig. 2 durch die Kupplung 29 aus Fig. 1 b oder die Kupplung 39 aus Fig. 1c ersetzt wird, d.h. durch eine Kupplung 29 mit mehr als zwei Schaltzuständen (geschlossen, S1 , S2) oder durch eine geregelte Kupplung 39, wodurch sich eine noch größere Flexibilität des in Fig. 2 dargestellten erfindungsgemäßen Dämpfersystems 200 ergibt.
Fig. 3 zeigt zum besseren Verständnis ein Diagramm mit den einzelnen Betriebsbereichen eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems, wobei in einem ersten Betriebs- bzw. Funktionsbereich I die Dämpferkraftverstellein- richtung voll nutzbar ist und eine gesamte, mittels der Dämpferkraftverstel- leinrichtung erzeugte Dämpferkraft zur Bedämpfung der ungedämpften Masse nutzbar ist, sowohl in der Zugstufe, in welcher die Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter und gedämpfter Masse V_DMP ein negatives Vorzeichen aufweist, als auch für die Druckstufe, in welcher die Relativge- schwindigkeit V_DMP zwischen ungedämpfter und gedämpfter Masse positiv ist.
Oberhalb einer ersten, definierten Relativgeschwindigkeit +V0 in der Druckstufe, wobei bei einem erfindungsgemäßen Dämpfersystem vorzugsweise für die Zugstufe und die Druckstufe die jeweiligen Relativgeschwindigkeiten separat und unabhängig voneinander wählbar sind, bei deren Überschreiten die Entlastungseinrichtung aktiviert wird, ist ein erfindungsgemäßes Dämpfersystem vorzugsweise mithilfe von wenigstens zwei verschiedenen Dämpferkraftkennlinien K1 und K2 betreibbar (siehe Funktionsbereich II), was sich bei den beiden zuvor beschriebenen, erfindungsgemäßen Dämpfersystemen 100 und 200 jeweils am einfachsten durch eine entsprechend ausgebildete Kupplung 29 bzw. 39 realisieren lässt.
Entsprechendes gilt für die Zugstufe, welche durch den linken Funktionsbereich III im Bereich negativer Relativgeschwindigkeiten -V_DMP symbolisiert ist, in welchem bei Überschreiten eines Betrags einer zweiten definierten Relativgeschwindigkeit V1 bzw. bei Unterschreiten der tatsächlichen Relativgeschwindigkeit -V1 das Dämpfersystem vorzugsweise ebenfalls mit wenigstens zwei verschiedenen Dämpferkraft-Kennlinien K3 und K4 betreibbar ist, von denen jeweils eine auswählbar ist.
Fig. 4a zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems 300 im Teilschnitt, wobei dieses Dämpfersystem 300 ebenfalls, wie das zuvor anhand von Fig. 2 beschriebenen Dämpfersystem ebenfalls einen Schwingungsdämpfer 10' im ersten Lastpfad LP1 zwischen der die Dämpferkraftverstelleinrichtung 28 bildenden elektrischen Maschine 28 und der ungedämpften Masse aufweist, bezogen auf einen funktionsgemäßen Einbauzustand in einem Fahrzeug, in welchem ein aufbauseitiges Ende 51 des Schwingungsdämpfers mit dem Fahrzeugaufbau verbunden ist ein radseitiges Ende 50 vorzugsweise mit dem Radträger eines zugehörigen Rades oder einem Achslenker.
Der Schwingungsdämpfer 10' weist ebenfalls eine entlang der Dämpferlängsachse L relativ gegenüber dem Dämpfergehäuse 22 bewegbare Kolbenstange 21 auf, ist jedoch nicht als hydraulischer Schwingungsdämpfer ausgebildet, sondern als elektromechanischer Schwingungsdämpfer, bei dem eine Relativbewegung der Kolbenstange gegenüber dem Dämpfergehäuse und damit eine Relativbewegung der ungedämpften Masse gegenüber der gedämpften Masse nicht über ein Hydraulikfluid gedämpft wird, sondern über eine Bewegungswandlungseinrichtung 30 in Form eines Kugelgewindetriebs mit einer Kugelmutter 32 und ein Getriebe 31 an der elektrischen Maschine 28 bzw. der Dämpferkraftverstelleinrichtung 28 abgestützt werden kann und dadurch bedämpft werden kann.
Im Unterschied zu den zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Dämpfersystem 200 ist die elektrische Maschine 28, welche ebenfalls als Motor und als Generator betreibbar ist, nicht über einen Schwenkarm 20 mit dem Schwingungsdämpfer 10' verbunden, sondern über das Getriebe 31 , welches insbesondere eine Stirnradverzahnung 31 aufweist. Ein weiterer Unterschied ist, dass die Entlastungseinrichtung 49 keine Reibkupplung in Form einer Lamellenkupplung ist, sondern eine Fliehkraftkupplung 49.
Die Betätigung der Fliehkraftkupplung 49 erfolgt bei diesem Dämpfersystem 300 dabei ebenso wie die Dämpfung mithilfe der Bewegungswandlungseinrichtung 30, insbesondere mithilfe deren Kugelgewindetrieb, durch welchen eine Translationsbewegung der Kolbenstange 21 in einer Rotationsbewegung der Kugelmutter 32 des Kugelgewindetriebs wandelbar ist.
Je schneller sich die Kolbenstange 21 dabei entlang der Dämpferlängsachse L auf oder ab bewegt, desto schneller dreht sich die Kugelmutter 32 um die Dämpferlängsachse L. Mit zunehmender Rotationsgeschwindigkeit der Kugelmutter 32 nehmen entsprechend auch die wirkenden Fliehkräfte bzw. Zentrifugalkräfte zu.
Mit zunehmender Zentrifugalkraft wird der Ring 33 (siehe Fig. 4b) der Fliehkraftkupplung 49 nach außen gezogen, was zur Folge hat, dass das Verbindungsstück 34 nach innen wandert, wodurch sich der Anpressdruck eines Reibkeils 35 der Fliehkraftkupplung in der korrespondierend zu diesem ausgebildeten Nut verringert und bei weiter zunehmender Fliehkraft die Reibverbindung gelöst wird, wodurch die elektrische Maschine 28 mechanisch zumindest teilweise, bei vollständig gelöster Reibverbindung vollständig von der Kugelmutter und damit auch von der ungedämpften Masse entkoppelt wird, und somit vor großen, stoßartigen, schädigenden Belastungen geschützt ist.
Fig. 5a zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems 400, wobei bei diesem Ausführungsbeispiel die Dämpfer- kraftverstelleinrichtung 38 durch eine als Motor und Generator betreibbare elektrische Maschine 38B sowie durch eine mittels der elektrischen Maschine 38B antreibbare Hydraulikpumpe 38A gebildet ist, welche über eine hydraulische Verbindung, die den ersten Lastpfad LP1 bildet, mit einem hydraulischen Schwingungsdämpfer 10 verbunden ist, der wie in Fig. 2 ausgebildet ist und dessen Dämpfergehäuse 12 mit einem hier nicht dargestellten Radträger eines ebenfalls nicht dargestellten Rades verbindbar ist, d.h. mit der ungedämpften Masse, wobei die Kolbenstange 11 mit dem Fahrzeugaufbau verbindbar ist.
Im Unterschied zu dem in Fig. 2 dargestellten, erfindungsgemäßen Dämpfersystem 200, weist das in Fig. 5a dargestellte erfindungsgemäße Dämpfersystem 400 jedoch keine Kupplung als Entlastungseinrichtung auf, sondern ein elektromagnetisch betätigbares Hydraulikventil 59, welches in einem Bypass- Pfad BP zum ersten Lastpfad LP1 angeordnet ist und als 2/2-Wegeventil ausgebildet ist, wobei in diesem Fall das Hydraulikventil 59 die Entlastungseinrichtung 59 bildet und diese somit vollständig im Bypass-Pfad BP und nicht im ersten Lastpfad BP1 angeordnet ist.
Statt eines hydraulischen 2/2-Wegeventils 59 kann auch ein 2/3-Wegeventil 69 gemäß Fig. 5b oder ein Proportionalventil 79 mit zwei Anschlüssen gemäß Fig. 5c verwendet werden, wodurch ein noch vorteilhafteres, erfindungsgemäßes Dämpfersystem bereitgestellt werden kann.
Ein 2/3-Wegeventil 69 gemäß Fig. 5c hat den Vorteil, dass bei aktivierter Entlastungseinrichtung 69 bzw. bei geöffnetem Hydraulikventil 69, d.h. oberhalb der definierten Relativgeschwindigkeit bzw. deren Betrag, also gemäß Fig. 3 im Betriebsbereich II und/oder III, das Dämpfersystem mit zwei verschiedenen Dämpferkraft-Kennlinien betreibbar ist (z.B. K1 und K2 bzw. K3 und K4), während mit dem 2/2-Wegeventil 59 aus Fig. 5a das Dämpfersystem 400 oberhalb der definierten Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter und gedämpfter Masse, bei welchem die Entlastungseinrichtung aktiviert wird, nur mit einer Dämpferkraft-Kennlinie betreibbar ist. Mit dem in Fig. 5c dargestellten, hydraulischen Proportionalventil 79 ist sogar der Betrieb des Dämpfersystems oberhalb der definierten Relativgeschwindigkeit V0 bzw. -V1 in einem Dämpferkraft-Kennfeld möglich.
Bei dem in Fig. 5a dargestellten erfindungsgemäßen Dämpfersystems 400 ist die Entlastungseinrichtung 59 bzw. das Hydraulikventil 59 der Entlastungseinrichtung 59 dabei außerhalb des hydraulischen Schwingungsdämpfers 10 angeordnet, wobei das Hydraulikventil 59 mithilfe eines mittels einer hier nicht dargestellten Steuerungseinrichtung erzeugten Steuersignals elektromagnetisch betätigt werden kann. Dabei ist die Steuereinrichtung des erfindungsgemäßen Dämpfersystems 400 dazu ausgebildet ist, das Steuersignal in Abhängigkeit von einer mithilfe einer Sensoreinrichtung erfassten Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter Masse und gedämpfter Masse zu ermitteln, welche in diesem Fall der Kolbenstangengeschwindigkeit entspricht. Wie die Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter Masse und gedämpfter Masse, insbesondere die Kolbenstangengeschwindigkeit eines Schwingungsdämpfers ermittelt werden kann, ist einem zuständigen Fachmann aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt, so dass diesbezüglich für nähere Ausführungen auf den Stand der Technik verwiesen wird.
Fig. 6 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems 500, welches vom Prinzip her ähnlich aufgebaut ist wie das in Fig. 5a gezeigte erfindungsgemäße Dämpfersystem 400, sich jedoch darin von dem in Fig. 5a gezeigten Dämpfersystem 400 unterscheidet, dass die Entlastungseinrichtung 59 bzw. das Hydraulikventil 59 und der Bypass-Pfad BP nicht außerhalb des Schwingungsdämpfer 10 angeordnet sind, sondern innerhalb des Schwingungsdämpfers 10", welcher vom Prinzip her ansonsten wie die Schwingungsdämpfer 10 aus Fig. 5a und Fig. 2 ausgebildet ist.
Ein weiterer Unterschied bei dem in Fig. 6 dargestellten erfindungsgemäßen Dämpfersystem 500 zu dem anhand von Fig. 5a beschriebenen erfindungsgemäßen Dämpfersystem 400 ist, dass bei dem in Fig. 6 dargestellten erfindungsgemäßen Dämpfersystem 500 das Steuersignal zur Betätigung des Hydraulikventils 59 bzw. der Entlastungseinrichtung 59 nicht in Abhängigkeit von einer mittels einer Sensoreinrichtung erfassten Relativgeschwindigkeit zwischen der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse ermittelt wird, sondern induktiv erzeugt wird mittels einer Induktionseinrichtung 80, wobei das erzeugte Steuersignal insbesondere ein proportional zur Kolbenstangengeschwindigkeit und damit proportional zur Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter und gedämpfter Masse induktiv erzeugter Steuerstrom ist. Zur Erzeugung des Steuerstromes weist die Induktionseinrichtung 80 eine fest mit dem Dämpfergehäuse 12 verbundene Magnetleiste 81 auf, welche aus Permanentmagneten mit unterschiedlicher Polung alternierend zusammengesetzt ist und sich im Wesentlichen in Dämpferlängsrichtung erstreckt, und eine mit dem Arbeitskolben 13 ortsfest verbundene Spule 82, wobei durch eine Relativbewegung zwischen der Spule 82 und der Magnetleiste 81 ein Steuerstrom induziert wird.
In diesem Fall ist die Spule 82 dabei zusätzlich über wenigstens eine Zener- Diode 83 mit dem Hydraulikventil 59 gekoppelt, wodurch eine besonders exakte Betätigung des Hydraulikventils 59 und dadurch eine besonders exakte Aktivierung der Entlastungseinrichtung 59 erreicht werden kann. Der auf diese Weise induktiv erzeugte Steuerstrom ist dabei proportional zur Kolbenstangengeschwindigkeit 11 , welche der Relativgeschwindigkeit zwischen der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse entspricht.
Fig. 7a zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems 600, welches ebenfalls einen hydraulischen Schwingungsdämpfer 10"' mit einer Kolbenstange 511 , einem Dämpfergehäuse 512, einer Entlastungseinrichtung 89 und einem Arbeitskolben 513, einer Bewegungs- wandlungseinrichtung 530 mit einem Getriebe 531 sowie einer Induktionseinrichtung 580 aufweist.
In diesem Fall ist die Entlastungseinrichtung 89 zwar auch durch ein elektromagnetisch betätigbares Hydraulikventil 89 gebildet, jedoch durch ein elektromagnetisch betätigbares Rotationsscheibenventil 89.
Ferner weist das Dämpfersystem 600 eine anders ausgebildete Bewe- gungswandlungseinrichtung 530 auf, denn die Bewegungswandlungseinrich- tung 530 des Dämpfersystem 400 ist durch ein Zahnstangengetriebe 531 mit einem Ritzel 531 und einer Zahnstange 532 gebildet. Ein weiterer Unterschied zu dem zuvor anhand von Fig. 6 beschriebenen Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems 500 besteht in der Induktionseinrichtung 580, welche bei dem Dämpfersystem 600 aus Fig. 7a keine Magnetleiste und eine Spule aufweist, sondern eine mit dem Ritzel 531 des Zahnstangengetriebes 531 drehfest verbundene Permanentmagnetscheibe 581.
Die Zahnstange der Bewegungswandlungseinrichtung 530 ist dabei fest mit der Kolbenstange 511 verbunden, so dass eine Relativbewegung der Kolbenstange 511 gegenüber dem Dämpfergehäuse 512 eine Relativbewegung der Zahnstange 532 verursacht, welche über das Ritzel 531 der Bewegungswandlungseinrichtung 530 in eine Rotationsbewegung umgewandelt wird, wodurch die mit dem Ritzel drehfest verbundene Permanentmagnetscheibe 581 in eine Rotationsbewegung versetzt wird, s. Fig. 7b.
Die Permanentmagnetscheibe 581 der Induktionseinrichtung 580 kann dabei relativ gegenüber einer drehbar gelagerten, in diesem Fall entgegen einer Rückstellfederkraft verdrehbaren, metallischen Rotorscheibe 582 bzw. Ventilscheibe 582 des als Rotorscheibenventil ausgebildeten Hydraulikventils 89 verdreht werden, wodurch in der Ventilscheibe 582 Wirbelströme entstehen, welche zu einer Rotation dieser Ventilscheibe 582 gegenüber einer weiteren, jedoch fest angeordneten Ventilscheibe 583 des Hydraulikventils 89 führen.
Die beiden Ventilscheiben 582 und 583 besitzen dabei, wie anhand von Fig. 7c gut erkennbar ist, ein oder mehrere, über den Umfang verteilt angeordnete Öffnungen und sind insbesondere derart ausgebildet und zueinander angeordnet, dass unterhalb der definierten Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter und gedämpfter Masse bzw. unterhalb der definierten Kolbenstangengeschwindigkeit bzw. deren Betrag die Öffnungen der beiden Ventilscheiben 582 und 583 gegeneinander versetzt sind, so dass ein Hydraulikfluss durch die beiden Ventilscheiben 582 und 583 gesperrt ist und der Bypass-Pfad BP, in welchem das als Rotorscheibenventil 89 ausgebildete Hydraulikventil 89 angeordnet ist, gesperrt ist.
Bei Erreichen bzw. Überschreiten der definierten Relativgeschwindigkeit überlappen sich die beiden Ventilscheiben 582 und 583 des Hydraulikventils 89 jedoch, so dass ein Hydraulikfluss durch die Öffnungen ermöglicht wird und somit Hydraulikmedium entlang des Bypass-Pfades BP fließen kann und eine hier nicht dargestellte, und über einen ersten, hydraulischen Lastpfad mit dem Schwingungsdämpfer 10"' hydraulisch verbundene Dämpferkraft- verstelleinrichtung, insbesondere eine über den ersten Lastpfad mit dem Schwingungsdämpfer 10"' hydraulisch gekoppelte Hydraulikpumpe sowie ein diese antreibender Motor, entlastet wird.
Selbstverständlich ist eine Vielzahl an Abwandlungen, insbesondere von konstruktiven Abwandlungen, zu den erläuterten Ausführungsbeispielen möglich, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.
Bezugszeichenliste:
100, 200, 600 erfindungsgemäßes Dämpfersystem
1 Rad
10, 10' Schwingungsdämpfer
11 , 21 , 511 Kolbenstange
12, 22, 512 Dämpfergehäuse
13, 513 Kolben
14 erster Arbeitsraum
15 zweiter Arbeitsraum
16 Trennkolben
17 Gasdruckspeichervolumen
18, 28, 38 Dämpferkraftverstelleinrichtung
19, 29, 39,...89 Entlastungseinrichtung
20 Schwenkarm
30, 530 Bewegungswandlungseinrichtung
31 Getriebe
32 Kugelmutter
3 Ring
4 Verbindungsstück
5 Reibkeil
8A Hydraulikpumpe
8B Motor
0 radseitiges Ende des Schwingungsdämpfers 1 aufbauseitiges Ende des Schwingungsdämpfers 0, 580 Induktionseinrichtung
1 Magnetleiste
2 Spule
3 Zener-Diode
31 Ritzel, Zahnstangengetriebe
32 Zahnstange 581 Permanentmagnetscheibe
582 drehbare Ventilscheibe
583 feststehende Ventilscheibe
BP Bypass-Pfad
F Dämpferkraft
K1 , K2, K3, K4 Dämpferkraft-Kennlinien
L Dämpferlängsachse
LP1 erster Lastpfad
51 erster Schaltzustand
52 zweiter Schaltzustand
V_DMP Relativgeschwindigkeit
+V0 erste definierte Relativgeschwindigkeit
-V1 zweite definierte Relativgeschwindigkeit
I Funktionsbereich aktive Komponente
II, III Funktionsbereich Entlastungseinrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Dämpfersystem (100, 200, 600) für eine Radaufhängung eines Fahrzeugs, insbesondere für die Radaufhängung eines zweispurigen Kraftfahrzeugs, wobei das Dämpfersystem (100, 200, 600)
eine Dämpfungseinrichtung (10, 10', 10", 10'", 18) mit einstellbarer Dämpferkraft (F) zur Dämpfung von Schwingungen einer ungedämpften Masse gegenüber einer gedämpften Masse, eine Dämpferkraftverstelleinrichtung (18, 28, 38) zur Einstellung und/oder Erzeugung der Dämpferkraft (F) und
eine Entlastungseinrichtung (19, 29, 89) zur Entlastung der Dämpferkraftverstelleinrichtung (18, 28, 38) aufweist,
wobei die Dämpfungseinrichtung (10, 10', 10", 10"', 18) mit der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse wirkverbindbar ist, und wobei in einem funktionsgemäßen Einbauzustand des Dämpfersystems (100, 200, 600) eine auf das Dämpfersystem (100, 200, 600) aufgebrachte Last zumindest teilweise über einen ersten Lastpfad (LP1 ) an die Dämpferkraftverstelleinrichtung (18, 28, 38) übertragbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfersystem (100, 200, 600) dazu eingerichtet ist, bei Überschreiten wenigstens einer definierten Relativgeschwindigkeit (-V1 , +V0) und/oder eines Betrags (V1 , V0) wenigstens einer definierten Relativgeschwindigkeit (-V1 , +V0) zwischen der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse mittels der Entlastungseinrichtung (19, 29, 89) den ersten Lastpfad (LP1 ) zu unterbrechen und/oder die auf das Dämpfersystem (100, 200, 600) aufgebrachte Last zumindest teilweise zu dissipieren und/oder die auf das Dämpfersystem (100, 200, 600) aufgebrachte Last zumindest teil- weise über einen Bypass-Pfad (BP) abzuleiten, wobei zumindest in einem definierten Bereich unterhalb der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit (-V1 , +V0) und/oder des Betrags (V1 , VO) der wenigstens einen definierten Relativgeschwindigkeit (-V1 , +V0) zwischen ungedämpfter Masse und gedämpfter Masse die auf das Dämpfersystem (100, 200, 600) aufgebrachte Last vollständig über den ersten Lastpfad (LP1 ) an die Dämpferkraftverstelleinrichtung (18, 28, 38) übertragbar ist.
Dämpfersystem (100, 200, 600) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpferkraftverstelleinrichtung (18, 28, 38) mindestens eine wenigstens als Motor betreibbare Kraftmaschine (18, 28, 38B) aufweist, welche über den ersten Lastpfad (LP1 ) mit der ungedämpften Masse wirkverbindbar ist.
Dämpfersystem (100, 200, 300) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpferkraftverstelleinrichtung (18, 28) mechanisch, vorzugsweise rein mechanisch, mit der ungedämpften Masse wirkverbindbar ist, wobei die Entlastungseinrichtung (19, 29, 39, 49) vorzugsweise zumindest teilweise, insbesondere vollständig, im ersten Lastpfad (LP1 ) zwischen der ungedämpften Masse und der Dämpfer- kraftverstelleinrichtung (18, 28) angeordnet ist, bezogen auf einen funktionsgemäßen Einbauzustand des Dämpfersystems (100, 200, 300).
Dämpfersystem (100, 200, 300) nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlastungseinrichtung (19, 29, 39, 49) eine Kupplung (19, 29, 39, 49) aufweist, vorzugsweise eine Fliehkraftkupplung (49) oder eine geregelte Kupplung (39), insbesondere eine Reibkupplung (19, 29, 39, 49).
5. Dämpfersystem (100, 200, 300) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (19, 29, 39, 49) in wenigstens zwei, vorzugsweise in wenigstens drei Betriebszuständen betreibbar ist.
6. Dämpfersystem (200, 600) nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung einen Schwingungsdämpfer (10, 10', 10", 10"') aufweist, insbesondere einen hydraulischen Schwingungsdämpfer (10, 10', 10", 10"'), wobei der Schwingungsdämpfer (10, 10', 10", 10"') vorzugsweise mit der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse wirkverbindbar ist und bezogen auf einen funktionsgemäßen Einbauzustand des Dämpfersystems (200, ...600) vorzugsweise derart im ersten Lastpfad (LP1 ) zwischen der ungedämpften Masse und der Dämpferkraftverstellein- richtung (28, 38) angeordnet ist, dass eine mittels der Dämpferkraftver- stelleinrichtung (28, 38) erzeugte Dämpferkraft (F) über den ersten Lastpfad (LP1 ) auf den Schwingungsdämpfer (10, 10', 10", 10"') aufbringbar ist und/oder eine auf das Dämpfersystem (100, 200, ...600) aufgebrachte Last zumindest teilweise über den Schwingungsdämpfer (10, 10', 10", 10"') und den ersten Lastpfad (LP1) an die Dämpferkraft- verstelleinrichtung (28, 38) übertragbar ist.
7. Dämpfersystem (200, 600) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungsdämpfer (10, 10', 10", 10"') ein Dämpfergehäuse (12, 22, 512) sowie wenigstens eine Kolbenstange (1 1 , 21 , 51 1 ) aufweist, die entlang einer Dämpferlängsachse (L) relativ gegenüber dem Dämpfergehäuse (12, 22, 512) bewegbar ist, wobei das Dämpfersystem (200, ...600) vorzugsweise dazu eingerichtet ist, bei Überschreiten wenigstens einer definierten Kolbenstangengeschwindigkeit (-V1 , +V0) und/oder eines Betrags (V1 , V0) wenigstens einer definierten Kolbenstangengeschwindigkeit (-V1 , V0) mittels der Entlastungseinrichtung (49, 59, 89) den ersten Lastpfad (LP1 ) zu unterbrechen und/oder die auf den Schwingungsdämpfer (10, 10', 10", 10"') aufgebrachte Last zumindest teilweise zu dissipieren und/oder die auf den Schwingungsdämpfer (10, 10', 10", 10"') aufgebrachte Last zumindest teilweise über einen Bypass-Pfad (BP) abzuleiten, wobei zumindest in einem definierten Bereich unterhalb der wenigstens einen definierten Koibenstangengeschwindigkeit (-V1 , +V0) und/oder des Betrags (V1 , V0) der wenigstens einen, definierten Koibenstangengeschwindigkeit (-V1 , V0) die auf den Schwingungsdämpfer (10, 10', 10", 10"') aufgebrachte Last vollständig über den ersten Lastpfad (LP1 ) an die Dämpferkraftverstellein- richtung (28, 38) übertragbar ist,
8. Dämpfersystem (400, 500, 600) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpferkraftverstelleinrichtung (38) zur Erzeugung einer Dämpferkraft (F) wenigstens eine mittels einer Kraftmaschine (38B) antreibbare Hydraulikpumpe (38A) aufweist, welche hydraulisch mit dem Schwingungsdämpfer (10, 10", 10"') wirkverbunden ist, wobei der erste Lastpfad (LP1 ) vorzugsweise durch die hydraulische Verbindung zwischen dem Schwingungsdämpfer (10, 10", 10"') und der Dämpferkraftverstelleinrichtung (28, 38) gebildet ist, und wobei das Dämpfersystem (400, 500, 600) insbesondere einen zum ersten Lastpfad (LP1 ) parallelen, hydraulischen Bypass-Pfad (BP) aufweist.
9. Dämpfersystem (400, 500, 600) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlastungseinrichtung (59, 69, 79, 89) zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, im Bypass-Pfad (BP) angeordnet ist.
10. Dämpfersystem (400, 500, 600) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlastungseinrichtung (59, 69, 79, 89) wenigstens ein Hydraulikventil (59, 69, 79, 89) aufweist, wobei das Hydraulikventil (59, 69, 79, 89) vorzugsweise im Bypass-Pfad (BP) ange- ordnet ist, und wobei das Dämpfersystem (400, 500, 600) insbesondere derart ausgebildet ist, dass das Hydraulikventil (59, 69, 79, 89) zumindest in einem definierten Bereich unterhalb der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit (-V1 ,+VO) und/oder des Betrags (V1 , V0) der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit (-V1 , +V0) geschlossen ist, vorzugsweise vollständig, und oberhalb der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit (-V1 , +V0) und/oder des Betrags (V1 , V0) der wenigstens einen definierten Relativgeschwindigkeit (-V1 , +V0) zumindest teilweise geöffnet ist.
1 1 . Dämpfersystem (100, 200, 600) nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfersystem (100, 200, ...600) zur Steuerung der Entlastungseinrichtung (19, 29, 89) eine Steuerungseinrichtung aufweist, wobei die Steuerungseinrichtung vorzugsweise dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit (V_DMP) zwischen der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse die Entlastungseinrichtung (19, 29,
89) elektronisch und/oder elektromagnetisch und/oder induktiv und/oder mechanisch und/oder hydraulisch und/oder pneumatisch zu betätigen, wobei die Steuerungseinrichtung insbesondere dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit (V_DMP) zwischen der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse ein Steuersignal zur Steuerung der Entlastungseinrichtung (19, 29, 89) zu erzeugen.
12. Dämpfersystem (300, 600) nach Anspruch 1 1 in Verbindung mit wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung eine Bewegungswandlungseinrichtung (30, 530) aufweist, mittels derer eine Translationsbewegung der Kolbenstange (21 , 51 1 ) oder des Dämpfergehäuses (22, 512) des Schwingungsdämpfers (10', 10"') in eine Rotationsbewegung umwandelbar ist.
13. Dämpfersystem (500, 600) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung eine Induktionseinrichtung (80, 580) aufweist zur induktiven Erzeugung eines Steuerstromes, wobei die Entlastungseinrichtung (59, 89) vorzugsweise induktiv betätigbar ist, insbesondere durch den mittels der Induktionseinrichtung (80, 580) erzeugten Steuerstrom.
14. Dämpfersystem (500) nach Anspruch 13 in Verbindung mit wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionseinrichtung (80) eine parallel zur Dämpferlängsachse (L) des Schwingungsdämpfers angeordnete Magnetleiste (81 ) und wenigstens eine relativ zur Magnetleiste (81 ) und parallel zur Dämpferlängsachse (L) bewegbare Spule (82) aufweist, wobei durch eine Relativbewegung zwischen der Spule (82) und der Magnetleiste (81 ) ein Steuerstrom induzierbar ist, und wobei die Magnetleiste (81 ) vorzugsweise ortsfest am Dämpfergehäuse (12) angeordnet ist und die Spule (82) fest mit der Kolbenstange (11 ) verbunden ist.
15. Dämpfersystem (600) nach Anspruch 13 in Verbindung mit Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionseinrichtung (580) mechanisch mit der Bewegungswandlungseinrichtung (530) gekoppelt ist, wobei die Induktionseinrichtung (580) vorzugsweise wenigstens eine mit einer Rotationsgeschwindigkeit proportional zur Relativgeschwindigkeit (V-DMP) zwischen der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse drehbare Permanentmagnetscheibe (581 ) aufweist, wobei die Translationsbewegung der Kolbenstange (511 ) oder des Dämpfergehäuses (512) des Schwingungsdämpfers (10'") in eine Rotationsbewegung der Permanentmagnetscheibe (581 ) umwandelbar ist, und wobei insbesondere durch eine Rotation der Permanentmagnetscheibe (581 ) ein Wirbelstrom als Steuerstrom zur Steuerung der Entlastungseinrichtung (89) induzierbar ist.
16. Dämpfersystem (100, 200, 600) nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlastungseinrichtung (29, 39, ...89) derart ausgebildet ist, dass das Dämpfersystem (100, 200, 600) oberhalb der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit (-V1 , +V0) und/oder des Betrags (V1 , V0) der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit (-V1 , +V0) mit wenigstens einer definierten Dämpferkraft-Kennlinie (K1 , K2, K3, K4) betreibbar ist, vorzugsweise mit wenigstens zwei voneinander verschiedenen Dämpferkraft-Kennlinien (K1 und K2; K3 und K4).
17. Verfahren zum Betrieb eines Dämpfersystems (100, 200, 600) für eine Radaufhängung eines Fahrzeugs, insbesondere zum Betrieb eines Dämpfersystems (100, 200, 600), das nach einem der Ansprüche 1 bis 16 ausgebildet ist, wobei das Dämpfersystem (100, 200, 600) eine Dämpfungseinrichtung (10, 10', 10", 10"', 18) mit einstellbarer Dämpferkraft (F) zur Dämpfung von Schwingungen einer ungedämpften Masse gegenüber einer gedämpften Masse, eine Dämpferkraftverstelleinrichtung (18, 28, 38) zur Einstellung und/oder Erzeugung der Dämpferkraft (F) und
eine Entlastungseinrichtung (19, 29, 89) zur Entlastung der Dämpferkraftverstelleinrichtung (18, 28, 38) aufweist, wobei die Dämpfungseinrichtung (10, 10', 10", 10"', 18) mit der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse wirkverbindbar ist, und wobei in einem funktionsgemäßen Einbauzustand des Dämpfersystems (100, 200, 600) eine auf das Dämpfersystem (100, 200, 600) aufgebrachte Last zumindest teilweise über einen ersten Lastpfad (LP1 ) an die Dämpferkraftverstelleinrichtung (18, 28, 38) übertragbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Betriebsmodus zumindest in einem definierten Bereich unterhalb wenigstens einer definierten Relativgeschwindigkeit (-V1 , +V0) und/oder eines Betrags (vi , VO) wenigstens einer definierten Relativgeschwindigkeit (-V1 , +V0) zwischen der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse eine auf das Dämpfersystem (100, 200, 600) aufgebrachte Last vollständig über den ersten Lastpfad (LP1 ) an die Dämpferkraftverstelleinrichtung (18, 28, 38) übertragen wird und in einem zweiten Betriebsmodus oberhalb der wenigstens einen definierten Relativgeschwindigkeit (-V1 , +V0) und/oder des Betrags (V1 , V0) der wenigstens einen definierten Relativgeschwindigkeit (-V1 , +V0) mittels der Entlastungseinrichtung (19, 29,
89) der erste Lastpfad (LP1) unterbrochen wird und/oder eine auf das Dämpfersystem (100, 200, 600) aufgebrachte Last zumindest teilweise dissipiert wird und/oder die auf das Dämpfersystem (100, 200,
600) aufgebrachte Last zumindest teilweise über einen Bypass-Pfad (BP) abgeleitet wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlastungseinrichtung (19, 29, 89) in Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit (V_DMP) bei Erreichen der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit (-V1 , +V0) und/oder des Betrags (V1 , V0) der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit (-V1 , +V0) betätigt wird, wobei die Entlastungseinrichtung (19, 29, 89) vorzugsweise elektronisch und/oder elektromagnetisch und/oder induktiv und/oder hydraulisch und/oder pneumatisch betätigt wird, insbesondere mithilfe eines Steuersignals, und/oder mechanisch.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, wobei das Dämpfersystem (200,
600) insbesondere wenigstens nach einem der Ansprüche 7 bis 16 ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung der Entlastungseinrichtung (19, 29, 89) eine Translationsbewegung der Kolbenstange (11 , 21 , 511 ) und/oder des Dämpfergehäuses (12, 22, 512) des Schwingungsdämpfers (10, 19', 10", 10"') in eine Rotationsbewegung umgewandelt wird.
20. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfersystem (100, 200, 600) oberhalb der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit (-V1 , +V0) und/oder des Betrags (V1 , V0) der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit (-V1 , +V0) mit wenigstens einer definierten Dämpferkraft-Kennlinie (K1 , K2, K3, K4) betrieben wird, vorzugsweise mit wenigstens zwei voneinander verschiedenen Dämpferkraft-Kennlinien (K1 und K2; K3 und K4) , von denen insbesondere jeweils eine ausgewählt wird.
21. Fahrzeug, insbesondere zweispuriges Kraftfahrzeug, mit einem Dämpfersystem (100, 200, 600), dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfersystem (100, 200, 600) nach einem der Ansprüche 1 bis 16 ausgebildet ist und/oder das Fahrzeug zur Durchführung eines Verfahrens gemäß den Ansprüchen 17 bis 20 ausgebildet ist.
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