WO2006027141A1 - Feder-dämpfer-einrichtung für kraftfahrzeuge und niveauregulierungssystem für kraftfahrzeuge - Google Patents

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WO2006027141A1 PCT/EP2005/009306 EP2005009306W WO2006027141A1 WO 2006027141 A1 WO2006027141 A1 WO 2006027141A1 EP 2005009306 W EP2005009306 W EP 2005009306W WO 2006027141 A1 WO2006027141 A1 WO 2006027141A1
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spring
volume
hydraulic
damper device
damper
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PCT/EP2005/009306
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Jürgen Siebeneick
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Gm Global Technology Operations, Inc.
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    • B60G2800/91—Suspension Control
    • B60G2800/914—Height Control System

Definitions

  • the invention relates to a spring-damper device for a motor vehicle, with a main hydraulic volume and with respect to the main hydraulic volume separated, cooperating with the main hydraulic volume pneumatic volume. Furthermore, the invention relates to a level control system for a motor vehicle, with a plurality of such hydropneumatic spring-damper devices.
  • chassis of motor vehicles have been increasingly developed in the past.
  • active suspensions are known.
  • chassis systems are automatically adapted to the respective driving conditions via a control loop.
  • Active chassis adaptive vehicle systems include, for example, spring-damper systems, leveling systems, and / or undercarriage stabilization systems.
  • DE 36 19 777 A1 shows a level control device for motor vehicles which comprises a plurality of hydraulic cylinders, the hydraulic cylinders being connected to one another and to a central tank via hydraulic lines.
  • the EP 0 686 518 Bl discloses a pneumatic Ni ⁇ veauregelungssystem with air suspension elements, which are connected via pneumatic lines with each other and with a central compressor.
  • the present invention is based on the problem to provide a novel spring-damper device and a novel level control system for a motor vehicle.
  • the main hydraulic volume, the pneumatic volume and the balance hydraulic volume are in one integrated common housing, so that each wheel of a motor vehicle decentralized such Fe ⁇ der-steamer device without hydraulic and Pneumatikverbin ⁇ connections between the individual spring-steamer devices can be assigned.
  • the erfmdungsgedorfe level control system is characterized by the features of claim 8.
  • the inventive level control system has a plurality of hydropneumatic spring-steamer devices, each wheel of the motor vehicle is associated with a hydropneumatic spring-steamer device.
  • Each Fe ⁇ der-steamer device has decentralized a main hydraulic volume, a compensation hydraulic volume and a Pneumatikvo ⁇ lumen.
  • the compensation hydraulic volume of a Fe ⁇ der-Dampf-Emraum is connected to the main hydraulic volume of this spring-steamer device in combination. Hydraulic fluid can be diverted from the compensation hydraulic volume into the main hydraulic volume and vice versa for providing a height change or level change for the motor vehicle.
  • the inventive level control system has a central control or regulating device, wherein all spring-steamer devices and the Fe ⁇ der-steamer devices associated with high sensors are connected to the central control or regulating device via control lines.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of a spring-damper device according to the invention
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a level control system according to the invention with several inventive Fe ⁇ der-damper devices of FIG. 1, and
  • FIG. 3 shows a schematic block diagram of a spring-damper device according to the invention, which, compared with the embodiment according to FIG.
  • FIG. 1 shows a spring damper device 1 according to the invention, such a spring damper device 1 being able to be assigned to each wheel of a motor vehicle in a decentralized manner.
  • FIG. 1 is a highly schematic representation of the spring damper device 1 according to the invention in the form of a block diagram.
  • the spring damper device 1 has a main hydraulic volume 2 and a pneumatic volume 3 which is separated from the main hydraulic volume 2 and cooperates with the main hydraulic volume 2.
  • the main hydraulic volume 2 and the pneumatic volume 3 are arranged in a common housing 4 , Inside the case 4 is therefore a receiving space 5 for the main hydraulic volume 2 and a receiving space 6 for the pneumatic volume 3 is arranged.
  • the receiving space 5 receiving the main hydraulic volume 2 and the receiving space 6 accommodating the pneumatic volume 3 are separated from one another by a flexible partition wall or membrane 7.
  • In the main hydraulic volume 2 receiving receiving space 5 projects a piston rod 8 into it.
  • the piston rod 8 has a piston 28 at the end facing the engine compartment 7.
  • the piston 28 has a non-illustrated bi-directionally effective throttle valve so that the main hydraulic volume 2 is separated into upper and lower main hydraulic volumes.
  • the throttle valve may also be arranged externally and is connected to the upper and lower main hydraulic volumes.
  • the piston rod 8 projects out of the same at the lower end of the housing 4 and has a fastening element 9 on its free end protruding from the housing 4. Gege ⁇ lying to this fastening element 9, a further fastening element 10 is provided at the upper end of the housing 4.
  • the spring-damper device 1 according to the invention can be integrated into a motor vehicle.
  • each spring-damper device 1 has a decentralized compensation hydraulic volume 11.
  • the compensation hydraulic volume 11 is arranged outside of the housing 4 in FIG.
  • the compensation hydraulic volume 11 together with all other components, which are surrounded in Fig. 1 by the designated by the reference numeral 12 box 12, are integrated in the housing 4 of the spring-damper device 1 according to the invention.
  • hydraulic fluid can be diverted into the main hydraulic volume 2 and vice versa.
  • the carrying capacity of the inventive Fe ⁇ der-steamer device 1 is adjustable. This can be a Hohena noted or level change for a motor vehicle, in which such a spring-steamer device 1 is integrated, are provided.
  • the compensation hydraulic volume 11 communicates with the main hydraulic volume 2 via hydraulic lines.
  • a controllable pump device 14 and a non-return valve 15 are integrated in a first hydraulic line 13.
  • the control of the pump device 14 takes place via a pump motor 16 assigned to the pump device 14.
  • hydraulic fluid can be diverted from the equalizing hydraulic volume 11 into the main hydraulic volume 2.
  • controllable discharge valve 18 In this second hydrau ⁇ lik admir 17 a controllable discharge valve 18 is integrated. According to FIG. 2, the controllable discharge valve 18 has two switching stages. In a first switching stage, the second hydraulic line 17 is interrupted, so that no hydraulic fluid can flow through it. In a second Switching, however, the second hydraulic line 17 and the flow of hydraulic fluid is released by the same.
  • the main hydraulic volume 2, the pneumatic volume 3 and the compensation hydraulic volume 11 in each Fe ⁇ der-damper device 1 are provided decentralized and preferably together with the hydraulic lines and in the hydraulic lines integrated assemblies (pumping device 14, check valve 15, motor 16 and drain valve 18) are integrated in the common housing 4 of the spring-damper device 1. Since the compensation hydraulic volume 11 is provided decentralized in each spring-damper device 1, no connections of individual spring-damper devices 1 are required one above the other via hydraulic lines. The further can be dispensed with the connection of the spring-damper devices 1 with a central hydraulic volume.
  • hydraulic fluid is pumped from the compensating hydraulic volume 11 into the main hydraulic volume 2 via the first hydraulic line 13 via the pump device 14, whereas the second hydraulic line 17 is interrupted.
  • the supply of hydraulic fluid from the compensation hydraulic volume 11 into the main hydraulic volume 2 increases the pressure within the main hydraulic volume 2, as a result of which a higher carrying capacity for the spring-damper device 1 can be achieved.
  • the motor vehicle is thereby raised.
  • the drain valve 18 is moved into the open position when the pump device 14 is switched off, so that hydraulic fluid is pumped through the second hydraulic line 17. Liquids from the main hydraulic volume 2 in the Aus ⁇ same hydraulic volume 11 can flow. As a result, the pressure within the main hydraulic volume 2 is reduced. The carrying capacity is thereby reduced and the motor vehicle is lowered.
  • the spring-damper device 1 can be embodied both as a partially-bearing and as a fully-supporting, hydropneumatic spring-damper element.
  • the Fe ⁇ damper device 1 In the case in which the Fe ⁇ damper device 1 is designed as a fully supporting element, it takes the entire load of the motor vehicle together with other similar spring-damper devices 1, which may be assigned to other wheels of the motor vehicle on.
  • a partially supporting spring-damper device 1 in addition to the same, preferably on each wheel of the motor vehicle, there is an additional spring element which, in addition to the spring-damper device 1, provides a second load path and absorbs part of the load of the motor vehicle ,
  • FIG. 2 shows a level control system 22 according to the invention.
  • a spring-steamer device 1 according to the invention is assigned to each wheel of a motor vehicle.
  • the block diagram of the level control system 22 shown in FIG. 2 is therefore a leveling system for a two-axle motor vehicle with four wheels.
  • the spring steamer devices 1 shown on the left side of FIG. 2 are assigned to the two wheels of a front axle, the spring steamer devices 1 shown on the right side are assigned to the two wheels of a rear axle of a motor vehicle. Accordingly, a main hydraulic volume 2, a compensating hydraulic volume 11 and a pneumatic volume 3 are present at each wheel of the motor vehicle.
  • the only connection of the spring-steamer devices 1 with a central device is the connection thereof via the control lines 19 and 20 to the central control device 21.
  • each spring-steamer device 1 is assigned a high-level sensor 24.
  • the height sensor 24 can either be integrated in the spring-steamer device 1 or can be designed as a separate assembly.
  • Each high sensor 24 is connected via control lines 23 to the central control or regulating device 21.
  • the height sensors 24 detect the current height or the current level at each wheel of the motor vehicle and transmit as the input variable for the control or regulating device a corresponding measured value.
  • the control or regulating device 21 is connected to further sensors whose measured values of the control or regulating device 21 serve as input variables. These sensors may be, for example, a speed sensor 25, an acceleration sensor 26 and a steering wheel angle sensor 27. The points shown next to the sensors 25, 26 and 27 are intended to make clear that other sensors of the control or regulating device 21 can also provide measured values as input quantities.
  • control device 21 determines output variables which serve as manipulated variables for the spring-steamer devices 1 on the basis of a control law stored in the control device 21. These manipulated variables are fed to the spring-steamer devices 1 via the control lines 19 and 20, respectively.
  • a level control system 22 which comprises a plurality of decentralized spring-steamer devices 1.
  • the decentralized spring-steamer devices 1 comprise decentralized, i. each separate, the main hydraulic volume 2, the balance hydraulic volume 11 and the pneumatic volume 3.
  • a cross-linking of the spring-steamer devices 1 takes place only via electrical control lines with a central control or regulating device 21st
  • a cost-effective leveling system can be provided. There is no need to install hydraulic lines and / or pneumatic lines between the individual spring steamer devices or with a central hydraulic volume. Accordingly, let that go inventive level control system space-saving and cost-effectively integrate into a motor vehicle. With the aid of the level control system according to the invention and the spring-damper devices according to the invention, different levels for a motor vehicle can be easily realized. Thus, depending on the speed of the motor vehicle to reduce fuel consumption, the level of the motor vehicle can be lowered. When parking, the level of the vehicle can also be adjusted to facilitate boarding or alighting.
  • the spring-damper device according to the embodiment according to FIG. 3 differs from that according to FIG. 1 in that instead of the main hydraulic volume 2 and pneumatic volume 3, arranged one behind the other, relative to the longitudinal direction of the spring-damper device Pneumatic volume 3 is arranged concentrically to the longitudinal axis to the hydraulic volume 2.
  • This concentric gas cushion can be semi-load bearing or fully load bearing. Basically, the gas volume could be placed externally as a spring ball or spring cylinder with a short connecting line.
  • Components of the embodiment according to FIG. 3 which correspond to the embodiment according to FIG. 1 are designated by the same reference numerals for the sake of simplicity.
  • Control line 20 Control device 21 Level control system 22
  • Acceleration sensor 26 Steering wheel angle sensor 27

Abstract

Die Erfindung betrifft Feder-Dämpfer-Einrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie ein Niveauregulierungssystem für ein Kraftfahrzeug. Die Feder-Dämpfer-Einrichtung verfügt über ein Haupt­hydraulikvolumen (2) und ein gegenüber dem Haupthydraulikvolumen (2) abgetrenntes, mit dem Haupthydraulikvolumen (2) zusam­menwirkendes Pneumatikvolumen(3). Erfindungsgemäß ist in der Feder-Dämpfer-Einrichtung ein dezentrales Ausgleichshydraulikvolumen (11) vorhanden, wobei Hydraulikflüssigkeit vom Ausgleichshydraulikvolumen (11) in das Haupthydraulikvolumen (2) und umgekehrt zur Veränderung einer Tragkraft der Feder-Dämpfer-Einrichtung (1) und damit zur Bereitstellung einer Höhenänderung bzw. Niveauänderung für das Kraftfahrzeug umleitbar ist.

Description

Feder-Dämpfer-Einrichtung für Kraftfahrzeuge und Niveauregu¬ lierungssystem für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung betrifft eine Feder-Dämpfer-Einrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einem Haupthydraulikvolumen und mit einem gegenüber dem Haupthydraulikvolumen abgetrennten, mit dem Haupthydraulikvolumen zusammenwirkenden Pneumatikvolumen. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Niveauregulierungssystem für ein Kraftfahrzeug, mit mehreren derartigen hydropneumatischen Feder-Dämpfer-Einrichtungen.
Zur Verbesserung des Fahrkomforts wurden in der Ver¬ gangenheit Fahrwerke von Kraftfahrzeugen zunehmend weiter¬ entwickelt. So sind aus dem Stand der Technik aktive Fahrwerke bekannt. Bei solchen aktiven Fahrwerken werden Fahrwerksysteme automatisch über einen Regelkreis an die jeweiligen Fahrbe- ■ dingungen angepasst. Bei den mithilfe eines aktiven Fahrwerks anpassbaren Fahrzeugsystemen handelt es sich zum Beispiel um Feder-Dämpfer-Systeme, Niveauregulierungssysteme und/oder Stabilisierungssysteme des Fahrwerks.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Fe¬ der-Dämpfer-Einrichtungen und Niveauregulierungssysteme be¬ kannt. So zeigt zum Beispiel die DE 36 19 777 Al eine Ni- veauregeleinrichtung für Kraftfahrzeuge, die mehrere Hydrau¬ likzylinder umfasst, wobei die Hydraulikzylinder untereinander sowie mit einem zentralen Tank über Hydraulikleitungen verbunden sind. Die EP 0 686 518 Bl offenbart ein pneumatisches Ni¬ veauregelungssystem mit Luftfederungselementen, die über Pneumatikleitungen untereinander sowie mit einem zentralen Kompressor verbunden sind.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, eine neuartige Feder-Dämpfer-Einrichtung sowie ein neuartiges Niveauregulierungssystem für ein Kraft- fahrzeug zu schaffen.
Dieses Problem wird dadurch gelöst, dass die Eingangs genannte Feder-Dämpfer-Einrichtung dezentral ein Ausgleichs¬ hydraulikvolumen aufweist, wobei Hydraulikflüssigkeit vom Ausgleichshydraulikvolumen in das Haupthydraulikvolumen und umgekehrt zur Veränderung einer Tragkraft der Fe¬ der-Dämpfer-Einrichtung und damit zur Bereitstellung einer Höhenänderung bzw. Niveauänderung für das Kraftfahrzeug um¬ leitbar ist. Das Haupthydraulikvolumen, das Pneumatikvolumen und das Ausgleichshydraulikvolumen sind vorzugsweise integraler Bestandteil der Feder-Dämpfer-Einrichtung.
Mit einer derartigen Feder-Dämpfer-Einrichtung kann auf die Verlegung von Hydraulikleitungen und Pneumatikleitungen zwischen einzelnen Feder-Dämpfer-Einrichtungen und damit in¬ nerhalb des Kraftfahrzeugs bzw. quer durch dasselbe verzichtet werden. Der konstruktive Aufwand wird hierdurch verringert. Niveauregulierungssysteme mit derartigen Fe¬ der-Dämpfer-Einrichtung lassen sich mit erheblich geringeren Kosten und platzsparender in Kraftfahrzeuge integrieren.
Vorzugsweise sind das Haupthydraulikvolumen, das Pneumatikvolumen und das Ausgleichshydraulikvolumen in ein gemeinsames Gehäuse integriert, so dass jedem Rad eines Kraftfahrzeugs dezentral eine derartige Fe¬ der-Dampfer-Einrichtung ohne Hydraulik- und Pneumatikverbin¬ dungen zwischen den einzelnen Feder-Dampfer-Einrichtungen zugeordnet werden kann.
Das erfmdungsgemaße Niveauregulierungssystem ist durch die Merkmale des Patentanspruchs 8 gekennzeichnet.
Das erfindungsgemaße Niveauregulierungssystem verfugt über mehrere hydropneumatische Feder-Dampfer-Einrichtungen, wobei jedem Rad des Kraftfahrzeugs eine hydropneumatische Feder-Dampfer-Einrichtung zugeordnet ist. Jede Fe¬ der-Dampfer-Einrichtung weist dezentral ein Haupthydraulik- volumen, ein Ausgleichshydraulikvolumen und ein Pneumatikvo¬ lumen auf. Das Ausgleichshydraulikvolumen einer Fe¬ der-Dampfer-Emrichtung steht mit dem Haupthydraulikvolumen dieser Feder-Dampfer-Einrichtung in Verbindung. Hydraulik- flussigkeit ist vom Ausgleichshydraulikvolumen in das Haupt- hydraulikvolumen und umgekehrt zur Bereitstellung einer Ho- henanderung bzw. Niveauanderung für das Kraftfahrzeug umleitbar.
Das erfindungsgemaße Niveauregulierungssystem weist eine zentrale Steuer- bzw. Regeleinrichtung auf, wobei alle Feder-Dampfer-Einrichtungen und den Fe¬ der-Dampfer-Einrichtungen zugeordnete Hohensensoren mit der zentralen Steuer- bzw. Regeleinrichtung über Steuerleitungen verbunden sind.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhangigen Unteranspruchen und der nachfolgenden Be¬ schreibung. Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, ohne hierauf beschränkt zu sein, unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 ein schematisiertes Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Feder-Dämpfer-Einrichtung,
Fig. 2 ein schematisiertes Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Niveauregulierungssystems mit mehreren erfindungsgemäßen Fe¬ der-Dämpfer-Einrichtungen gemäß Fig. 1, und
Fig. 3 ein schematisches Blockschaltbild einer er¬ findungsgemäßen Feder-Dämpfer-Einrichtung, die gegenüber der Ausführungsform nach der Fig.
1 modifiziert ist.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 in größerem Detail beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Fe¬ der-Dämpfer-Einrichtung 1, wobei eine derartige Fe¬ der-Dämpfer-Einrichtung 1 dezentral jedem Rad eines Kraft¬ fahrzeugs zugeordnet sein kann. Fig. 1 ist eine stark sche- matisierte Darstellung der erfindungsgemäßen Fe¬ der-Dämpfer-Einrichtung 1 in Form eines Blockschaltbilds.
So verfügt gemäß Fig. 1 die erfindungsgemäße Fe¬ der-Dämpfer-Einrichtung 1 über ein Haupthydraulikvolumen 2 und ein gegenüber dem Haupthydraulikvolumen 2 abgetrenntes, mit dem Haupthydraulikvolumen 2 zusammenwirkendes Pneumatikvolumen 3. Das Haupthydraulikvolumen 2 sowie das Pneumatikvolumen 3 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 4 angeordnet. Innerhalb des Gehäuses 4 ist demnach ein Aufnahmeraum 5 für das Haupthydraulikvolumen 2 sowie ein Aufnahmeraum 6 für das Pneumatikvolumen 3 angeordnet. Der das Haupthydraulikvolumen 2 aufnehmende Aufnahmeraum 5 sowie der das Pneumatikvolumen 3 aufnehmende Aufnahmeraum 6 sind durch eine flexible Trennwand bzw. Membran 7 voneinander getrennt. In den das Haupthydraulikvolumen 2 aufnehmenden Aufnahmeraum 5 ragt eine Kolbenstange 8 hinein. Die Kolbenstange 8 weist am zum Motorraum 7 zeigenden Ende einen Kolben 28 auf. Der Kolben 28 weist ein hier nicht dargestelltes in beiden Richtungen wirksames Drosselventil auf, so dass das Haupthydraulikvolumen 2 in ein oberes und unteres Haupthydraulikvolumen getrennt ist. Al¬ ternativ kann das Drosselventil auch extern angeordnet sein und ist mit dem oberen und unteren Haupthydraulikvolumen verbunden. Die Kolbenstange 8 ragt am unteren Ende des Gehäuses 4 aus demselben heraus und weist an seinem aus dem Gehäuse 4 her¬ ausragenden freien Ende ein Befestigungselement 9 auf. Gege¬ nüberliegend zu diesem Befestigungselement 9 ist am oberen Ende des Gehäuses 4 ein weiteres Befestigungselement 10 vorgesehen. Über die Befestigungselemente 9 und 10 ist die erfindungsgemäße Feder-Dämpfer-Einrichtung 1 in ein Kraftfahrzeug integrierbar.
Es liegt nun im Sinne der hier vorliegenden Erfindung, dass jede Feder-Dämpfer-Einrichtung 1 über ein dezentrales Ausgleichshydraulikvolumen 11 verfügt. Zur Verdeutlichung der Funktionsweise der erfindungsgemäßen Feder-Dämpfer-Einrichtung 1 ist in Fig. 1 das Ausgleichshydraulikvolumen 11 außerhalb des Gehäuses 4 angeordnet. Es ist jedoch bevorzugt, dass das Ausgleichshydraulikvolumen 11 zusammen mit allen anderen Komponenten, die in Fig. 1 von dem mit der Bezugsziffer 12 gekennzeichneten Kasten 12 umrandet sind, in das Gehäuse 4 der erfindungsgemäßen Feder-Dämpfer-Einrichtung 1 integriert sind. Vom Ausgleichshydraulikvolumen 11 ist Hydraulikflus- sigkeit in das Haupthydraulikvolumen 2 sowie umgekehrt um¬ leitbar. Durch das Umleiten von Hydraulikflussigkeit zwischen dem Haupthydraulikvolumen 2 und dem Ausgleichshydraulikvolumen 11 ist die Tragkraft der erfindungsgemaßen Fe¬ der-Dampfer-Einrichtung 1 einstellbar. Hierdurch kann eine Hohenanderung bzw. Niveauanderung für ein Kraftfahrzeug, in das eine derartige Feder-Dampfer-Einrichtung 1 integriert ist, bereitgestellt werden.
Das Ausgleichshydraulikvolumen 11 steht mit dem Haupthydraulikvolumen 2 über Hydraulikleitungen in Verbindung. So ist in eine erste Hydraulikleitung 13 eine ansteuerbare Pumpeneinrichtung 14 und ein Ruckschlagventil 15 integriert. Die Ansteuerung der Pumpeneinrichtung 14 erfolgt über einen der Pumpeneinrichtung 14 zugeordneten Pumpenmotor 16. Über die Pumpeneinrichtung 14 ist Hydraulikflussigkeit von dem Aus¬ gleichshydraulikvolumen 11 in das Haupthydraulikvolumen 2 umleitbar. Das Ruckschlagventil 15, welches in Forderrichtung der Hydraulikflussigkeit hinter der Pumpeneinrichtung 14 in der ersten Hydraulikleitung 13 angeordnet ist, verhindert, dass Hydraulikflussigkeit vom Haupthydraulikvolumen 2 in das Aus¬ gleichshydraulikvolumen 11 zurückfließen kann. Parallel zu dieser ersten Hydraulikleitung 13 ist eine zweite Hydraulik- leitung 17 angeordnet, wobei diese zweite Hydraulikleitung 17 ebenfalls der Verbindung des Ausgleichshydraulikvolumens 11 mit dem Haupthydraulikvolumen 2 dient. In diese zweite Hydrau¬ likleitung 17 ist ein ansteuerbares Ablassventil 18 integriert. Gemäß Fig. 2 verfugt das ansteuerbare Ablassventil 18 über zwei Schaltstufen. In einer ersten Schaltstufe wird die zweite Hydraulikleitung 17 unterbrochen, so dass keine Hydraulik- flussigkeit durch dieselbe fließen kann. In einer zweiten Schaltstufe hingegen wird die zweite Hydraulikleitung 17 und der Fluss von Hydraulikflüssigkeit durch dieselbe freigegeben.
An dieser Stelle sei nochmals darauf hingewiesen, dass das Haupthydraulikvolumen 2, das Pneumatikvolumen 3 sowie das Ausgleichshydraulikvolumen 11 in jeder Fe¬ der-Dämpfer-Einrichtung 1 dezentral bereitgestellt werden und vorzugsweise zusammen mit den Hydraulikleitungen sowie in die Hydraulikleitungen integrierten Baugruppen (Pumpeinrichtung 14, Rückschlagventil 15, Motor 16 sowie Ablassventil 18) in das gemeinsame Gehäuse 4 der Feder-Dämpfer-Einrichtung 1 integriert sind. Da das Ausgleichshydraulikvolumen 11 dezentral in jeder Feder-Dämpfer-Einrichtung 1 bereitgestellt wird, sind keine Verbindungen von einzelnen Feder-Dämpfer-Einrichtungen 1 un- tereinander über Hydraulikleitungen erforderlich. Das weiteren kann auf die Verbindung der Feder-Dämpfer-Einrichtungen 1 mit einem zentralen Hydraulikvolumen verzichtet werden.
Soll nun mit der in Fig. 1 dargestellten, erfindungs- gemäßen Feder-Dämpfer-Einrichtung 1 eine Anhebung eines
Kraftfahrzeugs realisiert werden, so wird über die Pumpen¬ einrichtung 14 Hydraulikflüssigkeit vom Ausgleichshydraulik¬ volumen 11 in das Haupthydraulikvolumen 2 über die erste Hydraulikleitung 13 gepumpt, wohingegen die zweite Hydrau- likleitung 17 unterbrochen ist. Durch die Zufuhr von Hydrau¬ likflüssigkeit vom Ausgleichshydraulikvolumen 11 in das Haupthydraulikvolumen 2 wird der Druck innerhalb des Haupt¬ hydraulikvolumens 2 erhöht, wodurch eine höhere Tragkraft für die Feder-Dämpfer-Einrichtung 1 erzielt werden kann. Das Kraft- fahrzeug wird hierdurch angehoben. Soll hingegen das Kraft¬ fahrzeug abgesenkt werden, so wird bei ausgeschalteter Pum¬ peneinrichtung 14 das Ablassventil 18 in die Öffnungsstellung bewegt, so dass durch die zweite Hydraulikleitung 17 Hydrau- likflüssigkeit vom Haupthydraulikvolumen 2 in das Aus¬ gleichshydraulikvolumen 11 fließen kann. Hierdurch wird der Druck innerhalb des Haupthydraulikvolumens 2 verringert. Die Tragkraft wird hierdurch reduziert und das Kraftfahrzeug wird abgesenkt.
Es sei darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäße Feder-Dämpfer-Einrichtung 1 sowohl als teiltragendes als auch als volltragendes, hydropneumatische Feder-Dämpfer-Element ausgeführt sein kann. In dem Fall, in dem die Fe¬ der-Dämpfer-Einrichtung 1 als volltragendes Element ausgeführt ist, nimmt dieselbe die gesamte Last des Kraftfahrzeugs zusammen mit weiteren gleichartigen Feder-Dämpfer-Einrichtungen 1, die anderen Rädern des Kraftfahrzeugs zugeordnet sein können, auf. Bei einer teiltragenden Feder-Dämpfer-Einrichtung 1 ist zu¬ sätzlich zu derselben vorzugsweise an jedem Rad des Kraft¬ fahrzeugs noch ein zusätzliches Federelement vorhanden, welches neben der Feder-Dämpfer-Einrichtung 1 einen zweiten Lastpfad bereitstellt und einen Teil der Last des Kraftfahrzeugs aufnimmt.
Wie ebenfalls Fig. 1 entnommen werden kann, sind das ansteuerbare Ablassventil 18 sowie die ansteuerbare Pumpen¬ einrichtung 14 bzw. der Motor 16 derselben über Steuerleitungen 19, 20 mit einer Steuer- bzw. Regeleinrichtung 21 verbunden. Die Steuer- bzw. Regeleinrichtung 21 ist als eine zentrale Steuer¬ bzw. Regeleinrichtung 21 ausgebildet, mit der sämtliche in einem Kraftfahrzeug vorhandene Feder-Dämpfer-Einrichtungen 1 über entsprechende Steuerleitungen verbunden sind. Über diese Steuer¬ bzw. Regeleinrichtung 21 sind das Ablassventil 18 sowie die Pumpeneinrichtung 14 einer jeden Feder-Dämpfer-Einrichtung 1 zur Gewährleistung einer Höhenänderung bzw. Niveauänderung für das Kraftfahrzeug ansteuerbar. Fig. 2 zeigt ein erfindungsgemaßes Niveauregulie¬ rungssystem 22. Bei dem erfindungsgemaßen Niveauregulie¬ rungssystem 22 ist jedem Rad eines Kraftfahrzeugs eine er- findungsgemaße Feder-Dampfer-Einrichtung 1 zugeordnet. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Blockschaltbild des Niveauregulie¬ rungssystems 22 handelt es sich demnach um ein Niveauregu¬ lierungssystem für ein zweiachsiges Kraftfahrzeug mit vier Radern. Die auf der linken Seite der Fig. 2 dargestellten Feder-Dampfer-Einrichtungen 1 sind den beiden Radern einer Vorderachse, die auf der rechten Seite dargestellten Fe¬ der-Dampfer-Einrichtungen 1 sind den beiden Radern einer Hinterachse eines Kraftfahrzeugs zugeordnet. An jedem Rad des Kraftfahrzeugs sind demnach dezentral ein Haupthydraulikvolumen 2, ein Ausgleichshydraulikvolumen 11 sowie ein Pneumatikvolumen 3 vorhanden. Es sind keinerlei Verbindungen der dezentralen Feder-Dampfer-Einrichtungen 1 einerseits untereinander und andererseits mit einem zentralen Hydraulikvolumen und/oder Pneumatikvolumen erforderlich. Die einzige Verbindung der Feder-Dampfer-Einrichtungen 1 mit einer zentralen Einrichtung ist die Verbindung derselben über die Steuerleitungen 19 und 20 mit der zentralen Steuer- bzw. Regeleinrichtung 21.
Gemäß Fig. 2 ist jeder Feder-Dampfer-Einrichtung 1 ein Hohensensor 24 zugeordnet. Der Hohensensor 24 kann entweder in die Feder-Dampfer-Einrichtung 1 integriert sein oder auch als separate Baugruppe ausgebildet sein. Jeder Hohensensor 24 ist über Steuerleitungen 23 mit der zentralen Steuer- bzw. Re¬ geleinrichtung 21 verbunden. Die Hohensensoren 24 erfassen die aktuelle Hohe bzw. das aktuelle Niveau an jedem Rad des Kraftfahrzeugs und übermitteln als Eingangsgroße für die Steuer¬ bzw. Regeleinrichtung einen entsprechenden Messwert. Neben den Hohensensoren 24 ist die Steuer- bzw. Re¬ geleinrichtung 21 mit weiteren Sensoren verbunden, deren Messwerte der Steuer- bzw. Regeleinrichtung 21 als Eingangs¬ großen dienen. Bei diesen Sensoren kann es sich zum Beispiel um einen Geschwindigkeitssensor 25, einen Beschleunigungssensor 26 und einen Lenkradwinkelsensor 27 handeln. Die neben den Sensoren 25, 26 und 27 dargestellten Punkte sollen verdeutlichen, dass auch weitere Sensoren der Steuer- bzw. Regeleinrichtung 21 Messwerte als Eingangsgroßen bereitstellen können.
Die Steuer- bzw. Regeleinrichtung 21 bestimmt als Funktion der Messwerte der Hohensensoren 24 und der Sensoren 25, 26 und 27 anhand eines in der Steuer- bzw. Regeleinrichtung 21 abgelegten Regelgesetzes Ausgangsgroßen, die als Stellgroßen für die Feder-Dampfer-Einrichtungen 1 dienen. Diese Stellgroßen werden den Feder-Dampfer-Einrichtungen 1 über die Steuerlei¬ tungen 19 bzw. 20 zugeführt.
Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird demnach ein Niveauregulierungssystem 22 vorgeschlagen, welches mehrere dezentrale Feder-Dampfer-Einrichtungen 1 umfasst. Die dezen¬ tralen Feder-Dampfer-Einrichtungen 1 umfassen dezentral, d.h. jede für sich getrennt, das Haupthydraulikvolumen 2, das Ausgleichshydraulikvolumen 11 sowie das Pneumatikvolumen 3. Eine Vernetzung der Feder-Dampfer-Einrichtungen 1 erfolgt lediglich über elektrische Steuerleitungen mit einer zentralen Steuer¬ bzw. Regeleinrichtung 21.
Mithilfe der Erfindung kann demnach ein kostengünstiges Niveauregulierungssystem bereitgestellt werden. Es ist keine Verlegung von Hydraulikleitungen und/oder Pneumatikleitungen zwischen den einzelnen Feder-Dampfer-Emrichtungen bzw. mit einem zentralen Hydraulikvolumen erforderlich. Demnach lasst das erfindungsgemäße Niveauregulierungssystem platzsparend und kostengünstig in ein Kraftfahrzeug integrieren. Mithilfe des erfindungsgemäßen Niveauregulierungssystems sowie der erfin¬ dungsgemäßen Feder-Dämpfer-Einrichtungen lassen sich ver- schiedene Niveaus für ein Kraftfahrzeug einfach realisieren. So kann abhängig von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs zur Reduktion des Kraftstoffverbrauchs das Niveau des Kraftfahrzeugs abgesenkt werden. Beim Parken kann zur Erleichterung des Einsteigens oder Aussteigens ebenfalls das Niveau des Kraft- fahrzeugs angepasst werden.
Die Feder-Dämpfer-Einrichtung gemäß der Ausführungsform nach der Figur 3 unterscheidet sich von derjenigen gemäß der Figur 1 dadurch, dass statt, bezogen auf die Längsrichtung der Fe- der-Dämpfer-Einrichtung, hintereinander angeordneten Haupt¬ hydraulikvolumen 2 und Pneumatikvolumen 3, das Pneumatikvolumen 3 konzentrisch zu der Längsachse um das Hydraulikvolumen 2 angeordnet ist. Dieses konzentrische Gaspolster kann teiltragend oder volltragend sein. Grundsätzlich könnte das Gasvolumen auch mit einer kurzen Verbindungsleitung extern als Federkugel oder Federzylinder platziert werden. Mit der Ausführungsform nach der Figur 1 übereinstimmende Bauteile der Ausführungsform nach der Figur 3 sind der Einfachheit halber mit denselben Bezugsziffern bezeichnet.
Bezugszeichenliste
Feder-Dämpfer-Einrichtung 1 Haupthydraulikvolumen 2
Pneumatikvolumen 3
Gehäuse 4
Aufnahmeraum 5
Aufnahmeraum 6 Trennwand 7
Kolbenstange 8
Befestigungselement 9
Befestigungselement 10
Ausgleichshydraulikvolumen 11 Kasten 12
Hydraulikleitung 13
Pumpeneinrichtung 14
Rückschlagventil 15
Motor 16 Hydraulikleitung 17
Ablassventil 18
Steuerleitung 19
Steuerleitung 20 Steuer- bzw. Regeleinrichtung 21 Niveauregulierungssystem 22
Steuerleitung 23
Höhensensor 24
Geschwindigkeitssensor 25
Beschleunigungssensor 26 Lenkradwinkelsensor 27
Kolben 28

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Feder-Dämpfer-Einrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einem Haupthydraulikvolumen und mit einem gegenüber dem Haupthydraulikvolumen (2) abgetrennten, mit dem Haupt¬ hydraulikvolumen (2) zusammenwirkenden Pneumatikvolu¬ men (3), gekennzeichnet durch ein dezentrales Aus¬ gleichshydraulikvolumen (11), wobei Hydraulikflüssigkeit vom Ausgleichshydraulikvolumen (11) in das Haupthyd¬ raulikvolumen (2) und umgekehrt zur Veränderung einer Tragkraft der Feder-Dämpfer-Einrichtung (1) und damit zur Bereitstellung einer Höhenänderung bzw. Niveauänderung für das Kraftfahrzeug umleitbar ist.
2. Feder-Dämpfer-Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass das Ausgleichshydraulikvolumen (11) mit dem Haupthydraulikvolumen (2) in Verbindung steht, und dass eine ansteuerbare Pumpeneinrichtung (14) der Um- leitung von Hydraulikflüssigkeit dient.
3. Feder-Dämpfer-Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass das Ausgleichshydraulikvolumen (11) mit dem Haupthydraulikvolumen (2) über Hydraulikleitungen in Verbindung steht, wobei die ansteuerbare Pumpenein¬ richtung (14) zusammen mit einem Rückschlagventil (15) in einer ersten Hydraulikleitung (13) angeordnet ist, und wobei in einer zweiten Hydraulikleitung (17) ein an¬ steuerbares Ablassventil (18) angeordnet ist.
4. Feder-Dämpfer-Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die ansteuerbare Pumpeneinrichtung
(14) und das ansteuerbare Ablassventil (18) über Steu- erleitungen (19, 20) mit einer Steuer- bzw. Regelein¬ richtung (21) verbunden sind.
5. Feder-Dämpfer-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Pneumatikvolumen (3) konzentrisch um das Hydraulikvolumen (2) angeordnet ist.
6. Feder-Dämpfer-Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Haupthydraulikvolumen (2), das Pneumatikvolumen (3) und das Ausgleichshydraulikvolumen (11) integraler Be¬ standteil der Feder-Dämpfer-Einrichtung (1) sind, so dass jedem Rad eines Kraftfahrzeugs eine derartige Fe¬ der-Dämpfer-Einrichtung ohne Hydraulik- und Pneumatik- Verbindungen zwischen den einzelnen Fe¬ der-Dämpfer-Einrichtungen zugeordnet werden kann.
7. Feder-Dämpfer-Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe als dezentrale, hydropneumatische Fe¬ der-Dämpfer-Einrichtung ausgebildet ist, wobei jedem Rad eines Kraftfahrzeugs dezentral eine derartige Fe¬ der-Dämpfer-Einrichtung zugeordnet ist, und wobei alle Feder-Dämpfer-Einrichtungen über Steuerleitungen mit einer zentralen Steuer- bzw. Regeleinrichtung verbunden sind.
8. Niveauregulierungssystem für ein Kraftfahrzeug, mit mehreren hydropneumatischen Feder-Dämpfer-Einrichtungen (1), wobei jede Feder-Dämpfer-Einrichtung (1) dezentral ein Haupthydraulikvolumen (2), ein Ausgleichshydrau¬ likvolumen (11) und ein Pneumatikvolumen (3) aufweist, wobei das Ausgleichshydraulikvolumen (11) einer Fe- der-Dämpfer-Einrichtung (1) mit dem Haupthydraulikvo¬ lumen (2) dieser Feder-Dämpfer-Einrichtung in Verbindung steht, wobei vom Ausgleichshydraulikvolumen (11) in das Haupthydraulikvolumen (2) und umgekehrt Hydraulikflüs- sigkeit zur Bereitstellung einer Höhenänderung bzw. Niveauänderung für das Kraftfahrzeug umleitbar ist.
9. Niveauregulierungssystem nach Anspruch 8, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass jedem Rad des Kraftfahrzeugs eine Feder-Dämpfer-Einrichtung (1) zugeordnet ist.
10. Niveauregulierungssystem nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Feder-Dämpfer-Einrichtung ein Höhensensor (24) zugeordnet ist.
11. Niveauregulierungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 10, gekennzeichnet durch eine zentrale Steuer- bzw. Regeleinrichtung (21), wobei alle Fe¬ der-Dämpfer-Einrichtungen (1) und alle Höhensensoren (24) mit der zentralen Steuer- bzw. Regeleinrichtung (21) über Steuerleitungen verbunden sind.
12. Niveauregulierungssystem nach Anspruch 11, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass Messwerte der Höhensensoren (24) Eingangsgrößen für die Steuer- bzw. Regeleinrichtung (21) sind.
13. Niveauregulierungssystem nach Anspruch 11 oder 12, da¬ durch gekennzeichnet, dass mit der Steuer- bzw. Re- geleinrichtung (21) ein Geschwindigkeitssensor (25) und/oder ein Beschleunigungssensor (26) und/oder ein Lenkradwinkelsensor (27) verbunden ist, wobei die Messwerte dieser Sensoren weitere Eingangsgroßen für die Steuer- bzw. Regeleinrichtung (21) sind.
14. Niveauregulierungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet:, dass die
Steuer- bzw. Regeleinrichtung (21) abhangig von den Eingangsgroßen Ausgangsgroßen erzeugt, wobei die Aus¬ gangsgroßen Stellsignale für die Fe¬ der-Dampfer-Einrichtungen (1) sind.
15. Niveauregulierungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei jeder dezentralen Feder-Dampfer-Einrichtung (1) das Aus¬ gleichshydraulikvolumen (11) mit dem Haupthydraulikvo- lumen (2) in Verbindung steht, und dass eine ansteuerbare Pumpeneinrichtung (14) der Umleitung der Hydraulik- flussigkeit dient.
16. Niveauregulierungssystem nach Anspruch 15, dadurch ge- kennzeichnet, dass bei jeder dezentralen Fe¬ der-Dampfer-Einrichtung (1) die ansteuerbare Pumpen¬ einrichtung (14) zusammen mit einem Ruckschlagventil (15) m einer ersten Hydraulikleitung (13) angeordnet ist, und dass in einer zweiten Hydraulikleitung (17) ein an- steuerbares Ablassventil (18) angeordnet ist.
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