WO2013156143A1 - Verfahren zur fahrwerksabstimmung eines kraftfahrzeugs und federbein - Google Patents

Verfahren zur fahrwerksabstimmung eines kraftfahrzeugs und federbein Download PDF

Info

Publication number
WO2013156143A1
WO2013156143A1 PCT/EP2013/001119 EP2013001119W WO2013156143A1 WO 2013156143 A1 WO2013156143 A1 WO 2013156143A1 EP 2013001119 W EP2013001119 W EP 2013001119W WO 2013156143 A1 WO2013156143 A1 WO 2013156143A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
vibration damper
linear motor
motor
motor vehicle
linear
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2013/001119
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Klein
Uwe Kessels
Lutz Eckstein
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rheinisch Westlische Technische Hochschuke RWTH
Original Assignee
Rheinisch Westlische Technische Hochschuke RWTH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rheinisch Westlische Technische Hochschuke RWTH filed Critical Rheinisch Westlische Technische Hochschuke RWTH
Priority to CN201380030693.2A priority Critical patent/CN104364099A/zh
Priority to US14/389,966 priority patent/US20150061244A1/en
Publication of WO2013156143A1 publication Critical patent/WO2013156143A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G15/00—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of combined spring and vibration damper, e.g. telescopic type
    • B60G15/02—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of combined spring and vibration damper, e.g. telescopic type having mechanical spring
    • B60G15/06—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of combined spring and vibration damper, e.g. telescopic type having mechanical spring and fluid damper
    • B60G15/062—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of combined spring and vibration damper, e.g. telescopic type having mechanical spring and fluid damper the spring being arranged around the damper
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
    • G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles
    • G01M17/04—Suspension or damping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/0152—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the action on a particular type of suspension unit
    • B60G17/0157—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the action on a particular type of suspension unit non-fluid unit, e.g. electric motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/30—Spring/Damper and/or actuator Units
    • B60G2202/31—Spring/Damper and/or actuator Units with the spring arranged around the damper, e.g. MacPherson strut
    • B60G2202/312—The spring being a wound spring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/40—Type of actuator
    • B60G2202/41—Fluid actuator
    • B60G2202/413—Hydraulic actuator
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/40—Type of actuator
    • B60G2202/42—Electric actuator
    • B60G2202/422—Linear motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/40—Type of actuator
    • B60G2202/44—Axial actuator, e.g. telescopic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2204/00—Indexing codes related to suspensions per se or to auxiliary parts
    • B60G2204/61—Adjustable during maintenance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2206/00—Indexing codes related to the manufacturing of suspensions: constructional features, the materials used, procedures or tools
    • B60G2206/01—Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
    • B60G2206/90—Maintenance
    • B60G2206/99—Suspension element selection procedure depending on loading or performance requirements, e.g. selection of damper, spring or bush
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2600/00—Indexing codes relating to particular elements, systems or processes used on suspension systems or suspension control systems
    • B60G2600/20—Manual control or setting means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2600/00—Indexing codes relating to particular elements, systems or processes used on suspension systems or suspension control systems
    • B60G2600/22—Magnetic elements
    • B60G2600/24—Magnetic elements permanent magnets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2600/00—Indexing codes relating to particular elements, systems or processes used on suspension systems or suspension control systems
    • B60G2600/70—Computer memory; Data storage, e.g. maps for adaptive control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2800/00—Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
    • B60G2800/87—System configuration based on vehicle type or model

Definitions

  • the invention relates to a method for suspension tuning of a motor vehicle.
  • the invention further relates to a shock absorber for a chassis of a motor vehicle with an upper articulation point for connecting the strut to the sprung mass of the motor vehicle, in particular via elastomeric bearings and a lower articulation point for connecting the shock absorber to the unsprung mass of the motor vehicle, in particular via elastomeric Bearing and with a mating of vibration damper and spring, which is located between the articulation points.
  • vibration dampers can be used on a suspension strut that can be adjusted and / or regulated, which essentially means that the cross section to the fluid flow through the piston of the vibration damper, the spring stiffness of the valve plating or the viscosity of the fluid are changed depending on external variables can.
  • vibration dampers may optionally controlled or controlled vibration dampers can be used with these vibration dampers but any changes of the respective characteristics can be made, but for example by redesigning the vibration damper dimensions and valve characteristics, by additional bypass holes, by adjusting the flow cross-sections in the piston of such a vibration damper or by changing the fluid properties only another characteristic from a family of several characteristics can be selected.
  • coil springs in which, for example, the spring length in the rest position, coil diameter and spacing and pitch are changeable.
  • Another object of the invention is to provide the ability to retrofit existing suspensions to capture this information for a desired retuning of the landing gear.
  • this object is achieved by a method for suspension tuning of a motor vehicle, in which parallel to each vibration damper, in particular to each controllable vibration damper at least one axis of both axles of the chassis, a linear motor is arranged in each damper belonging to the shock absorber, said the linear motor is connected to the sprung mass of the motor vehicle via the same attachment points as the associated vibration damper or the associated strut to one side of its linear direction of action and to the other side is connected to the unsprung mass of the motor vehicle and by means of a control each linear motor as a function of measured driving values are controlled and added to the forces acting on the respective vibration damper or strut forces additional forces and / or subtracted.
  • the object of the invention can also be achieved by a strut of the aforementioned generic type, in which a linear motor is arranged parallel to the aforementioned mating of vibration damper and spring, which extends between the same articulation points.
  • the linear motor does not necessarily have to be arranged directly at the aforementioned articulation points, but initiates its generated forces via these articulation points in the sprung and unsprung mass.
  • a strut of the principle known in the art only needs to be supplemented by an additional linear motor, whose axial direction of action is parallel to the respective axial direction of action of the spring and vibration damper of the strut to the advantages of the invention realize.
  • the invention therefore has the advantage that only small increases in mass result from the arrangement of a linear motor in a known strut, which are essentially, based on the driving dynamics behavior of a motor vehicle, negligible.
  • a linear motor will be constructed substantially in such a way that it has two relatively movable motor parts whose direction of movement has a linear extent, so that it is considered particularly advantageous according to the invention, when the heavier two engine parts in the constructive realization of a strut according to the invention with the sprung mass of the motor vehicle is connected.
  • the mass increase by the other part of an electric motor with respect to the unsprung mass of a motor vehicle, so for example the wheel and its suspension is particularly low.
  • a linear motor as an electric linear motor with a stator and a linearly moving rotor
  • the stator of each linear motor associated with the sprung mass of the motor vehicle and the rotor of the linear motor with the unsprung mass of the motor vehicle becomes.
  • the stator of the linear motor may be connected to the piston rod of the vibration damper.
  • Such a construction is thus preferably chosen when the stator part is the heavier part of the linear motor.
  • linear motor in addition to the aforementioned design of the linear motor as an electric linear motor, it may also be provided to use a hydraulic linear motor, which therefore instead of a wiring for supplying electrical control signals has corresponding hydraulic lines to pressurize corresponding hydraulic chambers within the linear motor with different pressures.
  • a linear motor may be formed for example by a hydraulically controllable cylinder-piston unit.
  • each of the linear motors used is individually controlled, depending on during driving recorded measurements, such as distance information (especially as a function of time) of the Schwingungsdämpferweges between damper cylinder and damper piston rod or Speed values of the movement of the damper between piston rod and cylinder and / or acceleration values of the piston rod and cylinder of the damper, wherein the two last-mentioned types of measurement can be determined by calculation, for example, by simple or double temporal differentiation of the first-mentioned path.
  • the control options which can also be carried out in the context of a control, it thus requires, for example, only the recording of measured values by means of a displacement sensor.
  • sensors can also be used with which direct velocity or acceleration can be recorded without computational detours.
  • each linear motor used in the formation of the motor as an electric motor or alternatively a pressurization of the linear motor in hydraulic mode of action in response to at least one stored, in particular changeable characteristic, in which way , Speed, or acceleration values of vibration damper or spring relative to the electric current, or alternatively the applicable pressure or fluid flow is shown.
  • a strut according to the invention can be designed such that the linear motor is arranged coaxially to, in particular in the mating of vibration damper and spring.
  • the spring and vibration damper themselves preferably have a coaxial, but at least a collinear arrangement.
  • the linear motor around the vibration damper and within a To arrange spring of the shock absorber, which is formed for example as a helical spring.
  • the latter embodiment can also be used especially when coilovers are used in which the maximum length of a spring of the strut in the unloaded state by adjusting at least one of the plant sides of the spring, in particular helical spring is made possible by means of thread.
  • a structurally particularly preferred embodiment of the shock absorber according to the invention results when the rotor of the linear motor is designed as a hollow sleeve which is arranged coaxially in the stator and coaxially around the vibration damper.
  • the sleeve has a plurality of permanent magnets which are distributed annularly around the circumference of the sleeve and thereby form a plurality of axially spaced rings, especially those rings in which the permanent magnets obliquely are arranged annularly, the permanent magnets of a ring thus not all lie in one and the same cross-sectional plane.
  • stator is mounted in a plain bearing, in particular a plain bearing bush.
  • a particular advantage for example seen in the fact that a previously available series vehicle, or its chassis can be retrofitted in a simple manner to debug a modified suspension tuning, therefore essentially thus in that a linear motor, in particular of the above-described type according to the invention, is integrated into the shock absorber. It may optionally be provided to replace a previously used pneumatic suspension of the strut by a suspension by means of a coil spring having the same spring characteristics.
  • So can be upgraded to a minimum increase in mass so far existing series suspension in the individual struts, but at least those shock struts the same axis with linear motors, then to test an individual retuning of the chassis, for example, by the fact that in the dependence of recorded during driving measurements the characteristic of the springs and / or the vibration damper can be changed as desired until a desired tuning is achieved.
  • the change of the force characteristic of spring and / or vibration damper takes place by a superimposition of the existing force characteristic with the force characteristic of the energization or hydraulic loading of the linear motor as a function of measured values.
  • the invention is thus particularly suitable for use in predevelopment as well as the definition, concept assurance, and series development phase of the chassis development process prior to actual pre-series production, although it may also be provided according to the invention in previously described standard production vehicles Use struts or entire suspension that allow individual suspension tuning.
  • Fig. 1 A symbolic representation of a suspension replacement system based on a quarter vehicle.
  • Fig. 2 Characteristics of a vibration damper, a linear motor and their superposition
  • Fig. 3 The construction of a concrete embodiment of a shock absorber with electric linear motor.
  • FIG. 1 initially shows a schematic overview of the chassis of a motor vehicle, for example a passenger car.
  • the mass of the wheel and the suspension is symbolized, that is essentially the entire unsprung mass of the motor vehicle, which rises above the damping and spring characteristics of an air-filled tire on a road.
  • the property of the tire is represented in terms of its damping by the damper symbol k 1 and in terms of its suspension by the spring symbol Ci.
  • the invention is essentially represented by the fact that both functionally and structurally to the spring c 2 and the vibration damper k 2 of the shock absorber, a linear motor LM is arranged, with the possibility during driving to the forces acting in the shock absorber forces by axial length adjustment to add or subtract additional forces to the forces in the spring strut, in particular in the spring or the vibration damper, for example, as a function of measured values which are detected while driving, in particular on the respective strut itself and here in a particularly preferred embodiment on the shock absorber of the strut, for what a transducer, for example, can be designed as a displacement transducer to detect and register the path that covers the piston rod of the vibration against the cylinder. Alternatively you can also path change between other elements of the strut are detected, each associated with one of the articulation points.
  • measured values depending on the design of the linear motor, there may be a supply of current or fluid depending on these measured values, for example if the linear motor is realized as an electroluminescent motor or as a hydraulic linear motor.
  • measured values within the meaning of the invention are understood as meaning those values which have been generated by calculation from an original measured value, that is to say e.g. by simple or double temporal differentiation.
  • FIG. 2 shows by way of example the possibility of manipulating the damper characteristic. Depicted in dependence on the speed v of the piston rod of the vibration damper against the cylinder of the vibration damper first as a solid line the unaffected force characteristic of the vibration, that is here the force (in kilo-Newton) against speed (in meters / second).
  • a force characteristic of the linear motor is shown, which is formed in a possible embodiment as an electric motor. Accordingly, this dotted characteristic represents the force that can be generated by the linear motor (in kilo-newton) against the speed.
  • the illustrated force is generated by an electric current supply (not shown) of the linear motor as a function of the speed.
  • FIG. 3 shows a structurally particularly preferred embodiment of a strut of a chassis of a motor vehicle, for example a car.
  • the shock absorber 1 has an upper articulation point 2, with which the shock absorber, for example, via an elastomeric element to the body and thus to the sprung mass of the motor vehicle can be fastened, in particular articulated and particularly preferably gimbal.
  • the spring strut further comprises a lower pivot point 3, which is intended to be connected to the unsprung mass of a motor vehicle thus thus with the wheel and the elastomeric bearing.
  • this suspension strut on a vibration damper 4 which may be formed as a hydraulic or pneumatic cylinder piston unit and which is arranged, for example, such that the cylinder side is connected to the articulation point 2 and the piston rod is connected to the articulation point 3.
  • a coil spring 5 coaxially disposed about the vibration damper 4, wherein it can be provided here that the lower contact element 6 of the coil spring 5 is height adjustable by a thread, as is known from a so-called coilover suspension.
  • stator 7a of the linear motor which has a multiplicity of coil-filled grooves 7c, is connected to the articulation point 2, that is to say the weight of the stator of the sprung mass of the motor vehicle is attributable.
  • the rotor 7b of the linear motor which is formed as a hollow sleeve which surrounds the vibration damper 4, is preferably connected to the piston rod of the vibration damper 4 and is therefore supported on the articulation point 3, that is on the unsprung mass of the motor vehicle.
  • the illustration according to FIG. 3 also shows that a plurality of permanent magnets 7d are arranged in the circumferential direction on the sleeve of the rotor 7b and one group of a specific number of permanent magnets forms a ring which is oblique, that is to say not average perpendicular to linear Extension direction of the linear motor is located. This results in several obliquely arranged ring arrangements of permanent magnets 7d.
  • a cable 8 By means of a cable 8, it may be provided to energize the linear motor 7, which is operated, for example, three-phase, by a control depending on the measured value differently and thus subtractively or additively applied by the linear motor forces applied to the forces acting in the shock absorber forces.
  • the characteristic of the vibration damper or the characteristic of the spring can therefore be easily changed as shown in Figure 2, by simply a dependent of the desired parameter, for example, the path, the speed or the acceleration characteristic of the force or the energization of the linear motor stored in a control provided for this purpose, it being possible for a characteristic to be stored in a control, for example for each suspension strut, or possibly identical characteristics for the struts of a common vehicle axle or also for all struts.
  • a characteristic curve for the energization of a linear motor is also understood to mean that, if necessary, a plurality of / different energisations for, if appropriate, a plurality of, as shown here e.g. three phases, are given.
  • At least one transducer in such a shock absorber according to the invention for example a displacement sensor which detects the path between the piston rod and the cylinder of the vibration damper, in particular also as a function of time, this control can be subjected to the necessary measured values in order to control the energization in dependence thereon make the electric motor and thus generate a situation-dependent desired force.
  • an air suspension in a standard suspension or strut it may also be provided according to the invention to replace this air spring with a coil spring of the same kind, ie with the same spring constant, thereby to realize the arrangement of a sleeve-shaped linear motor to the vibration damper.
  • the coaxial integration of the linear motor shown in the strut may also be provided to realize the linear motor as a constructively axially parallel and offset to vibration damper and spring element. Although this requires an increased installation space, the same advantages according to the invention result as in the constructional illustration of FIG. 3.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Description

Verfahren zur Fahrwerksabstimmung eines Kraftfahrzeugs und Federbein
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fahrwerksabstimmung eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Federbein für ein Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs mit einer oberen Anlenkstelle zur Verbindung des Federbeins an der gefederten Masse des Kraftfahrzeugs, insbesondere über Elastomer-Lager und einer unteren Anlenkstelle zur Verbindung des Federbeins an der ungefederten Masse des Kraftfahrzeugs, insbesondere über Elastomer-Lager und mit einer Paarung aus Schwingungsdämpfer und Feder, die zwischen den Anlenkstellen angeordnet ist.
Federbeine dieser Art sowie Verfahren zur Fahrwerksabstimmung sind im Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Hierbei können beispielsweise Schwingungsdämpfer an einem Federbein zum Einsatz kommen, die einstellbar und/oder regelbar sind, was im Wesentlichen bedeutet, dass der Querschnitt zur Fluidströmung durch den Kolben des Schwingungsdämpfers, die Federsteifigkeit der Ventilbeplattung oder die Viskosität des Fluids in Abhängigkeit äußerer Größen geändert werden kann.
Es ist im Stand der Technik bekannt, beispielsweise bei der Definitions-, Konzeptabsicherungs- bzw. Serienentwicklungsphase von Kraftfahrzeugen, das bisherige Serienfahrwerk des vorherigen Serienfahrzeuges zu modifizieren und
BESTÄTIGUNGSKOPIE hierdurch eine Ausgangscharakteristik für eine zu entwickelnde Fahrwerk- Abstimmung für ein neu auf den Markt zu bringendes Kraftfahrzeug zu erhalten.
Neben computerbasierter simulativer Änderung des Fahrwerks in der Modellbildung und -analyse, insbesondere am Federbein des jeweiligen Fahrwerks, werden zur Systemintegration Erprobungs- und Abstimmungsfahrten von erfahrenen Test- und Versuchsfahrern durchgeführt, um so dann in Abhängigkeit der im Lastenheft geforderten Fahrzeugeigenschaften, das Verhalten der Federkennlinie und/oder der Schwingungsdämpferkennlinie eines jeweiligen Federbeins zu ändern. In einer solchen Kennlinie sind die am oder durch das betreffende Element wirkenden Kräfte gegen den Weg bzw. die Geschwindigkeit des betreffenden Elementes in dessen axialer Wirkrichtung aufgetragen, bei einer Feder also z.B. die Federkraft gegen den Weg / Abstand der beiden Federenden zueinander und bei einem Schwingungsdämpfer die Kraft gegen den Weg / Abstand oder gegen die Geschwindigkeit von Kolbenstange zu Zylinder.
Als problematisch wird es angesehen, dass bei im bisherigen Stand der Technik bekannten Federbeinen zwar gegebenenfalls geregelte oder gesteuerte Schwingungsdämpfer zum Einsatz kommen können, mit diesen Schwingungsdämpfern jedoch keine beliebigen Änderungen der jeweiligen Kennlinien vorgenommen werden können, sondern zum Beispiel durch Neugestaltung der Schwingungsdämpferdimensionen und Ventilcharakteristika, durch zusätzliche Bypassbohrungen, durch Verstellung der Strömungsquerschnitte im Kolben eines solchen Schwingungsdämpfers oder durch Veränderung der Fluideigenschaften nur eine andere Kennlinie aus einer Schar von mehreren Kennlinien ausgewählt werden kann. Gleiche Beschränkungen gelten für Schraubenfedern, bei denen zum Beispiel die Federlänge in der Ruhelage, Windungsdurchmesser und -abstand sowie Windungsabstand änderbar sind. Sollen hingegen Änderungen an einer Kennlinie z.B. von Feder oder Schwingungsdämpfer vorgenommen werden, die über die Möglichkeiten hinausgehen, die durch eine Schar von mehreren Kennlinien bereitgestellt wird, so wurde bislang im Stand der Technik derart vorgegangen, dass bei Schwingungsdämpfern die Charakteristik durch den Austausch von Prototypen mit oben genannten Möglichkeiten zur Manipulation der Eigenschaften geändert wird und bei Federn die gesamte Feder getauscht wird. Dies setzt den Ausbau des jeweilig zu ändernden Elementes aus dem Fahrwerk voraus, was ersichtlich zeit- und somit auch kostenintensiv ist.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Abstimmung eines Fahrwerks, sowie ein dafür geeignetes Federbein bereitzustellen, mit dem auf einfache Art und Weise im Wesentlichen beliebige Fahrwerksabstimmungen, insbesondere geänderte Abstimmungen gegenüber einer vorherigen Fahrzeugserie erzielt werden können, ohne hierfür die in einem Federbein eingesetzten Schwingungsdämpfer konstruktiv zwischen verschiedenen Versuchsfahrten ändern zu müssen. Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Fahrwerksabstimmung bereitzustellen, das sowohl dazu dienen kann, eine Fahrwerksabstimmung bei einem Serienfahrzeug vorzunehmen, als auch dazu dienen kann nur in einem Vorserienfahrzeug eingesetzt zu werden, um eine neue Abstimmung eines Fahrwerks gegenüber einem Vorserienmodell zur Definition des Zielkataloges zu finden.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung wird darin gesehen, die Möglichkeit zu schaffen, bestehende Fahrwerke nachzurüsten, um mit diesen Informationen für eine gewünschte Neuabstimmung des Fahrwerks zu erfassen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Fahrwerksabstimmung eines Kraftfahrzeuges gelöst, bei dem parallel zu jedem Schwingungsdämpfer, insbesondere zu jedem regelbaren Schwingungsdämpfer wenigstens einer Achse von beiden Achsen des Fahrwerks ein Linearmotor im jeweiligen zum Schwingungsdämpfer gehörigen Federbein angeordnet wird, wobei der Linearmotor über dieselben Befestigungspunkte wie der zugeordnete Schwingungsdämpfer bzw. das zugehörige Federbein zu einer Seite seiner linearen Wirkungsrichtung mit der gefederten Masse des Kraftfahrzeugs verbunden ist und zur anderen Seite mit der ungefederten Masse des Kraftfahrzeugs verbunden ist und mittels einer Steuerung jeder Linearmotor in Abhängigkeit von während der Fahrt erfassten Messwerten angesteuert wird und zu den am jeweiligen Schwingungsdämpfer oder Federbein wirkenden Kräften zusätzliche Kräfte aufaddiert und/oder subtrahiert.
Demnach kann die Aufgabe der Erfindung weiterhin auch gelöst werden durch ein Federbein der eingangs genannten gattungsgemäßen Art, bei dem ein Linearmotor parallel zu der vorgenannten Paarung aus Schwingungsdämpfer und Feder angeordnet ist, der sich zwischen denselben Anlenkstellen erstreckt. Dabei muss der Linearmotor nicht zwingend unmittelbar an den genannten Anlenkstellen angeordnet sein, leitet jedoch seine erzeugten Kräfte über diese Anlenkstellen in die gefederte und ungefederte Masse ein.
Der besondere wesentliche Vorteil der Erfindung wird darin gesehen, dass durch einen Linearmotor auf die wirkenden Kräfte in einem Federbein beispielsweise situationsbedingt, das heißt in Abhängigkeit von erfassten Messwerten sowohl Kräfte aufaddiert als auch Kräfte subtrahiert werden können. Es besteht somit die Möglichkeit Kennlinien sowohl des Stabilisators einer Achse, der Feder eines Federbeins als auch des Schwingungsdämpfers eines Federbeins nicht nur innerhalb einer vorgegebenen Schar zu ändern, sondern in beinahe beliebiger Weise, insbesondere allenfalls beschränkt durch die Größe derjenigen Kräfte, die durch den Linearmotor aufgebracht werden können.
Hierbei ist es ein weiterer Vorteil der Erfindung, dass ein Federbein der grundsätzlich im Stand der Technik bekannten Art lediglich durch einen zusätzlichen Linearmotor ergänzt werden muss, dessen axiale Wirkungsrichtung parallel liegt zur jeweiligen axialen Wirkungsrichtung von Feder und Schwingungsdämpfer des Federbein, um die erfindungsgemäßen Vorteile zu realisieren. Die Erfindung hat daher den Vorteil, dass sich durch das Anordnen eines Linearmotors in einem an sich bekannten Federbein lediglich geringe Massenzuwächse ergeben, die im Wesentlichen, bezogen auf das fahrdynamische Verhalten einen Kraftfahrzeuges, vernachlässigbar sind.
Ein Linearmotor wird dabei im Wesentlichen derart aufgebaut sein, dass dieser zwei relativ zueinander bewegbare Motorteile aufweist, deren Bewegungsrichtung eine lineare Erstreckung aufweist, so dass es erfindungsgemäß als besonders vorteilhaft angesehen wird, wenn der schwerere beider Motorteile in der konstruktiven Realisierung eines erfindungsgemäßen Federbeines mit der gefederten Masse des Kraftfahrzeugs verbunden ist. In diesem Fall ist die Massenzunahme durch den anderen Teil eines Elektromotors bezüglich der ungefederten Masse eines Kraftfahrzeuges, also beispielsweise dem Rad und seiner Radaufhängung besonders gering.
Bei der Ausbildung eines Linearmotors als Elektro-Linearmotor mit einem Stator und einem linear dazu bewegenden Läufer kann es demnach in bevorzugter Ausführung vorgesehen sein, dass der Stator eines jeden Linearmotors der gefederten Masse des Kraftfahrzeuges und der Läufer des Linearmotors mit der ungefederten Masse des Kraftfahrzeuges zugeordnet wird. Hierfür kann beispielsweise der Stator des Linearmotors mit der Kolbenstange des Schwingungsdämpfers verbunden sein. Eine solche Konstruktion wird somit bevorzugt gewählt, wenn der Stator-Teil der schwerere Teil des Linearmotors ist.
Neben der vorgenannten Ausbildung des Linearmotors als Elektrolinearmotor kann es ebenso vorgesehen sein, einen hydraulischen Linearmotor einzusetzen, der demnach statt einer Verkabelung zur Zuführung von elektrischen Steuersignalen demnach entsprechende Hydraulikleitungen aufweist, um entsprechende Hydraulikräume innerhalb des Linearmotors mit verschiedenen Drücken zu beaufschlagen. Ein solcher Linearmotor kann z.B. durch ein hydraulisch ansteuerbares Zylinder-Kolben-Aggregat ausgebildet sein. Unabhängig vom Wirkprinzip des Linearmotors kann demnach eine Steuerung vorgesehen sein, mittels welcher jeder der eingesetzten Linearmotoren individuell ansteuerbar ist, in Abhängigkeit von während der Fahrt erfassten Messwerten, wie zum Beispiel Weginformation (insbesondere in Abhängigkeit von der Zeit) des Schwingungsdämpferweges zwischen Dämpferzylinder und Dämpferkolbenstange oder Geschwindigkeitswerten der Bewegung des Dämpfers zwischen Kolbenstange und Zylinder und/oder Beschleunigungswerten von Kolbenstange und Zylinder des Dämpfers, wobei die beiden letztgenannten Messwertarten beispielsweise durch einfache oder zweifache zeitliche Differentiation des zuerst genannten Weges rechnerisch ermittelt werden können. Für jede der Steuerungsmöglichkeiten, die auch im Rahmen einer Regelung ausgeführt werden können, bedarf es somit z.B. nur der Aufnahme von Messwerten mittels eines Wegsensors. Natürlich können auch Sensoren eingesetzt werden, mit denen ohne rechnerische Umwege direkt Geschwindigkeit oder Beschleunigung aufgenommen werden können.
So kann es in einer möglichen Ausführungsform beispielsweise vorgesehen sein, dass die Bestromung eines jeden eingesetzten Linearmotors bei der Ausbildung des Motors als Elektromotor oder aber auch alternativ eine Druckbeaufschlagung des Linearmotors bei hydraulischer Wirkungsweise erfolgt in Abhängigkeit wenigstens einer gespeicherten, insbesondere änderbaren Kennlinie, in welcher Weg-, Geschwindigkeit-, oder Beschleunigungswerte von Schwingungsdämpfer oder Feder gegenüber dem elektrischen Strom, beziehungsweise alternativ dem anzuwendenden Druck oder fluiden Volumenstrom, abgebildet ist.
Konstruktiv kann ein erfindungsgemäßes Federbein derart ausgebildet sein, dass der Linearmotor koaxial zur, insbesondere in der Paarung aus Schwingungsdämpfer und Feder angeordnet ist. Feder und Schwingungsdämpfer selbst weisen dabei ihrerseits bevorzugter Weise eine koaxiale, zumindest aber kollineare Anordnung auf. Beispielsweise kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, den Linearmotor um den Schwingungsdämpfer herum und innerhalb einer Feder des Federbeins anzuordnen, die beispielsweise als Schraubenfeder ausgebildet ist.
Insbesondere die letztgenannte Ausführung kann besonders auch dann eingesetzt werden, wenn Gewindefahrwerke zum Einsatz kommen, bei denen die Maximallänge einer Feder des Federbeins im entlasteten Zustand durch Verstellung wenigstens einer der Anlageseiten der Feder, insbesondere Schraubenfeder mittels Gewinde ermöglicht ist.
Eine konstruktiv besonders bevorzugte Ausführung des erfindungsgemäßen Federbeins ergibt sich, wenn der Läufer des Linearmotors als hohle Hülse ausgebildet ist, die koaxial im Stator und koaxial um den Schwingungsdämpfer herum angeordnet ist. Bei der Ausbildung des Linearmotors als Elektromotor kann es dabei vorgesehen sein, dass die Hülse eine Vielzahl von Permanentmagneten aufweist, die ringförmig um den Umfang der Hülse verteilt sind und hierdurch mehrere axial zueinander beabstandete Ringe ausbilden, besonders solche Ringe, in denen die Permanentmagnete schräg-ringförmig angeordnet sind, die Permanentmagnete eines Ringes somit nicht alle in ein und derselben Querschnittsebene liegen.
Zur Stabilisierung eines erfindungsgemäßen Federbeins kann es weiterhin vorgesehen sein, dass der Stator in einem Gleitlager, insbesondere einer Gleitlagerbuchse gelagert ist.
Mit einem solchen Federbein beziehungsweise dem beschriebenen Verfahren nach der Erfindung wird ein besonderer Vorteil beispielsweise darin gesehen, dass ein bislang zur Verfügung stehendes Serienfahrzeug, beziehungsweise dessen Fahrwerk auf einfache Art und Weise nachgerüstet werden kann, um eine geänderte Fahrwerkabstimmung auszutesten, demnach im Wesentlichen also dadurch, dass ein Linearmotor insbesondere der vorbeschriebenen erfindungsgemäßen Art in das Federbein integriert wird. Hierbei kann es gegebenenfalls vorgesehen sein, eine bislang eingesetzte pneumatische Federung des Federbeins durch eine Federung mittels einer Schraubenfeder zu ersetzen, die die gleichen Federeigenschaften aufweist.
So kann bis auf eine minimale Massenzunahme somit das bislang bestehende Serienfahrwerk in den einzelnen Federbeinen, zumindest jedoch denjenigen Federbeinen derselben Achse mit Linearmotoren nachgerüstet werden, um sodann eine individuelle Neuabstimmung des Fahrwerkes auszutesten, beispielsweise dadurch, dass in der Abhängigkeit von während der Fahrt erfassten Messwerten die Kennlinie der Federn und/oder des Schwingungsdämpfers wunschgemäß geändert werden, bis eine gewünschte Abstimmung erzielt ist. Die Änderung der Kraft-Kennlinie von Feder und/oder Schwingungsdämpfer erfolgt dabei durch eine Überlagerung der bestehenden Kraft-Kennlinie mit der Kraft- Kennlinie der Bestromung bzw. hydraulischen Beaufschlagung des Linearmotors in Abhängigkeit von Meßwerten.
Es besteht sodann beispielsweise die Möglichkeit, anhand der aufgefundenen Abstimmung, das heißt insbesondere der durch Überlagerung geänderten Kennlinien von Feder und/oder Schwingungsdämpfer entsprechende Federn und/oder Schwingungsdämpfer herzustellen, die ohne Einsatz eines zusätzlichen Linearmotors das gewünschte Verhalten der durch Überlagerung erhaltenen Kennlinie repräsentieren.
Demnach kann in einem sodann herzustellenden Serienfahrwerk unter Beibehaltung derselben gefundenen Kennlinien oder aber zumindest mit ähnlichen Kennlinien auf den Einsatz zusätzlicher Linearmotoren verzichtet werden. Die Erfindung eignet sich demnach also in besonderem Maße zum Einsatz in der Vorentwicklung sowie der Definitions-, Konzeptabsicherungs-, und Serienentwicklungsphase des Fahrwerksentwicklungsprozesses vor der eigentlichen Vorserienfertigung, wenngleich es jedoch auch erfindungsgemäß vorgesehen sein kann, in Serienfahrzeugen derartige zuvor beschriebene Federbeine beziehungsweise gesamte Fahrwerke einzusetzen, die individuelle Fahrwerksabstimmungen gestatten.
Als besonders vorteilhaft wird es dabei empfunden, dass die Möglichkeit besteht, in einer zentralen Steuerung für jedes Federbein beziehungsweise darin angeordnetem Linearmotor oder zumindest für die Federbeine beziehungsweise Linearmotoren derselben Fahrwerksachse wenigstens eine Kennlinie gespeichert vorzuhalten, die jederzeit problemlos geändert werden kann, so dass auch die Möglichkeit besteht, Versuchsfahrzeuge zeitnah oder auch Serienfahrzeuge zum Beispiel im Rahmen üblicher Wartungsintervalle mit geänderten Kennlinien neu zu programmieren.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den nachfolgenden Figuren näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 : Eine symbolische Darstellung eines Fahrwerkersatzsystems bezogen auf ein Viertelfahrzeug.
Fig. 2: Kennlinien eines Schwingungsdämpfers, eines Linearmotors und deren Überlagerung
Fig. 3: Die Konstruktion eines konkreten Ausführungsbeispiels eines Federbeins mit Elektro-Linearmotor.
Die Figur 1 zeigt zunächst in einer schematischen Übersichtsdarstellung das Fahrwerk eines Kraftfahrzeuges, beispielsweise eines Pkws. Durch m-i wird die Masse des Rades und der Radaufhängung symbolisiert, dass heißt im Wesentlichen die gesamte ungefederte Masse des Kraftfahrzeuges, die über die Dämpfungs- und Federeigenschaften eines luftgefüllten Reifens auf einer Fahrbahn aufsteht. Hierbei wird die Eigenschaft des Reifens hinsichtlich seiner Dämpfung durch das Dämpfersymbol k1 und hinsichtlich seiner Federung durch das Federsymbol Ci repräsentiert.
Ähnliches gilt für die gesamte gefederte Masse rri2 eines Kraftfahrzeuges, die mit der ungefederten Masse mi des Kraftfahrzeuges über ein Federbein verbunden ist, welches realisiert ist aus den konstruktiv und funktional parallel geschalteten Bauteilen aus Feder und Schwingungsdämpfer, wobei hier die Feder durch das Federsymbol C2 repräsentiert ist und der Schwingungsdämpfer durch das Dämpfersymbol k2 und wobei es weiterhin vorgesehen sein kann, dass der Schwingungsdämpfer k2 ein einstellbarer beziehungsweise regelbarer Schwingungsdämpfer ist.
Durch die Federsymbole und Schwingungsdämpfersymbole k2i , C21 und k22, C22 wird dem Umstand Rechnung getragen, dass in üblicher Weise ein Federbein die beiden Massen ΓΤΗ und m2 weder ungefedert noch ungedämpft, dass heißt nicht starr verbindet, sondern beispielsweise durch elastomere Dämpfer- und Federelemente in oder an den Anlenkstellen, die auch Notfunktionen übernehmen können.
Die Erfindung wird im Wesentlichen dadurch repräsentiert, dass sowohl funktional als auch konstruktiv zu der Feder c2 und dem Schwingungsdämpfer k2 des Federbeins ein Linearmotor LM angeordnet wird, mit dem die Möglichkeit besteht, während der Fahrt zu den im Federbein wirkenden Kräften durch axiale Längenverstellung zusätzliche Kräfte auf die Kräfte im Federbein, insbesondere in der Feder oder dem Schwingungsdämpfer aufzuaddieren oder zu subtrahieren, beispielsweise in Abhängigkeit von Messwerten, die während der Fahrt erfasst werden, insbesondere am jeweiligen Federbein selbst und hier in besonders bevorzugter Ausgestaltung am Schwingungsdämpfer des Federbeins, wofür ein Messwertaufnehmer, beispielsweise als Wegaufnehmer ausgebildet sein kann, um den Weg zu erfassen und zu registrieren, den die Kolbenstange des Schwingungsdämpfers gegenüber dem Zylinder zurücklegt. Alternativ können auch Wegänderung zwischen anderen Elementen des Federbeines erfasst werden, die jeweils einer der Anlenkstellen zugeordnet sind.
So besteht demnach die Möglichkeit einen Linearmotor anzusteuern in Abhängigkeit des aufgenommenen Weges, und/oder in Abhängigkeit der Geschwindigkeit, zum Beispiel nach einfacher zeitlicher Differentiation des Weges und/oder in Abhängigkeit der Beschleunigung am Schwingungsdämpfer, zum Beispiel nach zweifacher zeitlicher Differentiation des Weges.
In Abhängigkeit dieser Messwerte kann, je nach Ausführung des Linearmotors, eine von diesen Messwerten abhängige Bestromung oder Fluidbeaufschlagung stattfinden, beispielsweise wenn der Linearmotor als Elektrolinearmotor oder als hydraulischer Linearmotor realisiert ist. Allgemein werden als Messwerte im Sinne der Erfindung auch solche Werte verstanden, die durch Berechnung aus einem ursprünglichen Meßwert generiert wurden, also z.B. durch einfache oder zweifache zeitliche Differentiation.
Die Figur 2 zeigt beispielhaft die Möglichkeit der Manipulation der Dämpfercharakteristik. Dargestellt ist in Abhängigkeit der Geschwindigkeit v der Kolbenstange des Schwingungsdämpfers gegenüber dem Zylinder des Schwingungsdämpfers zunächst als durchgezogene Linie die unbeeinflusste Kraft- Kennlinie des Schwingungsdämpfers, dass heißt hier die Kraft (in Kilo-Newton) gegen Geschwindigkeit (in Metern / Sekunde).
Gepunktet ist in diesem Diagramm eine Kraft-Kennlinie des Linearmotors dargestellt, der in einer möglichen Ausführungsform als Elektromotor ausgebildet ist. Diese gepunktete Kennlinie stellt demnach die durch den Linearmotor erzeugbare Kraft (in Kilo-Newton) gegen die Geschwindigkeit dar. Die dargestellte Kraft wird durch eine nicht dargestellte elektrische Bestromung des Linearmotors in Abhängigkeit der Geschwindigkeit erzeugt. In Abhängigkeit einer am Schwingungsdämpfer beziehungsweise am Federbein gemessenen Geschwindigkeit, insbesondere der Kolbenstange des Schwingungsdämpfers gegenüber dem Zylinder des Schwingungsdämpfers, kann demnach gemäß der gepunkteten Linie eine Bestromung des als Elektromotor ausgeführten Linearmotors vorgenommen werden, um die in der Kennlinie dargestellte Kraft zu erzeugen und so durch Überlagerung mit der Kennlinie des Schwingungsdämpfers eine Abwandlung der Kennlinie des Schwingungsdämpfers zu erzeugen, die der strichpunktierten Linie entspricht.
Hierbei ist es ersichtlich, dass eine Abwandlung der Kennlinie derart erfolgen kann, dass diese Abwandlung in alle vier Quadranten, dass heißt rechts und links sowie unterhalb und oberhalb der ursprünglichen ungeänderten Kennlinie möglich ist. Solche Mehrquadrantenänderungen sind mit üblichen, gegebenenfalls auch geregelten oder sonstigen einstellbaren Schwingungsdämpfern nicht möglich, so dass hierdurch die besonderen Vorteile der Erfindung unterstrichen sind.
In gleicher Weise wie es hier für die Abwandlung der Dämpferkennline gezeigt ist kann auch eine Abwandlung der Federkennline erfolgen, dann in Abhängigkeit vom Federweg als Messwert, statt der Geschwindigkeit.
Die Figur 3 zeigt eine konstruktiv besonders bevorzugte Ausgestaltung eines Federbeins eines Fahrwerkes eines Kraftfahrzeugs, zum Beispiel eines Pkw.
Das Federbein 1 weist eine obere Anlenkstelle 2 auf, mit der das Federbein, beispielsweise über ein elastomeres Element an der Karosserie und somit an der gefederten Masse des Kraftfahrzeuges befestigbar ist, insbesondere gelenkig und besonderes bevorzugt kardanisch.
Das Federbein weist weiterhin eine untere Anlenkstelle 3 auf, die dafür vorgesehen ist, um mit der ungefederten Masse eines Kraftfahrzeuges somit demnach mit dem Rad und der Elastomerlagerung verbunden zu werden. In weiterhin bekannter Weise weist dieses Federbein einen Schwingungsdämpfer 4 auf, der als hydraulisches oder auch pneumatisches Zylinderkolbenaggregat ausgebildet sein kann und der zum Beispiel derart angeordnet ist, dass dessen Zylinderseite mit der Anlenkstelle 2 verbunden ist und dessen Kolbenstange mit der Anlenkstelle 3 verbunden ist. Weiterhin ist in an sich bekannter Weise bei dieser Ausführung eine Schraubenfeder 5 koaxial um den Schwingungsdämpfer 4 angeordnet, wobei es hier vorgesehen sein kann, dass das untere Anlageelement 6 der Schraubenfeder 5 durch ein Gewinde höhenverstellbar ist, wie dies von einem sogenannten Gewindefahrwerk bekannt ist.
Die besondere erfindungsgemäße Ausführung ergibt sich hier dadurch, dass um den Schwingungsdämpfer 4 herum ein Linearmotor 7 angeordnet ist, der einen Statorteil 7a und einen Läuferteil 7b aufweist. Hierbei liegt der Linearmotor weiterhin auch koaxial innerhalb der Schraubenfeder 5 und stützt sich mit seinen beiderseitigen Enden in gleicher Weise an den Anlenkstellen 2 und 3 ab, wie dies auch bei der Feder beziehungsweise dem Schwingungsdämpfer der Fall ist.
Die Wirkungsrichtungen von Feder, Schwingungsdämpfer und Linearmotor liegen somit parallel und die jeweiligen Bewegungsmittenachsen in diesem Beispiel aufeinander, das heißt, diese jeweiligen Bauteile liegen koaxial.
Bei der hier gezeigten Ausführung ist es vorgesehen, dass der Stator 7a des Linearmotors, der eine Vielzahl von spulengefüllten Nuten 7c aufweist, mit der Anlenkstelle 2 verbunden ist, somit also das Gewicht des Stators der gefederten Masse des Kraftfahrzeuges zuzurechnen ist.
Der Läufer 7b des Linearmotors, der als eine hohle Hülse ausgebildet ist, die den Schwingungsdämpfer 4 umgibt, ist bevorzugter Weise hingegen mit der Kolbenstange des Schwingungsdämpfers 4 verbunden und stützt sich demnach an der Anlenkstelle 3, das heißt an der ungefederten Masse des Kraftfahrzeuges ab. Hier zeigt die Abbildung gemäß Figur 3 auch weiterhin, dass eine Vielzahl von Permanentmagneten 7d in Umfangsrichtung auf der Hülse des Läufers 7b angeordnet ist und jeweils eine Gruppe einer bestimmten Anzahl von Permanentmagneten einen Ring ausbildet, der schräg, das heißt im Mittel nicht senkrecht zu linearen Erstreckungsrichtung des Linearmotors liegt. Es ergeben sich somit mehrere schräg gestellte Ringanordnungen von Permanentmagneten 7d.
Mittels eines Kabels 8 kann es vorgesehen sein, den Linearmotor 7, der beispielsweise dreiphasig betrieben ist, durch eine Steuerung meßwertabhängig unterschiedlich zu bestromen und somit durch den Linearmotor aufgebrachte Kräfte subtraktiv oder additiv auf die im Federbein wirkenden Kräfte aufzuschlagen.
Die Kennlinie des Schwingungsdämpfers oder auch die Kennlinie der Feder kann demnach wie in Figur 2 dargestellt, problemlos geändert werden, indem einfacherweise eine von der gewünschten Messgröße, beispielsweise vom Weg, von der Geschwindigkeit oder der Beschleunigung abhängige Kennlinie der Kraft bzw. der Bestromung des Linearmotors in einer hierfür vorgesehenen Steuerung abgelegt wird, wobei es vorgesehen sein kann, dass in einer Steuerung beispielsweise für jedes Federbein eine eigene Kennlinie oder gegebenenfalls für die Federbeine einer gemeinsamen Fahrzeugachse oder auch für alle Federbeine gleiche Kennlinien gespeichert sind. Unter einer Kennlinie für die Bestromung eines Linearmotors wird auch verstanden, dass ggfs. mehrere/unterschiedliche Bestromungen für ggfs. mehrere, wie hier z.B. drei Phasen, gegeben sind.
Mittels wenigstens eines Messwertaufnehmers in einem solchen erfindungsgemäßen Federbein, beispielsweise eines Wegsensors, der den Weg zwischen Kolbenstange und Zylinder des Schwingungsdämpfers, insbesondere auch in Abhängigkeit von der Zeit erfasst, kann diese Steuerung mit den nötigen Messwerten beaufschlagt werden, um in Abhängigkeit hiervon die Bestromung des Elektromotors vorzunehmen und somit eine situationsbedingt gewünschte Kraft zu erzeugen.
Wie die Figur 3 weiterhin zeigt, besteht die Möglichkeit, bestehende Serienfahrwerke auf einfache Art und Weise erfindungsgemäß zu ändern, um ein erfindungsgemäßes Fahrwerk beziehungsweise Federbein zu realisieren, wofür lediglich um den Schwingungsdämpfer innerhalb der Feder, die hier als Schraubenfeder ausgeführt ist, der Linearmotor angeordnet wird, der hierfür hohl ausgebildet ist, um um den Dämpfer herum angeordnet zu werden.
Sollte eine Luftfederung in einem serienmäßigen Fahrwerk beziehungsweise Federbein vorgesehen sein, so kann es auch erfindungsgemäß vorgesehen sein, diese Luftfeder mit einer Schraubenfeder gleichwirkender Art, das heißt mit gleicher Federkonstante zu ersetzen, um hierdurch die Anordnung eines hülsenförmig ausgebildeten Linearmotors um den Schwingungsdämpfer zu realisieren.
In einer Ausführungsform, bei der die gezeigte koaxiale Integration des Linearmotors in das Federbein nicht möglich ist, kann es ebenso vorgesehen sein, den Linearmotor als ein konstruktiv achsparallel und versetzt zu Schwingungsdämpfer und Feder angeordnetes Element zu realisieren. Wenngleich hierdurch ein erhöhter Bauraum benötigt wird, ergeben sich die gleichen erfindungsgemäßen Vorteile wie bei der konstruktiven Darstellung der Figur 3.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Fahrwerksabstimmung eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu jedem Schwingungsdämpfer (k2), insbesondere regelbaren Schwingungsdämpfer (k2) wenigstens einer Achse von beiden Achsen des Fahrwerks ein Linearmotor (7, LM), insbesondere ein Linear-Elektromotor (7, LM), im jeweiligen Federbein des Schwingungsdämpfers (k2) angeordnet wird, wobei der Linearmotor (7, LM) über dieselben Befestigungspunkte wie der zugeordnete Schwingungsdämpfer (k2) zu einer Seite seiner linearen Wirkungsrichtung mit der gefederten Masse (m2) des Kraftfahrzeugs verbunden ist und zur anderen Seite mit der ungefederten Masse (m^ des Kraftfahrzeugs verbunden ist und mittels einer Steuerung jeder Linearmotor (7, LM) in Abhängigkeit von während der Fahrt erfassten Messwerten angesteuert wird und zu den am jeweiligen Schwingungsdämpfer (k2) wirkenden Kräften zusätzliche Kräfte aufaddiert und/oder subtrahiert.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliger Linearmotor (7, LM) bei der Entwicklung eines neuen Kraftfahrzeuges in das Serienfahrwerk des zugehörigen vorherigen serienmäßigen Kraftfahrzeugs eingebaut wird.
3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ausbildung des Linearmotors (7, LM) als Linear-Elektromotor der Stator (7a) eines jeden Linearmotors (7, LM) der gefederten Masse (m2) des Kraftfahrzeuges und der Läufer (7b) des Linearmotors (7, LM) der ungefederten Masse (m,) des Kraftfahrzeuges zugeordnet wird.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestromung des Linearmotors (7, LM) in Abhängigkeit wenigstens einer gespeicherten, insbesondere änderbaren Kennlinie erfolgt, in welcher der Weg und/oder die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung des Schwingungsdämpfers gegen den Strom abgebildet ist.
5. Federbein (1 ) für ein Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs mit einer oberen Anlenkstelle (2) zur Verbindung des Federbeins (1 ) an der gefederten Masse (m2) des Kraftfahrzeugs und einer unteren Anlenkstelle (3) zur Verbindung des Federbeins (1 ) an der ungefederten Masse (rrn) des Kraftfahrzeugs und mit einer Paarung aus Schwingungsdämpfer (k2, 4) und Feder (c2, 5), die zwischen den Anlenkstellen (2, 3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Linearmotor (7, LM) parallel zur vorgenannten Paarung angeordnet ist, der sich zwischen denselben Anlenkstellen (2, 3) erstreckt.
6. Federbein nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearmotor (7, LM) koaxial zur Paarung aus Schwingungsdämpfer (4, k2) und Feder (5, c2) angeordnet ist, insbesondere um den Schwingungsdämpfer (4, k2) herum und innerhalb einer Schraubenfeder (5, c2) angeordnet ist.
7. Federbein nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearmotor (7, LM) als Linear-Elektromotor (7, LM) ausgebildet ist und der Stator (7a) des Linearmotors (7, LM) mit der Kolbenstange des Schwingungsdämpfers (k2, 4) verbunden ist.
8. Federbein nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer (7b) als hohle Hülse ausgebildet ist, die koaxial im Stator (7a) und koaxial um den Schwingungsdämpfer (4, k2) herum angeordnet ist, insbesondere wobei die Hülse eine Vielzahl von in mehreren axial beabstandeten Ringen ringförmig, insbesondere schräg-ringförmig um den Umfang der Hülse verteilt angeordnete Permanentmagnete (7d) aufweist.
9. Federbein nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (7a) in einem Gleitlager, insbesondere einer Gleitlagerbuchse gelagert ist.
PCT/EP2013/001119 2012-04-17 2013-04-16 Verfahren zur fahrwerksabstimmung eines kraftfahrzeugs und federbein Ceased WO2013156143A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201380030693.2A CN104364099A (zh) 2012-04-17 2013-04-16 用于校准机动车底盘的方法和悬架支柱
US14/389,966 US20150061244A1 (en) 2012-04-17 2013-04-16 Method for tuning the suspension of a motor vehicle, and suspension strut

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012007519.7 2012-04-17
DE102012007519A DE102012007519A1 (de) 2012-04-17 2012-04-17 Verfahren zur Fahrwerksabstimmung eines Kraftfahrzeugs und Federbein

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013156143A1 true WO2013156143A1 (de) 2013-10-24

Family

ID=48444305

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2013/001119 Ceased WO2013156143A1 (de) 2012-04-17 2013-04-16 Verfahren zur fahrwerksabstimmung eines kraftfahrzeugs und federbein

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20150061244A1 (de)
CN (1) CN104364099A (de)
DE (1) DE102012007519A1 (de)
WO (1) WO2013156143A1 (de)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150083438A1 (en) * 2013-09-26 2015-03-26 Schlumberger Technology Corporation Downhole tool shock absorber with electromagnetic damping
CN105628403B (zh) * 2016-03-14 2019-03-26 重庆工商大学 一种阻尼器故障检测方法及系统
CN105889411B (zh) * 2016-06-15 2018-03-20 曹阳 车辆及其减振系统
US10690215B2 (en) * 2018-02-23 2020-06-23 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Damper with electro-magnetic actuator
CN110001337B (zh) * 2019-03-12 2021-07-20 江苏大学 一种基于add正实网络优化的车辆isd悬架二阶理想模型的建立方法
CN113447247B (zh) * 2020-03-25 2024-07-26 广州汽车集团股份有限公司 一种减振器参数测试装置、减振器参数获取方法及其装置
JP7403395B2 (ja) * 2020-06-24 2023-12-22 日立Astemo株式会社 電磁サスペンション
CN111833562B (zh) * 2020-07-13 2022-01-14 辽宁工业大学 一种基于物联网的电动车辆防盗监控方法
CN112665879B (zh) * 2020-12-31 2024-11-12 华中科技大学 一种车轮位姿测量系统的靶面偏差测量、调节方法及装置
IT202200026394A1 (it) * 2022-12-22 2024-06-22 Paioli S R L Forcella per veicoli
KR20250084497A (ko) * 2023-12-04 2025-06-11 에이치엘만도 주식회사 자동차 서스펜션의 노이즈 저감 시스템 및 노이즈 저감 방법
CN117387679B (zh) * 2023-12-07 2024-04-09 常州聚通汽车零部件有限公司 一种汽车传感器用测量装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4204302A1 (de) * 1991-02-14 1992-08-20 Atsugi Unisia Corp Elektromagnetische aufhaengungsvorrichtung
US5460355A (en) * 1992-12-09 1995-10-24 Yamaha Motor Co., Ltd. Adjustable shock absorber
JPH1086621A (ja) * 1996-09-17 1998-04-07 Toyota Motor Corp 車両用サスペンション装置の減衰力制御装置
JP2003287082A (ja) * 2002-03-29 2003-10-10 Tokico Ltd 電磁サスペンション装置
US20050092564A1 (en) * 2003-10-29 2005-05-05 Shinichi Nishizawa Universal spring mechanism for automobile suspension system design
EP1995090A2 (de) * 2007-05-21 2008-11-26 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Aufhängungsvorrichtung

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4981309A (en) * 1989-08-31 1991-01-01 Bose Corporation Electromechanical transducing along a path
JPH10119528A (ja) * 1996-10-18 1998-05-12 Toyota Motor Corp 減衰力発生装置のための制御装置
JPH10278531A (ja) * 1997-04-08 1998-10-20 Honda Motor Co Ltd 接地荷重制御装置
JP3722128B2 (ja) * 2003-02-05 2005-11-30 日産自動車株式会社 車両用電磁サスペンション装置と車両用電磁サスペンション装置のモータ制御方法
JP2005178438A (ja) * 2003-12-16 2005-07-07 Toyota Motor Corp 車両振動低減装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4204302A1 (de) * 1991-02-14 1992-08-20 Atsugi Unisia Corp Elektromagnetische aufhaengungsvorrichtung
US5460355A (en) * 1992-12-09 1995-10-24 Yamaha Motor Co., Ltd. Adjustable shock absorber
JPH1086621A (ja) * 1996-09-17 1998-04-07 Toyota Motor Corp 車両用サスペンション装置の減衰力制御装置
JP2003287082A (ja) * 2002-03-29 2003-10-10 Tokico Ltd 電磁サスペンション装置
US20050092564A1 (en) * 2003-10-29 2005-05-05 Shinichi Nishizawa Universal spring mechanism for automobile suspension system design
EP1995090A2 (de) * 2007-05-21 2008-11-26 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Aufhängungsvorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
DE102012007519A1 (de) 2013-10-17
CN104364099A (zh) 2015-02-18
US20150061244A1 (en) 2015-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2013156143A1 (de) Verfahren zur fahrwerksabstimmung eines kraftfahrzeugs und federbein
DE112019000948B4 (de) Dämpfer mit elektromagnetischem Aktuator
DE102015202463B4 (de) Vorrichtung zur Einstellung einer Fahrzeughöhe
DE102020113867A1 (de) Aufhängungssystem für ein Fahrzeug
DE10122542A1 (de) Vorrichtung zur Regelung von Bewegungen des Aufbaus von Kraftfahrzeugen
DE102018131850A1 (de) Radmodul für ein Kraftfahrzeug und entsprechendes Kraftfahrzeug
DE102010022895A1 (de) Einrichtung für ein Fahrwerk eines Kraftfahrzeuges
DE3734287A1 (de) Fahrzeugfahr- bzw. -laufwerk
EP1826035A1 (de) Fahrwerksanordnung
EP3381761A1 (de) Aktuator zum steuern eines radsatzes eines schienenfahrzeugs
WO2018154119A1 (de) Fahrwerkkomponente mit einem drehdämpfer
DE102017116575A1 (de) Kraftfahrzeugaufhängungssysteme
DE102014219292A1 (de) Fahrzeug mit bedämpftem Achsträger bzw. Achsgetriebe
EP2943361B1 (de) Aktives dämpfersystem
WO2020225029A1 (de) Stabilisatoranordnung eines zweispurigen fahrzeuges
DE102004024951A1 (de) Verfahren zur Ermittlung der Bewegung des Aufbaus eines Fahrzeugs sowie entsprechendes Fahrzeug
DE102018217992A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Aktuators einer aktiven Fahrwerkeinrichtung und aktive Fahrwerkeinrichtung
DE102016223405A1 (de) Radaufhängungsanordnung
DE102015203906A1 (de) Semi-aktive Stabilisatoranordnung für ein Fahrwerk eines Fahrzeugs
DE202015101123U1 (de) Semi aktive Stabilisatoranordnung für ein Fahrwerk eines Fahrzeugs
DE102014213735A1 (de) Fahrzeug mit einer Querblattfeder
DE102013213800A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur NVH-Reduzierung mittels Schwingungstilger
EP3357719A1 (de) Aktive radaufhängung für ein fahrzeug
DE102007018166A1 (de) Vorrichtung zum Einstellen einer Raumlage für ein Kraftfahrzeug
EP2532539A1 (de) Verfahren zur Regelung der Dämpfkraft an einer Achse eines Fahrwerks für ein Kraftfahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13722670

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14389966

Country of ref document: US

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13722670

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1