DE4204302C2 - Elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung beschreibt eine elektromagnetische, zwischen einer Fahrzeugkarosserie und einem Fahrzeugrad angeordnete Aufhängungsvorrichtung

Um das Ziel der vorliegenden Erfindung zu verdeutlichen, wird nachfolgend zunächst eine bekannte Aufhängungs­ vorrichtung der obengenannten Art kurz beschrieben, welche in der japanischen Offenlegungsschrift JP 2-37016 A als Aufhän­ gungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug offenbart ist.

Die elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung, welche in dieser Veröffentlichung gezeigt ist, umfaßt im allgemeinen eine Hülse, welche mit einer Fahrzeugkarosserie ver­ bunden ist, sowie einen Stab, welcher mit einem Rad in Ver­ bindung steht. Der Stab weist an seinem oberen Ende einen Kolben auf, welcher axial bewegbar in der Hülse an­ geordnet ist.

Eine Schraubenfeder ist zwischen der Fahrzeugkarosserie und dem Rad angeordnet, welche Stab und Hülse konzentrisch umgibt. An dem oberen Endbereich des Stabes ist ein Permanentmagnet ge­ lagert, während eine Wicklung an einer Innenfläche der Hülse angeordnet ist, so daß sie mit Abstand den Permanentmagneten umgibt. Durch Aufbringung eines Stromes auf die Wicklung wird eine Antriebskraft in Richtung der Achse der Wicklung erzeugt. Somit wird es durch Steuerung der Flußrichtung und der Intensität des Stromes möglich, die Höhe des Fahrzeuges beizubehalten.

Bedingt durch ihre Konstruktionsform weist die elektromagne­ tische Aufhängungsvorrichtung dieser Bauart eine Begrenzung hinsichtlich der Absorption von Stößen auf, welche auf diese aufgebracht werden. In der Tat erfolgt eine Steuerung der Stoßdämpfung nur durch die Antriebskraft, welche durch die Wicklung erzeugt wird. Somit besteht die Möglichkeit, daß die Vorrichtung bricht, wenn eine übergroße Stoßkraft während des Betriebs des Fahrzeugs auf die Vorrichtung aufgebracht wird.

Da weiterhin die benötigte Antriebskraft nur durch den Strom erzeugt wird, welcher auf die Wicklung auf­ gebracht wird, ist der elektrische Energieverbrauch hoch, wodurch der Treibstoffverbrauch des Fahrzeugs verschlechtert wird.

Aus der als EP 0415780 A1 veröffentlichten, prioritätsälte­ ren europäischen Anmeldung 90309539.6 ist eine Aufhängungs­ vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt, bei der eine aktive elektromagnetische Federbetätigung und ein Schwin­ gungsdämpfer konventioneller Bauart parallel nebeneinander zwischen der Fahrzeugkarosserie und dem Rad angeordnet sind. Die elektromagnetische Federbetätigung arbeitet dabei mit einem Linearmotor.

Diese bekannte Anordnung hat einen erheblichen Raumbedarf und benötigt viel elektrische Energie, da die Federungskräf­ te, die zusätzlich zu der mechanisch wirkenden Schraubenfe­ der aufzubringen sind, auch hier ausschließlich elektromagnetisch er­ zeugt werden. Dieser hohe Stromverbrauch erhöht die Treib­ stoffkosten des Fahrzeugs nicht unerheblich.

Die US-PS 1395437 zeigt eine Federungsanordnung, die aus­ schließlich mit Elektromagneten arbeitet und demzufolge noch mehr Strom benötigt, und aus der DE 39 11 131 A1 geht ein Fede­ rungssystem für Fahrzeuge hervor, bei dem eine zu einer Tragfeder parallel geschaltete Magnetfeder dadurch unter­ schiedliche Beladungszustände des Fahrzeugs ausgleichen soll, daß die Permanentmagnete der Magnetfeder axial in unterschiedliche Stellungen gebracht werden. Es ist somit keine elektromagnetische Anordnung vorhanden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektromagne­ tische Aufhängungsvorrichtung zu schaffen, die wenig Einbauraum benötigt und einen geringen Energiebedarf hat.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Mit der erfindungsgemäßen Aufhängungsvorrichtung ist es einerseits möglich, ohne zusätzlichen Stromverbrauch eine Dämpfungskraft zu erzeugen, indem ein in der Wicklungsanord­ nung erzeugter Induktionsstrom durch einen regelbaren Wider­ stand passiv aufgebraucht wird. Andererseits kann durch Beaufschla­ gen der Wicklung mit einem elektrischen Strom das Dämpfungs­ verhalten der Aufhängungsvorrichtung den jeweils gegebenen Verhältnissen aktiv angepaßt werden.

Das Zusammenwirken der Wicklungsanordnung mit den Permanent­ magneten ermöglicht es ferner, beispielsweise mit Hilfe von Halleffekt-Sensoren, Signale für die Hubbewegung der Aufhän­ gungsvorrichtung abzuleiten.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht eines wichtigen Be­ reichs der in Fig. gezeigten Aufhängungsvorrichtung.

In Fig. 1 ist durch das Bezugszeichen S eine Aufhängungsein­ heit gekennzeichnet, welche sowohl eine karosserieverbundene Struktur 1 als auch eine radverbundene Struktur 2 aufweist.

Wie dargestellt, weist die karosserieverbundene Struktur 1 eine doppelwandige zylindrische Struktur auf, welche eine zylindrische Röhre 111 und eine Reservoir-Röhre 112 umfaßt. Die zylindrische Röhre 111 weist an ihrem unteren Ende einen Führungsbereich 113 auf, welcher mit dieser verbunden ist, sowie an einem oberen Ende ein Basiselement 114, welches mit dieser verbunden ist. Innerhalb der zylindrischen Röhre 111 ist ein Fluid wie etwa Öl oder ähnliches enthalten. Inner­ halb der zylindrischen Röhre 111 ist verschiebbar und dich­ tend ein Kolben 121 angeordnet, um eine obere und untere Kammer A bzw. B auszubilden. Der Kolben 121 bildet einen Teil der radverbundenen Struktur 2. Die Reservoir-Röhre 112 ist koaxial um die zylindrische Röhre 111 angeordnet, um zwischen diesen einen zylindrischen Raum D zu bilden. Die Reservoir-Röhre 112 weist ein unteres offenes Ende auf, welches dicht sowohl an dem Führungselement 113 als auch einem Dichtungsrand 115 aufgenommen ist, welcher unterhalb des Führungselementes 113 angeordnet ist, wobei das untere offene Ende abgedichtet ist. Ein oberes offenes Ende der Reservoir-Röhre 112 erstreckt sich über das obere Ende der zylindrischen Röhre 111 und weist einen oberen Deckel 116 auf, welcher in diese zum Verschließen derselben einge­ schraubt ist. Somit ist über dem Basiselement 114 eine Re­ servoir-Kammer C ausgebildet, welche eine vorgegebene Menge von Flüssigkeit mit einem druckbeaufschlagten Gas enthält. In dem mittleren Bereich der Reservoir-Röhre 112 ist ein ringförmiges Abstandselement 117 eingebaut, welches über ein Gewinde mit dieser verbunden ist. In dem ringförmigen Ab­ standselement 117 sind fest das Basiselement 114 und das obere Ende der zylindrischen Röhre 111 angeordnet. Der Dichtungsrand 115 umfaßt eine Öldichtung 115a, welche an diesem gelagert ist.

Der obere Deckel 116 hat an seinem unteren Mittelbereich ei­ nen nach oben vorstehenden Bolzen 118, welcher mit der Fahr­ zeugkarosserie zu verbinden ist. Durch einen oberen Isolator 205, welcher an dem Bolzen 118 über eine Mutter 204 gelagert ist, ist die karosserieverbundene Struktur 1 mit der Fahr­ zeugkarosserie verbunden. Der obere Isolator 205 umfaßt einen ringförmigen Träger, dessen äußere Peripherie an der Fahrzeugkarosserie befestigt ist, sowie eine Gummibuchse 205b, welche mit einer Umfangskante einer zentrischen Aus­ nehmung des Trägers 205a verbunden ist. Die Gummibuchse 205b weist eine zentrische Ausnehmung auf, in welcher der Bolzen 118 des oberen Deckels 116 aufgenommen ist, wobei die Mutter 204 über ein Gewinde mit einem oberen Ende des Bolzens 118 verschraubt ist, und eine einstückige Verbindung zwischen der Gummibuchse 205b und dem oberen Deckel 116 zu erzielen. Der ringförmige Träger weist an seinem äußeren unteren Oberflächenbereich ein mit diesem verklebtes Gummielement auf, wobei das Gummielement als ein oberer Federsitz 205 dient.

Das Basiselement 114 ist mit ersten und zweiten Durchlässen 114a und 114b versehen, durch welche die Reservoir-Kammer C und die obere Kammer A miteinander verbunden sind. Der erste Durchlaß 114a weist an einem Bereich, welcher der Reser­ voir-Kammer C ausgesetzt ist, ein Dämpfungsventil 114c auf, und der zweite Durchlaß ist an einem Bereich, welcher der oberen Kammer A ausgesetzt ist, mit einem Dämpfungsventil 114d versehen.

Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist der Kolben 121 mit ersten und zweiten Durchlässen 121a und 121b verse­ hen, durch welche die obere und die untere Kammer A und B verbunden sind. Der erste Durchlaß 121a weist an einem der unteren Kammer B zugewandten Bereich ein Dämpfungsventil 121c auf, während der zweite Durchlaß 121b an einem der oberen Kammer A zugewandten Bereich mit einem Dämpfungsbereich 121 versehen ist.

Wenn die Aufhängungseinheit S einem Hub unterworfen wird, wird eine Fluidströmung zwischen den Kammern A, B und C hervorgerufen, welche durch die Dämpfungsventile 114c, 114d, 121c und 121d gedämpft wird. Somit wird durch die Einheit eine Dämpfungskraft erzeugt.

Hierbei bilden die zylindrische Röhre 111, die äußere Röhre 112, das Basiselement 114, der Kolben 121 und eine Kolben­ stange 122 für den Kolben 121 einen hydraulischen Dämpfer P.

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist die radverbundene Struktur 2 mit dem Kolben 121 und mit einer äußeren Röhre ausgerüstet, wo­ bei die Kolbenstange 122 mit dem Kolben 121 verbunden ist 123. Die äußere Röhre 123 ist so ausgebildet, daß sie koaxi­ al in sich die obengenannte Reservoir-Röhre 112 aufnimmt, wobei ein schmaler zylindrischer Zwischenraum zwischen diesen verbleibt. Dies bedeutet, daß die äußere Röhre 123 zylindrisch ausgebildet ist und einen kreisförmigen Boden hat. Der Boden ist mit einem unteren Ende der Kolbenstange 122 verbunden. Das untere Ende der Kolbenstange 122 ist weiterhin mit einem Lagerauge 2a versehen, welches mit einem Fahrzeugrad zu verbinden ist. Um die Kolbenstange 122 ist in der zylindrischen Röhre 111 ein inneres magnetisches zylin­ drisches Element 125, welches aus ferromagnetischem Material besteht, angeordnet. Um einen oberen Bereich der äußeren Röhre 123 ist ein äußeres magnetisches zylindrisches Element 126 angeordnet, welches aus einem ferromagnetischen Material gefertigt ist. Das innere magnetische zylindrische Element 125 ist mit einem sich axial erstreckenden Durchlaß 125a versehen, durch welchen die obere und die untere Kammer A und B miteinander verbunden sind. Außer den äußeren magneti­ schen zylindrischen Elementen 125 und 126 sind alle anderen Bauelemente, welche die radverbundene Struktur 2 bilden, aus einem nicht-magnetischen Material (oder nicht-magnetisier­ baren Material) gefertigt.

An einer inneren Oberfläche des äußeren magnetischen zylin­ drischen Elements 126 sind obere und untere äußere Perma­ nentmagneten 302a und 302b angeordnet, welche zwischen sich in einem mittleren Bereich des Elements 126 einen vorgegebe­ nen Abstand H (s. Fig. 2) freilassen. An einer äußeren Ober­ fläche des inneren magnetischen zylindrischen Elements 125 sind obere und untere innere Permanentmagnete 302c und 302d angeordnet, welche den vorgegebenen Zwischenraum H zwischen sich an einem mittleren Bereich des Elements 125 freilassen. Somit sind jeweils zwischen dem oberen äußeren Permanent­ magnet 302a und dem oberen inneren Permanentmagnet 302c und zwischen dem unteren äußeren Permanentmagnet 302b und dem unteren inneren Permanentmagnet 302d obere und untere magne­ tische Felder erzeugende Bereiche 302e und 302f ausgebildet, wie in Fig. 2 dargestellt.

Die Permanentmagnete 302a, 302b, 302c und 302d sind jeweils aus radial gleich beabstandeten vier Stücken gebildet, wobei diese Magnete so orientiert sind, daß ihre magnetischen Felder zwischen sich die körperverbundene Struktur 1 aufneh­ men und sich in radialen Richtungen erstrecken. In dem ge­ zeigten Ausführungsbeispiel haben der obere äußere Perma­ nentmagnet 302a und der obere innere Permanentmagnet 302c jeweils den N-Pol an der inneren Seite, um zu ermöglichen, daß die magnetischen Felder der oberen und unteren, ein ma­ gnetisches Feld erzeugenden Bereiche 302e und 302f sich in entgegengesetzte Richtungen erstrecken, während der untere äußere Permanentmagnet 302b und der untere innere Permanent­ magnet 302d jeweils ihren S-Pol an der inneren Seite haben. Da das äußere magnetische zylindrische Element 126 und das innere magnetische zylindrische Element 125 aus ferromagne­ tischem Material gefertigt sind, bilden die Permanentmagne­ ten 302a, 302b, 302c und 302d magnetische Wege, wie in Fig. 2 in gestrichelten Linien A dargestellt. In den oberen und unteren, ein magnetisches Feld erzeugenden Bereiche 320e und 302f werden magnetische Felder B1 und B2 erzeugt, welche sich in radialen, doch entgegengesetzten Richtungen er­ strecken.

Wie in Fig. 2 gezeigt, weist das äußere magnetische zylin­ drische Element 126 eine mit einem Gewinde versehene äußere Oberfläche 126a auf, mit welcher ein unterer Federsitz 131 verschraubt ist. Die Bezugsziffer 132 zeigt eine Sperrmutter zum Dichten und Befestigen der unteren Federplatte 131 an dem äußeren magnetischen zylindrischen Element 126. Zwischen dem oberen Federsitz 205c und dem unteren Federsitz 131 ist eine Schraubenfeder 133 eingespannt.

In dem zylindrischen Zwischenraum D, welcher zwischen der zylindrischen Röhre 111 und der Reservoir-Röhre 112 ausge­ bildet ist, ist fest eine Wicklung 403 angeordnet.

Die Wicklung 403 umfaßt mehrere Wicklungsteile 403a, welche koaxial fluchtend längs der Achse der zylindrischen Röhre 111 ausgerichtet sind. Jedes Wicklungsteil 403a weist eine axiale Länge auf, welche geringer ist, als der Abstand H zwischen dem oberen äußeren Permanentmagnet 302a (oder dem oberen inneren Permanentmagneten 302c) und dem unteren äu­ ßeren Permanentmagnete 302b (oder dem unteren inneren Permanentmagnet 302d).

Die Wicklungsteile 302a sind jeweils mit Hall-Effektsensoren (nicht dargestellt) versehen, welche einen Hubsensor bilden (s. Fig. 1). Wenn sie zusammen mit der Wicklung 302 in den oberen und unteren, ein magnetisches Feld erzeugenden Teilen 302e und 302f bewegt werden, wirkt jeder Hall-Effektsensor mit dem magnetischen Fluß der magnetischen Felder B1 und B2 zusammen, wodurch die Ausgangsspannung derselben verändert wird. Durch Messung der Ausgangsspannung wird die Position jedes Wicklungsteils 403a relativ zu den, ein magnetisches Feld erzeugenden Bereichen 302e und 320f, das heißt die Hub­ stellung der Aufhängungseinheit S ermittelt.

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist die Wicklung 403 mit einer Steu­ erschaltung 6 verbunden. Dabei erstreckt sich von jedem Anschluß, welcher zwischen benachbarten Wicklungsteilen 403a vorgesehen ist, ein nicht-dargestellter Anschlußdraht zu der Steuerschaltung 6, so daß jedes Wicklungsteil 403a selektiv durch die Steuerschaltung 6 mit Energie beaufschlagt oder abgeschaltet werden kann. Die Steuerschaltung 6 ist so ange­ ordnet, daß sie einen variablen Widerstand mit der Wicklung 403 bei der Energiebeaufschlagung und -abschlagung verbin­ det.

Wenn bei abgeschalteter Wicklung 403 die Aufhängungseinheit S einem Hub ausgesetzt wird, wird die Wicklung 403 dazu ge­ bracht, sich in eine Richtung zu bewegen, in welcher sie die magnetischen Felder B1 und B2 kreuzt, wodurch ein Induk­ tionsstrom proportional zu der Bewegungsgeschwindigkeit der Wicklung 403 relativ zu den magnetischen Feldern B1 und B2 erzeugt wird. Dieser so erzeugte Strom wird durch den vari­ ablen Widerstand aufgebraucht, so daß die kinetische Energie reduziert wird. Auf diese Weise wird eine Dämpfungskraft er­ zeugt.

Wenn die Wicklung 403 mit Energie beaufschlagt ist, fließt ein Strom in einer Richtung, so daß er die magnetischen Fel­ der B1 und B2 beider, ein magnetisches Feld erzeugender Tei­ le 302e und 302f kreuzt. Somit wird in Abhängigkeit von der Richtung und der Intensität des aufgebrachten Stromes eine Dämpfungskraft in Ausdehnungs- oder Kontraktionsrichtung der Aufhängungseinheit S erzeugt. Dies bedeutet, daß eine An­ triebskraft erzeugt wird, welche proportional zu der Inten­ sität des auf die Wicklung 403 aufgebrachten Stromes ist. Es ist zu erwähnen, daß in dieser Beschreibung die Antriebs­ kraft, welche nunmehr erwähnt wurde, sowie die Steuerkraft, welche vorstehend erwähnt wurde, allgemein als "Steuerkraft" bezeichnet wird.

Wie oben beschrieben bilden die Wicklung 403 und die Perma­ nentmagneten 302a, 302b, 302c und 302d ein elektromagne­ tisches Stellglied T.

Der Steuerkreis 6 weist Stromzuführungs-Schaltmittel 6a auf, welche, basierend auf einem Informationssignal, welches die­ sen durch den Hubsensor 7 auferlegt wird, selektiv jedes Wicklungsteil 403a mit Energie beaufschlagen und die Rich­ tung des Stromes in Übereinstimmung der Hubposition der Auf­ hängungseinheit ändert. Dies bedeutet, daß die Stromzufüh­ rungs-Schaltmittel 6a eine derartige Steuerung oder Regelung durchführen, daß sie den Strom nur zu den Wicklungsteilen 403a zuführen, welche innerhalb der magnetischen Felder B1 und B2 positioniert sind. Weiterhin wirken die Schaltmittel 6a, da die Richtungen der magnetischen Flüsse, welche in den magnetischen Feldern B1 und B2 auftreten, sich in entgegen­ gesetzte Richtungen erstrecken, so, daß sie die Richtungen der Antriebskräfte, welche in den, ein magnetisches Feld er­ zeugenden Bereichen 302e und 302f erzeugt werden, viereckig ausbilden oder abgleichen.

Dies bedeutet, daß, um dies zu erreichen, die Stromzuführung zu den Wicklungsteilen 403a so ausgebildet ist, daß die Richtung des Stromes in den Wicklungsteilen, welche in dem magnetischen Feld B1 angeordnet sind, entgegengesetzt ist zu der Richtung des Stromes in den anderen Wicklungsteilen, welche dem anderen magnetischen Feld B2 angeordnet sind.

Weiterhin wirken die Umschaltmittel 6a so, daß die Richtung des Stromes, welcher zu jedem Wicklungsteil 403a zugeführt ist, in Abhängigkeit von der Hubposition der Aufhängungsein­ heit S verändert wird.

Der Steuerkreis 6 führt die Steuerung oder Regelung auf der Basis von Informationssignalen von einem Beschleunigungs­ sensor S, dem Hubsensor 7 und einem Lastsensor 9 aus. Dabei ist der Beschleunigungssensor 8 an der Fahrzeugkarosserie gelagert, um die vertikale Beschleunigungen der Fahrzeugka­ rosserie zu ermitteln. Die gemessene vertikale Beschleuni­ gung wird zur Ableitung einer Vertikalgeschwindigkeit der Karosserie verwendet. Der Lastsensor 9 mißt eine Last, wel­ che auf die Aufhängungseinheit S aufgebracht wird. Die ge­ messene Last wird zur Berechnung einer Relativgeschwindig­ keit zwischen der Fahrzeugkarosserie und dem Rad verwendet. Der arithmetische Teil des Steuerkreises 6 führt eine Steu­ erung aus, um die Fahrzeugausrichtung basierend auf Informa­ tionssignalen von dem Hubsensor 7 konstant zu halten, sowie eine Steuerung zur Veränderung der Dämpfungskraft, auf der Basis von Informationssignalen von dem Beschleunigungssensor 8 und dem Lastsensor 9.

In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 134 ein Rückprall-An­ schlag bezeichnet, 135 ist ein Rückprall-Gummi und 136 ein Anschlag-Gummi.

Im folgenden wird die Betriebsweise der Aufhängungsvorrich­ tung beschrieben:
In der praktischen Anwendung ist die Aufhängungseinheit S zwischen der Fahrzeugkarosserie und jedem der Fahrzeugräder angeordnet, wobei die Steuerschaltung 6 und die Sensoren 7, 8 und 9 für jede der Aufhängungseinheiten S verwendet wer­ den.

Zunächst wird die Betriebsweise des hydraulischen Dämpfers P beschrieben.

Unter einem Kontraktionsvorgang der Aufhängungseinheit S wird die obere Kammer A kontrahiert und die untere Kammer B expandiert. Folglich wird die Flüssigkeit in der oberen Kam­ mer A dazu gebracht, in den Durchlaß 121a des Kolbens 122 zu strömen, um das Dämpfungsventil 121c zu öffnen und um durch den Durchlaß 125a in die untere Kammer B zu strömen. Da die Fluidströmung zwischen der oberen und der unteren Kammer A und B durch das Dämpfungsventil 121c begrenzt wird, wird eine Dämpfungskraft erzeugt.

Weiterhin wird während des Kontraktionsvorganges der Auf­ hängungseinheit S die Flüssigkeit in der oberen Kammer A durch den Betrag, welcher zu dem Volumen der Kolbenstange 122 korrespondiert, welche in die zylindrische Röhre 111 eingeschoben wird, dazu gebracht, durch den Durchlaß 114a des Basiselements 114 zu strömen, um das Dämpfungsventil 114c zu öffnen und um in die Reservoir-Kammer C zu strömen.

Da die Fluid-Strömung zwischen den Kammern A und C durch ein Dämpfungsventil 114c begrenzt wird, wird eine Dämpfungskraft erzeugt.

Bei einem Ausdehnungsvorgang der Aufhängungseinheit S wird die untere Kammer B kontrahiert, während die obere Kammer A expandiert wird. Folglich wird Flüssigkeit in der unteren Kammer B dazu gebracht, durch den Durchlaß 125a und den Durchlaß 121b des Kolbens 121 zu strömen, um durch das Dämp­ fungsventil 121d und in die obere Kammer A zu fließen. Da die Flüssigkeitsströmung zwischen der unteren und der oberen Kammer B und A durch das Dämpfungsventil 121d begrenzt wird, wird eine Dämpfungskraft erzeugt.

Weiterhin wird die Flüssigkeit in der Reservoirkammer C während des Ausdehnungsvorganges der Aufhängungseinheit S durch den Betrag, welcher korrespondierend ist zu dem Vo­ lumen der Kolbenstange 122, welche von der zylindrischen Röhre 111 abgezogen wird, und dazu gebracht, durch den Durchlaß 114a des Basiselements 114 zu fließen, um das Dämp­ fungsventil 114d zu öffnen, und um in die obere Kammer A zu strömen. Da die Flüssigkeitsströmung in diesen Kammern B und A durch das Dämpfungsventil 114d begrenzt ist, wird eine Dämpfungskraft erzeugt.

Im folgenden wird die Betriebsweise des elektromagnetischen Stellgliedes T beschrieben.

Wenn es erforderlich ist, der Aufhängungseinheit S zu ermög­ lichen, eine Dämpfungskraft in Übereinstimmung mit den Fahr­ bedingungen des Fahrzeugs zu erzeugen, werden die Wicklungs­ teile 3a abgeschaltet. Dabei wird eine Dämpfungskraft mit Übereinstimmung der Relativgeschwindigkeit zwischen der ka­ rosserieverbundenen Struktur 1 und der radverbundenen Struk­ tur 2 erzeugt, das heißt, proportional zu der Geschwindig­ keit der Wicklung 403, welche sich in dem oberen und dem unteren, ein magnetisches Feld erzeugenden Bereich 302e und 302f bewegt. Es ist somit zu bemerken, daß bei dieser Steu­ erung der Dämpfungskraft keine Notwendigkeit besteht, einen Strom zu der Wicklung 403 zuzuführen. Dies bedeutet, daß die somit erhaltene Dämpfungskraft keine elektrische Energie verbraucht.

Wenn es erforderlich ist, der Aufhängungseinheit S zu ermög­ lichen, eine Antriebskraft zu erzeugen, um eine Steuerung der Ausrichtung des Fahrzeuges zu erhalten, wird die Wick­ lung 403 in Übereinstimmung mit den Fahrzeugkonditionen, welche durch Informationssignale von den Sensoren 7, 8 und 9 wiedergegeben werden, mit Energie beaufschlagt. Dies bedeu­ tet, daß in Übereinstimmung mit Informationssignalen von den Sensoren 7 bis 9 die Aufhängungseinheit S eine nach oben oder nach unten gerichtete Antriebskraft in Richtung der Achse der Aufhängungseinheit S erzeugt. Die Richtung und In­ tensität der Antriebskraft werden gemäß der Richtung und der Intensität des Stromes, welcher der Wicklung 403 zugeführt wird, verändert.

Somit können durch Erzeugung einer derartigen Antriebskraft in einer Richtung zur Auslöschung einer Veränderung der Fahrzeughöhe und die Fahrzeugausrichtung konstant gehalten werden. Weiterhin kann durch Erzeugung einer derartigen An­ triebskraft in einer Richtung zur Auslöschung einer externen Kraft, welche auf die Aufhängungseinheit S von einem Fahr­ zeugrad aufgebracht wird, die Fahrzeugausrichtung konstant gehalten werden.

Wie oben beschrieben der hydraulische Dämpfer P und das elektromagnetische Stellglied T parallel zueinander angeord­ net. Somit wird die Einrichtung auch bei Aufbringung einer unnormal großen Stoßkraft auf die Aufhängungseinheit vor einem Bruch oder einer Beschädigung geschützt. Weiterhin kann aus oben erwähnten Gründen der elektrische Energiever­ brauch des elektromagnetischen Stellgliedes T reduziert werden.

Weiterhin besteht wegen der besonderen Anordnung der Bau­ elemente der elektromagnetischen Aufhängungsvorrichtung keine Notwendigkeit, den magnetischen Weg zu verstärken, auch in einem Falle, in welchem ein größerer Hub der Auf­ hängungseinheit S gefordert wird. Folglich wird unabhängig von dem Maß des Hubes eine ausreichende Steuerkraft erhal­ ten. Weiterhin wird wegen der speziellen Anordnung der Bau­ elemente ein kompakte Lagerung des elektromagnetischen Stellgliedes T erhalten. Dies führt zu einer kompakten Kon­ struktion der Aufhängungsvorrichtung.

Da weiterhin die Energiezuführung nur zu einem der Wicklungsteile 403a erfolgt, welche zur Erzeugung der Steuer­ kraft benötigt werden, ergibt sich eine Einsparung an elek­ trischer Energie.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel kann als Hubsensor 7 zur Ermittlung der Hubstellung der Aufhängungseinheit S ein magnetischer Flußsensor, wie etwa ein Hall-Effekt-Sensor verwendet werden. Somit kann die Hubstellung der Aufhän­ gungseinheit S ohne Erhöhung der Basislänge der Aufhängungs­ einheit S ermittelt werden. Dieses führt zu einer kompakten Konstruktion der Aufhängungsvorrichtung.

Obwohl das oben beschriebene Ausführungsbeispiel eine Bau­ form zeigt, bei welcher der magnetische Weg durch die oberen und unteren, paarweise angeordneten, ein magnetisches Feld erzeugenden Bereiche gebildet wird, kann der magnetische Weg auch durch nur ein Paar von ein magnetisches Feld erzeugenden Bereichen gebildet werden.

Claims (8)

1. Elektromagnetische, zwischen einer Fahrzeugkarosserie und einem Fahrzeugrad angeordnete Aufhängungsvorrichtung mit:

einem karosserieverbundenen Teil (1),
einem radverbundenen Teil (2), das gegenüber dem karos­ serieverbundenen Teil (1) relativ beweglich ist,
einem hydraulischen Dämpfer (P), welcher zwischen dem karosserieverbundenen Teil (1) und dem radverbundenen Teil (2) zur Erzeugung einer Dämpfungskraft in Überein­ stimmung mit der Relativbewegung angeordnet ist, wobei der hydraulische Dämpfer (P) folgende Bauteile aufweist: eine mit einem Fluid gefüllte zylindrische Fluidkammer (111) in dem karosserieverbundenen Teil (1), einen Kolben (121), welcher verschiebbar und dichtend in der zylindrischen Fluidkammer (111) angeordnet ist, um diese in eine obere und eine untere Kammer (A, B) zu untertei­ len, wobei der Kolben mit dem radverbundenen Teil (2) durch eine Kolbenstange (122) verbunden ist, und eine Ventilanordnung mit mehreren Fluidsteuerdurchlässen (121b; 121c, 125a), durch welche die obere und die untere Kammer miteinander verbindbar sind,
einem elektromagnetischen Stellglied (T), das koaxial zu dem hydraulischen Dämpfer (P) angeordnet ist und folgende Bauelemente umfaßt:
axial obere und untere, radial beabstandete Permanent­ magnet-Anordnungen (302a, b, c, d) welche am karosserie­ verbundenen Teil (1) oder am radverbundenen Teil (2) gelagert sind,
eine Wicklungsanordnung (403), welche mit dem jeweils anderen, radverbundenen oder karosserieverbundenen Teil verbunden und radial zwischen den oberen und unteren Permanentmagnet-Anordnungen axial verschiebbar angeord­ net ist, so daß bei Auftreten einer Relativbewegung zwi­ schen dem karosserieverbundenen Teil (1) und dem radver­ bundenen Teil (2) die Wicklung sich axial relativ zu der oberen und der unteren Permanentmagnet-Anordnung bewegt, und
mit Steuermitteln (6) zur Steuerung einer in der Wicklungs­ anordnung (403) des Stellgliedes (T) wirksamen elek­ trischen Energie.

2. Elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere und die untere Permanentmagnet-Anordnung folgende Bauelemente umfassen:
je einen oberen unteren äußeren ringförmigen Permanentmagnet (302a, 302b), welcher koaxial und radial beabstandet um die Wicklung (403) angeordnet ist, und
je einen oberen und unteren inneren ringförmigen Permanentmagnet (302c, 302d), welcher koaxial und radial beabstandet innerhalb der Wicklung (403) angeordnet ist.

3. Elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, durch gekennzeichnet, daß die Wicklung (403) mehrere Wicklungsteile (403a) umfaßt, wobei jedes Wick­ lungsteil unabhängig durch die Steuermittel (6) steuer­ bar ist.

4. Elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Wicklungsteil (403a) eine axiale Länge aufweist, welche geringer ist, als ein Abstand (H) zwischen der oberen und der unteren Permanentmagnet-Anordnung (302a bis 302d).

5. Elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer auf das elektromagnetische Stellglied (T) aufge­ brachten elektrischen Energie eine Relativbewegung zwischen dem karosserieverbundenen Teil (1) und dem radverbundenen Teil (2) steuerbar ist.

6. Elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elek­ trische Energiezuführung zu jedem Wicklungsteil (403a) in Ab­ hängigkeit von Informationssignalen von einem Hubsensor (7), einem Beschleunigungssensor (8) und einem Last­ sensor (9), welche an dem Fahrzeug gelagert sind, durch­ führbar ist.

7. Elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch Mittel zur Ver­ änderung einer Dämpfungskraft, um die Dämpfungscharakte­ ristika des hydraulischen Dämpfers (P) zu ändern.