DE102016222485A1

DE102016222485A1 - Control device for adjusting a spring rate and a vehicle level

Info

Publication number: DE102016222485A1
Application number: DE102016222485.9A
Authority: DE
Inventors: Uwe Schatzberger
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2016-11-16
Filing date: 2016-11-16
Publication date: 2018-05-17
Anticipated expiration: 2036-11-17
Also published as: DE102016222485B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Regelungsvorrichtung (1) zur Anpassung einer Federrate und eines Fahrzeugniveaus eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine hydropneumatische Höhenregelungsvorrichtung (2) mit einer variablen Federrate k1, ein Federvorspannelement und eine Federvorrichtung mit einer konstanten Federrate k2, wobei eine Federvorspannung der Federvorrichtung durch das Federvorspannelement einstellbar ist, und wobei die hydropneumatische Höhenregelungsvorrichtung (2) und die Federvorrichtung zueinander parallel wirkend angeordnet sind, sodass die Regelungsvorrichtung (1) eine Gesamtfederrate k3 aufweist, welche die Summe aus der Federrate k1 der hydropneumatischen Höhenregelungsvorrichtung (2) und der Federrate k2 der Federvorrichtung ist.The invention relates to a control device (1) for adjusting a spring rate and a vehicle level of a motor vehicle, comprising a hydropneumatic height control device (2) with a variable spring rate k1, a spring biasing element and a spring device with a constant spring rate k2, wherein a spring bias of the spring device by the spring biasing element is adjustable, and wherein the hydropneumatic height control device (2) and the spring device are arranged to act in parallel, so that the control device (1) has a total spring rate k3, which is the sum of the spring rate k1 of the hydropneumatic height control device (2) and the spring rate k2 of the spring device is.

Description

Die Erfindung betrifft eine Regelungsvorrichtung zur Einstellung einer Federrate und eines Fahrzeugniveaus eines Fahrzeugs, insbesondere eines Motorrads.The invention relates to a control device for adjusting a spring rate and a vehicle level of a vehicle, in particular a motorcycle.

Bei Fahrzeugen sind Fahrzeugeigenschaften wie Fahrzeugniveau und Federrate des Fahrwerks für die Fahreigenschaften von hoher Bedeutung. Die Federrate des Fahrwerks ist für die Beherrschbarkeit des Fahrzeugs auf verschiedenen Fahrbahnbelägen und in verschiedenen Fahrsituationen wichtig, wohingegen das Fahrzeugniveau entscheidend für den Schwerpunkt des Fahrzeugs ist. Bei allen Fahrzeugen, insbesondere bei Motorrädern, kann es aufgrund unterschiedlicher Beladungs- oder Belastungszustände zu einer Verschiebung des Fahrzeugniveaus und damit zu einer Verlagerung des Schwerpunkts kommen. Dies führt zu einem für den Fahrer ungewohnten Fahrverhalten und zu einem Betrieb des Fahrzeugs außerhalb des optimalen Betriebspunkts, wodurch das Fahrzeug in kritischen Situationen für den Fahrer schwerer beherrschbar ist.For vehicles, vehicle characteristics such as vehicle level and spring rate of the chassis are very important for driving characteristics. The spring rate of the landing gear is important for the controllability of the vehicle on different road surfaces and in different driving situations, whereas the vehicle level is crucial to the center of gravity of the vehicle. In all vehicles, especially motorcycles, it may come to a shift of the vehicle level and thus to a shift in the center of gravity due to different load or load conditions. This leads to a behavior unfamiliar to the driver and to an operation of the vehicle outside the optimal operating point, which makes the vehicle less manageable in critical situations for the driver.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Lösungen bekannt, wie beispielsweise durch die Offenbarung der DE 10 2014 207 055 A1 , um das Fahrzeugniveau auf einen gewünschten Wert einzuregeln und dort zu halten. Jedoch wird hierbei keine Federratenverstellung ermöglicht. Durch die Offenbarung der DE 10 2013 218 146 A1 ist desweiteren eine Lösung bekannt, bei der sowohl eine Höhenregelung des Fahrzeugs als auch eine Federratenverstellung möglich ist. Durch die Verwendung von mehreren hydraulischen Zylindern und der damit verbundenen Technik hat diese Lösung jedoch einen hohen Platzbedarf und ein hohes Einbaugewicht, was insbesondere bei Motorrädern und modernen Fahrzeugen negative Auswirkungen auf Fahrzeugleistung, Energieverbrauch und Bauraum verursacht.Various solutions are known from the prior art, such as by the disclosure of DE 10 2014 207 055 A1 to regulate and maintain the vehicle level at a desired value. However, this spring rate adjustment is not possible. Through the revelation of DE 10 2013 218 146 A1 Furthermore, a solution is known in which both a height control of the vehicle and a spring rate adjustment is possible. However, with the use of multiple hydraulic cylinders and the associated technology, this solution has a large footprint and a high installation weight, which in particular for motorcycles and modern vehicles, negative effects on vehicle performance, energy consumption and space causes.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, vorbesagte Nachteile zu überwinden und eine günstige und platzsparende Regelungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die ein Verstellen des Fahrzeugniveaus und der Federrate des Fahrzeugs getrennt oder in Kombination miteinander erlaubt, sowie ein zugehöriges Verfahren zur Erhöhung oder Senkung der Federrate und/oder des Fahrzeugniveaus.The invention is therefore based on the object to overcome the aforementioned disadvantages and to provide a cheap and space-saving control device available, which allows an adjustment of the vehicle level and the spring rate of the vehicle separately or in combination, and an associated method for increasing or decreasing the spring rate and / or the vehicle level.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß den Patentansprüchen 1 und 6 gelöst.This object is achieved by the feature combination according to claims 1 and 6.

Erfindungsgemäß wird hierzu eine Regelungsvorrichtung zur Anpassung einer Federrate und eines Fahrzeugniveaus eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen. Die Regelungsvorrichtung umfasst eine hydropneumatische Höhenregelungsvorrichtung mit einer variablen Federrate k1, ein Federvorspannelement und eine Federvorrichtung mit einer konstanten Federrate k2. Die Federvorrichtung besitzt eine Federvorspannung, die durch das Federvorspannelement einstellbar ist. Die hydropneumatische Höhenregelungsvorrichtung und die Federvorrichtung sind zueinander parallel wirkend angeordnet, sodass die Regelungsvorrichtung eine Gesamtfederrate k3 aufweist, welche die Summe aus der Federrate k1 der hydropneumatischen Höhenregelungsvorrichtung und der Federrate k2 der Federvorrichtung ist. Es gilt daher: k3 = k1 + k2. Durch die zueinander parallel wirkende Anordnung der hydropneumatischen Höhenregelungsvorrichtung und der Federvorrichtung ergibt sich zum einen die Einstellbarkeit der Gesamtfederrate, da die Federrate k1 der hydropneumatischen Höhenregelungsvorrichtung variabel ist und die Gesamtfederrate die Summe aus der Federrate k1 und der Federrate k2 ist, und zum anderen, dass das Fahrzeugniveau verstellbar ist. Das Fahrzeugniveau ist durch die hydropneumatische Höhenregelungsvorrichtung und die Gesamtfederrate durch das Federvorspannelement bzw. dessen Zusammenwirken mit der hydropneumatischen Höhenregelungsvorrichtung bei einer gegebenen Fahrlage einstellbar.According to the invention, a control device for adapting a spring rate and a vehicle level of a motor vehicle is proposed for this purpose. The control device comprises a hydropneumatic height control device with a variable spring rate k1, a spring biasing element and a spring device with a constant spring rate k2. The spring device has a spring bias, which is adjustable by the spring biasing element. The hydropneumatic height control device and the spring device are arranged to act in parallel with each other, so that the control device has a total spring rate k3 which is the sum of the spring rate k1 of the hydropneumatic height control device and the spring rate k2 of the spring device. It therefore applies: k3 = k1 + k2. Due to the arrangement of the hydropneumatic height control device and the spring device acting parallel to one another, the overall spring rate can be adjusted since the spring rate k1 of the hydropneumatic height control device is variable and the total spring rate is the sum of the spring rate k1 and the spring rate k2 and, secondly, that the vehicle level is adjustable. The vehicle level is adjustable by the hydropneumatic height control device and the total spring rate by the spring biasing element or its interaction with the hydropneumatic height control device at a given driving position.

Die hydropneumatische Höhenregelungsvorrichtung umfasst eine hydropneumatische Feder und eine Pumpe. Die Pumpe ist elektrisch oder von einer Auf- und Abbewegung einer Kolbenstange der hydropneumatischen Feder angetrieben. Die Auf- und Abbewegung führt die Kolbenstange entlang der Achse eines sie zumindest zum Teil umgebenden zylindrischen Gehäuse bzw. Zylinders aus. Die hydropneumatische Feder stützt die Kolbenstange gegen ein von einem Gasvolumen gestütztes Hydraulikvolumen ab. Wird das Soll- Fahrzeugniveau gesenkt, wird das Hydraulikvolumen durch ablassen der Hydraulikflüssigkeit verkleinert. Wird das Soll-Fahrzeugniveau erhöht, wird das Hydraulikvolumen durch hineinpumpen der Hydraulikflüssigkeit durch die Pumpe erhöht. Durch das verkleinern des Hydraulikvolumens dringt die Kolbenstange in ihr zylindrisches Gehäuse ein, das Kraftfahrzeug verringert dadurch das Fahrzeugniveau bzw. die Fahrlage wird dadurch abgesenkt. Durch das erhöhen des Hydraulikvolumens schiebt die Kolbenstange sich im Vergleich zu einem niedrigerem Hydraulikvolumen aus dem zylindrischen Gehäuse aus, das Kraftfahrzeug erhöht dadurch das Fahrzeugniveau bzw. die Fahrlage. Die eigentliche Federung der Kolbenstange wird durch das Gasvolumen realisiert. Die Federrate des Gasvolumens ist davon abhängig welche Kraft durch das Gasvolumen abgestüzt werden muss. Ist die Kraft die von dem Gasvolumen abgestützt werden muss (erster Anteil der Kraft) groß, schiebt sich die Kolbenstange tiefer bzw. weiter als bei einer kleineren Kraft in das zylindrische Gehäuse und ein Abstützelement zwischen Hydraulikvolumen und Gasvolumen tiefer in das Gasvolumen ein. Dadurch wird das Gas in dem Gasvolumen stärker komprimiert und die Federrate durch das Gasvolumen steigt. Ist die Kraft die von dem Gasvolumen abgestützt werden muss klein, schiebt sich die Kolbenstange und das Abstützelement im Vergleich zu einer hohen abzustützenden Kraft weiter aus dem zylindrischen Gehäuse und dem Gasvolumen aus. Dadurch wird das Gas in dem Gasvolumen weniger stark komprimiert und die Federrate durch das Gasvolumen sinkt. Dadurch ist die Federrate des Gasvolumens in Abhängigkeit der abzustützenden Kraft (erster Anteil der Kraft) variabel (variable Federrate k1).The hydropneumatic height control device includes a hydro-pneumatic spring and a pump. The pump is driven electrically or by an up and down movement of a piston rod of the hydropneumatic spring. The up and down movement leads the piston rod along the axis of a cylindrical housing or cylinder surrounding it, at least in part. The hydropneumatic spring supports the piston rod against a hydraulic volume supported by a gas volume. If the target vehicle level is lowered, the hydraulic volume is reduced by discharging the hydraulic fluid. If the target vehicle level is increased, the hydraulic volume is increased by pumping in the hydraulic fluid through the pump. By reducing the hydraulic volume, the piston rod penetrates into its cylindrical housing, the motor vehicle thereby reduces the vehicle level or the driving position is thereby lowered. By increasing the hydraulic volume, the piston rod pushes out of the cylindrical housing in comparison to a lower hydraulic volume, thereby increasing the vehicle level or the driving position. The actual suspension of the piston rod is realized by the gas volume. The spring rate of the gas volume depends on which force has to be supported by the gas volume. If the force to be supported by the gas volume (first portion of the force) is large, the piston rod pushes deeper than the smaller force in the cylindrical housing and a support member between Hydraulic volume and gas volume deeper into the gas volume. As a result, the gas is more compressed in the gas volume and the spring rate increases by the gas volume. If the force that must be supported by the gas volume is small, the piston rod and the support element pushes further out of the cylindrical housing and the gas volume compared to a high force to be supported. As a result, the gas in the gas volume is less compressed and the spring rate is reduced by the gas volume. As a result, the spring rate of the gas volume in dependence of the force to be supported (first portion of the force) is variable (variable spring rate k1).

Vorteilhaft ist eine Ausbildungsvariante, bei der die Federvorrichtung eine Gummifeder, eine Luftfeder, eine Gasdruckfeder, eine Kegelstumpffeder, eine Ringfeder oder eine Spiralfeder ist.Advantageous is a variant in which the spring device is a rubber spring, an air spring, a gas spring, a truncated cone spring, an annular spring or a spiral spring.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform besitzt die Regelungsvorrichtung ein oberes Anbindungselement, über das die hydropneumatische Höhenregelungsvorrichtung und die Federvorrichtung an einem oberen Tragelement anbindbar sind, und ein unteres Anbindungselement, über das die hydropneumatische Höhenregelungsvorrichtung und die Federvorrichtung an einem unteren Tragelement anbindbar sind. Das obere Anbindungselement stellt die Verbindung zu dem oberen Tragelement her, welches beispielsweise der Fahrzeugrahmen oder das Fahrzeugchassis ist. Das untere Anbindungselement stellt die Verbindung zu dem unteren Tragelement her, welches beispielsweise ein Teil des Fahrzeugfahrwerks oder bei einem Motorrad die Hinterradschwinge ist. Der Abstand zwischen dem oberen und dem unterem Tragwerk ist variabel und durch die Regelungsvorrichtung bestimmt. Die Regelungsvorrichtung stützt dabei das obere Tragelement auf dem unteren Tragelement ab, sodass Kräfte zwischen dem oberen und dem unteren Tragelement übertragen werden können.In an advantageous embodiment, the control device has an upper connection element, via which the hydropneumatic height control device and the spring device can be connected to an upper support element, and a lower connection element, via which the hydropneumatic height control device and the spring device can be connected to a lower support element. The upper connection element makes the connection to the upper support element, which is for example the vehicle frame or the vehicle chassis. The lower connection element makes the connection to the lower support element, which is for example a part of the vehicle chassis or in the case of a motorcycle the rear wheel swing arm. The distance between the upper and lower structures is variable and determined by the control device. The control device supports the upper support element on the lower support element, so that forces can be transmitted between the upper and the lower support element.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildungsvariante ist das obere Anbindungselement und das untere Anbindungselement je ein metallischer Bügel. Alternativ ist das Anbindungselement aus einem faserverstärkten Kunststoff gefertigt und/oder in Form eines Winkels. Das jeweilige Anbindungselement ist gegenüber dem jeweiligen Tragelement, mit dem es verbunden ist, drehbar gelagert, sodass das jeweilige Anbindungselement zumindest um einen Winkel zwischen 0° und 45° um seinen Lagerpunkt bzw. sein Anbindungsgelenk drehbar ist.In an advantageous development variant, the upper connection element and the lower connection element are each a metallic bracket. Alternatively, the connection element is made of a fiber-reinforced plastic and / or in the form of an angle. The respective connection element is rotatably mounted relative to the respective support element, with which it is connected, so that the respective connection element is rotatable about its bearing point or its connection joint at least at an angle between 0 ° and 45 °.

In einer vorteilhaften Ausgestaltungsvariante ist ein Dämpfungselement parallel wirkend zu der hydropneumatischen Höhenregelungsvorrichtung und der Federvorrichtung angeordnet. Das zusätzliche Dämpfungselement, beispielsweise ein hydraulischer Dämpfer, entlastet die hydropneumatische Höhenregelungsvorrichtung und stellt ein ruhigeres Schwingungsverhalten der Federvorrichtung und der hydropneumatischen Höhenregelungsvorrichtung her.In an advantageous embodiment variant, a damping element is arranged to act in parallel to the hydropneumatic height control device and the spring device. The additional damping element, for example, a hydraulic damper, relieves the hydropneumatic height control device and provides a quieter vibration behavior of the spring device and the hydropneumatic height control device.

Erfindungsgemäß wird desweiteren ein Verfahren zur Anpassung einer Federrate und eines Fahrzeugniveaus eines Kraftfahrzeugs mit einer Regelungsvorrichtung vorgeschlagen. Die Gesamtfederrate k3 der Regelungsvorrichtung wird erhöht, indem die variable Federrate k1 der hydropneumatischen Höhenregelungsvorrichtung erhöht wird und die Gesamtfederrate k3 der Regelungsvorrichtung wird gesenkt, indem die variable Federrate k1 der hydropneumatischen Höhenregelungsvorrichtung gesenkt wird.According to the invention, a method for adapting a spring rate and a vehicle level of a motor vehicle with a control device is further proposed. The total spring rate k3 of the control device is increased by increasing the variable spring rate k1 of the hydropneumatic height control device, and the total spring rate k3 of the control device is lowered by decreasing the variable spring rate k1 of the hydropneumatic height control device.

Vorteilhaft für das Verfahren ist hierbei, dass eine Kraft, die das obere Tragelement über die hydropneumatische Höhenregelungsvorrichtung und die Federvorrichtung gegen das untere Tragelement abstützt, einen ersten Anteil, der über die Höhenreglungsvorrichtung abgestützt wird, und einen zweiten Anteil, der über die Federvorrichtung abgestützt wird, besitzt. Die variable Federrate k1 der hydropneumatischen Höhenregelungsvorrichtung wird erhöht, indem der erste Anteil der Kraft durch Senken des zweiten Anteils der Kraft erhöht wird. Die variable Federrate k1 der hydropneumatischen Höhenregelungsvorrichtung wird gesenkt, indem der erste Anteil der Kraft durch Erhöhen des zweiten Anteils der Kraft gesenkt wird. Um den zweiten Anteil der Kraft zu erhöhen, wird die Federvorspannung der Federvorrichtung gegenüber einem Ausgangszustand erhöht, sodass diese im Vergleich zu dem Ausgangszustand stärker gegen das obere und das untere Anbindungselement drückt und dadurch einen größeren Teil der Kraft abstützt. Ein Senken des zweiten Anteils der Kraft wird durch eine Reduktion der Federvorspannung der Federvorrichtung im Vergleich zu dem Ausgangszustand erreicht, sodass diese verglichen mit dem Ausgangszustand weniger stark gegen das obere und das untere Anbindungselement drückt und dadurch einen geringeren Teil der Kraft abstützt. Durch das Erhöhen oder das Senken des zweiten Anteils der Kraft wird die Belastung auf die hydropneumatische Höhenregelungsvorrichtung verringert oder erhöht, wodurch diese eine geringere oder höhere Kraft im Vergleich zu dem Ausgangszustand abstützten muss. Die hydropneumatische Höhenregelungsvorrichtung besitzt ein Gasvolumen, gegen das sich eine Kolbenstange abstützt. Wird der Anteil der von der hydropneumatischen Höhenregelungsvorrichtung abgestützten Kraft geringer, wirkt eine geringere Kraft auf die Kolbenstange, die sich auf dem Gasvolumen abstützt. Die Federrate k1, die aus dem Gasvolumen resultiert, ist direkt proportional zu dem Druck im Gasvolumen. Durch die geringere Kraft wird in dem Gasvolumen ein geringerer Druck erzeugt, wodurch das Gasvolumen, aus dem die variable Federrate k1 resultiert, eine geringere Federrate k1 hat. In this case, it is advantageous for the method that a force which supports the upper support element via the hydropneumatic height control device and the spring device against the lower support element, a first portion which is supported by the height control device, and a second portion which is supported by the spring device , owns. The variable spring rate k1 of the hydropneumatic height control device is increased by increasing the first portion of the force by lowering the second portion of the force. The variable spring rate k1 of the hydropneumatic height control device is lowered by decreasing the first portion of the force by increasing the second portion of the force. In order to increase the second portion of the force, the spring bias of the spring device is increased from an initial state, so that it presses against the upper and lower connection element more strongly compared to the initial state and thereby supports a larger part of the force. A lowering of the second portion of the force is achieved by a reduction of the spring bias of the spring device compared to the initial state, so that it is less strongly pressed compared to the initial state against the upper and lower connecting element and thereby supports a smaller part of the force. By increasing or decreasing the second portion of the force, the load on the hydropneumatic height control apparatus is reduced or increased, thereby requiring it to support a lower or higher force compared to the initial condition. The hydropneumatic height control device has a gas volume against which a piston rod is supported. If the proportion of force supported by the hydropneumatic height control device decreases, a smaller force acts on the piston rod, which is supported on the gas volume. The spring rate k1 resulting from the gas volume is directly proportional to the pressure in the gas volume. Due to the lower force is in the gas volume, a lower pressure generates, whereby the gas volume, from which the variable spring rate k1 results, has a lower spring rate k1.

Die Gesamtfederrate k3 sinkt dadurch ab. Ein Steigen der Gesamtfederrate k3 erfolgt durch das Erhöhen der Kraft, die von der hydropneumatischen Höhenregelungsvorrichtung abgestützt werden muss, da ein höherer Druck in dem Gasvolumen herrscht und dies in einer höheren Federrate k1 resultiert.The total spring rate k3 decreases as a result. An increase in the total spring rate k3 is achieved by increasing the force that must be supported by the hydropneumatic height control device, as there is a higher pressure in the gas volume and this results in a higher spring rate k1.

Vorteilhaft ist bei dem Verfahren ferner, dass die hydropneumatische Höhenregelungsvorrichtung einen Regelkreis mit einer Führungsgröße zur Regelung einer Höhe der hydropneumatischen Höhenregelungsvorrichtung besitzt. Die Führungsgröße ist dabei der Sollabstand zwischen dem oberen und dem unteren Anbindungselement. Der Sollabstand wird durch das Abstützten des unteren gegen das obere Tragelement hergestellt. Der Sollabstand entspricht zumindest zum Teil der Höhe der hydropneumatischen Höhenregelungsvorrichtung, die durch eine Auslenkung der Kolbenstange der hydropneumatischen Höhenregelungsvorrichtung variiert wird. Die Auslenkung der Kolbenstange bestimmt zumindest zum Teil das Fahrzeugniveau bzw. den Abstand von dem oberen zu dem unteren Anbindungselement. Ferner ist vorteilhaft, dass das durch den Abstand zwischen einem oberen Anbindungselement und einem unteren Anbindungselement bestimmte Fahrzeugniveau erhöht wird, indem die Führungsgröße des Regelkreises der hydropneumatischen Höhenregelungsvorrichtung und/oder die Federvorspannung der Federvorrichtung durch das Federvorspannelement erhöht wird und das Fahrzeugniveau gesenkt wird, indem die Führungsgröße des Regelkreises der hydropneumatischen Höhenregelungsvorrichtung und die Federvorspannung der Federvorrichtung durch das Federvorspannelement gesenkt wird.It is also advantageous in the method that the hydropneumatic height control device has a control loop with a reference variable for controlling a height of the hydropneumatic height control device. The reference variable is the nominal distance between the upper and the lower connection element. The desired distance is established by supporting the lower against the upper support member. The desired distance corresponds at least in part to the height of the hydropneumatic height control device, which is varied by a deflection of the piston rod of the hydropneumatic height control device. The deflection of the piston rod determines at least in part the vehicle level or the distance from the upper to the lower connection element. Furthermore, it is advantageous that the vehicle level determined by the distance between an upper connecting element and a lower connecting element is increased by increasing the reference variable of the control loop of the hydropneumatic height control device and / or the spring bias of the spring device by the spring biasing element and lowering the vehicle level by lowering the vehicle level Reference variable of the control loop of the hydropneumatic height control device and the spring bias of the spring device is lowered by the spring biasing element.

Vorteilhaft ist dabei, dass die Federvorspannung der Federvorrichtung durch das Federvorspannelement hydraulisch, pneumatisch, mechanisch oder elektrohydraulisch variiert wird.It is advantageous that the spring bias of the spring device is varied hydraulically, pneumatically, mechanically or electro-hydraulically by the spring biasing element.

Ferner ist bei einer Variante des Verfahrens von Vorteil, dass die hydropneumatische Höhenregelungsvorrichtung zur Regelung der Höhe eine elektrisch angetriebene Pumpe besitzt. Ohne eine Pumpe kann bei einem Stillstand des Fahrzeugs die Auslenkung der Kolbenstange einer Erhöhung der Führungsgröße nicht folgen, da sie die dafür nötige Energie nur aus der Bewegung der hydropneumatischen Höhenregelungsvorrichtung bezieht. Mit einer Pumpe kann das dafür nötige Medium auch bei dem Stillstand des Fahrzeugs in die hydropneumatische Höhenregelungsvorrichtung eingebracht werden.Furthermore, in a variant of the method of advantage that the hydropneumatic height control device for controlling the height has an electrically driven pump. Without a pump, the deflection of the piston rod can not follow an increase in the reference variable at a standstill of the vehicle, since it receives the necessary energy only from the movement of the hydropneumatic height control device. With a pump, the necessary medium can be introduced even at standstill of the vehicle in the hydropneumatic height control device.

Die vorstehend offenbarten Merkmale sind beliebig kombinierbar soweit dies technisch möglich ist und diese nicht im Widerspruch zueinander stehen.The features disclosed above can be combined in any way that is technically possible and they do not contradict each other.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

1 Regelungsvorrichtung in einem ersten Ausführungsbeispiel;
2 Regelungsvorrichtung mit kombinierten Komponenten.

Other advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims or are shown in more detail below together with the description of the preferred embodiment of the invention with reference to FIGS. Show it:

1 Control device in a first embodiment;
2 Control device with combined components.

Die Figuren sind beispielhaft schematisch. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale hin.The figures are exemplary schematic. Like reference numerals in the figures indicate like functional and / or structural features.

1 zeigt eine Regelungsvorrichtung 1 zur Anpassung einer Federrate und eines Fahrzeugniveaus eines Kraftfahrzeugs. Die hydropneumatische Höhenregelungsvorrichtung ist als Niveauregelzylinder 2 und die Federvorrichtung als metallische Schraubendruckfeder 3 ausgeführt, deren Federvorspannung durch das Federvorspannelement verstellbar ist. Das Federvorspannelement ist als elektrisch angetriebenes, entlang des Zapfens 4 bewegliches Abstützteller 4' ausgebildet. Das Fahrzeugniveau wird im Wesentlichen von dem Abstand A zwischen dem oberen und dem unteren Anbindungselement bestimmt, die jeweils von einem oberen Bügel 5 und einem unteren Bügel 7 gebildet werden. Der Abstand A wird im Wesentlichen durch die Auslenkung der Kolbenstange 2' des Niveauregelzylinders 2 bestimmt. Bei sich ändernden Belastungen wie beispielsweise sich ändernder Beladung, kann der Abstand A variieren, wobei der Niveauregelzylinder 2 über die Auslenkung der Kolbenstange 2' bestrebt ist, wieder das gewünschte Fahrzeugniveau herzustellen. Der nach unten weisende Pfeil G gibt die Richtung an in der der Fahrbahnbelag bei dem Ausführungsbeispiel liegt. 1 shows a control device 1 for adjusting a spring rate and a vehicle level of a motor vehicle. The hydropneumatic height control device is a level control cylinder 2 and the spring device as a metallic helical compression spring 3 executed, the spring preload is adjustable by the spring biasing element. The spring biasing element is as electrically driven, along the pin 4 movable support plate 4 ' educated. The vehicle level is essentially determined by the distance A between the upper and lower attachment members, each from an upper bracket 5 and a lower bracket 7 be formed. The distance A is essentially due to the deflection of the piston rod 2 ' of the leveling cylinder 2 certainly. With changing loads such as changing load, the distance A may vary, the level control cylinder 2 about the deflection of the piston rod 2 ' strives to restore the desired vehicle level. The downwardly pointing arrow G indicates the direction in which the road surface is in the embodiment.

2 zeigt eine Regelungsvorrichtung 1, bei der die hydropneumatische Höhenregelungsvorrichtung in Form eines Niveauregelzylinders 2 mit der Federvorrichtung in Form einer Schraubendruckfeder 3 kombiniert wurde, um einen geringen Bauraumbedarf zu erreichen. Sowohl der Niveauregelzylinder 2, die Schraubendruckfeder 3 und der Zapfen 4 mit Abstützteller 4' haben Komponenten mit einer identischen Funktion wie in 1. Das obere und das untere Anbindungselement ist jedoch als oberer Winkel 5' und unterer Winkel 7' ausgeführt. Der obere Winkel 5' ist drehbar um das obere Anbindungsgelenk 6' gelagert und mit dem oberen Tragelement, das als Fahrzeugrahmen 6 ausgebildet ist, verbunden. Der untere Winkel 7' ist drehbar um das untere Anbindungsgelenk 8' gelagert und mit dem unteren Tragelement, das als Hinterradschwinge 8 ausgebildet ist, verbunden. Der nach unten weisende Pfeil G gibt die Richtung an in der der Fahrbahnbelag bei dem Ausführungsbeispiel liegt. 2 shows a control device 1 in that the hydropneumatic height control device is in the form of a level control cylinder 2 with the spring device in the form of a helical compression spring 3 was combined to achieve a low space requirement. Both the level control cylinder 2 , the helical compression spring 3 and the pin 4 with support plate 4 ' have components with an identical function as in 1 , However, the upper and lower attachment element is as an upper angle 5 ' and lower angle 7 ' executed. The upper angle 5 ' is rotatable about the upper connection joint 6 ' stored and with the upper support element, as vehicle frame 6 is formed, connected. The lower angle 7 ' is rotatable about the lower connection joint 8th' mounted and with the lower support element, which is used as a rear swing arm 8th is formed, connected. The downwardly pointing arrow G indicates the direction in which the road surface is in the embodiment.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Beispielsweise ist statt der hydropneumatischen Höhenregelungsvorrichtung ein Pneumatikzylinder mit externer Regelung verwendbar.The invention is not limited in its execution to the above-mentioned preferred embodiments. Rather, a number of variants is conceivable, which makes use of the illustrated solution even with fundamentally different types of use. For example, instead of the hydropneumatic height control device, a pneumatic cylinder with external control can be used.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102014207055 A1 [0003]DE 102014207055 A1 [0003]
DE 102013218146 A1 [0003]DE 102013218146 A1 [0003]

Claims

Regelungsvorrichtung (1) zur Anpassung einer Federrate und eines Fahrzeugniveaus eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine hydropneumatische Höhenregelungsvorrichtung (2) mit einer variablen Federrate k1, ein Federvorspannelement und eine Federvorrichtung mit einer konstanten Federrate k2, wobei eine Federvorspannung der Federvorrichtung durch das Federvorspannelement einstellbar ist, und wobei die hydropneumatische Höhenregelungsvorrichtung (2) und die Federvorrichtung zueinander parallel wirkend angeordnet sind, sodass die Regelungsvorrichtung (1) eine Gesamtfederrate k3 aufweist, welche die Summe aus der Federrate k1 der hydropneumatischen Höhenregelungsvorrichtung (2) und der Federrate k2 der Federvorrichtung ist.Control device (1) for adjusting a spring rate and a vehicle level of a motor vehicle, comprising a hydropneumatic height control device (2) with a variable spring rate k1, a spring biasing element and a spring device with a constant spring rate k2, wherein a spring bias of the spring device is adjustable by the spring biasing element, and wherein the hydropneumatic height control device (2) and the spring device are arranged parallel to each other, so that the control device (1) has a total spring rate k3, which is the sum of the spring rate k1 of the hydropneumatic height control device (2) and the spring rate k2 of the spring device.

Regelungsvorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Federvorrichtung eine Gummifeder, eine Luftfeder, eine Gasdruckfeder, eine Kegelstumpffeder, eine Ringfeder oder eine Schraubendruckfeder (3) ist.Control device according to the preceding claim, wherein the spring device is a rubber spring, an air spring, a gas pressure spring, a truncated cone spring, an annular spring or a helical compression spring (3).

Regelungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein oberes Anbindungselement, über das die hydropneumatische Höhenregelungsvorrichtung und die Federvorrichtung an einem oberen Tragelement anbindbar sind, und ein unteres Anbindungselement, über das die hydropneumatische Höhenregelungsvorrichtung (2) und die Federvorrichtung an einem unteren Tragelement anbindbar sind.Control device according to one of the preceding claims, characterized by an upper connection element, via which the hydropneumatic height control device and the spring device can be connected to an upper support element, and a lower connection element, via which the hydropneumatic height control device (2) and the spring device can be connected to a lower support element ,

Regelungsvorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das obere Anbindungselement und das untere Anbindungselement je ein metallischer Bügel (5, 7) ist.Control device according to the preceding claim, wherein the upper connection element and the lower connection element are each a metallic bracket (5, 7).

Regelungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dämpfungselement parallel wirkend zu der hydropneumatischen Höhenregelungsvorrichtung (2) und der Federvorrichtung angeordnet ist.Control device according to one of the preceding claims, characterized in that a damping element is arranged to act in parallel to the hydropneumatic height control device (2) and the spring device.

Verfahren zur Anpassung einer Federrate und eines Fahrzeugniveaus eines Kraftfahrzeugs mit einer Regelungsvorrichtung (1) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Gesamtfederrate k3 der Regelungsvorrichtung (1) erhöht wird, indem die variable Federrate k1 der hydropneumatische Höhenregelungsvorrichtung (2) erhöht wird und die Gesamtfederrate k3 der Regelungsvorrichtung (1) gesenkt wird, indem die variable Federrate k1 der Federvorrichtung gesenkt wird.Method for adjusting a spring rate and a vehicle level of a motor vehicle with a control device (1) according to one of the preceding claims, wherein the total spring rate k3 of the control device (1) is increased by increasing the variable spring rate k1 of the hydropneumatic height control device (2) and the total spring rate k3 of the control device (1) is lowered by the variable spring rate k1 of the spring device is lowered.

Verfahren nach Anspruch 6, wobei eine Kraft, die das obere Tragelement über die hydropneumatische Höhenregelungsvorrichtung (2) und der Federvorrichtung gegen das untere Tragelement abstützt, einen ersten Anteil, der über die Höhenreglungsvorrichtung (2) abgestützt wird, und einen zweiten Anteil, der über die Federvorrichtung abgestützt wird, besitzt und wobei die variable Federrate k1 der hydropneumatischen Höhenregelungsvorrichtung (2) erhöht wird, indem der erste Anteil der Kraft durch Senken des zweiten Anteils der Kraft erhöht wird und die variable Federrate k1 der hydropneumatischen Höhenregelungsvorrichtung (2) gesenkt wird, indem der erste Anteil der Kraft durch Erhöhen des zweiten Anteils der Kraft gesenkt wird und wobei der zweite Anteil der Kraft erhöht wird, indem die Federvorspannung der Federvorrichtung erhöht wird und der zweite Anteil der Kraft gesenkt wird, indem die Federvorspannung der Federvorrichtung gesenkt wird.Method according to Claim 6 wherein a force that supports the upper support member via the hydropneumatic height control device (2) and the spring device against the lower support member, a first portion which is supported by the height control device (2), and a second portion which is supported by the spring device , and wherein the variable spring rate k1 of the hydropneumatic height control device (2) is increased by increasing the first portion of the force by decreasing the second portion of the force and decreasing the variable spring rate k1 of the hydropneumatic height control device (2) by the first portion the force is reduced by increasing the second portion of the force and wherein the second portion of the force is increased by increasing the spring bias of the spring device and lowering the second portion of the force by lowering the spring bias of the spring device.

Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei die hydropneumatische Höhenregelungsvorrichtung (2) einen Regelkreis mit einer Führungsgröße zur Regelung einer Höhe der hydropneumatischen Höhenregelungsvorrichtung (2) besitzt und ein Fahrzeugniveau, das durch den Abstand zwischen einem oberen Anbindungselement und einem unteren Anbindungselement bestimmt ist, erhöht wird, indem die Führungsgröße des Regelkreises der hydropneumatischen Höhenregelungsvorrichtung (2) erhöht wird und das Fahrzeugniveau gesenkt wird, indem die Führungsgröße des Regelkreises der hydropneumatischen Höhenregelungsvorrichtung (2) gesenkt wird.Method according to Claim 6 or 7 wherein the hydropneumatic height control device (2) has a control loop with a command value for controlling a height of the hydropneumatic height control device (2), and a vehicle level determined by the distance between an upper link member and a lower link member is increased by adjusting the command value of the Control loop of the hydropneumatic height control device (2) is increased and the vehicle level is lowered by the control variable of the control loop of the hydropneumatic height control device (2) is lowered.

Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Federvorspannung der Federvorrichtung durch das Federvorspannelement hydraulisch oder mechanisch variiert wird.Method according to one of Claims 6 to 8th wherein the spring bias of the spring device is hydraulically or mechanically varied by the spring biasing element.

Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die hydropneumatische Höhenregelungsvorrichtung (2) zur Regelung der Höhe eine elektrisch angetriebene Pumpe besitzt.Method according to Claim 8 , characterized in that the hydropneumatic height control device (2) for regulating the height has an electrically driven pump.