BE1022561B1 - Wielophanging - Google Patents

Abstract

Wielophanging bevattende een frame dat geschikt is om verbonden te worden met een lichaam van een voertuig, en bevattende een eerste en een tweede wiel die samen een spoorbreedte definiëren en waarbij het eerste wiel verbonden is met het frame via een eerste set actuatoren en waarbij het tweede wiel verbonden is met het frame via een tweede set actuatoren, zodanig dat middels bediening van de actuatoren de spoorbreedte aanpasbaar is tussen een smal spoor en een breed spoor, daardoor gekenmerkt dat de eerste set actuatoren in de dwarsrichting van het voertuig overlapt met de tweede set actuatoren.

Description

Wielophanging

De huidige uitvinding heeft betrekking op een wielophanging voor een voertuig. In het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een wielophanging waarvan de spoorbreedte aanpasbaar is tussen een smal spoor en een breed spoor. Daarbij is de wielophanging van de uitvinding bedoeld om geschikt te zijn voor personenvoertuigen.

Over voertuigen met een variabele spoorbreedte is reeds veel gefilosofeerd. Dergelijke voertuigen nemen minder plaats in bij het parkeren, omdat ze voor het parkeren in de smalspoorstand kunnen gezet worden. Op lange en hoofdzakelijk rechte trajecten nemen dergelijke voertuigen ook minder plaats in, zodat het verkeer met hogere densiteit kan georganiseerd worden, omdat dergelijk hoofdzakelijke rechte trajecten in de smalspoorstand kunnen gereden worden. Wanneer de route bochtig wordt, of wanneer om gelijk welke reden meer stabiliteit van het voertuig nodig is, kan het voertuig in de breedspoorstand gezet worden. Hierdoor vergroot de basis van het voertuig, en ook de oppervlakte van het voertuig, waardoor ook de stabiliteit van het voertuig noemenswaardig verhoogt. Hierdoor wordt een voertuig bekomen dat de eigenschap heeft om zeer stabiel te zijn, en de eigenschap heeft om zeer compact te zijn, waarbij de eigenschappen van het voertuig gekozen kunnen worden afhankelijk van de omstandigheden. Aldus worden de voordelen van een motorfiets gecombineerd met de voordeel van een personenauto.

Ondanks dat de vele voordelen van een voertuig met een aanpasbare spoorbreedte bekend zijn, is een voertuig met een variabele spoorbreedte nog niet succesvol op grote schaal gecommercialiseerd. US 2003/0136592 beschrijft een ophanging met variabele spoorbreedte die ontwikkeld is voor rupsvoertuigen. Deze ophanging laat echter niet toe om de wielen onafhankelijk af te veren en/of te dempen omdat de wielophanging niet onafhankelijk is. Daarom zal een dergelijke ophanging niet geschikt zijn voor toepassing in personenvoertuigen. EP 2 641 860 beschrijft een onafhankelijke wielophanging waarbij de spoorbreedte aanpasbaar is. Het voordeel van de in EP 2 641 860 voorgestelde wielophanging is dat een gunstige verhouding tussen smal spoor en breed spoor kan bekomen worden. Dit is het gevolg van de actuatoren die zowel roterend als uitschuifbaar met het frame van het voertuig verbonden zijn. Echter de combinatie van rotationele beweging en lineaire beweging van de actuatoren die de wielen dragen is complex zodanig dat op grote schaal toepassen op een veilige en bedrijfszekere manier nagenoeg onmogelijk is. In het bijzonder voor personenwagens, waarbij relatief hoge snelheden gehaald worden, is een dergelijke ophanging ongeschikt.

Het is een doel van de uitvinding om een wielophanging voor te stellen met een gunstige variabele spoorbreedte die toelaat om de wielen onafhankelijk op te hangen en af te veren, en die op een economische wijze toepasbaar is op grote schaal.

Hiertoe voorziet de uitvinding in een wielophanging die geschikt is om verbonden te worden met een lichaam van het voertuig, en bevattende een eerste en een tweede wiel die samen een spoorbreedte definiëren en waarbij het eerste wiel voorzien is om verbonden te zijn met het lichaam via een eerste set actuatoren en waarbij het tweede wiel voorzien is om verbonden te zijn met het lichaam via een tweede set actuatoren, zodanig dat middels bediening van de actuatoren de spoorbreedte aanpasbaar is tussen een smal spoor en een breed spoor, daardoor gekenmerkt dat de eerste set actuatoren in de dwarsrichting van het voertuig overlapt met de tweede set actuatoren.

Door de actuatoren in de dwarsrichting van het voertuig te laten overlappen, wordt in de eerste plaats het effect bekomen dat de verhouding van smal spoor ten opzichte van breed spoor noemenswaardig eenvoudiger te optimaliseren is. Volgens de uitvinding, omdat de actuatoren in de dwarsrichting van het voertuig minstens gedeeltelijk overlappen, kan een gunstige verhouding tussen smal spoor en breed spoor bekomen worden zonder dat een combinatie van lineaire en roteerbare actuator nodig is. Zo kunnen bijvoorbeeld enkel lineaire actuatoren gebruikt worden die elkaar in de dwarsrichting overlappen, waarbij de overlapping de verhouding sterk positief beïnvloedt ten opzichte van een situatie met gelijkaardige actuatoren maar zonder overlapping.

Een verder effect van het overlappen van de actuatoren is dat de maximale veerweg noemenswaardig vergroot, in het bijzonder wanneer het voertuig in de smalspoorstand staat, alsook dat ongewenste stuureffecten noemenswaardig verkleinen. Dit is het gevolg van de afstand, in de dwarsrichting van het voertuig, tussen de locatie waar het wiel is opgehangen en de locatie waar de actuatoren aan het voertuig zijn bevestigd. Omdat de actuatoren elkaar in de dwarsrichting overlappen, is in de dwarsrichting van het voertuig beschouwd de totale lengte van de actuatoren groter dan de afstand tussen de wielen (spoorbreedte). In dit kader wordt opgemerkt dat hoe korter de verbindingselementen tussen het wiel en het lichaam, hoe minder bewegingsvrijheid het wiel heeft (waardoor maximale veerweg klein is) alsook hoe groter de invloed van sturen van het wiel op de positie daarvan. Omdat ten gevolge van de overlapping de verbindingselementen (gevormd door de actuatoren) langer zijn dan in een conventionele configuratie (waarbij geen overlapping van de actuatoren geïmplementeerd is), wordt de kinematische werking van het wiel geoptimaliseerd. Daarbij bepaalt kinematische werking het gedrag van de ophanging bij lage frequenties terwijl dynamische werking het gedrag bij hoge frequenties bepaalt.

Daarbij wordt opgemerkt dat de wielophanging volgens de uitvinding een eerste en een tweede set actuatoren bevat, en waarbij een eerste wiel via een eerste set en een tweede wiel via de tweede set actuatoren opgehangen is. Hierdoor wordt een onafhankelijke wielophanging bekomen waarbij elk wiel onafhankelijk kan bewegen ten opzichte van het lichaam van het voertuig. Dit laat toe aan de wielophanging van de uitvinding om alle voordelen van bekende onafhankelijke wielophangingen (zoals MacPherson ophanging en dubbele wishbone ophanging) te implementeren.

Bij voorkeur is elke actuator uit de eerste set actuatoren en uit de tweede set actuatoren verbonden met het lichaam. Door de actuatoren scharnierend met het lichaam te verbinden, worden enkel lineaire krachten doorgegeven via de actuatoren. De scharnierende verbinding kan bijvoorbeeld via een bolscharnier gevormd worden. Bij voorkeur worden zogenaamde rubberen bushings gebruikt, die in het vakdomein van ophangingen algemeen bekend zijn. Actuatoren zijn typisch zeer geschikt voor het opvangen en doorgeven van lineaire krachten, waardoor in de voorkeursuitvoeringsvorm de actuatoren optimaal gebruikt kunnen worden. Verder laat een scharnierende ophanging van de actuatoren met het lichaam een dynamische werking van het wiel toe.

Bij voorkeur is elke actuatoren uit de eerste set actuatoren en uit de tweede set actuatoren een lineaire actuator. Een voorbeeld van een lineaire actuator is een hydraulische cilinder of een elektromechanische cilinder. Lineaire actuatoren zijn uitermate geschikt voor het opvangen en doorgeven van lineaire krachten. Verder laten lineaire actuatoren toe om de lengte van de actuator te wijzigen, zodanig dat de spoorbreedte kan gewijzigd worden tussen een smal spoor en een breed spoor.

Bij voorkeur is elke actuator uit de eerste set actuatoren ter plaatse van het eerste wiel scharnierend verbonden met een eerste wielframe, en is elke actuator uit de tweede set actuatoren ter plaatse van een tweede wiel scharnierend verbonden met een tweede wielframe.

Door het wiel aan een wielframe (in het Engels knuckle genoemd) te hangen en elk wielframe via een set actuatoren te verbinden met het lichaam van het voertuig waarbij elke actuator scharnierend verbonden is met het wielframe, wordt een onafhankelijke wielophanging bekomen. Een dergelijke onafhankelijke wielophanging is analoog aan een dubbele wishbone ophanging, waarbij de camber en stuurpositie van het wiel bepaald worden door de positie van het wielframe.

Bij voorkeur bevat elke set uit de eerste set actuatoren en tweede set actuatoren minstens een onderste actuator en een bovenste actuator die zich hoofdzakelijk parallel uitstrekken en die bij voorkeur ter plaatse van het wiel respectievelijk in een zone onder en boven de wielas verbonden zijn. Door een onderste en bovenste ophangelement te voorzien die zich uitstrekken tussen het lichaam van het voertuig en het wielframe, analoog aan een dubbele wishbone ophanging, kan de camberpositie van het wiel bij elke stand van de vering optimaal gehouden worden. Omdat de onderste en bovenste verbindingen door actuatoren gevormd zijn (die kunnen in- en uitschuiven), kan zelfs een actieve camber sturing geïmplementeerd worden. Hierdoor kan de wegligging van het voertuig, in het bijzonder bij het nemen van een bocht, noemenswaardig verbeterd worden. Actieve cambersturing wordt in de praktijk enkel op supersportwagens toegepast, omdat actieve cambersturing via een conventionele ophanging zeer duur en complex is. Met de wielophanging volgens de uitvinding wordt actieve cambersturing eenvoudig en goedkoop te realiseren samen met een variabele spoorbreedte. In dit kader wordt opgemerkt dat het hebben van een bovenste en onderste actuator voldoende is om camber te regelen. Echter bij voorkeur zal de bovenste actuator ter plaatse van het wielframe in een zone boven de wielas verbonden zijn, en zal de onderste actuator ter plaatse van het wielframe in een zone onder de wielas verbonden zijn. Op die manier wordt de overdracht van krachten geoptimaliseerd. Bij speciale ophangingen, bijvoorbeeld voor een zonnewagen, waarbij een wielframe uitzonderlijk vormgegeven wordt, is dit niet het geval en kunnen onderste en bovenste actuator beide boven de wielas bevestigd zijn. Daarbij wordt de term onderste en bovenste relatief ten opzichte van elkaar beschouwd.

Bij voorkeur bevat elke set uit de eerste set actuatoren en tweede set actuatoren verder een stuuractuator die zich in hoofdzaak parallel uitstrekt aan de bovenste en onderste actuator en die ter plaatse van het wiel in een zone voor of achter de wielas, in de rijrichting beschouwd, verbonden is. Door het voorzien van een actuator voor of achter de wielas, kan de hoekpositie van het wiel gewijzigd worden door het verplaatsen en/of bedienen van de stuuractuator. Daarbij kan het voertuig geïmplementeerd worden met een passieve (met het stuurwiel verbonden sturing waarmee de bestuurder normaal kan sturen) sturing, waarbij de stuuractuatoren verbonden zijn ter plaatse van het frame met een heen en weer beweegbaar stuurelement om zo de stuurhoek van de wielen te bepalen. Alternatief of in combinatie met de passieve sturing, kan op eenvoudige wijze ook een actieve sturing geïmplementeerd worden door bediening van de stuuractuator. Wanneer een voertuig volgens de uitvinding zowel aan de voorzijde als aan de achterzijde van de wielophanging van de uitvinding voorzien wordt, kan ook op eenvoudige wijze vierwielsturing bekomen worden. Bij vierwielsturing is bekend om op lage snelheid de achterwielen te laten tegensturen aan de voorwielen, om zo de draaicirkel te verkleinen. Op hoge snelheid sturen de achterwielen mee met de voorwielen om de stabiliteit te verhogen. Dit kan met de wielophanging volgens de uitvinding op zeer eenvoudige wijze geïmplementeerd worden door het aansturen van de actuatoren. In dit kader zal duidelijk zijn dat een wiel ook gestuurd kan worden door het bedienen van de onderste en bovenste actuator ten opzichte van de stuuractuator. Het is de relatieve beweging van de stuuractuator ten opzichte van de bovenste en onderste actuator die een sturing van het wiel tot gevolg heeft. Daarbij kan de relatieve beweging door de stuuractuator of door de onderste en/of bovenste actuator geïnitieerd worden.

Bij voorkeur hebben de actuatoren uit de eerste set actuatoren en de tweede set actuatoren hoofdzakelijk gelijke lengte wanneer ze in eenzelfde stand geplaatst zijn, en het voertuig rechtdoor rijdt. Hierdoor wordt een gebalanceerde ophanging verkregen waarbij het ene wiel op dezelfde wijze opgehangen en gestuurd kan worden dan het andere wiel, doch geheel onafhankelijk van elkaar.

Bij voorkeur is een centraal vlak gedefinieerd dat zich opwaarts en in de rijrichting van het voertuig uitstrekt, en welk centraal vlak door het zwaartepunt van de wielophanging loopt, waarbij de eerste set actuatoren en de tweede set actuatoren asymmetrisch ten opzichte van het centraal vlak met het lichaam verbonden zijn. Deze asymmetrie lijkt in eerste instantie een nadeel te zijn omdat eenzelfde kracht op de twee wielen op verschillende wijzen doorgegeven wordt aan het lichaam. Tests en simulaties hebben echter uitgewezen dat de kleine verschillen in hoe krachten doorgegeven worden aan het lichaam van het voertuig niet opwegen tegen de voordelen die het overlappen van de actuatoren met zich meebrengt, zijnde het verkleinen van de stuureffecten en het verhogen van de maximale veerweg. Alternatief kunnen actuatoren verbonden worden met het lichaam van het voertuig en/of met het wielframe via een L-verbinding waarbij het korte been van de L ter plaatse van een eind daarvan met het lichaam of wielframe verbonden wordt en waarbij het lange been van de L evenwijdig met de actuator verbonden wordt zodanig dat de actuator verbonden is met voertuig en/of wielframe op een afstand van zijn lengteas. Hierdoor kunnen de verbindingspunten met wielframe en/of voertuig wel volledig symmetrisch geplaatst zijn, en zullen actuatoren toch niet met elkaar in botsing komen.

Bij voorkeur bevat de ophanging verder een veerpoot voor elk wiel, welke veerpoot voorzien is om de verticale beweging van het wiel ten opzichte van het lichaam van het voertuig te controleren. Veerpoten zijn bekend en worden toegepast in bijvoorbeeld MacPherson of dubbele wishbone ophangingen. Via de veerpoot kan de vering alsook de demping van elk wiel bepaald worden. Daarbij kan de veerpoot actief of passief zijn. De veerpoot zal de verticale beweging van het wiel beïnvloeden terwijl de actuatoren hoofdzakelijk de horizontale bewegingen van het wiel bepalen. In dit kader wordt opgemerkt dat een veerpoot typisch een demper en een veer bevat. Daarbij zijn in een ophanging de demper en de veer niet noodzakelijk samen geplaatst. Zo kan de demper tussen wielframe en lichaam van het voertuig gemonteerd zijn terwijl de veer tussen staaf en lichaam gemonteerd is.

Bij voorkeur heeft elk van de actuatoren uit de eerste set actuatoren en de tweede set actuatoren een basislichaam en een ten opzichte van het basislichaam verschuifbaar element, en waarbij de basislichamen van actuatoren elkaar in de dwarsrichting van het voertuig nagenoeg volledig te overlappen. Door het nagenoeg volledig laten overlappen van de basislichamen van de actuatoren, wordt de verhouding tussen smal spoor en breed spoor gemaximaliseerd. Ook worden de stuureffecten en veerwerking van het voertuig in de smalspoorstand geoptimaliseerd door het nagenoeg volledig laten overlappen van de basislichamen.

Bij voorkeur bevat de wielophanging verder een regelmodule die voorzien is om de actuatoren aan te sturen op basis van stuurinput en snelheid van het voertuig. Daarbij kan de regelmodule op basis van vooraf geprogrammeerde algoritmes en/of voorwaarden de actuatoren instellen in smalspoorstand, breedspoorstand of een tussenliggende stand afhankelijk van de omstandigheden waarin het voertuig gebruikt wordt. Ook kan de regelmodule actieve sturing en actieve cambercontrole, die hierboven beschreven zijn, implementeren.

Bij voorkeur is de regelmodule voorzien om verbonden te zijn met een zijdelingse crashdetectiesensor van het voertuig, en waarbij de regelmodule de actuatoren aanstuurt naar de breedspoorstand op basis van de zijdelingse crashdetectiesensor. Tests en simulaties hebben uitgewezen dat voertuigen in het algemeen slecht presteren bij een zijdelingse impact. Met name het absorberen van de impact (om de schok voor een bestuurder en/of passagier van het voertuig te minimaliseren) is in de praktijk moeilijk bij zijdelingse aanrijdingen. Omdat het voertuig volgens de uitvinding een breed spoor stand heeft, waarbij het brede spoor bekomen is door uitstrekken van actuatoren, kan een zijdelingse impact door een voertuig met de wielophanging van de uitvinding, op eenvoudige wijze opgehangen worden door de actuatoren. Simulaties en berekeningen die in dit kader gemaakt zijn, zijn veelbelovend, en laten zien hoe het mogelijk is om een zeer groot gedeelte van de zijdelingse impact te absorberen in de actuatoren zodanig dat de schok voor bestuurder en/of passagier van het voertuig geminimaliseerd wordt. Zo wordt de veiligheid van het voertuig noemenswaardig verhoogd. Door zijdelingse crashdetectiesensoren te plaatsen aan het voertuig, en deze te verbinden met de regelmodule, kan het voordeel van het opvangen van de zijdelingse impact door de actuatoren zelfs bekomen worden wanneer het voertuig (initieel) in de smalspoorstand staat. In de smalspoorstand, bij een naderende impact, zal de regelmodule de wielophanging naar de breedspoorstand zetten zodanig dat op het moment van de impact de actuatoren als buffer kunnen fungeren voor de impact. Dit komt de veiligheid van een voertuig met een wielophanging volgens de uitvinding ten goede.

De uitvinding zal nu nader worden beschreven aan de hand van een in de tekening weergegeven uitvoeringsvoorbeeld.

In de tekening laat : figuur 1 een voertuig zien met vooraan en achteraan een wielophanging volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding; figuur 2 een vooraanzicht zien van een voertuig met een wielophanging volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding in de smal spoor stand en in de breed spoor stand; en figuur 3 een vooraanzicht zien van een voertuig met een wielophanging volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding verschillende standen van de vering.

In de tekening is aan eenzelfde of analoog element eenzelfde verwijzingscijfer toegekend.

De uitvinding heeft betrekking op een wielophanging voor voertuigen met variabele spoorbreedte. Voertuigen met variabele spoorbreedtes kunnen drie of meer wielen hebben. Bij een configuratie met drie wielen zal vooraan of achteraan een enkel wiel geplaatst worden, terwijl respectievelijk achteraan of vooraan dan twee wielen op een afstand van elkaar voorzien zijn (de afstand zijnde in de dwarsrichting van het voertuig). Deze twee wielen definiëren een spoorbreedte. Hoe groter de spoorbreedte, hoe breder het voertuig, en hoe stabieler de wegligging. Echter, hoe breder de spoorbreedte, hoe meer plaats het voertuig inneemt. Hoe smaller de spoorbreedte, hoe smaller het voertuig, en hoe minder stabiel de wegligging. Echter hoe smaller de spoorbreedte, hoe minder plaats het voertuig inneemt. Het zal duidelijk zijn dat ook andere factoren de stabiliteit van een voertuig kunnen beïnvloeden.

De uitvinding kan verder toegepast worden op voertuigen met vier wielen. De meeste commerciële personenwagens hebben vier wielen. Daarbij zijn typisch de voorste twee van de vier wielen stuurbaar zodanig dat de rijrichting bepaald kan worden, en het voertuig kan bestuurd worden. Ondanks dat de uitvinding in het bijzonder ontworpen is voor commerciële personenvoertuigen met drie of vier wielen, zal het duidelijk zijn dat de uitvinding eveneens toepasbaar is op speciaal ontworpen voertuigen (special purpose vehicles) die ontworpen zijn om een specifieke reden en daarom een specifiek aantal wielen kan hebben dat anders is dan drie of vier wielen. De ophanging volgens de uitvinding zal uitgelegd worden aan de hand van een voorbeeld van een voertuig met vier wielen en met voorwielsturing. Echter, de vakman zal op basis van deze beschrijving de wielophanging kunnen toepassen in voertuigen met een andere configuratie. De uitvinding is daarom niet beperkt tot een wielophanging voor een voertuig met vier wielen.

Figuur 1 toont een voertuig 1 met twee voorwielen 2, 3 en twee achterwielen 4,5. Om de verschillende elementen uit de ophanging goed weer te kunnen geven, is van het voertuig 1 enkel een basisstructuur weergegeven (die niet noodzakelijk de draagstructuur van het voertuig is). Elk van de wielen 2, 3, 4, 5 draaien rondom een as die verbonden is met een wielframe 6 (in het Engels knuckle genoemd). Dit wielframe kan voorzien worden van verschillende elementen, zoals een remsysteem om rotatie van het wiel af te remmen (bijvoorbeeld door middel van een remschijf of remtrommel), of een elektromotor (voor aandrijving van het voertuig). Het wielframe is verbonden met een centraal frame 7 van de wielophanging, waarbij het centraal frame 7 van de wielophanging typisch onderdeel uitmaakt of integraal gevormd is met het lichaam van het voertuig. Daarom zal in de praktijk het centrale frame 7, dat hieronder voor de duidelijkheid van de beschrijving zal gebruikt worden, niet als dusdanig als apart element in het voertuig aanwezig is. Het centrale frame kan integraal gevormd zijn met het lichaam van het voertuig. Alternatief kan het centrale frame 7 wel apart gevormd zijn en verbonden worden met het voertuig 1. Daarbij kunnen de wielframes 6 op basis van verschillende principes verbonden worden met het frame 7. Voorbeelden zijn het dubbele wishbone principe, of het MacPherson principe, of andere onafhankelij ke wielophaningprincipes.

Figuur 1 toont een voorbeeld van hoe een wielframe 6 kan verbonden worden met een frame 7 om een onafhankelijke ophanging van 2 wielen te bekomen. Daarbij toont figuur 1 een wielophanging volgens een eerste uitvoeringsvorm ter plaatse van de voorwielen van het voertuig, en een wielophanging volgens een tweede uitvoeringsvorm die verschillend is van het eerste uitvoeringsvorm ter plaatse van de achterwielen van het voertuig. Op basis van de onderstaande uitleg en de bijbehorende figuren zal de vakman begrijpen dat verdere varianten op basis van dezelfde principes kunnen ontwikkeld worden.

In het algemeen zal een wiel dat bevestigd wordt met een voertuig 3 translatie vrijheidsgraden hebben en 3 rotatie vrijheidsgraden. Om het wiel zodanig te bevestigen dat het wielframe enkel een opwaartse beweging toelaat (voor de vering van het voertuig), moeten 5 van de 6 vrijheidsgraden vast bepaald worden. Theoretisch kan dit oftewel door 5 verbindingen te voorzien tussen wielframe en voertuig, waarbij elke verbinding een vrijheidsgraad vastlegt, oftewel door N minder dan 5 verbindingen te voorzien maar dan wel N verbindingen te voorzien die meer dan 1 vrijheidsgraad blokkeren. De huidige uitvinding met de set actuatoren kan overeenkomstig deze principes uitgevoerd worden. De set actuatoren bevat bij voorkeur 5 elementen om 5 van de 6 vrijheidsgraden te blokkeren. Echter wanneer een element voorzien wordt om meerdere vrijheidsgraden te blokkeren, kunnen minder elementen gebruikt worden in de ophanging.

Zowel de voorwielen als de achterwielen van het voertuig 1 uit figuur 1 zijn opgehangen op basis van het dubbele wishbone principe. Daarbij is in het kader van deze beschrijving dubbele wishbone principe gedefinieerd als een ophangingprincipe waarbij minstens 2 dwarsverbindingen (in de dwarsrichting van het voertuig), met name een bovenste arm en een onderste arm, zich uitstrekken tussen wielframe 6 en frame 7, en welke dwarsverbindingen de camberpositie van het wielframe bepalen wanneer het wielframe op en neer beweegt.

In het kader van deze beschrijving is MacPherson principe gedefinieerd als een ophangingprincipe waarbij slechts één dwarsverbinding, met name een onderste arm, zich uitstrekt tussen wielframe 6 en frame 7, en waarbij deze ene dwarsverbinding samen met de veerpoot de camberpositie van het wielframe bepalen wanneer het wielframe op en neer beweegt. In een dubbele wishbone ophanging kan de veerpoot vrijer geplaatst worden omdat de veerpoot niet (of minder) bepalend is voor de camberpositie van het wiel bij het veren (op en neer bewegen).

Bij zowel dubbele wishbone als MacPherson ophangingen kan verder een stuurverbinding voorzien zijn om de stuurpositie van het wiel te bepalen. Deze stuurverbinding strekt zich ook hoofdzakelijk in de dwarsrichting uit tussen wielframe 6 en frame 7. De stuurverbinding is ter plaatse van het wielframe 6 bij voorkeur verbonden ter hoogte van de wielas (om een minimale invloed te ondervinden van de camberpositie van het wiel).

De onderste arm is bij voorkeur verbonden in een zone onder de wielas. De bovenste arm indien aanwezig, is bij voorkeur verbonden in een zone boven de wielas.

De wielophanging uit figuur 1 is gebaseerd op het dubbele wishbone principe, dit wil zeggen dat elk wielframe 6 door middel van een onderste arm 8 en een bovenste arm 9 met het frame 7 verbonden is. Dit is zowel het geval bij de ophanging van de voorwielen 2,3 als bij de achterwielen 4,5 van het voertuig 1 uit figuur 1. De voorwielen 2,3 bevatten verder een stuurverbinding 10 tussen wielframe 6 en het frame 7, welke toelaat om het wielframe te sturen (dit wil zeggen dus de stuurpositie van het wielframe te bepalen). De onderste arm 8, bovenste arm 9 en eventuele stuurarm 10 vormen samen een set actuatoren die het wielframe 6 met het frame 7 verbinden. Samen met de veerpoot 15 en de staaf 11 wordt het wiel dus opgehangen door 5 elementen zodat 5 van de 6 vrijheidsgraden vast bepaald zijn. In figuur 1 zijn de actuatoren van het rechtervoorwiel 3 aangeduid met referentiecijfer 8, 9 en 10. De actuatoren naar het linkervoorwiel 2 zijn aangeduid met referentiecijfer 8’, 9’en 10’. De actuatoren naar het rechterachterwiel 5 zijn aangeduid met referentiecijfers 8’’ en 9’’ (in de wielophanging van de achterwielen 4,5 zijn slechts twee actuatoren aanwezig, daarbij zal één van de actuatoren, de veerpoot en de staaf 11 voorzien zijn om meer dan één vrijheidsgraad te blokkeren).

Elke actuator 8, 9, 10 is in het voorbeeld uit figuur 1 gevormd als een lineaire actuator, meer bepaald een hydraulische of elektromechanische cilinder. Daarbij heeft de cilinder een huis en een piston. De piston kan door middel van een hydraulische of elektromechanische sturing (niet weergegeven) in en uit het huis geschoven worden om zo de lengte van de actuator 8, 9, 10 te wijzigen. De actuatoren zijn zodanig verbonden met het frame 7 dat de actuatoren van een linker wiel 2 in de dwarsrichting van het voertuig overlappen met de actuatoren van een rechter wiel 3. Dit zal hieronder meer in detail besproken worden aan de hand van de volgende figuren.

Volgens de uitvoeringsvorm weergegeven in figuur 1 is elk wielframe 6 verder verbonden met een centrale zone van het voertuig via een staaf 11. In de uitvoeringsvorm van figuur 1 is de staaf 11 uitgevoerd als dubbele staaf waarbij twee langwerpige elementen 11 zich parallel uitstrekken tussen een centrale zone van het voertuig 1 en het wielframe 6. De staaf 11 is scharnierend verbonden met het wielframe 6 en is scharnierend verbonden met de centrale zone van het voertuig. De staaf 11 zal daardoor krachten in de rijrichting van het voertuig, die aangrijpen op het wielframe, kunnen opvangen. Hierdoor worden de actuatoren 8, 9, 10 ontlast van krachten in de rijrichting, zodanig dat deze actuatoren 8, 9, 10 enkel krachten die in de dwarsrichting van het voertuig aangrijpen op de wielen, moeten opvangen. Wanneer twee staven 11 voorzien zijn, zoals getoond in figuur 1, kunnen ook momentkrachten op het wielframe (bijvoorbeeld ten gevolge van remmen of aandrijven van het wiel) opgevangen worden door de staven 11.

Bij voorkeur is elk wielframe verder voorzien van een veerpoot (aangeduid met referentiecijfer 14 in de figuren 2 en 3), die voorzien is om de verticale beweging van het wiel te bepalen, en voorzien is om de krachten in de verticale richting op te vangen. In de configuratie van figuur 1 zijn de staven voorzien voor het opvangen van momentkrachten om de wielas en van krachten in de langsrichting van het voertuig, zijn de onderste en bovenste actuator voorzien voor het opvangen van cambermomentkrachten en van krachten in de dwarsrichting van het voertuig, is de stuuractuator voorzien voor het opvangen van stuurmomentkrachten en is de veerpoot voorzien voor het opvangen van krachten in de opwaartse richting. Daarbij zal duidelijk zijn voor de vakman dat in de praktijk de actuatoren zodanig geplaatst kunnen worden dat het geheel van verbindingen uit de ophanging de vrijheidsgraden blokkeert zonder dat expliciet elk van de verbindingen aan één vrijheidsgraad gelinkt kan worden. Zo zal in dit kader duidelijk zijn dat bedienen van de stuuractuator de stuurpositie van het wiel wijzigt. Echter ook bediening van de onderste en bovenste actuator zal de stuurpositie wijzigen wanneer de stuuractuator statisch blijft. Daarmee is aangetoond dat alles relatief is en afhankelijk van de positie en/of beweging van andere verbindingen uit de wielophanging.

Figuur 2 toont een vooraanzicht van een voertuig met een wielophanging volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding. Daarbij toont figuur 2 hoe de wielophanging volgens de uitvinding toelaat om de spoorbreedte van het voertuig 1 aan te passen. In figuur 2a is het voertuig weergegeven met een smalle spoorbreedte 12. In figuur 2b is het voertuig 1 weergegeven met een brede spoorbreedte 13.

In de smalspoorstand, zoals weergegeven in figuur 2a, waarbij het voertuig 1 een smalle spoorbreedte heeft, zijn de actuatoren 8, 9, 10 hoofdzakelijk volledig ingetrokken. In de breedspoorstand, weergegeven in figuur 2b, waarbij het voertuig 1 een brede spoorbreedte heeft, zijn de actuatoren 8, 9, 10 hoofdzakelijk volledig uitgestrekt. Daarbij zal de vakman begrijpen dat ook tussenliggende standen, waarbij het voertuig een spoorbreedte aanneemt die tussen de weergegeven smalspoorstand 12 en de breedspoorstand 13 ligt, kan aannemen door de actuatoren 8, 9, 10 slechts gedeeltelijk uit te strekken.

Figuur 2 toont hoe de actuatoren 8, 9, 10 elkaar in de dwarsrichting van het voertuig (waarbij de dwarsrichting van het voertuig de richting is die parallel loopt aan de ondergrond en die dwars staat op de (rechte) rijrichting van het voertuig 1) minstens gedeeltelijk overlappen. In het uitvoeringsvoorbeeld van figuur 2, waarbij de actuatoren 8, 9, 10 hydraulische of elektromechanische cilinders zijn met een basislichaam en een piston, overlappen de basislichamen van de actuatoren van de twee wielen 2,3 elkaar nagenoeg volledig. In een andere uitvoeringsvorm kunnen de actuatoren ook omgekeerd gemonteerd worden, zodat het de pistons zijn die mekaar overlappen. Door deze overlapping in de dwarsrichting worden verschillende effecten bekomen, die hieronder toegelicht worden.

Een eerste effect van de overlapping in de dwarsrichting is dat de verhouding tussen smalspoor en breedspoor noemenswaardig gunstiger wordt. Waar conventioneel (zonder overlapping) de theoretische maximale verhouding breedspoor/smalspoor op 2/1 ligt, ligt het theoretische maximum volgens de uitvinding op 3/1. Dit komt omdat de basislichamen van de actuatoren elkaar overlappen. Bij dit theoretische maximum is de wielbreedte en de afmetingen van de verbindingselementen verwaarloosd, hetgeen in de praktijk onmogelijk is. Hierdoor zal in de praktijk de maximale theoretische verhouding breedspoor/smalspoor nooit effectief bekomen worden, en zal de verhouding altijd minder gunstig zijn. Volgens het principe van de uitvinding is een voertuig ontworpen met een breedspoor van 140 cm en een smalspoor van 80 cm.

Een tweede effect van de overlapping is dat, bij het in- en uitveren van de wagen, negatieve cambereffecten en stuureffecten kleiner zijn (dan in een gelijkaardige situatie zonder overlapping). Dit is het gevolg van de lengtes van de dwarsverbindingen die door de overlapping noemenswaardig groter worden. Anders gesteld is de afstand tussen het punt waarop de actuator 8, 9, 10 met het frame 7 verbonden is, en het punt waarop de actuator 8, 9, 10 met het wielframe 6 verbonden is, voldoende groot om negatieve camber- en stuureffecten minimaal te houden.

Een derde effect van de overlapping is dat de veermogelijkheden, in het bijzonder in de smalspoorstand, noemenswaardig toenemen. Dis is eveneens een gevolg van de lengte in de dwarsrichting van het voertuig tussen het punt waarop de actuator 8, 9, 10 met het frame 7 verbonden is en het punt waarop de actuator 8, 9, 10 met het wielframe 6 verbonden is. Deze afstand is bepalend voor de veerweg (beweging van het wiel in de opwaartse en neerwaartse richting) die een wiel maximaal kan afleggen. Dit laat toe om een voertuig te ontwerpen dat ook in de smalspoorstand comfortabel geveerd kan worden.

Figuur 2 toont verder de veerpoten 14, 14’. Elk wiel is voorzien van een veerpoot 14. De veerpoot strekt zich uit tussen het voertuig 1, in het bijzonder een zone van het voertuig 1 dat gelegen is boven het frame 7, en het wielframe 6 (of een actuator uit de set actuatoren). Daarbij is in een uitvoeringvorm zoals weergegeven in figuur 2a de veerpoot 14 ook gevormd als een actuator. Dit laat toe om de veerpoot 14 in de smalspoorstand in te trekken, en in de breedspoorstand uit te schuiven om de rijhoogte van het voertuig in de twee standen (en dus ook in tussenliggende standen) constant te houden. Indien de veerpoot niet als actuator gevormd is, zal de rijhoogte in de smalspoorstand hoger worden, hetgeen door een bestuurder ook als aangenaam kan ervaren worden. Door de veerpoten 14 rechtstreeks met het wielframe 6 te verbinden, worden de actuatoren uit de set (actuator 8, 9, 10) ontlast van verticale krachten. Alternatief kan de veerpoot 14 verbonden worden met een onderdeel van de set actuatoren. Het voordeel daarvan zou zijn dat de veerpoot niet in lengte moet kunnen wijzigen om de rijhoogte van het voertuig constant te houden. Het nadeel zal echter zijn dat de actuatoren 8, 9, 10 dan ook verticale krachten / buigmomenten moeten dragen, en daardoor sterker moeten uitgevoerd worden. Als verder alternatief kan de veerpoot 15 met de staaf 11 verbonden worden.

In dit kader wordt opgemerkt dat het niet noodzakelijk is dat de veerpoot 14 als één element wordt uitgevoerd waarbij veer en demper gecombineerd worden in een veerpoot. Veer en demper kunnen ook apart voorzien worden. Bijvoorbeeld kan de veer op de staaf 11 voorzien worden en de demper op het wielframe.

Figuur 2 toont verder de staven 11 die met een centrale zone van het voertuig 1 verbonden zijn, en die de krachten op het wielframe 6 in de rijrichting van het voertuig 1 opvangen. Hierdoor worden de actuatoren 8, 9, 10 ontlast van krachten in de rijrichting. In combinatie met de veerpoot, die de actuatoren 8, 9, 10 ontlast van krachten in de opwaartse richting, zullen de actuatoren enkel dwarskrachten op het wiel moeten opvangen. Aangezien hydraulische of elektromagnetische cilinders (net zoals de meeste lineaire actuatoren) uitermate geschikt zijn voor het opvangen van krachten in de lengterichting van de actuator, kunnen hiervoor lichte en goedkope actuatoren gebruikt worden. Dit maakt het op een economische wijze toepassen van de wielophanging in commerciële voertuigen haalbaar. Eventueel kunnen de staven 11 ook als actuator uitgevoerd worden. In combinatie met een veerpoot 14 die als actuator uitgevoerd is, kan het voertuig theoretisch voorzien worden om een trap te beklimmen, bijvoorbeeld om het voertuig in de gang van een huis te parkeren. De actuator-veerpoot zou toelaten het wiel omhoog te lichten terwijl de actuator-staaf het wiel vooruit kan bewegen om op die manier een trede te nemen.

Figuur 3 toont een voertuig 1 met een wielophanging volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding, in de breedspoorstand, waarbij in figuur 3a de vering (gevormd door de veerpoten 14) van de wielen maximaal ingeveerd (compressed) is, en waarbij in figuur 3b de vering van de wielen maximaal uitgeveerd (extended) is. Daarbij zal duidelijk zijn dat de termen inveren en uitveren gerelateerd zijn aan de verticale beweging van het wiel. Door het wiel verticaal te bewegen tijdens het rijden kunnen oneffenheden in de ondergrond opgevangen worden. Zo wordt de stabiliteit van het voertuig 1, in het bijzonder wanneer het voertuig 1aan een noemenswaardig hoge snelheid rijdt, sterk verhoogt. Daarbij zal duidelijk zijn dat door de onafhankelijke ophanging van elk wiel 3, 4, ook de vering onafhankelijk zal werken. De maximale veerweg wordt bepaald door de veerpoten 14, en kan door de vakman geoptimaliseerd worden in functie van de eigenschappen van het voertuig 1 en de wielophanging daarvan. De veerpoot 14 zal typisch naast een verende functie ook een dempende functie hebben.

Bij het veren (op- en neerwaarts bewegen waarbij de veerpoot ingedrukt of uitgerekt wordt) van een wiel 3, roteren de actuatoren 8, 9,10 rondom hun verbindingspunt met het frame 7. Daarbij zal de vakman begrijpen dat deze beweging in de praktijk geen zuivere opwaartse beweging is, omdat het wielframe 6 door middel van staven 11 met een centrale zone van het voertuig verbonden is. In de weergegeven uitvoeringsvorm hebben de staven 11 een vaste lengte, en hierdoor zal het veren van het wiel als gevolg hebben dat het wiel een beetje naar voren en/of naar achteren bewogen wordt, om de afstand tot de centrale zone van het voertuig (waarmee de staven verbonden zijn) constant te houden. Hiermee rekening houdend, kan voor elke actuator 8, 9, 10 een ruimte gedefinieerd worden, waarbij de ruimte de grenzen aanduidt waarbinnen de respectievelijke actuator beweegt bij het veren van het wiel; deze ruimte is in figuur 3b geïllustreerd met gearceerde vlakken. In de praktijk zal de ruimte driedimensionaal zijn. Omdat de actuatoren van de eerste set 8, 9, 10 (die naar het wiel 3 lopen) overlappen met de actuatoren uit de tweede set 8’, 9’, 10’ (die naar het wiel 4 lopen), worden de overeenstemmende actuatoren uit de verschillende sets asymmetrisch gemonteerd. De actuatoren van de eerste set worden asymmetrisch geplaatst ten opzichte van de actuatoren uit de tweede set zodanig dat de ruimtes die gedefinieerd zijn voor de actuatoren uit de eerste set 8, 9, 10 geen overlapping vertonen met ruimtes die gedefinieerd zijn voor actuatoren uit de tweede set 8’, 9’, 10’. Doordat de ruimtes geen overlapping vertonen, kan het ene wiel 3 onafhankelijk veren van het andere wiel 4 zonder dat de actuatoren 8, 9, 10 van de ene set in botsing komen met de actuatoren van de andere set.

Daarbij wordt symmetrie en asymmetrie beschouwd ten opzichte van een vlak dat zich opwaarts uitstrekt en in de rijrichting van het voertuig, en dat door een centrum (of zwaartepunt) van het voertuig loopt. In dit kader wordt opgemerkt dat een voertuig typisch zo symmetrisch mogelijk vervaardigd wordt, om de kinematische invloeden te balanceren (zodat de kinematische invloeden aan de linkerzijde van het voertuig hoofdzakelijk gelijk zijn aan de kinematische invloeden aan de rechterzijde van het voertuig), en zodanig dat het gewicht ongeveer gelijk verdeeld is tussen de linkerzijde en de rechterzijde van het voertuig 1.

Overeenstemmende actuatoren 8, 9, 10 kunnen asymmetrisch geplaatst worden door bijvoorbeeld de actuator 8 voor of achter (in de rijrichting van het voertuig beschouwd) de actuator 8’ te plaatsen. Alternatief kunnen de actuatoren asymmetrisch geplaatst worden door bijvoorbeeld de actuator 8 boven of onder de actuator 8’ te plaatsen. Omdat de ruimtes die de beweging van de actuatoren definiëren complexe driedimensionale vormen kunnen aannemen, kunnen ook combinaties van bovenstaande voorbeelden gemaakt worden om overlapping te vermijden en om de symmetrie maximaal te benaderen. Alternatief kunnen de actuatoren excentrisch verbonden worden met wielframe en voertuig, zodanig dat de verbindingspunten ter plaatse van wielframe en voertuig wel symmetrisch liggen, maar de actuatoren toch elkaar kruisen.

Asymmetrisch plaatsen van overeenstemmende actuatoren kan ofwel door ze ter plaatse van het frame 7 asymmetrisch te positioneren, ofwel door ze ter plaatse van het wielframe 6 asymmetrisch te plaatsen, ofwel bij voorkeur door een combinatie van daarvan. Elke actuator is bij voorkeur verbonden met het frame 7 via een rubberen bushing, waardoor de actuator vrij kan roteren ten opzichte van het frame 7. Verder is elke actuator bij voorkeur ook via een rubberen bushing verbonden met het wielframe 6 zodat de actuator ook vrij kan roteren ten opzichte van het wielframe 6. Door het plaatsen van de actuator tussen 2 dergelijke bushings, zullen vooral krachten doorgegeven worden aan de actuator die in lijn liggen met de lengterichting van de actuator. Hierdoor kan de actuator optimaal gebruikt worden, dit wil zeggen voor het transfereren van krachten in de lengterichting van de actuator.

Door de overlapping in de dwarsrichting van de actuatoren, is minstens een gedeelte van de elementen uit de wielophanging die het linker wiel 3 vasthouden, verbonden met de rechterhelft van het voertuig 1 terwijl minstens een gedeelte van de elementen uit de wielophanging die het rechter wiel 4 vasthouden, verbonden is met de linkerhelft van het voertuig 1. Hierdoor ontstaat een hefboom die groter is dan bij conventionele ophangingen, waardoor de wielen uit de ophanging volgens de uitvinding meer bewegingsvrijheid hebben. In het bijzonder de elementen uit de wielophanging die het wiel in de dwarsrichting vasthouden, zijn op bovenstaande wijze met het voertuig 1 verbonden.

De stuuractuatoren 10 zijn ter plaatse van het frame 7 bij voorkeur verbonden met een stuurelement (niet weergegeven). Dit stuurelement kan op conventionele wijze verbonden worden met het stuur van het voertuig, typisch via een stuurstang, om heen en weer te bewegen afhankelijk van de hoekpositie van het stuur. Door de stuuractuatoren 10 te verbinden met het stuurelement, wordt een passieve sturing verkregen. Daarbij wil passief zeggen zonder elektronische of hydraulische aansturing van de stuuractuatoren 10. Wanneer de stuuractuatoren 10 in een voorafbepaalde positie ingesteld zijn, en het stuurelement heen en weer beweegt, zullen daarmee ook de stuuractuatoren 10 mee heen en weer bewegen waardoor de stuurposities van de wielen 3 en 4 overeenstemmend wijzigen. Op deze manier kan het voertuig op conventionele wijze bestuurd worden.

Bijkomend aan een passieve sturing, kan via de wielophanging volgens de uitvinding ook op eenvoudige wijze een actieve sturing verkregen worden. De actieve sturing wordt dan geïmplementeerd door het bedienen van de stuuractuatoren, bijvoorbeeld door het in- of uitschuiven van de hydraulische of elektromagnetische cilinder 10, om zo de stuurpositie van het betreffende wiel te beïnvloeden. Het voordeel van actieve sturing is dat het wiel per wiel kan geïmplementeerd worden (terwijl passieve sturing op de twee wielen 3, 4 dezelfde invloed zal hebben). Een verder voordeel van actieve sturing is dat ze digitaal door een regelmodule kan uitgeoefend worden om voorafbepaalde algoritmes uit te voeren en zo de stabiliteit van het voertuig 1 te verhogen. Via deze actieve sturing kunnen nieuwe vormen van slipcontrole, remcontrole of vierwielsturing geïmplementeerd worden. Remmen van het voertuig kan bekomen worden door een zogenaamde towin te geven. Dit wil zeggen dat het rechter wiel naar links gestuurd wordt terwijl het linker wiel naar rechts gestuurd wordt. Hierdoor wordt een automatische remming bekomen zonder het wiel zelf te remmen via een conventioneel remsysteem. Op die manier kan de ophanging van de uitvinding een backupsysteem vormen voor het remsysteem.

De wielophanging volgens de uitvinding laat verder een actieve camberregeling toe. De camberpositie van het wiel wordt bepaald door de hoekpositie van het wiel ten opzichte van de lengteas van het voertuig. De camberpositie bepaalt de positie van het loopvlak van de band het wiel ten opzichte van de ondergrond. Het zal duidelijk zijn dat hoe meer het loopvlak van de band het wiel evenwijdig loopt met de ondergrond, hoe beter het gewicht van het voertuig 1 verdeeld wordt over het oppervlak van het wiel, en dus hoe beter de grip is. De optimale camberpositie van het wiel kan in de praktijk door verschillende redenen/omstandigheden beïnvloed worden, en een voorbeeld daarvan is het veren van het wiel, het nemen van een bocht met het voertuig, en de stuurpositie van het wiel. Bijvoorbeeld bij het nemen van een bocht op hoge snelheid, zal de band vervormen en daardoor niet meer plat met zijn loopvlak op de ondergrond staan. De optimale camberpositie is gedefinieerd als die positie van het wiel waarbij het loopvlak van de band van het wiel vlak op de ondergrond staat. Daarbij heeft elke afwijking of beïnvloeding van de optimale camberpositie van het wiel een negatieve invloed op de grip van het wiel op de ondergrond. Omdat de wielophanging volgens de uitvinding een onderste arm 8 en een bovenste arm 9 heeft, en deze armen als actuatoren zijn uitgevoerd, kan de camberpositie van elk van de wielen afzonderlijk ingesteld worden door het bedienen van de respectievelijke onderste en bovenste actuator 8, 9. Daarbij kan de actieve camberregeling door een regelmodule uitgevoerd worden, waarbij voorafbepaalde algoritmes geïmplementeerd zijn die al dan niet rekening houden met rijomstandigheden zoals rijsnelheid en stuurpositie van de wiel.

Het voertuig bevat bij voorkeur een regelmodule voor het aansturen van de actuatoren 8, 9, 10 en optioneel voor het aansturen van de veerpoot 14. Daarbij is de regelmodule in de eerste plaats aangepast voor het regelen van de spoorbreedte van het voertuig 1. De spoorbreedte kan manueel ingesteld worden, of kan op basis van voorafbepaalde algoritmes bepaald worden, of een combinatie daarvan. De regelmodule kan verder voorzien worden van logica of algoritmes om besturing van het voertuig te optimaliseren. Zo kan een wielophanging ontworpen worden, dat in de smalspoorstand de maximale stuurposities van de wielen beperkt is (waardoor het voertuig een grote draaicirkel heeft in de smalspoorstand). Echter door de actuatoren 8, 9, 10 ten minste gedeeltelijk uit te schuiven, krijgen de wielen 3, 4 meer plaats zodat de maximale stuurhoek van de wielen toeneemt en de draaicirkel kleiner wordt. Dergelijke situaties kunnen vooraf geprogrammeerd worden, zodanig dat de regelmodule de wielophanging optimaal aanstuurt. Zo kan de regelmodule ook actieve sturing als ook actieve cambersturing uitoefenen. De regelmodule kan verder voorzien worden om de aerodynamica te verbeteren bijvoorbeeld door op hoge snelheid de spoorbreedte te verkleinen zodat het frontale oppervlak van het voertuig afneemt.

Simulaties hebben uitgewezen dat de actuatoren 8, 9, 10 uitermate geschikt zijn voor het opvangen van een zijdelingse impact. Hiervoor wordt het voertuig bij voorkeur met een zijdelingse crashdetectiesensor voorzien die geschikt is om een naderende zijdelingse impact te detecteren en een overeenstemmend signaal te sturen aan de regelmodule. Wanneer de regelmodule een dergelijk signaal ontvangt, zal de regelmodule bij voorkeur de actuatoren 8, 9, 10 volledig uitschuiven zodat de wielen in de breedspoorstand komen te staan. Niet enkel heeft het voertuig in de breedspoorstand de grootste stabiliteit, maar ook kan een zijdelingse impact geabsorbeerd worden in de actuatoren 8, 9, 10, zodanig dat de bestuurder en/of passagiers van het voertuig 1 van deze impact ontlast worden. Hierdoor wordt de veiligheid van een voertuig met een ophanging volgens de uitvinding noemenswaardig verhoogd. Conventionele voertuigen zijn zeer gevoelig aan zijdelingse impacten omdat een zijdelingse impact nauwelijks geabsorbeerd kan worden. Door de actuatoren volgens de uitvinding uit te schuiven, kunnen deze actuatoren de zijdelingse impact maximaal absorberen zodat de invloed van de impact op het lichaam van het voertuig 1 minimaal is.

Op basis van de beschrijving hierboven zal de vakman begrijpen dat wielophanging op verschillende manieren en op basis van verschillende principes kan uitgevoerd worden. Daarbij is de uitvinding niet beperkt tot de hierboven beschreven opbouw. De hierboven beschreven uitvoeringsvormen, alsook de figuren zijn louter illustratief en dienen enkel om het begrip van de uitvinding te vergroten. De uitvinding zal daarom niet beperkt zijn tot de uitvoeringsvormen die hierin beschreven zijn, maar wordt gedefinieerd in de conclusies.

Claims (14)

1. Conclusies

   1. Wielophanging die geschikt is om verbonden te worden met een lichaam van een voertuig, bevattende een eerste en een tweede wiel die samen een spoorbreedte definiëren en waarbij, wanneer de wielophanging met het voertuig verbonden is, het eerste wiel verbonden is met het lichaam via een eerste set actuatoren en het tweede wiel verbonden is met het lichaam via een tweede set actuatoren, zodanig dat middels bediening van de actuatoren de spoorbreedte aanpasbaar is tussen een smal spoor en een breed spoor, daardoor gekenmerkt dat de eerste set actuatoren in de dwarsrichting van het voertuig overlapt met de tweede set actuatoren.
2. 2. Wielophanging volgens conclusie 1, waarbij elke actuator uit de eerste set actuatoren en de tweede set actuatoren scharnierend verbonden is met het lichaam.
3. 3. Wielophanging volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij elke actuator uit de eerste set actuatoren en de tweede set actuatoren een lineaire actuator is.
4. 4. Wielophanging volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij elke actuator uit de eerste set actuatoren ter plaatse van het eerste wiel scharnierend verbonden is met een eerste wielframe, en waarbij elke actuator uit de tweede set actuatoren ter plaatse van het tweede wiel scharnierend verbonden is met een tweede wielframe.
5. 5. Wielophanging volgens conclusie 4, waarbij elk wielframe scharnierend verbonden is met een eerste eind van een staaf, en waarbij een tweede eind van de staaf voorzien is om scharnierend verbonden te zijn met een centrale zone van het voertuig zodat krachten die aangrijpen op het wielframe in de rijrichting van het voertuig hoofdzakelijk opgevangen worden door de staaf.
6. 6. Wielophanging volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij elke set uit de eerste set actuatoren en tweede set actuatoren minstens een onderste actuator en een bovenste actuator bevat die zich hoofdzakelijk parallel uitstrekken en die bij voorkeur ter plaatse van het wiel respectievelijk in een zone onder en boven de wielas verbonden zijn.
7. 7. Wielophanging volgens conclusie 6, waarbij elke set uit de eerste set actuatoren en tweede set actuatoren verder een stuuractuator bevat die zich hoofdzakelijk parallel uitstrekt aan de bovenste en onderste actuator en die bij voorkeur ter plaatse van het wiel in een zone voor of achter de wielas, in de rijrichting beschouwd, verbonden is.
8. 8. Wielophanging volgens conclusie 7, waarbij de stuuractuator ter plaatse van het lichaam met een stuurelement verbonden is dat heen-en-weer beweegbaar is om zo de stuurhoek van de wielen te bepalen.
9. 9. Wielophanging volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de actuatoren uit de eerste set actuatoren en de tweede set actuatoren een hoofdzakelijk gelijke lengte hebben wanneer ze in eenzelfde stand geplaatst zijn.
10. 10. Wielophanging volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij een centraal vlak gedefinieerd is dat zich opwaarts en in de rijrichting van het voertuig uitstrekt, en welk centraal vlak door het zwaartepunt van de wielophanging loopt, waarbij de eerste set actuatoren en de tweede set actuatoren asymmetrisch ten opzichte van het centraal vlak met het lichaam verbonden zijn.
11. 11. Wielophanging volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de ophanging verder een veerpoot bevat voor elk wiel, welke veerpoot voorzien is om de verticale beweging van het wiel ten opzichte van het lichaam te controleren.
12. 12. Wielophanging volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij elk van de actuatoren uit de eerste set actuatoren en de tweede set actuatoren een basislichaam en een ten opzichte van het basislichaam verschuifbaar element heeft, en waarbij de basislichamen van de actuatoren elkaar in de dwarsrichting van het voertuig nagenoeg volledig overlappen.
13. 13. Wielophanging volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij verder een regelmodule voorzien is die de actuatoren aanstuurt op basis van stuurinput en snelheid van het voertuig.
14. 14. Wielophanging volgens conclusie 13, waarbij de regelmodule voorzien is om verbonden te zijn met een zijdelingse crashdetectiesensor van het voertuig, en waarbij de regelmodule de actuatoren aanstuurt naar de breed spoor stand op basis van de zijdelingse crashdetectiesensor.