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DE102008006187B4 - Motor vehicle with improved wheel damping - Google Patents

Motor vehicle with improved wheel damping Download PDF

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DE102008006187B4
DE102008006187B4 DE200810006187 DE102008006187A DE102008006187B4 DE 102008006187 B4 DE102008006187 B4 DE 102008006187B4 DE 200810006187 DE200810006187 DE 200810006187 DE 102008006187 A DE102008006187 A DE 102008006187A DE 102008006187 B4 DE102008006187 B4 DE 102008006187B4
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DE
Germany
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spring
motor vehicle
wheels
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vehicle body
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DE200810006187
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German (de)
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Inventor
Armin OHLETZ
Wilfried Michel
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Audi AG
Original Assignee
Audi AG
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Publication date
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Abstract

Kraftfahrzeug mit einer Mehrzahl von Rädern und einem Kraftfahrzeugaufbau (10), der relativ zu den Rädern beweglich ist, wobei zumindest eines (12) der Räder mit dem Kraftfahrzeugaufbau (10) über ein Federungssystem (18, 20, 22) und eine Dämpfeinrichtung (24) gekoppelt ist, wobei das Federungssystem zumindest eine erste Feder (18) und eine Stelleinrichtung (20) zum Beeinflussen genau der ersten Feder (18) umfasst, so dass es als aktives Federungssystem bereitgestellt ist, wobei die Stelleinrichtung (20) in einer Reihenanordnung mit der ersten Feder (18) zwischen dem zumindest einen (12) der Räder und dem Kraftfahrzeugaufbau (10) angeordnet ist und dazu ausgelegt ist, einen Federfußpunkt zu verstellen, wobei die Dämpfeinrichtung (24) im Fahrzeugbetrieb eine Umschaltung zwischen zumindest zwei Einstellzuständen ermöglicht, wobei sie in einem ersten Einstellzustand gemäß zumindest einer ersten Kraft-Geschwindigkeits-Kennlinie dämpft und in einem zweiten Einstellzustand gemäß zumindest einer zweiten Kraft-Geschwindigkeits-Kennlinie dämpft, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellzustände der Dämpfeinrichtung (24) kontinuierlich ineinander übergehen und ein Einstellzustand durch eine Steuereinrichtung festlegbar ist, wobei eine zweite Feder (22) parallel zu der Stelleinrichtung (20) zum Beeinflussen der ersten Feder (18) zwischen dem zumindest einen (12) der Räder und dem Kraftfahrzeugaufbau (10) angeordnet ist, und wobei die Stelleinrichtung (20) zum Beeinflussen der ersten Feder (18) einen Elektromotor und ein Getriebe aufweist, wobei der Elektromotor von einer Steuereinrichtung ansteuerbar ist.A motor vehicle having a plurality of wheels and a motor vehicle body (10) movable relative to the wheels, at least one (12) of the wheels being connected to the motor vehicle body (10) via a suspension system (18, 20, 22) and damping means (24 ), wherein the suspension system comprises at least a first spring (18) and an adjusting device (20) for influencing precisely the first spring (18) so that it is provided as an active suspension system, wherein the adjusting device (20) in an array with the first spring (18) between the at least one (12) of the wheels and the motor vehicle body (10) is arranged and adapted to adjust a Federfußpunkt, wherein the damping device (24) in vehicle operation, a switching between at least two adjustment states allows it attenuates in a first setting state according to at least one first force-speed characteristic and in accordance with a second setting state attenuates at least a second force-velocity characteristic, characterized in that the setting states of the damping device (24) continuously merge into each other and a setting state by a control device can be fixed, wherein a second spring (22) parallel to the actuating device (20) for influencing the the first spring (18) between the at least one (12) of the wheels and the motor vehicle body (10) is arranged, and wherein the adjusting device (20) for influencing the first spring (18) comprises an electric motor and a transmission, wherein the electric motor of a Control device is controlled.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Bekanntlich umfasst ein Kraftfahrzeug eine Mehrzahl von Rädern und einen Kraftfahrzeugaufbau, der relativ zu den Rädern beweglich ist. Damit die Relativbewegung zwischen Kraftfahrzeugaufbau und Räder nicht beliebig ist, ist bekanntlich ein Federungssystem an zumindest einem der Räder vorgesehen, über das das Rad mit dem Kraftfahrzeugaufbau gekoppelt ist. Bewegungen werden durch eine Dämpfeinrichtung in ihrem Ausmaß gedämpft.The invention relates to a motor vehicle according to the preamble of claim 1. As is known, a motor vehicle comprises a plurality of wheels and a motor vehicle body which is movable relative to the wheels. Thus, the relative movement between the vehicle body and wheels is not arbitrary, a suspension system is known to be provided on at least one of the wheels, via which the wheel is coupled to the motor vehicle body. Movements are damped by a damping device in their extent.

Ursprünglich wurden in Kraftfahrzeugsystemen rein passive Federungssysteme und passive Dämpfer verwendet. Passive Dämpfer verhalten sich gemäß einer vorgegebenen Kraft-Geschwindigkeits-Kennlinie. Der Dämpfer bringt hierbei eine Gegenkraft auf.Originally, purely passive suspension systems and passive dampers were used in automotive systems. Passive dampers behave according to a given force-velocity curve. The damper brings in a counterforce.

Man ist nun dazu übergegangen, in Kraftfahrzeugen entweder den Dämpfer zu regeln oder im Federungssystem eine Regelung vorzugeben. Regelbare Dämpfer können hydraulisch arbeiten. Es sind auch regelbare Dämpfer bekannt, die magnetorheologisch arbeiten. Die Ansteuerung derartiger magnetorheologischer Dämpfer ist beispielsweise in der US 2003/0195683 A1 , der EP 1557 304 A1 und der DE 10 2004 058 736 A1 beschrieben. In der US 5 390 121 A ist beschrieben, dass ein Dämpfer (in diesem Fall ein so genannter semiaktiver Dämpfer) unterschiedliche Einstellmöglichkeiten bietet, wobei vorgesehen ist, ein unterschiedliches Dämpfungsverhalten in Abhängigkeit von einem Fahrmodus, welcher über einen Schalter vom Fahrer einstellbar ist, festzulegen.It has now begun to regulate in motor vehicles either the damper or pretend regulation in the suspension system. Adjustable dampers can work hydraulically. There are also known controllable dampers that work magnetorheologically. The control of such magnetorheological damper is for example in the US 2003/0195683 A1 , of the EP 1557 304 A1 and the DE 10 2004 058 736 A1 described. In the US 5,390,121 It is described that a damper (in this case, a so-called semi-active damper) offers different adjustment possibilities, wherein it is provided to set a different damping behavior as a function of a driving mode, which is adjustable via a switch by the driver.

Bei Verwendung eines regelbaren Dämpfers in Zusammenhang mit einem passiven Federungssystem ist wegen einer variablen Einstellung der Kraft-Geschwindigkeits-Kennlinie des Dämpfers, also durch die Möglichkeit einer Einstellung gemäß einem Kennfeld, ein Betrag der Dämpfkraft beliebig bestimmbar. Nicht bestimmbar ist die Richtung der Kraft.When using a controllable damper in conjunction with a passive suspension system, because of a variable adjustment of the force-speed characteristic of the damper, so by the possibility of adjustment according to a characteristic field, an amount of the damping force arbitrarily determined. The direction of the force can not be determined.

Die vorliegende Erfindung geht von einem Kraftfahrzeug mit einem aktiven Federungssystem aus, das im Stand der Technik mit einem passiven Dämpfer kombiniert wird. Das aktive Federungssystem umfasst üblicherweise eine erste Feder und eine Stelleinrichtung zum Beeinflussen dieser ersten Feder, wobei insbesondere die wirksame Federkraft beeinflusst wird. Typischerweise wird durch die Stelleinrichtung zum Beeinflussen der Fußpunkt der ersten Feder verstellt. Dies ist beispielsweise durch Bereitstellen eines Elektromotors und eines Getriebes möglich, die zwischen dem Rad und dem Kraftfahrzeugaufbau in einer Reihenanordnung mit der ersten Feder eingesetzt werden. Der Elektromotor wird permanent bewegt, es erfolgt dadurch eine Regelung. Ziel der Regelung ist die Herstellung bestimmter Kraftfahrzeugzustände. Üblicherweise können diese Kraftfahrzeugzustände nicht durch einen einzigen Parameter ausgedrückt werden, sondern es ist zur Beschreibung eines Kraftfahrzeugzustands eine Mehrzahl von Parametern erforderlich.The present invention is based on a motor vehicle with an active suspension system, which is combined in the prior art with a passive damper. The active suspension system usually comprises a first spring and an adjusting device for influencing this first spring, wherein in particular the effective spring force is influenced. Typically, the base of the first spring is adjusted by the adjusting device for influencing. This is possible, for example, by providing an electric motor and a transmission which are inserted between the wheel and the motor vehicle body in a series arrangement with the first spring. The electric motor is moved permanently, it is thereby a regulation. The aim of the regulation is the production of certain motor vehicle conditions. Usually, these motor vehicle conditions can not be expressed by a single parameter, but a plurality of parameters are required to describe an automotive condition.

Befindet sich ein Elektromotor in einer Reihenanordnung mit der ersten Feder, so gibt es zwei im Stand der Technik bekannte und besonders verbreitete Möglichkeiten, wie das Federungssystem auszugestalten ist: Es sollte eine zweite Feder bereitgestellt werden, damit der Elektromotor und ein hiermit in Wirkverbindung stehendes Getriebe nicht den gesamten Aufbau tragen muss, sondern nur teiltragend ist, und der restliche Kraftfluss sollte über die zweite Feder erfolgen.There is an electric motor in a series arrangement with the first spring, so there are two well-known and well-known in the art ways to design the suspension system: It should be provided a second spring, so that the electric motor and hereby operatively connected transmission does not have to carry the entire structure, but is only partially bearing, and the rest of the power flow should be done via the second spring.

Es ist gemäß einer ersten Alternative möglich, die zweite Feder lediglich parallel zu dem Elektromotor mit dem Getriebe, aber eben auch in Reihenanordnung mit der ersten Feder zwischen Rad und Kraftfahrzeugaufbau anzuordnen. Eine solche Anordnung ist beispielsweise in der EP 1 681 187 A2 , der EP 1 681 189 A2 , der DE 10 2004 014 336 B3 und der DE 10 2005 001 735 A1 beschrieben.It is possible according to a first alternative, to arrange the second spring only parallel to the electric motor with the transmission, but just in series with the first spring between the wheel and the vehicle body. Such an arrangement is for example in the EP 1 681 187 A2 , of the EP 1 681 189 A2 , of the DE 10 2004 014 336 B3 and the DE 10 2005 001 735 A1 described.

Die zweite Feder kann auch alleine zwischen Rad und Kraftfahrzeugaufbau angeordnet werden, also parallel zu der Reihenanordnung aus erster Feder und Elektromotor mit Getriebe. Diese Anordnung ist aus der EP 1 512 560 A2 bekannt.The second spring can also be arranged alone between the wheel and the motor vehicle body, that is, parallel to the series arrangement of the first spring and the electric motor with the gearbox. This arrangement is from the EP 1 512 560 A2 known.

Bei den genannten Anordnungen wird typischerweise ein hydraulischer Dämpfer verwendet, der passiv ist, bei dem also die Kraft-Geschwindigkeits-Kennlinie festliegt.In the above arrangements, a hydraulic damper is typically used, which is passive, ie in which the force-velocity curve is fixed.

Es hat sich nun gezeigt, dass die Auslegung der von der ersten Feder bereitgestellten Federkraft und der durch den passiven Dämpfer bereitgestellten dämpfenden Kraft einem Zielkonflikt unterliegt. Damit kleine Stellwege erreicht werden und die Stellenergie, die die Stelleinrichtung zum Beeinflussen der ersten Feder aufbringen muss, nicht zu hoch wird, sollte die erste Feder sehr steif sein. Durch eine äußerst steife erste Feder wird eine gute Kraftdynamik im System erreicht. Es wird eine gute Stelldynamik erreicht, die Stelleinrichtung zum Beeinflussen der wirksamen Federkraft kann dies wegen der steifen Feder besonders schnell tun. Bei steifer erster Feder verschlechtert sich jedoch die Qualität der Raddämpfung. Dadurch wird die Traktion schlechter. Aufgrund von höheren Radlastschwankungen kann auch die Fahrsicherheit abnehmen. Man kann diese dadurch lösen, dass der Dämpfer besonders stark dämpfend ausgelegt wird (eine „härtere” Kraft-Geschwindigkeits-Kennlinie aufweist). Dämpft der Dämpfer stark, werden Radschwingungen ausreichend gut gedämpft. Nachteilig ist allerdings, dass die Stelleinrichtung zum Beeinflussen der ersten Feder, also besagter Elektromotor mit dem Getriebe, eine Kraft gegen den Dämpfer aufbringen muss, so dass das aktive Federungssystem bei Bereitstellen einer größeren Dämpfkraft durch den Dämpfer möglicherweise nicht mehr so gut arbeiten kann wie gewünscht.It has now been found that the design of the spring force provided by the first spring and the damping force provided by the passive damper is subject to a conflict of goals. So that small travel paths are achieved and the job energy, which has to apply the adjusting device for influencing the first spring, not too high, the first spring should be very stiff. By a very stiff first spring a good power dynamics is achieved in the system. It is achieved a good dynamic response, the actuator for influencing the effective spring force can do this very fast because of the stiff spring. With a stiff first spring, however, the quality of the wheel damping deteriorates. This will make the traction worse. Due to higher wheel load fluctuations, driving safety may also decrease. You can solve this by the fact that the damper is designed to be particularly strong damping (has a "harder" force-speed curve). Damps the damper strong, wheel vibrations are sufficiently well damped. The disadvantage, however, is that the adjusting device for influencing the first spring, so said electric motor with the gear, must apply a force against the damper, so that the active suspension system may not work as well when providing a larger damping force through the damper as desired ,

Aus der DE 44 14 022 C2 ist ein aktives Federungssystem für Kraftfahrzeuge bekannt, das insbesondere ein passives Federelement mit einem hierzu in Reihe geschalteten regelbarem Halbaggregat umfasst. Parallel zu diesem Federungssystem kann ein schaltbarer Stoßdämpfer angeordnet sein. Der Stoßdämpfer ist je nach zu dämpfender Resonanzfrequenz insbesondere zu- oder abschaltbar.From the DE 44 14 022 C2 an active suspension system for motor vehicles is known, which in particular comprises a passive spring element with a controllable half-aggregate connected in series therewith. Parallel to this suspension system, a switchable shock absorber may be arranged. The shock absorber is in particular switched on or off depending on the resonant frequency to be damped.

Die DE 44 30 364 B4 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Dämpfung des Fahrwerks eines Kraftfahrzeugs. Die Dämpfkraft des Schwingungsdämpfers ist dabei stufenlos steuerbar.The DE 44 30 364 B4 discloses a method and apparatus for damping the chassis of a motor vehicle. The damping force of the vibration damper is infinitely controllable.

Es ist Aufgabe der Erfindung, das Federungs- und Dämpfungssystem für ein Kraftfahrzeug so zu optimieren, dass das Schwingungsverhalten von Kraftfahrzeugaufbau und Rad soweit beeinflusst werden kann, dass möglichst wenig Probleme auftreten.It is an object of the invention to optimize the suspension and damping system for a motor vehicle so that the vibration behavior of motor vehicle body and wheel can be influenced so far that as little problems occur.

Die Aufgabe wird durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst: Erfindungsgemäß ermöglicht somit die Dämpfeinrichtung (insbesondere ein einzelner Dämpfer) im Fahrzeugbetrieb eine Umschaltung zwischen zumindest zwei Einstellzuständen, wobei die Dämpfeinrichtung in einem ersten Einstellzustand gemäß zumindest einer ersten Kraft-Geschwindigkeits-Kennlinie dämpft und in einem zweiten Einstellzustand gemäß zumindest einer zweiten Kraft-Geschwindigkeits-Kennlinie dämpft.The object is achieved by a motor vehicle having the features according to claim 1: According to the invention thus allows the damping device (in particular a single damper) in vehicle operation switching between at least two adjustment states, wherein the damping device in a first setting state according to at least a first force-velocity curve attenuates and attenuates in a second setting state according to at least a second force-velocity curve.

Die Dämpfeinrichtung kann also zumindest zwischen zwei Einstellzuständen umgeschalten werden, die an bestimmte Fahrsituationen optimal angepasst bereitgestellt werden können. Bei einem Kraftfahrzeug schwingt der Kraftfahrzeugaufbau üblicherweise niederfrequent und das Rad etwas höherfrequent, typischerweise um eine Zehnerpotenz in der Frequenz höher als der Kraftfahrzeugaufbau. Ist die Fahrsituation so, dass eher mit Schwingungen im Kraftfahrzeugaufbau zu rechnen sind, kann derjenige Einstellzustand der Dämpfeinrichtung gewählt werden, in dem die relativ geringe Dämpfkraft bereitgestellt wird. Dann kann die Stelleinrichtung zum Beeinflussen der ersten Feder besonders wirksam arbeiten, es kann also ein Elektromotor die Kraftfahrzeugaufbauschwingungen besonders wirksam dämpfen. Überfährt das Kraftfahrzeug eine relativ unebene, z. B. schlecht befestigte Bahn, ist verstärkt mit Radschwingungen zu rechnen. In diesem Falle sollte der Einstellzustand gewählt werden, bei dem die Dämpfeinrichtung die relativ höhere Dämpfkraft aufweist, damit die Radschwingungen wirksam unterdrückt werden. Damit wird ein Radspringen vermieden, und die Fahrsicherheit wird verbessert. Eine Steuereinrichtung kann das Umschalten im Fahrzeugbetrieb veranlassen, die Dämpfereinrichtung sollte dann Steuerbefehle empfangen können.The damping device can thus be switched at least between two setting states, which can be provided optimally adapted to specific driving situations. In a motor vehicle, the motor vehicle body usually oscillates at low frequency and the wheel slightly higher frequency, typically higher by a power of ten in frequency than the motor vehicle body. If the driving situation is such that oscillations in the motor vehicle structure are likely to occur, that setting state of the damping device can be selected in which the relatively low damping force is provided. Then, the adjusting device for influencing the first spring can work very effectively, so it can be an electric motor dampen the vehicle body vibrations particularly effective. Passes the motor vehicle a relatively uneven, z. B. badly fortified train, is expected to increase with wheel vibrations. In this case, the setting state should be selected in which the damping device has the relatively higher damping force, so that the wheel vibrations are effectively suppressed. This avoids skipping and improves driving safety. A controller may cause the switch in vehicle operation, the damper device should then be able to receive control commands.

Das Federungssystem des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs umfasst zumindest eine erste Feder und eine Stelleinrichtung zum Beeinflussen genau der ersten Feder, so dass es als aktives Federungssystem bereitgestellt ist, wobei die Stelleinrichtung in einer Reihenanordnung mit der ersten Feder zwischen dem zumindest einen der Räder und dem Kraftfahrzeugaufbau angeordnet ist und dazu ausgelegt ist, einen Federfußpunkt zu verstellen. Dabei ist eine zweite Feder parallel zu der Stelleinrichtung zum Beeinflussen der ersten Feder zwischen dem zumindest einen der Räder und dem Kraftfahrzeugaufbau angeordnet. Weiterhin weist die Stelleinrichtung zum Beeinflussen der ersten Feder einen Elektromotor und ein Getriebe auf, wobei der Elektromotor von einer Steuereinrichtung ansteuerbar ist.The suspension system of the motor vehicle according to the invention comprises at least a first spring and an adjusting device for influencing exactly the first spring, so that it is provided as an active suspension system, wherein the adjusting device is arranged in a series arrangement with the first spring between the at least one of the wheels and the motor vehicle body and designed to adjust a spring base. In this case, a second spring is arranged parallel to the adjusting device for influencing the first spring between the at least one of the wheels and the motor vehicle body. Furthermore, the adjusting device for influencing the first spring to an electric motor and a transmission, wherein the electric motor is controlled by a control device.

Die Dämpfeinrichtung ist sogar regelbar, was dadurch ermöglicht wird, dass unterschiedliche Einstellzustände der Dämpfeinrichtung kontinuierlich ineinander übergehen (also ein ganzes Kraft-Geschwindigkeits-Kennfeld bereitgestellt wird). Eine Steuereinrichtung kann zum Zwecke einer Regelung dann den Einstellzustand präzise festlegen. Die Steuereinrichtung kann mit dem zentralen Steuergerät für das Gesamtfahrzeug identisch sein.The damping device is even controllable, which is made possible by the fact that different setting states of the damping device continuously merge into one another (ie an entire force-velocity characteristic map is provided). A controller can then set the setting state precisely for the purpose of a control. The control device may be identical to the central control device for the entire vehicle.

Zwar sind hydraulische Dämpfer bekannt, in denen Einstellzustände kontinuierlich ineinander übergehen. Bevorzugt wird bei der vorliegenden Erfindung jedoch ein magnetorheologischer Dämpfer verwendet. Dieser hat den Vorteil, dass er auch bei höheren Frequenzen bis hin in den Eigenfrequenzbereich von Radschwingungen optimal dämpfen kann.Although hydraulic dampers are known in which setting states continuously merge into each other. Preferably, however, a magnetorheological damper is used in the present invention. This has the advantage that it can optimally dampen even at higher frequencies up to the natural frequency range of wheel vibrations.

Typische Dämpfer verhalten sich nicht nur gemäß einer einzigen Kraft-Geschwindigkeits-Kennlinie, sondern es wird zwischen einer Kraft-Geschwindigkeits-Kennlinie bei Druckbeaufschlagung und einer Kraft-Geschwindigkeits-Kennlinie bei Zugbeaufschlagung unterschieden. Grund hierfür ist, dass eine Wirkflüssigkeit in den Dämpfern bei Druck und Zug über unterschiedliche Ventile läuft. Bevorzugt gibt es daher zu jedem Einstellzustand zwei Kraft-Geschwindigkeits-Kennlinien, z. B. im ersten Einstellzustand bei Druck die erste Kraft-Geschwindigkeits-Kennlinie und bei Zug eine dritte Kraft-Geschwindigkeits-Kennlinie und im zweiten Einstellzustand bei Druck eine zweite Kraft-Geschwindigkeits-Kennlinie und bei Zug eine vierte Kraft-Geschwindigkeits-Kennlinie. Naturgemäß sollten sich die erste und die zweite Kraft-Geschwindigkeits-Kennlinie wie auch die dritte und die vierte Kraft-Geschwindigkeits-Kennlinie voneinander in zumindest einem Kennlinienbereich voneinander unterscheiden.Not only do typical dampers behave according to a single force-velocity curve, but a distinction is made between a force-velocity characteristic when pressurized and a force-velocity characteristic when subjected to a tensile load. The reason for this is that an active fluid in the dampers passes through different valves during pressure and pull. Therefore, there are preferably two force-speed characteristics for each setting state, eg. B. in the first setting state in pressure, the first force-speed curve and at train a third force-speed curve and in the second setting state when pressure a second force-speed curve and train a fourth force-velocity curve. Naturally, the first and second force-speed characteristics as well as the third and fourth force-speed characteristics should be different from each other in at least one characteristic range.

Die Erfindung ist im Zusammenwirken mit aktiven Federungssystemen der eingangs beschriebenen Art verwirklicht, es wird also die Stelleinrichtung zum Beeinflussen in einer Reihenanordnung mit der ersten Feder zwischen Rad- und Kraftfahrzeugaufbau angeordnet, und durch die Stelleinrichtung zum Beeinflussen wird der Federfußpunkt verstellt. Dies erfolgt mittels eines Motors und eines Getriebes, wobei der Motor von einer Steuereinrichtung ansteuerbar sein soll, was insbesondere im Rahmen einer Regelung geschehen soll. Die besagte Steuereinrichtung kann das zentrale Steuergerät für das gesamte Kraftfahrzeug sein. Die Erfindung ist bei beiden oben genannten Ausführungsformen ermöglicht, bei denen eine zweite Feder bereitgestellt wird, und zwar sowohl bei der Ausführungsform, bei der die Feder parallel zu der Stelleinrichtung zum Beeinflussen und damit in einer Reihenanordnung mit der ersten Feder zwischen dem Rad und dem Kraftfahrzeugaufbau angeordnet ist, als auch bei der Ausführungsform, bei dem die zweite Feder zwischen dem Rad und dem Kraftfahrzeugaufbau und parallel zu der Reihenanordnung aus erster Feder und Motor mit Getriebe angeordnet ist.The invention is realized in cooperation with active suspension systems of the type described above, so it is the actuator for influencing arranged in a series arrangement with the first spring between the wheel and motor vehicle body, and by the adjusting device for influencing the Federfußpunkt is adjusted. This is done by means of an engine and a transmission, wherein the engine should be controllable by a control device, which should be done in particular in the context of a regulation. The said control device may be the central control device for the entire motor vehicle. The invention is made possible in both above-mentioned embodiments in which a second spring is provided, both in the embodiment in which the spring is parallel to the actuator for influencing and thus in a series arrangement with the first spring between the wheel and the motor vehicle body is arranged, as well as in the embodiment in which the second spring between the wheel and the motor vehicle body and parallel to the series arrangement of the first spring and engine is arranged with gear.

Wie im Stand der Technik bei aktiven Federungssystemen bekannt, können die verwendeten Federn torsionsbelastete Stahlfedern sein.As known in the art in active suspension systems, the springs used may be torsionally loaded steel springs.

Während im Stand der Technik regelbare Dämpfer nur zusammen mit passiven Federungssystemen verwendet werden und aktive Federungssysteme mit passiven Dämpfern verwendet werden, wird vorliegend ein regelbarer Dämpfer zusammen mit einem aktiven Federungssystem eingesetzt.While in the prior art adjustable dampers are used only with passive suspension systems and active suspension systems with passive dampers are used, a controllable damper is used in the present case together with an active suspension system.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben, wobeiHereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings, wherein

1 eine erste Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht, 1 A first embodiment of the invention is illustrated

2 eine zweite Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht und 2 illustrates a second embodiment of the invention and

3 anhand einer Frequenzachse darstellt, welche Bauteile, die bei der Erfindung verwendet werden können, welche Wirkungen haben. 3 represents on the basis of a frequency axis, which components that can be used in the invention, which have effects.

In den 1 und 2 ist ein so genanntes Viertelfahrzeugmodell mit aktiver Federung veranschaulicht. Symbolisch dargestellt ist der Kraftfahrzeugaufbau 10 und ein Rad 12 von vier Rädern des Kraftfahrzeugs (daher „Viertelfahrzeugmodell”). Das Rad 12 fährt auf einer Bahn 14 und stellt selbst, insbesondere durch den Reifengummi, eine Radfeder 16 bereit. Vorliegend geht es um das Wechselwirken zwischen Kraftfahrzeugaufbau 10 und Rad 12. Die Wechselwirkung wird durch eine aktive Federung wesentlich bestimmt. Im Rahmen der aktiven Federung ist eine erste Feder 18 bereitgestellt, und zwar in einer Reihenanordnung mit einer Stelleinrichtung 20, die den Fußpunkt der Feder 18 verstellen kann. Üblicherweise umfasst die Steuereinrichtung 20 einen Motor und ein damit gekoppeltes Getriebe, wobei der Motor von einer in den Figuren nicht gezeigten Steuereinheit, üblicherweise dem zentralen Steuergerät des Kraftfahrzeugs zum Zwecke der Regelung des Kraftfahrzeugverhaltens angesteuert wird. Die Reihenanordnung aus erster Feder 18 und der Stelleinrichtung 20 zum Beeinflussen der Feder 18 soll nicht allein den gesamten Kraftfahrzeugaufbau 10 relativ zum Rad 12 tragen. Daher ist eine zweite Feder 22 bereitgestellt. Bei einer ersten Ausführungsform gemäß 1 ist die Feder 22 parallel zu der Stelleinrichtung 20 zum Beeinflussen der Feder 18 angeordnet, aber in Reihenanordnung mit der Feder 18 zwischen Kraftfahrzeugaufbau 10 und Rad 12. Bei der in 2 gezeigten zweiten Ausführungsform ist die Feder 22 hingegen parallel zur gesamten Reihenanordnung aus erster Feder 18 und der Stelleinrichtung 20 zum Beeinflussen der Feder 18 angeordnet, also unmittelbar zwischen Kraftfahrzeugaufbau 10 und Rad 12. Die Stelleinrichtung 20 wirkt nur auf genau eine Feder 18 ein.In the 1 and 2 is a so-called quarter-vehicle model with active suspension illustrated. Symbolically represented is the motor vehicle body 10 and a bike 12 of four wheels of the motor vehicle (hence "quarter vehicle model"). The wheel 12 drives on a train 14 and provides itself, in particular by the tire rubber, a wheel spring 16 ready. In the present case it is about the interaction between motor vehicle construction 10 and wheel 12 , The interaction is essentially determined by an active suspension. As part of the active suspension is a first spring 18 provided, in a series arrangement with an adjusting device 20 that is the base of the spring 18 can adjust. Usually, the control device comprises 20 an engine and a transmission coupled thereto, wherein the engine is controlled by a control unit, not shown in the figures, usually the central control unit of the motor vehicle for the purpose of controlling the behavior of the motor vehicle. The series arrangement of the first spring 18 and the actuator 20 for influencing the spring 18 should not alone the entire car body 10 relative to the wheel 12 wear. Therefore, a second spring 22 provided. In a first embodiment according to 1 is the spring 22 parallel to the actuator 20 for influencing the spring 18 arranged but in a row with the spring 18 between motor vehicle construction 10 and wheel 12 , At the in 2 shown second embodiment is the spring 22 however, parallel to the entire series arrangement of the first spring 18 and the actuator 20 for influencing the spring 18 arranged, ie directly between the vehicle body 10 and wheel 12 , The adjusting device 20 only works on exactly one spring 18 one.

Zu einem aktiven Federungssystem, wie es soeben erläutert und dargestellt wurde, wird im Stand der Technik üblicherweise ein passiver Dämpfer verwendet. Bei den in den 1 und 2 gezeigten beiden Ausführungsformen der Erfindung hingegen wird ein regelbarer Dämpfer 24 eingesetzt. Durch dasselbe Steuergerät (nicht gezeigt), das die Stelleinrichtung 20 zum Beeinflussen der Feder 18 ansteuert, kann auch der Dämpfer 24 angesteuert werden. Durch die Regelbarkeit des Dämpfers 24 ist es möglich, passend zu einer Fahrsituation eine geeignete Kraft-Geschwindigkeits-Kennlinie zu wählen, und zwar jeweils für Druckbeaufschlagung und Zugbeaufschlagung des Dämpfers 24. Je mehr und je stärker Schwingungen des Rades 12 auftreten oder auftreten könnten und je weniger Schwingungen des Kraftfahrzeugsaufbaus 10 auftreten bzw. auftreten könnten, desto mehr sollte der Dämpfer 24 dämpfen.For an active suspension system, as just explained and illustrated, a passive damper is commonly used in the prior art. In the in the 1 and 2 In contrast, both embodiments of the invention shown becomes a controllable damper 24 used. By the same control unit (not shown) that the adjusting device 20 for influencing the spring 18 also controls the damper 24 be controlled. Due to the controllability of the damper 24 For example, it is possible to choose a suitable force-speed characteristic suitable for a driving situation, in each case for pressurization and tensile loading of the damper 24 , The more and the stronger vibrations of the wheel 12 occur or could occur and the fewer vibrations of the vehicle body 10 could occur or occur, the more should the damper 24 dampen.

3 veranschaulicht, wie das Schwingungsverhalten im Kraftfahrzeug beeinflusst werden kann. Aufgetragen ist längs der einzigen Achse in 3 die Frequenz in Hertz. In einem Frequenzbereich zwischen 1 Hz und fast 3 Hz gibt es Eigenschwingungen des Kraftfahrzeugaufbaus 10. In einem Frequenzbereich zwischen ca. 6 Hz und 10 Hz gibt es Eigenschwingungen des Rades 12. Die aktive Federung mit den Elementen 18, 20, 22 kann auf den in 3 durch den Balken 26 dargestellten Frequenzbereich Einfluss nehmen, beeinflusst also hauptsächlich Schwingungen des Kraftfahrzeugsaufbaus 10. Für den regelbaren Dämpfer 24 gibt es zwei Alternativen: Es kann ein einfacher schaltbarer Dämpfer verwendet werden oder auch ein konventioneller hydraulischer regelbarer Dämpfer. Ein solcher Dämpfer beeinflusst Frequenzen in dem durch den Balken 28 dargestellten Bereich. Über die aktive Federung hinaus werden also Frequenzen bis in Richtung des Eigenfrequenzbereichs der Radschwingungen 12 möglich. Noch geeigneter als ein schaltbarer oder konventioneller regelbarer Dämpfer ist ein magnetorheologischer kontinuierlich regelbarer Dämpfer als Dämpfer 24. Ein solcher Dämpfer kann den durch den Balken 30 veranschaulichten Frequenzbereich beeinflussen. Ein solcher Dämpfer kann insbesondere eindeutig auf Radschwingungen mit der Eigenfrequenz Einfluss nehmen. 3 illustrates how the vibration behavior in the motor vehicle can be influenced. Placed along the single axis in 3 the frequency in Hertz. In a frequency range between 1 Hz and almost 3 Hz, there are natural vibrations of the motor vehicle body 10 , In a frequency range between approx. 6 Hz and 10 Hz, there are natural vibrations of the wheel 12 , Active suspension with elements 18 . 20 . 22 can on the in 3 through the beam 26 Influence shown frequency range, so mainly influences vibrations of the vehicle body 10 , For the adjustable damper 24 There are two alternatives: It can be used a simple switchable damper or a conventional hydraulic adjustable damper. Such a damper affects frequencies in the beam 28 shown area. In addition to the active suspension beyond frequencies in the direction of the natural frequency range of the wheel vibrations 12 possible. Even more suitable as a switchable or conventional adjustable damper is a magnetorheological continuously variable damper as a damper 24 , Such a damper can by the beam 30 affect the frequency range illustrated. Such a damper can in particular clearly influence wheel vibrations with the natural frequency.

Die aktive Federung ist also entweder mit einem schaltbaren bzw. konventionellen regelbarem Dämpfer oder einem magnetorheologischen kontinuierlich regelbaren Dämpfer kombinierbar. Solange Schwingungen des Kraftfahrzeugaufbaus 10 im Zentrum des Interesses liegen, sollte der Dämpfer 24 so eingestellt sein, dass die aktive Federung möglichst optimal arbeiten kann. Da Elektromotor und Getriebe der Stelleinrichtung 20 zum Beeinflussen der Feder 18 gegen den Dämpfer 24 arbeiten müssen, sollte dieser dann möglichst wenig Dämpfkraft bereitstellen. Anders ist es, wenn Radschwingungen im Zentrum des Interesses stehen. Dann sollte der Dämpfer 24 so eingestellt sein, dass (bei Vernachlässigung der aktiven Federung) möglichst eine starke dämpfende Kraft bereitgestellt wird.The active suspension can therefore be combined with either a switchable or conventional variable damper or a magnetorheological continuously adjustable damper. As long as vibrations of the motor vehicle body 10 In the center of interest should be the damper 24 be set so that the active suspension can work as optimally as possible. As electric motor and gearbox of the adjusting device 20 for influencing the spring 18 against the damper 24 work, it should then provide the lowest possible damping force. It is different when wheel vibrations are in the center of interest. Then the damper should be 24 be set so that (neglecting the active suspension) if possible, a strong damping force is provided.

Claims (6)

Kraftfahrzeug mit einer Mehrzahl von Rädern und einem Kraftfahrzeugaufbau (10), der relativ zu den Rädern beweglich ist, wobei zumindest eines (12) der Räder mit dem Kraftfahrzeugaufbau (10) über ein Federungssystem (18, 20, 22) und eine Dämpfeinrichtung (24) gekoppelt ist, wobei das Federungssystem zumindest eine erste Feder (18) und eine Stelleinrichtung (20) zum Beeinflussen genau der ersten Feder (18) umfasst, so dass es als aktives Federungssystem bereitgestellt ist, wobei die Stelleinrichtung (20) in einer Reihenanordnung mit der ersten Feder (18) zwischen dem zumindest einen (12) der Räder und dem Kraftfahrzeugaufbau (10) angeordnet ist und dazu ausgelegt ist, einen Federfußpunkt zu verstellen, wobei die Dämpfeinrichtung (24) im Fahrzeugbetrieb eine Umschaltung zwischen zumindest zwei Einstellzuständen ermöglicht, wobei sie in einem ersten Einstellzustand gemäß zumindest einer ersten Kraft-Geschwindigkeits-Kennlinie dämpft und in einem zweiten Einstellzustand gemäß zumindest einer zweiten Kraft-Geschwindigkeits-Kennlinie dämpft, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellzustände der Dämpfeinrichtung (24) kontinuierlich ineinander übergehen und ein Einstellzustand durch eine Steuereinrichtung festlegbar ist, wobei eine zweite Feder (22) parallel zu der Stelleinrichtung (20) zum Beeinflussen der ersten Feder (18) zwischen dem zumindest einen (12) der Räder und dem Kraftfahrzeugaufbau (10) angeordnet ist, und wobei die Stelleinrichtung (20) zum Beeinflussen der ersten Feder (18) einen Elektromotor und ein Getriebe aufweist, wobei der Elektromotor von einer Steuereinrichtung ansteuerbar ist.Motor vehicle with a plurality of wheels and a motor vehicle body ( 10 ) which is movable relative to the wheels, wherein at least one ( 12 ) of the wheels with the motor vehicle body ( 10 ) via a suspension system ( 18 . 20 . 22 ) and a damping device ( 24 ), wherein the suspension system comprises at least one first spring ( 18 ) and an adjusting device ( 20 ) for influencing exactly the first spring ( 18 ), so that it is provided as an active suspension system, wherein the adjusting device ( 20 ) in a series arrangement with the first spring ( 18 ) between the at least one ( 12 ) of the wheels and the motor vehicle body ( 10 ) is arranged and adapted to adjust a spring base, wherein the damping device ( 24 ) in the vehicle operation, a switching between at least two setting states allows, wherein it damps in a first setting state according to at least a first force-velocity curve and attenuated in a second setting state according to at least one second force-velocity curve, characterized in that the setting states of Damping device ( 24 ) continuously into one another and a setting state by a control device can be fixed, wherein a second spring ( 22 ) parallel to the actuator ( 20 ) for influencing the first spring ( 18 ) between the at least one ( 12 ) of the wheels and the motor vehicle body ( 10 ), and wherein the adjusting device ( 20 ) for influencing the first spring ( 18 ) has an electric motor and a transmission, wherein the electric motor is controllable by a control device. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfeinrichtung (4) einen magnetorheologischen Dämpfer umfasst.Motor vehicle according to claim 1, characterized in that the damping device ( 4 ) comprises a magnetorheological damper. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfeinrichtung (24) im ersten Einstellzustand bei Druck gemäß einer ersten Kraft-Geschwindigkeits-Kennlinie und bei Zug gemäß einer dritten Kraft-Geschwindigkeits-Kennlinie dämpft und im zweiten Einstellzustand bei Druck gemäß einer zweiten Kraft-Geschwindigkeits-Kennlinie und bei Zug gemäß einer vierten Kraft-Geschwindigkeits-Kennlinie dämpft.Motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the damping device ( 24 ) in the first setting state at pressure according to a first force-speed characteristic and at train according to a third force-speed characteristic attenuates and in the second setting state at pressure according to a second force-velocity curve and train according to a fourth force-speed Characteristic attenuates. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Feder (22) in einer Reihenanordnung mit der ersten Feder (18) zwischen dem zumindest einen (12) der Räder und dem Kraftfahrzeugaufbau (10) angeordnet ist.Motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the second spring ( 22 ) in a series arrangement with the first spring ( 18 ) between the at least one ( 12 ) of the wheels and the motor vehicle body ( 10 ) is arranged. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Feder (22) zwischen dem zumindest einen (12) der Räder und dem Kraftfahrzeugaufbau (10) und parallel zu der Reihenanordnung angeordnet ist.Motor vehicle according to one of claims 1 to 3, characterized in that the second spring ( 22 ) between the at least one ( 12 ) of the wheels and the motor vehicle body ( 10 ) and is arranged parallel to the array. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Feder (18, 22) eine torsionsbeanspruchte Stahlfeder ist.Motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that each spring ( 18 . 22 ) is a torsionsbeanspruchte steel spring.
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