DE19703872A1

DE19703872A1 - Hydraulischer Dämpfer

Info

Publication number: DE19703872A1
Application number: DE19703872A
Authority: DE
Inventors: Koenraad Reybrouck
Original assignee: Tenneco Automotive Inc
Current assignee: Tenneco Automotive Inc
Priority date: 1996-02-06
Filing date: 1997-01-31
Publication date: 1997-08-07
Also published as: GB9702206D0; GB2310024B; GB2310024A; US5682980A; JPH09226341A; JP3009367B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen hydraulischen Dämpfer, insbesonde re für eine aktive Fahrzeugaufhängung, sowie ein Verfahren zum Steuern der von einem hydraulischen Dämpfer erzeugten Kraft.

Fahrzeugaufhängungen dienen dazu, das Fahrzeugchassis gegenüber Unre gelmäßigkeiten der Straßenoberfläche zu "isolieren" sowie die Bewegung des Fahr zeugchassis und der Räder zu steuern. Außerdem werden Fahrzeugaufhängungen verwendet, eine durchschnittliche Fahrzeuglage aufrecht zu erhalten, um eine ver besserte Stabilität bei Fahrmanövern zu erzielen. Die herkömmliche passive Fahr zeugaufhängung umfaßt eine Feder und einen Dämpfer, die parallel geschaltet zwi schen den gefederten Massen (Fahrzeugchassis) und den ungefederten Massen (Räder und Achsen) angeordnet sind.

Hydraulische Dämpfer wie z. B. Stoßdämpfer und/oder Federbeine werden in Verbindung mit herkömmlichen passiven Fahrzeugaufhängungen dazu verwendet, unerwünschte Schwingungen zu absorbieren. Hierzu umfassen die hydraulischen Dämpfer einen Kolben, der im Druckzylinder des Dämpfers angeordnet und mittels einer Kolbenstange mit dem Chassis des Kraftfahrzeuges verbunden ist. Da der Kol ben die Strömung von Dämpfungsfluid innerhalb der Arbeitskammer bei einer Ver stellung des Dämpfers drosselt, ist der Dämpfer in der Lage, eine Dämpfungskraft zu erzeugen, die den Schwingungen der Aufhängung entgegen wirkt. Je größer der Drosselungsgrad ist, umso größer sind die vom Dämpfer erzeugten Dämpfungs kräfte.

In den letzten Jahren ist das Interesse an Fahrzeugaufhängungen gestiegen, die gegenüber herkömmlichen passiven Fahrzeugaufhängungen einen erhöhten Komfort und ein verbessertes Fahrverhalten liefern. Dies wird in erster Linie durch den Einsatz von "intelligenten" Aufhängungen erreicht, die in der Lage sind, die von den Dämpfern erzeugten Aufhängungskräfte auf elektronischem Wege zu steuern.

Unterschiedliche Grade beim Erzielen der idealen "intelligenten" Aufhän gung, der sogenannten "voll aktiven Aufhängung" sind möglich. Manchmal können nur dynamische Kräfte, die der Bewegung des Kolbens im Dämpfer entgegen wir ken, erzeugt und gesteuert werden. Manchmal lassen sich zusätzlich zu den Däm pfungskräften langsam veränderliche Zugstufenkräfte, unabhängig von der Ge schwindigkeit des Kolbens im Dämpfer, erzeugen, was mit "slow leveling" be zeichnet wird. Bei den am weitesten entwickelten Systemen, den sogenannten voll aktiven Aufhängungen können veränderliche Kräfte sowohl in der Druck- wie auch der Zugstufe unabhängig von der Position und der Bewegung des Kolbens erzeugt werden. Es wäre wünschenswert, ein einfaches System zu finden, das der voll aktiven Aufhängung so nahe wie möglich kommt. Außerdem wäre es wünschens wert, daß der hydraulische Dämpfer selbst bei einem Ausfall des hydraulischen Systems noch in einem "fail-safe" Modus funktionsfähig ist.

Durch die vorliegende Erfindung soll ein hydraulischer Dämpfer geschaffen werden, der in einer aktiven Fahrzeugaufhängung mit veränderlicher Dämpfung und Niveauregelung verwendet werden kann. Hierbei sollen die vom Dämpfer erzeugten Dämpfungskräfte im wesentlichen von der Position und der Geschwindigkeit des Kolbens im Druckzylinder unabhängig sein.

Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen definiert.

Der erfindungsgemäß ausgebildete Dämpfer umfaßt einen Druckzylinder und einen Kolben, der den Druckzylinder in zwei Zylinderabschnitte unterteilt. Eine Steuereinrichtung steuert den Druck auf beiden Seiten des Kolbens im wesentlichen unabhängig von der Geschwindigkeit des Kolbens innerhalb des Druckzylinders.

Der erfindungsgemäß ausgebildete hydraulische Dämpfer kann in einer akti ven Fahrzeugaufhängung verwendet werden. Insbesondere läßt er sich in einer hyd raulischen Anlage eines relativ niedrigen Drucks einsetzen. Der erfindungsgemäß ausgebildete Dämpfer ist in der Lage, selbst bei massiven Druckverlusten im System für eine sichere Aufhängung zu sorgen. Der Dämpfer zeichnet sich durch konstruktive Einfachheit und niedrige Herstellungskosten aus.

Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Fahrzeugaufhängung mit hyd raulischen Dämpfern in Verbindung mit einem herkömmlichen Kraftfahrzeug;

Fig. 2 einen schematische Darstellung eines Dämpfers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Dämpfers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Dämpfers gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;

Fig. 5 eine schematische Darstellung des Dämpfers in Fig. 4 in Verbindung mit einer Kupplung zum Steuern des Drucks innerhalb des Akkumulators;

Fig. 6 eine schematische Darstellung des Dämpfers in Fig. 4 in Verbindung mit zwei schaltbaren Ventilen zum Steuern des Drucks innerhalb des Akkumulators.

Es wird nun auf Fig. 1 Bezug genommen, in der mehrere hydraulische Däm pfer 10 dargestellt sind. Die Dämpfer 10 sind einem herkömmlichen Kraftfahrzeug 12 mit einem Fahrzeugchassis 14 zugeordnet. Das Kraftfahrzeug 12 besitzt eine hintere Aufhängung 16 mit einer quer verlaufenden Hinterachse 18, die die Hinter räder 20 lagert. Die Hinterachse 18 ist mit dem Kraftfahrzeug 12 mittels zweier Dämpfer 10 sowie mittels Schraubenfedern 22 verbunden. In der gleichen Weise besitzt das Kraftfahrzeug 12 eine vordere Aufhängung 24 mit einer quer verlaufen den vorderen Achse 26 zur Lagerung der Vorderräder 28. Die Vorderachse 26 ist mit dem Kraftfahrzeug 12 mittels zweier Dämpfer 10 und zweier Schraubenfedern 30 verbunden. Das Kraftfahrzeug 12 ist als Personenwagen dargestellt. Es versteht sich jedoch, daß die Dämpfer 10 auch mit anderen Fahrzeugen verwendet werden können.

Zur Steuerung der von den Dämpfern 10 erzeugten Kräften sind ein Modus- Wahlschalter 32 und ein elektronisches Steuermodul 34 vorgesehen. Der Modus- Wahlschalter 32 ist in dem Passagierraum 36 des Fahrzeuges 12 angeordnet und für die Fahrzeuginsassen zugänglich. Der Modus-Wahlschalter 32 dient zur Wahl der von den Dämpfern 10 zu erzeugenden Dämpfungseigenschaften sowie der Niveau verstellung. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß der Modus-Wahlschalter 32 lediglich eine Wahlmöglichkeit ist.

Das Steuermodul 34 empfängt Ausgangssignale des Modus-Wahlschalters 32 sowie verschiedener Fühler, die zum Erzeugen von Steuersignalen dienen, mit denen die von den Dämpfern 10 erzeugten Kräfte wahlweise gesteuert werden. In Strömungsverbindung mit jedem der Dämpfer 10 steht eine Hochdruck-Hydraulik anlage 38 mit geschlossenem Kreis, das eine oder mehrere Pumpen, einen oder mehrere Akkumulatoren und ein Reservoir umfaßt, wie weiter unten noch genauer beschrieben wird.

Es wird nun auf Fig. 2 Bezug genommen. Der Dämpfer 10 weist einen rohr förmigen Druckzylinder 40 mit einer Arbeitskammer 42 auf, die ein Dämpfungs fluid enthält.

Der Dämpfer 10 ist mit einem ersten veränderlichen Drosselventil 50 sowie einem zweiten veränderlichen Drosselventil 52 versehen, um den Druck auf jeder Seite des Kolbens 44 im wesentlichen unabhängig von der Geschwindigkeit des Kolbens 44 steuern zu können. Das erste Drosselventil 50 kann innerhalb des Kol bens 44 angeordnet sein und dient dazu, zumindest teilweise den Durchfluß von Dämpfungsfluid zwischen dem oberen Abschnitt der Arbeitskammer 42 und dem unteren Abschnitt der Arbeitskammer 42 zu steuern. Das erste Drosselventil 50 ist beispielsweise ein Einweg-Ventil mit geringer Drosselung in der Druckstufe des Dämpfers 10 und mit gesteuertem Strömungsmittelablaß in der Zugstufe des Däm pfers 10. Es können jedoch auch andere geeignete Ventile verwendet werden. Das zweite Drosselventil 52 dient dazu, den Durchfluß von Dämpfungsfluid zwischen dem unteren Abschnitt der Arbeitskammer 40 und dem Reservoir 56 zu ändern.

Durch Steuerung des Durchflusses von Dämpfungsfluid durch das erste Drossel ventil 50 und das zweite Drosselventil 52 läßt sich der Druck auf beiden Seiten des Kolbens 44 steuern.

Das erste Drosselventil 50 und das zweite Drosselventil 52 sind elektrisch miteinander verbunden und werden durch das elektronische Steuermodul 34 ge steuert. Wie noch genauer beschrieben wird, steuert das Steuermodul 34 die Dros selventile 50 und 52 in der Weise, daß die von dem Dämpfer 10 erzeugte Däm pfungskraft im wesentlichen unabhängig von der Geschwindigkeit des Kolbens 44 ist. Das Steuermodul 34 kann somit die von dem Dämpfer erzeugte Kraft in der Weise steuern, daß er nicht nur die richtigen Dämpfungskräfte, sondern auch aktive Kräfte erzeugt, um die Anforderungen hinsichtlich der Niveauregulierung zu er füllen.

Wie bereits erwähnt, steht der Dämpfer 10 mit der Hochdruck-Hydraulik anlage 38 in Strömungsverbindung. In diesem Zusammenhang empfängt der obere Abschnitt der Arbeitskammer 42 ein Dämpfungsfluid aus einem Reservoir 56 durch eine Pumpe 54 sowie einem Akkumulator 55 innerhalb der Hydraulikanlage 38. Das Reservoir 56 bildet eine erste Strömungsmittelquelle mit relativ niedrigem Druck für den Dämpfer 10, während die Pumpe 54 eine zweite Strömungsmittelquelle eines relativ hohen Druckes für den Dämpfer 10 bildet. Der Eintritt von Däm pfungsfluid in den oberen Abschnitt der Arbeitskammer 42 wird durch ein drittes veränderliches Drosselventil 58 gesteuert. Das dritte Drosselventil 58 dient dazu, einen relativ konstanten Druck in dem oberen Abschnitt der Arbeitskammer 42 während einer Bewegung des Kolbens 44 zu erzeugen. Es versteht sich jedoch, daß das dritte veränderliche Drosselventil 58 eine unveränderliche Drosselstelle sein kann, so daß die erwünschten Niveauregel- und Dämpfungseigenschaften dadurch erzielt werden, daß die beiden Drosselventile 50 und 52 verstellt werden.

Nachdem der Dämpfer 10 in der in Fig. I gezeigten Weise eingebaut wurde, wird Dämpfungsfluid dem oberen Abschnitt der Arbeitskammer 42 aus dem Re servoir 56 durch die Pumpe 54 und das dritte Drosselventil 58 (so vorhanden) zu geführt. Der Durchfluß von Dämpfungsfluid innerhalb des Dämpfers 10 wird dann durch das erste Drosselventil 50, das innerhalb des Kolbens 44 angeordnet sein kann, sowie durch das zweite Drosselventil 52 geregelt, welches mit dem unteren Abschnitt der Arbeitskammer 42 in Strömungsverbindung steht. Da der Durchfluß von Dämpfungsfluid durch den Dämpfer 10 von den beiden Drosselventilen 50 und 52 gesteuert wird, ist der resultierende Druck auf beiden Seiten des Kolbens 44 im wesentlichen unabhängig von der Geschwindigkeit des Kolbens 44. Das Steuer modul 34 ist somit in der Lage, die von dem Dämpfer 10 erzeugten Dämpfungs kräfte zu ändern (d. h. durch Ändern der Geschwindigkeit des Kolbens 44 aufgrund von Änderungen des Durchflusses durch das erste Drosselventil 50) sowie die Posi tion des Kolbens 44 innerhalb des Druckzylinders 40 zu ändern (durch Verstellen des Durchflusses durch das erste und zweite Drosselventil 50 und 52), um das Fahr zeugniveau zu regulieren.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 wird nun das zweite Ausführungsbeispiel be schrieben. Die in Fig. 3 gezeigten Bauteile, die in gleicher Weise wie die an Hand der Fig. 2 beschriebenen Bauteile arbeiten, erhalten die gleichen Bezugszeichen, er höht um 100. So gesehen, besitzt der hydraulische Dämpfer 110 einen Druckzylin der 140 mit einem darin angeordneten Kolben 144. Der Kolben 144 unterteilt die Arbeitskammer 142 in einen oberen Abschnitt und einen unteren Abschnitt. Der Kolben 144 ist an einem Ende mit der Kolbenstange 146 verbunden.

Der Dämpfer 110 besitzt einen Akkumulator 156, der eine erste Strömungs mittelquelle darstellt. Der Akkumulator 156 speichert Dämpfungsfluid bei einem Druck, der den statischen Druck des Dämpfers 110 und somit die statische Aus fahrkraft des Dämpfers 110 bestimmt. Wie für den Fachmann ersichtlich, kann der statische Druck durch ein externes oder internes System verstellt werden, um für eine Niveauregelung bei geringer Last zu sorgen. Der Dämpfer 110 umfaßt eine Pumpe 154, die eine zweite Strömungsmittelquelle eines zweiten Drucks darstellt. Die Pumpe 154 empfängt Dämpfungsfluid von dem Akkumulator 156 und fördert das Fluid bei höherem Druck zu entweder dem oberen oder unteren Abschnitt der Arbeitskammer 142, je nach der Betätigung der Drosselventile 150 und 152. Die Pumpe 154 wird von dem Motor 160 mit konstanter Drehzahl angetrieben und ist daher in der Lage, einen praktisch gleichförmigen Strom des Dämpfungsfluids zu erzeugen.

Um den Durchfluß des Dämpfungsfluids von der Pumpe 154 zum Akkumu lator 156 zu steuern, besitzt der Dämpfer 110 ein erstes veränderliches Drosselventil 150 und ein zweites veränderliches Drosselventil 152. Eine Seite des Drosselventils 150 ist mit dem oberen Abschnitt der Arbeitskammer 142 sowie dem Auslaß der Pumpe 154 verbunden. Die andere Seite des Drosselventils 150 ist mit dem unteren Abschnitt der Arbeitskammer 142 und mit einer Seite des zweiten Drosselventils 152 verbunden. Die zweite Seite des Drosselventils 152 ist mit dem Einlaß der Pum pe 154 wie auch mit dem Akkumulator 156 verbunden.

Wenn der Kolben 144 durch eine Druckerhöhung im oberen Abschnitt der Arbeitskammer 142 nach unten bewegt werden soll, wird das erste Drosselventil 150 geschlossen, während das zweite Drosselventil 152 geöffnet wird. Die Pumpe 154 ist daher in der Lage, Dämpfungsfluid dem oberen Abschnitt der Arbeitskam mer 142 zuzuführen. Gleichzeitig ist Dämpfungsfluid in dem unteren Abschnitt der Arbeitskammer 142 in der Lage, durch das zweite Drosselventil 152 in den Akku mulator 156 zu strömen. Wenn der Kolben 144 nach oben bewegt werden soll, wird das erste Drosselventil 154 geöffnet, während das zweite Drosselventil 152 ge schlossen wird. Dies bewirkt, daß der Druck im oberen und unteren Abschnitt der Arbeitskammer 142 im wesentlichen der gleiche ist. Da die Fläche des Kolbens 144, auf die Dämpfungsfluid im unteren Abschnitt der Arbeitskammer 142 einwirkt, grö ßer als die Fläche des Kolbens 144 ist, auf die das Dämpfungsfluid im oberen Ab schnitt der Arbeitskammer 142 einwirkt, wird der Kolben 144 nach oben verscho ben.

An Hand der Fig. 4 wird nun das dritte Ausführungsbeispiel beschrieben. Die Bauteile in Fig. 4, die in der gleichen Weise wie die entsprechenden Bauteile in Fig. 3 arbeiten, werden mit den gleichen Bezugszeichen, erhöht um 100, bezeichnet. Der hydraulische Dämpfer 210 in Fig. 4 besitzt einen Druckzylinder 240, der eine Arbeitskammer 242 bildet. Innerhalb der Arbeitskammer 242 befindet sich ein hin und her bewegbarer Kolben 244, der die Arbeitskammer 242 in einen oberen Ab schnitt und einen unteren Abschnitt unterteilt. Der Kolben 244 ist an seinem einen Ende mit einer axial verlaufenden Kolbenstange 246 verbunden.

Der Dämpfer 210 enthält einen Akkumulator 256, der eine erste Strömungs mittelquelle für den oberen und unteren Abschnitt der Arbeitskammer 242 bildet. Der Akkumulator 256 dient dazu, Dämpfungsfluid zu speichern, das dem oberen und unteren Abschnitt der Arbeitskammer 242 zugeführt werden kann. Der Akku mulator 256 ist mit dem oberen Abschnitt der Arbeitskammer 242 durch ein erstes veränderliches Drosselventil 250 verbunden, während der Akkumulator 256 mit dem unteren Abschnitt der Arbeitskammer 242 durch ein zweites veränderliches Drosselventil 252 verbunden ist. Die beiden Drosselventile 250 und 252 können zwei Richtungsventile mit steuerbarem Ablaßdruck sein. Es können jedoch auch andere Ventile eingesetzt werden.

Der Dämpfer 210 umfaßt eine erste Pumpe 262 und eine zweite Pumpe 264, die eine zweite Strömungsmittelquelle für den ersten und zweiten Abschnitt der Arbeitskammer 242 bilden. Die erste Pumpe 262 empfängt Dämpfungsfluid von dem Akkumulator 256 und fördert es zu dem oberen Abschnitt der Arbeitskammer 242. In der gleichen Weise empfängt die zweie Pumpe 264 Dämpfungsfluid von dem Akkumulator 256 und fördert es zu dem unteren Abschnitt der Arbeitskammer 242. Die beiden Pumpen 262 und 264 werden von einem Motor 260 mit konstanter Drehzahl angetrieben, so daß die beiden Pumpen 262 und 264 einen relativ gleich förmigen Strom von Dämpfungsfluid dem oberen und unteren Abschnitt der Arbeitskammer 242 zuführen.

Es wird nun die Betriebsweise des Dämpfers 210 in Fig. 4 beschrieben. Wenn sich der Dämpfer 210 in einer statischen Position befindet, sind die beiden Drosselventile 250 und 252 geöffnet, so daß Dämpfungsfluid von dem Auslaß der ersten Pumpe 262 durch das erste Drosselventil 250 zurück zur ersten Pumpe 262 strömt in der gleichen Weise wird Dämpfungsfluid von dem Auslaß der zweiten Pumpe 264 durch das zweite Drosselventil 252 zu der zweiten Pumpe 264 zurück geführt. Wenn der Druck des Dämpfungsfluids im oberen Abschnitt der Arbeits kammer 242 erhöht werden soll, wird die Stellung des ersten Drosselventils 252 geändert, um dadurch Dämpfungsfluid, das die erste Pumpe 262 aus dem Akku mulator 256 fördert, dem oberen Abschnitt der Arbeitskammer zuzuführen. Gleich zeitig ist das zweite Drosselventil 252 geöffnet, so daß Dämpfungsfluid in dem oberen Abschnitt der Arbeitskammer 242 sowie durch die zweite Pumpe 264 strö mendes Dämpfungsfluid dem Akkumulator 256 sowie der zweiten Pumpe 264 zu geführt werden kann.

Wenn der Druck des Dämpfungsfluids im unteren Abschnitt der Arbeits kammer 242 erhöht werden soll, wird das erste Drosselventil 250 geöffnet, während das zweite Drosselventil 252 geschlossen ist. Hierdurch wird die Menge des Däm pfungsfluids, das von der zweiten Pumpe 264 dem unteren Abschnitt der Arbeits kammer 242 zugeführt wird, erhöht, während gleichzeitig Dämpfungsfluid aus dem oberen Abschnitt der Arbeitskammer 242 durch das zweite Drosselventil 252 zum Akkumulator 256 strömen kann. Somit kann sich der Druck des Dämpfungsfluids im unteren Abschnitt der Arbeitskammer 242 erhöhen, während der Druck des Dämpfungsfluids im oberen Abschnitt der Arbeitskammer 242 absinkt.

Der in Fig. 4 gezeigte Dämpfer 210 kann in der Weise modifiziert werden, daß er den statischen Druck des Dämpfungsfluids innerhalb des Dämpfers unab hängig steuert. Eine derartige Modifikation ist in Fig. 5 gezeigt, in der Bauteile ent sprechend Fig. 4 mit den gleichen Bezugszeichen, erhöht um 100, bezeichnet sind. Zusätzlich zu den Bauteilen, die im Zusammenhang mit Fig. 4 beschrieben wurden, besitzt der in Fig. 5 gezeigte Dämpfer 310 ein Reservoir 366. Das Reservoir 366 bildet eine Strömungsmittelquelle für Dämpfungsfluid, das dem Akkumulator 356 zugeführt werden kann, um den Druck des Dämpfungsfluids im Akkumulator 356 zu erhöhen. Außerdem umfaßt der Dämpfer 310 eine dritte Pumpe 368 sowie ein Bypaßventil 370, die ein zusätzliches Mittel zum Steuern des Durchflusses an Däm pfungsfluid vom Reservoir 366 zum Akkumulator 356 bilden. Die dritte Pumpe 368 empfängt Dämpfungsfluid aus dem Reservoir 366 und fördert es unter erhöhtem Druck zum Akkumulator 356. Der Dämpfungsfluidstrom zum Akkumulator 356 wird von dem Bypaßventil 370 geregelt, das zwischen dem Akkumulator 356 und dem Reservoir 366 parallel geschaltet zur dritten Pumpe 368 angeordnet ist.

Wenn das Bypaßventil 370 geschlossen ist, fördert die dritte Pumpe 368 Dämpfungsfluid aus dem Reservoir 366 zu dem Akkumulator 356. Wenn das By paßventil 370 geöffnet ist, kann Dämpfungsfluid vom Auslaß der dritten Pumpe 368 zum Einlaß der dritten Pumpe 368 strömen. Das Bypaßventil 370 ist somit in der Lage, die Förderung von Dämpfungsfluid zu und aus dem Akkumulator 356 und da durch den Druck innerhalb des Akkumulators 356 zu steuern. Die dritte Pumpe 368 wird von dem Motor 360 über eine steuerbare Kupplung 372 angetrieben. Die Kupplung 372 dient dazu, die Drehzahl der dritten Pumpe 368 und somit den von der dritten Pumpe 368 geförderten Strom an Dämpfungsfluid zu steuern.

Der in Fig. 5 gezeigte Dämpfer 310 kann, wie in Fig. 6 gezeigt ist, in der Weise modifiziert werden, daß er von einem Motor direkt angetrieben wird, ohne daß eine steuerbare Kupplung erforderlich ist. Die den Bauteilen in Fig. 6 entspre chenden Bauteile in Fig. 5 werden wiederum mit den gleichen Bezugszeichen, er höht um 100, bezeichnet. Der hydraulische Dämpfer 410 enthält ein erstes schalt bares Ventil 474 und ein zweites schaltbares Ventil 476. Das erste schaltbare Ventil 474 steuert den Strom an Dämpfungsfluid vom Auslaß der dritten Pumpe 468 zum Akkumulator 456, während das zweite schaltbare Ventil 476 den Strom vom Auslaß der dritten Pumpe zum Einlaß der dritten Pumpe 468 steuert.

Wenn der Druck des Dämpfungsfluids innerhalb des Akkumulators 456 sta tisch bleibt, wird das erste schaltbare Ventil 474 geschlossen, während das zweite schaltbare Ventil 476 geöffnet ist. Dämpfungsfluid kann somit vom Auslaß der drit ten Pumpe 468 zum Einlaß der dritten Pumpe 468 gelangen. Wenn der Druck des Dämpfungsfluids innerhalb des Akkumulators 456 erhöht werden soll, wird das erste schaltbare Ventil 474 geöffnet, während das zweite schaltbare Ventil 476 ge schlossen wird, wodurch Dämpfungsfluid vom Auslaß der dritten Pumpe 468 zum Akkumulator 456 gefördert wird. Dies erhöht den Druck innerhalb des Akkumula tors 456. Wenn der Druck im Akkumulator 456 verringert werden soll, wird das erste schaltbare Ventil 474 zusammen mit dem zweiten schaltbaren Ventil 476 ge öffnet, so daß Dämpfungsfluid aus dem Akkumulator 456 in das Reservoir 466 strömt. Da die beiden schaltbaren Ventile 474 und 476 so betätigbar sind, daß sie den Strom an Dämpfungsfluid in und aus dem Akkumulator 456 steuern, kann die dritte Pumpe 468 von dem Motor 460 mit konstanter Drehzahl angetrieben werden, so daß keine steuerbare Kupplung erforderlich ist.

Die beschriebenen hydraulischen Dämpfer können, wie aus dem oben ste henden hervorgeht, bei einer Aufhängung dazu benutztwerden, sowohl für eine ver änderliche Dämpfung als auch Niveauregelung zu sorgen. Außerdem sind die Däm pfer in der Lage, Dämpfungskräfte zu erzeugen, die im wesentlichen unabhängig von der Position des Kolbens im Druckzylinder sind. Eine herkömmliche Feder kann parallel geschaltet zum Dämpfer vorgesehen werden, ohne daß sich ein nen nenswerter Verlust an Wirkungsgrad der Aufhängung ergibt. Da herkömmliche Federn verwendet werden können, müssen von der Pumpe lediglich dynamische Kräfte erzeugt werden, so daß in der Hydraulikanlage nur relativ niedrige Drücke eingesetzt werden müssen. Die Folge ist, daß vergleichsweise standardmäßige Bau teile in dem Kolbenventil sowie bei den anderen Komponenten des Dämpfers ver wendet werden können. Bei den in den Fig. 3 bis 6 gezeigten Ausführungsbei spielen müssen allerdings die verschiedenen Dämpfer mit verschiedenen Pumpen verbunden werden. Diese Pumpen können mit einer oder zwei zentralen Einheiten kombiniert werden (was die Hydraulikkreise getrennt hält); die Pumpen können jedoch auch in verschiedenen Dämpfern integriert werden.

Außerdem ist darauf hinzuweisen, daß die beschriebenen Dämpfer die Aus wirkungen eines Ausfalls der Hydraulikanlage minimal halten. In diesem Zusam menhang kann der Dämpfer in Parallelschaltung zu einer Feder eingesetzt werden.

Bei einer derartigen Konstruktion hat ein Ausfall der Hydraulikanlage zur Folge, daß der Dämpfer als fester passiver Dämpfer arbeitet.

Claims

1. Hydraulischer Dämpfer, der mit einer Strömungsmittelquelle (54, 56) in Verbindung steht, mit:
einem Druckzylinder (40),
einem Kolben (44), der den Druckzylinder in einen ersten und zweiten Zylinderabschnitt unterteilt,
einer Kolbenstange (46), die mit dem Kolben (44) mechanisch verbunden ist, und
einer Steuereinrichtung (50, 52, 58), die den Druck auf den beiden Seiten des Kolbens (44) im wesentlichen unabhängig von der Geschwindigkeit des Kol bens (44) innerhalb des Druckzylinders (40) dadurch steuert, daß sie den Durchfluß von Dämpfungsfluid zwischen der Strömungsmittelquelle (56) und dem Dämpfer (10) steuert.

2. Hydraulischer Dämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (50, 52, 58) die Position des Kolbens (44) im Druckzylinder (40) steuert.

3. Hydraulischer Dämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (50, 52, 58) die von dem Dämpfer (10) erzeugten Dämpfungs kräfte steuert.

4. Hydraulischer Dämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung ein erstes veränderliches Drossel ventil (50) aufweist, das zumindest teilweise den Durchfluß von Dämpfungsfluid zwischen dem ersten Zylinderabschnitt und dem zweiten Zylinderabschnitt steuert.

5. Hydraulischer Dämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Drosselventil (50) innerhalb des Kolbens (44) angeordnet ist.

6. Hydraulischer Dämpfer nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich net, daß die Strömungsmittelquelle ein Reservoir (56) mit Dämpfungsfluid aufweist und daß die Steuereinrichtung ein zweites veränderliches Drosselventil (52) auf weist, das den Durchfluß von Dämpfungsfluid zwischen dem zweiten Zylinderab schnitt und dem Reservoir (56) steuert.

7. Hydraulischer Dämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsmittelquelle eine Pumpe (54) aufweist, die mit dem ersten Zylinder abschnitt und dem Reservoir (35) verbunden ist.

8. Hydraulischer Dämpfer nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich net, daß die Steuereinrichtung ein drittes veränderliches Drosselventil (58) aufweist, das den Durchfluß von Dämpfungsfluid zwischen dem Reservoir (56) und dem ersten Zylinderabschnitt steuert.

9. Hydraulischer Dämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Druck des Dämpfungsfluids in dem ersten Zylinder abschnitt im wesentlichen konstant bleibt.

10. Hydraulischer Dämpfer mit:
einem Druckzylinder (40),
einem Kolben (44), der den Druckzylinder in einen ersten und einen zwei ten Zylinderabschnitt unterteilt,
einem Reservoir für Dämpfungsfluid, das mit dem ersten und zweiten Zylinderabschnitt verbunden ist,
einem Druckerzeuger (54, 55), der das vom Reservoir zu dem ersten Zylin derabschnitt geförderte Dämpfungsfluid unter Druck setzt, und
mehreren veränderlichen Drosselventilen (50, 52, 58), die den Druck auf jeder Seite des Kolbens (44) steuern, derart, daß der Druck auf jeder Seite des Kol bens (44) im wesentlichen unabhängig von der Geschwindigkeit des Kolbens (44) innerhalb des Druckzylinders (40) ist.

11. Hydraulischer Dämpfer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderlichen Drosselventile (50, 52, 58) den Druck auf jeder Seite des Kolbens (44) und dadurch die Position des Kolbens (44) innerhalb des Druckzylin ders (40) steuern.

12. Hydraulischer Dämpfer nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn zeichnet, daß die veränderlichen Drosselventile (50, 52, 58) die vom Dämpfer (10) erzeugten Dämpfungskräfte steuern.

13. Hydraulischer Dämpfer nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselventile (50, 52, 58) ein erstes Drosselventil (50) umfassen, das zumindest teilweise den Durchfluß von Dämpfungsfluid zwischen dem ersten Zylinderabschnitt und dem zweiten Zylinderabschnitt steuert.

14. Hydraulischer Dämpfer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderlichen Drosselventile ein zweites Drosselventil (52) umfassen, das den Durchfluß von Dämpfungsfluid von dem zweiten Zylinderabschnitt zu dem Reservoir (56) steuert.

15. Hydraulischer Dämpfer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselventile ein drittes Drosselventil (58) umfassen, das den Durchfluß von Dämpfungsfluid zwischen dem Reservoir (56) und dem ersten Zylinderab schnitt steuert.

16. Hydraulischer Dämpfer nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des Dämpfungsfluids in dem ersten Zylinderab schnitt im wesentlichen konstant bleibt.

17. Verfahren zum Steuern der Kraft, die von einem hydraulischen Dämpfer erzeugt wird, welcher eine Arbeitskammer mit einem darin angeordneten Kolben aufweist, der die Arbeitskammer in einen ersten und einen zweiten Abschnitt unter teilt, dadurch gekennzeichnet, daß:
das Dämpfungsfluid dem ersten Abschnitt der Arbeitskammer zugeführt wird,
der Durchfluß von Dämpfungsfluid durch ein mit dem ersten Abschnitt der Arbeitskammer verbundenes erstes veränderliches Drosselventil geregelt wird und
der Durchfluß von Dämpfungsfluid durch ein mit dem zweiten Abschnitt der Arbeitskammer verbundenes zweites veränderliches Drosselventil geregelt wird,
um den Druck auf jeder Seite des Kolbens im wesentlichen unabhängig von der Geschwindigkeit des Kolbens zu halten.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem unter Druck stehendes Dämpfungsfluid dem ersten Abschnitt der Arbeitskammer zugeführt wird.

19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem der Durchfluß von Dämpfungsfluid durch das erste und zweite Drossel ventil gesteuert wird, um die von dem Dämpfer erzeugten Dämpfungskräfte zu steuern.

20. Verfähren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeich net, daß bei der Förderung von Dämpfungsfluid zu dem ersten Abschnitt der Arbeitskammer Dämpfungsfluid durch mindestens eines der Drosselventile geför dert wird.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeich net, daß bei der Förderung von Dämpfungsfluid zu dem ersten Abschnitt der Arbeitskammer Dämpfungsfluid von einem Akkumulator zu dem ersten Abschnitt der Arbeitskammer gefördert wird.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Förderung von Dämpfungsfluid vom Akkumulator zu dem ersten Abschnitt der Arbeitskammer die Möglichkeit geschaffen wird, daß Dämpfungsfluid zwischen einem dritten veränderlichen Drosselventil und dem Akkumulator strömt.

23. Hydraulischer Dämpfer mit:
einem Druckzylinder (140; 240),
einem Kolben (144; 244), der den Druckzylinder in einen ersten und einen zweiten Zylinderabschnitt unterteilt,
einer ersten Strömungsmittelquelle (156; 256), die Dämpfungsfluid mit einem ersten Druck dem ersten und zweiten Zylinderabschnitt zuführt,
einer zweiten Strömungsmittelquelle (154, 262, 264), die Dämpfungsfluid mit einem zweiten Druck dem ersten und zweiten Zylinderabschnitt zuführt, und
einer Steuereinrichtung (150, 152; 250, 252), die den Durchfluß von Däm pfungsfluid zwischen der zweiten Strömungsmittelquelle und der ersten Strömungs mittelquelle steuert, um dadurch den Druck auf den beiden Seiten des Kolbens zu steuern.

24. Hydraulischer Dämpfer nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Strömungsmittelquelle einen Akkumulator (156; 256) aufweist.

25. Hydraulischer Dämpfer nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekenn zeichnet, daß die zweite Strömungsmittelquelle eine erste Pumpe (154; 262) auf weist, die mit dem ersten Zylinderabschnitt verbunden ist.

26. Hydraulischer Dämpfer nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Strömungsmittelquelle eine zweite Pumpe (264) aufweist, die mit dem zweiten Zylinderabschnitt verbunden ist.

27. Hydraulischer Dämpfer nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Pumpe durch einen Motor (160; 260) mit im wesentlichen konstanter Drehzahl antreibbar sind.

28. Hydraulischer Dämpfer nach einem der Ansprüche 23 bis 27, gekenn zeichnet durch eine Drucksteuereinrichtung zum Steuern des Drucks von Däm pfungsfluid in der ersten Strömungsmittelquelle.

29. Hydraulischer Dämpfer nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucksteuereinrichtung ein Reservoir (366) und eine Durchflußsteuer einrichtung zum Steuern des Durchflusses von Dämpfungsfluid vom Reservoir zur ersten Strömungsmittelquelle aufweist.

30. Hydraulischer Dämpfer nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußsteuereinrichtung aufweist:

(a) eine dritte Pumpe (368), die Dämpfungsfluid vom Reservoir (366) zu der ersten Strömungsmittelquelle (356) fördert, und
(b) ein erstes Ventil, das den Durchfluß von Dämpfungsfluid zwischen der zweiten Strömungsmittelquelle und dem Reservoir (366) steuert.

31. Hydraulischer Dämpfer nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekenn zeichnet, daß die Durchflußsteuereinrichtung eine Kupplung (372) zum Steuern der Drehzahl einer dritten Pumpe (368) aufweist.

32. Hydraulischer Dämpfer nach Anspruch 30 oder 31, gekennzeichnet durch:

(a) eine dritte Pumpe, die Dämpfungsfluid vom Reservoir zur ersten Strömungsmittelquelle fördert,
(b) ein zweites Ventil, das den Durchfluß von Dämpfungsfluid von der ersten Pumpe zur ersten Strömungsmittelquelle steuert, und
(c) ein drittes Ventil, das den Durchfluß von Dämpfungsfluid von der dritten Pumpe zum Reservoir steuert.

33. Verfahren zum Steuern der Kraft, die von einem hydraulischen Däm pfer erzeugt wird, welcher eine Arbeitskammer und einen darin angeordneten Kol ben aufweist, welcher die Arbeitskammer in einen ersten und einen zweiten Ab schnitt unterteilt, dadurch gekennzeichnet, daß
Dämpfungsfluid von einer ersten Strömungsmittelquelle zu dem ersten und zweiten Abschnitt der Arbeitskammer gefördert wird,
der Durchfluß von Dämpfungsfluid zwischen dem ersten Abschnitt der Arbeitskammer und einem Akkumulator durch ein ersten veränderliches Drossel ventil gesteuert wird, und
der Durchfluß von Dämpfungsfluid zwischen dem zweiten Abschnitt der Arbeitskammer und dem Akkumulator durch ein zweites veränderliches Drossel ventil gesteuert wird.

34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu der Förderung von Dämpfungsfluid von der ersten Strömungsmittelquelle zu dem ersten und zweiten Abschnitt der Arbeitskammer die Möglichkeit geschaffen wird, daß Dämpfungsfluid in dem Akkumulator einer ersten Pumpe zugeführt wird, die mit dem ersten Abschnitt der Arbeitskammer verbunden ist.

35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zur Förderung von Dämpfungsfluid von der ersten Strömungsmittelquelle zu dem ersten und zweiten Abschnitt der Arbeitskammer die Möglichkeit geschaffen wird, daß Dämpfungsfluid in dem Akkumulator einer zweiten Pumpe zugeführt wird, die mit dem zweiten Abschnitt der Arbeitskammer verbunden ist.

36. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 35, dadurch gekennzeich net, daß bei der Förderung von Dämpfungsfluid von der ersten Strömungsmittel quelle zu dem ersten und zweiten Abschnitt der Arbeitskammer dafür gesorgt wird, daß mehrere Pumpen einen im wesentlichen gleichförmigen Durchsatz von Däm pfungsfluid liefern.

37. Verfahren nach Anspruch 33, bei dem der Dämpfer, eine Pumpe, einen Motor zum Antrieb der Pumpe, eine zwischen dem Motor und der Pumpe angeord nete Kupplung und ein mit der Pumpe verbundenes Reservoir für Dämpfungsfluid aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Dämpfungsfluid vom Reservoir durch die Pumpe dem Akkumulator zugeführt wird.

38. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß bei der För derung von Dämpfungsfluid vom Reservoir zum Akkumulator der Durchsatz der Pumpe durch Betätigung der Kupplung gesteuert wird.

39. Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 38, bei dem der Dämpfer eine Pumpe, einen Motor zum Antrieb der Pumpe, ein mit der Pumpe verbundenes Reservoir für Dämpfungsfluid, ein mit dem Akkumulator und dem Reservoir ver bundenes erstes schaltbares Ventil und ein mit der Pumpe und dem Akkumulator verbundenes zweites schaltbares Ventil aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zu sätzlich der Druck des Dämpfungsfluids innerhalb des Akkumulators durch Steue rung des ersten und zweiten schaltbaren Ventils gesteuert wird.

40. Hydraulischer Dämpfer mit:
einem Druckzylinder,
einem Kolben, der den Druckzylinder in einen ersten und zweiten Zylinder abschnitt unterteilt,
einer ersten Strömungsmittelquelle, die Dämpfungsfluid mit einem ersten Druck dem ersten und zweiten Zylinderabschnitt zuführt,
einer zweiten Strömungsmittelquelle, die Dämpfungsfluid mit einem zwei ten Druck dem ersten und zweiten Zylinderabschnitt zuführt,
einem ersten verstellbaren Drosselventil, das zumindest teilweise den Durchfluß von Dämpfungsfluid von dem ersten Zylinderabschnitt und der zweiten Strömungsmittelquelle zu der ersten Strömungsmittelquelle steuert und
einem zweiten verstellbaren Drosselventil, das zumindest teilweise den Durchfluß von Dämpfungsfluid von dem zweiten Zylinderabschnitt und der zweiten Strömungsmittelquelle zu der ersten Strömungsmittelquelle steuert.

41. Hydraulischer Dämpfer nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Strömungsmittelquelle eine erste Pumpe aufweist, die Dämpfungsmit tel zu dem ersten Zylinderabschnitt fördert.

42. Hydraulischer Dämpfer nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Strömungsmittelquelle eine zweite Pumpe aufweist, die Dämpfungs fluid zu dem zweiten Zylinderabschnitt fördert.

43. Hydraulischer Dämpfer nach Anspruch 42, gekennzeichnet durch:
ein Reservoir für Dämpfungsfluid,
eine dritte Pumpe, die Dämpfungsfluid aus dem Reservoir zu der ersten Strömungsmittel fördert, und
eine Steuereinrichtung, die den Durchfluß von Dämpfungsfluid vom Re servoir zu der ersten Strömungsmittelquelle steuert.

44. Hydraulischer Dämpfer nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Kupplung umfaßt, die die Drehzahl der dritten Pumpe steuert.

45. Hydraulischer Dämpfer nach Anspruch 42, gekennzeichnet, durch:
ein Reservoir für Dämpfungsfluid,
eine dritte Pumpe, die Dämpfungsfluid vom Reservoir zu der ersten Strömungsmittelquelle fördert,
ein erstes schaltbares Ventil, das den Durchfluß von Dämpfungsfluid von der dritten Pumpe zur ersten Strömungsmittelquelle steuert und
ein zweites schaltbares Ventil, das den Durchfluß von Dämpfungsfluid von der dritten Pumpe zum Reservoir steuert.