DE3831338A1 - Active suspension system for the suppression of vibrations, especially for motor vehicles - Google Patents
Active suspension system for the suppression of vibrations, especially for motor vehiclesInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein aktives Federungssystem zur Schwingungs unterdrückung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, der im Oberbe griff des Patentanspruchs 1 genannten Art, wie es beispielsweise aus der US-PS 46 25 993 bekannt ist.The invention relates to an active suspension system for vibration suppression, especially for motor vehicles, in the Oberbe handle of claim 1 type mentioned, for example is known from US-PS 46 25 993.
Bei der Auslegung des Fahrwerks, d. h. der Feder-, Dämpfer- und Stabilisatoranordnung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens, müssen zwei einander an sich wider strebende Gesichtspunkte miteinander in Einklang gebracht werden.When designing the chassis, d. H. the spring, damper and stabilizer arrangement of a motor vehicle, in particular of a passenger car, two must be opposed to each other aspiring points of view are reconciled.
Einerseits sollen die Fahrzeuginsassen möglichst komfortabel reisen, was ein "weiches" Fahrwerk erfordert, das möglichst alle großen und kleinen sowie kürzeren und länger anhaltenden Fahrbahnunebenheiten "schluckt", d. h. von den Fahrzeuginsassen fernhält.On the one hand, the vehicle occupants should be as comfortable as possible travel, which requires a "soft" suspension, if possible all large and small as well as shorter and longer lasting Road bumps "swallows", d. H. from the vehicle occupants keeps away.
Andererseits soll das Fahrzeug aus Gründen der Fahrsicherheit möglichst bei allen Beladungs- und Fahrzuständen, in allen Geschwindigkeitsbereichen sowie bei den unterschiedlichsten Straßenverhältnissen (ob beladen oder unbeladen, ob gerade oder kurvig, ob holperig oder eben) über die Fahrzeugräder stets sicheren Kontakt mit der Fahrbahn behalten und den Lenkbe wegungen des Lenkrades sicher folgen.On the other hand, the vehicle is intended for reasons of driving safety if possible with all loading and driving conditions, in all Speed ranges as well as in the most varied Road conditions (whether loaded or unloaded, whether straight or curvy, whether bumpy or flat) on the vehicle wheels always keep safe contact with the road and the steering Follow the steering wheel safely.
Je "weicher" ein Fahrwerk bemessen ist, einen desto größeren Einfluß üben Änderungen der Nutzlast sowie Trägheitskräfte (beim Kurvenfahren, beim Bremsen und beim Beschleunigen) auf die Aufbaubewegungen (Rollen, Nicken etc.) und die Fahrstabilität des Fahrzeuges ganz allgemein aus.The "softer" a landing gear is, the larger it is Changes in the payload and inertial forces exert influence (when cornering, braking and accelerating) the body movements (rolling, pitching, etc.) and driving stability of the vehicle in general.
Bei der Bemessung konventioneller Fahrwerke muß daher stets der bestmögliche Kompromiß zwischen Fahrkomfort und Fahrsicher heit (Fahrstabilität, Lenkfähigkeit) geschlossen werden, was um so schwieriger ist, je niedriger das Fahrzeugleergewicht ist.When dimensioning conventional trolleys, therefore, must always the best possible compromise between driving comfort and driving safety unit (driving stability, steerability) can be concluded what The lower the vehicle's empty weight, the more difficult it is is.
Um das Fahrverhalten eines Kraftfahrzeuges zu optimieren, d. h. um sein Federungs- und Dämpfungsverhalten den wechselnden Fahr bahn-, Last- und Betriebsverhältnissen anzupassen, sind in den letzten Jahren für Kraftfahrzeuge schaltbare Fahrwerke bzw. aktive Federungssysteme geschaffen worden, bei denen die Feder-, Dämpfer- und/oder Stabilisatorraten mittels einer elektro nischen Steuer- oder Regeleinrichtung in Abhängigkeit von Be triebs- bzw. Fahrzuständen veränderbar sind, im Gegensatz zu konventionellen Kraftfahrzeug-Federungssystemen, bei denen diese Raten fest vorgegeben sind.In order to optimize the driving behavior of a motor vehicle, i. H. its changing suspension and suspension behavior Railway, load and operating conditions are to be adjusted in Switchable chassis for motor vehicles in recent years or active suspension systems have been created in which the Spring, damper and / or stabilizer rates using an electro African control or regulating device depending on Be drive or driving states are changeable, in contrast to conventional automotive suspension systems where these rates are fixed.
Unter anderem ist ein zunächst für Rennwagen konzipiertes, später aber auch für allgemeine Personenkraftwagen weiterent wickeltes aktives Federungssystem bekannt (US-PS 46 25 993), bei dem den Fahrzeugrädern anstelle sonst üblicher Feder/Dämpfer anordnungen nach Art von Federbeinen o. ä. jeweils eine aus einer mechanischen Schraubenfeder und einer dazu parallelge schalteten hydraulischen Kolben/Zylinder-Einheit mit doppelt wirkendem Trenn- bzw. Stellkolben bestehende Federungsvorrichtung zugeordnet ist.Among other things, a but later also for general passenger cars wound active suspension system known (US-PS 46 25 993), where the vehicle wheels instead of the usual spring / damper Arrangements in the manner of spring struts or the like each one a mechanical coil spring and a parallel to it switched hydraulic piston / cylinder unit with double existing separating or adjusting piston existing suspension device assigned.
Die statische Fahrzeuglast wird von der entsprechend bemessenen mechanischen Schraubenfeder übertragen, während die während des Fahrbetriebes auftretenden dynamischen Lasten von der hy draulischen Kolben/Zylinder-Einheit übertragen bzw. aufgenommen werden. Dazu werden deren durch einen Trenn- bzw. Stellkolben voneinander getrennten beiden Arbeitskammern nach Bedarf wechsel seitig in Abhängigkeit von Betriebs- bzw. Fahrzuständen, z. B. in Abhängigkeit von der Vertikalbeschleunigung von Rad und/oder Aufbau, von der Längs- und/oder Querbeschleunigung des Fahrzeugs, von der Gierwinkelgeschwindigkeit oder auch von der Kraft zwischen Federungssystem und Fahrzeugaufbau aus einer Hydraulikquelle mit Hydraulikdruck beaufschlagt.The static vehicle load is calculated from the corresponding one mechanical coil spring transmitted while the during dynamic driving loads from the hy draulic piston / cylinder unit transmitted or recorded will. To do this, use a separating or control piston separate two working chambers as needed mutually depending on operating or driving conditions, e.g. B. depending on the vertical acceleration of the wheel and / or Construction, of the longitudinal and / or lateral acceleration of the vehicle, the yaw rate or the force between Suspension system and vehicle body from one hydraulic source pressurized with hydraulic pressure.
Bei diesem bekannten aktiven Federungssystem wird das Federungs- und Dämpfungsverhalten des Fahrzeuges durch entsprechende Steuerung der hydraulischen Kolben/Zylinder-Einheiten selbsttätig an die wechselnden Fahrbahn-, Last- und Betriebsverhältnisse (z. B. Geradeausfahrt, Kurvenfahrt) angepaßt und dadurch ein von der jeweiligen Fahrzeugbeladung zumindest weitgehend unabhängiges gewünschtes Fahrverhalten erzielt.In this known active suspension system, the suspension and damping behavior of the vehicle by appropriate control of the hydraulic piston / cylinder units automatically the changing road, load and operating conditions (e.g. B. straight ahead, cornering) adapted and thereby one of at least largely independent of the respective vehicle loading desired driving behavior achieved.
Der erforderliche Leistungsaufwand und der gerätetechnische sowie regelungstechnische Aufwand zur Aussteuerung der hydrau lischen Kolben/Zylinder-Einheiten ist dabei jedoch nicht uner heblich. Die hydraulischen Kolben/Zylinder-Einheiten eines solchen Federungssystems müssen mit relativ hoher Frequenz arbeiten, nämlich mit etwa 25 bis 30 Hz, was entsprechend schnell arbeitende Regel- bzw. Stellelemente (z. B. Schaltventile) im Hydraulikkreis voraussetzt, die technisch aufwendig und teuer sind.The required performance and the technical equipment as well as control engineering effort to control the hydrau However, piston / cylinder units are not uncommon considerable. The hydraulic piston / cylinder units one Such a suspension system must have a relatively high frequency work, namely with about 25 to 30 Hz, which is correspondingly fast working control elements (e.g. switching valves) in the hydraulic circuit that is technically complex and are expensive.
Gleichzeitig können höhere frequente Schwingungen im akustischen Bereich zu Komforteinbußen führen.At the same time, higher frequency vibrations in the acoustic Area lead to loss of comfort.
Für einen Personenkraftwagen der Mittelklasse muß daher für den Betrieb der hydraulischen Kolben/Zylinder-Einheiten eine Leistung von etwa 5 kW bereitgestellt werden. Für den Antrieb des Fahrzeugs selbst steht von der Motorleistung somit nur noch eine entsprechend reduzierte Leistung zur Verfügung.For a passenger car of the middle class must therefore for the operation of the hydraulic piston / cylinder units Power of about 5 kW can be provided. For the drive of the vehicle itself therefore only depends on the engine power a correspondingly reduced power is still available.
Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein aktives Federungssystem der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art so weiter zu verbessern, daß der für die Aussteuerung der hydraulischen Kolben/Zylinder-Einheiten erforderliche Leistungs bedarf reduziert und dabei der Einsatz weniger aufwendiger Regel- und Stellelemente möglich wird.Accordingly, the invention has for its object to be an active Suspension system mentioned in the preamble of claim 1 Kind so continue to improve that for the control of the hydraulic piston / cylinder units required power needs reduced and the use less complex Control and adjusting elements is possible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patent anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the features of the patent claim 1 solved.
Vorteilhafte und wesentliche Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous and essential developments of the invention are specified in the subclaims.
Erfindungsgemäß ist also der Parallelschaltung aus der hydrau lischen Kolben/Zylinder-Einheit und der die statische Last tragenden Federvorrichtung eine zweite Federvorrichtung in Reihe geschaltet. Diese ist so bemessen, daß sie bei maximaler statischer und dynamischer Last nicht "auf Block" geht.According to the invention is the parallel connection from the hydrau The piston / cylinder unit and the static load supporting spring device a second spring device in Series switched. This is dimensioned so that it is at maximum static and dynamic load does not go "on block".
Sie wirtkt als "Tiefpaßfilter" und hält somit die höherfrequenten Achsschwingungen vom Aufbau fern. Die verbleibende Aufgabe, den Aufbau möglichst im Ruhezustand zu halten, ist mit einer relativ geringen Stellfrequenz von ca. 3 Hz möglich.It acts as a "low pass filter" and thus holds the higher frequencies Axle vibrations away from the body. The remaining task Keeping the body at rest as possible is with a relatively low control frequency of approx. 3 Hz possible.
Durch die Reduzierung von Arbeitsfrequenz wird für die Aus steuerung der hydraulischen Kolben/Zylinder-Einheiten nur noch ein Bruchteil der zuvor benötigten Leistung erforderlich. Gleich zeitig können zur Steuerung dieser Einheiten im Hydraulikkreis vergleichsweise langsam schaltende handelsübliche und damit preiswerte Regel- und Stellelemente eingesetzt werden.By reducing the working frequency is for the off control of the hydraulic piston / cylinder units only a fraction of the power previously required. Soon timely to control these units in the hydraulic circuit comparatively slow switching commercially available and thus inexpensive control and adjustment elements are used.
Anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.Using two exemplary embodiments shown in the drawing the invention is explained in more detail below.
In der Zeichnung zeigen in zum Teil geschnittener DarstellungThe drawing shows a partially cut representation
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines aktiven Federungssystems gemäß der Erfindung, Fig. 1 shows a first embodiment of an active suspension system according to the invention,
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines aktiven Federungssystems gemäß der Erfindung in der Draufsicht und Fig. 2 shows a second embodiment of an active suspension system according to the invention in plan view and
Fig. 3 das gleiche Ausführungsbeispiel in einer anderen Ansicht. Fig. 3 shows the same embodiment in a different view.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten aktiven Federungssystem für Kraftfahrzeuge sind die ersten und zweiten Federvorrichtungen als mechanische Schraubenfedern 11, 12 ausgebildet, wobei die hydraulische Kolben/Zylinder-Einheit 13 ähnlich wie bei einem konventionellen Federbein von der ersten Schraubenfeder 11 konzentrisch umhüllt wird.In the active suspension system for motor vehicles shown in FIG. 1, the first and second spring devices are designed as mechanical coil springs 11 , 12 , the hydraulic piston / cylinder unit 13 being wrapped concentrically by the first coil spring 11 , similarly to a conventional suspension strut.
Die erste Schraubenfeder 11 stützt sich - ähnlich wie bei kon ventionellen Federbeinen - mit ihrem in der Zeichnung unteren Ende auf einem ersten Federteller 134 ab, der am Zylinderrohr 132 der Kolben/Zylinder-Einheit befestigt ist, und mit ihrem in der Zeichnung oberen Ende an einem zweiten Federteller 135, welcher seinerseits an der Kolbenstange 133 befestigt ist. Die erste Schraubenfeder 11 und die Kolben/Zylinder-Einheit 13 sind somit wirkungsmäßig parallelgeschaltet.The first coil spring 11 is supported - similarly to conventional struts - with its lower end in the drawing on a first spring plate 134 , which is fastened to the cylinder tube 132 of the piston / cylinder unit, and with its upper end in the drawing a second spring plate 135 , which in turn is attached to the piston rod 133 . The first coil spring 11 and the piston / cylinder unit 13 are thus connected in parallel in terms of their effectiveness.
Die zweite Schraubenfeder 12 stützt sich ihrerseits mit ihrem in der Zeichnung unteren Ende ebenfalls auf dem zweiten Federteller 135 ab. Ihr oberes Ende greift an einem dritten Federteller 141 an, welcher an einem zylindrischen Führungsglied 14 befestigt ist, das seinerseits mit dem freien Ende der Kolbenstange 133 axialverschieblich verbunden ist.The second coil spring 12 is in turn supported with its lower end in the drawing on the second spring plate 135 . Its upper end engages a third spring plate 141 , which is attached to a cylindrical guide member 14 , which in turn is axially displaceably connected to the free end of the piston rod 133 .
Das zylindrische Führungsglied 14 weist dabei eine zur Kolbenstange 133 hin offene Zylinderhülse 142 auf, in die ein mit der Kolben stange 133 fest verbundener Zylinderteil 139 unter Zwischenschaltung einer Wälzlageranordnung 15 eingreift. Anstelle einer Wälzlageran ordnung könnte natürlich auch eine Gleitlageranordnung vorgesehen werden. Abweichend vom Ausführungsbeispiel könnte das freie Ende der Kolbenstange 133 natürlich auch unmittelbar in die Zylinderhülse 142 eingreifen; die Zwischenschaltung des im Durchmesser größeren Zylinderteils 139 ermöglicht jedoch eine bessere Axialführung.The cylindrical guide member 14 has an open to the piston rod 133 cylinder sleeve 142 , in which a rod with the piston 133 firmly connected cylinder part 139 engages with the interposition of a rolling bearing arrangement 15 . Instead of a roller bearing arrangement, a plain bearing arrangement could of course also be provided. In a departure from the exemplary embodiment, the free end of the piston rod 133 could of course also engage directly in the cylinder sleeve 142 ; however, the interposition of the larger-diameter cylinder part 139 enables better axial guidance.
Es ist selbstverständlich auch denkbar, abweichend vom Ausführungs beispiel das zylindrische Führungsglied 14 mit einem kolbenstangen artigen Fortsatz auszustatten und dieses unter Zwischenschaltung einer Gleit- oder Wälzlageranordnung unmittelbar axial in das dann hohlzylindrisch ausgebildete freie Ende der Kolbenstange eingreifen zu lassen.It is of course also conceivable to deviate from the embodiment, for example, to equip the cylindrical guide member 14 with a piston rod-like extension and to engage this axially with the interposition of a sliding or rolling bearing arrangement directly axially in the then hollow cylindrical free end of the piston rod.
Im Ausführungsbeispiel ist die erste Schraubenfeder 11 konzen trisch innerhalb der zweiten Schraubenfeder 12 angeordnet und der zweite Federteller 135 entsprechend becherförmig ausgebildet. Die Becherwand 137 dieses mit seinem Boden 136 an der Kolbenstange 133 befestigten "Bechers" liegt konzentrisch zwischen den beiden Schraubenfedern 11 und 12 und besitzt einen nach außen abgebogenen Becherrand 138, auf dem sich das untere Ende der zweiten Schrauben feder 12 abstützt. Die erste Schraubenfeder stützt sich ihrer seits mit ihrem oberen Ende im Bereich des Becherbodens 136 ab.In the embodiment, the first coil spring 11 is arranged concentrically within the second coil spring 12 and the second spring plate 135 is cup-shaped accordingly. The cup wall 137 of this with its bottom 136 attached to the piston rod 133 "cup" is concentric between the two coil springs 11 and 12 and has an outwardly bent cup rim 138 on which the lower end of the second coil spring 12 is supported. The top of the first coil spring is supported with its upper end in the area of the cup base 136 .
Durch dieses Ineinanderschachteln der beiden mechanischen Schrau benfedern 11 und 12 sowie der hydraulischen Kolben/Zylinder-Ein heit 13 ergibt sich eine sehr kompakte, bauraumsparende Baueinheit, so daß dieses aktive Federungssystem in vielen Fällen ohne weitere bauliche Veränderungen in den sonst zur Unterbringung eines Federbeins vorgesehenen Bauraum des Kraftfahrzeuges unter gebracht werden kann. This nesting of the two mechanical screw benfedern 11 and 12 and the hydraulic piston / cylinder unit 13 results in a very compact, space-saving unit, so that this active suspension system in many cases without further structural changes in the otherwise provided for a shock absorber Space of the motor vehicle can be brought under.
Die von dem Trenn- bzw. Stellkolben 131 voneinander getrennten Arbeitskammern der hydraulischen Kolben/Zylinder-Einheit 13 sind über Hydraulikleitungen 9 und unter Zwischenschaltung eines steuerbaren Regel- und Stellelementes 4 mit einer Hydraulik quelle 3 verbunden, die im allgemeinen eine Hydraulikpumpe, erforderlichenfalls einen hydraulischen Hochdruckspeicher, Überdruckventile o. ä. und einen drucklosen Hydraulikspeicher enthalten wird. Das Regel- bzw. Stellelement 4 wird mittels einer elektronischen Steuer- und Regeleinrichtung 2 den Regeler fordernissen entsprechend laufend umgeschaltet, derart, daß je nach Bedarf entweder die untere Arbeitskammer aus der Druck quelle 3 mit Hydraulikdruck beaufschlagt wird und gleichzeitig die obere Arbeitskammer entsprechend druckentlastet wird oder umgekehrt, oder aber, daß die hydraulische Kolben/Zylinder-Ein heit - wie dargestellt - hydraulisch gesperrt wird. Der elektro nischen Steuer- und Regeleinrichtung 2 werden hierzu über nicht weiter dargestellte Sensoren Daten bezüglich des Betriebs- bzw. Fahrzustandes zugeführt.The working chambers of the hydraulic piston / cylinder unit 13 which are separated from one another by the separating or adjusting piston 131 are connected via hydraulic lines 9 and with the interposition of a controllable regulating and adjusting element 4 to a hydraulic source 3 , which is generally a hydraulic pump, if necessary a hydraulic one High-pressure accumulator, pressure relief valve or similar and an unpressurized hydraulic accumulator is included. The control element 4 is switched by means of an electronic control and regulating device 2 the controller requirements accordingly, such that either the lower working chamber from the pressure source 3 is pressurized with hydraulic pressure and at the same time the upper working chamber is relieved of pressure accordingly or vice versa, or that the hydraulic piston / cylinder unit - as shown - is hydraulically locked. For this purpose, the electronic control and regulating device 2 is supplied with data relating to the operating or driving state via sensors (not shown further).
Die der hydraulischen Kolben/Zylinder-Einheit 13 parallelge schaltete erste Schraubenfeder 11 ist für die Übertragung der statischen Fahrzeuglast bemessen. Sie dient lediglich als Kraft minderer für die parallelgeschaltete Kolben/Zylinder-Einheit 13 und ist an der eigentlichen Abfederung des Fahrzeuges quasi nicht beteiligt.The hydraulic piston / cylinder unit 13 connected in parallel first coil spring 11 is dimensioned for the transmission of the static vehicle load. It only serves as a force reducer for the piston / cylinder unit 13 connected in parallel and is virtually not involved in the actual suspension of the vehicle.
Die in Reihe geschaltete zweite Schraubenfeder ist wie die Schraubenfeder eines konventionellen Federbeins bemessen, d. h. so, daß sie bei maximaler statischer und dynamischer Last nicht auf Block geht.The second coil spring connected in series is like that Dimension coil spring of a conventional shock absorber, d. H. so that they do not at maximum static and dynamic load goes on block.
Während des Fahrbetriebes wirken die zweite Schraubenfeder 12 und die dazu in Reihe liegende hydraulische Kolben/Zylinder-Ein heit 13 zur Erzielung des gewünschten Federungs- und Dämpfungsver haltens bei der Übertragung bzw. Aufnahme dynamischer Kräfte zusammen. Die zweite Schraubenfeder 12 wird dabei durch die hydraulische Kolben/Zylinder-Einheit 13 den Regelerfordernissen entsprechend entweder stärker vorgespannt oder entspannt und kann dadurch bei gleichem Relativweg zwischen Aufbau und Rad bzw. Aufbau und Radführungsglied verschieden große Kräfte über tragen.During driving operation, the second coil spring 12 and the hydraulic piston / cylinder unit 13 lying in series act to achieve the desired suspension and damping behavior when transmitting or absorbing dynamic forces. The second coil spring 12 is either more pretensioned or relaxed by the hydraulic piston / cylinder unit 13 in accordance with the control requirements and can thus transmit different forces with the same relative path between the body and wheel or body and wheel guide member.
Die hydraulische Kolben/Zylinder-Einheit 13 wird dabei mit einer vergleichsweise nur geringen maximalen Stellamplitude sowie mit einer vergleichsweise nur geringen Stellfrequenz von ca. 3 Hz betrieben, höherfrequente Schwingungen werden dagegen von der zweiten Schraubenfeder 12 eliminiert.The hydraulic piston / cylinder unit 13 is operated with a comparatively low maximum actuation amplitude and with a comparatively low actuation frequency of approximately 3 Hz, while higher-frequency vibrations are eliminated by the second coil spring 12 .
Das in Fig. 1 dargestellte aktive Federungssystem kann nach Art üblicher Federdämpfer eingesetzt werden oder erforderlichen falls auch nach Art radführender Federbeine.The active suspension system shown in FIG. 1 can be used in the manner of conventional spring dampers or, if necessary, also in the manner of wheel-carrying struts.
Demgegenüber bietet sich der Einsatz des in den Fig. 2 und 3 dargestellten erfindungsgemäßen aktiven Federungssystems in den Fällen besonders an, in denen der zur Unterbringung des Federungssystems zur Verfügung stehende Bauraum beschränkt ist, oder wenn z. B. im Bereich des Kofferraums auf eine besonders große Durchladebreite Wert gelegt wird.In contrast, the use of the active suspension system according to the invention shown in FIGS . 2 and 3 is particularly useful in cases in which the space available for accommodating the suspension system is limited, or if, for. B. in the trunk area is placed on a particularly large through-loading width.
Bei diesem Federungssystem sind die beiden Federvorrichtungen als Torsionsfedern ausgebildet, und zwar als tordierbare Rohre 21 und 22, die vorzugsweise aus glasfaserverstärktem Kunststoff gefertigt sind. Die beiden Rohre 21 und 22 sind konzentrisch ineinander geschachtelt und einenends drehmomentensteif mitein ander verbunden, so daß sie eine sehr kompakte raumsparende Baueinheit bilden.In this suspension system, the two spring devices are designed as torsion springs, specifically as twistable tubes 21 and 22 , which are preferably made of glass fiber reinforced plastic. The two tubes 21 and 22 are nested concentrically one inside the other and torque-proof with one another connected, so that they form a very compact space-saving unit.
Die hydraulische Kolben/Zylinder-Einheit 23, die konstruktiv und funktionell prinzipiell mit der in Fig. 1 dargestellten Einheit übereinstimmt und wie diese über eine hier nicht weiter dargestellte elektronische Steuer- und Regeleinrichtung in Abhängigkeit von Betriebs- bzw. Fahrzuständen steuerbar ist, greift mit ihrer Kolbenstange 233 über einen Hebelarm 26 an der drehmomentensteifen Verbindungs- bzw. Koppelstelle 27 der beiden Torsionsfedern 21 und 22 an. Das Zylinderrohr 232 ist dabei an einem der beiden über das Federungssystem relativ zueinander abgefederten Bauteile, im Ausführungsbeispiel an dem als Dreiecklenker ausgebildeten Radführungsglied 6 des Kraftfahrzeuges angelenkt. Je nach Bauraum und Einbausituation kann es jedoch auch angebracht sein, das Zylinderrohr 232 statt dessen am Fahrzeugaufbau 5 bzw. einem damit fest verbundenen Bauteil anzulenken; hierdurch wird lediglich die Funktion der beiden Torsionsfedern 21 und 22 miteinander vertauscht. Die Funktion der Gesamtanordnung bleibt davon jedoch unberührt.The hydraulic piston / cylinder unit 23 , which in terms of design and function corresponds in principle to the unit shown in FIG. 1 and how it can be controlled via an electronic control and regulating device (not shown here) depending on the operating or driving conditions, intervenes its piston rod 233 via a lever arm 26 at the torque-rigid connection or coupling point 27 of the two torsion springs 21 and 22 . The cylinder tube 232 is articulated to one of the two components that are spring-loaded relative to one another via the suspension system, in the exemplary embodiment to the wheel guide member 6 of the motor vehicle designed as a triangular link. Depending on the installation space and installation situation, however, it may also be appropriate to instead link the cylinder tube 232 to the vehicle body 5 or to a component firmly connected to it; as a result, only the function of the two torsion springs 21 and 22 is interchanged. However, the function of the overall arrangement remains unaffected.
Der Dreiecklenker 6 ist am nur angedeuteten Fahrzeugaufbau 5 in üblicher Weise über zwei im Abstand zueinander angeordnete Lager 7 bzw. 8 schwenkbar angelenkt; seine Schwenkachse ist mit A bezeichnet.The wishbone 6 is articulated on the vehicle body 5, only indicated, in the usual way via two bearings 7 and 8, which are arranged at a distance from one another; its pivot axis is labeled A.
Die ineinander geschachtelten tordierbaren Rohre 21 und 22 sind in der Schwenkachse A angeordnet und mit ihrem drehmomenten steif verbundenen Ende 27 im Bereich des Lagers 7 über eine Gleit- oder Wälzlageranordnung 25 frei drehbar im Dreiecklenker 6 gelagert.The nested twistable tubes 21 and 22 are arranged in the pivot axis A and are mounted with their torque-stiffly connected end 27 in the area of the bearing 7 via a sliding or rolling bearing arrangement 25 in the wishbone 6 .
Im Bereich des anderen Lagers 8 ist einerseits das freie Ende des äußeren tordierbaren Rohres 21, d. h. der ersten Federvorrich tung, drehmomentensteif mit dem Dreiecklenker 6 verbunden und andererseits das freie Ende des inneren tordierbaren Rohres 22, d. h. der zweiten Federvorrichtung, drehmomentensteif mit dem Fahrzeugaufbau 5 verbunden. Das äußere tordierbare Rohr 21 und die hydraulische Kolben/Zylinder-Einheit 23 sind also parallelgeschaltet und dieser Parallelschaltung ist das innere tordierbare Rohr 22 in Reihe geschaltet, so daß eine Gesamtanordnung vorliegt, die in ihrer Wirkung der im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 dargestellten Anordnung entspricht.In the area of the other bearing 8 , on the one hand, the free end of the outer torsionable tube 21 , that is, the first spring device, is torque-rigidly connected to the wishbone 6 and, on the other hand, the free end of the inner torsionable tube 22 , that is, the second spring device, is torque-resistant with the vehicle body 5 connected. The outer twistable tube 21 and the hydraulic piston / cylinder unit 23 are therefore connected in parallel and this parallel connection is the inner twistable tube 22 connected in series, so that there is an overall arrangement which corresponds in effect to the arrangement shown in the embodiment of FIG. 1 .
Das äußere tordierbare Rohr 21 ist demzufolge auch wiederum so bemessen, daß es die statische Fahrzeuglast überträgt bzw. aufnimmt; die dynamischen Lasten werden demgegenüber vom inneren tordierbaren Rohr 22 und der dazu in Reihe geschalteten hydrau lischen Kolben/Zylinder-Einheit 23 übernommen, wobei die gleichen Vorteile wie bei der Anordnung gemäß Fig. 1 erzielt werden. Die hydraulische Kolben/Zylinder-Einheit 23 kann mit vergleichs weise kleinen Stellamplituden und mit einer geringen Stellfrequenz von etwa nur 3 Hz arbeiten, mit der Folge, daß der Leistungsbe darf für die zur Erzielung des gewünschten Federungs- und Dämpfungs verhaltens erforderliche dynamische Aussteuerung der hydraulischen Kolben/Zylinder-Einheit 23 gering ist.The outer twistable tube 21 is therefore in turn dimensioned such that it transmits or receives the static vehicle load; the dynamic loads, on the other hand, are taken over by the inner twistable tube 22 and the series-connected hydraulic piston / cylinder unit 23 , the same advantages as in the arrangement according to FIG. 1 being achieved. The hydraulic piston / cylinder unit 23 can work with comparatively small control amplitudes and with a low control frequency of only about 3 Hz, with the result that the power requirement for the dynamic control of the hydraulic behavior required to achieve the desired suspension and damping behavior Piston / cylinder unit 23 is low.
Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellten speziellen konstruktiven Ausführungen des erfindungsgemäßen aktiven Federungssystems stellen zwar besonders vorteilhafte Ausführungen dar, die Erfin dung ist auf diese Ausführungen aber nicht beschränkt. So müssen mechanische Schraubenfedern natürlich nicht wie in Fig. 1 darge stellt konzentrisch ineinandergeschachtelt sein; sie können auch räumlich in Reihe zueinander liegen, insbesondere dann, wenn nur Bauraum für kleinere Durchmesser zur Verfügung steht. Anstelle von mechanischen Schraubenfedern können natürlich auch pneumatische oder hydropneumatische Federn Anwendung finden.The special structural designs of the active suspension system according to the invention shown in FIGS . 1 to 3 represent particularly advantageous designs, but the invention is not limited to these designs. For example, mechanical coil springs need not, of course, be nested concentrically, as in FIG. 1; they can also be spatially in line with one another, especially if only space for smaller diameters is available. Instead of mechanical coil springs, pneumatic or hydropneumatic springs can of course also be used.
In entsprechender Weise müssen Torsionsfedern nicht wie in Fig. 2 dargestellt als tordierbare Rohre ausgebildet sein, insbesondere nicht als aus glasfaserverstärktem Kunststoff hergestellte Rohre. Bei Verwendung tordierbarer Rohre müssen diese auch nicht zwingend konzentrisch ineinandergeschachtelt sein.Correspondingly, torsion springs do not have to be designed as twistable tubes, as shown in FIG. 2, in particular not as tubes made of glass fiber reinforced plastic. If twistable pipes are used, they do not necessarily have to be nested concentrically.
Claims (10)
daß der zweite Federteller (135) als mit seinem Boden (136) an der Kolbenstange (133) befestigter und mit seiner Becherwand (137) zwischen erster und zweiter Schraubenfeder (11, 12) liegender Becher mit radial nach außen abgewinkeltem Becherrand (138) ausgebildet ist
und daß sich die erste Schraubenfeder (11) im Bereich des Becherbodens (136) und die zweite Schraubenfeder (12) auf dem abgewinkelten Becherrand (138) abstützen.4. Active suspension system according to claim 3, characterized in that the first coil spring ( 11 ) is arranged concentrically within the second coil spring ( 12 ),
that the second spring plate ( 135 ) is designed as a cup with its bottom ( 136 ) attached to the piston rod ( 133 ) and with its cup wall ( 137 ) between the first and second coil springs ( 11 , 12 ) with a cup edge ( 138 ) which is angled radially outwards is
and that the first coil spring ( 11 ) in the area of the cup base ( 136 ) and the second coil spring ( 12 ) are supported on the angled cup rim ( 138 ).
daß im Bereich des einen Lagers (7) das drehmomentensteif verbundene Ende (27) der Rohre (21, 22) über eine Gleit- oder Wälzlageranordnung (25) frei drehbar am Dreiecklenker (6) gelagert ist
und daß im Bereich des anderen Lagers (8) einerseits das freie Ende des äußeren Rohres (21) drehmomentensteif mit dem Dreiecklenker (6) und andererseits das freie Ende des inneren Rohres (22) drehmomentensteif mit dem Fahrzeug aufbau (5) verbunden ist.10. Active suspension system according to claim 9, for cushioning a motor vehicle with a triangular link wheel guide members, characterized in that the nested tubes ( 21 , 22 ) in the pivot axis ( A ) of the two spaced bearings ( 7 , 8 ) triangular links ( 6 ) hinged to the vehicle body ( 5 ) are arranged,
that in the area of the one bearing ( 7 ) the torque-rigidly connected end ( 27 ) of the tubes ( 21 , 22 ) is freely rotatably mounted on the wishbone ( 6 ) by means of a sliding or roller bearing arrangement ( 25 )
and that in the area of the other bearing ( 8 ) on the one hand the free end of the outer tube ( 21 ) is torque-rigid with the wishbone arm ( 6 ) and on the other hand the free end of the inner tube ( 22 ) is torque-rigid with the vehicle body ( 5 ).
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| DE19883831338 DE3831338A1 (en) | 1987-09-23 | 1988-09-15 | Active suspension system for the suppression of vibrations, especially for motor vehicles |
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Publications (1)
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| DE3831338A1 true DE3831338A1 (en) | 1989-04-13 |
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ID=25860033
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