DE4204302A1 - Elektromagnetische aufhaengungsvorrichtung - Google Patents
Elektromagnetische aufhaengungsvorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf Aufhängungs
vorrichtungen und im speziellen auf Aufhängungsvorrichtungen
der elektromagnetisch gesteuerten Bauart.
Um das Ziel der vorliegenden Erfindung klarzustellen, wird
nachfolgend eine konventionelle Aufhängungsvorrichtung der
oben beschriebenen Bauart (welche nachfolgend als "elektro
magnetische Aufhängungsvorrichtung" bezeichnet wird) kurz
beschrieben, welche in der japanischen Offenlegungsschrift
2-37 016 als Aufhängungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug be
schrieben ist.
Die elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung, welche in
dieser Veröffentlichung gezeigt ist, umfaßt im allgemeinen
eine äußere Röhre, welche mit einer Fahrzeugkarosserie ver
bunden ist, sowie einen Stab, welcher mit einem Rad in Ver
bindung steht. Der Stab weist an seinem oberen Ende einen
Kolben auf, welcher axial bewegbar in der äußeren Röhre an
geordnet ist.
Eine Schraubenfeder ist zwischen der Fahrzeugkarosserie und
dem Rad angeordnet, welche den Stab konzentrisch umgibt. An
dem oberen Endbereich des Stabes ist ein Permanentmagnet ge
lagert, während eine Wicklung an einer Innenfläche der äu
ßeren Röhre angeordnet ist, so daß sie in einem Abstand den
Permanentmagneten umgibt. Durch Aufbringung eines Stromes
auf die Wicklung wird eine Antriebskraft in Richtung der
Achse der Wicklung erzeugt. Somit wird es durch Steuerung
der Flußrichtung und der Intensität des Stromes möglich, die
Höhe des Fahrzeuges beizubehalten.
Bedingt durch ihre Konstruktionsform weist die elektromagne
tische Aufhängungsvorrichtung dieser Bauart eine Begrenzung
hinsichtlich der Absorption von Stößen auf, welche auf diese
aufgebracht werden. In der Tat erfolgt eine Steuerung der
Stoßdämpfung nur durch die Antriebskraft, welche durch die
Wicklung erzeugt wird. Somit besteht die Möglichkeit, daß
die Vorrichtung bricht, wenn eine übernormal große Stoßkraft
auf die Vorrichtung während des Betriebs des Fahrzeugs auf
gebracht wird. Da weiterhin die benötigte Antriebskraft
durch den Strom erzeugt wird, welcher auf die Wicklung auf
gebracht wird, ist der elektrische Energieverbrauch hoch,
wodurch der Treibstoffverbrauch des Fahrzeugs verschlechtert
wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektromagne
tische Aufhängungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu
schaffen, welche bei einfachem Aufbau und betriebssicherer
Anwendbarkeit die oben beschriebenen Nachteile vermeidet.
Erfindungsgemäß ist eine elektromagnetische Aufhängungsvor
richtung geschaffen, bei welcher ein elektromagnetisches Be
tätigungselement und ein hydraulischer Dämpfer parallel zu
einander angeordnet sind.
Erfindungsgemäß ist eine elektromagnetische Aufhängungsvor
richtung zur Verwendung zwischen einer Fahrzeugkarosserie
und einem Rad geschaffen. Diese Vorrichtung umfaßt eine mit
der Karosserie verbundene Struktur, welche zur Bewegung mit
der Karosserie mit dieser verbunden ist. Weiterhin ist eine
mit einem Rad verbundene Struktur vorgesehen, welche zur Be
wegung mit dem Rad mit diesem verbunden ist. Die mit dem
Körper verbundenen und mit dem Rad verbundenen Strukturen
sind so angeordnet, daß sie eine Relativbewegung zwischen
ihnen durchführen können. Ein elektromagnetische Betäti
gungselemt, welches der karosserieverbundenen und der rad
verbundenen Struktur zugeordnet ist, ist vorgesehen, um
elektromagnetisch die Relativbewegung in Abhängigkeit von
der auf diese angelegte elektrische Energie zu steuern. Wei
terhin ist ein hydraulischer Dämpfer parallel zu dem elek
tromagnetischen Betätigungselement zwischen der karosserie
verbundenen Struktur und radverbundenen Struktur angeordnet,
um eine Dämpfungskraft in Abhängigkeit von der Relativbewe
gung zu erzeugen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei
spielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben, wobei
sich weitere Ziele und Vorteile der Erfindung aus dieser
Beschreibung ergeben. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine Schnittansicht eines ersten Ausführungsbei
spiels der Erfindung,
Fig. 2 eine vergrößerte Teilansicht eines Bereiches der
Aufhängungsvorrichtung des ersten Ausführungsbei
spieles, in welcher ein Ventil zur Änderung der
Dämpfungskraft angeordnet ist,
Fig. 3 eine elektrische Schaltung eines hydraulischen Dämp
fers, welcher in der Aufhängungsvorrichtung gemäß
dem ersten Ausführungsbeispiel eingebaut ist,
Fig. 4 eine graphische Darstellung der Charakteristika des
hydraulischen Dämpfers,
Fig. 5 eine graphische Darstellung der Charakteristika der
Steuerkraft, welche durch ein elektromagnetisches
Betätigungselement erzeugt wird,
Fig. 6 eine graphische Darstellung der Charakteristika der
Aufhängungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungs
beispiel bei Verwendung als "Skyhook"-Dämpfer,
Fig. 7 eine Darstellung zur Erklärung der "Skyhook"-Theo
rie,
Fig. 8 eine Ansicht, ähnlich Fig. 1, eines zweiten Ausfüh
rungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, und
Fig. 9 eine vergrößerte Schnittansicht eines wichtigen Be
reichs der Aufhängungsvorrichtung des zweiten Aus
führungsbeispiels.
In den Fig. 1 bis 6, insbesondere in Fig. 1, ist ein er
stes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in Form
einer elektromagnetischen Aufhängungsvorrichtung darge
stellt.
In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen S eine Aufhängungsein
heit dargestellt, welche sowohl eine karosserieverbundene
Struktur 1, welche mit der Fahrzeugkarosserie zu verbinden
ist, als auch eine radverbundene Struktur 2, welche mit dem
Fahrzeugrad zu verbinden ist, umfaßt.
Wie dargestellt, umfaßt die karosserieverbundene Struktur 1
eine innere Röhre 1a und eine äußere Röhre 1b, welche ko
axial angeordnet sind, um zwischen ihnen eine zylindrischen
Zwischenraum 1c zu bilden. Die innere Röhre 1a weist einen
oberen Bereich 1d größeren Durchmessers auf, welcher fest in
die äußere Röhre 1b eingesetzt ist.
Fest um einen oberen Bereich der äußeren Röhre 1b ist ein
oberer Federsitz 19 angeordnet, dessen Ausgestaltung im ein
zelnen nachfolgend beschrieben werden wird.
Die äußere Röhre 1b weist ein offenes oberes Ende auf, auf
welches ein Deckel 1f lösbar aufgesetzt ist, um selbige zu
schließen.
Der Deckel 1f umfaßt einen ringförmigen Bereich 1p und einen
Deckelbereich 1r, wobei der ringförmige Bereich 1p über ein
Gewinde mit der inneren Oberfläche der äußeren Röhre 1p in
Eingriff ist. Der Deckelbereich 1r weist einen Bolzen 1e
auf, welcher mit der Fahrzeugkarosserie zu verbinden ist.
Der Deckelbereich 1r ist an seiner oberen Oberfläche mit ei
ner ringförmigen Nut 1s versehen, durch welche ringförmige
innere und äußere Absätze 1t und 1u gebildet sind. Ein Last
sensor 9 ist an den inneren und äußeren ringförmigen Absät
zen 1c und 1u gelagert. Der Lastsensor 9 umfaßt einen Sen
sorkörper 9a, welcher ringförmig ausgebildet ist, sowie ein
Dehnungsmeßgerät 9b. Innere und äußere Umfangsbereiche des
Sensorkörpers 9a sind an dem inneren und äußeren ringfor
migen Absätzen 1t und 1u des Deckels 1f angeordnet, während
der innere Umfangsbereich des Sensorkörpers 9a fest an dem
inneren Absatz 1t mittels einer Klemmplatte 1v angebracht
ist, welche dicht um den Bolzen 1e angeordnet ist. Somit
wird jede Verbiegung des Sensorkörpers 9a, welche durch die
Verbiegung des Deckelbereichs 1r hervorgerufen ist, durch
das Dehnungsmeßgerät 9b ermittelt, so daß eine Kraft oder
Belastung, welche auf die Aufhängungseinheit S aufgebracht
wird, ermittelt werden kann. Innerhalb des ringförmigen Be
reichs 1p des Deckels 1f, ist festsitzend ein Schrittmotor
14 eingebaut, von welchem sich ein Kabelanschluß 14a durch
eine Bohrung 1w, welche in dem Bolzen 1e ausgebildet ist,
zur Außenseite hin erstreckt. Der Kabelanschluß 14a führt zu
einem Steuerkreis 6, welcher nachfolgend beschrieben werden
wird.
An den unteren Enden der inneren und äußeren Röhren 1a und
1b sind jeweils magnetische innere und äußere Röhren 12 und
11 befestigt, welche jeweils aus einem ferromagnetischen Ma
terial gefertigt sind. Es ist zu erwähnen, daß unter anderen
Bauelementen, welche die karosserieverbunden Struktur 1 bil
den, alle anderen Bauelemente aus den magnetischen inneren
und äußeren Röhren 12 und 11 aus einem nicht-magnetischen
Material gefertigt sind. Die magnetische innere Röhre 12
weist ein offenes unteres Ende auf, welches durch ein Füh
rungselement 13 abgedeckt ist. Das Führungselement 13 umfaßt
eine durch dieses ausgebildete zentrische Ausnehmung 13a. An
einer zylindrischen inneren Oberfläche der magnetischen äu
ßeren Röhre 11 sind obere und untere äußere Permanentmagne
ten 1j und 1k angeordnet, welche koaxial durch einen Abstand
H beabstandet sind. An einer zylindrischen äußeren Oberflä
che der magnetischen inneren Röhre 12 sind obere und untere
innere Permanentmagneten 1m und 1n angeordnet, welche koaxi
al durch den Abstand H beabstandet sind. Hierdurch sind zwi
schen dem oberen äußeren Permanentmagnet 1j und dem oberen
inneren Permanentmagnet 1m und zwischen dem unteren äußeren
Permanentmagnet 1k und dem unteren inneren Permanentmagnet
1n jeweils obere und untere, ein magnetisches Feld erzeugen
de Bereiche 1g und 1h gebildet, wobei jeder der Bereiche 1g
oder 1h in dem zylindrischen Zwischenraum 1c zwischen den
inneren und äußeren Röhren 1a und 1b positioniert ist. Die
Permanentmagnete 1j, 1k, 1m und 1n sind so angeordnet, daß
sie einen magnetischen Weg A, welcher in Fig. 1 durch eine
gestrichelte Linie dargestellt ist, ausbilden und die oberen
und unteren, ein magnetische Feld erzeugenden Bereiche 1g
und 1h, dazu bringen, jeweilige Magnetfelder B1 und B2 zu
erzeugen, in welchen der magnetische Fluß sich in einer ra
dialen Richtung in dem zylindrischen Zwischenraum 1c er
streckt. Dies bedeutet, daß bei dem gezeigten Ausführungs
beispiel die oberen äußeren und inneren Permanentmagnete 1j
und 1m den N-Pol an ihren inneren Seiten aufweisen, während
die unteren äußeren und inneren Permanentmagnete 1k und 1n
den S-Pol an ihren inneren Seiten haben.
Die radverbundene Struktur 2 ist ähnlich einer mit einem Bo
den versehenen Röhre ausgebildet. Mit dem Boden ist ein un
teres Ende einer Kolbenstange 20 verbunden. Der Boden weist
weiterhin einen zylindrischen unteren Federsitz 23 sowie ein
Befestigungsauge 2a auf, welches mit dem Fahrzeugrad ver
bindbar ist. Zwischen dem unteren Federsitz 23 und dem oben
genannten oberen Federsitz 19 ist eine schraubenförmige Auf
hängungsfeder 33 angeordnet. Der röhrenförmige Bereich der
radverbundenen Struktur ist axial bewegbar in dem zylindri
schen Zwischenraum 1c angeordnet, welche durch die obenge
nannte karossierverbunde Struktur 1 gebildet ist. Eine Wick
lung 3 ist koaxial um den röhrenförmigen Bereich der Struk
tur 2 angeordnet, wobei ein schmaler zylindrischer Zwischen
raum zwischen dieser und der äußeren Röhre 1b der karos
serieverbundenen Struktur 1 frei bleibt.
Die Wicklung 3 umfaßt zehn Wicklungsteile 3a bis 3j, welche
koaxial fluchtend zueinander angeordnet sind. Die Wicklungs
teile 3a bis 3j sind auf jeweilige Spulen 3k aufgewickelt.
Jedes Wicklungsteil weist eine axiale Länge auf, welche ge
ringer ist, als der Abstand H zwischen den oberen und unte
ren äußeren Permanentmagneten 1j und 1k (oder zwischen dem
oberen und unteren inneren Permanentmagneten 1m und 1n). Um
einer äußere obere Oberfläche des röhrenförmigen Bereichs
der radverbundenen Struktur 2 und eine äußere Oberfläche des
Führungselements 13 sind jeweils trockene Lagerungen 4a und
4b angeordnet.
Die Wicklung 3 ist mit dem Steuerkreis 6 verbunden. Wie aus
Fig. 1 ersichtlich ist, sind die Wicklungsteile 3a bis 3j in
Serie an jeweiligen Anschlüssen angeschlossen. Das bedeutet,
daß jeweils zwei benachbarte Wicklungsstücke einen gemein
samen Anschluß aufweisen, mit welchem Zuführ- und Ableit
drahtenden derselben verbunden sind, wie sich aus Fig. 1 er
gibt. Von jedem Anschluß erstreckt sich ein Draht zu dem
Steuerkreis 6, so daß jedes Wicklungsstück selektiv durch
den Steuerkreis 6 mit Energie beaufschlagt und deenergiert
werden kann. Der Steuerkreis 6 ist so angeordnet, daß ein
variabler Widerstand bei der Energiebeaufschlagung und De
energiebeaufschlagung mit der Wicklung verbindbar ist.
Das bedeutet, daß, wenn bei abgeschalteter Wicklung 3 die
Aufhängungseinheit S einen Hub macht, die Wicklung 3 dazu
gebracht wird, sich in einer Richtung zu bewegen, in welcher
sie die magnetischen Felder B1 und B2 der oberen und unteren
ein Magnetfeld erzeugenden Bereiche 1g und 1h durchquert.
Dies wiederum führt dazu, daß die Wicklung 3 einen Induk
tionsstrom in Abhängigkeit der Relativgeschwindigkeit der
Wicklung erzeugt. Dieser Strom wird durch den variablen Wi
derstand aufgebraucht und es wird somit die kinetische Ener
gie reduziert und eine Dämpfungskraft erzeugt.
Wenn die Wicklung 3 bei eingeschalteter Wicklung 3 in Abhän
gigkeit von einem Hub der Aufhängungseinheit S bewegt wird,
wird der Strom dazu gebracht, in eine Richtung zu fließen,
in welcher er die magnetischen Felder B1 und B2 des oberen
und unteren, ein magnetisches Feld erzeugenden Bereichs 1g
und 1h, kreuzt. Somit wird in Abhängigkeit von der Richtung
und der Intensität des Stromes eine Antriebskraft in einer
Richtung erzeugt, um die Aufhängungseinheit S auszudehnen
oder zusammenzuziehen. Dies bedeutet, daß, wie in Fig. 5
gezeigt, eine Steuerkraft erzeugt wird, welche proportional
zu der Intensität des Stromes ist, welcher auf die Wicklung
3 aufgebracht wird. Somit bilden die Wicklung 3 und die
Permanentmagnete 1j, 1k, 1m und 1n ein elektromagnetisches
Stellglied T.
Der Steuerkreis 6 weist Stromzufuhr-Schaltmittel 6a auf,
welche, basierend auf einem Informationssignal, welches auf
diese von einem Hubsensor 7 aufgebracht wird, selektiv jedes
der Wicklungsstücke 3a bis 3j einschaltet und ausschaltet
und die Richtung des Stromes in Abhängigkeit von der Hub
position jeder Aufhängungseinheit S ändert. Dies bedeutet,
daß die Stromzufuhr-Schaltmittel 6a eine derartige Kontrolle
ausführen, so daß sie den Strom nur zu den Wicklungsstücken
zuführen, welche innerhalb der magnetischen Felder B1 und B2
angeordnet sind. Weiterhin wirken die Schaltmittel 6a, da
die Richtungen der auftretenden magnetischen Flüsse in den
Magnetfeldern B1 und B2 sich in entgegengesetzte Richtung
erstrecken so, daß sie die Richtungen der Antriebskräfte,
welche in den, die magnetischen Felder erzeugenden Bereichen
1g und 1h, erzeugt werden, rechteckig machen. Um dies zu er
reichen, ist die Stromzuführung der Wicklungsteile 3a bis 3j
so ausgebildet, daß die Richtung des Stromes in den Wic
klungsstücken, welche innerhalb des magnetischen Bereichs 1g
angeordnet ist, entgegengesetzt ist, zu der Richtung des
Stromes in dem anderen Wicklungsteil, welches in dem anderen
magnetischen des unteren, ein magnetisches Feld erzeugenden
Bereiches 1h, angeordnet ist. Weiterhin funktionieren die
Schaltmittel 6a so, daß die Richtung des Stromes, welcher
den Wicklungsstücken 3a bis 3j zugeführt wird, in Abhängig
keit von der Hubposition der Aufhängungseinheit S umgeschal
tet wird.
Der Hubsensor 7 umfaßt nicht-dargestellte Hall-Effektsenso
ren, welche im Zentrum der jeweiligen Spulen 3k gelagert
sind. In Abhängigkeit von dem magnetischen Fluß des magne
tischen Feldes B1 oder B2 ändert jeder Hall-Effektsensor
seine Ausgangsspannung. Somit wird durch Messung der Aus
gangsspannung jedes Hall-Effektsensors die Position jedes
Wicklungsteiles 3a bis 3j relativ zu dem, ein magnetisches
Feld erzeugenden Bereich 1g oder 1h ermittelt, so daß die
Hubposition der Aufhängungseinheit S bestimmt werden kann.
Innerhalb der inneren Röhre 1a ist ein hydraulischer Dämpfer
P gelagert. Dies bedeutet, daß innerhalb der inneren Röhre
1a eine zylindrische Röhre 15 koaxial angeordnet ist. Zwi
schen der zylindrischen Röhre 15 und der inneren Röhre 1a
ist koaxial eine äußere Röhre 16 angeordnet, welche eine äu
ßere Kammer C um die zylindrische Röhre 15 bildet. Die Röh
ren 15 und 16 weisen jeweils obere Enden auf, welche ein
eine Dämpfungskraft variierendes Ventil 18 lagern, welches
in dem oberen Bereich 1d größeren Durchmessers der obenge
nannten inneren Röhre 1a eingebaut ist. Die Röhren 15 und 16
weisen weiterhin jeweils untere Enden auf, die mit einem
Stangenführungsbereich 10 verbunden sind, welcher einstückig
durch ein unteres Ende der inneren Röhre 1a vorgesehen ist.
Innerhalb der Röhren 15 und 16 ist eine Flüssigkeit, wie et
wa Öl oder ähnliches eingefüllt. In der zylindrischen Röhre
15 ist verschiebbar und dichtend ein Kolben 17 angeordnet,
durch welchen das Innere der Röhre in obere und untere Kam
mern A und B unterteilt wird. Innerhalb der inneren Röhre
1a, welche einen zylindrischen Bereich 1d größeren Durchmes
sers umfaßt, ist eine Haupt-Reservoirkammer D1 ausgebildet,
welche durch die innere Röhre 1a, das eine Dämpfungskraft
variierende Ventil 18 und die äußere Röhre 16 begrenzt wird.
Die Kammer D1 umfaßt eine vorgegebene Menge einer Flüssig
keit, welche durch ein druckbeaufschlagtes Gas komprimiert
ist. Die Stangenführung 10 ist mit einem Durchlaß 10b ausge
bildet, durch welchen die untere Kammer B und die äußere
Kammer C in Verbindung stehen.
Der Kolben 17 ist mit einem oberen Ende der Kolbenstange 20
verbunden, welche sich durch eine Stangendurchführausnehmung
10a der Stangenführung 10 in das Innere der zylindrischen
Röhre 15 erstreckt. In der Stangendurchlaßausnehmung 10a ist
eine Führungsdichtung 21 und eine Öldichtung 22 eingebaut,
welche sich in Kontakt mit der äußeren Oberfläche der Kol
benstange 20 befinden.
In der äußeren Röhre 10b ist an deren oberer äußerer Ober
fläche der obere Federsitz 19 gelagert. Der obere Federsitz
19 ist an seiner unteren Umfangsfläche mit einer ringförmigen
Sitzoberfläche 19a ausgebildet, und weist an seinem inneren
Bereich mit einer ringförmigen Nut 19b zu der Hauptreser
voirkammer D1. Die ringförmige Nut 19b und die äußere Ober
fläche der äußeren Röhre 1b bilden somit eine Unter-Reser
voirkammer D2, in welcher eine vorgegebene Menge der Flüs
sigkeit zusammen mit einem druckbeaufschlagten Gas enthalten
ist. Die Unter-Reservoirkammer D2 und die oben beschriebene
Haupt- Reservoirkammer D1 sind miteinander jeweils durch
Durchlässe 1x und 1y verbunden, welche in der äußeren Röhre
1b und dem zylindrischen Bereich 1d größeren Durchmessers
gebildet sind.
Im folgenden werden Details des eine veränderbare Dämpfungs
kraft aufweisenden Ventils 18 in Verbindung mit Fig. 2 be
schrieben.
Wie sich aus der Zeichnung ergibt, umfaßt das, eine verän
derbare Dämpfungskraft aufweisende Ventil 18 einen Ventil
körper 18a, welcher einen ersten Durchlaß E aufweist, durch
welchen die obere Kammer A mit der Haupt-Reservoirkammer D1
verbunden ist, sowie einen zweiten Durchlaß F, durch welchen
ein mittlerer Bereich des ersten Durchlasses E mit der äu
ßeren Kammer C in Verbindung steht, sowie einen ersten By
pass-Durchlaß G, welcher die obere Kammer A mit der Haupt-
Reservoirkammer D1 unter Umgehung des ersten Durchlasses E
verbindet, sowie einen zweiten Bypass-Druchlaß K, welcher
einen mittleren Bereich des ersten Bypass-Durchlasses G mit
einem mittleren Bereich des ersten Durchlasses E verbindet,
sowie einen ersten Prüf-Durchlaß M, welcher die Haupt-Reser
voirkammer B1 mit der oberen Kammer A verbindet, und einen
zweiten Prüf-Durchlaß N, welcher die Haupt-Reservoirkammer
D1 mit einem mittleren Bereich eines zweiten Durchlasses F
verbindet. In dem ersten Durchlaß E sind erste und zweite
Dämpfventile 24 und 25 eingebaut, während in den ersten und
zweiten Bypass-Durchlässen G und K jeweils erste und zweite
Öffnungen 26 und 27 angeordnet sind, welche durch eine Steu
erspule (d. h. Dämpfungskraft-Variationsmittel) 28 ausgebil
det sind. Innerhalb des ersten Prüfdurchlasses M ist ein er
stes Rückschaltventil 29 eingebaut, während in dem zweiten
Prüf-Durchlaß N ein zweites Rückschlagventil 30 eingebaut
ist.
Der Ventilkörper 18a ist mit einem unteren Bereich einer
Lagerröhre 31 mittels einer Schraube 32 verbunden. Ein obe
res Ende der Röhre 31 (s. Fig. 1), ist mit dem Gehäuse des
obengenannten Schrittmotors 14 verbunden. Die Steuerspule 28
ist drehbar in einer Durchgangsausnehmung 31a der Lagerröhre
31 aufgenommen und durch einen Steuerbolzen 28 mit einer
Auslaßwelle des Schrittmotors 14 verbunden, so daß durch die
Drehung der Steuerspule 28, welche durch den Schrittmotor 14
angetrieben wird, der Öffnungsgrad der ersten und zweiten
Öffnungen 26 und 27 verändert wird.
Wie in Fig. 1 gezeigt, steuert der Steuerkreis 6 in Abhän
gigkeit von Informationssignalen von dem Hubsensor 7, einem
Beschleunigungssensor 8 und dem Lastsensor 9 den Schrittmo
tor 14. Der Beschleunigungssensor 8 ist an der Fahrzeugka
rosserie zur Ermittlung einer vertikalen Beschleunigung der
Fahrzeugkarosserie gelagert. Die ermittelte vertikale Be
schleunigung wird verwendet, um die Vertikalgeschwindigkeit
der Fahrzeugkarosserie abzuleiten. Der Lastsensor 9 mißt
eine Last, welche auf die Aufhängungseinheit S aufgebaut
wird. Die gemessene Last wird zur Ermittlung der Relativge
schwindigkeit zwischen der Fahrzeugkarosserie und dem Rad
verwendet.
Im folgenden wird die Betriebsweise des oben beschriebenen
ersten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert.
In der praktischen Verwendung ist die Aufhängungseinheit S
zwischen der Fahrzeugkarosserie und jedem der Räder angeord
net, während der Steuerkreis 6 und die Sensoren 7, 8 und 9
für jede der Aufhängungseinheiten S verwendet werden.
Zunächst wird der Betrieb des hydraulischen Dämpfers P unter
Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben.
Während eines Kontraktionsvorganges des Aufhängungseinheit S
wird die obere Kammer A kontrahiert und die untere Kammer B
expandiert. Folglich wird bei diesem Vorgang die Flüssigkeit
in der oberen Kammer A zu einer Strömung in der unteren Kam
mer B und die Haupt-Reservoirkammer D1 gebracht. Somit er
geben sich für diesen Fall die folgenden drei Strömungswege:
- 1) Ein Weg, bei welchem die Flüssigkeit durch den ersten Bypass-Durchlaß G und die erste Öffnung 26 in die Haupt- Reservoirkammer D1 strömt.
- 2) Ein Weg, bei welchem die Flüssigkeit durch den ersten Durchlaß E das erste Dämpfungsventil 24 und den zweiten Durchlaß F in die äußere Kammer C strömt, und bei wel chem die Flüssigkeit in der äußeren Kammer C durch den unteren Durchlaß 10b in die untere Kammer B strömt.
- 3) Ein Weg, bei welchem die Flüssigkeit durch den ersten Bypass-Durchlauf G strömt und durch die zweite Öffnung 27 in den zweiten Bypass-Kanal K strömt, und, ähnlich dem Weg 2, die Flüssigkeit durch den zweiten Durchlaß F in die äußere Kammer C und die untere Kammer B strömt.
Folglich wird an dem ersten Dämpfungsventil 24 oder an bei
den Öffnungen 26 und 27 eine Dämpfungskraft erzeugt. Die
Auswahl der Wege (1), (2) und (3) hängt von dem Öffnungsgrad
der Öffnungen 26 und 27 und den Charakteristika des ersten
Dämpfungsventils 24 ab. Wenn die Öffnungen 26 und 27 ihren
Öffnungsgrad erhöhen, werden niedrigere Dämpfungsgrad-Cha
rakteristika erhalten, während, wenn sie ihren Öffnungsgrad
reduzieren, höhere Dämpfungsgrad-Charakteristika erhalten
werden, wie sich aus der graphischen Darstellung der Fig. 4
ergibt.
Bei einem Expansionsvorgang der Aufhängungseinheit S wird
die untere Kammer B kontrahiert, während die obere Kammer A
expandiert wird. Folglich wird die Flüssigkeit in der un
teren Kammer B bei diesem Vorgang zu einer Strömung durch
die äußere Kammer C in die obere Kammer A oder die Haupt-Re
servoirkammer D1 gebracht, während gleichzeitig die Flüs
sigkeit in der Haupt-Reservoirkammer D1 zu einer Strömung in
die obere Kammer A gebracht wird. Somit stehen in diesem
Falle die folgenden drei Wege zur Verfügung.
- 1) Ein Weg, bei welchem die Flüssigkeit von der unteren Kammer B in die äußere Kammer C strömt und die Flüssig keit von dieser durch Öffnung des zweiten Dämpfungsven tils 25 durch den zweiten Durchlaß F und den ersten Durchlaß E in die Haupt-Reservoirkammer D1 strömt.
- 2) Ein Weg, bei welchem, ähnlich dem Weg (1), die Flüssig keit durch den zweiten Durchlaß F strömt, und von diesem durch den zweiten Durchlaß K und den ersten Durchlaß G in die obere Kammer A strömt.
- 3) Ein Weg, bei welchem die Flüssigkeit von der Haupt-Re servoirkammer D1 durch den ersten Prüf-Durchlaß M zu der oberen Kammer A strömt.
Folglich wird an dem zweiten Dämpfungsventil 25 oder an der
zweiten Öffnung eine Dämpfungskraft erzeugt. Eine Auswahl
der Wege (1), (2) und (3) hängt von dem Öffnungsgrad der
zweiten Öffnung 27 und den Charakteristika des zweiten Dämp
fungsventils 25 ab. Die Dämpfungskraft-Charakteristika sind,
wie sich aus Fig. 4 ergibt, veränderbar.
Im folgenden wird der Betrieb des elektromagnetischen Stell
gliedes T beschrieben.
Wenn es erforderlich ist, durch das elektromagnetische
Stellglied T eine Dämpfungskraft gemäß den Fahrbedingungen
des Fahrzeuges zu erzeugen, werden die Wicklungsteile 3a bis
3j abgeschaltet. In diesem Zustand wird eine Dämpfungskraft
(Steuerkraft) in Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit
zwischen der karosserieverbundenen Struktur 1 und der rad
verbundenen Struktur 2 erzeugt, das heißt proportional zu
der Geschwindigkeit der Wicklung 3, welche sich in dem obe
ren und unteren, ein Magnetfeld erzeugenden Bereichen 1g und
1h bewegen. Somit ist es, wenn die Steuerung der Dämpfungs
kraft in dieser Weise durchgeführt wird, nicht notwendig,
einen Strom der Wicklung 3 zuzuführen, so daß sich eine Däm
pfungskraft ohne elektrischen Energieverbrauch ergibt.
Wenn es erforderlich ist, daß das elektromagnetische Stell
glied T eine Antriebskraft erzeugt, um eine Steuerung oder
ähnliches der Fahrzeugausrichtung zu erzielen, wird der
Wicklung 3 ein Strom in Abhängigkeit von dem Fahrzeugzustand
zugeführt, wwlcher durch Informationssignale wiedergegeben
wird, welche von den Sensoren 7 bis 9 abgegeben werden. Dies
bedeutet, daß in Abhängigkeit von den Informationssignalen
und den Sensoren 7 bis 9 das elektromagnetische Stellglied T
eine nach oben oder nach unten gerichtete Antriebskraft
(Steuerkraft) in Richtung der Achse der Aufhängungseinheit S
erzeugt. Die Richtung und Intensität der Antriebskraft wer
den in Abhängigkeit von der Richtung des Stromes und der In
tensität des auf das Stellglied T wirkenden Stromes verän
dert. Durch Erzeugung einer Antriebskraft zur Aufhebung ei
ner Veränderung der Fahrzeughöhe kann beispielsweise die
Fahrzeughöhe konstant gehalten werden.
Weiterhin kann durch Erzeugung einer derartigen Antriebs
kraft in einer Richtung zur Aufhebung einer externen Kraft,
welche auf die Aufhängungseinheit S von der radverbundenen
Struktur 2 aufgebracht wird, die Fahrzeugausrichtung kon
stant gehalten werden.
Die Fig. 6 ist eine graphische Darstellung, in welcher ein
Beispiel zur Steuerung der Steuerkraft (nämlich einer An
triebskraft und/oder einer Dämpfungskraft), welche durch das
erste Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erzeugt
wird. In der Zeichnung zeigt die gestrichelt gezeichnete Li
nie die Charakteristika, welche ein idealer "Sky-Hook"-
Dämpfer, das heißt ein an einem fiktivem Himmel aufgehängter
Dämpfer besitzt, während Teile, welche durch die schrägen
Linien dargestellt sind, den Bereich wiedergeben, in welchem
der hydraulische Dämpfer P eine Steuerkraft (Dämpfungskraft)
"FD" erzeugen kann.
Um eine Aufhängungssteuerung zu erhalten, welche identisch
ist, zu der idealen Steuerung des "Sky-Hook"-Dämpfers, ist
eine große Steuerkraft "FS" (nämlich FS=a×Vu) notwendig,
bei welcher "a" und "Vu" jeweils eine proportionale Konstan
te und die Geschwindigkeit des aufgehängten Bereichs wieder
geben. Jedoch kann der hydraulische Dämpfer P in dem Be
reich, in welchem die Relativgeschwindigkeit zwischen dem
aufgehängten Bereich und dem nicht-aufgehängten Bereich in
Übereinstimmung mit der Geschwindigkeit der Aufhängungs
steuerkraft FS ist, die Steuerkraft (Dämpfungskraft) erzeu
gen. Somit wird in einem derartigen Bereich die Steuerkraft
"FG", welche durch das elektromagnetische Stellglied zu er
zeugen ist, durch "FG=FS-FD" wiedergegeben, so daß elek
trische Energie gespart werden kann.
Die "Sky-Hook"-Theorie ist eine Theorie, bei welcher in dem
Schwingungsmodell der Fig. 7 nur die Schwingung eines auf
gehängten Bereiches durch Erzeugung einer Steuerkraft "FS"
(nämlich FS=V1×C) gegen die Geschwindigkeit "V1" eines
aufgehängten Bereiches gesteuert wird, wobei "C" ein Dämp
fungskoeffizent ist. In der Zeichnung ist mit M eine Masse
und mit K eine Federkonstante angegeben.
Wie oben beschrieben wurde, sind bei dem ersten Ausführungs
beispiel der hydraulische Dämpfer P und das elektromagne
tische Stellglied T parallel zueinander angeordnet. Somit
wird die Anordnung auch dann vor einer Beschädigung oder
einem Bruch geschützt, wenn eine unnormal hohe Stoßkraft auf
die Aufhängungseinheit aufgebracht wird. Weiterhin kann aus
obengenannten Gründen der elektrische Stromverbrauch des
elektromagnetischen Stellgliedes T reduziert werden.
Weiterhin besteht wegen der einzigartigen Anordnung der
Teile der Aufhängungseinheit keine Notwendigkeit einer Ver
stärkung des magnetischen Weges A, auch für den Fall, bei
welchem ein großer Hub durch die Aufhängungseinheit S er
fordert wird. Folglich wird unabhängig von dem Maß des Hubes
eine ausreichende Steuerkraft erhalten.
Da weiterhin bei diesem Ausführungsbeispiel die Energiezu
führung nur zu einigen der Wicklungsstücke 3a bis 3j er
folgt, welche erforderlich sind, um die Steuerkraft zu er
zeugen, wird eine Einsparung an elektrischer Energie erhal
ten.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Flußsensor, wie etwa
der Hall-Sensor als Hubsensor 7 zur Ermittlung der Hubposi
tion der Aufhängungseinheit S verwendet. Somit kann die Hub
stellung der Aufhängungseinheit S ohne Erhöhung der Basis
länge der Aufhängungseinheit S ermittelt werden. Hierdurch
ergibt sich eine kompakte Konstruktion der Aufhängungsein
heit.
Obwohl das oben beschriebene Ausführungsbeispiel auf ein
Beispiel gerichtet ist, bei welchem die karosserieverbundene
Struktur eine doppelwandige Ausgestaltung hat, kann die rad
verbundene Struktur mit einer derartigen doppelwandigen Aus
gestaltung versehen sein. Obwohl bei dem gezeigten Ausfüh
rungsbeispiel der magnetische Weg sowohl durch obere und
untere, paarweise ein magnetisches Feld erzeugende Bereiche
erzeugt wird, kann der magnetische Weg durch nur ein Paar
von, ein magnetisches Feld erzeugende Bereichen, gebildet
werden. Weiterhin können anstelle von Permanentmagneten
Elektromagneten verwendet werden. Obwohl in dem gezeigten
Ausführungsbeispiel die Magneten und die Wicklungen zylin
drisch ausgebildet und koaxial angeordnet sind, kann deren
relative Positionierung zwischen diesen nach Belieben verän
dert werden. Weiterhin kann nach Belieben, falls gewünscht,
die Anzahl der Windungen jedes Wicklungsstückes verändert
werden.
Nachfolgend wird auf die Fig. 8 und 9 bezug genommen, wobei
insbesondere Fig. 8 ein zweites erfindungsgemäßes Ausfüh
rungsbeispiel einer elektromagnetischen Aufhängungseinheit
zeigt.
In Fig. 8 ist durch das Bezugszeichen S eine Aufhängungsein
heit gekennzeichnet, welche sowohl eine karosserieverbundene
Struktur 1 als auch eine radverbundene Struktur 2 aufweist.
Wie dargestellt, weist die karosserieverbundene Struktur 1
eine doppelwandige zylindrische Struktur auf, welche eine
zylindrische Röhre 111 und eine Reservoir-Röhre 112 umfaßt.
Die zylindrische Röhre 111 weist an ihrem unteren Ende einen
Führungsbereich 113 auf, welcher mit dieser verbunden ist,
sowie an einem oberen Ende ein Basiselement 114, welches mit
dieser verbunden ist. Innerhalb der zylindrischen Röhre 111
ist ein Fluid wie etwa Öl oder ähnliches enthalten. Inner
halb der zylindrischen Röhre 111 ist verschiebbar und dich
tend an ein Kolben 121 angeordnet, um eine obere und untere
Kammer A bzw. B auszubilden. Der Kolben 121 bildet einen
Teil der radverbundenen Struktur 2. Die Reservoir-Röhre 112
ist koaxial um die zylindrische Röhre 111 angeordnet, um
zwischen diesen einen zylindrischen Raum D zu bilden. Die
Reservoir-Röhre 112 weist ein unteres offenes Ende auf,
welches dicht sowohl an dem Führungselement 113 als auch
einem Dichtungsrand 115 aufgenommen ist, welcher unterhalb
des Führungselementes 113 angeordnet ist, wobei das untere
offene Ende abgedichtet ist. Ein oberes offenes Ende der
Reservoir-Röhre 112 erstreckt sich über das obere Ende der
zylindrischen Röhre 111 und weist einen oberen Deckel 116
auf, welcher in diese zum Verschließen derselben einge
schraubt ist. Somit ist über dem Basiselement 114 eine Re
servoir-Kammer C ausgebildet, welche eine vorgegebene Menge
von Flüssigkeit mit einem druckbeaufschlagten Gas enthält.
In dem mittleren Bereich der Reservoir-Röhre 112 ist ein
ringförmiges Abstandselement 117 eingebaut, welches über ein
Gewinde mit dieser verbunden ist. In dem ringförmigen Ab
standselement 117 sind fest das Basiselement 114 und das
obere Ende der zylindrischen Röhre 111 angeordnet. Der
Dichtungsrand 115 umfaßt eine Öldichtung 115a, welche an
diesem gelagert ist.
Der obere Deckel 116 hat an seinem unteren Mittelbereich ei
nen nach oben vorstehenden Bolzen 118, welcher mit der Fahr
zeugkarosserie zu verbinden ist. Durch einen oberen Isolator
205, welcher an dem Bolzen 118 über eine Mutter 204 gelagert
ist, ist die karosserieverbundene Struktur 1 mit der Fahr
zeugkarosserie verbunden. Der obere Isolator 205 umfaßt
einen ringförmigen Träger 205a, dessen äußere Peripherie an
der Fahrzeugkarosserie befestigt ist, sowie eine Gummibuchse
105b, welche mit einer Umfangskante einer zentrischen Aus
nehmung des Trägers 205a verbunden ist. Die Gummibuchse 205b
weist eine zentrische Ausnehmung auf, in welcher der Bolzen
118 des oberen Deckels 116 aufgenommen ist, wobei die Mutter
204 über ein Gewinde mit einem oberen Ende des Bolzens 118
verschraubt ist, und eine einstückige Verbindung zwischen
der Gummibuchse 205b und dem oberen Deckel 116 zu erzielen.
Der Träger 205a weist an seinem äußeren unteren Oberflächen
bereich ein mit diesem verklebtes Gummielement auf, wobei
das Gummielement als ein oberer Federsitz 205 dient.
Das Basiselement 114 ist mit ersten und zweiten Durchlässen
114a und 114b versehen, durch welche die Reservoir-Kammer C
und die obere Kammer A miteinander verbunden sind. Der erste
Durchlaß 114a weist an einem Bereich, welcher der Reser
voir-Kammer C ausgesetzt ist, ein Dämpfungsventil 114c auf,
welcher der oberen Kammer A ausgesetzt ist, mit einem Dämp
fungsventil 114d versehen ist. Wie insbesondere aus Fig. 9
ersichtlich ist, ist der Kolben 121 mit ersten und zweiten
Durchlässen 121a und 121b versehen, durch welche die obere
und die untere Kammer A und B verbunden sind. Der erste
Durchlaß 121a weist an einem der unteren Kammer B zugewand
ten Bereich ein Dämpfungsventil 121c auf, während der zweite
Durchlaß 121b an einem der oberen Kammer A zugewandten Be
reich mit einem Dämpfungsbereich 121 versehen ist.
Wenn die Aufhängungseinheit S einem Hub unterworfen wird,
wird eine Fluidströmung zwischen den Kammern A, B und C
hervorgerufen, welche durch die Dämpfungsventile 114c, 114d,
121c und 121d gedämpft wird. Somit wird durch die Einheit
eine Dämpfungskraft erzeugt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel bilden die zylindrische Röhre
111, die äußere Röhre 112, das Basiselement 114, der Kolben
121 und eine Kolbenstange 122 für den Kolben 121 eine
hydraulischen Dämpfer P.
Wie in Fig. 8 gezeigt, ist die radverbundene Struktur 2 mit
dem Kolben 121 ausgerüstet, wobei die Kolbenstange 122 mit
dem Kolben 121 verbunden ist und einer äußeren Röhre 123.
Die äußere Röhre 123 ist so ausgebildet, daß sie koaxial in
sich die obengenannte Reservoir-Röhre 112 aufnimmt, wobei
ein schmaler zylindrischer Zwischenraum zwischen diesen ver
bleibt. Dies bedeutet, daß die äußere Röhre 123 zylindrisch
ausgebildet ist und einen kreisförmigen Boden hat. Der Boden
ist mit einem unteren Ende der Kolbenstange 123 verbunden.
Das untere Ende der Kolbenstange 123 ist weiterhin mit einem
Lagerauge versehen, welches mit einem Fahrzeugrad zu verbin
den ist. Um die Kolbenstange 122 ist in der zylindrischen
Röhre 111 ein inneres magnetisches zylindrisches Element
125, welches aus ferromagnetischem Material besteht, ange
ordnet. Um einen oberen Bereich der äußeren Röhre 123 ist
ein äußeres magnetisches zylindrisches Element 126 angeord
net, welches aus einem ferromagnetischen Material gefertigt
ist. Das innere magnetische zylindrische Element 125 ist mit
einem sich axial erstreckenden Durchlaß 125a versehen, durch
welchen die obere und die untere Kammer A und B miteinander
verbunden sind. Außer den äußeren magnetischen zylindrischen
Elementen 125 und 126 sind alle anderen Bauelemente, welche
die radverbundene Struktur 2 bilden, aus einem nicht-magne
tischen Material (oder nicht-magnetisierbaren Material) ge
fertigt.
An einer inneren Oberfläche des äußeren magnetischen zylin
drischen Elements 126 sind obere und untere äußere Perma
nentmagneten 302a und 302b angeordnet, welche zwischen sich
in einem mittleren Bereich des Elements 126 einen vorgegebe
nen Abstand H (s. Fig. 9) freilassen. An einer äußeren Ober
fläche des inneren magnetischen zylindrischen Elements 125
sind obere und untere innere Permanentmagneten 302c und 302d
angeordnet, welche den vorgegebenen Zwischenraum H zwischen
sich an einem mittleren Bereich des Elements 125 freilassen.
Somit sind jeweils zwischen dem oberen äußeren Permanent
magnet 302a und dem oberen inneren Permanentmagnet 302c und
zwischen dem unteren äußeren Permanentmagnet 302b und dem
unteren inneren Permanentmagnet 302d obere und untere magne
tische Felder erzeugende Bereiche 302e und 302f ausgebildet,
wie in Fig. 9 dargestellt.
Die Permanentmagneten 302a, 302b, 302c und 302d sind jeweils
aus radial gleich beabstandeten vier Stücken gebildet, wobei
diese Magneten so orientiert sind, daß ihre magnetischen
Felder zwischen sich die körperverbundene Struktur 1 aufneh
men und sich in radialen Richtungen erstrecken. In dem ge
zeigten Ausführungsbeispiel haben der obere äußere Perma
nentmagnet 302a und der obere innere Permanentmagnet 302c
jeweils den N-Pol an der inneren Seite, um zu ermöglichen,
daß die magnetischen Felder der oberen und unteren, ein ma
gnetisches Feld erzeugenden Bereiche 302e und 302f sich in
entgegengesetzte Richtungen erstrecken, während der untere
äußere Permanentmagnet 302b und der untere innere Permanent
magnet 302d jeweils ihren S-Pol an der inneren Seite haben.
Da das äußere magnetische zylindrische Element 126 und das
innere magnetische zylindrische Element 125 aus ferromagne
tischem Material gefertigt sind, bilden die Permanentmagne
ten 302a, 302b, 302c und 302d magnetische Wege, wie in Fig.
9 in gestrichelten Linien A dargestellt. In den oberen und
unteren, ein magnetisches Feld erzeugenden Bereichen 320e und
302h werden magnetische Felder B1 und B2 erzeugt, welche
sich in radialen, doch entgegengesetzten Richtungen er
strecken.
Wie in Fig. 9 gezeigt, weist das äußere magnetische zylin
drische Element 126 eine mit einem Gewinde versehene äußere
Oberfläche 126a auf, mit welcher ein unterer Federsitz 131
verschraubt ist. Die Bezugsziffer 132 zeigt eine Sperrmutter
zum Dichten und Befestigen der unteren Federplatte 131 an
dem äußeren magnetischen zylindrischen Element 126. Zwischen
dem oberen Federsitz 205c und dem unteren Federsitz 131 ist
eine Spiralfeder 133 eingespannt.
In dem zylindrischen Zwischenraum D, welcher zwischen der
zylindrischen Röhre 111 und der Reservoir-Röhre 112 ausge
bildet ist, ist fest eine Wicklung 403 angeordnet.
Die Wicklung 403 umfaßt mehrere Wicklungsteile 403a, welche
koaxial fluchtend längs der Achse der zylindrischen Röhre
111 ausgerichtet sind. Jedes Wicklungsteil 403a weist eine
axiale Länge auf, welche geringer ist, als der Abstand H
zwischen dem oberen äußeren Permanentmagnet 302a (oder dem
oberen inneren Permanentmagneten 302c) und dem unteren äu
ßeren Permanentmagneten 302b (oder dem unteren inneren
Permanentmagnet 302d).
Die Wicklungsteile 302a sind jeweils mit Hall-Effektsensoren
(nicht dargestellt) versehen, welche einen Hubsensor bilden
(s. Fig. 8). Wenn sie zusammen mit der Wicklung 302 in den
oberen und unteren, ein magnetisches Feld erzeugenden Teilen
302e und 302f bewegt werden, wirkt jeder Hall-Effektsensor
mit dem magnetischen Fluß der magnetischen Felder B1 und B2
zusammen, wodurch die Ausgangsspannung derselben verändert
wird. Durch Messung der Ausgangsspannung wird die Position
jedes Wicklungsteils 403a relativ zu den, ein magnetisches
Feld erzeugenden Bereichen 302e und 320f, das heißt die Hub
stellung der Aufhängungseinheit S ermittelt.
Wie in Fig. 8 gezeigt, ist die Wicklung 403 mit einer Steu
erschaltung 6 verbunden. Ähnlich wie im Falle des obenge
nannten ersten Ausführungsbeispiels erstreckt sich von jedem
Anschluß, welcher zwischen benachbarten Wicklungsteilen 403a
vorgesehen ist, ein nicht-dargestellter Anschlußdraht zu der
Steuerschaltung 6, so daß jedes Wicklungsteil 403a selektiv
durch die Steuerschaltung 6 mit Energie beaufschlagt oder
abgeschaltet werden kann. Die Steuerschaltung 6 ist so ange
ordnet, daß sie einen variablen Widerstand mit der Wicklung
403 bei der Energiebeaufschlagung und -abschlagung verbin
det.
Wenn bei abgeschalteter Wicklung 403 die Aufhängungseinheit
S einem Hub ausgesetzt wird, wird die Wicklung 403 dazu ge
bracht, sich in eine Richtung zu bewegen, in welcher sie die
magnetischen Felder B1 und B2 kreuzt, wodurch ein Induk
tionsstrom proportional zu der Bewegungsgeschwindigkeit der
Wicklung 403 relativ zu den magnetischen Feldern B1 und B2
erzeugt wird. Dieser so erzeugte Strom wird durch den vari
ablen Widerstand aufgebraucht, so daß die kinetische Energie
reduziert wird. Auf diese Weise wird eine Dämpfungskraft er
zeugt.
Wenn die Wicklung 403 mit Energie beaufschlagt ist, fließt
ein Strom in einer Richtung, so daß er die magnetischen Fel
der B1 und B2 beider, ein magnetisches Feld erzeugender Tei
le 302e und 302f kreuzt. Somit wird in Abhängigkeit von der
Richtung und der Intensität des aufgebrachten Stromes eine
Dämpfungskraft in Ausdehnungs- oder Kontraktionsrichtung der
Aufhängungseinheit S erzeugt. Dies bedeutet, daß eine An
triebskraft erzeugt wird, welche proportional zu der Inten
sität des auf die Wicklung 403 aufgebrachten Stromes ist. Es
ist zu erwähnen, daß in dieser Beschreibung die Antriebs
kraft, welche nunmehr erwähnt wurde, sowie die Steuerkraft,
welche vorstehend erwähnt wurde, allgemein als "Steuerkraft"
bezeichnet wird.
Wie oben beschrieben bilden die Wicklung 403 und die Perma
nentmagneten 302a, 302b, 302c und 302d ein elektromagne
tisches Stellglied T.
Der Steuerkreis 6 weist Stromzuführungs-Schaltmittel 6a auf,
welche, basierend auf einem Informationssignal, welches die
sen durch den Lastsensor 7 auferlegt wird, selektiv jedes
Wicklungsteil 403a mit Energie beaufschlagen und die Rich
tung des Stromes in Übereinstimmung der Hubposition der Auf
hängungseinheit ändert. Dies bedeutet, daß die Stromzufüh
rungs-Schaltmittel 6a eine derartige Steuerung oder Regelung
durchführen, daß sie den Strom nur zu den Wicklungsteilen
403a zuführen, welche innerhalb der magnetischen Felder B1
und B2 positioniert sind. Weiterhin wirken die Schaltmittel
6a, da die Richtungen der magnetischen Flüsse, welche in den
magnetischen Feldern B1 und B2 auftreten, sich in entgegen
gesetzte Richtungen erstrecken, so, daß sie die Richtungen
der Antriebskräfte, welche in den, ein magnetisches Feld er
zeugenden Bereichen 302e und 302f erzeugt werden, viereckig
ausbilden oder abgleichen.
Dies bedeutet, daß, um dies zu erreichen, die Stromzuführung
zu den Wicklungsteilen 403a so ausgebildet ist, daß die
Richtung des Stromes in den Wicklungsteilen, welche in dem
magnetischen Feld B1 angeordnet sind, entgegengesetzt ist,
zu der Richtung des Stromes in den anderen Wicklungsteilen,
welche dem anderen magnetischen Feld B2 angeordnet sind.
Weiterhin wirken die Umschaltmittel 6a so, daß die Richtung
des Stromes, welcher zu jedem Wicklungsteil 403a zugeführt
ist, in Abhängigkeit von der Hubposition der Aufhängungsein
heit S verändert wird.
Der Steuerkreis 6 führt die Steuerung oder Regelung auf der
Basis von Informationssignalen von einem Beschleunigungs
sensor 8, dem Hubsensor 7 und einem Lastsensor 9 aus. Ähn
lich zu dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel,
ist der Beschleunigungssensor 8 an der Fahrzeugkarosserie
gelagert, um die vertikale Beschleunigung der Fahrzeugka
rosserie zu ermitteln. Die gemessene vertikale Beschleuni
gung wird zur Ableitung einer Vertikalgeschwindigkeit der
Karosserie verwendet. Der Lastsensor 9 mißt eine Last, wel
che auf die Aufhängungseinheit S aufgebracht wird. Die ge
messene Last wird zur Berechnung einer Relativgeschwindig
keit zwischen der Fahrzeugkarosserie und dem Rad verwendet.
Der arithmetische Teil des Steuerkreises 6 führt eine Steu
erung aus, um die Fahrzeugausrichtung basierend auf Informa
tionssignalen von dem Hubsensor 7 konstant zu halten, sowie
eine Steuerung zur Veränderung der Dämpfungskraft, auf der
Basis von Informationssignalen von dem Beschleunigungssensor
8 und dem Lastsensor 9.
In Fig. 8 ist mit dem Bezugszeichen 134 ein Rückprall-An
schlag bezeichnet, 135 ist ein Rückprall-Gummi und 136 ein
Anschlag-Gummi.
Im folgenden wird die Betriebsweise des zweiten Ausführungs
beispiels beschrieben:
In der praktischen Anwendung ist die Aufhängungseinheit S zwischen der Fahrzeugkarosserie und jedem der Fahrzeugräder angeordnet, wobei die Steuerschaltung 6 und die Sensoren 7, 8 und 9 für jede der Aufhängungseinheiten S verwendet wer den.
In der praktischen Anwendung ist die Aufhängungseinheit S zwischen der Fahrzeugkarosserie und jedem der Fahrzeugräder angeordnet, wobei die Steuerschaltung 6 und die Sensoren 7, 8 und 9 für jede der Aufhängungseinheiten S verwendet wer den.
Zunächst wird die Betriebsweise des hydraulischen Dämpfers P
beschrieben.
Unter einem Kontraktionsvorgang der Aufhängungseinheit S
wird die obere Kammer A kontrahiert und die untere Kammer B
expandiert. Folglich wird die Flüssigkeit in der oberen Kam
mer A dazu gebracht, in den Durchlaß 121a des Kolbens 122 zu
strömen, um das Dämpfungsventil 121c zu öffnen und um durch
den Durchlaß 125a in die untere Kammer B zu strömen. Da die
Fluidströmung zwischen der oberen und der unteren Kammer A
und B durch das Dämpfungsventil 121c begrenzt wird, wird
eine Dämpfungskraft erzeugt.
Weiterhin wird während des Kontraktionsvorganges der Auf
hängungseinheit S die Flüssigkeit in der oberen Kammer A
durch den Betrag, welcher zu dem Volumen der Kolbenstange
122 korrespondiert, welche in die zylindrische Röhre 111
eingeschoben wird, dazu gebracht, durch den Durchlaß 114a
des Basiselements 114 zu strömen, um das Dämpfungsventil
114c zu öffnen und um in die Reservoir-Kammer C zu strömen.
Da die Fluid-Strömung zwischen den Kammern A und C durch ein
Gasdämpfungsventil 114c begrenzt wird, wird eine Dämpfungs
kraft erzeugt.
Bei einem Ausdehnungsvorgang der Aufhängungseinheit S wird
die untere Kammer B kontrahiert, während die obere Kammer A
expandiert wird. Folglich wird Flüssigkeit in der unteren
Kammer B dazu gebracht, den Durchlaß 125a und den Durchlaß
121b des Kolbens 121 zu strömen, um das Dämpfungsventil 121d
und um in die obere Kammer A zu fließen. Da die Flüssig
keitsströmung zwischen der unteren und der oberen Kammer B
und A durch das Dämpfungsventil 121d begrenzt wird, wird
eine Dämpfungskraft erzeugt.
Weiterhin wird die Flüssigkeit in der Reservoirkammer C
während des Ausdehnungsvorganges der Aufhängungseinheit S
durch den Betrag, welcher korrespondierend ist zu dem Vo
lumen der Kolbenstange 122, welche von der zylindrischen
Röhre 111 abgezogen wird, und dazu gebracht, durch den
Durchlaß 114a des Basiselements 114 zu fließen, um das Dämp
fungsventil 114d zu öffnen, und um in die obere Kammer A zu
strömen. Da die Flüssigkeitsströmung in diesen Kammern B und
A durch das Dämpfungsventil 114d begrenzt ist, wird eine
Dämpfungskraft erzeugt.
Im folgenden wird die Betriebsweise des elektromagnetischen
Stellgliedes T beschrieben.
Wenn es erforderlich ist, der Aufhängungseinheit S zu ermög
lichen, eine Dämpfungskraft in Übereinstimmung mit den Fahr
bedingungen des Fahrzeugs zu erzeugen, werden die Wicklungs
teile 3a abgeschaltet. Dabei wird eine Dämpfungskraft mit
Übereinstimmung der Relativgeschwindigkeit zwischen der ka
rosserieverbundenen Struktur 1 und der radverbundenen Struk
tur 2 erzeugt, das heißt, proportional zu der Geschwindig
keit der Wicklung 403, welche sich in dem oberen und dem
unteren, ein magnetisches Feld erzeugenden Bereich 302e und
302f bewegt. Es ist somit zu bemerken, daß bei dieser Steu
erung der Dämpfungskraft keine Notwendigkeit besteht, einen
Strom der Wicklung 403 zuzuführen. Dies bedeutet, daß die
somit erhaltene Dämpfungskraft keine elektrische Energie
verbraucht.
Wenn es erforderlich ist, der Aufhängungseinheit S zu ermög
lichen, eine Antriebskraft zu erzeugen, um eine Steuerung
der Ausrichtung des Fahrzeuges zu erhalten, wird die Wick
lung 403 in Übereinstimmung mit den Fahrzeugkonditionen,
welche durch Informationssignale von den Sensoren 7, 8 und 9
wiedergegeben werden, mit Energie beaufschlagt. Dies bedeu
tet, daß in Übereinstimmung mit Informationssignalen von den
Sensoren 7 bis 9 die Aufhängungseinheit S eine nach oben
oder nach unten gerichtete Antriebskraft in Richtung der
Achse der Aufhängungseinheit S erzeugt. Die Richtung und In
tensität der Antriebskraft werden gemäß der Richtung und der
Intensität des Stromes, welcher der Wicklung 403 zugeführt
wird, verändert.
Somit können durch Erzeugung einer derartigen Antriebskraft
in einer Richtung zur Auslöschung einer Veränderung der
Fahrzeughöhe und die Fahrzeugausrichtung konstant gehalten
werden. Weiterhin kann durch Erzeugung einer derartigen An
triebskraft in einer Richtung zur Auslöschung einer externen
Kraft, welche auf die Aufhängungseinheit S von einem Fahr
zeugrad aufgebracht wird, die Fahrzeugausrichtung konstant
gehalten werden.
Wie oben beschrieben sind auch bei dem zweiten Ausführungs
beispiel der hydraulische Dämpfer P und das elektromagne
tische Stellglied T parallel zueinander angeordnet. Somit
wird die Einrichtung auch bei Aufbringung bei einer unnormal
großen Stoßkraft auf die Aufhängungseinheit vor einem Bruch
oder einer Beschädigung geschützt. Weiterhin kann aus oben
erwähnten Gründen der elektrische Energieverbrauch des elek
tromagnetischen Stellgliedes T reduziert werden.
Weiterhin besteht wegen der einzigartigen Anordnung der Bau
elemente der elektromagnetischen Aufhängungsvorrichtung
keine Notwendigkeit, den magnetischen Weg zu verstärken,
auch in einem Falle, in welchem ein größerer Hub der Auf
hängungseinheit S gefordert wird. Folglich wird unabhängig
von dem Maß des Hubes eine ausreichende Steuerkraft erhal
ten. Weiterhin wird wegen der einzigartigen Anordnung der
Bauelemente eine kompakte Lagerung des elektromagnetischen
Stellgliedes T erhalten. Dies führt zu einer kompakten Kon
struktion der Aufhängungsvorrichtung.
Da weiterhin die Energiezuführung nur zu einem der Wic
klungsteile 403a erfolgt, welche zur Erzeugung der Steuer
kraft benötigt werden, ergibt sich eine Einsparung an elek
trischer Energie.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel kann als Hubsensor 7
zur Ermittlung der Hubstellung der Aufhängungseinheit S ein
magnetischer Flußsensor, wie etwa ein Hall-Effekt-Sensor
verwendet werden. Somit kann die Hubstellung der Aufhän
gungseinheit S ohne Erhöhung der Basislänge der Aufhängungs
einheit S ermittelt werden. Dieses führt zu einer kompakten
Konstruktion der Aufhängungsvorrichtung.
Obwohl das oben beschriebene zweite Ausführungsbeispiel ein
Ausführungsbeispiel zeigt, bei welchem der magnetische Weg
durch die oberen und unteren, paarweise angeordneten, ein
magnetisches Feld erzeugenden Bereiche gebildet wird, kann
der magnetische Weg oder das magnetische Feld auch durch nur
ein Paar von ein magnetisches Feld erzeugenden Bereichen ge
bildet werden.
Claims (21)
1. Elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung zur Verwendung
zwischen einer Fahrzeugkarosserie und einem Fahrzeugrad,
gekennzeichnet durch:
eine karosserieverbundene Struktur (1), welche mit der Fahrzeugkarosserie zur Bewegung mit dieser verbunden ist,
eine radverbundene Struktur (2), welche mit dem Fahr zeugrad zur Bewegung mit dieser verbunden ist, wobei die karosserieverbundene Struktur (1) und die radverbundene Struktur (2) so angeordnet sind, daß eine Relativbewe gung zwischen diesen möglich ist,
ein elektromagnetisches Stellglied (T), welches der ka rosserieverbundenen Struktur (1) und der radverbundenen Struktur (2) zugeordnet ist, um elektromagnetisch die Relativbewegung in Übereinstimmung mit einer auf diese aufgebrachten elektronischen Energie zu steuern, und
einen hydraulischen Dämpfer (P), welcher parallel zu dem elektrischen Stellglied (T) zwischen der karosseriever bundenen Struktur (1) und der radverbundenen Struktur (2) zur Erzeugung einer Dämpfungskraft in Übereinstim mung mit der Relativbewegung angeordnet ist.
eine karosserieverbundene Struktur (1), welche mit der Fahrzeugkarosserie zur Bewegung mit dieser verbunden ist,
eine radverbundene Struktur (2), welche mit dem Fahr zeugrad zur Bewegung mit dieser verbunden ist, wobei die karosserieverbundene Struktur (1) und die radverbundene Struktur (2) so angeordnet sind, daß eine Relativbewe gung zwischen diesen möglich ist,
ein elektromagnetisches Stellglied (T), welches der ka rosserieverbundenen Struktur (1) und der radverbundenen Struktur (2) zugeordnet ist, um elektromagnetisch die Relativbewegung in Übereinstimmung mit einer auf diese aufgebrachten elektronischen Energie zu steuern, und
einen hydraulischen Dämpfer (P), welcher parallel zu dem elektrischen Stellglied (T) zwischen der karosseriever bundenen Struktur (1) und der radverbundenen Struktur (2) zur Erzeugung einer Dämpfungskraft in Übereinstim mung mit der Relativbewegung angeordnet ist.
2. Elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Dämpfer
(P) folgende Bauelemente umfaßt:
Mittel zur Ausbildung einer zylindrischen Fluidkammer, in der karosserieverbundenen Struktur (1), wobei die zylindrische Fluidkammer ein Fluid enthält,
einen Kolben, welcher verschiebbar und dichtend in der zylindrischen Fluidkammer angeordnet ist, um diese in obere und untere Kammern zu unterteilen, wobei der Kol ben mit der radverbundenen Struktur (2) durch eine Kol benstange verbunden ist, und
eine Ventilanordnung mit mehreren Fluidsteuerdurchläs sen, durch welche die obere und die untere Kammer mit einander verbindbar sind.
Mittel zur Ausbildung einer zylindrischen Fluidkammer, in der karosserieverbundenen Struktur (1), wobei die zylindrische Fluidkammer ein Fluid enthält,
einen Kolben, welcher verschiebbar und dichtend in der zylindrischen Fluidkammer angeordnet ist, um diese in obere und untere Kammern zu unterteilen, wobei der Kol ben mit der radverbundenen Struktur (2) durch eine Kol benstange verbunden ist, und
eine Ventilanordnung mit mehreren Fluidsteuerdurchläs sen, durch welche die obere und die untere Kammer mit einander verbindbar sind.
3. Elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch
2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Fluidsteuer
durchlässe der Ventilanordnung mit Mitteln zur Drosse
lung einer Fluidströmung versehen ist.
4. Elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch
3, dadurch gekennzeichnet, daß die, eine Fluidströmung
drosselnden Mittel in Form einer Öffnung und/oder eines
Dämpfungsventiles ausgebildet sind.
5. Elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch
4, gekennzeichnet durch Mittel zur Änderung einer Däm
pfungskraft zur Veränderung der Dämpfungscharakteristik
des hydraulischen Dämpfers (P).
6. Elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch
5, dadurch gekennzeichnet, daß das Öffnungsmaß der Öff
nung durch die Mittel zur Veränderung der Dämpfungskraft
steuerbar ist.
7. Elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch
6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Verän
derung einer Dämpfungskraft folgende Bauelemente umfas
sen:
eine zylindrische Lagerungsröhre mit zwei Öffnungen, welche jeweils Teile von zweien der Fluid-Steuerdurch lässe der Ventilanordnung bilden,
eine Steuerspule, welche dichtend und drehbar in der Lagerungsröhre angeordnet ist und zwei Öffnungen auf weist, wobei die Öffnungen jeweils passend zu den Öff nungen der Lagerungsröhre angeordnet sind, wenn die Steuerspule eine bestimmte Winkelstellung relativ zu der Lagerungsröhre einnimmt, und
Antriebsmittel zur Drehung der Steuerspule zur Verände rung des Öffnungsmaßes der Öffnungen relativ zu den Öffnungen der Lagerungsröhre.
eine zylindrische Lagerungsröhre mit zwei Öffnungen, welche jeweils Teile von zweien der Fluid-Steuerdurch lässe der Ventilanordnung bilden,
eine Steuerspule, welche dichtend und drehbar in der Lagerungsröhre angeordnet ist und zwei Öffnungen auf weist, wobei die Öffnungen jeweils passend zu den Öff nungen der Lagerungsröhre angeordnet sind, wenn die Steuerspule eine bestimmte Winkelstellung relativ zu der Lagerungsröhre einnimmt, und
Antriebsmittel zur Drehung der Steuerspule zur Verände rung des Öffnungsmaßes der Öffnungen relativ zu den Öffnungen der Lagerungsröhre.
8. Elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch
7, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel in
Form eines Stufenmotors ausgebildet sind, welcher in
Übereinstimmung mit Informationssignalen, welche von ei
nem Beschleunigungssensor (8), einem Hubsensor (7) und
einem Lastsensor (9), welche an dem Fahrzeug gelagert
sind, abgegeben werden, steuerbar ist.
9. Elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Dämpfer
(P) folgende Bauelemente umfaßt:
erste, zweite und dritte Röhren, welche einen Teil der karosserieverbundenen Struktur (1) bilden, wobei die erste, die zweite und die dritte Röhre koaxial kombi niert sind, um sowohl einen ersten zylindrischen Zwi schenraum zwischen der ersten und der zweiten Röhre, als auch einen zweiten zylindrischen Zwischenraum zwischen der zweiten und der dritten Röhre zu bilden,
Mittel zur Ausbildung eines größeren Zwischenraumes durch einen oberen Bereich der ersten Röhre, wobei die sem Zwischenraum ein oben offener Teil des ersten zylin drischen Zwischenraumes ausgesetzt ist, wobei der grö ßere Zwischenraum als eine Haupt-Reservoirkammer dient,
Mittel zur Verbindung der unteren Enden des ersten und des zweiten zylindrischen Zwischenraumes,
ein Fluid, welches in dem ersten und dem zweiten zylin drischen Zwischenraum, der Haupt-Reservoirkammer und der dritten Röhre aufgenommen ist,
einen Kolben, welcher verschiebbar und dichtend in der dritten Röhre angeordnet ist, um den Innenraum der drit ten Röhre in eine obere und eine untere Kammer zu unter teilen, wobei der Kolben über eine Kolbenstange mit der radverbundenen Struktur (2) verbunden ist, und
eine Ventilanordnung, welche mit Abstand in der Haupt- Reservoirkammer aufgenommen ist und an oberen Enden der zweiten und der dritten Röhre gelagert ist, wobei die Ventilanordnung mehrere Fluid-Steuerdurchlässe aufweist, durch welche die obere Kammer, der zweite zylindrische Zwischenraum und die Haupt-Reservoirkammer in steuerba rer Weise verbindbar sind.
erste, zweite und dritte Röhren, welche einen Teil der karosserieverbundenen Struktur (1) bilden, wobei die erste, die zweite und die dritte Röhre koaxial kombi niert sind, um sowohl einen ersten zylindrischen Zwi schenraum zwischen der ersten und der zweiten Röhre, als auch einen zweiten zylindrischen Zwischenraum zwischen der zweiten und der dritten Röhre zu bilden,
Mittel zur Ausbildung eines größeren Zwischenraumes durch einen oberen Bereich der ersten Röhre, wobei die sem Zwischenraum ein oben offener Teil des ersten zylin drischen Zwischenraumes ausgesetzt ist, wobei der grö ßere Zwischenraum als eine Haupt-Reservoirkammer dient,
Mittel zur Verbindung der unteren Enden des ersten und des zweiten zylindrischen Zwischenraumes,
ein Fluid, welches in dem ersten und dem zweiten zylin drischen Zwischenraum, der Haupt-Reservoirkammer und der dritten Röhre aufgenommen ist,
einen Kolben, welcher verschiebbar und dichtend in der dritten Röhre angeordnet ist, um den Innenraum der drit ten Röhre in eine obere und eine untere Kammer zu unter teilen, wobei der Kolben über eine Kolbenstange mit der radverbundenen Struktur (2) verbunden ist, und
eine Ventilanordnung, welche mit Abstand in der Haupt- Reservoirkammer aufgenommen ist und an oberen Enden der zweiten und der dritten Röhre gelagert ist, wobei die Ventilanordnung mehrere Fluid-Steuerdurchlässe aufweist, durch welche die obere Kammer, der zweite zylindrische Zwischenraum und die Haupt-Reservoirkammer in steuerba rer Weise verbindbar sind.
10. Elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch
9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung fol
gende Bauelemente umfaßt:
Mittel zur Ausbildung eines ersten Verbindungsdurchlas ses, welcher die obere Kammer und die Haupt-Reservoir kammer verbindet, wobei der erste Verbindungsdurchlaß mit ersten und zweiten Dämpfungsventilen versehen ist, welche nur zu öffnen sind, wenn das Fluid von der oberen Kammer in Richtung auf die Haupt-Reservoirkammer strömt,
Mittel zur Ausbildung eines zweiten Verbindungsdurchlas ses, welcher einen mittleren Teil des ersten Verbin dungsdurchlasses und den zweiten zylindrischen Zwischen raum verbindet,
Mittel zur Ausbildung eines ersten Bypass-Durchlasses, welcher die obere Kammer und die Haupt-Reservoirkammer unter Umgehung des ersten Verbindungsdurchlasses ver bindet, wobei der erste Bypass-Durchlaß mit einer Öff nung versehen ist,
Mittel zur Ausbildung eines zweiten Bypass-Durchlasses, welcher einen mittleren Teil des ersten Bypass-Durch lasses und einen mittleren Teil des ersten Verbindungs durchlasses verbindet, wobei der zweite Bypass-Durchlaß mit einer Öffnung versehen ist,
Mittel zur Ausbildung eines ersten Prüf-Durchlasses, welcher in die Haupt-Reservoirkammer und die obere Kam mer verbindet, wobei der erste Prüf-Durchlaß mit einem ersten Rückschlagventil versehen ist, welches nur zu öffnen ist, wenn Fluid von der Haupt-Reservoirkammer zu der oberen Kammer strömt, und
Mittel zur Ausbildung eins zweiten Prüf-Durchlasses, welcher die Haupt-Reservoirkammer und einen mittleren Teil des zweiten Verbindungsdurchlasses verbindet, wobei der zweite Prüf-Durchlaß mit einem zweiten Rückschlag ventil versehen ist, welches nur zu öffnen ist, wenn Fluid von der Haupt-Reservoirkammer in Richtung auf den mittleren Teil des zweiten Verbindungsdurchlasses strömt.
Mittel zur Ausbildung eines ersten Verbindungsdurchlas ses, welcher die obere Kammer und die Haupt-Reservoir kammer verbindet, wobei der erste Verbindungsdurchlaß mit ersten und zweiten Dämpfungsventilen versehen ist, welche nur zu öffnen sind, wenn das Fluid von der oberen Kammer in Richtung auf die Haupt-Reservoirkammer strömt,
Mittel zur Ausbildung eines zweiten Verbindungsdurchlas ses, welcher einen mittleren Teil des ersten Verbin dungsdurchlasses und den zweiten zylindrischen Zwischen raum verbindet,
Mittel zur Ausbildung eines ersten Bypass-Durchlasses, welcher die obere Kammer und die Haupt-Reservoirkammer unter Umgehung des ersten Verbindungsdurchlasses ver bindet, wobei der erste Bypass-Durchlaß mit einer Öff nung versehen ist,
Mittel zur Ausbildung eines zweiten Bypass-Durchlasses, welcher einen mittleren Teil des ersten Bypass-Durch lasses und einen mittleren Teil des ersten Verbindungs durchlasses verbindet, wobei der zweite Bypass-Durchlaß mit einer Öffnung versehen ist,
Mittel zur Ausbildung eines ersten Prüf-Durchlasses, welcher in die Haupt-Reservoirkammer und die obere Kam mer verbindet, wobei der erste Prüf-Durchlaß mit einem ersten Rückschlagventil versehen ist, welches nur zu öffnen ist, wenn Fluid von der Haupt-Reservoirkammer zu der oberen Kammer strömt, und
Mittel zur Ausbildung eins zweiten Prüf-Durchlasses, welcher die Haupt-Reservoirkammer und einen mittleren Teil des zweiten Verbindungsdurchlasses verbindet, wobei der zweite Prüf-Durchlaß mit einem zweiten Rückschlag ventil versehen ist, welches nur zu öffnen ist, wenn Fluid von der Haupt-Reservoirkammer in Richtung auf den mittleren Teil des zweiten Verbindungsdurchlasses strömt.
11. Elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch
10, gekennzeichnet durch Mittel zur Veränderung einer
Dämpfungskraft zur Veränderung der Dämpfungscharakteri
stika des hydraulischen Dämpfers (P).
12. Elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch
11, dadurch gekennzeichnet, daß die, eine Dämpfungskraft
variierenden Mittel folgende Bauelemente umfassen:
eine zylindrische Lagerungsröhre, welche zwei Öffnungen aufweist, welche jeweils Teile des ersten und des zwei ten Bypass-Durchlasses der Ventilanordnung bilden,
eine Steuerspule, welche dichtend und drehbar in der La gerungsröhre angeordnet ist und die Öffnungen des ersten und des zweiten Bypass-Durchlasses in einer zylindri schen Wandung derselben ausgebildet aufweist, wobei die Öffnungen passend zu den Öffnungen der zylindrischen La gerungsröhre angeordnet sind, und
Antriebsmittel zur Drehung der Steuerspule um ihre Achse zur Änderung des Öffnungsgrades der Öffnung relativ zu den Öffnungen der Lagerungsröhre.
eine zylindrische Lagerungsröhre, welche zwei Öffnungen aufweist, welche jeweils Teile des ersten und des zwei ten Bypass-Durchlasses der Ventilanordnung bilden,
eine Steuerspule, welche dichtend und drehbar in der La gerungsröhre angeordnet ist und die Öffnungen des ersten und des zweiten Bypass-Durchlasses in einer zylindri schen Wandung derselben ausgebildet aufweist, wobei die Öffnungen passend zu den Öffnungen der zylindrischen La gerungsröhre angeordnet sind, und
Antriebsmittel zur Drehung der Steuerspule um ihre Achse zur Änderung des Öffnungsgrades der Öffnung relativ zu den Öffnungen der Lagerungsröhre.
13. Elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch
4, dadurch gekennzeichnet, daß das elektromagnetische
Stellglied (T) folgende Bauelemente umfaßt:
obere und untere Permanentmagnet-Anordnungen, welche an axial beabstandeten Bereichen der karosserieverbundenen Struktur (1) oder der radverbundenen Struktur (2) gela gert sind,
eine Wicklung, welche mit der jeweils anderen, radver bundenen oder karosserieverbundenen Struktur nahe zu den oberen und unteren Permanentmagnet-Anordnungen verbunden ist, so daß bei Auftreten einer Relativbewegung zwischen der karosserieverbundenen Struktur (1) und der radver bundenen Struktur (2) die Wicklung sich axial relativ zu der oberen und der unteren Permanentmagnet-Anordnung be wegt, und
Steuermittel zur Steuerung einer der Wicklung zugeführ ten elektrischen Energie.
obere und untere Permanentmagnet-Anordnungen, welche an axial beabstandeten Bereichen der karosserieverbundenen Struktur (1) oder der radverbundenen Struktur (2) gela gert sind,
eine Wicklung, welche mit der jeweils anderen, radver bundenen oder karosserieverbundenen Struktur nahe zu den oberen und unteren Permanentmagnet-Anordnungen verbunden ist, so daß bei Auftreten einer Relativbewegung zwischen der karosserieverbundenen Struktur (1) und der radver bundenen Struktur (2) die Wicklung sich axial relativ zu der oberen und der unteren Permanentmagnet-Anordnung be wegt, und
Steuermittel zur Steuerung einer der Wicklung zugeführ ten elektrischen Energie.
14. Elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch
13, dadurch gekennzeichnet, daß die obere und die untere
Permanentmagnet-Anordnung folgende Bauelemente umfaßt:
Einen äußeren ringförmigen Permanentmagnet, welcher ko axial und beabstandet um die Wicklung angeordnet ist, und
einen inneren ringförmigen Permanentmagnet, welcher ko axial und beabstandet in der Wicklung angeordnet ist.
Einen äußeren ringförmigen Permanentmagnet, welcher ko axial und beabstandet um die Wicklung angeordnet ist, und
einen inneren ringförmigen Permanentmagnet, welcher ko axial und beabstandet in der Wicklung angeordnet ist.
15. Elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch
14, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung mehrere
Wicklungsteile umfaßt, welche koaxial fluchtend ausge
bildet sind, wobei jedes Wicklungsteil unabhängig durch
die Steuermittel (6) steuerbar ist.
16. Elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch
15, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Wicklungsteil eine
axiale Länge aufweist, welche geringer ist, als ein Ab
stand (H) zwischen der oberen und der unteren Permanent
magnet-Anordnung.
17. Elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch
16, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Energie
zuführung zu jedem Wicklungsteil in Abhängigkeit von In
formationssignalen von einem Hubsensor (7), einem Be
schleunigungssensor (8) und einem Lastsensor (9), welche
an dem Fahrzeug gelagert sind, durchführbar ist.
18. Elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch
17, gekennzeichnet durch Mittel zur Veränderung einer
Dämpfungskraft zur Veränderung einer Dämpfungskraft zur
Veränderung der Dämpfungscharakteristika des hydrauli
schen Dämpfers (P).
19. Elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch
18, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Verände
rung der Dämpfungskraft folgende Bauelemente umfassen:
eine zylindrische Lagerungsröhre mit zwei Öffnungen, welche jeweils Teile von zwei der Fluid-Steuerdurchlässe der Ventilanordnung des hydraulischen Dämpfers (P) bil den,
eine Steuerspule, welche dichtend und drehbar in der La gerungsröhre angeordnet ist und zwei Öffnungen aufweist, wobei die Öffnungen jeweils passend zu den Öffnungen der Lagerungsröhre angeordnet sind, wenn die Steuerspule eine bestimmte Winkelposition relativ zu der Lagerungs röhre einnimmt, und
Antriebsmittel zur Drehung der Lagerungsspule zur Vari ierung des Öffnungsgrades der Öffnungen relativ zu den Öffnungen der Lagerungsröhre.
eine zylindrische Lagerungsröhre mit zwei Öffnungen, welche jeweils Teile von zwei der Fluid-Steuerdurchlässe der Ventilanordnung des hydraulischen Dämpfers (P) bil den,
eine Steuerspule, welche dichtend und drehbar in der La gerungsröhre angeordnet ist und zwei Öffnungen aufweist, wobei die Öffnungen jeweils passend zu den Öffnungen der Lagerungsröhre angeordnet sind, wenn die Steuerspule eine bestimmte Winkelposition relativ zu der Lagerungs röhre einnimmt, und
Antriebsmittel zur Drehung der Lagerungsspule zur Vari ierung des Öffnungsgrades der Öffnungen relativ zu den Öffnungen der Lagerungsröhre.
20. Elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß des hydraulische Dämpfer
(P) folgende Bauelemente umfaßt:
eine erste und eine zweite Röhre, welche einen Teil der karosserieverbundenen Struktur (1) und welche koaxial zur Ausbildung eines zylindrischen Zwischenraumes zwi schen diesen angeordnet sind,
Mittel zur Ausbildung eines größeren Zwischenraumes durch einen oberen Bereich des ersten Röhre, wobei diesem Zwischenraum ein oberes Ende der zweiten Röhre ausgesetzt ist, wobei der größere Zwischenraum als eine Reservoir-Kammer dient,
Mittel zur Ausbildung eines ersten und eines zweiten Durchlasses in dem oberen Ende der zweiten Röhre, wobei der erste Prüf-Durchlaß nur eine in einer Richtung er folgende Strömung von Fluid vom Innenraum der zweiten Röhre in Richtung auf die Reservoir-Kammer ermöglicht und wobei der zweite Prüf-Durchlaß nur eine in einer Richtung gerichtete Strömung von Fluids von der Reser voir-Kammer in Richtung auf den Innenraum der zweiten Röhre ermöglicht,
ein Fluid, welches in der Reservoir-Kammer und der zwei ten Röhre aufgenommen ist,
einen Kolben, welcher verschiebbar und dichtend in der zweiten Röhre zur Unterteilung des Innenraums der zwei ten Röhre in eine obere und eine untere Kammer angeord net ist, wobei der Kolben über ein Kolbenstange mit der radverbundenen Struktur (2) verbunden ist, und
Mittel zur Ausbildung eines dritten und eines vierten Prüf-Durchlasses in dem Kolben, wobei der dritte Prüf- Durchlaß nur eine in einer Richtung erfolgenden Strömung von Fluid von der unteren Kammer in Richtung auf die obere Kammer ermöglicht, und wobei der vierte Prüf- Durchlaß nur eine in einer Richtung gerichtete Strömung von Fluids von der oberen Kammer in Richtung auf die untere Kammer zuläßt.
eine erste und eine zweite Röhre, welche einen Teil der karosserieverbundenen Struktur (1) und welche koaxial zur Ausbildung eines zylindrischen Zwischenraumes zwi schen diesen angeordnet sind,
Mittel zur Ausbildung eines größeren Zwischenraumes durch einen oberen Bereich des ersten Röhre, wobei diesem Zwischenraum ein oberes Ende der zweiten Röhre ausgesetzt ist, wobei der größere Zwischenraum als eine Reservoir-Kammer dient,
Mittel zur Ausbildung eines ersten und eines zweiten Durchlasses in dem oberen Ende der zweiten Röhre, wobei der erste Prüf-Durchlaß nur eine in einer Richtung er folgende Strömung von Fluid vom Innenraum der zweiten Röhre in Richtung auf die Reservoir-Kammer ermöglicht und wobei der zweite Prüf-Durchlaß nur eine in einer Richtung gerichtete Strömung von Fluids von der Reser voir-Kammer in Richtung auf den Innenraum der zweiten Röhre ermöglicht,
ein Fluid, welches in der Reservoir-Kammer und der zwei ten Röhre aufgenommen ist,
einen Kolben, welcher verschiebbar und dichtend in der zweiten Röhre zur Unterteilung des Innenraums der zwei ten Röhre in eine obere und eine untere Kammer angeord net ist, wobei der Kolben über ein Kolbenstange mit der radverbundenen Struktur (2) verbunden ist, und
Mittel zur Ausbildung eines dritten und eines vierten Prüf-Durchlasses in dem Kolben, wobei der dritte Prüf- Durchlaß nur eine in einer Richtung erfolgenden Strömung von Fluid von der unteren Kammer in Richtung auf die obere Kammer ermöglicht, und wobei der vierte Prüf- Durchlaß nur eine in einer Richtung gerichtete Strömung von Fluids von der oberen Kammer in Richtung auf die untere Kammer zuläßt.
21. Elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch
20, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der ersten, zwei
ten, dritten und vierten Durchlässe zur Erzeugung der in
einer Richtung gerichteten Fluid-Strömung mit einem
Dämpfungsventil versehen ist.
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