DE3823043A1 - Suspension for vehicles - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung geht aus von einer Federung für Fahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Bekannte Fede rungen für Kraftfahrzeuge weisen für Federung und Dämpfung der Radmassen getrennte Einheiten auf; es ist aber auch schon bekannt, Federungs- und Dämpfungs komponenten gemeinsam in einem (hydraulisch wirksamen) Federbein zu vereinen. Die Vielfalt von Federungskon zepten, die vom einfachen Stoßdämpfer mit Feder zu komplizierten kombinierten Feder- und Dämpfungsein heiten reicht, läßt sich in drei Hauptbereiche unter teilen, nämlich die hauptsächlich verbreitete soge nannte passive Federung, bei der zur Beeinflussung eines schnell ablaufenden Federungsvorgangs keine in diesem Sinne dann äußere Energie zugeführt wird bzw. äußere Eingriffe nur langsam erfolgen können und zur Dämpfung separate Stoßdämpfer, gegebenenfalls aber auch in integrierter Form vorgesehen sind. Eine sol che passive Federung läßt sich in einem weiten Bereich verschiedener Federsteifigkeiten und unterschiedli cher Dämpfungseigenschaften einstellen, also beispiels weise steife Federung mit weicher Dämpfung oder umge kehrt, je nach Anforderung an den Fahrkomfort bzw. abgestimmt auf das jeweilige Fahrzeug. Eine solche passive Federung umfaßt auch übliche hydropneumati sche Federn, die durch Niveauregelungen ergänzt sein können.The invention is based on a suspension for vehicles according to the preamble of claim 1. Known Fede Stanchions for motor vehicles have suspension and Damping the wheel masses on separate units; it but is also already known, suspension and damping components together in one (hydraulically effective) Unite shock absorber. The variety of suspension con scepter that from simple shock absorber with spring too complicated combined spring and damping units can be divided into three main areas share, namely the mainly widespread so-called called passive suspension, for influencing of a fast-running suspension process none in external energy is then supplied to this sense or external interventions can only be done slowly and for Damping separate shock absorbers, if necessary are also provided in an integrated form. A sol che passive suspension can be used in a wide range different spring stiffness and differ set damping properties, for example wise stiff suspension with soft damping or vice versa returns, depending on driving comfort or tailored to the respective vehicle. Such passive suspension also includes common hydropneumati cal springs, which are supplemented by level controls can.
Eine zweite Kategorie von Fahrzeugfederungen umfaßt die sogenannten semiaktiven Federungen, die im Grund satz so ausgebildet sind, daß die beim Federungsvor gang umgesetzte Eigenenergie in ihrem zeitlichen Ver lauf durch schnelle Steuereingriffe am Dämpfer in geeigneter Weise beeinflußt wird. Die semiaktive Federung ver sucht, einen aktiven Federanteil dadurch sozusagen zu simulieren, daß dann, wenn aufgrund des momentanen Federungsablaufs die Zuführung einer äußeren Energie, also die aktive Beeinflussung des Federungsvorgangs erforderlich wäre, bestehende Dämpfungsmöglichkeiten so gesteuert werden, daß die Fehlfunktion zu einem Minimum wird (DE-OS 35 24 862). Bei einer solchen semiaktiven Federung können schon erhebliche Anforderungen an die äußeren Steuerungseingriffe erforderlich sein, insbesondere schnelle Schaltventile, die abgestimmt auf die Rad frequenz zu arbeiten imstande sind und wobei es er forderlich ist, Rad und Aufbaubewegungen zu erfassen und in das elektronische Gesamtsteuerungskonzept der semiaktiven Federung einzubeziehen.A second category of vehicle suspension includes the so-called semi-active suspensions, which are basically are designed so that the suspension suspension in terms of their temporal ver run through quick control interventions on the damper in a suitable Way is affected. The semi-active suspension ver is looking for an active spring component, so to speak simulate that if due to the current Suspension process the supply of external energy, thus actively influencing the suspension process existing damping options would be required be controlled so that the malfunction becomes a minimum (DE-OS 35 24 862). With such a semi-active suspension can already have significant external requirements Control intervention may be required, in particular fast switching valves that match the wheel frequency are able to work and it is it is necessary to record the wheel and body movements and in the overall electronic control concept of semi-active suspension.
Eine dritte Möglichkeit betrifft die sogenannte aktive Federung, bei der effektiv dann, wenn der jeweilige Federungsvorgang dies erforderlich macht, von außen nicht nur durch entsprechenden Steuerungseingriff zur Verstellung von Steuerelementen eingegriffen wird, sondern aktiv Energie von außen dem Federungsbereich so zugeführt wird, beispielsweise durch eine pumpenge steuerte Druckerhöhung des Hydrauliköls, daß Ver änderungen der am Rad angreifenden Kraft möglich sind. Dies erfordert aber den Einsatz von zum Teil sehr hohen hydraulischen Leistungen sowie die Verwendung aufwendiger Steuerelemente.A third possibility concerns the so-called active Suspension, which is effective when the particular Suspension process makes this necessary from the outside not only through appropriate control intervention Adjustment of control elements is intervened, but active energy from outside the suspension area is supplied in this way, for example by means of a pump controlled pressure increase of the hydraulic oil that Ver Changes in the force acting on the wheel are possible. However, this requires the use of some very high hydraulic performance and use elaborate controls.
Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Auf gabe zugrunde, eine Federung für Fahrzeuge so auszu bilden, daß nicht nur von der Zuführung äußerer hydrau lischer Energien vollkommen abgesehen werden kann, sondern bei gleichzeitiger Reduzierung des einzuset zenden Steuerungsaufwandes dennoch eine Federung mit einem Federbein mit variabler Federsteifigkeit und variabler Dämpfung mit beliebig ausbildbaren Regel strategien geschaffen wird, die, wenn überhaupt, nur einen sehr geringen Steuerungseingriff von außen er forderlich macht. Die Zuführung hydraulischer Energie von außen soll nur für Zwecke einer gegebenenfalls vorhandenen Niveauregelung erfolgen.In contrast, the present invention is based on assumed the basis for suspension for vehicles form that not only from the supply external hydrau energies can be completely disregarded, but with a simultaneous reduction in the amount used control effort with suspension a shock absorber with variable spring stiffness and variable damping with rule that can be configured as required strategies are created that, if at all, only very little external control intervention makes demands. The supply of hydraulic energy from the outside should only be used for purposes of a existing level control.
Die erfindungsgemäße Federung löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs und hat den Vorteil, daß, abgesehen von einer möglichen Druckeinspeisung über Pumpe und Steuerventil einer ergänzend zugeordneten Niveauregelung, der aus den Steuereinheiten und dem Federbein gebildete gemein same hydraulische Kreis nach außen völlig abgeschlos sen ist und die Möglichkeiten der Bestimmung der va riablen Federsteifigkeit bzw. der variablen Dämpfung durch eine Art einer fein abgestimmten Eigensteue rung erzielbar ist,wobei gegebenenfalls für die Änderung der Federsteifigkeit von außen eine Ja/Nein-Funktion für eine Steuerdrossel aufzubringen ist aufgrund von Sondervorgängen.The suspension according to the invention solves this problem the characteristic features of the main claim and has the advantage that, apart from a possible Pressure feed via pump and control valve one additionally assigned level control, which from the Control units and the shock absorber formed common same hydraulic circuit completely closed to the outside sen and the possibilities of determining the va stable spring stiffness or variable damping through a kind of finely tuned own tax tion can be achieved, where appropriate for the change the spring stiffness from the outside a yes / no function for a control throttle is due to special processes.
Dennoch läßt sich durch das erfindungsgemäße System eine Vielzahl möglicher Regelstrategien für ein Fe derbein entwickeln, je nach Auslegung der jeweils ein gesetzten Komponenten, der jeweiligen Druckverhält nisse, Drosselquerschnitte u. dgl.Nevertheless, the system according to the invention a variety of possible control strategies for an Fe depending on the design of each one set components, the respective pressure ratio nisse, throttle cross sections u. the like
Den Antrieb für die aufzubringenden Querschnittsteue rungen eines Regelschiebers, dessen Durchlaßquer schnitte sowohl die Federsteifigkeit als auch die Dämpfung des Federbeins beeinflussen können, gewinnt man über einen Regelpumpenantrieb, der seine Druckbe aufschlagung aus dem Arbeiten des Federbeins gewinnt, und zwar bei dessen Einfedervorgang, wobei die Rück federung im Federbein gleichzeitig die Rückstellung des Regelschiebers nach Zeitfunktionen in die Aus gangsposition ermöglicht bei optimaler Abstimmung auf den Federungsvorgang sowie auf Einzelvorgänge beim Federungsablauf. The drive for the cross-sectional tax to be applied stanchions of a control valve, the passage cross cuts both the spring stiffness and the Cushion damping can affect wins one over a control pump drive, which its Druckbe impact from working the strut wins, namely during its compression process, the return Suspension in the shock absorber at the same time the provision of the control slide according to time functions in the off aisle position allows with optimal coordination the suspension process as well as individual processes at Suspension process.
Die Erfindung ermöglicht aufgrund des Wegfalls auf wendiger Ansteuerelemente, wie z.B. schneller Magnet ventile, die Schaffung eines kostengünstigen Federungs systems und den Einsatz systemeigener Regelstrategien zur Beherrschung der im praktischen Fahrbetrieb auf tretenden Federbein-Erregungsvorgänge. Da diese nahezu beliebige Formen annehmen können, läßt die Grund konzeption vorliegender Erfindung eine Vielzahl von einstellbaren Parametern zu, so daß ein möglichst um fassendes Spektrum im Bereich der wünschenswerten Regelstrategien abgedeckt werden kann.The invention enables due to the elimination agile control elements, e.g. fast magnet valves, creating an inexpensive suspension systems and the use of native control strategies to master the in practical driving kick strut excitement. Since this is almost the reason can take any form conception of the present invention a variety of adjustable parameters, so that a possible order comprehensive spectrum in the area of desirable Control strategies can be covered.
Nachfolgend wird eine mögliche Regelstrategie ange geben:A possible control strategy is given below give:
- 1. Die Federsteifigkeit kann so ausgelegt werden, daß sie mit abnehmender Erregerfrequenz eben falls abnimmt;1. The spring stiffness can be designed that with decreasing excitation frequency if decreasing;
- 2. in gleicher Weise ist die Auslegung möglich, derart, daß die Dämpfung mit abnehmender Erre gerfrequenz zunimmt;2. interpretation is possible in the same way, such that the attenuation with decreasing pathogen frequency increases;
- 3. bei mehreren aufeinanderfolgenden, in etwa gleichartigen Erregungsschwingungen am Feder bein können die Wirkungen entsprechend den Punkten 1.) und 2.) gemäß einer Zeitfunktion verstärkt ausgebildet werden, bis zu vorge gebenen, nicht zu überschreitenden Grenzwerten. Ausnahmen hierbei: Federungsvorgänge, die durch besondere Signale (Aufschaltung) frühzei tig als Sondervorgänge erkannt werden - hierauf wird weiter unten bei Punkt 6.) noch eingegan gen;3. with several successive, approximately similar excitation vibrations on the spring The effects can be according to the Points 1.) and 2.) according to a time function be trained up to pre given limit values that should not be exceeded. Exceptions to this: suspension processes, the through special signals (activation) early are recognized as special events - on this will be discussed further below in point 6.) gene;
- 4. der Verlauf der in Punkt 3.) erwähnten Zeitfunk tion kann so bestimmt werden, daß der Übergang bei niedrigen Erregerfrequenzen länger dauert als bei hohen Erregerfrequenzen - auch hier gilt die Ausnahme des Punktes 6.);4. the course of the time function mentioned in point 3.) can be determined so that the transition takes longer at low excitation frequencies than at high excitation frequencies - the exception of point 6 applies here too);
- 5. der Einfluß der Erregeramplitude kann geringer gehalten werden als der der Erregerfrequenz, so daß nach Überschreiten einer auslegungsgemäß vorgegebenen Schwellenamplitude die weitere Einflußnahme entsprechend den Punkten 1.) und 2.) erheblich abgeschwächt wird bzw. entfällt (singuläre Vorgänge);5. The influence of the excitation amplitude can be less be held as that of the excitation frequency, so that after exceeding one by design predetermined threshold amplitude the further Influence according to points 1.) and 2.) is significantly weakened or is eliminated (singular processes);
- 6. bei Federungsvorgängen, die wie erwähnt aufgrund von besonderen Signalen (Aufschaltung) sehr früh zeitig als Sonderfederungsvorgänge erkennbar sind, kann ein sich der Grundregelung überla gernder Schnelleingriff auf die Federsteifig keit vorgenommen werden. Da es sich hier um ein deutig definierbare, auch in ihrer Zeiteinwirkung eindeutig feststellbare Einzelvorgänge handelt, kann dieser Eingriff zwischen vorgegebenen Grenzwerten im Ablauf als Ja/Nein-Funktion (Schwarz/Weiß-Ansteuerung) aufgeschaltet werden. Solche Vorgänge können beispielsweise sein: Kur venfahrt (beispielsweise durch Erfassung von auftretenden Seitenbeschleunigungen), Bremsen, Beschleunigen, Auftreten eines völlig anderen Straßenzustands o. dgl.; 6. in suspension processes, which, as mentioned, due of special signals (activation) very early recognizable as special suspension processes at an early stage are, the basic regulation can limited rapid intervention on the spring stiffness be made. Since this is a clearly definable, also in terms of their impact on time clearly identifiable individual transactions can this intervention between predetermined Limit values in the process as a yes / no function (Black / white control). Such processes can be, for example: venfahrt (for example by recording lateral acceleration), brakes, Accelerate, occurrence of a completely different one Road conditions or the like;
- 7. es ist möglich, den Dämpfungseingriff entspre chend Punkt 2.) beim Einfedern und Ausfedern je nach Auslegung der einzelnen verwendeten Komponenten so unterschiedlich zum Ansprechen zu bringen, daß die Dämpfung beim Ausfedern stärker zunimmt als beim Einfedern;7. it is possible to correspond to the damping intervention according to point 2.) for compression and rebound depending on the design of the individual used Components so different to address bring that damping when rebounding increases more than with compression;
- 8. zum Ausgleich unterschiedlicher Beladung kann einschließlich eine im Sinne der bisherigen Konzeption langsam ansprechende Niveauregelung vorgesehen werden, durch welche, nach erfolgtem Ausgleich, mit zunehmender Belastung das insge samt vorherrschende Federsteifigkeitsniveau an gehoben wird.8. to compensate for different loads including one in the sense of the previous one Conception of slowly responsive level control be provided by which, after the Compensation, in total with increasing load together with the prevailing spring stiffness level is lifted.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnah men sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserun gen der im Hauptanspruch angegebenen Federung möglich, einschließlich der Einbringung weiterer bzw. modi fizierter Regelstrategien. Besonders vorteilhaft ist die hydraulische Gesamtkonzeption aus einerseits gleichzeitig antreibenden, also die erforderliche Steuerenergien lieferndem, und andererseits gesteuertem Federbein.By the measure listed in the subclaims These are advantageous further training and improvements possible in the suspension specified in the main claim, including the introduction of further or modes defied control strategies. It is particularly advantageous the overall hydraulic concept on the one hand driving at the same time, so the required Control energy supplying, and on the other hand controlled Shock absorber.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in zum Teil schematisierter Darstellung die Grundkonzep tion eines Federbeins mit variabler Federsteifigkeit und variabler Dämpfung mit abgeschlossenem Druckmit telkreislauf sowie eine gesonderte Einzelheit am Regelschieber, die der Aufsteuerung zur Begrenzung dient.An embodiment of the invention is in the Drawing shown and is in the following Description explained in more detail. The drawing shows in the basic concept is partly schematic tion of a shock absorber with variable spring stiffness and variable damping with closed pressure with telkreislauf and a separate detail on Control slider to limit the control serves.
Die Grunderkenntnis vorliegender Erfindung beruht darauf, daß es durch gleichzeitige Ausnutzung der von einem Federbein gelieferten hydraulischen Druck energie und einer hieraus im geschlossenen hydrauli schen Kreis abgeleiteten gleichzeitigen Steuerung für den Druckmittelfluß aus den beiden Arbeitsdruckräumen des Federbeins möglich ist, ein Federbein mit variabler Federsteifigkeit und variabler Dämpfung und unter Zugrundelegung einer Vielzahl möglicher Regelstrate gien zu schaffen, wobei die Dämpfung über eine stetig verstellbare Drossel geregelt und ergänzend durch einen zusätzlichen gesteuerten Schnelleingriff über eine weitere Steuerdrossel im Sinne einer Ja/Nein- Funktion die Federsteifigkeit beeinflußt werden kann.The basic knowledge of the present invention is based insist that by simultaneously exploiting the hydraulic pressure supplied by a shock absorber energy and one of them in the closed hydrauli circuit derived simultaneous control for the pressure medium flow from the two working pressure rooms of the shock absorber is possible, a shock absorber with variable Spring stiffness and variable damping and under Based on a variety of possible control strategies gien to create, the damping over a steady adjustable throttle regulated and supplemented by an additional controlled rapid intervention via another control throttle in the sense of a yes / no Function the spring stiffness can be influenced.
In der Zeichnung sind folgende miteinander in hydrau lischer Wirkverbindung stehende Hauptkomponten darge stellt, die zusammen die erfindungsgemäße Grundkon zeption eines Federbeins mit variabler Federsteifig keit und variabler Dämpfung und, soweit gewünscht, auch Steuereingriffe von außen, realisieren: Ein Federbein 10 und ein Regelschieber 11, der über mindestens einen veränderbaren Durchlaßquerschnitt Druckverbindungsleitungen zwischen den beiden vom Federbein gebildeten Arbeitsdruckräumen und sonstigen hydraulischen Komponenten des Systems steuert, eine Regelpumpe 12 zum Antrieb des Regelschiebers 11 sowie ein Regelpumpenantrieb 13, der auch als Teil der Regelpumpe angesehen werden kann. Der Aufbau vervoll ständigt sich durch eine erste Grundspeicherfeder 14 und eine durch den Regelschieber stetig, und auf Wunsch durch Steuereingriffe von außen zuschaltbare zweite Speicherfeder 15, einer Vielzahl von im folgenden ausführlich zu erläuternden hydrau lischen Verbindungsleitungen zwischen den Komponenten und in diesen angeordneten Rückschlagventilen.In the drawing, the following main components in hydraulic active connection are Darge, which together realize the basic concept of a shock absorber with variable spring stiffness and variable damping and, if desired, control interventions from the outside, together: A shock absorber 10 and a control slide 11 , which controls pressure connection lines between the two working pressure spaces formed by the shock absorber and other hydraulic components of the system via at least one variable passage cross section, a control pump 12 for driving the control slide 11 and a control pump drive 13 , which can also be regarded as part of the control pump. The structure is completed by a first basic storage spring 14 and a constant by the control slide, and on request by control intervention from the outside switchable second storage spring 15 , a variety of in the following to be explained in detail hy connecting lines between the components and check valves arranged in these.
Das Federbein 10 kann von grundsätzlich üblichem Auf bau sein und umfaßt einen Arbeitszylinder 16, in wel chem ein Kolben 17 mit Kolbenstange 17 a abgedichtet gleitverschieblich geführt ist. Geht man zum besseren Verständnis davon aus, daß der Arbeitszylinder 16 bei 18 (gelenkig) stationär am Aufbau gelagert ist, dann ergibt sich mit Bezug auf die Kolbenstange 17 a aufgrund der Verschiebung des Kolbens 17 im Arbeits zylinder 16 entsprechend dem jeweiligen momentanen Federungsvorgang eine Einfederung in Richtung des We ges +s bzw. eine Ausfederung in Richtung des Weges -s, wobei am abgewandten Kolbenstangenauge 17 b etwa die Achse eines Fahrzeugs (auf der einen Seite) befestigt sein kann. Es können Sensoren vorgesehen sein, die die jeweiligen momentanen Federwege, die auftreten den Frequenzen und Amplituden sowie, soweit erforder lich auch Geschwindigkeits- und Beschleunigungswerte des momentanen Federwegs erfassen und umsetzen und einer lediglich schematisch angedeuteten Steuerlogik schaltung 19 zuführen, die, soweit bei der umfassenden hydraulischen Grundkonzeption überhaupt erforderlich, einer äußeren Steuerung zugängliche Schaltungskompo nenten beaufschlagt. Hierauf wird weiter unten noch eingegangen. Ein entsprechender Weg-, Frequenz-, Ge schwindigkeits- und andere Werte erfassender Sensor ist ebenfalls nur schematisiert bei 20 gezeigt.The shock absorber 10 can be of basically conventional construction and comprises a working cylinder 16 , in which chem a piston 17 with a piston rod 17 a is guided in a sealed sliding manner. Assuming for a better understanding that the working cylinder 16 at 18 (articulated) is mounted stationary on the structure, then with respect to the piston rod 17 a due to the displacement of the piston 17 in the working cylinder 16 a deflection corresponding to the current momentary suspension process ges in the direction of W e + s and a rebound in the direction of the path - s, where the piston rod remote from the eye 17 b about the axis of a vehicle (on one side) may be attached. Sensors can be provided which detect and implement the respective instantaneous spring travel that occur, the frequencies and amplitudes as well as, if necessary, also speed and acceleration values of the current spring travel and feed a control logic circuit 19 , which is only indicated schematically, which, as far as in the comprehensive basic hydraulic concept required at all, circuit components accessible to an external controller. This will be discussed further below. A corresponding path, frequency, Ge speed and other values sensing sensor is also shown only schematically at 20 .
Durch die Abdichtung des Kolbens 17 und natürlich der Kolbenstange 17 a im Arbeitszylinder 16 ergibt sich ein oberer Druck- oder Arbeitsraum 20 a und ein unterer Druck- oder Arbeitsraum 20 b, wobei der Quer schnitt des Kolbens mit D 4 und der der Kolbenstange mit D 5 bezeichnet ist. Der ohne Bewegung der Kolben stange 17 a im Gesamtsystem herrschende mittlere Systemdruck oder Gleichgewichtsdruck ist mit p F be zeichnet und kann im Betrieb dann verschiedene Werte annehmen.By sealing the piston 17 and of course the piston rod 17 a in the working cylinder 16 results in an upper pressure or working space 20 a and a lower pressure or working space 20 b , the cross section of the piston with D 4 and the piston rod with D 5 is designated. The prevailing system pressure or equilibrium pressure prevailing in the overall system without movement of the piston rod 17 a is denoted by p F and can then assume various values during operation.
An dieser Stelle wird zunächst darauf hingewiesen, daß die in der Zeichnung angegebenen, ganz speziell verlaufenden Druckleitungen zwischen Federbein 10, Regelschieber 11 und dessen Antrieb sowie den Spei cherfedern lediglich eine mögliche, wenn auch bevor zugte Ausführungsform vorliegender Erfindung angeben, die Erfindung aber nicht auf diese spezielle Verbin dungsverschaltung beschränken. Bei der hier dargestellten Grundkonzeption schließt bzw. öffnet der Regelschieber Durchflußquerschnitte (kontinuierlich), die, in be wußter Gegenläufigkeit, einerseits die Federsteifig keit des Systems beeinflussen und andererseits die Dämpfung beim Einfedern und beim Ausfedern (getrennt) verändern.At this point it is first noted that the specified in the drawing, very special pressure lines between the strut 10 , control slide 11 and its drive and the Spei cherfedern only indicate a possible, even if before ferred embodiment of the present invention, but not the invention restrict this special connection circuit. In the basic concept shown here, the control slide closes or opens flow cross-sections (continuously) which, in deliberate contradiction, on the one hand influence the spring stiffness of the system and on the other hand change the damping during compression and rebound (separately).
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel, aber hier auf nicht beschränkt, verfügt der Regelschieber 11 über mehrere, beispielsweise drei vom Hub s s des Re gelschiebers abhängige Steuerquerschnitte f 1 (s), f 2 (s), f 3 (s), die, wie es sich versteht, einen aus legungsgemäß beliebigen Querschnittsverlauf aufweisen können.In the illustrated embodiment, but not limited to here, the control slide 11 has several, for example three, dependent on the stroke s s of the control slide control cross sections f 1 (s), f 2 (s), f 3 (s), which, like it goes without saying that they can have any cross-sectional shape according to the design.
Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel dient der mit dem Hub veränderliche Durchlaßquerschnitt f 1 (s) der Bestimmung und Änderung der Federsteifigkeit des Systems, der Durchlaßquerschnitt f 2 (s) der Dämpfung des Federbeins beim Einfedern (also in Richtung +s) und der Durchlaßquerschnitt f 3 (s) der Einstellung bzw. Be stimmung der Dämpfung beim Ausfedern, also Bewegung des Federbeins in Richtung von -s. Dabei können in erster Näherung die in der Zeichnung dargestellten Durchlaßquerschnitte, auch in ihrer relativen Zuord nung zueinander, qualitativ für die nachfolgende Be trachtung übernommen werden, d. h., daß sich bei einer Bewegung des Regelschiebers 11 in der Bohrung 21 des nicht dargestellten Regelschiebergehäuses nach unten beispielsweise der für die Federsteifigkeit zu ständige Durchlaßquerschnitt oder Steuerquerschnitt f 1 (s) reduziert, während sich die beiden anderen Durchlaßquerschnitte f 2 (s) und f 3 (s) zunehmend ver größern. Hierdurch wird den weiter vorn in den Punkten 1.) und 2.) gestellten Forderungen Rechnung getragen - eine steigende Erregerfrequenz der Feder beinarbeit kann, natürlich je nach Auslegung der ein zelnen Komponenten im Gesamtsystem, dazu führen, daß der Regelschieber 11 in seinem zeitabhängigen Bewe gungsablauf nicht mehr voll oder nur wenig zurücklau fen kann - aus der in der Zeichnung dargestellten Ausgangsposition -, so daß der Durchlaßquerschnitt f 1 (s) zunehmend gedrosselt und die Durchlaßquer schnitte f 2 (s) und f 3 (s) zunehmend in einer Öffnungs position verbleiben.In the exemplary embodiment shown here, the passage cross-section f 1 (s), which varies with the stroke, serves to determine and change the spring stiffness of the system, the passage cross-section f 2 (s) serves to damp the shock absorber during compression (i.e. in the + s direction) and the passage cross-section f 3 (s) the setting or determination of the damping when rebounding, i.e. movement of the shock absorber in the direction of - s. In a first approximation, the passage cross sections shown in the drawing, also in their relative assignment to each other, can be taken qualitatively for the following consideration, ie, that when the control slide 11 moves downward in the bore 21 of the control slide housing (not shown) down, for example the passage cross-section or control cross-section f 1 (s), which is too constant for the spring stiffness, is reduced, while the other two passage cross-sections f 2 (s) and f 3 (s) become increasingly larger. This takes into account the demands made further above in points 1.) and 2.) - an increasing excitation frequency of the spring can, of course, depending on the design of the individual components in the overall system, lead to the control slide 11 in its time-dependent movement supply sequence can no longer run fully or only a little - from the starting position shown in the drawing - so that the passage cross section f 1 (s) is increasingly throttled and the passage cross sections f 2 (s) and f 3 (s) increasingly in one opening remain in position.
Wie der Zeichnung entnommen werden kann, verbindet nämlich der Durchlaßquerschnitt f 1 (s), der für die Fe dersteifigkeit zuständig ist, die zweite oder zu sätzliche Speicherfeder 15 über eine hydraulische Verbindungsleitung 22 mit dem Verbindungspunkt 23 und über die Leitung 23′ und eine noch zu erläuternde Steuerdrossel 24 mit veränderbarem Drosselquer schnitt f(β) mit der ersten Speicherfeder 14, so daß sich in der Parallelschaltung dieser beiden Spei cherfedern 14 und 15 bei geöffnetem Durchlaßquer schnitt f 1 (s) erkennbar ein weicheres Federungsver halten ergibt als bei durch den Durchlaßquerschnitt f 1 (s) zunehmend herausgeschalteter bzw. abgesperrter zusätzlicher Speicherfeder 15 und deren Einfluß auf den mittleren Gesamtdruck im System.As can be seen in the drawing, namely connects the passage cross section f 1 (s), which is responsible for the spring dersteifigkeit, the second or additional storage spring 15 via a hydraulic connecting line 22 with the connection point 23 and via the line 23 'and one more Control throttle 24 to be explained with a variable throttle cross section f ( β ) with the first storage spring 14 , so that in the parallel connection of these two storage springs 14 and 15 with an open passage cross section f 1 (s), a softer Federungsver is evidently obtained than in the case of the Passage cross section f 1 (s) of additional storage spring 15 that is increasingly switched off or shut off and its influence on the mean total pressure in the system.
Die soeben schon erwähnte Steuerdrossel 24 kann da bei bevorzugt so ausgelegt sein, daß sie im Sinne einer Schwarz/Weiß-Funktion die zusätzliche Speicher feder 15 schlagartig zwischen Grenzwerten zuschaltet bzw. abschaltet, wo durch nur sehr geringe Anforderungen an Funktion und Können der die Steuerdrossel 24 beaufschlagenden Elektronik gestellt und daher Kostengünstigkeit er reicht werden kann. Es versteht sich aber, daß auch eine kontinuierliche Verstellung der Steuerdrossel 24 möglich ist und innerhalb des erfindungsgemäßen Rah mens liegt; auf jeden Fall gelingt es durch die Be aufschlagung der Steuerdrossel 24, den Vorteilen und Forderungen des weiter vorn genannten Strategiepunktes 6 gerecht zu werden.The control throttle 24 just mentioned can be preferably designed so that it suddenly switches on or off the additional storage spring 15 in the sense of a black / white function between limit values, where the control throttle is due to only very small requirements in terms of function and ability 24 applied electronics and therefore he can be cost-effective. However, it is understood that a continuous adjustment of the control throttle 24 is possible and is within the framework of the invention; in any case, by loading the control throttle 24 , the advantages and demands of the strategy point 6 mentioned above can be met.
Der Aufbau des Regelschiebers 11 vervollständigt sich durch einen unteren Druckraum 25, der über eine Ver bindungsleitung 26 direkt mit der Hauptdruckleitung 27 verbunden ist, die auch unmittelbar an den oberen Arbeitsdruckraum 20 a des Federbeins 10 angeschlossen ist. Ferner ist der untere Druckraum 25 des Regel schiebers 11 über eine Bypassleitung 28 und eine in dieser Bypassleitung enthaltene Bypassdrossel 29 mit dem Drosselquerschnitt f Byp mit dem oberen Druckraum 30, ver bunden, wobei der untere Druckraum 25 von erweiterten Bohrungsteilbereichen im Regelschiebergehäuse gebildet ist. Im unteren Druckraum 25 des Regelschiebers befindet sich schließlich noch eine Vorspannungsfe der 31, die die Federkraft K 3 erzeugt, die den Regel schieber in Richtung auf seine Ausgangsposition, also entgegen seiner Auslenkung s s rückt.The structure of the control slide 11 is completed by a lower pressure chamber 25 , which is connected via a connecting line 26 directly to the main pressure line 27 , which is also connected directly to the upper working pressure chamber 20 a of the strut 10 . Furthermore, the lower pressure chamber 25 of the control slide 11 is connected via a bypass line 28 and a bypass throttle 29 contained in this bypass line 29 with the throttle cross section f bypass to the upper pressure chamber 30 , the lower pressure chamber 25 being formed by enlarged bore subregions in the control slide housing. Finally, in the lower pressure chamber 25 of the control slide there is a preload spring 31 , which generates the spring force K 3 , which moves the control slide in the direction of its starting position, that is, against its deflection s s .
Angetrieben wird der Regelschieber durch den in seinem oberen Druckraum 30 herrschenden, gegenüber dem System druck p F überhöhten Druck p R , der von der Regelpumpe 12 erzeugt wird. Die Regelpumpe 12 umfaßt einen hydrau lisch angetriebenen Kolben 32, der gleitverschieb lich in einer nur schematisch angedeuteten Bohrung 33 der Regelpumpe 12 gelagert ist und einen Druckar beitsraum 34 begrenzt, der über ein erstes Rück schlagventil in Form eines Saugventils 35 mit der Hauptdruckleitung 27 und über ein zweites Rückschlag ventil in Form eines Förderventils 36 mit dem oberen Druckraum 30 des Regelschiebers 11 verbunden ist.The control slide is driven by the pressure p R prevailing in its upper pressure chamber 30 , which is excessive compared to the system pressure p F and is generated by the control pump 12 . The control pump 12 includes a hydrau lisch driven piston 32 which gleitverschieb Lich in an only schematically indicated bore 33 of the variable displacement pump 12 is mounted and a Druckar beitsraum 34 limited, the check valve via a first feedback in the form of a suction valve 35 with the main pressure line 27 and a second check valve in the form of a delivery valve 36 is connected to the upper pressure chamber 30 of the control slide 11 .
Auch der Kolben 32 der Regelpumpe 12 ist in geeigneter Weise federvorgespannt in einem größeren Druckraum 37, der zum Regelpumpenantrieb 13 gehört, gelagert, wobei die Vorspannungsfeder mit 38 bezeichnet ist und eine Federkraft K 2 erzeugt. Der Kolben 12 ragt in diesen Druckraum 37 aus seiner verengten, seine Zylinderführung übernehmenden Bohrung 33 hinein und trägt einen Federteller 29, an welchen sich die Vorspan nungsfeder 38 auf der einen Seite abstützt, während sie auf der anderen Seite am Bohrungsgrund des Druck raums 37 anliegt.The piston 32 of the control pump 12 is also suitably spring-preloaded in a larger pressure chamber 37 , which belongs to the control pump drive 13 , the preload spring being designated 38 and generating a spring force K 2 . The piston 12 protrudes into this pressure chamber 37 from its constricted bore 33 assuming its cylinder guide and carries a spring plate 29 on which the biasing spring 38 is supported on one side, while it bears on the other side of the bore base of the pressure chamber 37 .
Im Druckraum 37 herrscht der Druck p A , der vom An triebskolben 39 des Regelpumpenantriebs 13 erzeugt wird. Durch die abgetreppten Bohrungen im Bereich des Regelpumpenantriebs bzw. der Regelpumpe mit den Durchmessern D 1 für den Antriebskolben und den Durch messer D 2 für den Regelpumpenkolben ergibt sich eine entsprechende Druckübersetzung, so daß durch Aufleitung des in der Hauptdruckleitung 27 herrschenden Drucks p F auf die eine Seite des Antriebskolbens 39 ein ent sprechend überhöhter, den Regelschieber 11 antrei bender Regelpumpendruck p R erzeugt werden kann, der das Rückschlagventil 35 schließt und den Regelschie ber 11 kontinuierlich in bestimmte Positionen längs des Regelschieberweges s s verschiebt, in Abhängigkeit zur Amplitude des Einfederwegs des Federbeins 10 bzw. der im praktischen Fahrbetrieb vom Federbein aus gehenden Erregung, die im Grunde beliebige Formen annehmen kann, wobei ein solches Erregungsspektrum ohnehin nur statistisch verarbeitet werden kann.The pressure p A prevails in the pressure chamber 37 , which is generated by the drive piston 39 of the control pump drive 13 . By the stepped bores in the region of the control pump drive and the variable-capacity pump with the diameters D 1 of the drive piston and the diameter D 2 for the control pump piston there is a corresponding pressure ratio, so that by layout default of the pressure prevailing in the main pressure line 27 pressure F p to the a side of the drive piston 39 a accordingly excessive, p the regulating slide 11 antrei bender control pump pressure R can be produced, which closes the check valve 35 and the control slide about 11 continuously in certain positions along the regulating slide travel s s shifts, in response to the amplitude of the compression travel of the Suspension strut 10 or the excitation emanating from the suspension strut in practical driving operation, which can basically take any shape, such an excitation spectrum can only be processed statistically anyway.
Der Bereich des Antriebskolbens und der Regelpumpe wird vervollständigt durch ein weiteres Rückschlag ventil 40 im Antriebskolben, welches bei entspre chendem Überdruck im Druckraum 37 der Regelpumpe gegen über dem Druck p F in der Hauptdruckleitung 27 öffnet und auf diese Weise stets ein Druckgleichgewicht der durch gegenseitige hydraulische Einwirkung mitein ander in Wirkverbindung stehenden Komponenten An triebskolben, Regelpumpe und Regelschieber erzeugt.The area of the drive piston and the control pump is completed by a further check valve 40 in the drive piston, which opens at a corresponding overpressure in the pressure chamber 37 of the control pump against the pressure p F in the main pressure line 27 and in this way always a pressure equilibrium by mutual hydraulic Interaction with other components that are operatively connected to the drive piston, control pump and control slide valve.
Eine weitere, für das Erzielen bestimmter Regelstra tegien sehr wichtige Einflußgröße ergibt sich bei vorliegender Erfindung dadurch, daß eine in ihrem Querschnitt auf konstante Werte oder von außen gesteuert stufig bzw. kontinuierlich einstellbare Verbindungs leitung 41 vorgesehen ist zwischen dem oberen Druck raum 30 des Regelschiebers, der von dem hohen Re gelpumpendruck p R beaufschlagt ist und dem Druck p F , der oberhalb des Antriebskolbens 39 herrscht bzw. auf diesen einwirkt. Im einzelnen ist diese Druck verbindung so getroffen, daß eine Einmündung 41 a der Verbindungsleitung 41 in die den Antriebskolben gleit verschieblich aufnehmende Bohrung im Bereich des Re gelpumpenantriebs in einer Höhe vorgesehen ist, die in der Ausgangsposition mit einer Ringausnehmung 42 des Antriebskolbens 39 kommuniziert, die über innere Querkanäle mit dem Raum im Kolbeninneren in Verbindung steht, der gleichzeitig der Aufnahme und Lagerung des soeben schon erwähnten Rückschlagventils 40 dient. Dabei entspricht der Weg, den der Antriebskolben 39 bei vollem Hub zurücklegen kann, dem in der Zeichnung angegebenen Maß s p , was bedeutet, daß im Bereich des maximalen Hubs die obere Ringkante der Ringausnehmung 42 die Einmündung 41 a der Verbindungsleitung 41 abge steuert hat, und zwar ergänzend mit einer zusätzlichen Überdeckung s Ü, wobei dieses Überdeckungsmaß eine wesentliche Auslegungsgröße der jeweils angestrebten Regelstrategie ist.A further influencing variable, which is very important for the achievement of certain control strategies, results in the present invention in that a connecting line 41 which is adjustable in terms of its cross section to constant values or is stepped or continuously controlled from the outside is provided between the upper pressure chamber 30 of the control slide, which is acted upon by the high re gel pump pressure p R and the pressure p F which prevails above the drive piston 39 or acts on it. In particular, this pressure connection is made so that an opening 41 a of the connecting line 41 into the drive piston slidably receiving bore in the region of the re gel pump drive is provided at a height that communicates with an annular recess 42 of the drive piston 39 in the starting position, which is connected via internal transverse channels to the space in the interior of the piston, which at the same time serves to receive and support the check valve 40 which has just been mentioned. The path that the drive piston 39 can travel at full stroke corresponds to the dimension s p indicated in the drawing, which means that in the area of the maximum stroke the upper ring edge of the ring recess 42 has controlled the opening 41 a of the connecting line 41 , in addition with an additional overlap s Ü , this overlap measure being an essential design variable of the control strategy sought in each case.
Aus der Zeichnung ist ferner erkennbar, daß der maxi male Hub s p des Antriebskolbens 39 sich ferner da durch begrenzt, daß die untere Randkante der Ringaus nehmung 42 im Kolben gegenüber der verbreiterten Form des Druckraums 37 aufsteuert, so daß es zu einem Druck ausgleich der beiden Drücke p A und p F kommt und einer entsprechenden Hubbegrenzung des Antriebskolbens 39.From the drawing it can also be seen that the maximum male stroke s p of the drive piston 39 is also limited by the fact that the lower edge of the recess 42 in the piston controls the widened shape of the pressure chamber 37 so that it compensates for a pressure both pressures p A and p F comes and a corresponding stroke limitation of the drive piston 39 .
In der Verbindungsleitung 41 vom oberen Druckraum 30 des Regelschiebers 11 zum Druck p F im Antriebskol ben 39 befindet sich ferner eine weitere, ebenfalls sehr wesentliche Auslegungsgröße für die jeweilige Regelstrategie, nämlich eine zweite Steuerdrossel 43, die bevorzugt auch stetig verstellbar durch äußere Einflußnahme ausgebildet sein kann. Die zweite Steuer drossel verfügt über einen stetig veränderbaren Steuerquerschnitt f(α). Im Einzelfall kann der Quer schnitt f(α) auch konstant sein.In the connecting line 41 from the upper pressure chamber 30 of the control slide 11 to the pressure p F in the drive piston ben 39 there is also a further, also very important design variable for the respective control strategy, namely a second control throttle 43 , which is preferably also designed to be continuously adjustable by external influence can. The second control throttle has a continuously variable control cross-section f ( α ). In individual cases, the cross section f ( α ) can also be constant.
In diesem Zusammenhang sind noch die Zu- und Ableitun gen zu den von den jeweiligen Steuerkanten des Regel schiebers 11 gesteuerten Durchlaßquerschnitten zu vervollständigen. Verbindet von oben nach unten in der Zeichnung gesehen der erste Durchlaßquerschnitt f 1 (s) die zusätzliche Speicherfeder 15 mit dem allge meinen Druckniveau über die erste Steuerdrossel 24, so daß die beiden Speicherfedern 14 und 15 parallel geschaltet sind und von der ersten Speicherfeder 14 eine Verbindung 44 zur Hauptdruckleitung 27 über ein sich in dieser Richtung öffnendes Rückschlagven til 45 besteht, so verbindet der zweite Durchlaß querschnitt f 2 (s) des Regelschiebers 11 den gleichen Verbindungspunkt 23, der über die Leitung 23′ zur ersten Steuerdrossel 24 führt, über eine Verbindungs leitung 46 mit dem Druckraum 37 der Regelpumpe 12, wobei wie schon erwähnt, der Druckraum 37 gleichzeitig der hydraulischen Verbindung zwischen dem Antriebskolben 39 und dem Kolben 32 der Regelpumpe 12 dient.In this connection, the supply and discharge lines to the passage cross sections controlled by the respective control edges of the control slide 11 are still to be completed. Connected from top to bottom in the drawing, the first passage cross section f 1 (s) connects the additional storage spring 15 to the general pressure level via the first control throttle 24 , so that the two storage springs 14 and 15 are connected in parallel and one of the first storage spring 14 Connection 44 to the main pressure line 27 via an opening in this direction Rückschlagven valve 45 , so the second passage cross section f 2 (s) of the control slide 11 connects the same connection point 23 , which leads via line 23 'to the first control throttle 24 , via a Connection line 46 to the pressure chamber 37 of the control pump 12 , wherein, as already mentioned, the pressure chamber 37 also serves the hydraulic connection between the drive piston 39 and the piston 32 of the control pump 12 .
Der dritte Durchlaßquerschnitt f 3 (s) des Regelschie bers 11 verbindet in Form einer Parallelleitung 47 den unteren Arbeitsdruckraum 20 b mit dem oberen Arbeits druckraum 20 a des Federbeins 10, wobei parallel hierzu ein Rückschlagventil 48 liegt, welches sich bei höherem Druck im oberen Arbeitsraum 20 a (einfedern), je nach Auslegung seiner Öffnungscharakteristik, öffnen kann.The third flow section f 3 (s) of the control slide bers 11 of a bypass line 47 connects in the form of the lower working pressure chamber 20 b to the upper working pressure space 20 a of the strut 10, which parallel a check valve is this 48 which is at a higher pressure in the upper working space 20 a (spring deflection), depending on the design of its opening characteristics.
Der soweit geschilderte Aufbau vervollständigt sich schließlich durch die Möglichkeit, in das bisher ge schilderte, insgesamt geschlossene hydraulische System von außen über eine Zuleitung 49 Druck zuzuführen zur Realisierung einer Niveauregelung, wobei die Druck zuführung über eine Pumpe und ein Steuerventil erfolgt, die zusammen mit 50 bezeichnet sein können. Die Niveau regulierung bildet eine langsame Druckanpassung und stellt dabei, neben den Steuerdrosseln 24 und 43 mit f(β) und f(α), eine dritte äußere Eingriffsmöglichkeit dar, so daß dem weiter vorn erwähnten Strategiepunkt 8.) entsprechend Rechnung getragen werden kann.The structure described so far is finally completed by the possibility of supplying pressure in the previously described, overall closed hydraulic system from the outside via a feed line 49 for realizing a level control, the pressure being supplied via a pump and a control valve, which together with 50 can be designated. The level regulation forms a slow pressure adjustment and represents, in addition to the control throttles 24 and 43 with f ( β ) and f ( α ), a third external intervention possibility, so that the strategy point 8) mentioned earlier can be taken into account accordingly.
Bei einem solchen, insgesamt ein Regelsystem mit be stimmten, durch Auswahl bzw. Betonung vorgegegebener Parameter gewünschte Regelstrategien realisierbaren hydraulischen Aufbau spielen neben den äußeren Ein griffsmöglichkeiten auch geschwindigkeitsabhängige Bewegungen speziell im Regelschieberbereich eine er hebliche Rolle, da der Regelschieber über ein im Grunde genommen geschwindigkeitsabhängige Regelpumpe bewegt und unter Federkraft und in diesem Zustand im übrigen druckausgeglichen gegen verstellbare Drosseln 43 mit Querschnitt f(α) und 29 mit f(Bypass) seine Rückbewegung durchführt. Hierdurch tritt an den Steuerquerschnitten des Regel schiebers eine Frequenzabhängigkeit auf, die zur Reali sierung der gewünschten Regelstrategie ausgenutzt und entsprechend eingestellt werden kann, unter Einbe ziehung auch der Bypassdrossel 29 mit dem Querschnitt f Byp und dem Überdeckungsmaß f Ü, welches weiter vorn schon erwähnt worden ist.In such an overall control system with specific hydraulic strategies that can be implemented by selecting or emphasizing specified parameters, desired control strategies can be implemented in addition to the external intervention options, and also speed-dependent movements, especially in the control slide area, since the control slide has a basically speed-dependent control pump moved and under spring force and in this state otherwise pressure balanced against adjustable throttles 43 with cross section f ( α ) and 29 with f (bypass) performs its return movement. As a result, a frequency dependency occurs at the control cross-sections of the control slide, which can be used to implement the desired control strategy and adjusted accordingly, including the bypass throttle 29 with the cross-section f bypass and the coverage dimension f Ü , which have already been mentioned above is.
Es versteht sich, daß genaue Anweisungen, wie diese Parameter im einzelnen zu bemessen sind, in den Bereich der Dimensionsangaben eindringen; diese sind nicht erforderlich und im übrigen frei bestimmbare Werte je nach der gewünschten, zu verwirklichenden Regel strategie auf der Basis des dargestellten Regelsy stems mit in sich gänzlich abgeschlossenem Druckmit telkreislauf.It is understood that there are precise instructions like this Parameters to be dimensioned individually are in the range penetrate the dimensions; these are not required and otherwise freely definable values depending on the desired rule to be implemented strategy based on the rules shown stems with completely self-contained printing with tel cycle.
Folgende Grundfunktionsmechanismen sind realisierbar. Durch ein stufenloses, also kontinuierliches oder durch schlagartiges Zu- und Abschalten der Speicherfeder 14 innerhalb bestimmter Grenzen wird die Federsteifigkeit beeinflußt; dies kann in Abhängigkeit zu äußeren Fahrbahneinflüs sen oder auch zu einer gewünschten Wahl des Fahrver haltens (komfortabel, sportlich) geschehen.The following basic functional mechanisms can be implemented. The spring stiffness is influenced by a stepless, that is to say continuous or by sudden switching on and off of the storage spring 14 within certain limits; this can take place depending on external road influences or a desired choice of driving behavior (comfortable, sporty).
Der Regelschieber 11 arbeitet mit der Erregerfrequenz des Federbeins 10 und steuert über die hier vorgese henen drei von seinem Hub s s abhängigen Steuerquer schnitte (mit je nach Auslegung beliebigem Quer schnittsverlauf) einmal die Federsteifigkeit über f 1 (s) und gegenläufig hierzu über f 2 (s) die Dämpfung beim Einfedern und über f 3 (s) die Dämpfung beim Aus federn. Die Rücklaufgeschwindigkeit des Regelschie bers, wodurch wesentlich die Zunahme der Verengung des Durchlaßquerschnittes f 3 (s) und damit die Aus federungsdämpfung beeinflußt wird (über die Leitung 47), hängt allein von der Federkraft K 3, vom Durch messer D 3 (Durchmesser der Steuerstege des Regel schiebers), vom jeweils eingestellten Querschnitt f(α) der Steuerdrossel 43 und vom Querschnitt f Byp des Bypass 29 ab, der mit entsprechender Zeitverzögerung für den Druckausgleich zwischen dem oberen und dem unteren Druckraum 30, 25 am Regelschieber 11 sorgt. Dies sind wesentliche Auslegungsparameter des so gebil deten Reglers, zu dem auch integral das Federbein 10 gehört, wobei der Vorlauf des Regelschiebers 11 durch die Druckmittelförderung der Regelpumpe 12 be wirkt wird, die einen Regelpumpendruck p R erzeugt, der höher als der übrige Systemdruck ist. Die Regel pumpe 12 selbst ist ihrerseits wieder hydraulisch angetrieben von der vorgeschalteten "Antriebs-Regel pumpe", realisiert durch den Antriebskolben 39 mit Durchmesser D 1, der einen Hub s A durchführt, der, wie erläutert, durch Aufsteuerung auf den Wert s p begrenzt ist.The control slide 11 works at the excitation frequency of the shock absorber 10 and controls the three cross sections provided here depending on its stroke s s (with any cross-sectional profile depending on the design), the spring stiffness above f 1 (s) and in the opposite direction via f 2 (s) (s) spring damping during compression and f 3, the attenuation at the corner. The return speed of the Regelschie bers, whereby the increase in the constriction of the passage cross section f 3 (s) and thus the suspension damping is influenced (via line 47 ) depends solely on the spring force K 3 , on the diameter D 3 (diameter of the control webs of the control slide), from the respectively set cross-section f ( α ) of the control throttle 43 and from the cross-section f bypass of the bypass 29 , which, with a corresponding time delay, ensures pressure equalization between the upper and lower pressure chambers 30 , 25 on the control slide 11 . These are essential design parameters of the controller thus formed, which also includes the shock absorber 10 integrally, the advance of the control slide 11 being effected by the pressure medium delivery of the control pump 12 , which generates a control pump pressure p R that is higher than the rest of the system pressure. The control pump 12 itself is in turn hydraulically driven by the upstream "drive control pump", realized by the drive piston 39 with diameter D 1 , which performs a stroke s A , which, as explained, is limited to the value s p by activation is.
Daher sind weitere wesentliche Auslegungsmerkmale des so gebildeten Reglers ferner die Durchmesser D 4 des Kolbens 17 des Federbeins, D 5 der Kolbenstange 17 a des Federbeins, D 1 als Durchmesser des Antriebs kolbens 39, D 2 als Durchmesser des Regelpumpen- Kolbens 32, D 3 als Durchmesser der Steuerstege des Regelschiebers sowie der Wege s F als jeweilige Be wegungsamplitude des Kolbens 17 im Federbein 10 und des Weges s p als Anschlagsmaß für die maximale Hub bewegung des Antriebskolbens 39. Dieses Anschlags maß s p bestimmt im übrigen das Verhalten des Gesamt regelsystems entsprechend dem weiter vorn genannten Punkt 5.) wesentlich, da sich hierdurch eine Redu zierung des Einflusses der Erregeramplitude, also des ursprünglichen Ausgangshubs des Federbeins ergibt.Therefore, other essential design features of the controller thus formed are also the diameter D 4 of the piston 17 of the shock absorber, D 5 of the piston rod 17 a of the shock absorber, D 1 as the diameter of the drive piston 39 , D 2 as the diameter of the control pump piston 32 , D 3rd as the diameter of the control webs of the control slide and the paths s F as the respective movement amplitude of the piston 17 in the strut 10 and the path s p as a stop dimension for the maximum stroke movement of the drive piston 39 . This stop dimension s p also determines the behavior of the overall control system in accordance with point 5 above), since this results in a reduction of the influence of the excitation amplitude, that is, the original output stroke of the shock absorber.
Der Antriebskolben 39 und der Kolben 32 der Regel pumpe 12 gehen durch die Wirkung der von der Vorspan nungsfeder 38 erzeugten Federkraft K 2 bei jeder Aus federungsbewegung ungedrosselt in Gegenrichtung zum Hub s A zurück, was bis maximal zum gehäusefesten An schlag des Antriebskolbens 39 erfolgen kann. Bei einer weiteren Ausfederung am Federbein 10 erfolgt der weite re Rückfluß aus der zusätzlichen Speicherfeder 15 - und zwar auch dann, wenn die Steuerdrossel 24 ge schlossen ist - ungestört, nämlich über das im Antriebs kolben 39 vorgesehene Rückschlagventil 40, welches ein Entlastungsventil bildet. Durch die zusätzliche Steuerung des Rücklaufkanals 41 von der zweiten Steuerdrossel 43 über seine Ringnut 42 beeinflußt der Antriebskolben 39 die Rücklaufgeschwindigkeit des Regelschiebers 11, da bei maximalem Hub s p des Antriebskolbens 39 der Rücklaufkanal 41 über die Dros sel 43 geschlossen ist. Hier spielt dann die Überdek kung f Ü eine wesentliche Rolle, denn bei geschlossenem Rücklaufkanal entsprechend vollkommen hochgepumptem Antriebskolben 39 (in der Zeichenebene natürlich in der Extremposition nach unten) kann der Rückfluß nur noch über die Bypassdrossel 29 mit dem Querschnitt f Byp erfolgen, so daß hierdurch die Rücklaufgeschwin digkeit des Regelschiebers und entsprechend das Zeit verhalten des Reglers insgesamt verlangsamt wird bei diesem Regelzustand.The drive piston 39 and the piston 32 of the control pump 12 go through the action of the spring 38 generated by the biasing spring force K 2 with each suspension movement unthrottled in the opposite direction to the stroke s A , which can be done up to the housing-fixed impact of the drive piston 39 . In a further rebound on the spring leg 10 of the wide re reflux is carried out from the additional memory spring 15 - and even when the control variable throttle 24 ge closed - undisturbed, namely about the drive piston 39 provided non-return valve 40, which forms a relief valve. The additional control of the return channel 41 of the second control throttle 43 about its annular groove 42 of the drive piston 39 affects the return speed of the control slide 11, because at maximum stroke s p of the drive piston 39 of the return duct 41 is closed on the Dros sel 43rd Here, then, the Überdek plays kung f Ü an essential role, for 39 of the reflux can with a closed return channel according completely hochgepumptem drive piston (of course, in the plane in the extreme downward position) only via the bypass throttle valve 29 with the cross-sectional f Byp effected so that this slows down the Rücklaufgeschwin speed of the control slide and accordingly the time behavior of the controller overall in this control state.
An dieser Stelle ist noch zu erwähnen, daß auch der Regelschieber 11 eine hydraulische Hubbegrenzung auf weist, die in der Einzeldarstellung in der Zeichnung rechts unten genauer gezeigt ist; man erkennt, daß bei Erreichen eines maximal bestimmbaren Hubs s smax des Regelschiebers 11 die obere Kante 11 a des den oberen Druckraum 30 unmittelbar begrenzenden Stegs 11 b die Verbindung zur Leitung 23′ auf der stromab wärtigen Seite des zweiten Federspeichers 15 frei gibt, also aufsteuert, so daß es zu einer Druckentla stung des Regelpumpendrucks p R kommt. In diesem Fall des maximalen Hubs besteht noch eine restliche Über deckung s′ zur Verbindungsseite mit der zweiten Spei cherfeder 15, so daß im Aufsteuerungsbereich zur Hub begrenzung der Zulauf von der zweiten Speicherfeder 15 verschlossen ist.At this point it should also be mentioned that the control slide 11 also has a hydraulic stroke limitation, which is shown in more detail in the individual illustration in the drawing at the bottom right; It can be seen that when a maximum determinable stroke s smax of the control slide 11 is reached, the upper edge 11 a of the web 11 b which directly delimits the upper pressure chamber 30 b releases the connection to the line 23 'on the downstream side of the second spring accumulator 15 , that is to say opens , so that there is a pressure relief of the control pump pressure p R. In this case, the maximum stroke there is still a residual overlap s ' to the connection side with the second memory spring 15 , so that the inflow area for stroke limitation of the inlet from the second storage spring 15 is closed.
Es gelten allgemein noch die folgenden Durchmesser beziehungen: D 1 < D 2 und D 2 ≦ D 3, wobei dann die Drücke die folgenden Werte annehmen: p A < p F und p R < p F .The following diameter relationships generally still apply: D 1 < D 2 and D 2 ≦ D 3 , where the pressures then assume the following values: p A < p F and p R < p F.
Wesentlich ist noch darauf hinzuweisen, daß das so gebildete Regelsystem unter Einschluß des Federbeins 10 auch bei einem konstanten Drosselquerschnitt f(α) =const. der Drossel 43 eine eingeprägte Regelcha rakteristik aufweist, so daß es eventuell möglich ist, für den hydraulischen Regler eine Auslegung zu finden, mit welcher das ganze Spektrum lediglich mit f(α) = const. überdeckt werden kann. In diesem Fall ist eine elektrische Verstellung für den Drosselquerschnitt nicht erforderlich, obwohl die weiter vorn erwähnten Punkte 1.), 2.), 3.), 4.), 5.) und 7.) auch bei einer dann feststehenden Steuerdrossel 43 erfüllt sind, so daß eine einfache elektronische Ansteuerung le diglich für die Umschaltfunktion der Steuerdrossel 24 und ergänzend für die Niveauregelung 50 ausreicht. Auch dann, wenn eine elektrische Verstellung für den Drosselquerschnitt f(α) vorzusehen ist, müssen an diesen wesentlich geringere Ansprüche gestellt werden, verglichen mit dem sonst üblichen Aufwand bei direkt schaltenden Magnetventilen und deren erfor derlicher Ansteuerstrategie eines entsprechenden elektronischen Steuergeräts. Ferner entledigt sich die vorliegende Erfindung der Notwendigkeit, bei ent sprechend hoch entwickelten Regelstrategien sonst extrem große Durchflußmengen extrem schnell steuern zu müssen. Dieser Steuerungsvorgang findet im hydrau lischen Regler, wie beschrieben, statt, wobei dieser während beliebiger Einzelschwingungen fortlaufend eingreifen kann.It is important to point out that the control system thus formed, including the spring strut 10, even with a constant throttle cross section f ( α ) = const. the throttle 43 has an impressed Regelcha characteristic, so that it may be possible to find a design for the hydraulic controller with which the whole spectrum only with f ( α ) = const. can be covered. In this case, an electrical adjustment for the throttle cross section is not necessary, although the points 1), 2), 3), 4), 5) and 7) mentioned above are also met with a control throttle 43 which is then fixed are, so that a simple electronic control le diglich for the switching function of the control throttle 24 and in addition for the level control 50 is sufficient. Even if an electrical adjustment for the throttle cross-section f ( α ) is to be provided, much lower demands have to be made of these, compared to the usual effort for direct switching solenoid valves and their required control strategy of a corresponding electronic control unit. Furthermore, the present invention eliminates the need to control extremely large flow rates extremely quickly with accordingly sophisticated control strategies. This control process takes place in the hydraulic regulator, as described, instead, which can continuously intervene during any individual vibrations.
Schließlich ist es möglich, den Drosselquerschnitt f(α) der Drossel 43 abhängig von einfachen Signalen langsam zu verstellen, beispielsweise in Abhängigkeit zur Öltemperatur oder zu vom Fahrer gewählten Stufen.Finally, it is possible to slowly adjust the throttle cross section f ( α ) of the throttle 43 as a function of simple signals, for example as a function of the oil temperature or of the steps selected by the driver.
Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All in the description, the following claims and the features shown in the drawing can both individually as well as in any combination with each other be essential to the invention.
Claims (22)
daß der Regelschieber (11) hydraulisch angetrie ben ist von einer Regelpumpe (12) mit ebenfalls zugeordnetem hydraulischen Antrieb (13),
daß der hydraulische Antrieb (13) für die Regel pumpe (12) mit aus dem beim Einfedern des Feder beins (10) sich ergebenden Mengenüberschuß abge leitet ist bei insgesamt nach außen abgeschlos senem Kreislauf des Druckmittels im Federbein (10), Regelschieber (11), Regelpumpe (12) und Regel pumpenantrieb (13) und daß
der mindestens eine veränderliche Durchlaßquer schnitt (f 1 (s), f 2 (s), f 3 (s)) im Regelschieber (11) die beiden Arbeitsdruckräume (20 a, 20 b) des Federbeins (10) verbindet.1.Suspension for vehicles, with a arranged between the body and axle, a working cylinder with in this sliding piston with piston rod encompassing strut, and with reference to the Kol ben upper and lower working pressure chambers, which are connected to one another via a check valve and also with a pressure accumulator ( Storage spring) are connected, characterized in that a regulating slide valve ( 11 ) with at least one variable passage cross section ( f 1 (s), f 2 (s), f 3 (s)) is provided,
that the control slide valve ( 11 ) is hydraulically driven by a control pump ( 12 ) with an associated hydraulic drive ( 13 ),
that the hydraulic drive ( 13 ) for the control pump ( 12 ) with the resulting from the deflection of the spring leg ( 10 ) resulting in excess quantity is in total outwardly closed circuit of the pressure medium in the spring strut ( 10 ), control slide ( 11 ) , Control pump ( 12 ) and control pump drive ( 13 ) and that
the at least one variable passage cross section ( f 1 (s), f 2 (s), f 3 (s)) in the control slide valve ( 11 ) connects the two working pressure chambers ( 20 a , 20 b ) of the shock absorber ( 10 ).
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