DE102004047154B4

DE102004047154B4 - Niveauregulierungseinrichtung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102004047154B4
Application number: DE200410047154
Authority: DE
Inventors: Volker Kühner
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2004-09-29
Filing date: 2004-09-29
Publication date: 2008-12-11
Anticipated expiration: 2024-09-30
Also published as: DE102004047154A1

Abstract

Niveauregulierungseinrichtung (10) für ein Fahrzeug, mit
– einem Fahrzeugaufbau (11) der über Dämpfer (13) an einem auf der Fahrbahn (17) aufstehenden Fahrwerk gehalten ist,
– wenigstens einem Dämpfer (13) mit steuerbarer Nulllage und einem dem Dämpfer (13) zugeordneten Niveausensor (16) zum Erfassen der relativen Lage des Fahrzeugaufbaus (11) zur Fahrbahn (17),
– wobei der Dämpfer (13) mittels einer zugeordneten Steuereinrichtung (18) im Sinne des Erzeugens eines vorgegebenen Sollwertes für die steuerbare Nulllage ansteuerbar ist, wozu der Dämpfer (13) als ein Öl beinhaltender rheologisch arbeitender Dämpfer ausgebildet ist und
– die Vorgabe des Sollwertes in der Steuereinrichtung (18) in Abhängigkeit wenigstens einer die Dynamik des Fahrzeugs beschreibenden Größe erfolgt,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Dämpfer (13) einen Elektromagneten (19) zum Steuern des Dämpfungsverhaltens aufweist, wobei der Elektromagnet (19) durch die Steuereinrichtung (18) angesteuert wird, derart, dass eine Beeinflussung der Viskosität des durchströmenden rheologischen Öls erfolgt, so...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Niveauregulierungseinrichtung für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Es ist bekannt bei Fahrzeugen, insbesondere an der Hinterachse Niveauregulierungseinrichtungen vorzusehen, bei denen die Nulllage eines Dämpfers, insbesondere eines hydraulischen Dämpfers beeinflusst wird, dass sich das Fahrzeug in einer vorgegebenen Lage befindet. Dabei wird die Nulllage des Fahrzeuges insbesondere im Sinne des Erzeugens einer bestimmten Lage des Fahrzeugs über der Fahrbahn, insbesondere abhängig von der Beladung des Fahrzeugs gesteuert.
Darüber hinaus ist es bekannt, aktiv gesteuerte Dämpfer in Fahrzeugen zu verwenden, um während des Fahrbetriebs eine fahrdynamisch günstige Nulllage des Fahrzeugs zu ermitteln und zu erzeugen. Eine solche fahrdynamisch günstige Nulllage des Fahrzeugs ist beispielsweise dann gegeben, wenn in Kurvenfahrt ein entsprechendes Kurvenwanken kompensiert wird. Auch hierzu ist es bekannt, hydraulische Dämpfersysteme heranzuziehen, wobei derartige hydraulische Dämpfersysteme zumeist aus einem Kolben bestehen, welcher im Hinblick auf Zug und Druck Öl aus Kammern verdrängt und dieses in Speicher hinausbefördert. Dabei kann die Nulllage und das Bewegungsverhalten des hydraulischen Dämpfers dadurch gesteuert werden, dass die Menge des Hydrauliköls, welche aus einer der Kammern hinaus in den Speicher strömt, welcher drucklos ist oder mit einem Solldruck beaufschlagt ist, durch Öffnen und Schließen geeigneter Ventile gesteuert wird.
Eine derartige Ausbildung mit einem Speicher für Hydrauliköl ist aufwändig. Darüber hinaus ist die Ansteuerung von Ventilen, insbesondere für Dämpfer mit mehreren Kammern für Hydrauliköl aufwändig.
Aus der DE 34 43 183 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern der Dämpferhärte eines Stoßdämpfers für Fahrzeuge bekannt. Der Stoßdämpfer umfasst zwei Arbeitskammern, in denen ein Kolben beweglich angeordnet ist. Über eine Steuereinrichtung wird ein kapazitives Bauteil angesteuert, wodurch abhängig davon die Viskosität einer elektro-rheologischen Flüssigkeit in dem Stoßdämpfer veränderbar ist. Darüber hinaus ist die Steuereinrichtung zur Steuerung einer Förderpumpe ausgebildet, welche zur Niveauregelung des Stoßdämpfers die Flüssigkeit in die Arbeitskammern des Stoßdämpfers entsprechend fördert.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine aktive Steuerung der Lage des Fahrzeugs gegenüber der Fahrbahn zu ermöglichen, welche möglichst einfach gestaltet ist und möglichst wenige bewegliche Bauteile enthält. Insbesondere soll die Niveauregulierung bauteilreduziert erfolgen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch eine Niveauregulierungseinrichtung gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst.
Eine erfindungsgemäße Niveauregulierungseinrichtung für Fahrzeuge umfasst einen Fahrzeugaufbau, welcher über Dämpfer an einem auf der Fahrbahn aufstehenden Fahrwerk gehalten ist, wenigstens einen Dämpfer mit steuerbarer Nulllage und einem dem Dämpfer zugeordneten Niveausensor zum Erfassen der relativen Lage des Fahrzeugsaufbaus zur Fahrbahn, wobei der Dämpfer mittels einer zugeordneten Steuereinrichtung im Sinne des Erzeugens eines vorgegebenen Sollwertes für die steuerbare Nulllage ansteuerbar ist. Hierbei ist der Dämpfer als Öl beinhaltender hydraulischer Dämpfer ausgebildet. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Dämpfer rheologisch arbeitende Dämpfer sind und die Vorgabe des Sollwertes in der Steuereinrichtung in Abhängigkeit wenigstens einer die Dynamik des Fahrzeugs beschreibenden Größe erfolgt.
Zum Steuern des Dämpfungsverhaltens ist ein Elektromagnet vorgesehen, wobei der Elektromagnet durch eine Steuereinrichtung angesteuert wird. Durch den Elektromagneten kann die rheologische Fähigkeit des Dämpfungsöls genutzt werden, um die Durchlässigkeit einer Durchflusspassage so zu verändern, dass aufgrund der veränderten Viskosität bei gleicher Belastung unterschiedliche Durchflussmengen an Hydrauliköl durch diese Passage durchströmen können. Dabei wird der Elektromagnet vorzugsweise direkt durch die Steuereinrichtung für die Niveauregulierung angesteuert. Durch entsprechendes Ansteuern ist die Größe des magnetischen Feldes des Elektromagneten und damit auch die Durchlässigkeit der Durchflussöffnung steuerbar.
Rheologisch arbeitende Dämpfer sind Dämpfer, deren Dämpfungsflüssigkeit in ihrer Viskosität beeinflusst wird, wobei die Viskosität in Abhängigkeit eines von einem Elektromagneten erzeugten Feld beeinflussbar ist. Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Nulllage eines solchen rheologisch arbeitenden Dämpfers in Abhängigkeit wenigstens einer die Dynamik des Fahrzeuges beschreibenden Größe, beispielsweise der Längs- oder Querbeschleunigung oder der Gierrate des Fahrzeuges, festgelegt wird. Dies kann insbesondere für jeden der Dämpfer des Fahrzeugs, wobei insbesondere für jedes Fahrzeug wenigstens ein rheologisch arbeitender Dämpfer vorgesehen ist, gesondert erfolgen. Eine Zielgröße kann sein, die Nulllage der einzelnen Dämpfer so zu bestimmen, dass auch bei einem aktuellen Fahrzustand mit unterschiedlichen Lastmomenten auf den Dämpfern eine ebene Lage des Fahrzeuges bezüglich der Fahrbahn gegeben ist. Auch ein aktives Kippen des Fahrzeugaufbaus auf die kurveninnere Seite einer durchfahrenen Kurve ist möglich. Einrichtungen zur fahrdynamisch günstigen Berechnung der Lage des Fahrzeugaufbaus gegenüber der Fahrbahn in Abhängigkeit des aktuellen Fahrzustands sind dabei in unterschiedlichen Formen bekannt.
Durch die Verwendung eines rheologisch arbeitenden Dämpfers in diesem Bereich wird die Anzahl der bewegten Teile und die Ansteuerung einer Dämpfung in diesem Bereich vereinfacht.
Gemäß bevorzugter Ausgestaltung ist dabei vorgesehen, dass der Dämpfer so ausgebildet ist, dass das Öl direkt zwischen den beiden Kammern des Dämpfers strömt. Es findet also eine direkte Überströmung einer Flusspassage statt, so dass ein direkter Niveauausgleich damit erreicht werden kann, indem die Arbeitsbewegungen des Dämpfers auch zum Pumpen der Hydraulikflüssigkeit zwischen den Arbeitskammern des Hydraulikzylinders genutzt wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Elektromagnet im Bereich des Kolbens des Dämpfers angeordnet, der Kolben weist eine Durchströmöffnung für das Öl auf. Durch diese Maßnahme kann das Hydrauliköl unmittelbar durch den Kolben durchströmen und somit sind keine aufwändigen Überströmwege und andere eventuell aufwändige Leitungen erforderlich.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist eine derartige Niveauregulierungseinrichtung so ausgebildet, dass jeder der Achsen des Fahrzeugs, vorzugsweise jedem der Räder des Fahrzeugs ein solcher Dämpfer zugeordnet ist, so dass die Lage des Fahrzeugsaufbaus während der Fahrt in allen Richtungen steuerbar ist.
Im Übrigen ist die Erfindung anhand des in der einzigen Figur gezeigten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Dabei zeigt die einzige Figur in schematischer Darstellung eine Niveauregulierungseinrichtung 10 welche den Fahrzeugaufbau 11 auf dem Rad 12 des Fahrwerks abstützt. Dabei ist zwischen dem Fahrzeugaufbau 11 und dem Rad 12 der Dämpfer 13 angeordnet. Dieser Dämpfer 13 ist als hydraulischer Dämpfer ausgebildet, der zwei Arbeitskammern aufweist, welche von einem Kolben 14 voneinander getrennt werden. Durch die Lastspiele wird Dämpferöl aus einer der beiden Kammern 13a, 13b verdrängt und strömt über die Verbindungsleitung 15, die beispielsweise auch im Kolben 14 selbst ausgebildet sein kann, in die andere der Kammern 13b, 13a. Dabei befindet sich in dem Dämpfer ein rheologisches Öl, dessen Viskosität durch elektromagnetische Felder beeinflussbar ist. Die Nulllage des Dämpfers 13 wird dabei über den Sensor 16 erfasst und ein entsprechendes Signal der Steuereinrichtung 18 zugeführt. Über die Steuereinrichtung 18 wird der Elektromagnet 19 angesteuert, welcher die Verbindungsleitung 15 zwischen den beiden Kammern 13a, 13b des Dämpfers 13 miteinander verbindet. Anhand der Bewegung des Rades 12 über die Fahrbahn 17 führt der Kolben 14 im Dämpfer 13 Hubbewegungen aus und dadurch wird Öl von der einen Kammer 13a in die andere Kammer 13b durch die Verbindungsleitung 15 hindurch verdrängt bzw. umgekehrt. Durch entsprechendes Ansteuern des Elektromagneten 19 durch die Steuereinrichtung 18 wird dabei die durchströmende Menge Öl durch entsprechendes Anpassen ihrer Viskosität und damit durch gezieltes Steuern des Strömungswiderstandes beeinflusst, so dass sich die gewünschte Nulllage oder mittlere Lage des Kolbens 14 im Dämpfer einstellt.

Claims

Niveauregulierungseinrichtung (10) für ein Fahrzeug, mit – einem Fahrzeugaufbau (11) der über Dämpfer (13) an einem auf der Fahrbahn (17) aufstehenden Fahrwerk gehalten ist, – wenigstens einem Dämpfer (13) mit steuerbarer Nulllage und einem dem Dämpfer (13) zugeordneten Niveausensor (16) zum Erfassen der relativen Lage des Fahrzeugaufbaus (11) zur Fahrbahn (17), – wobei der Dämpfer (13) mittels einer zugeordneten Steuereinrichtung (18) im Sinne des Erzeugens eines vorgegebenen Sollwertes für die steuerbare Nulllage ansteuerbar ist, wozu der Dämpfer (13) als ein Öl beinhaltender rheologisch arbeitender Dämpfer ausgebildet ist und – die Vorgabe des Sollwertes in der Steuereinrichtung (18) in Abhängigkeit wenigstens einer die Dynamik des Fahrzeugs beschreibenden Größe erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfer (13) einen Elektromagneten (19) zum Steuern des Dämpfungsverhaltens aufweist, wobei der Elektromagnet (19) durch die Steuereinrichtung (18) angesteuert wird, derart, dass eine Beeinflussung der Viskosität des durchströmenden rheologischen Öls erfolgt, so dass sich die gewünschte Nulllage des Dämpfers (13) einstellt.
Niveauregulierungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfer (13) so ausgebildet ist, dass das Öl direkt zwischen den beiden Kammern (13a; 13b) des Dämpfers (13) strömt.
Niveauregulierungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromagnet (19) im Bereich des Kolbens (14) des Dämpfers (13) angeordnet ist, wobei der Kolben (14) eine Durchströmöffnung für das Öl aufweist.
Niveauregulierungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrwerk eine Anzahl von Rädern (12) aufweist, welche Fahrzeugachsen zugeordnet sind, wobei für jede Fahrzeugachse wenigstens ein Dämpfer (13) und ein Niveausensor (16) vorgesehen ist.