DE102015007481B4 - Aktive aufhängungsvorrichtung für ein fahrzeug und eine dafür verwendete pumpe - Google Patents

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Abstract

Aktive Aufhängungsvorrichtung für ein Fahrzeug, mit:
einer Pumpe (100), die eine Bewegung eines Fluids einstellt oder regelt; und
einem Aktor (200), in dem das Fluid von der Pumpe zugeführt wird und der Verschiebungen einer Schraubenfeder kompensiert,
wobei der Aktor (200) erste, zweite, dritte und vierte Aktoren (210, 220, 230 und 240) aufweist, die an einem linken Vorderrad, einem linken Hinterrad, einem rechten Vorderrad oder einem rechten Hinterrad des Fahrzeugs angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Pumpe (100) in der Lage ist, das Fluid gleichzeitig zu den ersten und zweiten Aktoren (210 und 220) oder zu den dritten und vierten Aktoren (230 und 240) auf der Grundlage des Antreibens eines Elektromotors (110) zuzuführen und
die Pumpe (100) Folgendes aufweist:
eine erste Kammer (131) und eine zweite Kammer (132), die durch Teilen eines Zylinders (120) in einer Längsrichtung des Zylinders (120) gebildet sind; und
einen ersten Kolben (141) und einen zweiten Kolben (142), die in der ersten Kammer (131) oder der zweiten Kammer (132) angeordnet sind, und
der erste Kolben (141) und der zweite Kolben (142) auf der Grundlage des Antreibens des Elektromotors (110) bewegt werden, so dass das Fluid, das in der ersten Kammer (131) und in der zweiten Kammer (132) aufgenommen ist, zu dem Aktor (200) zugeführt werden kann.

Description

  • HINTERGRUND
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine aktive Aufhängungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Insbesondere bezieht sie sich auf eine aktive Aufhängungsvorrichtung für ein Fahrzeug, die ein Fluid zu einem Aktor, der an einem Rad des Fahrzeugs angeordnet ist, unter Verwendung einer Pumpe zuführt, die von einem Elektromotor angetrieben wird.
  • Erörterung des Standes der Technik
  • Aktive Aufhängungssysteme für Fahrzeuge sind Systeme, die verschiedene Eingaben, die von einer Fahrbahn empfangen werden, unter Verwendung eines Sensors erfassen und eine Wankaktion eines Fahrzeugs unter Verwendung eines elektronischen Steuergeräts (ECU; Electronic Control Unit) auf der Grundlage der erfassten Eingaben effektiv steuern bzw. regeln.
  • Genauer gesagt weist ein aktives Aufhängungssystem für ein Fahrzeug einen Aktor auf, der eine Verschiebung einer Schraubenfeder kompensiert, die mit einem Rad des Fahrzeugs verbunden ist, und der eine Funktion des in geeigneter Weise Regelns des Volumens eines Fluids, das dem Aktor zugeführt wird, durchführt, indem er Wank- und Nickaktionen des Fahrzeugs erfasst, um so eine Karosserie der Fahrzeuggarage auf einem konstanten Niveau zu halten, so dass die Fahrqualität und die Fahrbahntraktionskraft des Fahrzeugs verbessert werden können.
  • Des Weiteren kann das aktive Aufhängungssystem für das Fahrzeug einem Fahrer die Möglichkeit geben, dass er eine Höhe der Karosserie des Fahrzeugs entsprechend dem Zustand der Fahrbahn durch eine Niveauregulierung der Karosserie des Fahrzeugs einstellen kann, oder es kann einen Luftwiderstand reduzieren, indem es die Karosserie des Fahrzeugs bei einer hohen Geschwindigkeit absenkt, wodurch eine Funktion des Verbesserns der Fahrstabilität und eines Kraftstoffverbrauchsverhältnisses durchgeführt wird.
  • In Verbindung mit dem aktiven Aufhängungssystem offenbart die US-Patentanmeldungsveröffentlichung US 6 000 702 A einen technischen Inhalt, der eine Feder und ein hubverstellbares Stellorgan aufweist, das mit der Feder in Reihe angeordnet ist, und in dem eine Strömungsrate eines Fluids, das zu dem hubverstellbaren Stellorgan zugeführt wird, unter Verwendung eines Proportionalsteuerventils gesteuert bzw. geregelt wird.
  • Aber in dem technischen Inhalt gibt es ein Problem dahingehend, dass ein teures Proportionalsteuerventil und eine teure Hydraulikpumpe verwendet werden müssen. Des Weiteren muss, da die Hydraulikpumpe mit einem Motor verbunden ist und immer angetrieben wird, wenn sich der Motor in einem Betriebszustand befindet, die Hydraulikpumpe immer angetrieben werden, um so eine Quelle eines hohen Druckes zu erzeugen. Infolgedessen ist eine übermäßige Kapazität, die von einem System nicht benötigt wird, unnötig, und eine Leistung des Motors wird herabgesetzt, was zu einem negativen Einfluss auf ein Kraftstoffverbrauchsverhältnis führt.
  • Die gattungsgemäße Druckschrift DE 101 11 551 A1 beschreibt ein aktives Fahrwerksystem eines Fahrzeugs, wobei jedes Fahrzeugrad über ein Federelement sowie über eine auch als Dämpfer wirkende hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit am Fahrzeugaufbau abgestützt ist und jedem Fahrzeugrad ein hydraulischer Aktuator zugeordnet ist, mit Hilfe dessen eine zusätzliche Kraft zwischen Rad und Aufbau einleitbar ist.
  • DE 199 16 366 A1 beschreibt einen Aktuator mit einem Elektromotor, einer Getriebeeinheit und einer Druckmediumeinheit, wobei die Getriebeeinheit, der Elektromotor und die Druckmediumeinheit räumlich voneinander getrennt sind.
  • DE 20 38 369 A beschreibt eine Zweizylinderpumpe, die speziell dafür eingerichtet ist, hochviskose Flüssigkeiten, wie z.B. ein Titandioxid-Äthylenglykol-Gemisch, annähernd pulsationsfrei zu pumpen.
  • ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen einer aktiven Aufhängungsvorrichtung bzw. Federungsvorrichtung für ein Fahrzeug, die in der Lage ist, Produktionskosten zu reduzieren und eine Struktur der aktiven Aufhängungsvorrichtung zu vereinfachen, ohne dass ein teures Proportionalsteuerventil verwendet wird.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen einer aktiven Aufhängungsvorrichtung für ein Fahrzeug, die in der Lage ist, den Energieverbrauch zu minimieren, indem sie eine Pumpe verwendet, die auf einem Elektromotor und einem Zylinder basiert.
  • Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe(n) erfolgt durch eine aktive Aufhängungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine aktive Aufhängungsvorrichtung für ein Fahrzeug bereitgestellt, die Folgendes aufweist: eine Pumpe, die eine Bewegung eines Fluids einstellt bzw. regelt; und einen Aktor, in dem das Fluid von der Pumpe zugeführt wird und der eine Verschiebung einer Schraubenfeder kompensiert, wobei der Aktor erste, zweite, dritte und vierte Aktoren einschließen kann, die jeweils an einem linken Vorderrad, einem linken Hinterrad, einem rechten Vorderrad und einem rechten Hinterrad des Fahrzeugs angeordnet sind, und wobei die Pumpe das Fluid gleichzeitig zu den ersten und zweiten Aktoren oder zu den dritten und vierten Aktoren auf der Grundlage des Antreibens eines Elektromotors zuführen kann, wobei die Pumpe Folgendes aufweist: eine erste Kammer und eine zweite Kammer, die durch das Teilen eines Zylinders in einer Längsrichtung des Zylinders gebildet sind; und einen ersten Kolben und einen zweiten Kolben, die jeweils in der ersten Kammer und der zweiten Kammer angeordnet sind, und wobei der erste Kolben und der zweite Kolben auf der Grundlage des Antreibens des Elektromotors bewegt werden können, so dass das Fluid, das in der ersten Kammer und der zweiten Kammer aufgenommen ist, zu dem Aktor zugeführt werden kann.
  • Die Pumpe kann des Weiteren Folgendes aufweisen: einen ersten Zahnstangenstab und einen zweiten Zahnstangenstab, die jeweils den ersten Kolben und den zweiten Kolben innerhalb der ersten Kammer und der zweiten Kammer bewegen; und ein Ritzel, das angeordnet ist, um mit dem ersten Zahnstangenstab und dem zweiten Zahnstangenstab ineinanderzugreifen, und wenn das Ritzel auf der Grundlage des Elektromotors gedreht wird, können der erste Kolben und der zweite Kolben in entgegengesetzte Richtungen bewegt werden.
  • Die aktive Aufhängungsvorrichtung kann des Weiteren eine Bremseinheit aufweisen, die eine Antriebskraft des Elektromotors zu dem Ritzel transferiert.
  • Die Pumpe kann des Weiteren einen Stützbügel aufweisen, der wenigstens einen von dem ersten Zahnstangenstab und dem zweiten Zahnstangenstab abstützt.
  • Aufgrund von Bewegungen des ersten Kolbens und des zweiten Kolbens kann das Fluid, das in der ersten Kammer aufgenommen ist, zu dem ersten Aktor zugeführt werden und kann das Fluid, das in der zweiten Kammer aufgenommen ist, gleichzeitig zu dem zweiten Aktor zugeführt werden, oder kann das Fluid, das in der ersten Kammer aufgenommen ist, zu dem dritten Aktor zugeführt werden und kann das Fluid, das in der zweiten Kammer aufgenommen ist, gleichzeitig zu dem vierten Aktor zugeführt werden.
  • Die aktive Aufhängungsvorrichtung kann des Weiteren ein Ventil aufweisen, das an dem Strömungspfad angeordnet ist und einen Fluss des Fluids regelt, wobei ein Strömungspfad, in dem das Fluid fließen kann, zwischen der Pumpe und dem Aktor gebildet sein kann.
  • Figurenliste
  • Die oben genannten und weitere Objekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden den Durchschnittsfachleuten auf dem Gebiet durch das ausführliche Beschreiben von exemplarischen Ausführungsformen davon unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen offensichtlicher werden, wobei in den Zeichnungen:
    • 1 und 2 Schaltbilder sind, die eine aktive Aufhängungsvorrichtung für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen;
    • 3 eine Ansicht einer internen Konfiguration zum Beschreiben einer Kombination von Elementen einer Pumpe der aktiven Aufhängungsvorrichtung für das Fahrzeug ist, die in 1 und 2 veranschaulicht ist;
    • 4 eine Querschnittansicht zum Identifizieren einer internen Struktur der Pumpe der aktiven Aufhängungsvorrichtung für das Fahrzeug von 1 und 2 ist; und
    • 5 und 6 Schaltbilder zum Beschreiben eines Flusses eines Fluids entsprechend Situationen in der aktiven Aufhängungsvorrichtung für das Fahrzeug von 1 und 2 sind.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON EXEMPLARISCHEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben werden. Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit exemplarischen Ausführungsformen davon gezeigt und beschrieben wird, wird es den Fachleuten auf dem Gebiet klar sein, dass verschiedene Modifikationen vorgenommen werden können, ohne dass von dem Erfindungsgedanken und dem Schutzumfang der Erfindung abgewichen wird. Gleiche oder ähnliche Elemente beziehen sich ungeachtet von Bezugszeichen auf gleiche Bezugszeichen, und redundante Beschreibungen davon werden weggelassen werden.
  • Auch werden in der Beschreibung der vorliegenden Erfindung gewisse detaillierte Erläuterungen des Standes der Technik weggelassen werden, wenn man der Meinung ist, dass diese die Essenz der Erfindung unnötig verschleiern könnten. Außerdem sollte es angemerkt werden, dass die beigefügten Zeichnungen lediglich für ein leichtes Verständnis der Idee der vorliegenden Erfindung verwendet werden, und dies sollte nicht so interpretiert werden, dass die Idee der vorliegenden Erfindung auf die beigefügten Zeichnungen beschränkt ist.
  • Im Folgenden wird eine aktive Aufhängungsvorrichtung für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben werden. 1 und 2 sind Schaltbilder, die eine aktive Aufhängungsvorrichtung für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
  • Wie in 1 und in 2 veranschaulicht ist, kann die aktive Aufhängungsvorrichtung für das Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hauptsächlich eine Pumpe 100, einen Aktor 200, einen Strömungspfad 300, Ventile 400 und ein Fluidreservoir 500 aufweisen.
  • Die Pumpe 100 ist dafür konfiguriert, einen hydraulischen Druck in einem Fluid zu erzeugen, das in der aktiven Aufhängungsvorrichtung für das Fahrzeug verwendet wird. Die Pumpe 100 führt eine Funktion des Einstellens bzw. Regelns der Bewegung des Fluids in der aktiven Aufhängungsvorrichtung für das Fahrzeug durch. Genauer gesagt wird die Pumpe 100 unter Verwendung eines Elektromotors 110 angetrieben (siehe 3). Da eine Pumpe einer aktiven Aufhängungsvorrichtung für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik eine Hydraulikpumpe ist, mit einem Motor verbunden ist und immer angetrieben wird, wird ein unnötiger Druck erzeugt. Aber wenn die aktive Aufhängungsvorrichtung für das Fahrzeug in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik eine Struktur verwendet, in der die Pumpe 100 durch den Elektromotor 110 angetrieben wird, wie in der aktiven Aufhängungsvorrichtung für das Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, dann sendet ein elektronisches Steuergerät (ECU; Electronic Control Unit) Signale zu dem Elektromotor 110 je nach Bedarf, wodurch die Pumpe 100 selektiv angetrieben wird, so dass der Effekt des Verringerns einer Leistung eines Motors und des Verbesserns eines Kraftstoffverbrauchsverhältnisses erwartet werden kann.
  • Das Fluid wird zu dem Aktor 200 durch die Pumpe 100 zugeführt, wie dies in 1 und 2 veranschaulicht ist. Der Aktor 200 kann erste, zweite, dritte und vierte Aktoren 210, 220, 230 und 240 einschließen, die jeweils an einem linken Vorderrad, einem linken Hinterrad, einem rechten Vorderrad und einem rechten Hinterrad des Fahrzeugs angeordnet sind. Die ersten, zweiten, dritten und vierten Aktoren 210, 220, 230 und 240 sind mit Schraubenfedern 211, 221, 231 und 241 und mit Dämpfern 212, 222, 232 und 242 verbunden. Insbesondere führen die ersten, zweiten, dritten und vierten Aktoren 210, 220, 230 und 240 eine Funktion des Kompensierens von Verschiebungen der Schraubenfedern 211, 221, 231 und 241 durch.
  • Insbesondere kann die Pumpe 100 das Fluid gleichzeitig zu dem ersten Aktor 210 und dem zweiten Aktor 220 oder zu dem dritten Aktor 230 und dem vierten Aktor 240 auf der Grundlage des Antreibens des Elektromotors 110 zuführen. Das heißt, das Fluid kann gleichzeitig zu vorderen und hinteren Aktoren eines linken Rads des Fahrzeugs oder zu vorderen und hinteren Aktoren eines rechten Rads des Fahrzeugs durch das Antreiben der Pumpe 100 zugeführt werden.
  • Der Strömungspfad 300 ist ein Pfad für die Bewegung des Fluids zwischen der Pumpe 100, dem Aktor 200 oder dem Fluidreservoir 500. Der Strömungspfad 300, der zwischen der Pumpe 100 und dem ersten Aktor 210 gebildet ist, kann in einen Teil-1-1-Strömungspfad 311, der direkt mit der Pumpe 100 verbunden ist, und in einen Teil-1-2-Strömungspfad 312 und einen Teil-1-3-Strömungspfad 313, die von dem Teil-1-1-Strömungspfad 311 divergieren, unterteilt sein, wie dies in 2 veranschaulicht ist. Der Teil-1-2-Strömungspfad 312 ist ein Strömungspfad, der mit dem ersten Aktor 210 verbunden ist, und der Teil-1-3-Strömungspfad 313 ist ein Strömungspfad, der mit dem Fluidreservoir 500 verbunden ist. Ein Strömungspfad, der mit der Pumpe 100 und dem zweiten Aktor 220 verbunden ist, und ein Strömungspfad, der mit dem dritten Aktor 230 und dem vierten Aktor 240 verbunden ist, können ebenfalls unterteilt sein, wie dies in 2 veranschaulicht ist, so wie der Strömungspfad, der zwischen der Pumpe 100 und dem ersten Aktor 210 gebildet ist. Eine ausführliche Beschreibung davon wird weggelassen werden.
  • Die Ventile 400 sind in dem Strömungspfad 300 angeordnet und führen eine Funktion des Regelns eines Flusses des Fluids durch. Insbesondere verwendet die aktive Aufhängungsvorrichtung für das Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Schaltventil anstelle eines Proportionalsteuerventils und steuert eine Betätigung des Schaltventils unter Verwendung des ECU, wodurch selektiv die Bewegung des Fluids gesteuert bzw. geregelt wird. Infolgedessen kann der Effekt des Vereinfachens einer Systemstruktur und des Reduzierens von Produktionskosten erwartet werden.
  • Wenn die Strömungsrate des Fluids in der aktiven Aufhängungsvorrichtung für das Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung übermäßig groß ist, führt das Fluidreservoir 500 eine Funktion des Aufnehmens und Speicherns des übermäßigen Fluids durch. Und wenn der Aktor 200 eine Zufuhr mit einer größeren Strömungsrate benötigt, führt das Fluidreservoir 500 eine Funktion des Zuführens des Fluids zu jedem Aktor 200 oder der Pumpe 100 durch.
  • In Folgenden wird die aktive Aufhängungsvorrichtung für das Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlich unter Bezugnahme auf 3 und 4 beschrieben werden. 3 ist eine kombinierte Ansicht einer internen Konfiguration zum Beschreiben einer Kombination von Elementen einer Pumpe der aktiven Aufhängungsvorrichtung für das Fahrzeug, wie sie in 1 und 2 veranschaulicht ist, und 4 ist eine Querschnittansicht zum Identifizieren einer internen Struktur der Pumpe der aktiven Aufhängungsvorrichtung für das Fahrzeug von 1 und 2.
  • Die Pumpe 100 der aktiven Aufhängungsvorrichtung für das Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist Elemente wie etwa einen ersten Kolben 141, einen zweiten Kolben 142, einen ersten Zahnstangenstab 151, einen zweiten Zahnstangenstab 152 und ein Ritzel 160 auf, wie dies in 3 und 4 veranschaulicht ist.
  • Ein Zylinder 120 ist in der Pumpe 100 der aktiven Aufhängungsvorrichtung für das Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gebildet, und eine erste Kammer 131 und eine zweite Kammer 132 sind durch das Teilen des Zylinders 120 in einer Längsrichtung des Zylinders 120 gebildet. Der erste Kolben 141 und der zweite Kolben 142 sind jeweils in der ersten Kammer 131 und der zweiten Kammer 132 angeordnet. Der erste Kolben 141 und der zweite Kolben 142 werden auf der Grundlage des Antreibens des Elektromotors 110 bewegt, d.h. sie vollführen auf der Grundlage des Antreibens des Elektromotors 110 eine Hin- und Herbewegung. Infolgedessen führen der erste Kolben 141 und der zweite Kolben 142 das Fluid, das in der ersten Kammer 131 und in der zweiten Kammer 132 aufgenommen ist, zu dem Aktor 200 zu. Der Elektromotor 110 kann einstückig mit der Pumpe 100 gebildet sein oder er kann separat angeordnet sein.
  • Wenn die Betätigung der Pumpe 100 der aktiven Aufhängungsvorrichtung für das Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung genauer beschrieben wird, stützen der erste Zahnstangenstab 151 und der zweite Zahnstangenstab 152, die jeder eine Seite haben, in der eine sägezahnförmige Nut gebildet ist, jeweils den ersten Kolben 141 und den zweiten Kolben 142 ab, und das Ritzel 160 ist angeordnet, um mit der Nut ineinanderzugreifen, die in einer Seite von jedem von dem ersten Zahnstangenstab 151 und dem zweiten Zahnstangenstab 152 gebildet ist. Wenn das Ritzel 160 mit dem Elektromotor 110 verbunden ist und durch den Elektromotor 110 gedreht wird, werden der erste Zahnstangenstab 151 und der zweite Zahnstangenstab 152 in entgegengesetzte Richtungen bewegt. Folglich werden der erste Kolben 141 und der zweite Kolben 142 aufgrund von Bewegungen des ersten Zahnstangenstabs 151 und des zweiten Zahnstangenstabs 152 in entgegengesetzte Richtungen bewegt. Durch die Pumpe 100, die eine Doppelzylinderstruktur hat, kann das Fluid gleichzeitig zu der Vielzahl von Aktoren 200 zugeführt werden. Im Allgemeinen muss, um eine Vielzahl von Aktoren unter Verwendung einer einzigen Pumpe steuern zu können, eine Kapazität der Pumpe vergrößert werden. Aber aufgrund einer Begrenzung einer Leistung eines Elektromotors besteht eine Beschränkung in Bezug auf das Erhöhen der Kapazität der Pumpe. Aber in der Pumpe 100, die die Doppelzylinderstruktur hat und die bei der aktiven Aufhängungsvorrichtung für das Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann die Vielzahl von Aktoren 200 gleichzeitig gesteuert werden, ohne dass die Leistung des Elektromotors 110 erhöht werden muss.
  • Insbesondere kann die Pumpe 100 der aktiven Aufhängungsvorrichtung für das Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung des Weiteren eine Bremseinheit aufweisen, die eine Antriebskraft des Elektromotors 110 zu dem Ritzel 160 transferiert. Wenn dies nun detailliert beschrieben wird, wird, wie in 3 veranschaulicht ist, dann, wenn die Pumpe 100 ein warmes Getriebe 180 und ein warmes Rad 190 als die Bremseinheit aufweist und der Elektromotor 110 das warme Getriebe 180 dreht, das warme Rad 190, das angeordnet ist, um mit dem warmen Getriebe 180 ineinanderzugreifen, gedreht, so dass das Ritzel 160 gedreht werden kann. Infolgedessen kann ein Bremsverhältnis erhöht werden, und eine Last des Elektromotors 110 wird reduziert, so dass die Effizienz des Elektromotors 110 erhöht werden kann.
  • In der Zwischenzeit kann die Pumpe 100 der aktiven Aufhängungsvorrichtung für das Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung des Weiteren einen Stützbügel 170 aufweisen, der wenigstens einen von dem ersten Zahnstangenstab 151 und dem zweiten Zahnstangenstab 152 abstützt. Der Stützbügel 170 ist dafür konfiguriert, zu verhindern, dass ein Spalt zwischen dem ersten Zahnstangenstab 151 oder dem zweiten Zahnstangenstab 152 und dem Ritzel 160 auftritt. Infolgedessen kann verhindert werden, dass eine Fehlfunktion aufgrund des Abriebs der Nut, die in dem ersten Zahnstangenstab 151 oder dem zweiten Zahnstangenstab 152 gebildet ist, oder aufgrund des Abriebs einer Form des Ritzels 160, die der Nut entspricht, auftritt. Des Weiteren können Klappergeräusche, die durch die Bildung des Spalts verursacht werden, verhindert werden.
  • Im Folgenden wird die Bewegung des Fluids, die sich aus dem Antreiben der Pumpe 100 der aktiven Aufhängungsvorrichtung für das Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ergibt, unter Bezugnahme auf 5 und 6 beschrieben werden. 5 und 6 sind Schaltbilder zum Beschreiben eines Flusses eines Fluids entsprechend Situationen in der aktiven Aufhängungsvorrichtung für das Fahrzeug von 1 und 2.
  • Zuerst wird ein Fluss des Fluids, wenn das Fluid gleichzeitig zu dem ersten Aktor 210 und dem zweiten Aktor 220, welche vordere und hintere Aktoren des linken Rads des Fahrzeugs sind, zugeführt wird, unter Bezugnahme auf 5 beschrieben werden. Das ECU steuert Betätigungen des Elektromotors 110 der Pumpe 100 und der Ventile 400 auf der Grundlage von Fahrbahninformationen, die ausgehend von einem Sensor des Fahrzeugs empfangen werden, oder auf der Grundlage von Einstellungen eines Benutzers. Genauer gesagt dreht das ECU das Ritzel 160 entweder im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn, um so den ersten Zahnstangenstab 151 in einer linken Richtung zu bewegen und gleichzeitig den zweiten Zahnstangenstab 152 in einer rechten Richtung zu bewegen. Aufgrund der Bewegungen des ersten Zahnstangenstabs 151 und des zweiten Zahnstangenstabs 152 wird der erste Kolben 141 nach links bewegt und wird der zweite Kolben 142 nach rechts bewegt. Infolgedessen wird das Fluid, das in der ersten Kammer 131 aufgenommen ist, zu dem ersten Aktor 210 über den Teil-1-1-Strömungspfad 311 und den Teil-1-2-Strömungspfad 312 transferiert. Ein Teil-1-1-Ventil 411 und ein Teil-1-2-Ventil 412 sind jeweils an dem Teil-1-1-Strömungspfad 311 und dem Teil-1-2-Strömungspfad 312 angeordnet, und das ECU öffnet das Teil-1-1-Ventil 411 und das Teil-1-2-Ventil 412 in einer solchen Art und Weise, dass das Fluid ruhig durch den Teil-1-1-Strömungspfad 311 und den Teil-1-2-Strömungspfad bewegt werden kann. Und wenn festgestellt wird, dass das Volumen des Fluids, das in den ersten Aktor 210 fließt, übermäßig groß ist, dann öffnet das ECU ein Teil-1-3-Ventil 413, das das Öffnen/Schließen des Teil-1-3-Strömungspfads 313 steuert, wodurch ein Teil des übermäßigen Fluids zu dem Fluidreservoir 500 bewegt wird. In der Zwischenzeit wird das Fluid, das in der zweiten Kammer 132 aufgenommen ist, zu dem zweiten Aktor 220 über einen Teil-2-1-Strömungspfad 321 und einen Teil-2-2-Strömungspfad 322 transferiert. Ein Teil-2-1-Ventil 421 und ein Teil-2-2-Ventil 422 sind jeweils an dem Teil-2-1-Strömungspfad 321 und an dem Teil-2-2-Strömungspfad 322 angeordnet, und das ECU öffnet das Teil-2-1-Ventil 421 und das Teil-2-2-Ventil 422 in einer solchen Art und Weise, dass das Fluid ruhig durch den Teil-2-1-Strömungspfad 321 und den Teil-2-2-Strömungspfad 322 bewegt werden kann. Und wenn festgestellt wird, dass die Menge des Fluids, das in den zweiten Aktor 220 fließt, übermäßig groß ist, dann öffnet das ECU ein Teil-2-3-Ventil 423, das das Öffnen/Schließen eines Teil-2-3-Strömungspfads 323 steuert, wodurch ein Teil des übermäßigen Fluids zu dem Fluidreservoir 500 bewegt wird. Als Folge davon steuert das ECU den Elektromotor 110, die ersten Ventile 411, 412 und 413 und die zweiten Ventile 421, 422 und 423, die jeweils an den ersten Strömungspfaden 311, 312 und 313 und an den zweiten Strömungspfaden 321, 322 und 323 angeordnet sind, so dass das Fluid gleichzeitig von einer einzigen Pumpe 100 zu dem ersten Aktor 210 und dem zweiten Aktor 220 zugeführt werden kann, die Aktoren des linken Rads des Fahrzeugs sind. Des Weiteren wird jedes beliebige von dem Teil-1-1-Ventil 411, dem Teil-1-2-Ventil 412, dem Teil-2-1-Ventil 421 und dem Teil-2-2-Ventil 422 geschlossen, damit jeder beliebige von dem ersten Aktor 210 und dem zweiten Aktor 220 unabhängig voneinander gesteuert werden kann.
  • Ein Fluss des Fluids, wenn das Fluid gleichzeitig zu dem dritten Aktor 230 und dem vierten Aktor 240 zugeführt wird, welche jeweils vordere und hintere Aktoren des rechten Rads des Fahrzeugs sind, wird unter Bezugnahme auf 6 beschrieben werden. Das ECU steuert die Betätigungen des Elektromotors 110 der Pumpe 100 und der Ventile 400 auf der Grundlage von Fahrbahninformationen, die ausgehend von dem Sensor des Fahrzeugs empfangen werden, oder auf der Grundlage von Einstellungen eines Benutzers. Genauer gesagt dreht das ECU das Ritzel 160 in der Richtung der anderen Seite, um so den ersten Zahnstangenstab 151 in der rechten Richtung zu bewegen und gleichzeitig den zweiten Zahnstangenstab 152 in der linken Richtung zu bewegen. Aufgrund der Bewegungen des ersten Zahnstangenstabs 151 und des zweiten Zahnstangenstabs 152 wird der erste Kolben 141 nach rechts bewegt und wird der zweite Kolben 142 nach links bewegt. Infolgedessen wird das Fluid, das in der ersten Kammer 131 aufgenommen ist, zu dem dritten Aktor 230 über einen Teil-3-1-Strömungspfad 331 und einen Teil-3-2-Strömungspfad 332 transferiert. Ein Teil-3-1-Ventil 431 und ein Teil-3-2-Ventil 432 sind jeweils an dem Teil-3-1-Strömungspfad 331 und dem Teil-3-2-Strömungspfad 332 angeordnet, und das ECU öffnet das Teil-3-1-Ventil 431 und das Teil-3-2-Ventil 432, so dass das Fluid ruhig durch den Teil-3-1-Strömungspfad 331 und den Teil-3-2-Strömungspfad 332 bewegt werden kann. Und wenn festgestellt wird, dass die Menge des Fluids, das in den dritten Aktor 230 fließt, übermäßig groß ist, dann öffnet das ECU ein Teil-3-3-Ventil 433, das das Öffnen/Schließen eines Teil-3-3-Strömungspfads 333 steuert, wodurch ein Teil des übermäßigen Fluids zu dem Fluidreservoir 500 bewegt wird. In der Zwischenzeit wird das Fluid, das in der zweiten Kammer 132 aufgenommen ist, zu dem vierten Aktor 240 über einen Teil-4-1-Strömungspfad 341 und einen Teil-4-2-Strömungspfad 342 transferiert. Ein Teil-4-1-Ventil 441 und ein Teil-4-2-Ventil 442 sind jeweils an dem Teil-4-1-Strömungspfad 341 und an dem Teil-4-2-Strömungspfad 342 angeordnet, und das ECU öffnet ein Teil-4-1-Ventil 441 und ein Teil-4-2-Ventil 442, so dass das Fluid ruhig durch den Teil-4-1-Strömungspfad 341 und den Teil-4-2-Strömungspfad 342 bewegt werden kann. Und wenn festgestellt wird, dass die Menge des Fluids, das in den vierten Aktor 240 fließt, übermäßig groß ist, dann öffnet das ECU ein Teil-4-3-Ventil 443, das das Öffnen/Schließen eines Teil-4-3-Strömungspfads 343 steuert, wodurch ein Teil des übermäßigen Fluids zu dem Fluidreservoir 500 bewegt wird. Als Folge davon steuert das ECU den Elektromotor 110, die dritten Ventil 431, 432 und 433 und die vierten Ventile 441, 442 und 443, die jeweils an den dritten Strömungspfaden 331, 332 und 333 und an den vierten Strömungspfaden 341, 342 und 343 angeordnet sind, so dass das Fluid gleichzeitig zu dem dritten Aktor 230 und dem vierten Aktor 240 zugeführt werden kann. Des Weiteren wird jedes beliebige von dem Teil-3-1-Ventil 431, dem Teil-3-2-Ventil 432, dem Teil-4-1-Ventil 441 und dem Teil-4-2-Ventil 442 geschlossen, damit jeder beliebige von dem dritten Aktor 230 und dem vierten Aktor 240 unabhängig voneinander gesteuert werden kann.
  • Eine Pumpe einer aktiven Aufhängungsvorrichtung für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine erste Kammer 131 und eine zweite Kammer 133, die durch das Teilen eines Zylinders 120, der in der Pumpe gebildet ist, in einer Längsrichtung des Zylinders 120 gebildet sind, und einen ersten Kolben 141 und einen zweiten Kolben 142 auf, die jeweils in der ersten Kammer 131 und der zweiten Kammer 132 angeordnet sind, und der erste Kolben 141 und der zweite Kolben 142 werden auf der Grundlage des Antreibens des Elektromotors 110 in entgegengesetzte Richtungen bewegt.
  • Insbesondere weist die Pumpe des Weiteren einen ersten Zahnstangenstab 151 und einen zweiten Zahnstangenstab 152, die jeweils den ersten Kolben 141 und den zweiten Kolben 142 innerhalb der ersten Kammer 131 und der zweiten Kammer 132 bewegen, und ein Ritzel 160 auf, das angeordnet ist, um mit dem ersten Zahnstangenstab 151 und dem zweiten Zahnstangenstab 152 ineinanderzugreifen. Wenn der Elektromotor 110 das Ritzel 160 dreht, werden der erste Kolben 141 und der zweite Kolben 142 in entgegengesetzte Richtungen bewegt. Die Pumpe kann des Weiteren einen Stützbügel 170 aufweisen, der wenigstens einen von dem ersten Zahnstangenstab 151 und dem zweiten Zahnstangenstab 152 abstützt. Des Weiteren kann die Pumpe ferner eine Bremseinheit aufweisen, die eine Antriebskraft des Elektromotors 110 zu dem Ritzel 160 transferiert. Die oben genannten Merkmale sind vorher bereits ausführlich beschrieben worden, und somit werden ausführliche Beschreibungen davon weggelassen werden.
  • Wie oben beschrieben worden ist, wird eine aktive Aufhängungsvorrichtung für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Verwendung einer auf einem Elektromotor und einem Zylinder basierenden Pumpe implementiert, und ein Elektromotor wird nur angetrieben, wenn es von einem System gefordert wird, dass er angetrieben wird, um die Pumpe zu betätigen, so dass es möglich ist, nur einen notwendigen Druck zu einer geeigneten Zeit zu erzeugen, und eine Leistung eines Motors und ein Kraftstoffverbrauchsverhältnis können verbessert werden.
  • Des Weiteren wird ein Schaltventil und nicht ein Proportionalsteuerventil als ein Ventil für das Steuern bzw. Regeln der Bewegung eines Fluids verwendet, so dass eine Wettbewerbsfähigkeit in Bezug auf die Produktionskosten erzielt werden kann und eine Struktur eines Gesamtsystems vereinfacht werden kann.

Claims (6)

  1. Aktive Aufhängungsvorrichtung für ein Fahrzeug, mit: einer Pumpe (100), die eine Bewegung eines Fluids einstellt oder regelt; und einem Aktor (200), in dem das Fluid von der Pumpe zugeführt wird und der Verschiebungen einer Schraubenfeder kompensiert, wobei der Aktor (200) erste, zweite, dritte und vierte Aktoren (210, 220, 230 und 240) aufweist, die an einem linken Vorderrad, einem linken Hinterrad, einem rechten Vorderrad oder einem rechten Hinterrad des Fahrzeugs angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (100) in der Lage ist, das Fluid gleichzeitig zu den ersten und zweiten Aktoren (210 und 220) oder zu den dritten und vierten Aktoren (230 und 240) auf der Grundlage des Antreibens eines Elektromotors (110) zuzuführen und die Pumpe (100) Folgendes aufweist: eine erste Kammer (131) und eine zweite Kammer (132), die durch Teilen eines Zylinders (120) in einer Längsrichtung des Zylinders (120) gebildet sind; und einen ersten Kolben (141) und einen zweiten Kolben (142), die in der ersten Kammer (131) oder der zweiten Kammer (132) angeordnet sind, und der erste Kolben (141) und der zweite Kolben (142) auf der Grundlage des Antreibens des Elektromotors (110) bewegt werden, so dass das Fluid, das in der ersten Kammer (131) und in der zweiten Kammer (132) aufgenommen ist, zu dem Aktor (200) zugeführt werden kann.
  2. Aktive Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Pumpe (100) des Weiteren Folgendes aufweist: einen ersten Zahnstangenstab (151) und einen zweiten Zahnstangenstab (152), die den ersten Kolben (141) oder den zweiten Kolben (142) innerhalb der ersten Kammer (131) oder der zweiten Kammer (132) bewegen; und ein Ritzel (160), das angeordnet ist, um mit dem ersten Zahnstangenstab (151) und dem zweiten Zahnstangenstab (152) ineinanderzugreifen, und wenn das Ritzel (160) auf der Grundlage des Elektromotors (110) gedreht wird, werden der erste Kolben (141) und der zweite Kolben (142) in entgegengesetzte Richtungen bewegt.
  3. Aktive Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 2, die des Weiteren eine Bremseinheit aufweist, die eine Antriebskraft des Elektromotors (110) zu dem Ritzel (160) transferiert.
  4. Aktive Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Pumpe (100) des Weiteren einen Stützbügel (170) aufweist, der wenigstens einen von dem ersten Zahnstangenstab (151) und dem zweiten Zahnstangenstab (152) abstützt.
  5. Aktive Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei aufgrund von Bewegungen des ersten Kolbens (141) und des zweiten Kolbens (142) das Fluid, das in der ersten Kammer (131) aufgenommen ist, zu dem ersten Aktor (210) zugeführt wird und gleichzeitig das Fluid, das in der zweiten Kammer (132) aufgenommen ist, zu dem zweiten Aktor (220) zugeführt wird, oder das Fluid, das in der ersten Kammer (131) aufgenommen ist, zu dem dritten Aktor (230) zugeführt wird und gleichzeitig das Fluid, das in der zweiten Kammer (132) aufgenommen ist, zu dem vierten Aktor (240) zugeführt wird.
  6. Aktive Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 1, die des Weiteren ein Ventil (400) aufweist, das an einem Strömungspfad (300) angeordnet ist und einen Fluss des Fluids regelt, wobei der Strömungspfad (300), in dem das Fluid fließen kann, zwischen der Pumpe (100) und dem Aktor (200) gebildet ist.
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