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DE102005059113A1 - Actuator for active chassis frame of motor vehicle, has hydraulic or pneumatic adjustable cylinder that is connected in series to body spring and vibration damper, where damper is arranged parallel to body spring - Google Patents

Actuator for active chassis frame of motor vehicle, has hydraulic or pneumatic adjustable cylinder that is connected in series to body spring and vibration damper, where damper is arranged parallel to body spring Download PDF

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Publication number
DE102005059113A1
DE102005059113A1 DE200510059113 DE102005059113A DE102005059113A1 DE 102005059113 A1 DE102005059113 A1 DE 102005059113A1 DE 200510059113 DE200510059113 DE 200510059113 DE 102005059113 A DE102005059113 A DE 102005059113A DE 102005059113 A1 DE102005059113 A1 DE 102005059113A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
actuator
damping
motor vehicle
active chassis
actuating cylinder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE200510059113
Other languages
German (de)
Inventor
Uwe Dr. Wohanka
Wolfgang Kinzelmann
Heinz Knecht
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Priority to DE200510059113 priority Critical patent/DE102005059113A1/en
Publication of DE102005059113A1 publication Critical patent/DE102005059113A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G15/00Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of combined spring and vibration damper, e.g. telescopic type
    • B60G15/02Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of combined spring and vibration damper, e.g. telescopic type having mechanical spring
    • B60G15/06Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of combined spring and vibration damper, e.g. telescopic type having mechanical spring and fluid damper
    • B60G15/067Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of combined spring and vibration damper, e.g. telescopic type having mechanical spring and fluid damper characterised by the mounting on the vehicle body or chassis of the spring and damper unit
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60G17/02Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Es wird ein Aktuator (2) für ein aktives Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, welcher eine Aufbaufeder (5), einen Schwingungsdämpfer (4) und einen hydraulischen oder pneumatischen Stellzylinder umfasst, wobei die Aufbaufeder (5) volltragend ausgelegt ist und wobei der Schwingungsdämpfer (4) parallel zur Aufbaufeder (5) und der Stellzylinder (3) in Reihe zur Aufbaufeder (5) und zum Schwingungsdämpfer (4) geschaltet ist.An actuator (2) for an active chassis of a motor vehicle is proposed, which comprises a body spring (5), a vibration damper (4) and a hydraulic or pneumatic actuating cylinder, the body spring (5) being designed to be fully load-bearing and the vibration damper (4 ) is connected in parallel to the body spring (5) and the actuating cylinder (3) in series with the body spring (5) and the vibration damper (4).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Aktuator für ein aktives Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The present invention relates to an active chassis actuator Motor vehicle according to the preamble of claim 1

Die Auslegung eines konventionellen Fahrwerks für ein Kraftfahrzeug stellt einen Kompromiss zwischen Fahrsicherheit und Fahrkomfort dar, da eine harte Dämpfung ein gutes Handling gewährleistet und eine weiche Dämpfung den Komfort erhöht. Um beide Aspekte kombinieren zu können, sind aus dem Stand der Technik aktive Fahrwerke zum Ausgleich von Wank- und Nick- und Hubbewegungen bekannt.The Design of a conventional chassis for a motor vehicle provides a compromise between driving safety and comfort, as a hard damping ensures a good handling and a soft cushioning increases the comfort. Around to be able to combine both aspects are from the prior art active suspensions to compensate for Rolling and pitching and lifting movements known.

Aus der DE 196 06 991 A1 ist eine Feder-Stoßdämpfer-Einrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei der durch ein Hydraulikaggregat der Abstand des Fahrzeugaufbaus nach dem Fahrverhalten des Fahrzeugs gegenüber den Rädern steuerbar ist, wobei die Feder zwischen einem beweglichen Element des Hydraulikaggregates und dem Dämpfungszylinder des Stoßdämpfers eingespannt ist und das bewegliche Element des Hydraulikaggregates derart an dem Stoßdämpfer gleitend gelagert ist, dass die Verschiebung ausschließlich im Bereich der Kolbenstange des Stoßdämpfers erfolgt, wodurch die Reibungskräfte beim Verschieben des beweglichen Elementes weitgehend reduziert werden.From the DE 196 06 991 A1 a spring-shock absorber device for a motor vehicle is known in which is controlled by a hydraulic unit, the distance of the vehicle body according to the handling of the vehicle relative to the wheels, wherein the spring between a movable element of the hydraulic unit and the damping cylinder of the shock absorber is clamped and the movable element of the hydraulic unit is slidably mounted on the shock absorber such that the displacement takes place exclusively in the region of the piston rod of the shock absorber, whereby the frictional forces during displacement of the movable element are largely reduced.

Ferner ist aus der DE 196 04 558 C1 ein Kolben-Zylinderaggregat bekannt, umfassend einen Zylinder, in dem eine Kolbenstange axial beweglich angeordnet ist, ein erstes mit dem Zylinder in Wirkverbindung stehendes Anschlussorgan, ein zweites Anschlussorgan, das mit der Kolbenstange in Verbindung steht, einen Verstellzylinder mit einem Druckmediumanschluss, wobei der Verstellzylinder mit einem der Anschlussorgane in Wirkverbindung steht und über Zu- oder Abfuhr vom Druckmedium der Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlussorgan einstellbar ist. Hierbei ist der Verstellzylinder in Reihe zum Zylinder angeordnet und die Kolbenstange stellt eine Führungsbahn für den Verstellzylinder dar.Furthermore, from the DE 196 04 558 C1 a piston-cylinder unit known, comprising a cylinder in which a piston rod is arranged axially movable, a first connected to the cylinder in operative connection member, a second connecting member, which is in communication with the piston rod, an adjusting cylinder with a pressure medium connection, wherein the adjusting cylinder is in operative connection with one of the connecting members and the supply between the first and the second connecting member is adjustable via supply or discharge from the pressure medium. Here, the adjusting cylinder is arranged in series with the cylinder and the piston rod is a guideway for the adjusting cylinder.

Des weiteren ist aus der DE 195 29 580 A1 ein verstellbares Federbein für Kraftfahrzeuge bekannt, welches eine gute Legeregelung der abgefederten Kraftfahrzeugteile ermöglichen und eine definierte regel- und abstimmbare Dämpfungs- und Federrate aufweisen soll. Das Federbein umfasst einen von einer Schraubenfeder umgebenen Schwingungsdämpfer mit einem Dämpferzylinder, wobei die Schraubenfeder einerseits durch einen mit dem Dämpferzylinder über einen äußeren und einen inneren, den Dämpferzylinder konzentrisch umgebenden Stellzylinder, verbundenen ersten Federteller und andererseits durch einen in der Nähe des Anlenkungspunktes der Kolbenstange des Arbeitskolbens des Dämpferzylinders mit der Kolbenstange verbundenen zweiten Federteller so gehalten und eingespannt ist, dass beim Einfahren des Kolbens in den Dämpferzylinder die Schraubenfeder belastet wird. Hierbei sind die beiden Stellzylinder zur Änderung des Bodenabstandes der Karosserie zueinander teleskopartig verschiebbar ausgebildet.Furthermore, from the DE 195 29 580 A1 an adjustable strut for motor vehicles known which allow a good Legeregelung the sprung motor vehicle parts and should have a defined rule and tunable damping and spring rate. The shock absorber comprises a damper surrounded by a coil spring with a damper cylinder, wherein the coil spring on the one hand by a with the damper cylinder via an outer and an inner, the damper cylinder concentrically surrounding actuator cylinder, connected first spring plate and on the other hand by one in the vicinity of the articulation point of the piston rod Working piston of the damper cylinder with the piston rod connected second spring plate is held and clamped so that when retracting the piston in the damper cylinder, the coil spring is loaded. In this case, the two adjusting cylinders are designed to be telescopically displaceable relative to each other for changing the ground clearance of the body.

Bei der aus der DE 195 29 580 A1 bekannten Konstruktion ist der erste Federteller am äußeren Stellzylinder befestigt, wobei der äußere Stellzylinder an seinem der Kolbenstange zugewandten Ende Einrichtungen zur Führung und Dichtung des Dämpferzylinders und an dem gegenüberliegenden Ende Einrichtungen zur Führung und Dichtung des inneren Stellzylinders aufweist. Hierbei ist der innere Stellzylinder am Dämpferzylinder befestigt und relativ zum äußeren Stellzylinder durch das Einbringen eines Druckmediums in den von den Stellzylindern und dem Dämpferzylinder begrenzten ringförmigen Innenraum teleskopartig verschiebbar.At the time of the DE 195 29 580 A1 known construction, the first spring plate is attached to the outer actuating cylinder, wherein the outer actuating cylinder has at its end facing the piston rod means for guiding and sealing the damper cylinder and at the opposite end means for guiding and sealing the inner actuating cylinder. Here, the inner actuating cylinder is attached to the damper cylinder and relative to the outer actuating cylinder by the introduction of a pressure medium in the limited by the adjusting cylinders and the damper cylinder annular interior telescopically.

Im Rahmen der DE 100 43 711 A1 ist ein Aktuator zur aktiven Fahrwerksregelung unter Verwendung eines ein Drehmoment erzeugenden Stellgliedes beschrieben, der mit dem am Rad und am Fahrzeugaufbau befestigten Lenker verbunden ist, wobei das Stellglied zwischen Fahrzeugaufbau und Lenker angeordnet ist und ein dem Wank- und Nickausgleich entsprechenden und/oder ein die Dämpfung der Lenkerschwankungen gewährleistendes Drehmoment auf den Lenker überträgt. Vorzugsweise ist das Stellglied als Schwenkmotor ausgebildet.As part of the DE 100 43 711 A1 an actuator for active suspension control using a torque-generating actuator is described, which is connected to the attached to the wheel and the vehicle body handlebars, wherein the actuator between the vehicle body and handlebar is arranged and a roll and pitch compensation corresponding and / or one Damping the handlebars fluctuations ensures torque to the handlebars. Preferably, the actuator is designed as a swivel motor.

Ein weiterer Aktuator zur aktiven Fahrwerksregelung ist aus der DE 103 06 228 A1 bekannt. Er umfasst ein zwischen Rad und Fahrzeugaufbau angeordnetes Stellglied, welches Nick- und Wankbewegungen ausgleicht und zusätzlich die Hubbewegung des Fahrzeugs nach dem Skyhook-Prinzip verringert. Das Stellglied ist als Schwenkmotor ausgebildet und stellt zwischen Rad und Aufbau zusätzlich zum Aktuatormoment für den Wank- und Nickausgleich ein Aktuatormoment zur Verringerung der Aufbauhubbewegung bereit.Another actuator for active chassis control is from the DE 103 06 228 A1 known. It comprises an arranged between the wheel and vehicle body actuator, which compensates for pitching and rolling movements and also reduces the lifting movement of the vehicle according to the Skyhook principle. The actuator is designed as a swivel motor and provides between the wheel and the structure in addition to the actuator torque for roll and pitch compensation actuator torque to reduce the build-up stroke ready.

Bei diesen aus dem Stand der Technik bekannten Konstruktionen ist der Energiebedarf aufgrund der Fußpunktverstellung des Federungssystems bzw. der Betätigung des Aktuators in nachteiliger Weise hoch.at this known from the prior art constructions is the Energy requirement due to the Fußpunktverstellung the suspension system or the actuation of the actuator in disadvantageous Way up.

Des weiteren ist im Rahmen der DE 44 28 605 A1 ein Hydrauliksystem für ein aktives Fahrwerk, insbesondere zur Kompensation der Wank- und Nickbewegung beschrieben, umfassend Aktuatoren mit jeweils einem Druckspeicher für eine Vorderachse und eine Hinterachse eines Kraftfahrzeuges, eine Pumpe zur Versorgung der Aktuatoren, Zufluss- und Abflussleitungen von den Aktuatoren zu einem Tank, Schaltventile zur Steuerung der Aktuatoren und einen Zusatzdruckspeicher für jede Fahrzeugachse. Hierbei ist der Zusatzdruckspeicher bei im Wesentlichen horizontaler Fahrzeugaufbaulage gleichzeitig mit den Aktuatoren einer Fahrzeugachse verbunden, bei einer Kurvenfahrt von dem kurvenäußeren Aktuator abgetrennt und mit dem kurveninneren Aktuator verbunden. Des weiteren ist den Aktuatoren eine verstellbare Dämpfereinrichtung wirkmäßig zugeordnet, wobei in dem Maße, wie der kurveninnere Aktuator mit dem Zusatzspeicher verbunden ist, die verstellbare Dämpfereinrichtung für den kurveninneren Aktuator auf eine stärkere Dämpfung eingestellt wird.Furthermore, under the DE 44 28 605 A1 a hydraulic system for an active chassis, in particular for compensating the roll and pitch movement described, comprising actuators each having a pressure accumulator for a front axle and a rear axle of a motor vehicle, a pump for supplying the actuators, inflow and Drain lines from the actuators to a tank, switching valves to control the actuators and an additional pressure accumulator for each vehicle axle. Here, the additional pressure accumulator is connected at substantially horizontal vehicle body position simultaneously with the actuators of a vehicle axle, separated at a turn from the outside actuator and connected to the inside of the curve actuator. Furthermore, an adjustable damper device is operatively associated with the actuators, to the extent that the curve-inner actuator is connected to the additional memory, the adjustable damper device for the curve-inner actuator is set to a stronger damping.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Aktuator für ein aktives Fahrwerk zur aktiven Fahrwerksregelung zur Beeinflussung von Nick-, Hub- und Wankbewegungen anzugeben, welcher die Funktion der Niveauregulierung aufweist. Zudem soll der Aktuator des erfindungsgemäßen Fahrwerks nachträglich in Fahrzeuge einbaubar sein.Of the The present invention is based on the object, an actuator for a Active chassis for active chassis control for influencing of pitching, lifting and rolling movements, indicating the function the level control has. In addition, the actuator of the landing gear according to the invention later be installed in vehicles.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.These The object is solved by the features of claim 1. Further Embodiments of the invention and advantages are apparent from the dependent claims.

Demnach wird ein Aktuator für ein aktives Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, welcher eine Aufbaufeder und einen Schwingungsdämpfer umfasst, der einen hydraulischen oder pneumatischen Stellzylinder umfasst, wobei die Aufbaufeder volltragend ausgelegt ist.Therefore becomes an actuator for proposed an active chassis of a motor vehicle, which a body spring and a vibration damper comprising a hydraulic or pneumatic actuating cylinder, wherein the body of the body fully supporting is designed.

Bei dem erfindungsgemäßen Aktuator ist die Dämpfkraft für die Ein- und Ausfederbewegung über zwei pro Stellzylinder vorgesehene Dämpfungsventile oder über eine Kombination aus einem Dämpfungsventil und einem integrierten Dämpfungsventilsystem unabhängig voneinander einstellbar.at the actuator according to the invention is the damping force for the Rebound and rebound over two per damping cylinder provided damping valves or over a combination of a damping valve and an integrated damping valve system independently adjustable from each other.

Gemäß der Erfindung werden die statischen Aufbaumassen vom Aktuator über die bei gleichem Druck in den beiden Arbeitsräumen des Stellzylinders entstehende Differenzkraft durch die Flächendifferenz von Kolbenfläche und Kolbenstangenfläche getragen, wobei der Aktuator die Kraft aus der Fahrzeugmasse und aus der Zuladung aufnimmt und ein vorgesehenes Fahrzeugniveau regelt. Durch den erfindungsgemäßen Aktuator werden die Aufbaubewegungen durch Aufbringung zusätzlicher Zug- und Druckkräfte reduziert, wobei die zur Verfügung stehenden Federwege beladungsunabhängig sind.According to the invention The static dimensions of the actuator over the same pressure in the two workrooms the adjusting cylinder resulting differential force by the area difference from piston surface and piston rod surface worn, wherein the actuator is the force from the vehicle mass and from the payload and regulates a planned vehicle level. By the actuator according to the invention are the body movements by applying additional Tensile and compressive forces reduced, with the available standing suspension paths are load independent.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert.The The invention will be explained in more detail below by way of example with reference to the attached figures.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Aktuators für ein aktives Fahrwerk; 1 a schematic representation of an actuator according to the invention for an active chassis;

2 eine schematische Darstellung der Anordnung zur Ansteuerung eines hydraulischen Stellzylinders des erfindungsgemäßen Aktuators für ein aktives Fahrwerk und 2 a schematic representation of the arrangement for controlling a hydraulic actuating cylinder of the actuator according to the invention for an active chassis and

3 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Anordnung zur Ansteuerung eines hydraulischen Stellzylinders des erfindungsgemäßen Aktuators. 3 a schematic representation of another embodiment of the arrangement for controlling a hydraulic actuating cylinder of the actuator according to the invention.

Wie in 1 veranschaulicht, umfasst ein erfindungsgemäßer Aktuator 2 für ein aktives Fahrwerk einen hydraulischen Stellzylinder 3, einen Schwingungsdämpfer 4 und eine volltragende Aufbaufeder 5; die Aufbaumasse ist mit 1 und die ungefederten Radmassen mit 6 bezeichnet. Hierbei ist der Schwingungsdämpfer 4 parallel zur Aufbaufeder 5 geschaltet; der Stellzylinder 3 ist in Reihe zur Aufbaufeder 5 und zum Schwingungsdämpfer 4 geschaltet. Obwohl die Erfindung anhand einer Ausführungsform erläutert wird, welche eine hydraulischen Stellzylinder aufweist, kann der Stellzylinder auch pneumatisch ausgeführt sein.As in 1 illustrates comprises an actuator according to the invention 2 for an active chassis a hydraulic actuating cylinder 3 , a vibration damper 4 and a full-blown bodybuilder 5 ; the construction mass is with 1 and the unsprung wheel masses with 6 designated. Here is the vibration damper 4 parallel to the bodywork spring 5 connected; the actuating cylinder 3 is in series with the bodybuilder 5 and the vibration damper 4 connected. Although the invention will be explained with reference to an embodiment which has a hydraulic actuating cylinder, the actuating cylinder can also be designed pneumatically.

Die statischen Aufbaumassen 1 werden vom Aktuator 2 über die bei gleichem Druck in den beiden Arbeitsräumen des Stellzylinders 3 entstehende Differenzkraft durch die Flächendifferenz von Kolbenfläche und Kolbenstangenfläche getragen, wobei der Aktuator 2 die Kraft aus der Fahrzeugmasse und aus der Zuladung aufnimmt und ein vorgesehenes Fahrzeugniveau regelt. Durch den hydraulischen Aktuator 2 werden die Aufbaubewegungen durch Aufbringung zusätzlicher Zug- und Druckkräfte reduziert, wobei die zur Verfügung stehenden Federwege beladungsunabhängig sind.The static composition 1 be from the actuator 2 over the same pressure in the two working spaces of the actuating cylinder 3 resulting differential force carried by the area difference of the piston surface and piston rod surface, wherein the actuator 2 absorbs the force from the vehicle mass and from the payload and regulates an intended vehicle level. By the hydraulic actuator 2 The body movements are reduced by applying additional tensile and compressive forces, the available spring travel are independent of load.

Zusätzlich kompensiert der Aktuator 2 die Reaktionskräfte aus fahrdynamischen Fahrzeugzustandsänderungen, die beispielsweise beim Anfahren, beim Bremsen, bei Kurvenfahrt oder bei Fahrbahnanregungen vorkommen können.In addition, the actuator compensates 2 the reaction forces from dynamic vehicle state changes that may occur, for example, when starting, when braking, when cornering or when driving road excitations.

Durch die erfindungsgemäße Konzeption werden der Stabilisator und die Aufbaufeder eines konventionellen Achssystems in vorteilhafter Weise substituiert, wobei im Radaufhängungsbereich Bauraumvorteile entstehen, da ein hydraulischer Aktuator in volltragender Ausführung nur geringfügig größer baut als ein konventioneller Dämpfer. Die erforderlichen Nebenaggregate des hydraulischen Aktuators werden vorzugsweise an der Fahrzeugkarosserie montiert.By the conception according to the invention the stabilizer and the body of a conventional axle system substituted in an advantageous manner, wherein in the suspension area Space advantages arise because a hydraulic actuator in volltragender execution only slightly builds bigger as a conventional damper. The required ancillaries of the hydraulic actuator are preferably mounted on the vehicle body.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Aktuator des erfindungsgemäßen aktiven Fahrwerks als Add-On-Lösung nachträglich oder optional mit relativ geringem Aufwand in bestehende Achssysteme integrierbar ist. Zudem ist der Aktuator in weiten Grenzen skalierbar und kann sowohl in Kleinstwagen als auch in handelsüblichen LKW und Bussen eingesetzt werden.Another advantage is that the actuator of the active suspension according to the invention as an add-on solution subsequently or optionally with relatively little effort in existing axle systems can be integrated. In addition, the actuator is scalable within wide limits and can be used both in micro cars and in commercial trucks and buses.

In den 2 und 3 sind zwei vorteilhafte Möglichkeiten der Anordnung zur Ansteuerung des erfindungsgemäßen Aktuators bzw. des hydrauli schen Stellzylinders dargestellt. Es sind selbstverständlich auch weitere, dem Fachmann bekannte Anordnungen möglich.In the 2 and 3 are two advantageous possibilities of the arrangement for controlling the actuator according to the invention or of the hydraulic rule actuating cylinder shown. Of course, further arrangements known to the person skilled in the art are also possible.

Bei der Anordnung gemäß 2 kann die Dämpfkraft für die Ein- und Ausfederbewegung über die beiden Dämpfungsventile 7 pro Stellzylinder 3 unabhängig voneinander eingestellt werden, wodurch keine Verstellung des Dämpfungsventils für die eine Bewegungsrichtung erforderlich ist, wenn sich die Bewegungsrichtung umkehrt. Dies resultiert in einer genaueren und schnelleren Einstellung der Dämpfkraft, im Vergleich zu einem System, welches ein Ventil für beide Bewegungsrichtungen aufweist, das in nachteiliger Weise bei Bewegungsrichtungswechsel jeweils auf einen anderen Stellpunkt springen muss. Wie aus 2 ersichtlich, ist parallel zu jedem Dämpfungsventil 7 ein Rückschlagventil 13 geschaltet; vor den Ventilen 7 und 13 ist eine Gasfeder 8 geschaltet.In the arrangement according to 2 can the damping force for the rebound and rebound over the two damping valves 7 per actuating cylinder 3 be set independently, whereby no adjustment of the damping valve for the one direction of movement is required, when the direction of movement reverses. This results in a more accurate and faster adjustment of the damping force, as compared to a system which has a valve for both directions of movement, which must disadvantageously jump in case of change of direction in each case to another control point. How out 2 As can be seen, it is parallel to each damping valve 7 a check valve 13 connected; in front of the valves 7 and 13 is a gas spring 8th connected.

Der hydraulische Aktuator ist so ausgelegt, dass der im statischen Zustand in beiden Arbeitsräumen des Zylinders 3 gleich hohe statische Mitteldruck die statischen Radlasten abstützt. Aufgrund der unterschiedlichen wirksamen Flächen zwischen Kolbenfläche und Kolbenstangenfläche entsteht eine Differenzkraft, welche die notwendige Hubkraft erzeugt.The hydraulic actuator is designed so that the static state in both working spaces of the cylinder 3 Equally high static mean pressure supports the static wheel loads. Due to the different effective areas between the piston surface and piston rod surface creates a differential force, which generates the necessary lifting force.

Gemäß der Erfindung werden dynamische Radlaständerungen im niederfrequenten Bereich (z.B. bei normaler Kurvenfahrt oder anhaltendem Beschleunigen oder Bremsen) durch Änderung des mittleren Arbeitsdrucks in den Arbeitsräumen des Zylinders 3 kompensiert, wobei eine Radlasterhöhung in einer Druckerhöhung und eine Radlastminderung in einer Druckminderung resultiert. Hierbei erfolgt die Druckänderung über das Schalten der Schaltventile 9. In der 2 ist die Hydraulikversorgung mit 10, das Druckventil mit 11 und der Tank für das Hydraulikfluid mit 12 bezeichnet. Im rechten Teil der 2 ist eine weitere mögliche Ausführungsform des Schaltventils 9 gezeigt.According to the invention, dynamic wheel load changes in the low-frequency range (eg during normal cornering or sustained acceleration or braking) by changing the average working pressure in the working spaces of the cylinder 3 compensated, wherein a Radlasterhöhung results in an increase in pressure and a Radlastminderung in a pressure reduction. In this case, the pressure change takes place via the switching of the switching valves 9 , In the 2 is the hydraulic supply with 10 , the pressure valve with 11 and the tank for the hydraulic fluid with 12 designated. In the right part of the 2 is another possible embodiment of the switching valve 9 shown.

Höherfrequente Radlaständerungen (z.B. bei plötzlichem Spurwechsel oder bei der bei Bremsbeginn auftretenden Nickschwingung) werden durch die Dämpfungsventile 7 nach Komfortgesichtspunkten teilweise kompensiert und können in Verbindung mit z.B. CDC-Ventilen oder ASD-Ventilen oder ähnlichen Systemen den Gewinn an Fahrsicherheit und Komfort ergänzen.High frequency wheel load changes (eg in the case of a sudden lane change or the pitching oscillation occurring at the beginning of braking) are caused by the damping valves 7 partially compensated in terms of comfort and can supplement the gain in driving safety and comfort in conjunction with eg CDC valves or ASD valves or similar systems.

Die in 3 gezeigte Anordnung unterscheidet sich von der Anordnung gemäß 2 dadurch, dass zur Einstellung der Dämpfkraft für die Ein- und Ausfederbewegung ein integriertes Dämpfungsventilsystem 14 vorgesehen ist, welches außerhalb des Stellzylinders angeordnet ist und getrennte Arbeitsräume aufweist. Das Dämpfungsventilsystem kann auch beide Arbeitsräume des Stellzylinders verbinden und geregelt oder ungeregelt ausgeführt sein.In the 3 shown arrangement differs from the arrangement according to 2 in that for adjusting the damping force for the rebound and rebound movement, an integrated damping valve system 14 is provided, which is arranged outside the actuating cylinder and has separate working spaces. The damping valve system can also connect both working spaces of the actuating cylinder and be carried out regulated or unregulated.

Hierbei wird die Dämpfkraft beim Ausfedern allein von dem Dämpfungsventilsystem 14 bestimmt, während beim Einfedern des Rades die Dämpfkraft aus einer Kombination des Dämpfungsventilsystems 14 mit dem Dämpfungsventil 7 zum Tragen kommt. Das Dämpfungsventilsystem 14 und das Dämpfungsventil 7 können unabhängig voneinander eingestellt oder geregelt werden.Here, the damping force when rebounding alone from the damping valve system 14 determines while damping the wheel, the damping force from a combination of the damping valve system 14 with the damping valve 7 comes to fruition. The damping valve system 14 and the damping valve 7 can be set or regulated independently of each other.

Durch die vorliegende Erfindung wird ein Aktuator für ein aktives Fahrwerk zur Verfügung gestellt, welcher die Integration der Funktionen Hub- und/oder Nick- und/oder Wank- und/oder Niveauausgleich in eine Aktuatorik je Rad ermöglicht und einen konventionellen oder passiven Stabilisator substituiert. Zudem kann der Aktuator in beliebigen Fahrzeugen (z.B. ein- oder zweispurig mit beliebiger Achsanzahl) integriert werden.By The present invention is an actuator for an active chassis for disposal asked, which the integration of functions Hub and / or pitch and / or Wank and / or level compensation in an actuator for each wheel allows and substituted a conventional or passive stabilizer. moreover For example, the actuator can be used in any vehicle (e.g., single or dual track with any number of axes).

Bei Auslegung des hydraulischen Aktuators auf ein Druckniveau von etwa 150 bar bis 180 bar kann der Bauraum des konventionellen Dämpfers genutzt werden. Ferner kann der Aktuator in vorteilhafter Weise nachträglich in Fahrzeuge eingebaut werden und lässt sich mit allen Systemen bestehender Dämpfer kombinieren (passive Dämpfung, CDC, ASD, Skyhook-Prinzipien). Zudem ist eine Rückrüstung auf ein rein passives System denkbar.at Design of the hydraulic actuator to a pressure level of about 150 bar to 180 bar, the space of the conventional damper can be used become. Furthermore, the actuator can be retrofitted in an advantageous manner Vehicles are installed and leaves to combine with all systems of existing dampers (passive Damping, CDC, ASD, Skyhook principles). In addition, a retrofit to a purely passive System conceivable.

Selbstverständlich fällt auch jede konstruktive Ausbildung, insbesondere jede räumliche Anordnung der Bauteile des erfindungsgemäßen Aktuators für ein aktives Fahrwerk sowie der Anordnung zur Ansteuerung des Stellzylinders an sich sowie zueinander und soweit technisch sinnvoll, unter den Schutzumfang der vorliegenden Ansprüche, ohne die Funktion des Aktuators, wie sie in den Ansprüchen angegeben ist, zu beeinflussen, auch wenn diese Ausbildungen nicht explizit in den Figuren oder in der Beschreibung dargestellt sind.Of course, too any constructive training, especially any spatial Arrangement of the components of the actuator according to the invention for an active Chassis and the arrangement for controlling the actuating cylinder in itself and to each other and as far as technically reasonable, among the Scope of the present claims without the function of Actuators as specified in the claims is to influence, even if these training is not explicit are shown in the figures or in the description.

11
Aufbaumassebody mass
22
Aktuatoractuator
33
hydraulischer Stellzylinderhydraulic actuating cylinder
44
Schwingungsdämpfervibration
55
Aufbaufederbody spring
66
ungefederte Radmassenunsprung wheel masses
77
Dämpfungsventildamping valve
88th
Gasfedergas spring
99
Schaltventilswitching valve
1010
Hydraulikversorgunghydraulic supply
1111
Druckventilpressure valve
1212
Tanktank
1313
Rückschlagventilcheck valve

Claims (6)

Aktuator für ein aktives Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs, welcher eine Aufbaufeder und einen Schwingungsdämpfer umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass er einen hydraulischen oder pneumatischen Stellzylinder umfasst, wobei die Aufbaufeder volltragend ausgelegt ist und wobei der Schwingungsdämpfer (4) parallel zur Aufbaufeder (5) und der Stellzylinder (3) in Reihe zur Aufbaufeder (5) und zum Schwingungsdämpfer (4) geschaltet ist.Actuator for an active chassis of a motor vehicle, comprising a body spring and a vibration damper, characterized in that it comprises a hydraulic or pneumatic actuating cylinder, wherein the body is designed to be fully supporting and wherein the vibration damper ( 4 ) parallel to the mounting spring ( 5 ) and the actuating cylinder ( 3 ) in series with the assembly spring ( 5 ) and the vibration damper ( 4 ) is switched. Aktuator für ein aktives Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er derart ausgelegt ist, dass die statischen Aufbaumassen (1) vom Aktuator (2) über die bei gleichem Druck in den beiden Arbeitsräumen des Stellzylinders (3) entstehende Differenzkraft durch die Flächendifferenz von Kolbenfläche und Kolbenstangenfläche des Stellzylinders getragen werden, wobei der Aktuator (2) die Kraft aus der Fahrzeugmasse und aus der Zuladung aufnimmt und ein vorgesehenes Fahrzeugniveau regelt und die Reaktionskräfte aus fahrdynamischen Fahrzeugzustandsänderungen kompensiert.Actuator for an active chassis of a motor vehicle according to claim 1, characterized in that it is designed such that the static structure ( 1 ) from the actuator ( 2 ) over the same pressure in the two working spaces of the adjusting cylinder ( 3 ) are borne by the surface difference of the piston surface and the piston rod surface of the actuating cylinder, wherein the actuator ( 2 ) absorbs the force from the vehicle mass and from the payload and regulates an intended vehicle level and compensates for the reaction forces from dynamic vehicle state changes. Aktuator für ein aktives Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Stellzylinder (3) zwei Dämpfungsventile (7) zugeordnet sind, derart, dass die Dämpfkraft für die Ein- und Ausfederbewegung über die beiden Dämpfungsventile (7) unabhängig voneinander einstellbar ist, wobei parallel zu jedem Dämpfungsventil (7) ein Rückschlagventil (13) und vor den Ventilen (7) und (13) eine Gasfeder (8) geschaltet ist.Actuator for an active chassis of a motor vehicle according to claim 1 or 2, characterized in that the actuating cylinder ( 3 ) two damping valves ( 7 ) are assigned such that the damping force for the rebound and rebound over the two damping valves ( 7 ) is independently adjustable, with parallel to each damping valve ( 7 ) a check valve ( 13 ) and in front of the valves ( 7 ) and ( 13 ) a gas spring ( 8th ) is switched. Aktuator für ein aktives Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung der Dämpfkraft für die Ein- und Ausfederbewegung ein integriertes Dämpfungsventilsystem (14) vorgesehen ist, welches außerhalb des Stellzylinders (3) angeordnet ist und getrennte Arbeitsräume aufweist oder beide Arbeitsräume des Stellzylinders (3) verbindet, wobei es geregelt oder ungeregelt ausgeführt ist, wobei beim Ausfedern die Dämpfkraft allein von dem Dämpfungsventilsystem (14) bestimmt ist, während beim Einfedern des Rades (6) die Dämpfkraft aus einer Kombination des Dämpfungsventilsystems (14) mit einem Dämpfungsventil (7) bestimmt ist.Actuator for an active chassis of a motor vehicle according to claim 1 or 2, characterized in that for adjusting the damping force for the compression and rebound movement, an integrated damping valve system ( 14 ) is provided, which outside of the adjusting cylinder ( 3 ) is arranged and has separate work spaces or both working spaces of the actuating cylinder ( 3 ), wherein it is carried out regulated or unregulated, wherein the rebound damping force alone from the damping valve system ( 14 ), while during compression of the wheel ( 6 ) the damping force from a combination of the damping valve system ( 14 ) with a damping valve ( 7 ) is determined. Aktuator für ein aktives Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungsventilsystem (14) und das Dämpfungsventil (7) unabhängig voneinander einstellbar bzw. regelbar sind.Actuator for an active chassis of a motor vehicle according to claim 4, characterized in that the damping valve system ( 14 ) and the damping valve ( 7 ) are independently adjustable or controllable. Aktuator für ein aktives Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Schaltventil (9) aufweist, wobei für den Fall eines hydraulischen Stellzylinders (3), dessen Ansteuerung derart aufgebaut ist, dass dynamische Radlaständerungen im niederfrequenten Bereich durch Änderung des mittleren Arbeitsdrucks in den Arbeitsräumen des Zylinders (3) kompensierbar sind, wobei eine Radlasterhöhung in einer Druckerhöhung und eine Radlastminderung in einer Druckminderung resultiert, wobei höherfrequente Radlaständerungen durch die Dämpfungsventile (7) bzw. das Dämpfungsventilsystem (14) nach Komfortgesichtspunkten teilweise kompensierbar sind.Actuator for an active chassis of a motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a switching valve ( 9 ), wherein in the case of a hydraulic actuating cylinder ( 3 ) whose control is designed such that dynamic Radlaständerungen in the low-frequency range by changing the average working pressure in the working chambers of the cylinder ( 3 ) are compensated, wherein a Radlasterhöhung in an increase in pressure and a Radlastminderung results in a pressure reduction, with higher frequency Radlaständerungen by the damping valves ( 7 ) or the damping valve system ( 14 ) are partially compensated according to comfort considerations.
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