DE102018215589A1

DE102018215589A1 - Stellantriebssystem

Info

Publication number: DE102018215589A1
Application number: DE102018215589.5A
Authority: DE
Inventors: Robert NEILSON; James Robertson; Barry Slater
Original assignee: Jaguar Land Rover Ltd
Current assignee: Jaguar Land Rover Ltd
Priority date: 2017-09-19
Filing date: 2018-09-13
Publication date: 2019-03-21
Also published as: GB201815131D0; GB2568151A; GB2568151B; GB201715063D0

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein aktives Aufhängungssystem für ein Fahrzeug (10), wobei das aktive Aufhängungssystem eine Mehrzahl von Stellantriebssystemen (17) für jedes Koppeln einer Karosserie des Fahrzeugs (10) mit einem Rad (12) umfasst, wobei jedes Stellantriebssystem (17) einen Stellantrieb (18) mit einem Kolben (24) und einer ersten Flüssigkeitskammer (C1) umfasst, die von einer zweiten Kammer durch den Kolben (24) getrennt ist. Der Stellantrieb umfasst ferner eine Pumpe (P) mit einem Einlassanschluss und einem Auslassanschluss, wobei der Auslassanschluss der Pumpe (P) selektiv mit der ersten und zweiten Flüssigkeitskammer verbunden werden kann, und ein erstes regelbares Druckentlastungsventil, dessen erster Anschluss mit dem Auslassanschluss der Pumpe (P) verbunden ist oder verbunden werden kann und dessen zweiter Anschluss mit dem Einlassanschluss der Pumpe (P) verbunden ist oder verbunden werden kann, wobei das regelbare Druckentlastungsventil angeordnet ist, einen Druck in einer der ersten und der zweiten Flüssigkeitskammern selektiv zu variieren. Aspekte der Erfindung betreffen ein aktives Aufhängungssystem und ein Fahrzeug, das das Stellantriebssystem (17) umfasst, sowie ein Verfahren zum Steuern eines aktiven Aufhängungssystems.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Stellantriebssystem. Insbesondere, aber nicht ausschließlich, betrifft die Offenbarung ein Stellantriebssystem für ein FahrzeugAufhängungssystem. Aspekte der Erfindung betreffen ein aktives Aufhängungssystem, ein Fahrzeug, das ein aktives Aufhängungssystem umfasst, und ein Verfahren zum Steuern eines aktiven Aufhängungssystems.
STAND DER TECHNIK
Aufhängungssysteme an Fahrzeugen verbessern bekanntermaßen den Fahrkomfort des Fahrzeugs im Vergleich zu einem Fahrzeug ohne Aufhängung. Als solche sind Aufhängungssysteme dazu vorgesehen, die Fahrzeugkarosserie von vertikalen Unregelmäßigkeiten der Straßenoberfläche zu schützen oder diese auszufiltern sowie die Bewegung von Karosserie und Rädern zu steuern. Sie dienen ebenfalls zum Aufrechterhalten der Stabilität während des Manövrierens eines Fahrzeugs.
Es sind Fahrzeuge mit passiver Aufhängung bekannt, wobei das System auf fahrerinduzierte Eingänge und/oder straßeninduzierte Eingänge reagiert. Dieses klassische System beinhaltet eine Feder und eine Dämpfungsvorrichtung, die parallel angeordnet und zwischen der Fahrzeugkarosserie und der Antriebsachse/den Antriebsrädern positioniert sind. Die Dämpfungsvorrichtungen typischerweise Stoßdämpfer, die in Verbindung mit konventionellen Federn dazu eingesetzt werden, unerwünschte Vibration beim Fahren zu absorbieren. Um Vibration zu absorbieren, beinhaltet der Stoßdämpfer einen Kolben, der in einem Druckzylinder positioniert ist, welcher mit der Karosserie des Kraftfahrzeugs durch eine Kolbenstange verbunden ist. Der Kolben teilt den Druckzylinder in zwei separate Kammern und kann den Strom der Dämpfungsflüssigkeit zwischen diesen zwei Kammern beim Verschieben des Kolbens/der Kolbenstange begrenzen. Durch Begrenzen des Stroms der Dämpfungsflüssigkeit zwischen den Kammern erzeugt der Stoßdämpfer/Dämpfer eine Dämpfungskraft, die den vorstehend genannten, unerwünschten Vibrationen entgegenwirkt.
Ein bekannter Nachteil von konventionellen passiven Aufhängungssystemen ist, dass die durch die Dämpfungsvorrichtung erzeugte Dämpfungskraft von der Aufprallkraft und dadurch dem Dämpfungsflüssigkeitsstrom in den Arbeitskammern des Zylinders abhängig ist, was das Erreichen eines akzeptablen Kompromisses zwischen allen Betriebsmodi schwierig gestaltet.
Angesichts des Vorstehenden beinhalten neuere Fahrzeug-Aufhängungssysteme intelligente aktive Aufhängungssysteme, die die von hydraulischen Stellantrieben erzeugten Federungskräfte elektronisch steuern können. In diesen aktiven Aufhängungssystemen sind hydraulische Stellantriebe parallel zu der vorstehend genannten klassischen Feder- und Dämpfungsvorrichtung von passiven Aufhängungssystemen angeordnet. Aktive Aufhängungssysteme müssen mit verschiedenartigen Anforderungen, wie z. B. dynamischen oder schnell wirkenden Kräften und statischen oder sich langsam veränderten Kräften umgehen. Fahrerinduzierte Eingänge zum Beispiel weisen meist eine relativ niedrige Frequenz auf, d. h. sie verändern sich langsam. Dagegen weisen straßeninduzierte Eingänge meist eine relativ hohe Frequenz auf, die erfordert, dass der Stellantrieb der Kolbenbewegung schneller entgegenwirkt. Ein bekanntes Problem besteht darin, dass gängige aktive Aufhängungssysteme beim Umgang mit hochfrequenten, durch straßeninduzierte Eingänge, wie z. B. Unregelmäßigkeiten in der Straßenoberfläche, erzeugten dynamischen Kräften Schwierigkeiten haben.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die mit dem Stand der Technik verbundenen Nachteile anzugehen. Insbesondere ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Stellantriebssystem für eine Fahrzeugaufhängung bereitzustellen, das schnellere Reaktionszeiten ermöglicht und gleichzeitig einen geringen Energieverbrauch aufweist.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Aspekte und Ausführungsformen der Erfindung stellen ein Stellantriebssystem, ein aktives Aufhängungssystem, ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Steuern eines aktiven Aufhängungssystems nach den unabhängigen Ansprüchen bereit.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Stellantriebssystem für ein FahrzeugAufhängungssystem bereitgestellt, das einen Stellantrieb umfasst, der einen Kolben und eine durch den Kolben von einer zweiten Flüssigkeitskammer getrennte erste Flüssigkeitskammer aufweist. Das Stellantriebssystem umfasst eine Pumpe mit einem Einlassanschluss und Auslassanschluss, wobei der Auslassanschluss der Pumpe selektiv mit der ersten und der zweiten Flüssigkeitskammer verbunden werden kann, wobei das Stellantriebssystem weiterhin ein erstes regelbares Druckentlastungsventil umfasst, dessen erster Anschluss mit dem Auslassanschluss der Pumpe verbunden ist oder verbunden werden kann und dessen zweiter Anschluss mit dem Einlassanschluss der Pumpe verbunden ist oder verbunden werden kann, wobei das regelbare Druckentlastungsventil dazu angeordnet ist, einen Druck in einer der ersten und zweiten Flüssigkeitskammern selektiv zu variieren.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein aktives Aufhängungssystem für ein Fahrzeug bereitgestellt, wobei das aktive Aufhängungssystem eine Mehrzahl von Stellantriebssystemen für jede Kopplung einer Karosserie des Fahrzeugs mit einem Rad umfasst, wobei jedes Stellantriebssystem einen Stellantrieb umfasst, der einen Kolben und eine erste, von der zweiten Flüssigkeitskammer durch den Kolben getrennte Flüssigkeitskammer aufweist, eine Pumpe mit einem Einlassanschluss und Auslassanschluss, wobei der Auslassanschluss der Pumpe selektiv mit der ersten und der zweiten Flüssigkeitskammer verbunden werden kann, ein erstes regelbares Druckentlastungsventil, dessen erster Anschluss mit dem Auslassanschluss der Pumpe verbunden ist oder verbunden werden kann und dessen zweiter Anschluss mit dem Einlassanschluss der Pumpe verbunden ist oder verbunden werden kann, wobei das erste regelbare Druckentlastungsventil dazu angeordnet ist, einen Druck in einer der ersten und zweiten Flüssigkeitskammern selektiv zu variieren.
Im Gegensatz zum Stand der Technik wird der Druck in der ersten und der zweiten Flüssigkeitskammer nicht direkt mittels der Pumpe variiert, z. B. durch Erhöhen und Vermindern des durch eine Verstellpumpe bereitgestellten Stroms; stattdessen macht es das regelbares Druckentlastungsventil nach der vorliegenden Erfindung möglich, dass sich das Stellantriebssystem eines beliebigen Pumpentyps bedient. Die Pumpe des Stellantriebssystems kann dazu angeordnet sein, ständig einen Flüssigkeitsstrom zu erzeugen, der dem ersten regelbaren Druckentlastungsventil zugeführt wird. Je nach dem Strömungswiderstand des ersten regelbaren Druckentlastungsventils können unterschiedliche Drücke in der ersten und/oder zweiten Flüssigkeitskammer bereitgestellt werden. Somit ist es nicht erforderlich, den von der Pumpe bereitgestellten Ausgangsstrom zu variieren, um die vom Stellantrieb bereitgestellte Federungskraft zu variieren. Da der Strömungswiderstand des ersten regelbaren Druckentlastungsventils erheblich schneller verstellt werden kann als die Durchflussrate von konventionellen Pumpen, kann das Stellantriebssystem nach der vorliegenden Erfindung schneller als Lösungen nach dem früheren Stand der Technik reagieren.
Nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das oder jedes Stellantriebssystem einen ersten Druckspeicher, der dazu angepasst ist, eine Vorspannung des Systems aufrechtzuerhalten. Der erste Druckspeicher dient zum Aufrechterhalten eines Basisdrucks innerhalb der ersten und/oder Flüssigkeitskammern, so dass die Reaktionszeiten weiter verbessert werden. Der erste Druckspeicher dient ebenfalls zur Handhabung von Veränderungen in Bezug auf Volumen aufgrund von Stangenverschiebung und/oder Temperatur.
Der erste Druckspeicher des oder jedes Stellantriebssystems kann einen Einlassanschluss aufweisen, der mit dem zweiten Anschluss des Druckentlastungsventils verbunden ist. Der Einlassanschluss des ersten Druckspeichers kann ebenfalls mit dem Einlassanschluss der Pumpe verbunden sein. Dies gibt den Arbeitsdruck auf der Niederdruckseite des Systems, d. h. am Einlassanschluss der Pumpe, vor.
In einer weiteren Ausführungsform ist das erste regelbare Druckentlastungsventil ein elektronisch verstellbares Druckentlastungsventil. Natürlich kann das regelbare Druckentlastungsventil alternativ als mechanisch verstellbares Druckentlastungsventil konstruiert sein, allerdings weisen elektronisch verstellbare Druckentlastungsventile den Vorteil auf, dass eine elektronische Steuereinheit des Stellantriebssystems direkt, und daher schneller, auf das erste regelbare Druckentlastungsventil wirken kann.
Das oder jedes Stellantriebssystem kann ein erstes Wegeventil umfassen, das dazu angeordnet ist, in einem ersten Zustand den Auslassanschluss der Pumpe mit einer ersten Flüssigkeitskammer des Stellantriebs zu verbinden, und dazu angeordnet ist, in einem zweiten Zustand den Auslassanschluss der Pumpe mit einer zweiten Flüssigkeitskammer zu verbinden. Mit anderen Worten kann das erste Wegeventil dazu verwendet werden, die Hochdruckseite des Stellantriebssystems selektiv mit der ersten oder zweiten Kammer zu verbinden.
In einer weiteren Ausführungsform ist das erste Wegeventil angeordnet, in seinem ersten Zustand die zweite Flüssigkeitskammer mit dem Einlassanschluss der Pumpe zu verbinden, und angeordnet, in seinem zweiten Zustand die Flüssigkeitskammer mit dem Einlassanschluss der Pumpe zu verbinden. In dieser Ausführungsform wird die verbleibende Flüssigkeitskammer, die mit der Hochdruckseite des Systems verbunden ist, dann mit der Niederdruckseite verbunden. Hierzu kann das erste Wegeventil als 4/2-Wegeventil oder 4/3-Wegeventil konstruiert sein.
Das erste Wegeventil kann einen dritten Zustand umfassen, in dem die erste und die zweite Flüssigkeitskammer vom Auslassanschluss der Pumpe getrennt sind. Nach dieser Ausführungsform kann das erste Wegeventil als 4/3-Wegeventil konstruiert sein. In diesem dritten Zustand können die erste und die zweite Flüssigkeitskammer direkt mit dem Einlassanschluss der Pumpe, zum Beispiel über den ersten Druckspeicher, verbunden sein. Dieser dritte Zustand des ersten Wegeventils kann als ausfallsicherer Zustand angeordnet sein, der eingestellt wird, wenn die Stromversorgung des Stellantriebssystems ausfällt. Mit anderen Worten kann sich das erste Wegeventil in seinem dritten Zustand in einer Nullstellung befinden.
Nach einer alternativen Ausführungsform kann das oder jedes Stellantriebssystem ein zweites Wegeventil umfassen, das angeordnet ist, den Auslassanschluss der Pumpe im Fall eines Ausfalls der Stromversorgung mit dem Einlassanschluss zu verbinden. Bei dieser Variante ist das erste Wegeventil nicht mit einem dritten, ausfallsicheren Zustand versehen. Stattdessen wird ein unabhängiges zweites Wegeventil bereitgestellt, um die benötigte Ausfallsicherheit herzustellen. Denn solange das Stellantriebssystem mit Energie versorgt wird, bleibt das zweite Wegeventil in einer Blockierstellung, d. h. es verändert in keiner Weise den Flüssigkeitsstrom durch das System. Wenn jedoch die Stromversorgung des Stellantriebssystems ausfällt, schaltet das zweite Wegeventil in seine Nullstellung um, die die Kammern direkt mit der Niederdruckseite des Systems verbindet, so dass das Stellantriebssystem für die Fahrzeugaufhängung transparent ist.
Nach einer weiteren Ausführungsform umfasst das oder jedes Stellantriebssystem einen ersten Antikavitations-Druckspeicher, der an einem Gehäuse des Stellantriebs angebaut und mit der Flüssigkeitskammer fluidisch verbunden ist und/oder, wobei das Stellantriebssystem einen zweiten Antikavitations-Druckspeicher umfasst, der an einem Gehäuse des Stellantriebs angebaut und mit der zweiten Flüssigkeitskammer fluidisch verbunden ist. Der erste und/oder der zweite Antikavitations-Druckspeicher dieser Ausführungsform ist in unmittelbarer Nähe des Stellantriebsgehäuses angeordnet. Daher ist der erste und/oder der zweite Antikavitations-Druckspeicher Bestandteil der gefederten Masse des Stellantriebssystems, wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird.
Der erste und/oder der zweite Antikavitations-Druckspeicher ist ein Membran-Druckspeicher, ein Blasen-Druckspeicher, ein Trennkolben-Druckspeicher oder ein Federspeicher. Der erste und/oder der zweite Antikavitations-Druckspeicher kann bemessen sein, bei einem vorbestimmten Systemdruck des Stellantriebssystems gesättigt zu sein. Der Begriff „gesättigt“ in diesem Kontext bezieht sich auf den Umstand, dass der erste und/oder der zweite Antikavitations-Druckspeicher bei einem vorbestimmten Systemdruck bis zu einem Punkt gefüllt ist, an dem keine erheblichen Flüssigkeitsmengen in die Antikavitations-Druckspeicher eindringen können, wenn das System Systemdruck oder einen höheren als den vorbestimmten Systemdruck aufweist. Als solches sind die Antikavitations-Druckspeicher nicht angeordnet, mehr Betriebsflüssigkeit beim Gebrauch des Stellantriebssystems aufzunehmen, sondern Druckflüssigkeit nur bei Bedarf bereitzustellen. Wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird, wird Flüssigkeit von den Antikavitations-Druckspeichern der ersten und/oder der zweiten Flüssigkeitskammer bereitgestellt, wenn aufgrund von Kavitation darin Luftlöcher entstehen.
Nach einer weiteren Ausführungsform umfasst das oder jedes Stellantriebssystem einen Hochdruck-Rückgewinnungs-Druckspeicher, wobei dieser Rückgewinnungs-Druckspeicher mit dem Einlassanschluss der Pumpe verbunden werden kann und selektiv mit der ersten und der zweiten Flüssigkeitskammer verbunden werden kann. Als solches kann der Hochdruck-Rückgewinnungs-Druckspeicher zur Rückgewinnung eines Teils der Druckflüssigkeit in den Kammern verwendet werden, wenn keine aktive Aufhängung benötigt wird. Der Hochdruck-Rückgewinnungs-Druckspeicher wird daher den Energieverbrauch weiter reduzieren und Reaktionszeiten des vorliegenden Stellantriebssystems erhöhen.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das oder jedes Stellantriebssystem einen Kopfdruck-Druckspeicher, wobei dieser Kopfdruck-Druckspeicher mit dem Auslassanschluss der Pumpe und einem ersten Anschluss eines Kopfdruck-Druckentlastungsventils verbunden ist. Das Kopfdruck-Druckentlastungsventil kann einen mit dem ersten Anschluss des ersten regelbaren Druckentlastungsventils verbundenen zweiten Anschluss aufweisen. Das Kopfdruck-Druckentlastungsventil kann als Füllventil fungieren, das den im Kopfdruck-Druckspeicher gespeicherten Flüssigkeitsdruck steuert. Durch diese Anordnung wird die Reaktionsgeschwindigkeit des vorliegenden Stellantriebssystems weiter erhöht.
Das oder jedes Stellantriebssystem kann ein zweites regelbares Druckentlastungsventil umfassen, das einen ersten Anschluss aufweist, der mit dem Auslassanschluss der Pumpe verbunden werden kann, und einen zweiten Anschluss, der mit dem Einlassanschluss der Pumpe verbunden werden kann, wobei das erste regelbare Druckentlastungsventil angeordnet ist, den Druck in der ersten Flüssigkeitskammer selektiv zu variieren, und der erste Anschluss des ersten regelbaren Druckentlastungsventils mit der ersten Flüssigkeitskammer verbunden ist, wobei das zweite regelbare Druckentlastungsventil angeordnet ist, den Druck in der zweiten Flüssigkeitskammer selektiv zu variieren, und der erste Anschluss des zweiten regelbaren Druckentlastungsventils mit der zweiten Flüssigkeitskammer verbunden ist. Nach dieser Ausführungsform kann der Druck in der ersten und der zweiten Flüssigkeitskammer einzeln mit separat regelbaren Druckentlastungsventilen variiert werden. Als solche bietet diese Ausführungsform eine unterschiedliche Verpackungsmöglichkeit und vermindert Flüssigkeitsträgheit zwischen dem Kolben und den regelbaren Druckentlastungsventilen.
Das aktive Aufhängungssystem kann jedes Stellantriebssystem umfassen, das mit einer Feder und einem Dämpfer parallel angeordnet ist.
Das aktive Aufhängungssystem umfasst optional eine Steuereinheit, um im Gebrauch jedes der Mehrzahl von Stellantriebssystemen zu steuern, um die Fahrzeugkarosserie zu stabilisieren. Vorteilhafterweise kann die Mehrzahl von Stellantriebssystemen in einer synchronisierten Weise gesteuert werden, um die Fahrzeugkarosserie zu stabilisieren.
Die Steuereinheit kann angeordnet werden, das erste regelbare Druckentlastungsventil jedes Stellantriebssystems zu steuern, um den Druck in einer von der ersten und der zweiten Flüssigkeitskammer des Stellantriebssystems zu variieren. Vorteilhafterweise kann der Strömungswiderstand des ersten regelbaren Druckentlastungsventils durch die Steuereinheit schnell verstellt werden.
Jedes der Mehrzahl von Stellantriebssystemen kann unabhängig gesteuert werden, um die Fahrzeugkarosserie zu stabilisieren. Vorteilhafterweise kann jedes Stellantriebssystem gesteuert werden, um einen entsprechenden Teilbereich des Fahrzeugs zu stabilisieren. Vorteilhafterweise können einige der Mehrzahl von Stellantriebssystemen gemeinsam gesteuert werden, um die Fahrzeugkarosserie zu stabilisieren.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug bereitgestellt, das das aktive Aufhängungssystem umfasst, das zwischen einem Fahrzeugrad und einem Fahrzeugchassis angeordnet ist.
In noch einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Steuern eines aktiven Aufhängungssystems bereitgestellt. Das aktive Aufhängungssystem umfasst mindestens einen Stellantrieb, wobei der Stellantrieb einen Kolben und eine erste Flüssigkeitskammer aufweist, die von der zweiten Flüssigkeitskammer durch den Kolben und ein erstes regelbares Druckentlastungsventil getrennt ist. Das Verfahren umfasst Folgendes:

Bereitstellen eines aktiven Aufhängungssystems mit mindestens einem Stellantrieb, wobei der Stellantrieb einen Kolben und eine erste Flüssigkeitskammer aufweist, die von der zweiten Flüssigkeitskammer durch den Kolben getrennt ist;
Bereitstellen von Betriebsflüssigkeit mit einem vorbestimmten ersten Druck für die erste Flüssigkeitskammer;
Bestimmen oder Vorhersagen einer Last, die das Zusammendrücken des Stellantriebs bewirkt;
Bereitstellen von Betriebsflüssigkeit mit einem zweiten Druck für die erste Flüssigkeitskammer, wenn diese Last einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, wobei der erste und der zweite Druck in der ersten Kammer durch ein regelbares Druckentlastungsventil bestimmt wird.

In einem noch weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Steuern eines aktiven Aufhängungssystems bereitgestellt, wobei das aktive Aufhängungssystem eine Mehrzahl von Stellantriebssystemen umfasst, die eine Fahrzeugkarosserie mit einem Rad koppeln, wobei jedes Stellantriebssystem einen Stellantrieb umfasst, der einen Kolben und eine erste Flüssigkeitskammer aufweist, die von einer zweiten Flüssigkeitskammer durch den Kolben und ein erstes regelbares Druckentlastungsventil getrennt ist, wobei das Verfahren für jedes Stellantriebssystem umfasst:

Bereitstellen von Betriebsflüssigkeit mit einem vorbestimmten ersten Druck für die erste Flüssigkeitskammer;
Bestimmen oder Vorhersagen einer Last, die das Zusammendrücken des Stellantriebs bewirkt;
Bereitstellen von Betriebsflüssigkeit mit einem zweiten Druck für die erste Flüssigkeitskammer, wenn diese Last einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet,
wobei der erste und der zweite Druck in der ersten Kammer durch Verstellen des ersten regelbaren Druckentlastungsventils bestimmt wird.

Beim vorstehend genannten Verfahren erfordert das Bestimmen einer Last, die das Zusammendrücken des Stellantrieb bewirkt, natürlich einen oder mehrere Sensoren, die angeordnet sind, die Kraft zu messen, die auf die Fahrzeugaufhängung wirkt. Die Sensordaten können an die vorgenannte Steuereinheit zurückgeführt werden, die wiederum das erste regelbare Druckentlastungsventil reguliert, um den Druck in der ersten Kammer zu steuern. Das Vorhersagen einer Last, die das Zusammendrücken des Stellantriebs bewirkt, kann durch Sensoren erleichtert werden, die fahrerinduzierte Eingänge, wie z. B. Lenken, Bremsen oder Gasgeben, messen. Alternativ kann sich das Vorhersagen einer Last, die das Zusammendrücken des Stellantriebs bewirkt, der Informationen eines Satellitennavigationssystems bedienen, das Lenkereignisse vorhersagen kann, bevor sie auftreten. Zum Beispiel können der Grad einer bevorstehenden Kurve und die Fahrzeuggeschwindigkeit zum Berechnen oder Nachschlagen einer vorhergesagten Last verwendet werden, die das Zusammendrücken des Stellantriebs bewirkt, sobald das Fahrzeug die bevorstehende Abbiegung befährt.
In einer weiteren Ausführungsform wird der zweite Druck auf der Basis der bestimmten oder vorhergesagten Last, die das Zusammendrücken des Stellantriebs bewirkt, bestimmt werden. Als solches versteht sich, dass der zweite Druck nicht ein fester vorherbestimmter Wert ist, sondern als ein dynamischer Wert verstanden werden sollte, der von einer Mehrzahl von Faktoren, wie z. B. der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Fahrzeuggewicht, der Neigung der Straßenoberfläche usw. abhängig ist.
Das Verfahren kann das unabhängige Steuern des ersten regelbaren Druckentlastungsventils von jedem Stellantriebssystem umfassen.
Innerhalb des Umfangs dieser Anmeldung ist es ausdrücklich beabsichtigt, dass die verschiedenen Aspekte, Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen, die in den vorhergehenden Absätzen, in den Patentansprüchen und/oder in der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen dargelegt sind, und insbesondere deren individuelle Merkmale unabhängig voneinander oder in einer beliebigen Kombination berücksichtigt werden können. Dies bedeutet, dass alle Ausführungsformen und/oder Merkmale einer beliebigen Ausführungsform auf beliebige Weise und/oder in einer beliebigen Kombination kombiniert werden können, sofern diese Merkmale nicht inkompatibel sind. Der Antragsteller behält sich das Recht vor, jeden beliebigen ursprünglich eingereichten Patentanspruch zu ändern oder jeden neuen Patentanspruch entsprechend einzureichen, einschließlich des Rechts, jeden beliebigen ursprünglich eingereichten Patentanspruch zu verändern, um von einem beliebigen Merkmal eines beliebigen anderen Anspruchs abzuhängen und/oder dieses zu integrieren, obwohl es auf diese Art und Weise zuvor nicht beansprucht wurde.
Figurenliste
Eine oder mehrere erfindungsgemäße Ausführungsformen werden nun anhand der dazugehörigen Zeichnungen lediglich beispielhaft beschrieben. Es zeigen:

1 eine Ausführungsform eines Fahrzeugs nach der vorliegenden Erfindung;
2 einen schematischen Schaltplan einer Ausführungsform des aktiven Aufhängungssystems nach der vorliegenden Erfindung;
3 einen schematischen Schaltplan einer weiteren Ausführungsform des aktiven Aufhängungssystems nach der vorliegenden Erfindung;
4 einen schematischen Schaltplan einer weiteren Ausführungsform des aktiven Aufhängungssystems nach der vorliegenden Erfindung;
5 einen schematischen Schaltplan einer weiteren Ausführungsform des aktiven Aufhängungssystems nach der vorliegenden Erfindung;
6 einen schematischen Schaltplan einer weiteren Ausführungsform des aktiven Aufhängungssystems nach der vorliegenden Erfindung;
7 einen schematischen Schaltplan einer weiteren Ausführungsform des aktiven Aufhängungssystems nach der vorliegenden Erfindung; und
8 einen schematischen Schaltplan noch einer weiteren Ausführungsform des aktiven Aufhängungssystems nach der vorliegenden Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Wenn wir uns 1 zuwenden, ist ein Fahrzeug 10 dargestellt, das eine Bodenkontaktstruktur, in diesem Fall in Form von vier Rädern 12, aufweist. Ein aktives Aufhängungssystem 14 ist zwischen jedem Rad 12 und einer Karosserie 16 des Fahrzeugs 10 angeordnet. Das Fahrzeug 10 definiert daher eine gefederte Masse, die die Karosserie 16 und weitere Komponenten beinhaltet, die nachstehend beschrieben werden, sowie eine ungefederte Masse, die die Räder 12 und weitere Komponenten beinhaltet, die nachstehend beschrieben werden. Jedes der vier Räder 12 ist mit der Karosserie 16 durch ein einzelnes aktives Aufhängungssystem 14 verbunden. Allerdings ist jedes aktive Aufhängungssystem 14 mit einer Steuereinheit 15 wie in 1 angegeben, verbunden. Die Steuereinheit 15 steuert zentral jedes der aktiven Aufhängungssysteme 14, um die Fahrzeugkarosserie 16 während der gesamten Fahrt zu stabilisieren. Wenn zum Beispiel das Fahrzeug 10 eine scharfe Linkskurve ausführt, können die beiden aktiven Aufhängungssysteme 14 auf der rechten Seite des Fahrzeugs 10 verwendet werden, um gleichzeitig eine Ausfahrkraft über ein Steuersignal von einer Steuereinheit 15 zu erzeugen. Gleichzeitig können die aktiven Aufhängungssysteme auf der linken Seite des Fahrzeugs (in 1 nicht abgebildet) dazu dienen, zeitgleich eine Kompressionskraft zu erzeugen, um dazu beizutragen, dass sich die Fahrzeugkarosserie 16 zur Kurve neigt.
Jedes aktive Aufhängungssystem 14 beinhaltet ein Stellantriebssystem 17, das zum Beispiel in 2 dargestellt ist. Das Fahrzeug 10 umfasst somit eine Mehrzahl von Stellantriebssystemen 17. In einigen Ausführungsformen ist jedes Stellantriebssystem 17 einem entsprechenden Rad 12 des Fahrzeugs 10 zugeordnet. Jedes der Mehrzahl von Stellantriebssystemen 17 kann unabhängig von der Steuereinheit 15 gesteuert werden, um die Fahrzeugkarosserie 10 zu stabilisieren. Nun wird auf eines von der Mehrzahl von Stellantriebssystemen 17 Bezug genommen, wobei es sich versteht, dass die Mehrzahl von Stellantriebssystemen 17 des Fahrzeugs identisch sein kann.
Das Stellantriebssystem 17 weist einen Stellantrieb 18 auf, insbesondere einen hydraulischen Stellantrieb, der die Karosserie 16 mit dem zugeordneten Rad 12 oder anderen Komponenten des Fahrzeugs koppelt. Das Aufhängungssystem beinhaltet ebenfalls eine Feder 20, die die Karosserie 16 mit dem zugeordneten Rad 12 koppelt. Die Feder 20 kann einem beliebigen Federtyp entsprechen, zum Beispiel einer Schraubenfeder oder einer Luftfeder.
Wie 2 zu entnehmen ist, wirken der Stellantrieb 18 und die Feder 20 parallel. Jedes aktive Aufhängungssystem 14 beinhaltet ebenfalls einen Dämpfer/Stoßdämpfer 21, der die Karosserie mit dem zugeordneten Rad 12 koppelt. Der Dämpfer/Stoßdämpfer 21 kann einem beliebigen Typ entsprechen, wie z. B. dem Doppelrohr- oder dem Einzelrohr-Typ und Stoßdämpfern in stehender oder hängender Montage. Es versteht sich ebenfalls aus der Ausführungsform in 2, dass der Stellantrieb 18, die Feder 20 und der Dämpfer 21 parallel wirken.
Der Stellantrieb 18 beinhaltet einen Zylinder 22, der einen Kolben 24 enthält. Der Zylinder 22 ist mit dem Rad 12 verbunden und der Kolben 24 ist mit der Karosserie 16 über eine Kolbenstange 26 verbunden. Der Kolben 24 trennt den Zylinder 22 in eine erste Flüssigkeitskammer C1 und eine zweite Flüssigkeitskammer C2. Der Kolben isoliert die erste Flüssigkeitskammer C1 fluidisch von der zweiten Flüssigkeitskammer C2. Hierzu kann der Kolben 24 eine beliebige Art Ringdichtung zwischen seinem äußeren Umfang und der Innenfläche des Hydraulikzylinders 22 umfassen.
Das Stellantriebssystem 17 beinhaltet ferner eine Pumpe P, die einen Auslassanschluss P1 und einen Einlassanschluss P2 aufweist. In dieser Ausführungsform ist die Pumpe P eine eindirektionale Konstantpumpe, die von einem in 2 nicht dargestellten Hauptantrieb angetrieben wird. Es versteht sich, dass in der Ausführungsform von 2 jedes der vier einzelnen aktiven Aufhängungssysteme 14a eine separate Pumpe P umfasst. Die Pumpe P in der Ausführungsform von 2 ist eine eindirektionale Konstantpumpe. Allerdings ist es ebenfalls denkbar, bei Bedarf bidirektionale und/oder Verstellpumpen zu verwenden. Der Vorteil der Verwendung von eindirektionalen Konstantpumpen ist eine erhebliche Verminderung der Kosten und eine längere Lebensdauer.
Das Stellantriebssystem 17 beinhaltet ebenfalls ein erstes regelbares Druckentlastungsventil V1 mit einem ersten Anschluss V1A, der mit dem Auslassanschluss P1 der Pumpe P über den ersten Kanal G1 und die Flüssigkeitsleitung 31 verbunden ist. Das erste regelbare Druckentlastungsventil V1 umfasst ebenfalls einen zweiten Anschluss V1B, der mit dem Einlassanschluss P2 der Pumpe P über die Flüssigkeitsrücklaufleitung 33 verbunden ist. Wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird, ist das erste regelbare Druckentlastungsventil V1 angeordnet, einen Druck in einer von der ersten und der zweiten Flüssigkeitskammer C1, C2 zu variieren. Hierzu stellt das Druckentlastungsventil den Druck in Kanal G1 in Abhängigkeit von einem vorherbestimmten Solldruck ein. Wenn der Solldruck im Kanal G1 überschritten wird, wird das erste regelbare Druckentlastungsventil V1 zum „Weg des geringsten Widerstands“, da das regelbare Druckentlastungsventil V1 zwangsweise geöffnet und ein Anteil der Flüssigkeit über die Flüssigkeitsleitung 33 zum Einlassanschluss P2 zurückgeleitet wird.
Der eingestellte Entlastungsdruck des ersten regelbaren Druckentlastungsventils V1 ist elektronisch verstellbar, um den Druck im Kanal G1 zu regulieren. Als solches ist das erste regelbare Druckentlastungsventil V1 mit der unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Steuereinheit 15 elektrisch verbunden.
Ein erstes Wegeventil V2 ist angeordnet, zu wählen, welche der Flüssigkeitskammern C1 oder C2 mit Druck beaufschlagt werden soll. Das erste Wegeventil V2 der in 2 dargestellten Ausführungsform ist als ein 4/3-Wegeventil konstruiert. Als solches umfasst das erste Wegeventil V2 vier Anschlüsse V2A, V2B, V2C und V2D. Ein erster Anschluss V2A ist mit dem Auslassanschluss P1 der Pumpe P über den Flüssigkeitskanal G1 verbunden. Der zweite Flüssigkeitsanschluss V2B ist mit dem Einlassanschluss P2 der Pumpe P über die Flüssigkeitsrücklaufleitung 33 verbunden. Der dritte Anschluss V2C des ersten Wegeventils V2 ist mit der ersten Flüssigkeitskammer C2 des hydraulischen Stellantriebs 18 über die Flüssigkeitsleitung 35 verbunden. Der vierte Flüssigkeitsanschluss V2D ist mit der zweiten Flüssigkeitskammer C2 des hydraulischen Stellantriebs 18 über die Flüssigkeitsleitung 37 verbunden.
In einem ersten in 2 dargestellten Zustand sind der erste und der dritte Anschluss V2A und V2C verbunden und der zweite und der vierte Anschluss V2B und V2D sind ebenfalls verbunden. Als solches verbindet in dem ersten Zustand das erste Wegeventil V2 den Kanal G1 mit der ersten Flüssigkeitskammer C1 über die Flüssigkeitsleitung 35. Die zweite Flüssigkeitskammer C2 ist andererseits über die Flüssigkeitsleitung 37 mit der Flüssigkeitsrücklaufleitung 33 verbunden. In dieser Konfiguration wird der Druck in Kanal G1 der ersten Flüssigkeitskammer C1 zugeführt, um eine auf den hydraulischen Stellantrieb 18 wirkende Kompressionskraft zu erzeugen. Aufgrund der Druckerhöhung in der Flüssigkeitskammer C1 bewegt sich der Kolben 24 zur zweiten Flüssigkeitskammer C2 und schiebt dadurch einen Teil der Flüssigkeit in der Kammer C2 aus dem Zylinder 22 zur Flüssigkeitsrücklaufleitung 33.
In einem zweiten Zustand des ersten Wegeventils V2 ist der erste Flüssigkeitsanschluss V2A mit dem vierten Flüssigkeitsanschluss V2D verbunden und der zweite Flüssigkeitsanschluss V2b ist mit dem dritten Flüssigkeitsanschluss V2C verbunden. Unter dieser Bedingung wird der Druck in Kanal G1 auf Kammer C2 angelegt und Kammer C1 ist mit der Flüssigkeitsrücklaufleitung 33 verbunden. Als solches wird vom Stellantrieb 18 eine Ausfahrkraft erzeugt, die versucht, den Kolben 24 zur Kammer C1 zur schieben.
Das erste Wegeventil V2 des in 2 dargestellten Stellantriebssystems 17 weist einen dritten Zustand auf, in dem die beiden Flüssigkeitskammern C1 und C2 mit der Flüssigkeitsrücklaufleitung 33 verbunden sind. Dementsprechend wird keine der Flüssigkeitskammern C1 und C2 mit der druckbeaufschlagten Flüssigkeit in Kanal G1 versorgt. Stattdessen sind die beiden Kammern C1 und C2 mit der Flüssigkeitsrücklaufleitung 33 verbunden und weisen daher den Systemdruck auf, der durch den ersten Druckspeicher A1 bestimmt wird, der nachstehend ausführlicher beschrieben wird. Der dritte Zustand ist ein so genannter ausfallsicherer Zustand. Mit anderen Worten: wenn die Stromversorgung des Stellantriebssystems 17 ausfällt, bewegt sich das Wegeventil V2 in den dritten, ausfallsicheren Zustand, so dass der Stellantrieb 18 ein „transparenter“ Teil der Fahrzeugaufhängung 14 ist. Es versteht sich, dass der Stellantrieb 17 sogar im dritten Zustand des Wegeventils V2 wegen der zwangsweise durch die Flüssigkeitsleitungen und -Durchlässe geführten Betriebsflüssigkeit ein geringes Maß an parasitären Dämpfungsverlusten verursachen wird.
Der dritte Zustand ist die Ruhestellung des ersten Wegeventils V2, in der der Druck in den Kammern C1 und C2 ausgeglichen ist und der hydraulische Stellantrieb 18 daher nicht erheblich zum Federungseffekt des Systems 14 beitragen wird, da aufgrund einer Oberflächendifferenz zwischen einer Stangenseite und einer stangenfreien Seite des Kolbens nur geringe Nettokräfte auf den Kolben 24 wirken. Alternativ könnten die Ventile des hydraulischen Stellantriebs 18 so eingestellt werden, dass sie als beabsichtigte Strömungsbegrenzung wirken, so dass der hydraulische Stellantrieb in seinem dritten Zustand nicht „transparent“ ist, sondern stattdessen als ein weiterer Stoßdämpfer fungiert.
Wie vorstehend aufgeführt, beinhaltet das Stellantriebssystem auch einen ersten Druckspeicher A1, der angepasst ist, um eine beständige Vorspannung aufrechtzuerhalten. Der erste Druckspeicher A1 ist mit der Flüssigkeitsrücklaufleitung 33 verbunden. Der in 2 dargestellte erste Druckspeicher A1 ist vom Membrantyp, aber kann auch als Verbinder vom Blasentyp, vom Trennkolbentyp oder vom Federspeichertyp konstruiert sein. Der Fachmann wird verstehen, dass das Flüssigkeitsvolumen im Zylinder 22 des Stellantriebs 18 in Abhängigkeit von der Stellung des Kolbens 24 aufgrund des regelbaren Stangenvolumens der Kolbenstange 26 im Zylinder 22 geringfügig variiert. Wenn sich zum Beispiel der Kolben 24 zur Kammer C2 bewegt, wird ein größerer Teil der Kolbenstange 26 in der Kammer C1 aufgenommen, wodurch sich das Flüssigkeitsvolumen im Zylinder 22 vermindert und die Differenzflüssigkeit in den geschlossenen Kreislauf geschoben wird. Der erste Druckspeicher A1 ist angepasst, um derartige Volumendifferenzen innerhalb des in 2 dargestellten geschlossenen Regelkreises zu berücksichtigen. Als solches variieren das Volumen der Flüssigkeit sowie der Druck im ersten Druckspeicher A1 in Abhängigkeit von der Temperatur der Flüssigkeit und der Stellung des Kolbens 24 im Zylinder 22 des hydraulischen Stellantriebs 18.
Das Stellantriebssystem 17 umfasst ebenfalls Drucksensoren 40 und 42. Der erste Drucksensor 40 ist in der Flüssigkeitsleitung 35 angeordnet und daher mit der ersten Flüssigkeitskammer C1 des Hydraulikzylinders 22 verbunden. Der zweite Drucksensor 42 ist in der Flüssigkeitsleitung 37 angeordnet und somit mit der Flüssigkeitskammer C2 verbunden. Beide Drucksensoren 40 und 42 sind mit der Steuereinheit 15 verbunden, um dem System das fortlaufende Überwachen des Drucks in den Kammern C1 und C2 zu ermöglichen. In Abhängigkeit von den Druckmessungen der Drucksensoren 40 oder 42 kann die Steuereinheit 15 die Druckeinstellung des ersten regelbaren Druckentlastungsventils V1 variieren, um die Kompressions-/Ausfahrkräfte zu regulieren, die durch den hydraulischen Stellantrieb erzeugt werden.
2 zeigt ebenfalls, dass die Antikavitations-Druckspeicher A2 und A3 in unmittelbarer Nähe zu der ersten und der zweiten Flüssigkeitskammer C1 und C2 angeordnet sind. Ein erster Antikavitations-Druckspeicher A2 ist in der Flüssigkeitsleitung 35 positioniert und konfiguriert, Kavitation in der Kammer C1 zu verhindern. Ein zweiter Antikavitations-Druckspeicher A3 ist in der Flüssigkeitsleitung 37 positioniert und dazu angepasst, Kavitation in der Kammer C2 zu verhindern. Die beiden Antikavitations-Druckspeicher A2 und A3 sind vorzugsweise direkt an das Zylindergehäuse des Stellantriebs 18 angebaut und sind daher Bestandteil der ungefederten Masse des aktiven Aufhängungssystems 14.
Wie vorstehend beschrieben, sind die beiden Antikavitations-Druckspeicher A2 und A3 so bemessen, dass sie bei einem vorbestimmten Systemdruck des Stellantriebssystems 17 gesättigt sind. Mit anderen Worten: die vom ersten Druckspeicher A1 bereitgestellte System-Vorspannung wird ausreichend sein, um die beiden Antikavitations-Druckspeicher A2 und A3 in einem fast vollen Zustand zu halten, das heißt, keiner der beiden Antikavitations-Druckspeicher A2 oder A3 ist in der Lage, weiteres Betriebsflüssigkeitsvolumen aufzunehmen. Entsprechend, wenn der Druck in der Flüssigkeitsleitung 35 / Kammer C1 oder in der Flüssigkeitsleitung 37 / Kammer C2 steigt, wird keine weitere Flüssigkeit in die Antikavitations-Druckspeicher mehr gepumpt. Stattdessen steigt der Druck in den Antikavitations-Zylindern A2 und A3 zusammen mit dem Druck in den entsprechenden Kammern C1 oder C2 an und wird so einen Reservebehälter für plötzliche Druckverluste aufgrund von Kavitation in einer der beiden Kammern C2 oder C2 bereitstellen.
Die in 2 dargestellten Antikavitations-Druckspeicher A2 und A3 sind von einem Membrantyp. Es ist allerdings ebenfalls denkbar, andere Druckspeicher-Typen zu verwenden, wie z. B. Federspeicher (3), Trennkolben-Druckspeicher (4) oder Blasen-Druckspeicher (nicht abgebildet).
Eine weitere Ausführungsform des aktiven Aufhängungssystems 14B nach der vorliegenden Erfindung ist in 3 dargestellt. Teile der Ausführungsform in Figur drei mit identischer Funktion, wie vorstehend beschrieben, sind mit denselben Bezugszeichen beschriftet wie die entsprechenden Teile der Ausführungsform in 2. Die Ausführungsform von 3 ist im Wesentlichen identisch mit der Ausführungsform von 2, allerdings sind die Antikavitations-Druckspeicher A2A und A3A als Federspeicher anstelle von Druckspeichern vom Membrantyp, wie in 2 dargestellt, konstruiert.
4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Stellantriebssystems nach der vorliegenden Erfindung. Teile des aktiven Aufhängungssystems 14C in 4, die mit Teilen des aktiven Aufhängungssystem 14A in 2 identisch sind, sind mit entsprechenden Bezugszeichen beschriftet. Im Gegensatz zu der in 2 dargestellten Ausführungsform zeigt das aktive Aufhängungssystem 14C von 4 zwei Antikavitations-Druckspeicher A2B und A3B, die anstelle der in 2 dargestellten Druckspeicher vom Membrantyp als Trennkolben-Druckspeicher konstruiert sind. Die übrigen Teile der in 4 dargestellten Ausführungsform sind mit der Ausführungsform von 2 identisch.
Die Betätigung der in 2 bis 4 dargestellten aktiven Aufhängungssysteme 14A bis 14C erfolgt wie nachstehend beschrieben:
Beispiel 1
In diesem Beispiel ist das in 2 dargestellte Rad 12 ein linkes Vorderrad. Das Fahrzeug wird entlang einer geraden Straße gefahren. Die linke Vorderseite des Fahrzeugs wird vollständig von der Feder 20 und dem Dämpfer/Stoßdämpfer 21 getragen, und als solcher erzeugt der Stellantrieb 18 keine Kraft, d. h. er erzeugt weder eine Ausfahrkraft noch erzeugt er eine Kontraktionskraft.
Der Fahrer erzeugt dann einen fahrerinduzierten Eingang, indem er das Lenkrad des Fahrzeugs im Uhrzeigersinn dreht, was eine Rechtsdrehung des Fahrzeugs bewirkt, was wiederum tendenziell ein Wanken des Fahrzeugs nach links bewirkt. Um das Wanken nach links zu verhindern, zu minimieren oder zu steuern, bewirkt das Aufhängungssystem, dass die zweite Flüssigkeitskammer C2 auf einen Solldruck mit Druck beaufschlagt wird, was das Erzeugen einer Ausfahrkraft durch den Stellantrieb 18 bewirkt, wodurch das Wanken nach links vermindert wird.
Detaillierter bestimmen Sensoren (nicht abgebildet) in Verbindung mit einem Algorithmus und der Steuereinheit 15 einen geeigneten Solldruck in der zweiten Flüssigkeitskammer C2. Der Solldruck kann auf mehreren Variablen basieren, beispielsweise der Fahrzeuggeschwindigkeit beim Vorwärtsfahren, dem Fahrzeuggewicht, der Last im Fahrzeug, den Komfortmodus-Einstellungen der Federung, dem Kurvenradius, usw. Wenn durch den zweiten Drucksensor 42 bestimmt wird, dass der Istdruck in der zweiten Flüssigkeitskammer C2 unter dem Solldruck liegt, dann wird das erste regelbare Druckentlastungsventil V1 durch die Steuereinheit 15 so verstellt, dass der Druck im Kanal G1 ansteigt. Gleichzeitig bewegt die Steuereinheit 15 das erste Wegeventil V2 in seinen zweiten Zustand, in dem der Kanal G1 mit der zweiten Flüssigkeitskammer C2 über die Flüssigkeitsleitung 37 verbunden ist. Wenn der Druck im Kanal G1 ansteigt, fließt Hydraulikflüssigkeit am ersten Wegeventil V2 vorbei und bewirkt einen Anstieg des Hydraulikdrucks in der Flüssigkeitsleitung 37 und damit in der zweiten Flüssigkeitskammer C2. Der Hydraulikdruck in Antikavitations-Druckspeicher A3 steigt analog an.
Wenn der Druck in der zweiten Flüssigkeitskammer C2 ansteigt, kann sich der Kolben 24 nach oben bewegen (bei Betrachtung von 2) und bewirken, dass Hydraulikflüssigkeit aus der ersten Flüssigkeitskammer C1 ausgestoßen wird. Die ausgestoßene Flüssigkeit strömt aus der Flüssigkeitsleitung 35 über das erste Wegeventil V2 zur Rücklauf-Flüssigkeitsleitung 33. Das Stellantriebssystem 17 hält den Solldruck in der Kammer C2 aufrecht, bis die Steuereinheit 15 bestimmt, dass keine Ausfahrkraft mehr benötigt wird, um Wanken nach links zu vermeiden / zu minimieren. An diesem Punkt kann der Solldruck in der Kammer C2 entweder langsam reduziert werden, indem man den Druck in Kanal G1 über das erste Druckentlastungsventil V1 verstellt. Alternativ kann die Flüssigkeit in beiden Kammern C1 und C2 zur Flüssigkeitsrücklaufleitung 33 abgelassen werden, indem man das erste Wegeventil V2 in seinen dritten Zustand versetzt, so dass der hydraulische Stellantrieb 18 sofort zu einem transparenten Teil des aktiven Aufhängungssystems wird.
Man stelle sich nun vor, dass das Fahrzeug weiterhin die Rechtskurve befährt und das Rad 12 auf eine Bodenwelle trifft. Wie vorstehend beschrieben, bewirkt das aktive Aufhängungssystem 17 während des Kurvenfahrens das Beaufschlagen der zweiten Flüssigkeitskammer C2 auf einen Solldruck, durch Verstellen des ersten Druckentlastungsventils V1. Während der Solldruck in der zweiten Flüssigkeitskammer C2 durch das Druckentlastungsventil V1 gehalten wird, um den Stellantrieb auszufahren, bewirkt die Bodenwelle, dass der Stellantrieb einfährt und dadurch einen kurzzeitigen Hydraulikflüssigkeitsstrom mit einem Druck bewirkt, der höher ist als der Solldruck durch das Druckentlastungsventil V1 eingestellte Sollwert. Das erste regelbare Druckentlastungsventil V1 ermöglicht diesen kurzzeitigen Strom zwischen der zweiten Flüssigkeitskammer C2 und der ersten Flüssigkeitskammer C1. Flüssigkeit, die zur ersten Flüssigkeitskammer C1 fließt, wird vor allem durch Hydraulikflüssigkeit von der Pumpe P oder dem Druckspeicher A1 bereitgestellt. Wenn die kurzzeitige Reaktion der Pumpe P oder des ersten Druckspeichers A1 nicht ausreichend ist, wird das Auftreten von Kavitation in der Flüssigkeitskammer C1 durch den Antikavitations-Druckspeicher A2 verhindert. Die Bodenwelle wird einen hochfrequenten straßeninduzierten Eingang bewirken.
Beispiel 2
In diesem Beispiel ist das in 2 dargestellte Rad 12 wieder ein linkes Vorderrad, analog zum Beispiel 1. Im Gegensatz zum ersten Beispiel erzeugt jedoch der Fahrer einen fahrerinduzierten Eingang durch Drehen des Lenkrads in eine entgegengesetzte Richtung (gegen den Uhrzeigersinn), wodurch das Fahrzeug nach links abbiegt, was wiederum bewirkt, dass das Fahrzeug in die entgegengesetzte Richtung, in diesem Fall nach rechts, wankt. Das in 2 dargestellte Rad 12 wird daher ein kurveninneres Rad und unter diesen Umständen wird, statt einen Solldruck für die zweite Flüssigkeitskammer C2 zu erzeugen, ein Solldruck für die erste Flüssigkeitskammer C1 erzeugt. Wo durch den ersten Drucksensor 40 bestimmt wird, dass der Istdruck in der ersten Flüssigkeitskammer C1 unter dem Solldruck liegt, wird der Kanaldruck G1 auf den Solldruck erhöht, indem der Strömungswiderstand des ersten Wegeventils V1 variiert wird und das erste Wegeventil V2 in seinen ersten Zustand versetzt wird. Wenn der Druck im Kanal G1 ansteigt, fließt Hydraulikflüssigkeit am ersten Wegeventil V2 vorbei und bewirkt einen Anstieg des Hydraulikdrucks in Flüssigkeitsleitung 35 und damit auch in der ersten Flüssigkeitskammer C1. Hydraulikdruck im Antikavitations-Druckspeicher A2 steigt analog an.
Wenn der Druck in der ersten Flüssigkeitskammer C1 ansteigt, kann sich der Kolben 24 zur zweiten Kammer C2 bewegen (nach unten, bei Betrachtung von 2), und bewirken, dass Hydraulikflüssigkeit aus der zweiten Flüssigkeitskammer C2 ausgestoßen wird. Die ausgestoßene Flüssigkeit strömt in die Flüssigkeitsleitung 37 und über das erste Wegeventil V2 zur Flüssigkeits-Rücklaufleitung 33.
Analog zu Beispiel 1, wenn beim Befahren der Linkskurve das innenliegende Rad auf eine Bodenwelle trifft, wird aus der zweiten Flüssigkeitskammer ausströmende Hydraulikflüssigkeit in den ersten Druckspeicher A1 überführt, während ein kurzzeitiger Flüssigkeitsmangel in Kammer C1 aufgrund von Trägheit/Strömungsbegrenzungen durch den ersten Antikavitations-Druckspeicher A2 ersetzt wird, um Geräusche und Kavitationsschäden im hydraulischen Stellantrieb 18 zu vermeiden.
Beispiel 3
In diesem Fall wird das Fahrzeug in einer geraden Linie gefahren und das dem Rad 12 zugeordnete Gewicht des Fahrzeugs wird vollständig durch die Feder 20 und den Dämpfer/Stoßdämpfer 21 getragen, und damit erzeugt der Stellantrieb 18 keine Kraft entlang seiner Längsachse, d. h. der Stellantrieb erzeugt weder eine Ausfahrkraft in einer vertikalen Richtung des Fahrzeugs, noch erzeugt er eine Kontraktionskraft. In diesem Fall ist das erste Wegeventil V2 in seinem dritten Zustand und somit ist der Stellantrieb 18 transparent. Falls das Rad 12 auf eine Bodenwelle trifft, bewegt sich das Rad relativ zur Karosserie 16 nach oben und bewirkt die Kontraktion des Stellantriebs 18, wodurch Hydraulikflüssigkeit aus der Kammer C2 ausgestoßen wird und das Wegeventil V2 in den ersten Druckspeicher A1 durchströmt. Gleichzeitig strömt Hydraulikflüssigkeit über den ersten Druckspeicher A1 und den Antikavitations-Druckspeicher A2 in die Flüssigkeitskammer C1.
Es versteht sich, dass, wenn das Fahrzeug in gerader Linie fährt und das Rad auf ein Schlagloch trifft, der Stellantrieb dazu neigt, auszufahren, wodurch Flüssigkeit aus der Kammer C1 ausgestoßen wird und durch das erste Wegeventil V2 in den ersten Druckspeicher A1 fließt. Gleichzeitig strömt Hydraulikflüssigkeit in die Flüssigkeitskammer C2, über den ersten Druckspeicher A1 und den zweiten Antikavitations-Druckspeicher A3.
Wie aus 2 zu ersehen ist, definieren Teile des Stellantriebssystems 17 (die Teile rechts von der Linie D-D in 2) die gefederte Masse des Fahrzeugs, und andere Teile des Stellantriebssystems 17 (die Teile links von D-D bei Betrachtung von 2) definieren die ungefederte Masse des Fahrzeugs. Als solches sind Teile der Flüssigkeitsleitungen 35 und 37 mindestens teilweise als flexible Hydraulikleitungen konstruiert, die ein in einer gefederten Masse definiertes erstes Ende und ein in einer ungefederten Masse definiertes zweites Ende aufweisen.
Wie vorstehend aufgeführt, kann das erste regelbare Druckentlastungsventil V1 variiert werden, um besondere Umstände zu berücksichtigen. Insbesondere kann die Druckentlastungsventil-Druckeinstellung des Ventils V1 von einem Solldruck abhängig sein, der durch die Steuereinheit 15 bestimmt wird, wobei die Druckeinstellung des regelbaren Druckentlastungsventils V1 daher den Druck im Kanal G1 definieren wird, der auf eine der Kammern C1 oder C2 über das erste Wegeventil V2 angelegt werden kann.
Eine weitere Ausführungsform des aktiven Aufhängungssystems nach der vorliegenden Erfindung ist in 5 dargestellt. Teile der in 5 dargestellten Ausführungsform, die mit Teilen der in 2 dargestellten Ausführungsform identisch sind, sind mit entsprechenden Bezugszeichen beschriftet. Im Gegensatz zu der in 2 dargestellten Ausführungsform ist das erste Wegeventil V21 der in 5 dargestellten Ausführungsform ein 4/2-Wegeventil. Als solches umfasst das erste Wegeventil V21 in 5 nur einen ersten und einen zweiten Zustand. Im ersten Zustand verbindet das erste Wegeventil V21 den Kanal G1 mit der ersten Flüssigkeitskammer C1 und die zweite Kammer C2 mit der Flüssigkeitsrücklaufleitung 33. In seinem zweiten Zustand verbindet das erste Wegeventil V21 den Kanal G1 mit der zweiten Flüssigkeitskammer C2 und die erste Flüssigkeitskammer C1 mit der Flüssigkeitsrücklaufleitung 33.
Die Ausfallsicherheitsfunktion der in 5 dargestellten Ausführungsform wird durch ein zweites Wegeventil V3 erreicht. Das zweite Wegeventil V3 ist als ein 3/2-Wegeventil konstruiert. Das zweite Wegeventil V3 umfasst einen ersten Anschluss V3A, einen zweiten Anschluss V3B und einen dritten Anschluss V3C. In seiner Nullstellung verbindet das zweite Wegeventil den zweiten und den dritten Anschluss V3B und V3C mit dem ersten Anschluss V3A, wie in 5 dargestellt. In dieser Stellung wird der Kanaldruck G1 zur Flüssigkeitsrücklaufleitung 33 abgelassen und ebenso die Flüssigkeitskammern C1 und C2 des hydraulischen Stellantriebs 18. Dadurch ist gewährleistet, dass der hydraulische Stellantrieb 18 während eines Ausfalls der Stromversorgung ein „transparenter“ Teil des aktiven Aufhängungssystems 14D ist (mit Ausnahme parasitärer Verluste in den Flüssigkeitsleitungen und -Durchlässen). Alternativ könnten die Ventile des hydraulischen Stellantriebs 18 so eingestellt werden, dass sie als beabsichtigte Strömungsbegrenzung wirken, so dass der hydraulische Stellantrieb in seinem dritten Zustand nicht „transparent“ ist, sondern stattdessen als ein weiterer Stoßdämpfer fungiert. Zum Ausgleich von fahrerinduzierten Kräften, wie z. B. Kurvenfahren, ist das zweite Wegeventil V3 des in 5 dargestellten Stellantriebssystems 17 angetrieben und bleibt damit in seinem zweiten Zustand, in dem der erste, der zweite und der dritte Anschluss V3A, V3B und V3C getrennt sind. Das erste regelbare Druckentlastungsventil V1 kann dann dazu verwendet werden, den Solldruck in der Kammer C1 bzw. C2 einzustellen. Wenn das Fahrzeug in gerader Linie gefahren wird, brauchen nur straßeninduzierte Kräfte durch das aktive Aufhängungssystem 14 ausgeglichen zu werden. In diesem Fall kann das zweite Wegeventil V3 in seinen ersten, nicht angetriebenen Zustand geschaltet werden, in dem der hydraulische Stellantrieb „transparent“ ist und das aktive Aufhängungssystem 14 im Wesentlichen als passive Aufhängung 14 wirksam ist.
Wenn wir uns 6 zuwenden, wird eine weitere Ausführungsform eines aktiven Aufhängungssystems 14E bereitgestellt. Teile des Systems in 6, die mit Teilen des aktiven Aufhängungssystem 14A von 2 identisch sind, sind mit entsprechenden Bezugszeichen beschriftet. Die allgemeine Funktion des Stellantriebssystems 17 von 6 ist im Wesentlichen identisch mit dem Stellantriebssystem von 2. Allerdings ist zusätzlich das Stellantriebssystem 17 des aktiven Aufhängungssystems 14E mit einem Hochdruck-Rückgewinnungs-Druckspeicher A4 versehen. Der Hochdruck-Rückgewinnungs-Druckspeicher A4 ist dazu angeordnet, nach Gebrauch des hydraulischen Stellantriebs 18 Druckflüssigkeit von den Flüssigkeitskammern C1 und C2 zurückzugewinnen. Hierzu umfasst das Stellantriebssystem 17 ein zweites Wegeventil V4, das als Absperrventil für den Einlass des Hochdruck-Rückgewinnungs-Druckspeichers A4 wirksam ist.
Das zweite Wegeventil V4 von 6 ist in der Flüssigkeits-Rückgewinnungsleitung 33 positioniert und als ein 3/2-Wegeventil konstruiert. Das zweite Wegeventil V4 umfasst einen ersten Anschluss V4A, einen zweiten Anschluss V4b und einen dritten Anschluss V4C. In einem ersten Zustand ist der erste Anschluss V4A mit dem zweiten Anschluss V4B verbunden, so dass die Flüssigkeitsrücklaufleitung 33 nicht unterbrochen ist. Gleichzeitig ist der dritte Anschluss V4C blockiert. In einem zweiten Zustand ist der erste Anschluss V4A mit dem dritten Anschluss V4C verbunden und der zweite Anschluss V4B ist blockiert, so dass Flüssigkeit, die von einer der Kammern C1 oder C2 zurückgeführt wird, in den Hochdruck-Rückgewinnungs-Druckspeicher A4 zurückgeführt werden kann. Ein Rückschlagventil V6 bewirkt, dass keine Flüssigkeit aus dem Hochdruck-Rückgewinnungs-Druckspeicher A4 in Richtung des dritten Anschlusses V4C austreten kann. In einer alternativen Ausführungsform kann das zweite Wegeventil V4 von 6 entfallen, so dass nur das Rückschlagventil V6 zwischen der Flüssigkeitsrücklaufleitung 33 und dem Hochdruck-Rückgewinnungs-Druckspeicher A4 verbleibt. In dieser Ausführungsform strömt Flüssigkeit, immer wenn ein Flüssigkeitsdruck in der Flüssigkeitsrücklaufleitung 33 den Flüssigkeitsdruck im Druckrückgewinnungs-Druckspeicher A4 überschreitet, automatisch in den Druckspeicher. Der Fachmann wird verstehen, dass die Konstruktion des zweiten Wegeventils V4 nicht auf die veranschaulichte 2/3-Ventilstruktur beschränkt ist, sondern auf andere geeignete Weisen umgesetzt werden kann, wie z. B. als eine Anordnung von Rückschlagventilen.
Es versteht sich, dass die Steuereinheit 15 konfiguriert ist, das zweite Wegeventil V4 so zu steuern, dass der zweite Zustand nur eingestellt wird, wenn sich das erste Wegeventil V2 in seinem dritten, ausfallsicheren Zustand befindet. Mit anderen Worten ermöglicht V4 nur, dass Flüssigkeit in der Rücklaufleitung 33 dem Hochdruck-Rückgewinnungs-Druckspeicher A4 zusätzlich zugeführt wird, wenn sich der hydraulische Stellantrieb 18 in seinem transparenten Zustand befindet, d. h., wenn die Pumpe P von den Kammern C1, C2 getrennt ist.
Druckflüssigkeit des Hochdruck-Rückgewinnungs-Druckspeichers A4 kann nur in Richtung des Einlassanschlusses P2 der Pumpe P aus dem Druckspeicher A4 austreten. Hierzu verhindert ein Rückschlagventil V7, dass der Hochdruck-Flüssigkeitsstrom vom Druckspeicher A4 zum zweiten Anschluss V4B des zweiten Wegeventils V4 fließt. Die Freisetzung der in der Hochdruck-Rückgewinnungseinheit A4 gespeicherten Druckflüssigkeit kann durch das Absperrventil V5 reguliert werden. Das Absperrventil V5 kann als 2/2-Wegeventil konstruiert sein, das durch die Steuereinheit 15 gesteuert wird, um die Freisetzung von Hochdruckflüssigkeit vom Rückgewinnungs-Druckspeicher A4 zu regulieren.
Wenn wir uns nun 7 zuwenden, wird eine weitere Ausführungsform des aktiven Aufhängungssystems 14F nach der vorliegenden Erfindung bereitgestellt. Im aktiven Aufhängungssystem 14F von 7 sind Teile, die mit Teilen des aktiven Aufhängungssystem 14A von 2 identisch sind, mit entsprechenden Bezugszeichen beschriftet. Das aktive Aufhängungssystem 14F entspricht vor allem dem aktiven Aufhängungssystem 14A von 2. Allerdings sind zusätzlich zu den Teilen des aktiven Aufhängungssystems 14A ein Kopfdruck-Druckspeicher A5 und ein Kopfdruck-Druckentlastungsventil V8 bereitgestellt. Das Kopfdruck-Druckentlastungsventil V8 ist im Kanal G1 positioniert und weist einen ersten Anschluss V8A auf, der mit dem Auslassanschluss P1 der Pumpe P verbunden ist, und einen zweiten Anschluss V8B, der mit dem ersten Anschluss V2A des ersten Wegeventils V2 verbunden ist. Der zweite Anschluss V8B ist ferner mit dem ersten Anschluss V1A des ersten Druckentlastungsventils V1 verbunden. Der Kopfdruck-Druckspeicher A5 ist zwischen dem Auslassanschluss P1 der Pumpe P und dem ersten Anschluss V8A des Kopfdruck-Druckentlastungsventils V8 angeordnet.
Es versteht sich, dass das Kopfdruck-Druckentlastungsventil V8 regelbar ist, um die im Kopfdruck-Druckspeicher A5 gespeicherte Druckmenge zu bestimmen. Mit anderen Worten, je höher der zum Überwinden des Kopfdruck-Druckentlastungsventils V8 benötigte Druck, umso mehr Druck wird im Kopfhochdruck-Druckspeicher A5 gespeichert. Der Druck im Kanal G1 wird jedoch noch immer durch das erste regelbare Druckentlastungsventil V1 eingestellt, das dem Kopfdruck-Druckentlastungsventil V8 nachgeschaltet ist. Es versteht sich, dass die Steuereinheit 15 konfiguriert ist, den zum Öffnen des regelbaren Kopfdruck-Druckentlastungsventils V8 erforderlichen Druck zu verstellen, so dass dieser Druck kleiner oder gleich einem Solldruck ist, der zum Öffnen des ersten regelbaren Druckentlastungsventils V1 benötigt wird, wenn der Einsatz des Stellantriebs 18 erforderlich ist. Andernfalls kann, wenn der Stellantrieb 18 nicht in Gebrauch ist, d. h. während das erste Wegeventil V1 sich in seinem dritten Zustand befindet, die Steuereinheit 15 den Druck, der zum Öffnen des regelbaren Kopfdruck-Druckentlastungsventils V8 erforderlich ist, so verstellen, dass dieser Druck höher als der zum Öffnen des ersten regelbaren Druckentlastungsventils V1 erforderliche Solldruck ist.
Wenn das Fahrzeug in einer geraden Linie gefahren wird, wird die dem Rad 12 zugeordnete Aufhängung vollständig durch das Federende 20 und den Dämpfer/Stoßdämpfer 21 getragen, der Stellantrieb 18 erzeugt keine Kraft entlang seiner Längsachse, d. h. der Stellantrieb erzeugt weder eine Ausfahrkraft, noch erzeugt er eine Kontraktionskraft. Zu diesem Zeitpunkt ist das erste Wegeventil V2 in seinem dritten Zustand und die Kammern C1 und C2 brauchen nicht druckbeaufschlagt zu werden, so dass der von der Pumpe P erzeugte Flüssigkeitsstrom temporär nicht benötigt wird. Zu diesem Zeitpunkt kann die Pumpe P dazu verwendet werden, den Kopfdruck-Druckspeicher bis zu einem Druckpegel zu befüllen, der durch das Kopfdruck-Druckentlastungsventil V8 über die Steuereinheit 15 eingestellt wird. Sobald der voreingestellte Druck des Kopfdruck-Druckentlastungsventils V8 erreicht wurde, wird der Kopfdruck-Druckspeicher A5 nicht mehr mit einem Strom von der Pumpe P gefüllt, und so wird die das Kopfdruck-Druckentlastungsventil V8 durchströmende Druckflüssigkeit über das erste regelbare Druckentlastungsventil V1 in den Druckspeicher A1 und zum Einlassanschluss P2 der Pumpe P zurückgeführt.
Sobald der Fahrer einen fahrerinduzierten Eingang durch Drehen des Lenkrads erzeugt, wird ein Solldruck in einer der ersten oder der zweiten Flüssigkeitskammern C1, C2 benötigt. Wie vorstehend beschrieben, verstellt dann die Steuereinheit 15 das erste Wegeventil V2 entsprechend und stellt gleichzeitig den Entlastungsdruck des ersten verstellbaren Druckentlastungsventils V1 auf den erforderlichen Solldruck ein. Während die Pumpe P in der Ausführungsform nach 2 dazu diente, Flüssigkeitsströmung bereitzustellen, bis der Solldruck in der entsprechenden Flüssigkeitskammer C1 oder C2 erreicht ist, nutzt das aktive Aufhängungssystem 14F von 7 nun die Druckflüssigkeit vom Kopfdruck-Druckspeicher A5, um den Solldruck im Kanal G1 und in Abhängigkeit vom Zustand des ersten Wegeventils V2 in der entsprechenden der ersten und der zweiten Kammern C1, C2 einzustellen.
Da vorbelastete Hochdruckflüssigkeit vom Druckspeicher A5 dazu verwendet werden kann, den Solldruck im hydraulischen Stellantrieb 18 aufrechtzuerhalten, kann das Stellantriebssystem 17 von 7 erheblich schneller als das vorstehend beschriebene System verstellt werden. Die Pumpe P dieser Ausführungsform wird eventuell nur benötigt, um den Kopfdruck-Druckspeicher A5 intermittierend aufzuladen, und somit ist es denkbar, eine Pumpe P für zwei, drei oder alle vier aktiven Aufhängungssysteme 14 des Fahrzeugs 10 zu verwenden.
Das aktive Aufhängungssystem 14G von 8 weicht vom aktiven Aufhängungssystem 14a von 2 insofern ab, als zwei regelbare Druckentlastungsventile bereitgestellt sind. Teile von 8, die mit Teilen von 2 identisch sind, sind mit entsprechenden Bezugszeichen beschriftet.
Zusätzlich zu den Druckspeichern A1, A2 und A3, dem ersten Wegeventil V2 und der Pumpe P umfasst das Stellantriebssystem 17 des in 8 dargestellten aktiven Aufhängungssystems 14G ein erstes und ein zweites regelbares Druckentlastungsventil V9 und V10. Das erste regelbare Druckentlastungsventil V9 weist einen ersten Anschluss V9A auf, der mit dem dritten Anschluss V2C des ersten Wegeventils V2 verbunden ist. Ein zweiter Anschluss V9B des ersten Druckentlastungsventils V9 ist mit der Flüssigkeitsrücklaufleitung 33 und dem ersten Druckspeicher A1 verbunden.
Das zweite regelbare Druckentlastungsventil V10 weist einen ersten Anschluss V10A auf, der mit dem vierten Anschluss V2D des ersten Wegeventils V2 verbunden ist. Ein zweiter Anschluss V2B ist wiederum mit der Flüssigkeitsrücklaufleitung 33 und dem ersten Druckspeicher A1 verbunden. Das erste und das zweite regelbare Druckentlastungsventil sind elektronisch über die Steuereinheit 15 einstellbar.
Der Druck in der Flüssigkeitsleitung 35 wird durch die Druckeinstellung des ersten regelbaren Druckentlastungsventils V9 bestimmt. Der Druck in der Flüssigkeitsleitung 37 kann durch die Druckeinstellung des zweiten regelbaren Druckentlastungsventils V10 verstellt werden. Als solches verändert das erste regelbare Druckentlastungsventil V9 eventuell nur den Druck in der ersten Flüssigkeitskammer C1, während das zweite regelbare Druckentlastungsventil V10 den Druck eventuell nur in der zweiten Flüssigkeitskammer C2 verstellt.
Im ersten Zustand des in 8 dargestellten ersten Wegeventils V2 ist der Auslass P1 der Pumpe P mit der Flüssigkeitsleitung 35 und damit auch mit dem ersten Einlassanschluss V9A des ersten regelbaren Druckentlastungsventils V9 verbunden. In Abhängigkeit von der Druckeinstellung des ersten regelbaren Druckentlastungsventils V9 kann der Druck in der Kammer C1 reguliert werden. In diesem ersten Zustand des ersten Wegeventils V2 führt das zweite regelbare Druckentlastungsventil V10 keine Funktion aus und wird von der Flüssigkeit, die aus der zweiten Kammer C2 über das erste Wegeventil V2 ausgestoßen wird, umgangen.
Im zweiten Zustand des ersten Wegeventils V2 ist der Auslassanschluss P1 der Pumpe P mit der Flüssigkeitsleitung 37 und damit auch mit dem ersten Einlassanschluss V10A des zweiten regelbaren Druckentlastungsventils V10 verbunden. In diesem Zustand bestimmt das zweite regelbare Druckentlastungsventil V10 den Druck in der Flüssigkeitsleitung 37 und der zweiten Flüssigkeitskammer C2 des Zylinders 22. In dieser Konfiguration führt das erste regelbare Druckentlastungsventil V9 keine Funktion aus und wird durch die von der ersten Kammer C1 über das erste Wegeventil V2 ausgestoßene Flüssigkeit umgangen.
Wie vorstehend ausgeführt, ist beabsichtigt, dass alle Ausführungsformen und/oder Merkmale einer Ausführungsform auf beliebige Weise oder in einer beliebigen Kombination kombiniert werden können, sofern diese Merkmale nicht inkompatibel sind. Insbesondere kann jedes der aktiven Aufhängungssysteme 14D, 14E, 14F und 14G Antikavitations-Druckspeicher beinhalten, wie in den 3 und 4 dargestellt. Weiterhin können alle der Ausführungsformen von 5, 7 und 8 den Druckrückgewinnungs-Druckspeicher A4 und die entsprechenden in 6 beschriebenen Ventile beinhalten. Schließlich kann jede der in den 5, 6 und 8 dargestellten Ausführungsformen auch den Kopfdruck-Druckspeicher A5 und das entsprechende Kopfdruck-Druckentlastungsventil V8 beinhalten.

Claims

Aktives Aufhängungssystem (14) für ein Fahrzeug (10), wobei das aktive Aufhängungssystem (14) eine Mehrzahl von Stellantriebssystemen (17) für jedes Koppeln einer Karosserie (16) des Fahrzeugs (10) mit einem Rad (12) umfasst, wobei jedes Stellantriebssystem (17) Folgendes umfasst: einen Stellantrieb (18) mit einem Kolben (24) und einer ersten Flüssigkeitskammer (C1), die von einer zweiten Flüssigkeitskammer (C2) durch den Kolben (24) getrennt ist; eine Pumpe (P) mit einem Einlassanschluss (P2) und einem Auslassanschluss (P1), wobei der Auslassanschluss (P1) der Pumpe (P) selektiv mit der ersten und der zweiten Flüssigkeitskammer (C1, C2) verbindbar ist; ein erstes regelbares Druckentlastungsventil (V1) mit einem ersten Anschluss (V1A), der mit dem Auslassanschluss (P1) der Pumpe (P) verbunden oder verbindbar ist, und einem zweiten Anschluss (V1B), der mit dem Einlassanschluss (P2) der Pumpe (P) verbunden oder verbindbar ist, wobei das erste regelbare Druckentlastungsventil (V1) angeordnet ist, selektiv einen Druck in einer der ersten und der zweiten Flüssigkeitskammer (C1, C2) zu variieren.
Aktives Aufhängungssystem (14) nach Anspruch 1, wobei das Stellantriebssystem (17) einen ersten Druckspeicher (A1) umfasst, der dazu angepasst ist, eine System-Vorspannung aufrechtzuerhalten, wobei der erste Druckspeicher (A1) optional einen Einlassanschluss aufweist, der mit dem zweiten Anschluss (V1B) des ersten regelbaren Druckentlastungsventils (V1) verbunden ist, wobei optional der Einlassanschluss des ersten Druckspeichers (A1) mit dem Einlassanschluss (P2) der Pumpe (P) verbunden ist.
Aktives Aufhängungssystem (14) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Stellantriebssystem (17) ein erstes Wegeventil (V2) umfasst, das angeordnet ist, den Auslassanschluss (P1) der Pumpe (P) mit der ersten Flüssigkeitskammer (C1) des Stellantriebs in einem ersten Zustand zu verbinden, und angeordnet ist, den Auslassanschluss (P1) der Pumpe (P) mit der zweiten Flüssigkeitskammer in einem zweiten Zustand zu verbinden, wobei optional das erste Wegeventil (V2) angeordnet ist, die zweite Flüssigkeitskammer (C2) mit dem Einlassanschluss der Pumpe (P) in ihrem ersten Zustand zu verbinden, und angeordnet ist, die erste Flüssigkeitskammer (C1) mit dem Einlassanschluss der Pumpe (P) in ihrem zweiten Zustand zu verbinden.
Aktives Aufhängungssystem (14) nach Anspruch 3, wobei das erste Wegeventil (V2) einen dritten Zustand umfasst, in dem die erste und die zweite Flüssigkeitskammer (C1, C2) vom Auslassanschluss (P1) der Pumpe (P) getrennt sind.
Aktives Aufhängungssystem (14) nach Anspruch 3, wobei das Stellantriebssystem (17) ein zweites Wegeventil (V3) umfasst, das angeordnet ist, den Auslassanschluss (P1) der Pumpe (P) im Fall eines Ausfalls der Stromversorgung mit dem Einlassanschluss (P2) zu verbinden.
Aktives Aufhängungssystem (14) nach Anspruch 1 bis 5, wobei das Stellantriebssystem (17) einen ersten Antikavitations-Druckspeicher (A2) umfasst, der an einem Gehäuse des Stellantriebs (18) angebaut und mit der ersten Flüssigkeitskammer fluidisch verbunden ist, und/oder wobei das Stellantriebssystem (17) einen zweiten Antikavitations-Druckspeicher (A3) umfasst, der an einem Gehäuse des Stellantriebs (18) angebaut und mit der zweiten Flüssigkeitskammer (C2) fluidisch verbunden ist.
Aktives Aufhängungssystem (14) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Stellantriebssystem (17) ein zweites regelbares Druckentlastungsventil (V10) mit einem ersten Anschluss (V10A), der mit dem Auslassanschluss der Pumpe (P) verbindbar ist, und einen zweiten Anschluss (V10B), der mit dem Einlassanschluss der Pumpe (P) verbindbar ist, umfasst und wobei das erste regelbare Druckentlastungsventil (V9) angeordnet ist, selektiv einen Druck in der ersten Flüssigkeitskammer (C1) zu verändern, und der erste Anschluss (V9A) des ersten regelbaren Druckentlastungsventils mit der ersten Flüssigkeitskammer (C1) verbunden ist, und wobei das zweite regelbare Druckentlastungsventil (V10) angeordnet ist, selektiv einen Druck in der zweiten Flüssigkeitskammer (C2) zu variieren, und der erste Anschluss (V10A) des zweiten regelbaren Druckentlastungsventils mit der zweiten Flüssigkeitskammer (C1) verbunden ist.
Aktives Aufhängungssystem (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine Steuereinheit (15), um im Gebrauch jedes der Mehrzahl von Stellantriebssystemen (17) zu steuern, um die Karosserie (16) des Fahrzeugs (10) zu stabilisieren.
Aktives Aufhängungssystem (14) nach Anspruch 8, wobei die Steuereinheit (15) angeordnet ist, das erste regelbare Druckentlastungsventil (V1, V9) jedes Stellantriebssystems (17) zu steuern, um den Druck in einer von der ersten und der zweiten Flüssigkeitskammer (C1, C2) des Stellantriebssystems (17) zu variieren.
Aktives Aufhängungssystem (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedes der Mehrzahl von Stellantriebssystemen (17) unabhängig gesteuert wird, um die Karosserie (16) des Fahrzeugs (10) zu stabilisieren.
Fahrzeug (10), umfassend das aktive Aufhängungssystem (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das zwischen einem Fahrzeugrad (12) und einer Fahrzeugkarosserie (16) angeordnet ist.
Verfahren zum Steuern eines aktiven Aufhängungssystems (14), wobei das aktive Aufhängungssystem (14) eine Mehrzahl von Stellantriebssystemen (17) umfasst, die eine Karosserie (16) eines Fahrzeugs (10) mit einem Rad (12) koppeln, wobei jedes Stellantriebssystem (17) einen Stellantrieb umfasst, der einen Kolben (24) und eine erste Flüssigkeitskammer (C1) aufweist, die von einer zweiten Flüssigkeitskammer (C2) durch den Kolben (24) und ein erstes regelbares Druckentlastungsventil (V1, V9) getrennt ist, wobei das Verfahren für jedes Stellantriebssystem (17) Folgendes umfasst: Bereitstellen von Betriebsflüssigkeit für die erste Flüssigkeitskammer (C1) bei einem vorbestimmten ersten Druck; Bestimmen oder Vorhersagen einer Last, die das Zusammendrücken des Stellantriebs (18) bewirkt; Bereitstellen von Betriebsflüssigkeit für die erste Flüssigkeitskammer (C1) bei einem zweiten Druck, wenn diese Last einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, wobei der erste und der zweite Druck in der ersten Kammer durch Verstellen des ersten regelbaren Druckentlastungsventils bestimmt wird.