DE19860233A1 - Aktives Federungssystem - Google Patents
Aktives FederungssystemInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein aktives Federungssystem mit hydromechanischen und/oder hydropneumatischen Federaggretaten, die jeweils ein passives mechanisches und/oder pneumatisches Federelement in Reihe zu einem verstellbaren hydraulischen Aktuator aufweist. Das Hydrauliksystem für die Zu- bzw. Abfuhr von hydraulischem Medium zu bzw. von den hydraulischen Aktuatoren arbeitet im Normalbetrieb mit einem mittleren Druck. Für Bedarfsspitzen sind auf Hochdruck geladene Speicher vorgesehen, bei deren Zuschaltung eine das Hydrauliksystem speisende Pumpe auf maximale Förderleistung gesteuert wird. Bei Stillstand des Fahrzeuges kann die Pumpe auf Umlaufbetrieb geschaltet werden. Ziel dieser Maßnahmen ist eine weitgehende Verminderung des Energiebedarfs für das Federungssystem.
Description
Die Erfindung betrifft ein aktives Federungssystem mit hydro
mechanischen und/oder hydropneumatischen Federaggregaten, die
jeweils ein passives mechanisches und/oder pneumatisches Fe
derelement in Reihe zu einem eine verstellbare hydraulische
Stange bildenden hydraulischen Aktuator aufweisen, sowie mit
einem hydraulischen Drucksystem mit Hydraulikpumpe, hydrauli
schen Druckspeichern, Hydraulikreservoir sowie steuerbaren
Ventilen, über die die hydraulischen Aktuatoren zur Verände
rung ihrer Länge mit einer von der Pumpe und/oder den Druck
speichern gespeisten Druckleitung sowie einer zum relativ
drucklosen Reservoir führenden Rücklaufleitung verbindbar
sind.
Derartige Federungssysteme sind grundsätzlich bekannt. Durch
entsprechende Veränderung der Länge der hydraulischen Aktua
toren der Federaggregate kann der mittlere Bodenabstand des
Fahrzeuges unabhängig von seiner Belastung konstant gehalten
werden. Darüber hinaus lassen sich auch bei der Fahrt des
Fahrzeuges auftretende dynamische Kräfte ausregeln. Bei
spielsweise können Nickbewegungen des Fahrzeuges beim Bremsen
oder Beschleunigen sowie Wankbewegungen bei Kurvenfahrt mehr
oder weniger vollständig ausgeregelt werden.
Federungssysteme der eingangs angegebenen Art werden bei
spielsweise in der DE 41 30 395 A1 sowie der DE 41 30 396 A1
beschrieben.
Die zur Ausregelung dynamischer Effekte benötigte hydrauli
sche Leistung kann außerordentlich schwanken. Wenn das Fahr
zeug beispielsweise auf einer guten Fahrbahn fährt, kann die
Länge der hydraulischen Aktuatoren der Federaggregate wei
testgehend konstant bleiben, weil der gewünschte Federungs
komfort allein durch die passiven mechanischen bzw. pneumati
schen Federelemente gewährt werden kann. Dementsprechend hat
die benötigte hydraulische Leistung einen verschwindenden
Wert.
Dagegen können sehr hohe hydraulische Leistungen notwendig
werden, wenn das Fahrzeug, z. B. bei Ausweichmanövern, schnell
aufeinander folgende Richtungswechsel ausführen soll und/
oder stark abgebremst bzw. beschleunigt wird.
Durch die Druckspeicher wird bei einem System der eingangs
angegebenen Art der Vorteil geboten, daß bei hohem Leistungs
bedarf auf die in den Druckspeichern gespeicherte Energie zu
rückgegriffen werden kann. Da Spitzenleistungen regelmäßig
nur kurzzeitig benötigt werden, kann dann bei entsprechender
Bemessung der Druckspeicher gewährleistet werden, daß eine
Pumpe mit vergleichsweise geringer maximaler Förderleistung
ausreicht.
Aufgabe der Erfindung ist es, aktive Federungssysteme hin
sichtlich ihres Leistungsbedarfes zu optimieren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
- - zumindest ein Teil der Druckspeicher bei normalem Betrieb auf ein sehr hohes Druckniveau geladen und gegenüber der Druckleitung durch sitzgesteuerte Ventile abgesperrt ist,
- - der Pumpendruck bei Normalbetrieb durch Steuerung des För derstromes der Pumpe auf einen Sollwert einregelbar ist, welcher unterhalb des vorgenannten Druckniveaus und ober halb eines zur Abstützung des Fahrzeuggewichtes notwendigen Mindestdruckes liegt,
- - die auf Hochdruck geladenen Druckspeicher mit der Drucklei tung verbünden werden, wenn ein Steuersignal für den Volu menstrom der Pumpe einen Volumenschwellwert überschreitet und/oder Schwankungen des Druckes in der Druckleitung einen Schwankungsschwellwert überschreiten und/oder ein Steuer signal für ein Steuerventil zur Verbindung der Druckleitung mit einem hydraulischen Aktuator einen Ansteuerschwellwert überschreitet.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, zur Zu
schaltung der Druckspeicher bei dynamischen Spitzenbelastun
gen des Federungssystems solche Entscheidungsgrößen heranzu
ziehen, die bei der Regelung des Federungssystems zur Verfü
gung stehen, bevor der Fahrzeugaufbau bei hochdynamischen
Fahrzuständen eine größere Aufbaubewegung ausgeführt hat. Im
Ergebnis werden also die Druckspeicher bei hoher dynamischer
Belastung des Federungssystems frühzeitig wirksam, mit der
Folge, daß das Federungssystem sehr schnell auf dynamische
Belastungen reagieren kann, gleichwohl aber eine Pumpe mit
vergleichsweise geringer Förderleistung ausreichend bleibt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann
vorgesehen sein, daß die hydraulischen Aktuatoren bei stehen
dem Fahrzeug durch Absperrventile, insbesondere durch sitzge
steuerte Absperrventile, nach außen abgesperrt sind. Damit
bleibt die eingestellte Höhenlage des Fahrzeuges unverändert.
Das Fahrzeug braucht also beim Starten nicht "hochgepumpt" zu
werden.
Des weiteren ist zweckmäßig vorgesehen, daß die bei stehendem
Fahrzeug gegenüber den hydraulischen Aktuatoren abgesperrte
Druckleitung während des Stillstandes des Fahrzeuges über ein
Umlaufventil mit dem Hydraulikreservoir verbindbar ist. Dies
ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Pumpe zwar bezüg
lich ihres geförderten Volumens steuerbar, jedoch nicht auf
einen verschwindenen Volumenstrom einstellbar ist. Durch den
im wesentlichen drucklosen Umlaufbetrieb kann dann der Lei
stungsbedarf für die Pumpe bei Stillstand des Fahrzeuges
deutlich vermindert werden. Insbesondere braucht dann die
Pumpe nicht gegen den Widerstand eines zur Sicherung der
Druckleitung vorgesehenen Überdruckventiles zu arbeiten.
Vorzugsweise läuft die Pumpe beim Umlaufbetrieb mit maximalem
Fördervolumen. Der dadurch gegenüber einem Betrieb mit mini
malem Fördervolumen notwendige zusätzliche Leistungsbedarf
ist außerordentlich gering. Andererseits steht dann beim
Schließen des Umlaufventiles sofort ein hoher Förderstrom zur
Verfügung.
Gegebenenfalls kann anstelle des Umlaufventiles und des dazu
parallelen Überdruckventiles ein Bypassventil vorgesehen
sein, welches nach Art eines Proportionalventiles arbeitet,
und zwischen einer relativ drosselfreien Offenlage und einer
Sperrlage steuerbar ist, in der das Bypassventil als Über
druckventil wirkt. Mit einem solchen Bypassventil kann der
Druck in der Druckleitung bzw. auf der Druckseite der Pumpe
schnell verändert werden.
Gegebenenfalls kann der vorgenannte Druck in der Druckleitung
je nach Betriebsphase durch das Bypassventil und/oder durch
Veränderung des Volumenstromes der Pumpe gesteuert werden.
Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfin
dung auf die Ansprüche sowie die nachfolgende Beschreibung
der Zeichnung verwiesen, anhand der besonders bevorzugte Aus
führungsformen der Erfindung beschrieben werden.
Dabei zeigt
Fig. 1 eine schaltplanartige Darstellung einer ersten Aus
führungform des erfindungsgemäßen Federungssystems
und
Fig. 2 eine abgewandelte Ausführungsform.
In Fig. 1 sind von einem nicht näher dargestellten Fahrzeug
lediglich zwei Räder 1 schematisiert wiedergegeben, zu deren
Federung Federbeine 2 vorgesehen sind, welche in üblicher
Weise zwischen dem Fahrzeugaufbau 3 und Radführungselementen
4 bzw. Teilen der jeweiligen Fahrzeugachse angeordnet sind.
Weitere nicht dargestellte Räder des Fahrzeuges sind mit
gleichartigen Federbeinen 2 abgefedert.
Die Federbeine 2 besitzen jeweils einen passiven hydrauli
schen Teleskopstoßdämpfer 5 mit einem radseitig bzw. am je
weiligen Radführungselement 4 des Rades angelenkten Zylinder
und einer darin teleskopierbaren Kolbenstange, die aufbausei
tig an einem elastisch nachgiebigen Lagerteil 6 gehaltert
ist, welches beispielsweise als Elastomerteil ausgebildet
sein kann und regelmäßig im Vergleich zum möglichen Federhub
des jeweiligen Rades 1 nur geringe Federwege gestattet.
Am vom Stoßdämpferzylinder abgewandten Ende der Kolbenstange
des Teleskopstoßdämpfers 5 ist ein als hydraulisches Verdrän
geraggregat bzw. als hydraulischer Aktuator ausgebildetes Wi
derlager 7 für das obere Ende einer zur Kolbenstange des Te
leskopstoßdämpfers 5 im wesentlichen konzentrischen Schrau
bendruckfeder 8 angeordnet, deren unteres Ende auf einem am
Außenumfang des Zylinders des Teleskopstoßdämpfers 5 fest
angeordneten Flansch abgestützt ist.
Bei Federhüben des jeweiligen Rades 1 verschiebt sich also
einerseits der Kolben des Teleskopstoßdämpfers 5 im zugeord
neten Zylinder; andererseits wird die Schraubendruckfeder 8
je nach Richtung des Federhubes zunehmend komprimiert bzw.
entspannt.
Das Widerlager 7 ist als hydraulisch verstellbarer Aktuator
ausgebildet und besteht aus einem mit der Kolbenstange des
Stoßdämpfers 5 fest verbundenen Teil 7' sowie einem darauf und
der Kolbenstange verschiebbaren Teil 7", an dem das obere Ende
der Schraubendruckfeder durch einen am Außenumfang des Teiles
7" fest angeordneten Flansch abgestützt wird. Die Teile 7' und
7" des Widerlagers 7 umschließen gemeinsam eine Hydraulikkam
mer, der ein Hydraulikanschluß 9 zugeordnet ist. Durch Zu-
oder Abfuhr von hydraulischem Medium über den Anschluß 9 läßt
sich das Teil 7" relativ zum Teil 7' des Widerlagers 7 in Ab
wärts- oder Aufwärtsrichtung verschieben, mit der Folge, daß
das obere Ende der Schraubendruckfeder 8 relativ zum Fahr
zeugaufbau 3 entsprechend verlagert wird. Die Widerlager 7
bilden also jeweils einen "hydraulischen Aktuator" mit ein
stellbarer Länge.
Damit besteht einerseits die Möglichkeit, den mittleren Bo
denabstand des Fahrzeugaufbaus 3 zu verändern. Andererseits
können Federhübe zwischen Rad 1 und Aufbau 3 durch geregelte
Zufuhr von Hydraulikmedium in das jeweilige Widerlager 7 bzw.
geregelte Abfuhr von Hydraulikmedium aus dem jeweiligen Wi
derlager 7 aktiv beeinflußt werden, wie weiter unten darge
stellt wird.
Zu diesem Zweck ist ein nachfolgend erläutertes Hydrauliksy
stem vorgesehen.
Dieses besitzt eine Pumpe 10, die im dargestellten Beispiel
durch den Fahrzeugmotor 11 angetrieben wird. Die Pumpe 10 ist
saugseitig über ein steuerbares Saugdrosselventil 12, dessen
Drosselwiderstand zwischen einer maximal geöffneten Position
und einer vollständig geschlossenen Position des Ventiles 12
stufenlos steuerbar ist, mit einem Hydraulikreservoir 13 ver
bunden.
Druckseitig ist die Pumpe 10 über ein einen Rückstrom zur
Pumpe 10 unterbindendes Rückschlagventil 14 an einen hydrau
lischen Druckspeicher 15 angeschlossen, der seinerseits über
eine Druckleitung 16 mit einer Druckeingangsleitung 17 kom
munziert, die in weiter unten dargestellter Weise mit den
steuerbaren Widerlagern 7 der Räder 1 verbindbar ist. Im üb
rigen führt die Druckleitung 16 über einen Leitungsteil 16' zu
zumindest einer weiteren, nicht dargestellten Druckeingangs
leitung, die den Widerlagern 7 nicht dargestellter Fahrzeug
räder zugeordnet ist.
Das Reservoir 13 ist des weiteren über eine Rücklaufleitung
18 mit einer Druckausgangsleitung 19 zur Abfuhr von hydrauli
schem Medium aus den Widerlagern 7 in das Reservoir 13 ver
bunden. Dabei besitzt die Rücklaufleitung 18 Leitungsteile 18'
zur Verbindung mit Druckausgangsleitungen weiterer Widerlager
7 von nicht dargestellten Fahrzeugrädern.
Zwischen der Pumpe 10 und dem Rückschlagventil 14 ist eine
Ventileinheit mit einem Überdruckventil 20 angeordnet, wel
ches bei Überschreitung eines Druckschwellwertes die Druck
seite der Pumpe 10 mit der Rücklaufleitung 18 und damit mit
dem Reservoir 13 verbindet. Parallel zum Überdruckventil 20
besitzt die genannte Ventileinheit ein sitzgesteuertes Um
laufventil 21, durch das die Pumpe 10 gegebenenfalls auf wei
testgehend drucklosen Umlauf geschaltet werden kann, bei dem
das von der Pumpe 10 geförderte hydraulische Medium direkt
und praktisch drosselfrei zum Reservoir 13 zurückgeleitet
wird.
Die Druckeingangsleitung 17 sowie die Druckausgangsleitung 19
sind jeweils mit zugeordneten Anschlüssen von Steuerventilen
22 verbunden, die jeweils über einen weiteren Anschluß an
sitzgesteuerte Absperrventile 23 anschließen, die ihrerseits
jeweils mit dem Anschluß 9 eines der hydraulisch verstellba
ren Widerlager 7 verbunden sind.
Die Druckeingangsleitung 17 ist des weiteren über ein weite
res sitzgesteuertes Absperrventil 24 mit einem Druckspeicher
25 verbunden.
Das dargestellte Federungssystem arbeitet in folgender Weise:
Beim Start des Fahrzeuges öffnet eine elektronische Steuerung 26 das Saugdrosselventil 12 vollständig, so daß die Pumpe 10 ihre maximale Förderleistung erreicht. Damit steht in der Druckleitung 16 innerhalb kürzester Zeit ein sehr hoher Druck zur Verfügung. Sobald dieser durch einen Drucksensor 27 er faßbare Druck einen vorgegebenen, sehr hohen Schwellwert überschreitet, wird das Absperrventil 24 des Druckspeichers 25 geöffnet, um diesen Speicher 25 auf den sehr hohen Druck zu laden.
Beim Start des Fahrzeuges öffnet eine elektronische Steuerung 26 das Saugdrosselventil 12 vollständig, so daß die Pumpe 10 ihre maximale Förderleistung erreicht. Damit steht in der Druckleitung 16 innerhalb kürzester Zeit ein sehr hoher Druck zur Verfügung. Sobald dieser durch einen Drucksensor 27 er faßbare Druck einen vorgegebenen, sehr hohen Schwellwert überschreitet, wird das Absperrventil 24 des Druckspeichers 25 geöffnet, um diesen Speicher 25 auf den sehr hohen Druck zu laden.
Sobald die Ladephase des Druckspeichers 25 abgeschlossen ist,
wird das Absperrventil 24 wieder geschlossen. Da es sich hier
um ein sitzgesteuertes Ventil handelt, ist eine praktisch
leckagefreie Schließstellung möglich, mit der Folge, daß der
Druck im Druckspeicher 25 nahezu unverändert bleibt, solange
das Absperrventil 24 geschlossen gehalten wird.
Bei der Fahrt des Fahrzeuges wird von der elektronischen
Steuerung 26 der Abstand zwischen Fahrzeugaufbau 3 und Rädern
1 überwacht. Dazu dienen nicht dargestellte Weggeber od. dgl.,
die beispielsweise den Hub des Kolbens des Stoßdämpfers 5 im
zugeordneten Zylinder wiedergeben.
Bei der Fahrt soll nun übermäßigen Einfederhüben der Räder
durch Zufuhr von Hydraulikmedium zu dem jeweiligen hydrauli
schen Widerlager 7 bzw. übermäßigen Ausfederhüben der Räder 1
durch Abfuhr von hydraulischem Medium aus dem jeweiligen hy
draulischen Widerlager 7 entgegengewirkt werden. Diese Zu-
bzw. Abfuhr von hydraulischem Medium erfolgt jeweils durch
Öffnen der Absperrventile 23 und entsprechende Ansteuerung
der Steuerventile 22, durch die bei geöffneten Absperrventil
23 das jeweilige Widerlager 7 mit der Druckeingangsleitung
oder der Druckausgangsleitung 19 verbindbar ist, wobei die
Steuerventile 22 proportional arbeiten und dementsprechend
jeweils eine steuerbare Drosselung der Verbindung zwischen
dem Hydraulikanschluß 9 des jeweiligen Widerlagers 7 und den
Leitungen 17 bzw. 19 einzustellen gestatten.
Bei durchschnittlichen Fahrbedingungen genügt es, wenn an der
Druckeingangsleitung 17 ein Druck zur Verfügung steht, der
etwa 30% oberhalb desjenigen Druckes liegt, welcher sich bei
stehendem Fahrzeug und geschlossenen Absperrventilen 23 in
den Widerlagern 7 einstellen würde.
Dementsprechend wird beim Fahrbetrieb die Pumpe 10 durch Re
gelung der Pumpenleistung, soweit dies möglich ist, und/oder
durch entsprechende Steuerung des Saugdrosselventiles 12 auf
eine mittlere Leistung eingestellt, welche ausreicht, am
Drucksensor 27 und damit auch am Druckspeicher 15 einen Druck
nahe eines vorgegebenen mittleren Sollwertes aufrechtzuerhal
ten, welcher deutlich unterhalb des im Speicher 25 gespei
cherten Druckes liegt.
Sollten nun extreme Fahrzustände auftreten, bei denen den hy
draulischen Widerlagern 7 sehr viel Hydraulikmedium zugeführt
werden sollte, so wird die elektronische Steuerung 26 einer
seits zumindest eines der Steuerventile 22 in eine Lage
schalten, in der die Druckeingangsleitung 17 mit dem Druckan
schluß 9 des jeweiligen hydraulischen Widerlagers 7 verbunden
ist und diese Verbindung einen vergleichsweise geringen Dros
selwiderstand aufweist. Das Erreichen einer solchen Extrem
stellung eines Steuerventiles 22 wird von der Steuerung 26
als Signal dafür ausgewertet, daß das Druckniveau an der
Druckeingangsleitung 17 deutlich erhöht werden muß.
Zusätzlich oder alternativ können vom Drucksensor 27 erfaßte
Druckschwankungen in der Druckleitung 16 ausgewertet werden.
Falls diese Druckschwankungen einen vorgebbaren Schwellwert
überschreiten, ist dies ebenfalls ein Signal dafür, daß ein
deutlich erhöhter Druck benötigt wird.
Falls der stark erhöhte Druck notwendig ist, wird einerseits
das Absperrventil 24 des Speichers 25 geöffnet. Andererseits
wird die Pumpe 10 durch Betätigung der Pumpensteuerung
und/oder vollständige Öffnung des Saugdrosselventiles 12 auf
maximale Förderleistung gebracht. Damit steht dann an der
Druckeingangsleitung 17 das sehr hohe Druckniveau zur Verfü
gung.
Dieser Hochdruckzustand wird für eine vorgegebene Zeitspanne
aufrechterhalten.
Statt dessen ist es auch möglich, daß die elektronische
Steuerung 26 wiederum die Stellungen der Steuerventile 22
überwacht, z. B. dadurch, daß die die zugehörigen Steilmagnete
versorgenden elektrischen Ströme erfaßt werden. Diese Ströme
ändern sich analog zu den Ventilstellungen. Wenn die elektro
nische Steuerung 26 auf diese Weise "merkt", daß die Steuer
ventile 22 über längere Zeit nur Positionen nahe ihrer ge
schlossenen Mittellage einnehmen, ist dies gleichbedeutend
damit, daß das zuvor eingestellte sehr hohe Druckniveau in
der Druckeingangsleitung 17 nicht mehr benötigt wird.
Dann wird das Absperrventil 24 des Druckspeichers 25 wiederum
geschlossen und die Förderleistung der Pumpe 10 zurückgege
nommen, derart, daß sich nach einiger Zeit am Drucksensor 27
des Speichers 15 wiederum der "normale" Druckpegel für durch
schnittliche Betriebsverhältnisse einstellt.
Gegebenenfalls kann dieser Druckpegel adaptiv verändert wer
den.
Hierzu können vom Drucksensor 27 erfaßte Druckschwankungen
ausgewertet werden. Wenn die beim Betrieb auftretenden Druck
schwankungen ein vorgegebenes Maß überschreiten, ist dies ein
Hinweis darauf, daß die Förderleistung der Pumpe 10 erhöht
werden sollte. Umgekehrt gilt, daß die Förderleistung der
Pumpe 10 vermindert werden kann, wenn die Druckschwankugen am
Drucksensor 27 unterhalb eines geringen Schwellwertes blei
ben.
Die elektronische Steuerung 26 ist vorzugsweise auch mit ei
nem Sensor verbunden, der Stillstandsphasen des Fahrzeuges
bei laufendem Motor erfassen kann. Dazu kann beispielsweise
das Signal eines Geschwindigkeitsmessers (Tachometer, ABS-
Geschwindigkeitssignale) des Fahrzeuges ausgewertet werden.
Wenn nun ein Stillstand des Fahrzeuges festgestellt wird,
wird das Umlaufventil 21 geöffnet, so daß die Pumpe 10 im Um
lauf arbeitet, d. h. das von der Pumpe 10 geförderte hydrauli
sche Medium wird direkt, gegen vernachlässigbaren Drosselwi
derstand, zum Reservoir 13 zurückgeleitet.
Auf diese Weise kann der zum Betrieb der Pumpe 10 notwendige
Energiebedarf deutlich vermindert werden.
Um für einen nachfolgenden Fahrbetrieb bei Bedarf eine mög
lichst hohe Pumpenleistung zur Verfügung stellen zu können,
arbeitet die Pumpe 10, falls sie bezüglich des Fördervolumens
regelbar ist, beim Umlaufbetrieb mit maximalem Förderstrom.
Der damit verbundene zusätzliche Leistungsbedarf ist sehr ge
ring, weil beim Umlaufbetrieb nur sehr geringe Drosselwider
stände überwunden werden müssen. Andererseits kann auf diese
Weise durch Schließen des Umlaufventiles 21 sofort ein maxi
maler Förderstrom zur Druckeingangsleitung 17 geleitet wer
den.
Für die Erfindung ist also charakteristisch, daß die Pumpe 10
bei normalem Fahrbetrieb bezüglich ihrer Förderleistung nur
auf die Aufrechterhaltung eines mittleren Druckniveaus einge
regelt wird, welches um ein vorgegebenes Maß oberhalb des
durch das Fahrzeuggewicht verursachten statischen Druckes in
den hydraulischen Widerlagern 7 liegt. Um auch einen vorüber
gehenden hohen Leistungsbedarf decken zu können, wird der
Speicher 25 auf einen sehr hohen hydraulischen Druck geladen,
wobei die Kapazität des Speichers 25 so bemessen ist, daß die
zum Umsteuern der Pumpe 10 auf höchste Förderleistung maximal
notwendige Zeitspanne sicher überbrückt werden kann. Bei
Stillstand des Fahrzeuges - und gegebenenfalls auch bei sehr
langsamer Fahrt - kann die Pumpe 10 auf weitestgehend druck
losen Umlaufbetrieb umgeschaltet werden, um den Leistungsbe
darf für die Pumpe 10 soweit als möglich zu vermindern.
Die Ausführungsform der Fig. 2 unterscheidet sich von der
Ausführungsform nach Fig. 1 dadurch, daß das Überdruckventil
20 sowie das Umlaufventil 21 durch ein Druckproportionalven
til 28 ersetzt sind. Dieses Ventil 28 ist so ausgebildet, daß
es in seiner vollständig geöffneten Stellung, die bei maxima
ler elektrischer Bestromung seines Stellmagnetes erreicht
wird, hydraulisch dem geöffneten Umlaufventil 21 entspricht,
d. h. es wird eine im wesentlichen drosselfreie Verbindung
zwischen Druckseite der Pumpe 10 und dem Reservoir 13 herge
stellt. Im stromlosen Zustand seines Steilmagnetes entspricht
das Druckproportionalventil 28 funktionsmäßig dem Überdruck
ventil 20, d. h. es öffnet, wenn ein vorgegebener, sehr hoher
Schwellwert des Druckes erreicht wird.
Zwischen den vorgenannten beiden Endlagen des Druckproportio
nalventiles 28 lassen sich beliebige Zwischenpositionen ein
stellen. Damit läßt sich der zum Druckspeicher 15 bzw. zur
Druckeingangsleitung 17 strömende Hydraulikstrom besonders
fein steuern, darüber hinaus kann auf der Druckseite der Pum
pe 10 ein nahezu schwankungsfreies Druckniveau eingeregelt
werden.
Dem auch zur Dämpfung von Pulsationen dienenden Druckspeicher
15 kann gemäß Fig. 2 ein Sperrventilaggregat (in Fig. 2
strichpunktiert umrahmt) zugeordnet sein, welches so ausge
bildet ist, daß es in Abhängigkeit von dem Hydraulikvolumen,
welches von der Pumpe 10 gefördert wird und über den Druck
speicher 15 fließt, gesteuert wird. Diese Steuerung kann
elektrisch erfolgen oder als hydromechanische Zwangssteuerung
ausgebildet sein. Die Funktion des Sperrventilaggregates be
steht darin, daß der Betriebsdruck, welcher vor dem Umschal
ten auf drucklosen Umlauf benötigt wurde bzw. vorhanden war,
im Speicher 15 gespeichert wird. Wenn bei Beendigung des Um
laufgetriebes das Ventil 21 in Fig. 1 bzw. das Ventil 28 in
Fig. 2 geschlossen wird, wird das Sperrventilaggregat durch
den Hydraulikstrom der Pumpe 10 zwangsgesteuert geöffnet, so
daß der Druck im Speicher 15 wieder als Betriebsdruck zur
Verfügung steht. Dadurch wird beim Anfahren des Fahrzeuges
die Horizontierung des Aufbaus sichergestellt, denn bei Been
digung des drucklosen Umlaufes steht ein hoher Druck im Spei
cher 15 zur Verfügung, d. h. der Speicher 15 muß nicht erst
auf Betriebsdruck geladen werden. Damit wird gleichzeitig ei
ne gegebenenfalls mit Geräusch verbundene Ladephase vermie
den. Außerdem wird die Lebensdauer des Speichers 15 erhöht,
da bei geschlossenem Sperrventilaggregat eine Entladung des
Speichers 15 über eventuelle Leckagen an den Ventilen 22 ver
hindert wird. Die Ladung des Speichers 15 bleibt also auch
bei einem Anhaltevorgang erhalten.
Abweichend von den dargestellten Ausführungsformen können an
stelle der hydromechanischen Federbeine 2 auch hydropneumati
sche Federaggregate bekannter Art eingesetzt werden.
Claims (9)
1. Aktives Federungssystem mit hydromechanischen und/oder hy
dropneumatischen Federaggregaten (2), die jeweils ein passi
ves mechanisches und/oder pneumatisches Federelement (8) in
Reihe zu einem eine verstellbare hydraulische Stange bilden
den hydraulischen Aktuator (7) aufweisen, sowie mit einem hy
draulischen Drucksystem mit Hydraulikpumpe (10), hydrauli
schen Druckspeichern (15, 25), Hydraulikreservoir (13) sowie
steuerbaren Ventilen (22), über die die hydraulischen Aktua
toren zur Veränderung ihrer Länge mit einer von der Pumpe
und/oder den Druckspeichern gespeisten Druckleitung (16, 17)
sowie einer zum relativ drucklosen Reservoir führenden Rück
laufleitung (18, 19) verbindbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß zumindest ein Teil der Druckspeicher (25) bei normalem Betrieb auf ein sehr hohes Druckniveau geladen und gegen über der Druckleitung durch sitzgesteuerte Ventile (24) ab gesperrt ist,
- - daß der Pumpendruck bei Normalbetrieb durch Steuerung des Förderstromes der Pumpe (10) auf einen Sollwert einregelbar ist, welcher unterhalb des vorgenannten Druckniveaus und oberhalb eines zur Abstützung des Fahrzeuggewichtes notwen digen Mindestdruckes liegt, und
- - daß die auf Hochdruck geladenen Druckspeicher (25) mit der Druckleitung verbunden werden, wenn ein Steuersignal für den Volumenstrom der Pumpe einen Volumenschwellwert über schreitet und/oder Schwankungen des Druckes in der druck leitung eine Schwankungsschwellwert überschreiten und/oder ein Steuersignal für ein Steuerventil (22) zur Verbindung der Druckleitung mit einer hydraulischen Aktuator (7) einen Ansteuerschwellwert überschreitet.
2. Federungssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Pumpe (10) bei Verbindung der den hohen Druck spei
chernden Druckspeicher (25) mit der Druckleitung auf maximale
Förderleistung gesteuert wird.
3. Federungssystem nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckleitung (17) bei stehendem Fahrzeug gegenüber
den hydraulischen Aktuatoren (7) durch sitzgesteuerte Ab
sperrventile (23) absperrbar ist.
4. Federungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Pumpe (10) bei stehendem Fahrzeug auf Umlaufbetrieb
schaltbar ist.
5. Federungssystem nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Pumpe (10) im Umlaufbetrieb auf maximales Fördervolu
men gesteuert wird.
6. Federungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen Druckseite der Pumpe und Reservoir ein Ventilag
gregat (28) angeordnet ist, welches zwischen einer relativ
drosselfreien Offenlage für Umlaufbetrieb der Pumpe und einer
Sperrlage stufenlos steuerbar ist, in der das Ventilaggregat
als Überdruckventil mit sehr hohem Öffnungsdruck wirkt.
7. Federungssystem nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Ventilaggregat als Druckproportionalventil (28) oder
als Parallelanordnung eines Überdruckventiles (20) und eines
sitzgesteuerten Umlaufventiles (21) ausgebildet ist.
8. Federungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem für Hochdruck vorgesehenen Speicher (25) sitzgesteu
erte Absperrventlle(24) zugeordnet sind.
9. Federungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß an der Druckleitung (16, 17) ein Pulsationsdämpfer (15)
mit steuerbarer Sperrventilanordnung angeschlossen ist, wel
che in Abhängigkeit von einem über den Pulsationsdämpfer zu
führenden Hydraulikstrom öffnet.
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- 1998-12-24 DE DE1998160233 patent/DE19860233C2/de not_active Expired - Fee Related
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