DE102015200384A1 - Damper unit for a suspension system with a semi-active damping means - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Dämpfereinheit (1) für ein Federungssystem eines Fahrzeugs. Diese umfasst ein semiaktives Dämpfungsmittel (2) sowie einen Federwegbegrenzer (6) mit einem zumindest teilweise elastisch ausgebildeten Basiskörper (7). Das Dämpfungsmittel (2) besitzt ein Zylinderrohr (3) und eine in dem Zylinderrohr (3) linear verschieblich gelagerte Kolbenstange (4), welche zumindest bereichsweise von dem Federwegbegrenzer (6) umgriffen ist. Erfindungsgemäß weist der Basiskörper (7) wenigstens eine Sensoreinheit (12) auf, welche dazu ausgebildet ist, eine Stauchung des Basiskörpers (7) in seiner Längsrichtung (x) zu überwachen.The invention relates to a damper unit (1) for a suspension system of a vehicle. This comprises a semi-active damping means (2) and a spring travel limiter (6) with an at least partially elastically formed base body (7). The damping means (2) has a cylinder tube (3) and in the cylinder tube (3) linearly displaceably mounted piston rod (4), which is at least partially surrounded by the Federwegbegrenzer (6). According to the invention, the base body (7) has at least one sensor unit (12) which is designed to monitor a compression of the base body (7) in its longitudinal direction (x).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dämpfereinheit eines semiaktiven Dämpfungsmittels eines Federungssystems eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The present invention relates to a damper unit of a semi-active damping means of a suspension system of a vehicle according to the preamble of claim 1.
In Fahrzeugen eingesetzte Federungssysteme dienen primär der Entkopplung des Fahrzeugaufbaus von dem zu befahrenden Untergrund. Typischerweise werden hierzu Dämpfungsmittel in Form von Stoßdämpfern verwendet. Diese weisen gewöhnlich ein mit einem Medium wie Öl und/oder Gas gefülltes Zylinderrohr auf, wobei das Medium mit Druck beaufschlagt sein kann. Weiterhin ist eine Kolbenstange vorgesehen, welche begrenzt linear verschieblich in dem Zylinderrohr gelagert ist. Neben herkömmlich verbauten passiven Dämpfungsmitteln haben sich bereits aktive Dämpfungsmittel etabliert. Aktive Dämpfungsmittel bieten den Vorteil, dass deren Charakteristik und somit die Abstimmung des Dämpfverhaltens auch noch während des Betriebes veränderbar ist. Dagegen erfordern rein passive Dämpfungsmittel bereits beim Einbau eine Festlegung auf deren jeweilige Abstimmung, welche einen Kompromiss zwischen den typischerweise an sie gerichteten Anforderungen hinsichtlich Fahrzeugstabilität, -sicherheit und -komfort verlangt.Suspension systems used in vehicles primarily serve to decouple the vehicle body from the ground to be driven. Typically, this damping means are used in the form of shock absorbers. These usually have a filled with a medium such as oil and / or gas cylinder tube, wherein the medium may be pressurized. Furthermore, a piston rod is provided which is mounted linearly displaceable linearly displaced in the cylinder tube. In addition to conventionally installed passive damping means active damping agents have already established. Active damping means have the advantage that their characteristics and thus the tuning of the damping behavior is also changeable during operation. On the other hand, purely passive damping means require already during installation a determination on their respective vote, which requires a compromise between the typically directed to them requirements in terms of vehicle stability, safety and comfort.
Aktive Dämpfungsmittel können im Wesentlichen in semiaktive und vollaktive Ausgestaltungen unterschieden werden. Während semiaktive Dämpfungsmittel gewöhnlich mit einem Federwegbegrenzer zu einer Dämpfereinheit komplettiert und beispielsweise mit einer Fahrzeugfeder kombiniert werden, stellen vollaktive Dämpfungsmittel lediglich einen Aktor zur Verfügung. Dieser Aktor allein ist in der Lage, die zum Tragen und Dämpfen der in Bewegung befindlichen Masse des Fahrzeugaufbaus erforderlichen Stellkräfte zu liefern. Hierzu ist eine mitunter aufwendige stabilitätssichernde Regelung der einzelnen Aktoren erforderlich. Im Vergleich zu semiaktiven Dämpfungsmitteln benötigen die für eine vollaktive Ausgestaltung erforderlichen Aktoren allerdings eine hohe Stellenergie, um die notwendigen Stellkräfte zwischen Fahrzeugaufbau oder Rahmen und beispielsweise einem Rad des Fahrzeuges in beiden Richtungen (Ein-/Ausfedern) zu erzeugen.Active damping means can be distinguished essentially into semi-active and fully active embodiments. While semi-active damping means are usually completed with a Federwegbegrenzer to a damper unit and combined for example with a vehicle spring, fully active damping means only an actuator available. This actuator alone is capable of providing the required actuating forces to carry and damp the mass of the vehicle body in motion. For this purpose, a sometimes complex stability-securing control of the individual actuators is required. Compared to semi-active damping means required for a fully active design actuators, however, require a high placement energy to generate the necessary restoring forces between the vehicle body or frame and, for example, a wheel of the vehicle in both directions (rebound).
Demgegenüber sind mit Fahrwerksfedern kombinierte semiaktive Dämpfungsmittel in der Lage, den Fahrzeugaufbau aufgrund der Federbelastung ohne Energieverbrauch zu tragen. Dabei können die Fahrwerksfedern beispielsweise als Blattfedern oder als Schraubenfedern ausgebildet sein. Letztere können zudem parallel versetzt oder zumindest teilweise um das Dämpfungsmittel herum angeordnet sein. In dieser Anordnung ermöglichen ein semiaktives Dämpfungsmittel und eine Fahrwerksfeder umfassende Dämpfereinheiten allein bauartbedingt den Aufbau eines bereits in sich stabilen Federungssystems, welches eine der jeweiligen Bewegungsrichtung stets entgegengesetzte stabilisierende Kraftentfaltung beinhaltet.In contrast, combined with suspension springs semi-active damping means are able to carry the vehicle body due to the spring load without energy consumption. The suspension springs may be formed, for example, as leaf springs or coil springs. The latter can also be offset parallel or at least partially arranged around the damping means. In this arrangement, a semi-active damping means and a suspension spring comprehensive damper units only by design allow the construction of an already stable in itself suspension system, which includes one of the respective direction of movement always opposite stabilizing force development.
Auch wenn es sich bei Federungssystemen mit aktiven Dämpfungsmitteln um eine durchaus ausgereifte und populäre Technologie handelt, gehen die Bestrebungen weiterer Entwicklungen der Absicht nach, variable Federungssysteme insgesamt effizienter und bezahlbarer zu gestalten. Hierfür eignen sich insbesondere semiaktive Dämpfungsmittel zum Aufbau von semiaktiven Federungssystemen, mit welchen sich gegenüber vollaktiven Ausgestaltungen entsprechende Kostenvorteile erzielen lassen. Insofern bilden mit semiaktiven Dämpfungsmitteln aufgebaute variable Federungssysteme eine der günstigen Schlüsseltechnologien, um den Fahrkomfort sowie die -sicherheit insbesondere von Personenfahrzeugen zu verbessern.Although suspension systems with active damping devices are a well-developed and popular technology, the drive for further developments is intended to make variable suspension systems more efficient and affordable overall. For this purpose, in particular semi-active damping means for the construction of semi-active suspension systems, which can be compared to fully active embodiments achieve corresponding cost advantages. In this respect, built with semi-active damping means variable suspension systems one of the cheap key technologies to improve the ride comfort and safety, especially of passenger vehicles.
Um die Charakteristik des semiaktiven Dämpfungsmittels im eingebauten Zustand an die jeweiligen Erfordernisse anzupassen, sind bereits diverse Vorschläge aus dem Stand der Technik bekannt:
So offenbaren beispielsweise die
For example, the
Ein ähnlicher Aufbau ist aus der
Aus der
Die
Der
Weiterhin zeigt die
Die im Stand der Technik vorgeschlagenen Ausgestaltungen variabel veränderbarer semiaktiver Dämpfungsmittel beinhalten eine mitunter aufwendige Regelung, welche entsprechend viele und aufwendige Messmittel sowie zur Verarbeitung der durch die Messmittel erzeugten Signale geeigneter Verarbeitungsmittel bedürfen. Insgesamt verlangen die bislang bekannten Lösungen zur variablen Einstellung derartiger Dämpfungsmittel daher eine Vielzahl zusätzlicher Bauteile sowie einer mitunter aufwendigen Steuerung. Vor diesem Hintergrund bieten semiaktive Dämpfungsmittel hinsichtlich des mitunter komplexen Aufbaus der benötigten Peripherie daher durchaus noch Raum für Verbesserungen.The embodiments of variably modifiable semi-active damping means proposed in the prior art include a sometimes complex control, which requires correspondingly many and complex measuring means as well as processing of the signals generated by the measuring means suitable processing means. Overall, the previously known solutions for variable adjustment of such damping means therefore require a variety of additional components and a sometimes complex control. Against this background, semi-active damping means therefore still offer room for improvement with regard to the sometimes complex structure of the required peripherals.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine ein semiaktives Dämpfungsmittel mit einem Federwegbegrenzer umfassende Dämpfereinheit dahingehend weiterzuentwickeln, dass die der Ansteuerung des semiaktiven Dämpfungsmittels zugrundeliegenden Ereignisse auf einfache und kostengünstige Weise erfassbar und/oder messbar sind.Against this background, the invention has the object, further develop a semi-active damping means with a Federwegbegrenzer comprehensive damper unit to the effect that the control of the semi-active damping means underlying events in a simple and cost-effective manner can be detected and / or measured.
Diese Aufgabe wird durch eine Dämpfereinheit mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die jeweiligen Unteransprüche.This object is achieved by a damper unit having the features of claim 1. Further, particularly advantageous embodiments of the invention disclose the respective subclaims.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. It should be noted that the features listed individually in the following description can be combined with one another in any technically meaningful manner and show further embodiments of the invention.
Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.The description additionally characterizes and specifies the invention, in particular in connection with the figures.
Hiernach wird eine Dämpfereinheit aufgezeigt, welche sich zur Verwendung für ein variables Federungssystem eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs eignet. Die erfindungsgemäße Dämpfereinheit für ein Federungssystem eines Fahrzeugs weist ein semiaktives Dämpfungsmittel sowie einen Federwegbegrenzer mit einem zumindest teilweise elastisch ausgebildeten Basiskörper auf, wobei das Dämpfungsmittel ein Zylinderrohr und eine in dem Zylinderrohr linear verschieblich gelagerte Kolbenstange besitzt, welche zumindest bereichsweise von dem Federwegbegrenzer umgriffen ist. Die Dämpfereinheit gemäß der Erfindung umfasst also ein semiaktives Dämpfungsmittel, welches in vorteilhafter Weise als typischer Stoßdämpfer ausgebildet sein kann. Hierzu kann das Dämpfungsmittel bevorzugt ein beispielsweise mit einem Medium gefülltes Zylinderrohr besitzen, in welchem eine Kolbenstange linear verschieblich gelagert ist. Gemäß der Erfindung weist der Basiskörper wenigstens eine Sensoreinheit auf, wobei die Sensoreinheit dazu ausgebildet ist, eine Stauchung des Basiskörpers in seine Längsrichtung zu überwachen.Hereinafter, a damper unit is shown, which is suitable for use for a variable suspension system of a vehicle, in particular a motor vehicle. The damping unit according to the invention for a suspension system of a vehicle has a semi-active damping means and a Federwegbegrenzer with an at least partially elastic base body, wherein the damping means has a cylinder tube and a linearly displaceably mounted in the cylinder tube piston rod, which is at least partially encompassed by the Federwegbegrenzer. The damper unit according to the invention thus comprises a semi-active damping means, which may be advantageously designed as a typical shock absorber. For this purpose, the damping means may preferably have a cylinder tube filled, for example, with a medium, in which a piston rod is mounted linearly displaceable. According to the invention, the base body has at least one sensor unit, wherein the sensor unit is designed to monitor a compression of the base body in its longitudinal direction.
Das semiaktive Dämpfungsmittel wird also dadurch charakterisiert, dass es eine Veränderung, insbesondere eine Umschaltung in seiner Abstimmung ermöglicht. So kann das semiaktive Dämpfungsmittel besonders bevorzugt wenigstens zwischen einer "weichen" und einer demgegenüber "harten" Abstimmung umschaltbar sein. Eine weiche Abstimmung meint hierbei, dass die beim Eintauchen der Kolbenstange in das Zylinderrohr erfolgende Dämpfung (Druckstufe) eher komfortabel ausgelegt sein kann und/oder einen entsprechend langen Federweg ermöglicht. Demgegenüber meint eine harte Abstimmung, dass die beim Eintauchen der Kolbenstange in das Zylinderrohr erfolgende Dämpfung (Druckstufe) eher sportlich ausgelegt sein kann und/oder einen entsprechend kurzen Federweg ermöglicht.The semi-active damping means is thus characterized by the fact that it allows a change, in particular a change in its vote. Thus, the semi-active damping means may be particularly preferably at least switchable between a "soft" and a contrast "hard" vote. A soft vote here means that when dipping the piston rod into the cylinder tube takes place Damping (compression) can be designed rather comfortable and / or allows a correspondingly long travel. In contrast, a hard vote means that when dipping the piston rod takes place in the cylinder tube damping (pressure level) can be designed rather sporty and / or allows a correspondingly short travel.
Eine harte Abstimmung ist beispielsweise in solchen Fahrsituationen von Vorteil, in denen der mögliche Federweg beispielsweise durch starke Seitenneigung (Kurvenfahrt) und/oder beim Befahren eines unebenen Untergrundes zu einem Großteil in Anspruch genommen wird. Aufgrund einer dann möglichen Umschaltung hin zu einer eher harten Abstimmung wird einem möglichen Durchschlagen des Dämpfungsmittels wirksam entgegengewirkt. Zudem kann auf diese Weise einer zu starken Seitenneigung des Fahrzeugaufbaus beispielsweise in Kurven begegnet werden. Selbstverständlich kann auch die Charakteristik des semiaktiven Dämpfungsmittels bei dessen Ausfedern (Zugstufe) durch die Umschaltung der Abstimmung entsprechend verändert sein.A hard vote is for example in such driving situations of advantage, in which the possible travel, for example, by strong lateral inclination (cornering) and / or when driving on an uneven ground to a large extent claimed. Due to a then possible switch to a rather hard vote a possible penetration of the damping means is effectively counteracted. In addition, can be met in this way too strong lateral inclination of the vehicle body, for example in curves. Of course, the characteristic of the semi-active damping means in its rebound (rebound) be changed by the switching of the vote accordingly.
Die erfindungsgemäße Dämpfereinheit umfasst ferner mindestens einen Federwegbegrenzer, welcher einen zumindest teilweise elastisch ausgebildeten Basiskörper besitzt. Besonders bevorzugt kann der Federwegbegrenzer so angeordnet sein, dass dieser die Kolbenstange des Dämpfungsmittels zumindest bereichsweise umgreift. In dieser Anordnung bildet der Federwegbegrenzer eine Art Puffer zwischen einer das freie Ende der Kolbenstange aufnehmenden Lagerung und beispielsweise einer dieser Lagerung zugewandten Stirnseite des Zylinderrohres. Bei der Lagerung kann es sich beispielsweise um einen Bereich eines Aufbaus und/oder einen Rahmen bzw. Hilfsrahmen des Fahrzeugs handeln.The damper unit according to the invention further comprises at least one Federwegbegrenzer, which has an at least partially elastic base body. Particularly preferably, the spring travel limiter can be arranged so that it surrounds the piston rod of the damping means at least in regions. In this arrangement, the spring travel limiter forms a kind of buffer between a bearing receiving the free end of the piston rod and, for example, an end face of the cylinder tube facing this bearing. The storage may be, for example, an area of a body and / or a frame or subframe of the vehicle.
Besonders bevorzugt kann die Dämpfereinheit zumindest im an einem Fahrzeug verbauten Zustand auch mit einer Fahrwerksfeder kombiniert sein, welche entweder parallel zu der Dämpfereinheit oder – beispielsweise in Form einer Schraubenfeder – zumindest teilweise um das Dämpfungsmittel der Dämpfereinheit herum angeordnet sein kann.Particularly preferably, the damper unit, at least in the state installed on a vehicle, can also be combined with a suspension spring, which can be arranged at least partially around the damping means of the damper unit, either parallel to the damper unit or, for example, in the form of a helical spring.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass der Basiskörper wenigstens ein Messmittel beispielsweise in Form einer Sensoreinheit aufweist. Die Sensoreinheit kann beispielsweise in oder an dem Basiskörper des Federwegbegrenzers angeordnet sein. In jedem Fall ist die Sensoreinheit dazu ausgebildet, eine insbesondere beim Einfedern des Dämpfungsmittels mögliche Stauchung des Basiskörpers in seine Längsrichtung zu überwachen. Überwachen meint im Sinne der Erfindung, dass die Sensoreinheit eine potentielle Stauchung des Federwegbegrenzers erfassen und ein entsprechendes Signal generieren soll, wobei dieses neben der reinen Meldung einer Stauchung auch einen Wert über die Stärke und/oder Geschwindigkeit der Stauchung beinhalten kann.According to the invention, it is now provided that the base body has at least one measuring means, for example in the form of a sensor unit. The sensor unit can be arranged, for example, in or on the base body of the spring travel limiter. In any case, the sensor unit is designed to monitor a possible compression of the damping means possible compression of the base body in its longitudinal direction. Monitoring means in the sense of the invention that the sensor unit is to detect a potential compression of the spring travel limiter and to generate a corresponding signal, which, in addition to the mere reporting of a compression, may also include a value about the strength and / or speed of the compression.
Dank der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist es nun möglich, die in verschiedenen Fahrsituationen eintretende zumindest teilweise Stauchung des Federwegbegrenzers heranzuziehen, um auf dieser Basis eine mögliche Umschaltung des semiaktiven Dämpfungsmittels in seiner Abstimmung vorzunehmen. Je nach Länge des Federwegbegrenzers in Bezug auf den zur Verfügung stehenden Federweg kann gewählt werden, ob ein bereits bei kleinen Amplituden des Dämpfungsmittels eintretender Kontakt des Federwegbegrenzers mit ihn stauchenden Bereichen ein entsprechendes Signal auslösen soll.Thanks to the embodiment of the invention, it is now possible to use the entering in different driving situations at least partial compression of Federwegbegrenzers to make on this basis a possible switching of the semi-active damping means in its vote. Depending on the length of Federwegbegrenzers with respect to the available travel can be selected whether a already entering at small amplitudes of the damping means contact the Federwegbegrenzers to trigger a corresponding signal with him upsetting areas.
So führt beispielsweise ein gegenüber dem möglichen Federweg kurzer Federwegbegrenzer dazu, dass dessen Stauchung lediglich in Extremsituationen erfolgt, bei denen die Kolbenstange beispielsweise aufgrund einer ausgeprägten Bodenwelle und/oder einer starken Seitenneigung des Fahrzeugaufbaus tief in das zugehörige Zylinderrohr des Dämpfungsmittels eintaucht. Eine entsprechend lange Ausgestaltung des Federwegbegrenzers führt naturgemäß dazu, dass bereits kleine Bewegungen in Richtung Einfedern des Dämpfungsmittels zu einem den Basiskörper des Federwegbegrenzers zumindest teilweise stauchenden Ereignis führen. Auf diese Weise kann eine Umschaltung in der Abstimmung des semiaktiven Dämpfungsmittels bereits bei kleinen Amplituden erzwungen werden.Thus, for example, compared to the possible travel short Federwegbegrenzer to the fact that its compression takes place only in extreme situations in which the piston rod, for example due to a pronounced bump and / or a strong lateral inclination of the vehicle body dives deep into the associated cylinder tube of the damping means. A correspondingly long embodiment of the spring travel limiter naturally leads to even small movements in the direction of deflection of the damping means leading to an at least partially upsetting event of the base body of the spring travel limiter. In this way, a switch in the vote of the semiactive damping means can already be enforced at low amplitudes.
Der sich hieraus ergebende Vorteil liegt in einem überaus kompakten sowie einfachen und damit kostengünstigen Aufbau für eine derartige Dämpfereinheit, welche mit einem Minimum an Bauteilen insbesondere für die notwendige Ansteuerung des semiaktiven Dämpfungsmittels auskommt. Weiterhin bietet die erfindungsgemäße Ausgestaltung ein hohes Maß an Flexibilität hinsichtlich der Abstimmung bzw. der Regelstrategie des damit aufbaubaren Federungssystems. So kann unter Beibehaltung des semiaktiven Dämpfungsmittels eine entsprechende Änderung vorgenommen werden, indem lediglich der die Sensoreinheit aufweisende Federwegbegrenzer ausgetauscht wird.The resulting advantage lies in a very compact and simple and therefore cost-effective design for such a damper unit, which manages with a minimum of components in particular for the necessary control of the semi-active damping means. Furthermore, the embodiment according to the invention offers a high degree of flexibility with regard to the tuning or the control strategy of the suspension system that can be built therewith. Thus, while maintaining the semi-active damping means a corresponding change can be made by only the sensor unit having Federwegbegrenzer is replaced.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung des grundsätzlichen Erfindungsgedankens kann das semiaktive Dämpfungsmittel eine zumindest zweistufige Abstimmbarkeit aufweisen. Mit anderen Worten kann das Dämpfungsmittel dann zwischen wenigstens zwei Zuständen hinsichtlich seiner Abstimmung umgeschaltet werden. In der Praxis kann dies beispielsweise durch die Manipulation wenigstens eines die Durchflussmenge eines in dem Dämpfungsmittel angeordneten Mediums wie etwa Öl und/oder Gas regelnden Ventils erfolgen. Besonders bevorzugt kann das semiaktive Dämpfungsmittel zwischen einer weichen Abstimmung und einer demgegenüber harten Abstimmung reversibel umgeschaltet werden. Hierdurch kann in Abhängigkeit der überwachten Stauchung des Federwegbegrenzers – und aufgrund der daraus gezogenen Rückschlüsse in Bezug auf eine hierzu angepasste Einstellung – zwischen einer komfortablen oder demgegenüber sportlichen Abstimmung des Dämpfungsmittels umgeschaltet werden. Auf diese Weise kann eine Begrenzung des möglichen Federwegs erfolgen, indem das semiaktive Dämpfungsmittel beispielsweise in die harte (sportliche) Abstimmung umgeschaltet wird.According to an advantageous development of the basic idea of the invention, the semi-active damping means can have at least two-stage tunability. In other words, the damping means can then be switched between at least two states with regard to its tuning. In practice this can be done, for example, by manipulating at least one flow rate of a medium arranged in the damping means, such as oil and / or gas regulating valve. Particularly preferred may the semi-active damping means between a soft vote and a contrast hard vote reversibly be switched. In this way, depending on the monitored compression of the spring travel limiters - and due to the conclusions drawn therefrom with respect to a setting adapted for this purpose - it is possible to switch over between a comfortable or, in contrast, sporty tuning of the damping means. In this way, a limitation of the possible travel can be done by the semi-active damping means, for example, in the hard (sporty) tuning is switched.
Grundsätzlich ist vorgesehen, dass die Grundeinstellung des semiaktiven Dämpfungsmittels dessen weiche (komfortable) Abstimmung beinhaltet. Hierdurch wird ein hoher Fahrkomfort für den oder die jeweiligen Insassen des Fahrzeugs erreicht. Damit erfolgt eine Umschaltung in die harte (sportliche) Abstimmung nur in entsprechenden Fahrsituationen, welche in dieser Einstellung beispielsweise ein einfacheres und/oder sichereres Handling des Fahrzeugs zulässt. Anschließend kann das semiaktive Dämpfungsmittel nach einer bestimmten Zeit und/oder einer bestimmten Wegstrecke und/oder einer Veränderung der erfassten Amplituden wieder in seine Grundeinstellung und damit zurück in seine demgegenüber weiche Abstimmung umgeschaltet werden.In principle, it is provided that the basic setting of the semiactive damping means includes its soft (comfortable) tuning. As a result, a high level of ride comfort for or the respective occupants of the vehicle is achieved. Thus, a switch to the hard (sporty) vote only in appropriate driving situations, which in this setting, for example, allows a simpler and / or safer handling of the vehicle. Subsequently, the semi-active damping means after a certain time and / or a certain distance and / or a change in the detected amplitudes can be switched back to its default setting and thus back to its contrast soft vote.
Dank der zuvor vorgestellten erfindungsgemäßen Dämpfereinheit ist es nun möglich, die Vorteile eines variablen Federungssystems mit Hilfe wenigstens eines semiaktiven Dämpfungsmittels kostengünstig und mit einem hohen Maß an Flexibilität zu realisieren.Thanks to the previously proposed damper unit according to the invention, it is now possible to realize the advantages of a variable suspension system with the help of at least one semi-active damping means inexpensively and with a high degree of flexibility.
Die Erfindung betrifft ferner einen Federwegbegrenzer, welcher sich zur Kombination mit einem semiaktiven Dämpfungsmittel zu einer Dämpfereinheit eignet. Besonders bevorzugt kann es sich bei der so geschaffenen Dämpfereinheit um die zuvor aufgezeigte erfindungsgemäße Dämpfereinheit für ein variables Federungssystem eines Fahrzeugs handeln.The invention further relates to a spring travel limiter, which is suitable for combination with a semiactive damping means to a damper unit. Particularly preferably, the damper unit thus created can be the previously disclosed damper unit according to the invention for a variable suspension system of a vehicle.
Zielführend ist, dass die Sensoreinheit bevorzugt in oder an einem freien Endabschnitt des Basiskörpers angeordnet sein kann. Bei dem Endabschnitt sollte es sich dabei um jenen Endabschnitt des Basiskörpers handeln, welcher beim Einfedern des Dämpfungsmittels und damit ab einer vorbestimmten Eintauchtiefe der Kolbenstange in das Zylinderrohr mit dem Zylinderrohr in Kontakt treten kann. Dabei kann der Kontakt beispielsweise zwischen einer dem Federwegbegrenzer zugewandten Stirnseite des Zylinderrohrs und dem Endabschnitt des Basiskörpers erfolgen.The aim is that the sensor unit can preferably be arranged in or at a free end portion of the base body. The end section should be that end section of the base body which can come into contact with the cylinder tube during compression of the damping means and thus from a predetermined insertion depth of the piston rod into the cylinder tube. In this case, the contact can be made, for example, between an end face of the cylinder tube facing the spring travel limiter and the end section of the base body.
Dank dieser Ausführung kann eine potentielle Stauchung des Federwegbegrenzers bereits zu Beginn erkannt und ein entsprechendes Signal ausgelöst werden. Denn je weiter sich die Lage der Sensoreinheit von dem Endabschnitt des Basiskörpers weg befindet, umso später kann die Sensoreinheit auf eine Stauchung des Federwegbegrenzers reagieren. Dies liegt im Wesentlichen in der elastischen Ausgestaltung des Basiskörpers begründet. So kann der zwischen der Sensoreinheit und dem freien Ende des Endabschnitts liegende Teil des Basiskörpers bereits einer Stauchung unterliegen, ohne dass diese sich bis zu der Sensoreinheit hin quasi fortgepflanzt hat.Thanks to this design, a potential compression of the spring travel limiter can already be detected at the beginning and a corresponding signal can be triggered. The further the position of the sensor unit is away from the end section of the base body, the later the sensor unit can react to a compression of the spring travel limiter. This is essentially due to the elastic configuration of the base body. Thus, the lying between the sensor unit and the free end of the end portion of the base body may already be subject to compression, without this has propagated up to the sensor unit out.
Selbstverständlich kann diese Erkenntnis auch dazu genutzt werden, die Ansprechgeschwindigkeit der Sensoreinheit auf diese Weise festzulegen. Mit anderen Worten kann eine weit von dem freien Ende des Endabschnitts liegende Anordnung der Sensoreinheit genutzt werden, um lediglich starke Stauchungen des Federwegbegrenzers zu erfassen, welche sich bereits in einen Großteil seines Basiskörpers hinein erstrecken.Of course, this knowledge can also be used to set the response of the sensor unit in this way. In other words, an arrangement of the sensor unit lying far from the free end of the end section can be used to detect only strong upsets of the spring travel limiter, which already extend into a large part of its base body.
Weiterhin wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn der Basiskörper eine gegenüber seiner Längsrichtung geneigte äußere Mantelfläche aufweist. Hierdurch kann der Basiskörper von außen im Wesentlichen die Form eines Kegels bzw. eines Kegelstumpfes besitzen. Gleichwohl ist diese Ausgestaltung auf eine glatte äußere Oberfläche des Basiskörpers beschränkt. So kann sich die auch als konisch zu bezeichnende äußere Form beispielsweise durch unterschiedliche Strukturen wie etwa vor- und/oder zurückspringende Segmente zusammensetzen, welche also stufenartig in ihrer Gesamtheit die beschriebene äußere Formgestalt bewirken.Furthermore, it is considered to be particularly advantageous if the base body has an outer circumferential surface which is inclined with respect to its longitudinal direction. As a result, the base body from the outside substantially have the shape of a cone or a truncated cone. However, this embodiment is limited to a smooth outer surface of the base body. Thus, the outer shape, which can also be referred to as a conical shape, can be composed, for example, of different structures, such as, for example, protruding and / or recessed segments, which thus bring about in their entirety the described outer shape shape in their entirety.
Weiter sieht die Erfindung vor, dass der Basiskörper eine im eingebauten Zustand beispielsweise der Kolbenstange zugewandte innere Mantelfläche aufweist, welche im Gegensatz zur äußeren Mantelfläche zielführend parallel zur Längsrichtung des Basiskörpers verläuft. Dies ist insofern vorteilhaft, da sich hieraus eine überaus präzise Führung des Federwegbegrenzers an der Kolbenstange des Dämpfungsmittels ergibt. Insbesondere bei einer Stauchung des Federwegbegrenzers erfolgt diese dann weitestgehend ohne ein mögliches Ausknicken aus der Längsrichtung des Basiskörpers heraus.Next, the invention provides that the base body has a built-in state, for example, the piston rod facing the inner lateral surface, which in contrast to the outer surface extends purposefully parallel to the longitudinal direction of the base body. This is advantageous insofar as this results in a very precise guidance of the spring travel on the piston rod of the damping means. In particular, in a compression of the travel limit this is then largely without a possible buckling out of the longitudinal direction of the base body out.
Aufgrund des wie vor beschriebenen Verlaufs der inneren und äußeren Mantelfläche des Basiskörpers stellt sich naturgemäß eine sich über die Längsrichtung des Basiskörpers hinweg verändernde Dicke seiner Wandung ein. Hieraus ist es nun möglich, ein überaus vorteilhaftes progressives Kompressionsverhalten des Basiskörpers zu erhalten. Mit anderen Worten kann der gegenüber dem Rest des Basiskörpers verjüngte Abschnitt relativ leicht gestaucht werden, wohingegen eine Stauchung der übrigen Teile eine bevorzugt progressiv ansteigende Krafteinwirkung auf den Basiskörper erfordert. Hierdurch können große Amplituden trotz hohem Energiegehalt sicher durch den Federwegbegrenzer abgefangen und/oder abgemildert werden, ohne dass es zu einem unerwünschten Durchschlagen des semiaktiven Dämpfungsmittels kommt.Due to the course of the inner and outer lateral surface of the base body as described above, naturally, a thickness of its wall changing over the longitudinal direction of the base body arises. From this it is now possible to obtain a very advantageous progressive compression behavior of the base body. In other words, the portion tapered from the rest of the base body can be compressed relatively easily, whereas compression of the remaining ones is possible Parts a preferably progressively increasing force on the base body requires. As a result, large amplitudes can be safely intercepted and / or mitigated by the spring travel limiter, despite the high energy content, without resulting in undesirable penetration of the semiactive damping means.
In Kombination mit der Lage der Sensoreinheit kann diese progressive Ausgestaltung des Basiskörpers dazu genutzt werden, um das Ansprechverhalten der Sensoreinheit einzustellen. Insbesondere eine durch die Sensoreinheit mögliche Messung der Stärke der Stauchung kann auf diese Weise in Form eines flacheren Anstiegs der hierfür generierten Signale erfolgen, da die mögliche Bandbreite der durch die Sensoreinheit messbaren Stauchung ansonsten bereits bei mittlerer Stauchung überschritten sein kann.In combination with the position of the sensor unit, this progressive configuration of the base body can be used to adjust the response of the sensor unit. In particular, possible by the sensor unit measurement of the amount of compression can be done in this way in the form of a flatter rise of the signals generated for this, since the possible bandwidth of the measurable by the sensor unit compression otherwise may be exceeded even at medium compression.
Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterentwicklung kann die Sensoreinheit nicht nur einen einzelnen, sondern wenigstens zwei oder gar mehrere einzelne Sensoren umfassen. In vorteilhafter Weise können die einzelnen Sensoren dabei so in oder an dem Basiskörper des Federwegbegrenzers angeordnet sein, dass diese eine Art Stapel bilden. Mit anderen Worten wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die einzelnen Sensoren in Bezug auf die Längsrichtung des Basiskörpers jeweils hintereinander angeordnet sind. Selbstverständlich können die dabei hintereinanderliegenden Sensoren auch einer gegenüber der Längsrichtung geneigten Strecke folgen. Hier kommt es vielmehr darauf an, dass die einzelnen Sensoren nicht gemeinsam in einer einzelnen quer zur Längsrichtung verlaufenden Ebene angeordnet sind, sondern in voneinander unterschiedlichen Ebenen.According to a particularly preferred further development, the sensor unit may comprise not only a single, but at least two or more individual sensors. In an advantageous manner, the individual sensors can be arranged in or on the base body of the spring travel limiter in such a way that they form a type of stack. In other words, it is considered advantageous if the individual sensors are arranged one behind the other in relation to the longitudinal direction of the base body. Of course, the successive sensors can also follow a length inclined with respect to the longitudinal direction. Rather, it is important here that the individual sensors are not arranged together in a single plane extending transversely to the longitudinal direction, but in mutually different planes.
Auf diese Weise macht die Erfindung sich die bereits zuvor näher erläuterten Erkenntnisse zunutze, dass so die einzelnen Sensoren quasi nacheinander eine zunehmende Stauchung des Basiskörpers erfassen. Da die Stauchung für gewöhnlich am freien Ende des Federwegbegrenzers beginnt, werden erst mit deren Zunahme die vom freien Ende weiter weg gelegenen Sensoren angesprochen. Hiernach würde lediglich ein Erkennen einer Stauchung durch die einzelnen Sensoren benötigt, da die Stärke der Stauchung sich durch die Anzahl der die Stauchung erkannten Sensoren abgeleitet werden kann. Auch kann so die Geschwindigkeit der Stauchung ermittelt werden, indem die Zeit zwischen dem Erkennen der hintereinander angeordneten Sensoren erfasst wird. Denn je schneller die aufeinanderfolgenden Sensoren eine Stauchung melden, umso höher muss die Geschwindigkeit der zugrundeliegenden Stauchung sein und umgekehrt.In this way, the invention makes use of the findings already explained in more detail above, such that the individual sensors detect, as it were, an increasing compression of the base body in succession. Since the compression usually begins at the free end of the travel limit, the sensors are addressed only with their increase from the free end further away. Hereafter, only a detection of a compression by the individual sensors would be required, since the amount of compression can be derived by the number of detected the compression sensors. Also, the speed of compression can be determined by the time between the detection of the successively arranged sensors is detected. Because the faster the successive sensors report a compression, the higher must be the speed of the underlying compression and vice versa.
Auf diese Weise ist ein überaus einfacher Aufbau mit entsprechend kostengünstigen Sensoren möglich, welcher lediglich der Erkennung einer Stauchung aber nicht zwingend selbst der Erfassung der Stärke und/oder der Geschwindigkeit der Stauchung dienen muss. Es liegt aber auch im Sinne der Erfindung, wenn lediglich ein einzelner Sensor im Vorfeld an einer bestimmten Position in Längsrichtung gesehen angeordnet ist, wobei die gewählte Position der gewünschten Einstellstrategie entspricht.In this way, a very simple construction with correspondingly inexpensive sensors is possible, which need only serve to detect a compression but not necessarily even the detection of the strength and / or speed of compression. It is also within the meaning of the invention, when only a single sensor is arranged in advance in a certain position seen in the longitudinal direction, wherein the selected position corresponds to the desired adjustment strategy.
Weiterhin ist die Erfindung auch auf ein Verfahren zum Betrieb einer Dämpfereinheit für ein Federungssystem eines Fahrzeugs gerichtet, welche ein semiaktives Dämpfungsmittel nebst Federwegbegrenzer aufweist. Besonders bevorzugt dient das Verfahren zum Betrieb eines aus der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Dämpfereinheit nebst Federwegbegrenzer zusammengesetzten Federungssystems. Das Verfahren sieht vor, dass das semiaktive Dämpfungsmittel wenigstens zwischen einer weichen Abstimmung und einer harten Abstimmung umgeschaltet werden kann.Furthermore, the invention is also directed to a method for operating a damper unit for a suspension system of a vehicle, which has a semi-active damping means together with spring travel. The method particularly preferably serves to operate a suspension system composed of the above-described damper unit according to the invention and spring travel limiters. The method provides that the semiactive damping means can be switched at least between a soft vote and a hard vote.
Die eigentliche Umschaltung in der Abstimmung des semiaktiven Dämpfungsmittels wird erfindungsgemäß auf Basis einer durch die Sensoreinheit erfassten Stauchung des Basiskörpers durchgeführt. Alternativ oder in Ergänzung hierzu wird die Umschaltung auf Basis einer gemessenen Stauchung des Basiskörpers durchgeführt. Der Unterschied zwischen Erfassung und Messung der Stauchung wird im Sinne der Erfindung darin gesehen, dass eine reine Erfassung zunächst eine Information über die Tatsache einer Stauchung beinhaltet, wohingegen eine Messung die Stauchung dahingehend quantifiziert, in welcher Stärke und/oder mit welcher Geschwindigkeit diese vorliegt bzw. eingetreten ist.The actual switching in the vote of the semi-active damping means is carried out according to the invention based on a detected by the sensor unit compression of the base body. Alternatively or in addition to this, the switching is performed on the basis of a measured compression of the base body. The difference between detection and measurement of the compression is seen in the sense of the invention in that a pure detection first contains information about the fact of a compression, whereas a measurement quantifies the compression to what extent and / or at which speed it exists or . has occurred.
Die sich daraus ergebenden Vorteile wurden bereits zuvor im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Dämpfereinheit und dem erfindungsgemäßen Federwegbegrenzer erläutert und gelten für das erfindungsgemäße Verfahren entsprechend. Dies gilt im Übrigen auch für die nachfolgend benannten weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, so dass an dieser Stelle auf die vorherigen Ausführungen hierzu verwiesen wird.The resulting advantages have already been explained previously in connection with the damper unit according to the invention and the spring travel limiter according to the invention and apply correspondingly to the method according to the invention. Incidentally, this also applies to the further advantageous embodiments of the method according to the invention which are named below, so that reference is made at this point to the previous statements on this point.
So kann eine Maßnahme des erfindungsgemäßen Verfahrens vorsehen, dass die Umschaltung des semiaktiven Dämpfungsmittels in seiner Abstimmung auf Basis einer Überschreitung eines zuvor festgelegten Schwellenwertes durchgeführt wird. Mögliche Schwellenwerte können hierbei beispielsweise für die erfasste Weite der Stauchung vorliegen, bei deren Überschreitung eine Umschaltung beispielsweise von weich zu hart vorgenommen werden kann. Ein alternativer oder in Ergänzung anzusehender Schwellenwert kann beispielsweise für die erfasste und/oder ermittelte Geschwindigkeit der eingetretenen Stauchung hinterlegt sein, bei dessen Überschreitung besagte Umschaltung des semiaktiven Dämpfungsmittels durchgeführt werden kann.Thus, a measure of the method according to the invention can provide that the switching of the semi-active damping means is carried out in its vote on the basis of exceeding a previously defined threshold value. Possible threshold values can be present, for example, for the detected width of the compression, which, if exceeded, can be used to switch from soft to hard, for example. An alternative or supplementary threshold can be used, for example the detected and / or determined speed of the compression occurring can be stored, beyond which said switching of the semi-active damping means can be carried out.
Mit Blick auf den typischen Aufbau eines Federungssystems für ein mehrspuriges Fahrzeug, welcher wenigstens drei oder zumeist vier Dämpfereinheiten umfasst, kann die Überschreitung wenigstens eines Schwellenwertes an mindestens einer Dämpfereinheit grundsätzlich dazu genutzt werden, um nur das semiaktive Dämpfungsmittel der die Überschreitung erfassten zugehörigen Dämpfungseinheit umzustellen. Alternativ hierzu kann die Überschreitung an nur einer der Dämpfungseinheiten genutzt werden, um wenigstens eine weitere oder gar sämtliche Dämpfungseinheiten umzuschalten. Je nach Fahrsituation kann es somit sinnvoll sein, beispielsweise auf einer Fahrzeugseite gelegene Dämpfungseinheiten gleichzeitig umzuschalten. Denkbar ist auch eine Umschaltung über Kreuz, um eine Mischung in der Dämpfungscharakteristik unter Beibehaltung einer hohen Fahrzeugstabilität zu erhalten.With regard to the typical structure of a suspension system for a multi-lane vehicle, which comprises at least three or mostly four damper units, the exceeding of at least one threshold at at least one damper unit can basically be used to switch only the semi-active damping means of the associated damping unit detected. Alternatively, the overshoot on only one of the damping units can be used to switch over at least one more or even all damping units. Depending on the driving situation, it may thus be useful to switch, for example, damping units located on one side of the vehicle at the same time. It is also conceivable to switch crosswise to obtain a mixture in the damping characteristic while maintaining a high vehicle stability.
Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Maßnahme kann das Verfahren auch vorsehen, die zuvor erläuterten Möglichkeiten zur Umschaltung eines oder mehrerer Dämpfereinheiten nicht nur auf Basis der Überschreitung eines Schwellenwertes vorzunehmen, sondern in einer zusätzlichen Abhängigkeit von einem vorbestimmten Zeitraum für die jeweilige Überschreitung des Schwellenwertes. Alternativ hierzu kann die Umschaltung selbstverständlich auch nur in Abhängigkeit eines vorbestimmten Zeitraums für die Überschreitung eines Schwellenwertes vorgenommen werden.According to a further measure according to the invention, the method can also provide for the above-described options for switching one or more damper units not only on the basis of the exceeding of a threshold value, but in an additional dependency on a predetermined period for the respective exceeding of the threshold value. Alternatively, the switching can of course be made only in response to a predetermined period for the exceeding of a threshold value.
Die Sensoreinheit ist zielführend mit einer Steuereinheit verbunden, welche das entsprechende Signal zum Umschalten erzeugt. Die Steuereinheit kann die zentrale Steuereinheit des Fahrzeugs selbst oder in diese integriert sein.The sensor unit is purposefully connected to a control unit which generates the corresponding signal for switching. The control unit may be the central control unit of the vehicle itself or integrated in it.
Weitere vorteilhafte Einzelheiten und Wirkungen der Erfindung sind im Folgenden anhand eines schematisch in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:Further advantageous details and effects of the invention are explained in more detail below with reference to an embodiment schematically illustrated in the figures. Show it:
In den unterschiedlichen Figuren sind hinsichtlich ihrer Funktion gleichwertige Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.In the different figures, equivalent parts are always provided with the same reference numerals with respect to their function, so that these are usually described only once.
Wie zu erkennen, ist das semiaktive Dämpfungsmittel
Wenn
Ersichtlich weist der Federwegbegrenzer
Vorliegend ist besagter Federwegbegrenzer
Wie bereits angedeutet kann die Sensoreinheit
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Dämpfereinheit damper unit
- 22
-
Dämpfungsmittel von
1 Damping agent of1 - 33
-
Zylinderrohr von
2 Cylinder tube of2 - 44
-
Kolbenstange von
2 Piston rod of2 - 55
-
Lagerung für
4 Storage for4 - 66
-
Federwegbegrenzer von
1 Spring travel limiters from1 - 77
-
Basiskörper von
6 ;Base body of6 ; - 7a7a
-
zylindrisches Basiselement von
6 cylindrical base element of6 - 88th
-
Stirnseite von
3 Front side of3 - 99
-
äußere Mantelfläche von
7 outer surface of7 - 1010
-
innere Mantelfläche von
7 inner lateral surface of7 - 1111
-
freier Endabschnitt von
7 free end section of7 - 1212
-
Sensoreinheit von
6 Sensor unit of6 - 13a13a
-
Sensor von
12 bzw. mögliche Lage in7 Sensor from12 or possible location in7 - 13b13b
-
Sensor von
12 bzw. mögliche Lage in7 Sensor from12 or possible location in7 - 14a14a
-
Sensor von
12 bzw. mögliche Lage in7 Sensor from12 or possible location in7 - 14b14b
-
Sensor von
12 bzw. mögliche Lage in7 Sensor from12 or possible location in7 - 15a15a
-
Sensor von
12 bzw. mögliche Lage in7 Sensor from12 or possible location in7 - 15b15b
-
Sensor von
12 bzw. mögliche Lage in7 Sensor from12 or possible location in7 - 16a16a
-
Sensor von
12 bzw. mögliche Lage in7 Sensor from12 or possible location in7 - 16b16b
-
Sensor von
12 bzw. mögliche Lage in7 Sensor from12 or possible location in7 - AA
-
Federweg von
2 Travel of2 - bb
-
Dicke der Wandung von
7 Thickness of the wall of7 - xx
-
Längsrichtung von
7 Longitudinal direction of7 - yy
-
Querrichtung von
7 Transverse direction of7 - zz
-
Tiefenrichtung von
7 Depth direction of7
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: DOERFLER, THOMAS, DR.-ING., DE |
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: DOERFLER, THOMAS, DR.-ING., DE |
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