DE102005043176A1

DE102005043176A1 - Fahrzeug

Info

Publication number: DE102005043176A1
Application number: DE200510043176
Authority: DE
Inventors: Andreas GÄRTNER; Stefan Beetz; Gerald Festner; Torsten Baustian
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2005-09-09
Filing date: 2005-09-09
Publication date: 2007-03-15

Abstract

Fahrzeug mit einem Fahrzeugaufbau (6), wenigstens zwei mit dem Fahrzeugaufbau (6) verbundenen und gegenüber diesem bewegbaren Rädern (3, 4) und einem Stabilisator (8), der zwei mit den Rädern (3, 4) verbundene Schenkel (9, 10) aufweist, die über eine erste Feder (11) mechanisch miteinander gekoppelt sind, wobei die beiden Schenkel (9, 10) zusätzlich über eine zweite Feder (13) und ein mit dieser in Reihe geschaltetes Kraft-Koppelglied (15) miteinander gekoppelt sind, dessen Kopplungsverhalten mittels einer Steuereinrichtung (25) variierbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Fahrzeugaufbau, wenigstens zwei mit dem Fahrzeugaufbau verbundenen und gegenüber diesem bewegbaren Rädern und einem Stabilisator, der zwei mit den Rädern verbundene Schenkel aufweist, die über eine erste Feder mechanisch miteinander gekoppelt sind.

Derartige Stabilisatoren sind aus dem Stand der Technik bekannt und mit dem Nachteil behaftet, dass sie nicht gleichzeitig gute Eigenschaften für den Straßenbetrieb und für den Geländebetrieb aufweisen. Aus diesem Grund wurden modifizierte Stabilisatoren geschaffen, wobei Stabilisatoren grundsätzlich in verschiedene Domänen aufgeteilt werden können. Die Beeinflussung der Übertragungscharakteristik des Kraftelements Stabilisator erfolgt entweder:

– adaptiv, das heißt auf Grund bzw. in Abhängigkeit des Bewegungszustandes beider Räder hinsichtlich Radlage und Radgeschwindigkeit und ohne Zufuhr von externer Energie,
– aktiv-schaltbar, das heißt mit langsamer fahrzustandsabhängiger oder manuell vorwählbarer Beeinflussung der reaktiven (mit Einschränkung auch der aktiven) Kraftelemente-Charakteristik und mit Zufuhr von externer Energie (Beispiel: aktiv entkoppelbare Stabilisatorwelle),
– semi-aktiv, das heißt mit schneller, gegebenenfalls auf Einzelereignisse oder höherfrequente Anregungen bezogener Beeinflussung der reaktiven Kraftelemente- Charakteristik und mit Zufuhr geringfügiger externer Steuerenergie (Beispiel: Stabilisator mit semi-aktiver Zusatzdämpfung),
– aktiv, das heißt mit schneller Beeinflussung der reaktiven Kraftelemente-Charakteristik und mit der Generierung aktiver Stellkräfte/-momente in allen Bewegungsquadranten und mit Zufuhr von größerer externer Energie (Beispiel: geteilter Stabilisator mit aktivem Schwenkmotor).

Ein Beispiel hierfür offenbart die DE 103 16 114 A1 , aus der ein Stabilisator als ein mit einem Federelement versehenes Bauteil bekannt ist, das beweglich am Fahrzeugaufbau befestigt ist. Auf der linken Fahrzeugseite ist der Stabilisator über einen ersten Seitenschenkel mit dem linken Fahrzeugrad verbunden, wohingegen auf der rechten Fahrzeugseite der Stabilisator über einen zweiten Seitenschenkel mit dem rechten Fahrzeugrad verbunden ist. Zwischen den beiden Seitenschenkeln ist ein Aktor angeordnet, der als hydraulisches Stellglied ausgeführt sein kann. Der Aktor ist in einen Regelkreis integriert, der den Aktor nach Maßgabe der Bewegungen des Fahrzeugaufbaus steuert und/oder regelt. Der Regelkreis weist Sensoren zur Erfassung von Wankbewegungen des Fahrzeugaufbaus auf.

Während vollaktive Stabilisatoren zur Wankstabilisierung und zur Stabilisatorentkopplung ein breites Funktionsband aufweisen, aber einen hohen Energieeinsatz und Komponentenaufwand benötigen, ist die Funktionalität bei schaltbaren Systemen deutlich eingeschränkt, da nur eine Entkopplung dargestellt werden kann. Bei gegebenenfalls aktiver Entkopplung sind sowohl Energieverbrauch als auch Komponentenbedarf (Power-Pack, Reglungsstrategie, Fail-Safe-Ebene) immer noch aufwändig. Bei beiden Domänen ist also die darstellbare Funktionalität mit hohem Aufwand hinsichtlich Energiezufuhr, Funktionsabsicherung im Versagensfall und Komponentenaufwand (Energieversorgung etc.) verbunden. Insbesondere bei vollaktiven Systemen auf hydraulischer Basis besteht im Versagensfall keine rein mechanische Rückfallebene. Die nutzbare Verdrehlänge ist gegenüber ungeteilten Stabilisatorsystemen reduziert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass die Kopplung der beiden Räder über den Stabilisator bei relativ einfachem Aufbau und möglichst geringer Energiezufuhr aktiv beeinflussbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Das erfindungsgemäße Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, weist einen Fahrzeugaufbau, wenigstens zwei mit dem Fahrzeugaufbau verbundene und gegenüber diesem bewegbare Räder und einen Stabilisator auf, der zwei mit den Rädern verbundene Schenkel umfasst, die über eine erste Feder mechanisch miteinander gekoppelt oder verbunden sind. Die beiden Schenkel sind dabei zusätzlich über eine zweite Feder und ein mit dieser in Reihe geschaltetes Kraft-Koppelglied miteinander gekoppelt oder verbunden, dessen Kopplungsverhalten mittels einer Steuereinrichtung variiert wird oder variiert werden kann.

Dadurch, dass die beiden Schenkel des Stabilisators über eine Parallelschaltung aus der ersten Feder und der Reihenschaltung aus der zweiten Feder und dem Kraft-Koppelglied miteinander verbunden sind, ist über das Kopplungsverhalten des Kraft-Koppelglieds die Federsteifigkeit des Stabilisators variierbar. Dabei kann das Kraft-Koppelglied in mehrere Zustände mit unterschiedlicher Kopplung geschaltet werden, die jeweils zu einem unterschiedlichen Federungsverhalten und/oder Dämpfungsverhalten des Stabilisators führen. Je stärker die Kopplung ist, desto größer wird die Gesamtfedersteifigkeit des Stabilisators, und je geringer die Kopplung ist, desto kleiner wird die Gesamtfedersteifigkeit des Stabilisators.

Insbesondere sind in einem vollständig gekoppelten Zustand (auch gesperrter Zustand oder Sperrung des Kraft-Koppelglieds genannt) die beiden Schenkel über eine Parallelschaltung der beiden Federn derart miteinander verbunden, dass die Gesamt-Federsteifigkeit des Stabilisators gleich oder im Wesentlichen gleich der Summe der Einzel-Federsteifigkeiten von erster und zweiter Feder ist. In einem vollständig entkoppelten Zustand hingegen sind die beiden Schenkel nur oder im Wesentlichen nur über die erste Feder miteinander gekoppelt, so dass die Gesamt-Federsteifigkeit des Stabilisators gleich oder im Wesentlichen gleich der Federsteifigkeit der ersten Feder ist. Bevorzugt sind aber auch Zwischenzustände annehmbar, so dass die Gesamt-Federsteifigkeit des Stabilisators in Abhängigkeit vom Kopplungsverhalten bzw. Kopplungsgrad des Kraft-Koppelgliedes unterschiedliche Werte annehmen kann, die insbesondere zwischen der Federsteifigkeit der ersten Feder und der Summe aus den Federsteifigkeiten beider Federn liegen. Das Kraft-Koppelglied arbeitet dabei bevorzugt als Dämpfer, dessen Dämpfungsverhalten insbesondere mittels der Steuereinrichtung variierbar ist. Die beiden Schenkel sind daher bevorzugt über eine Parallelschaltung aus der ersten Feder und einer Reihenschaltung aus der zweiten Feder und dem Dämpfer miteinander verbunden.

Somit ist es bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeug möglich, die Kopplung zwischen den beiden Rädern zu variieren, obwohl, wie bei einem herkömmlichen passiven Stabilisator, eine stetige mechanische Kopplung der beiden Räder miteinander vorhanden ist. Diese stetige Kopplung bildet eine Ausfallsicherung, da die beiden Räder zumindest über die erste Feder stets miteinander gekoppelt sind. Hierdurch wird der Aufwand erheblich reduziert, der bei herkömmlichen zweigeteilten Stabilisatoren für die Ausfallsicherheit betrieben werden muss. Da ferner die erste Feder immer einen Teil eines in den Stabilisator eingebrachten Moments überträgt, wird über das Kraft-Koppelglied lediglich ein Teil des Gesamtmoments übertragen, so dass das Kraft-Koppelglied unter Belastung mit geringerem Energieaufwand als bei einem herkömmlichen zweigeteilten Stabilisator betätigt werden kann. Dennoch ist es möglich, das Kraft-Koppelglied mit der Steuereinrichtung in der Weise zu beeinflussen, dass dieses selbst die beiden Schenkel gegeneinander verspannt bzw. Kräfte oder Momente zwischen den beiden Schenkeln aufbaut.

Der Stabilisator ist bevorzugt über wenigstens ein Lager am Fahrzeugaufbau gelagert. Ferner können die Räder federnd am Fahrzeugaufbau gelagert sein und bevorzugt ihren Abstand zum Fahrzeugaufbau verändern. Dabei kann jedes der Räder unter Zwischenschaltung einer separaten Fahrzeugfeder mit dem Fahrzeugaufbau verbunden sein. Die Fahrzeugfedern drängen das jeweilige Rad vom Fahrzeugaufbau weg bzw. halten den Fahrzeugaufbau im Abstand zum jeweiligen Rad, wobei dieser Abstand auch als Einfederung bezeichnet wird.

Die erste Feder bestimmt die kleinste Federsteifigkeit und somit die Geländegängigkeit des Fahrzeugs, so dass die Federsteifigkeit der ersten Feder bevorzugt signifikant geringer als bei einem herkömmlichen passiven Stabilisator mit konstanter Kopplung ist. Ferner ist die Federsteifigkeit der zweiten Feder bevorzugt größer als die Federsteifigkeit der ersten Feder.

Eine besonders kompakte Bauweise des Stabilisators ist dadurch realisierbar, dass die beiden Federn als ineinander angeordnete Torsionsfedern ausgebildet sind. Zum Beispiel kann die erste Feder eine erste Torsionsfeder bilden, die insbesondere als Torsionsfederstab ausgebildet ist. Ferner kann die zweite Feder eine zweite Torsionsfeder bilden, die insbesondere als hohle Torsionsfeder ausgebildet ist, in deren Hohlraum die erste Torsionsfeder angeordnet ist bzw. verläuft. Dieser Hohlraum erstreckt sich insbesondere in Richtung der Verdreh- oder Torsionsachse durch die zweite Torsionsfeder hindurch. Die zweite Feder ist somit als federelastisch tordierbares Rohr ausbildbar, dessen Außenkontur aber von der Kreisform abweichen und/oder in Richtung der Verdreh- oder Torsionsachse der zweiten Torsionsfeder variieren kann.

Bevorzugt fällt die Verdreh- oder Torsionsachse der ersten Torsionsfeder mit der Verdreh- oder Torsionsachse der zweiten Torsionsfeder zusammen. Ferner kann die Verdreh- oder Torsionsachse der ersten Torsionsfeder mit der Längsrichtung der ersten Torsionsfeder zusammenfallen und/oder die Verdreh- oder Torsionsachse der zweiten Torsionsfeder mit der Längsrichtung der zweiten Torsionsfeder zusammenfallen.

Die erste Torsionsfeder ist bevorzugt drehfest mit den beiden Schenkeln, die zweite Torsionsfeder an ihrem einen Ende drehfest mit einem der beiden Schenkel, ein Teil des Kraft-Koppelglieds drehfest mit dem anderen der beiden Schenkel und die zweite Torsionsfeder mit ihrem anderen Ende drehfest mit einem anderen Teil des Kraft- Koppelglieds verbunden, wobei die beiden Teile des Kraft-Koppelglieds relativ zueinander drehbar sind. Dabei kann einer Drehbewegung der beiden Teile des Kraftkoppelglieds relativ zueinander in Abhängigkeit vom Kopplungsgrad ein unterschiedlicher Widerstand entgegengesetzt werden bzw. kann diese Drehbewegung in Abhängigkeit vom Kopplungsgrad unterschiedlich gedämpft werden. Das eine Teil bildet insbesondere einen in dem anderen Teil angeordneten Rotor, wobei das andere Teil als Stator oder Gehäuse ausbildbar ist. Ferner kann das Kraft-Koppelglied eine Ausnehmung aufweisen, in welcher die erste Torsionsfeder angeordnet ist oder verläuft. Bevorzugt ist das eine Teil des Kraft-Koppelglieds als Hohlkörper ausgebildet, dessen Hohlraum die Ausnehmung bildet. Diese Ausnehmung ist insbesondere eine durchgehende Ausnehmung, durch welche hindurch sich die erste Torsionsfeder erstreckt. Das eine Teil des Kraft-Koppelglieds kann somit z.B. rohrförmig oder hülsenförmig ausgebildet sein.

Es ist möglich, dass sich die erste Torsionsfeder durch die gesamte Reihenschaltung von zweiter Torsionsfeder und Kraft-Koppelglied hindurch erstreckt, was zu einer großen Federlänge für die erste Torsionsfeder führt. Dies ist ein Vorteil gegenüber geteilten Stabilisatoren. Alternativ kann das eine Teil des Kraft-Koppelgliedes aber auch der ersten Torsionsfeder und dem zugehörigen Schenkel zwischengeschaltet und drehfest sowohl mit der ersten Torsionsfeder als auch mit dem zugehörigen Schenkel verbunden sein. In diesem Fall ist die Gesamtlänge der ersten Torsionsfeder aber geringer.

Das Kraft-Koppelglied kann mechanisch, elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch betätigt werden. Ferner ist das Kraft-Koppelglied bevorzugt als Schwenkaktuator ausgebildet, der die erste Feder umringt.

Gemäß einer Weiterbildung ist das Kraft-Koppelglied hydraulisch betätigbar und hydraulisch mit der Steuereinrichtung verbunden, wobei von dem Kraft-Koppelglied insbesondere ein hydraulischer Volumenstroms generierbar ist, der z.B. von der Steuereinrichtung gesteuert werden kann. Als Kraft-Koppelglied eignet sich insbesondere ein hydraulischer Schwenkaktuator, der bevorzugt als hydraulischer Verdränger arbeitet und insbesondere wie ein hydraulischer Schwenkmotor aufgebaut ist. Das Kraft-Koppelglied kann zumindest die beiden bevorzugt ineinander angeordneten und relativ zueinander drehbaren Teile aufweisen, die jeweils wenigstens einen sich in Richtung des jeweilig anderen Teils hin erstreckenden Flügel umfassen können. Die beiden Flügel überlappen sich dabei insbesondere hinsichtlich der axialen und radialen Richtung, so dass die Flügel aneinander anschlagen und somit die Verdrehung der beiden Teile gegeneinander begrenzen können. Als axiale Richtung wird dabei insbesondere die Richtung der zugehörigen Drehachse bezeichnet, wohingegen die radiale Richtung senkrecht zu dieser Drehachse verläuft.

Zur Beeinflussung des Kopplungsverhaltens sind zwischen den beiden Flügeln wenigsten zwei mit einem Hydraulikfluid gefüllte Kammern ausgebildet, die hydraulisch mit der Steuereinrichtung verbunden sind. Werden die beiden Teile gegeneinander verdreht, so vergrößert sich eine der Kammern, wohingegen sich die andere Kammer verkleinert. Dies hat einen Strom von Hydraulikfluid zur Folge, so dass Hydraulikfluid in die größer werdende Kammer einströmt und aus der kleiner werdenden Kammer ausströmt, jedenfalls bei Verwendung eines praktisch nicht oder lediglich geringfügig komprimierbaren Fluids, wie einem Hydrauliköl. Bei vollständiger Entkopplung sind die beiden Kammern über die Steuereinrichtung hydraulisch miteinander kurzgeschlossen, so dass der Einfluss der zweiten Feder auf die Federsteifigkeit des Stabilisators sehr gering oder sogar zu vernachlässigen ist. In diesem Fall wird das Federungsverhalten des Stabilisators maßgeblich oder ausschließlich durch die erste Feder bestimmt.

Ferner ist es möglich, dass die Steuereinrichtung den Zu- oder Abstrom von Hydraulikfluid in bzw. aus wenigstens einer der Kammern vollständig sperrt, so dass eine Verdrehung der beiden Teile gegeneinander nicht mehr möglich ist, sofern ein nicht-komprimierbares Fluid verwendet wird. Insbesondere wird die Austauschmöglichkeit von Hydraulikfluid zwischen den beiden Kammern unterbrochen. In diesem Fall ist das Kraft-Koppelglied gesperrt, so dass die Federsteifigkeit des Stabilisators aus der Parallelschaltung der beiden Federn bestimmt ist. Zum Sperren des Kraft-Koppelglieds weist die Steuereinrichtung bevorzugt ein ansteuerbares Schaltventil (z.B. ein 2/2-Wege-Schaltventil) zur Sperrung des vom Kraft-Koppelglied generierten Volumenstroms auf.

Alternativ oder ergänzend kann die Steuereinrichtung eine hydraulische Drossel zur Beeinflussung des hydraulischen Durchflusses des vom Kraft-Koppelglied generierten hydraulischen Volumenstroms aufweisen. Die beiden Kammern können z. B. über die hydraulische Drossel miteinander verbunden sein, so dass das Kraft-Koppelglied ein Kopplungsverhalten aufweist, welches zwischen dem vollständigen Entkoppeln (Kurzschluss) und dem vollständigen Koppeln (Sperren) liegt. Das Kraft-Koppelglied arbeitet in dieser Betriebsart wie ein Dämpfer, dessen Dämpfungsverhalten durch das Kopplungsverhalten bestimmt oder bestimmbar ist. Insbesondere sind die beiden Schenkel über eine Parallelschaltung aus der ersten Feder und einer Reihenschaltung aus der zweiten Feder und dem Dämpfer miteinander verbunden. Dabei kann die Drossel aktiv oder passiv ausgebildet sein, wobei eine passive Drossel einen unveränderbaren hydraulischen Strömungswiderstand bildet. Ist die Drossel passiv ausgelegt, lässt sich diese nicht vollständig sperren, so dass mit der Drossel bevorzugt das Schaltventil zum Sperren des Durchflusses durch die Drossel in Reihe geschaltet ist. Ferner kann die Steuereinrichtung ein Mehrwege-Ventil (z.B. ein 3/2-Wege-Schaltventil) aufweisen, um wahlweise zwischen einem Kurzschlussbetrieb und dem Drosselbetrieb hin und her zu schalten. Für den Kurzschlussbetrieb ist z.B. der Drossel eine Hydraulikleitung parallel geschaltet, die mittels des Mehrwege-Ventils zum Kurzschließen der Drossel freigeschaltet werden kann. Ist zum Sperren des Kraft-Koppelglieds das Schaltventil vorhanden, so kann auch dieses von der Kurzschluss-Hydraulikleitung überbrückt werden.

Alternativ oder ergänzend kann die Steuereinrichtung ein ansteuerbares Proportionalventil zur stufenlosen Beeinflussung des hydraulischen Durchflusses des vom Kraft-Koppelglied generierten hydraulischen Volumenstroms aufweisen. Mit diesem Ventil lässt sich das Strömungsverhalten aktiv steuern und bevorzugt sogar vollständig unterbinden, so dass das Schaltventil zum Sperren entfallen kann. Insbesondere bildet das Proportionalventil eine aktive Drossel, deren Strömungswiderstand variierbar ist. Dabei kann das Proportionalventil die passive Drossel ersetzen oder in Reihe mit dieser geschaltet sein. Ferner kann auch hier das Mehrwege-Ventil vorgesehen sein, um wahlweise zwischen einem Kurzschlussbetrieb und dem Drosselbetrieb hin- und herschalten zu können. Für den Kurzschlussbetrieb ist z.B. dem Proportionalventil eine Hydraulikleitung parallel geschaltet, die mittels des Mehrwege-Schaltventils zum Kurzschließen des Proportionalventils freigeschaltet werden kann.

Die beiden Federn können in zwei einander entgegengesetzte Richtungen betätigt oder verspannt werden, so dass auch der Volumenstrom des Hydraulikfluids in zwei einander entgegengesetzte Richtungen strömen kann. Um eine definierte Flussrichtung des Hydraulikfluids in der Steuereinrichtung zu gewährleisten, ist insbesondere ein hydraulischer Gleichrichter zwischen dem Kraft-Koppelglied und der Steuereinrichtung vorgesehen oder in diese integriert. Dieser Gleichrichter sorgt dafür, dass z.B. das Mehrwege-Ventil stets in der gleichen Richtung von Hydraulikfluid durchströmt wird. Der hydraulische Gleichrichter wird dabei insbesondere mit Hilfe von Rückschlagventilen, insbesondere mit vier Rückschlagventilen, gebildet.

Ferner kann eine elektronische Steuerung mit der Steuereinrichtung verbunden oder in diese integriert sein. Diese elektronische Steuerung kann im einfachsten Fall lediglich einen Schalter aufweisen, der z.B. das Schaltventil zum Sperren ein- und ausschaltet. Bevorzugt weist die elektronische Steuerung aber noch einen Signalgeber auf, z. B. in Form einer Leuchte, um den Fahrzeugführer über den aktuellen Schaltzustand des Stabilisators zu informieren. Ferner ist es möglich, einen Regler für die Stellung des Proportionalventils in der elektronischen Steuerung vorzusehen. Auch ist ein zusätzlicher Schalter möglich, um das Mehrwege-Schaltventil zu betätigen. Bevorzugt umfasst die elektronische Steuerung einen Digitalrechner und/oder ist mit einer Fahrzeugsteuerung gekoppelt, wobei die elektronische Steuerung mit wenigstens einem Sensor verbunden sein kann und/oder einen Speicher aufweisen kann, in dem z.B. ein im Vorab bestimmtes Kennfeld hinterlegt ist. Die Steuereinheit kann die von dem oder den Sensoren erfassten Werte direkt oder indirekt mit im Kennfeld hinterlegten Werten vergleichen und den Stabilisator bzw. die Schaltventile und/oder das Proportionalventil in geeigneter Weise ansteuern.

Das erfindungsgemäße mehrstufige Stabilisatorsystem weist eine integrierte Wankdämpfung auf, die in Zusammenhang mit einer semi-aktiven digitalen Regel- oder Steuereinrichtung arbeitet. Dazu ist der Schwenkaktuator (HDU) als hydraulisches Kraft-Koppelglied zwischen zwei Stabilisatorstufen (iSTB) und (oSTB) montiert.

– iSTB: Inneres, durchgehendes Stabilisatorprofil.
– oSTB: Äußeres, das iSTB teilweise umhüllendes Stabilisatorprofil (Rohr).
– HDU: Rotatorische Verdrängereinheit (Pumpe) mit Welle und Gehäuse.

Es besteht eine Reihenschaltung des Gehäuses dieses Schwenkaktuators und des oSTB (zweite Feder) mit dem Stabilisatorschenkel einer Seite. Eine hydraulische Momentabstützung zwischen diesem Komponentenpfad und dem Stabilisatorende der anderen Seite wird nun hydrostatisch mit Hilfe des Schwenkaktuators realisiert. Das hydraulische Übertragungsverhalten hat vornehmlich eine dämpfende Charakteristik, die nun mit Hilfe der hydraulischen Steuereinheit (HCU) und ihrer Ventilbeschaltung mit hoher Eckfrequenz in einem ausreichend breiten Band variiert werden kann (semi-aktive Dämpfung).

– HCU: Hydraulische Steuereinheit mit semi-aktiv ansteuerbaren Proportionalventilen zur stufenlosen Beeinflussung des hydraulischen Durchflusses des vom Verdränger (HDU) generierten Volumenstroms.

Eine Kopplung (Parallelschaltung von iSTB mit einer Anordnung, die von einer Reihenschaltung aus oSTB und HDU gebildet ist) erfolgt zusätzlich mit einer hydraulischen Sperrfunktion – diese Sperrung wird in Abhängigkeit vom Pfadzustand durch die entsprechende Ventilstellung definiert eingestellt und stellt ferner die primäre Fail-Safe-Rückfallebene des Systems dar. Eine sekundäre Fail-Safe-Rückfallebene wird durch den ständigen Eingriff des iSTB (erste Feder) gebildet.

Eine geeignete hydraulische Verschaltung der ölgefüllen Kammern realisiert die Funktion der HDU als Volumenverdränger – der Schwenkaktuator arbeitet als Pumpe im Zwei- Quadranten-Betrieb. Mittels einer in der externen HCU angeordneten Gleichrichter-Ventilschaltung durchströmt das verdrängte Ölvolumen eine semi-aktiv regelbare Ventilkombination und kann in Abhängigkeit einer Sollwert-Vorgabe definiert gedrosselt oder gesperrt werden. Auf Grund der hohen Schaltgeschwindigkeiten sind verschiedene Strategien zur Dämpfungsregelung bevorzugt des Wank-Freiheitsgrades darstellbar.

Entscheidend sind nun z.B. die Möglichkeiten zur gezielten und gegebenenfalls auch schnellen Beeinflussung der Steifigkeits- und Dämpfungscharakteristik des Stabilisatorsystems über die Regelung und Proportionalventilstellung, mit der sich mehrere Funktionalitäten darstellen lassen:

– Semi-aktive Dämpfung des Wank-Freiheitsgrads.
– Beliebig parametrierbare Umschaltung zwischen weicher und harter Stabilisatorkennung durch hydraulische Sperrung/Verkopplung von iSTB und oSTb.
– (Bei Verwendung an Vorderachse und Hinterachse des Fahrzeugs) Vorsteuerung des stationären und des dynamischen Fahrzeug-Eigenlenkverhaltens durch Regelung der Stabilisator-Wankmomentenverteilung zwischen Vorderachse und Hinterachse.

Die dazu bevorzugte Betriebsstrategie verwendet als Basisfunktion einen sog. Skyhook-Alghorithmus der die gemessene/berechnete Bewegungsdynamik von Aufbauebene und Radebene verarbeitet und daraus geeignete Rückstell- oder Reaktionskräfte bestimmt, die in der Folge als Sollwertvorgabe in die Aktuatorik eingesteuert werden. Die Bewegungsdynamik lässt sich mit einer Kombination von Sensoren erfassen – diesbezüglich werden die möglichen Grundkonfigurationen aufgezeigt:

– Vertikalbeschleunigung an mind. zwei Punkten (z.B. vorne links, vorne rechts oder hinten links, hinten rechts) des Fahrzeugaufbaus, wobei die beiden Punkte insbesondere auf einer Ebene senkrecht zur Fahrzeuglängsachse sowie beidseitig (rechts und links) im gleichen Abstand zu dieser Achse liegen (bevorzugt weisen die beiden Punkte ferner den gleichen Abstand zu einer von Fahrzeuglängsachse und Fahrzeughochachse aufgespannten Ebene auf, die zwischen den beiden Punkten verläuft),
– wenigstens zwei Radvertikalbeschleunigungen, bevorzugt alle Radvertikalbeschleunigungen oder
– Aufbau-Vertikalbeschleunigung an mind. zwei Punkten (z. B. Stabilisatorlager aufbauseitig: vorne links, vorne rechts oder hinten links, hinten rechts), wobei die beiden Punkte insbesondere auf einer Ebene senkrecht zur Fahrzeuglängsachse sowie beidseitig (rechts und links) im gleichen Abstand zu dieser Achse liegen (bevorzugt weisen die beiden Punkte ferner den gleichen Abstand zu einer von Fahrzeuglängsachse und Fahrzeughochachse aufgespannten Ebene auf, die zwischen den beiden Punkten verläuft),
– wenigstens zwei Einfederwege, bevorzugt alle Einfederwege.

Auf Basis dieser Betriebsstrategie können zusätzlich vorgesteuerte Anteile (Störgrößenaufschaltung, Kennfeldsteuerung) als System-Sollwertvorgabe verarbeitet werden, um die Systemleistung und insbesondere die Dynamik zu verbessern.

Vorteilhaft am erfindungsgemäßen Fahrzeug ist insbesondere:

– Die Kombination mehrerer Federraten und einer variablen Dämpfung mit Hilfe eines auf hydrostatischer Grundlage arbeitenden Verdrängersystems.
– Dass im Unterschied zu bisherigen aktiven schaltbaren Stabilisatorsystemen mit geteiltem Stabilisator die nutzbare Verdrehlänge des immer im Eingriff befindlichen Elements (iSTB) durch Hindurchführung dieses Elements durch den Schwenkaktuator (Verdränger) maximal wird und damit eine Optimierung der Federrate realisiert werden kann.
– Dass gegenüber aktiven Systemen ein immer im Eingriff befindliches Element (iSTB) zur Querkopplung der beiden Räder einer Achse eine optimale Grundeinstellung des Fahrzeug-Eigenlenkverhaltens ermöglicht. Die Aufteilung des durch die Stabilisatoren abgestützten Aufbau-Wankmoments auf Vorder- und Hinterachse kann variiert werden und beeinflusst damit die Radlastverteilung des Fahrzeugs. Das Eigenlenkverhalten des Fahrzeugs bei Kurvenfahrt (Gierempfindlichkeit, Lenkwinkelbedarf) ist davon direkt abhängig.
– Dass eine komplette Komponentenintegration innerhalb der Baugruppe Stabilisator zu einem anschlussfähigen mechatronischen Funktionsmodul realisierbar ist.
– Die Nutzung eines hydraulischen Schwenkaktuators als Pumpe, die beim Auftreten relativer Einfederbewegungen einen Volumenstrom durch eine Ventilbeschaltung fördert, in Zusammenhang mit einem Stabilisatorsystem.
– Die hydraulische Beschattung mit Plattenventil, 2/2-Wege-Proportionalventil und 3/2-Wege-Schaltventil und weiteren Komponenten mit dem Ziel: – den verdrängten Volumenstrom gleichzurichten, so dass lediglich eine Beströmungsrichtung des Ventils vorliegt, – einen degressiv-linearen Verlauf der HCU-Kennlinie zu realisieren, – eine hydraulische Sperrfunktion zu gewährleisten.
– Dass die Ventilstellung und insbesondere die Sperrfunktion durch die Regelung variabel durch die Steuerelektronik zu beeinflussen ist.
– Dass die zur Systemfunktion bevorzugt vorgesehene Sensorkette ebenfalls in das Funktionsmodul integriert werden kann, beispielsweise durch die Kombination intelligenter Gelenksensorik an den Stabilisator-Koppelstangen mit Beschleunigungssensoren.

Der primäre Nutzen des Systems liegt:

– in seiner positiven Auswirkung auf die Wankdynamik des Aufbaus sowohl bei äußerer Anregung als auch bei Fahrereingaben,
– in der sowohl situationsbedingt als auch kontinuierlich wirksamen Adaption der Kraftelemente-Charakteristik in Hinblick auf – Aufbaustabilisierung, – max. Achsverschränkung, – hohe Wankfederrate und Wankdämpfung bei Kurvenfahrt, – geringe Wankfederrate und frequenzabhängige Wankdämpfung bei wechselseitiger Straßenanregung,
– in der Verbesserung des Vertikalkomforts ebenso wie der Traktion/Achsverschränkung im Gelände auf Grund der geringeren Stabilisator-Basissteifigkeit,
– dynamische und stationäre Beeinflussung des Fahrzeug-Eigenlenkverhaltens durch Steuerung der Wankmomentverteilung zwischen Vorder- und Hinterachse.

Zu benennende Vorteile sind ferner:

– breites Funktionsband bei geringem Energieeigenbedarf,
– Adaptionsfähigkeit an verschiedene Betriebsbereiche (Fahrzeug, Randbedingungen) durch parametrierbare Funktion (Anpassung Funktionssoftware)
– Möglichkeit auf Einzelereignisse bzw. höherfrequente Anregung zu reagieren,
– Einbau als Funktionsmodul,
– Komfort und Traktionsverbesserung bei gleichzeitigem Erhalt der Fahrsicherheit,
– Doppelte Rückfallebene bei Systemausfall,
– Vermeidung von zu starker Querkopplung der Räder bei Geradeausfahrt.

Insbesondere kann ein semi-aktives System bei geeigneter Erweiterung der Funktionalität mit Hilfe mechanisch-hydraulischer Bauelemente, aber mit einem vergleichsweise geringen Einsatz externer Energie eine Brücke hinsichtlich des Funktionsbandes zu den aktiven Systemen schlagen. Gegenüber der aktiv-schaltbaren Konfiguration ist die Funktionalität und die Einstellbarkeit der Charakteristik deutlich erweiterbar, gegenüber den vollaktiven Systemen ist der Absicherungsaufwand im Versagensfall vereinfacht.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschieben. In der Zeichnung zeigen:
1: eine schematische Teilansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs,
2: eine detailliertere Darstellung des Kraft-Koppelglieds und der Steuereinrichtung nach 1,
3: eine detailliertere Darstellung des Kraft-Koppelglieds nach 1 mit einer ersten modifizierten Form der Steuereinrichtung,
4: eine schematische Gesamtansicht der Ausführungsform nach 1,
5: eine Kennlinie der Ausführungsform nach 1, wobei das Stabilisatormoment über die Stabilisatorverdrehung aufgetragen ist,
6: eine Kennlinie der Ausführungsform nach 1, wobei das Stabilisatormoment über die Stabilisatorverdrehgeschwindigkeit aufgetragen ist,
7: eine Messkurve für die Ausführungsform nach 1, wobei das Stabilisatormoment über die Stabilisatorverdrehung aufgetragen ist, und
8: eine detailliertere Darstellung des Kraft-Koppelglieds nach 1 mit einer zweiten modifizierten Form der Steuereinrichtung.
Aus 1 ist eine schematische Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs 1 ersichtlich, welches eine Vorderachse 2 mit einem linken Rad 3 und einem rechten Rad 4 aufweist. Das Rad 3 ist über eine linke Radaufhängung 5 mit einem Fahrzeugaufbau 6 des Fahrzeugs 1 verbunden, wobei das Rad 4 über eine rechte Radaufhängung 7 mit dem Fahrzeugaufbau 6 verbunden ist. Ferner ist ein Stabilisator 8 vorgesehen, der einen an der Radaufhängung 5 angreifenden linken Schenkel 9 und einen an der Radaufhängung 7 angreifenden rechten Schenkel 10 aufweist. Zwischen den beiden abgewinkelten Schenkeln 9 und 10 erstreckt sich ein Torsionsfederstab 11, der drehfest mit den beiden Schenkeln 9 und 10 verbunden, insbesondere einstückig mit diesen ausgebildet ist. Weisen die Räder 3 und 4 einen unterschiedlichen Abstand zum Fahrzeugaufbau 6 auf, so tordiert der Stab 11 federelastisch um seine Längsachse 12. Als Folge dieser Torsion wirkt der Torsionsfederstab 11 in einer Weise auf die beiden Räder 3 und 4 ein, dass diese bestrebt sind, wieder den gleichen Abstand zum Fahrzeugaufbau einzunehmen. Ferner ist mit dem Schenkel 10 eine hohle Torsionsfeder 13 drehfest verbunden, insbesondere verschweißt, welche über ein Lager 14 am Fahrzeugaufbau 6 gelagert ist, wobei die Torsionsfeder 13 mit ihrem dem Schenkel 10 abgewandten Ende unter Zwischenschaltung eines Kraft-Koppelglieds 15 mit dem Schenkel 9 verbunden ist. Das Kraft- Koppelglied 15 ist als hydraulischer Schwenkaktuator ausgebildet und weist ein Außenteil 16 auf, welches drehfest mit der Torsionsfeder 13 verbunden ist. Ferner weist der Schwenkaktuator 15 ein in und insbesondere konzentrisch zu dem Außenteil 16 angeordnetes hohles Innenteil 17 auf, welches drehfest mit dem Schenkel 9 verbunden und über ein Lager 18 an dem Fahrzeugaufbau 6 gelagert ist. Das Außenteil 16 bildet ein Gehäuse für das Innenteil 17, welches in einer in dem Außenteil 16 vorgesehenen und von einer Wandung 65 (siehe 3) des Außenteils 16 begrenzten Kammer 66 (siehe 3) angeordnet ist. Der Hohlraum in der Torsionsfeder 13 erstreckt sich in Richtung der Längsachse 12 durch die Torsionsfeder 13 hindurch. Ferner erstreckt sich der Hohlraum in dem Innenteil 17 in Richtung der Längsachse 12 durch das Innenteil 17 hindurch, wobei sich der Stab 11 durch den Hohlraum der Torsionsfeder 13 und durch den Hohlraum des Innenteils 17 hindurch erstreckt.
In dem Schwenkaktuator 15 sind vier Hydraulikkammern 19, 20, 21 und 22 (siehe 2) ausgebildet, von denen zumindest 2 Kammern 19, 20 über Hydraulikleitungen 23, 24 mit einer hydraulischen Steuereinrichtung 25 hydraulisch verbunden sind.
Aus 2 ist eine schematische Schnittansicht des Schwenkaktuators 15 mit einer detaillierteren Darstellung der Steuereinrichtung 25 ersichtlich. Das Innenteil 17 weist zwei Außenflügel 26, 27 auf, die sich von dem Innenteil 17 aus radial nach außen in Richtung auf das Außenteil 16 hin erstrecken. Ferner weist das Außenteil 16 zwei Innenflügel 28 und 29 auf, die sich ausgehend vom Außenteil 16 radial nach innen in Richtung auf das Innenteil 17 hin erstrecken und auch als Trennstege bezeichnet werden können. In jedem Flügel 26, 27, 28 und 29 ist eine Dichtung 30 vorgesehen, wobei die Dichtungen 30 die Außenflügel 26 und 27 gegenüber der Innenwandung 65 des Außenteils 16 abdichten und die Trennstege 28 und 29 gegenüber der Außenfläche 67 (siehe 3) des Innenteils 17 abdichten. Dabei sind in der Kammer 66 die Hydraulikkammern 19, 20, 21 und 22 zwischen dem Außenflügel 26 und dem Trennsteg 28, zwischen dem Trennsteg 28 und dem Außenflügel 27, zwischen dem Außenflügel 27 und dem Trennsteg 29 und zwischen dem Trennsteg 29 und dem Außenflügel 26 ausgebildet. Ferner sind die Hydraulikkammern 20 und 22 über eine in dem Innenteil 17 verlaufende Hydraulikleitung 31 hydraulisch miteinander verbunden. Bevorzugt sind auch die Hydraulikkammern 19 und 21 über eine in dem Innenteil 17 verlaufende zweite Hydraulikleitung (nicht gezeigt) hydraulisch miteinander verbunden. Die Hydraulikkammern 19, 20, 21 und 22 sind in axialer Richtung beidseitig verschlossen, so dass Hydraulikfluid in die oder aus den Kammern nur durch die Hydraulikleitungen strömen kann.
Das Innenteil 17 ist gegenüber dem Außenteil 16 drehbar, wobei die Dreh- bzw. Längsachse des Innenteils 17 gemäß der Ausführungsform mit der Längsachse 12 der Torsionsfeder 11 zusammenfällt. Je nach Änderung des Unterschieds im Abstand der Räder 3 und 4 gegenüber dem Fahrzeugaufbau 6 kann sich das Innenteil 17 in Richtung oder in Gegenrichtung des Pfeils 32 (siehe 1) drehen, was in 2 mit Hilfe des Doppelpfeils 33 deutlich gemacht ist. Allerdings überlappen sich die Außenflügel 26 und 27 des Innenteils 17 radial und axial mit den Innenflügeln 28 und 29 des Außenteils 16, so dass bei einer vorgegebenen maximalen Verdrehung δmax des Innenteils 17 gegenüber dem Außenteil 16 die Außenflügel 26 und 27 des Innenteils 17 an die Trennstege 28 und 29 des Außenteils bzw. ans Gehäuse 16 anstoßen. Das Innenteil 17 ist somit lediglich begrenzt gegenüber dem Außenteil 16 drehbar.
Die Kammern 19 und 20 werden über die Hydraulikleitungen 23 und 24 zunächst mit aktuatorseitigen Anschlüssen 61 und 62 eines hydraulischen Gleichrichters 34 verbunden, der vier Rückschlagventile 35, 36, 37 und 38 und steuereinrichtungsseitige Anschlüsse 63 und 64 aufweist. Der hydraulische Gleichrichter 34 ist mit der Steuereinrichtung 25 hydraulisch verbunden, welche ein 3/2-Wege-Schaltventil 39 aufweist, das im stromlos geschlossenen Zustand dargestellt ist. Das 3/2-Wege-Schaltventil 39 weist zwei Ausgänge 40 und 41 sowie einen Eingang 42 auf, der am Anschluss 63 mit den beiden Rückschlagventilen 36 und 37 verbunden ist. Der Ausgang 40 ist am Anschluss 64 mit den Rückschlagventilen 35 und 38 unter Zwischenschaltung eines Proportionalventils 43 verbunden, welches elektrisch steuerbar den Strömungswiderstand für durch das Proportionalventil 43 hindurch strömendes Hydraulikfluid verändern kann. Zusätzlich ist der Ausgang 41 unter Zwischenschaltung einer Hydraulikleitung 44 (Bypass) am Anschluss 64 mit den Rückschlagventilen 35 und 38 verbunden, an die ferner ein mit Hydraulikflüssigkeit (Hydraulikfluid) 58 gefüllter Hydraulikspeicher 45 angeschlossen ist. Im dargestellten stromlosen Zustand des 3/2-Wege-Schaltventil 39 ist der Eingang 42 mit dem Ausgang 40 hydraulisch verbunden, wohingegen die Leitung 44 am Ausgang 41 von dem 3/2-Wege-Schaltventil 39 verschlossen ist. Durch Betätigen bzw. elektrisches Bestromen des 3/2-Wege-Schaltventils 39 kann der Eingang 42 mit dem Ausgang 41 hydraulisch verbunden werden, wohingegen das Proportionalventil 43 am Ausgang 40 von dem 3/2-Wege-Schaltventil 39 einseitig verschlossen wird.
Die Rückschlagventile 35 und 38 sind derart ausgebildet, dass sie das Hydraulikfluid nur in Richtung des Pfeils 46 (Durchlassrichtung für Rückschlagventile 35 und 38) durchlassen und in Gegenrichtung sperren. Die Rückschlagventile 36 und 37 hingegen sind derart ausgerichtet, dass sie das Hydraulikfluid in Richtung des Pfeils 46 sperren und in Gegenrichtung (Durchlassrichtung für Rückschlagventile 36 und 37) durchlassen. Ferner ist ein Druckbegrenzungsventil 47 zwischen die Rückschlagventile bzw. zwischen die Anschlüsse 63 und 64 des Gleichrichters 34 geschaltet, um bei einem vorbestimmten Druckunterschied durchzuschalten. Das Druckbegrenzungsventil 47 ist hier lediglich ein Sicherheitselement und arbeitet im Wesentlichen wie ein Rückschlagventil, benötigt aber einen erheblich höheren Druckunterschied, um durchzuschalten, so dass das Druckbegrenzungsventil 47 im normalen Betrieb in beide Richtungen sperrt.
Aus 3 ist eine schematische Ansicht des Schwenkaktuators 15 mit einer modifizierten Steuereinrichtung 25 ersichtlich, wobei der einzige Unterschied zu der Steuereinrichtung 25 nach 2 darin besteht, dass das Proportionalventil 43 durch eine Reihenschaltung aus einer hydraulischen Drossel 48 und einem hydraulischen Schaltventil 49, insbesondere einem 2/2-Wege-Schaltventil, ersetzt ist. Im Gegensatz zur Steuereinrichtung nach 2 kann bei der Steuereinrichtung nach 3 der Strömungswiderstand durch die Drossel 48 nicht verändert werden, da die Drossel 48 als passives Bauelement ausgelegt ist. Das Schaltventil 49 dient dazu, eine Sperrung des Schwenkaktuators 15 zu realisieren. Bei der Steuereinrichtung nach 2 ist diese Sperrung dadurch erzielbar, dass das Proportionalventil 43 in eine vollständig geschlossene Stellung gefahren wird, was bei der passiven Drossel 48 nicht möglich ist. Ergänzend ist es aber dennoch möglich, wie aus 8 ersichtlich, bei der Steuereinrichtung nach 2 zusätzlich eine passive Drossel 48 mit dem Proportionalventil 43 in Reihe zu schalten, wobei insbesondere die Durchströmungscharakteristik dieser Ventilschaltung dem Auslegungsziel angepasst wird.
Aus 4 ist eine schematische Gesamtansicht des Fahrzeugs 1 nach 1 ersichtlich, wobei zusätzlich zu der Vorderachse 2 die Hinterachse 50 des Fahrzeugs 1 mit den Rädern 71 und 72 dargestellt ist, welche ebenfalls über einen Stabilisator 8 miteinander verbunden sind, der in funktioneller Hinsicht entsprechend dem Stabilisator 8 der Vorderachse 2 ausgebildet und mit einer Steuereinrichtung 25 unter Zwischenschaltung eines Gleichrichters verbunden ist.
Das 3/2-Wege-Schaltventil 39, das Proportionalventil 43 und/oder das Schaltventil 49 sind elektrisch betätigbar und mit einer elektronischen Steuerung 51 elektrisch verbunden. Die elektronische Steuerung 51 ist ihrerseits mit einem im Fahrgastinnenraum des Fahrzeugs 1 angeordneten Schalter 52 und mit einem ebenfalls im Fahrgastinnenraum angeordneten und als Leuchtdiode ausgebildeten Signalgeber 53 verbunden, so dass einerseits der Fahrzeugführer über den Schalter 52 das oder die Ventile in der Steuereinrichtung 25 schalten und somit das Verhalten des Stabilisators 8 beeinflussen und andererseits den aktuellen Schaltzustand des Stabilisators 8 anhand der Anzeigevorrichtung 53 überprüfen kann.
Die elektronische Steuerung 51 kann mit einem oder mehreren Sensoren 54 verbunden sein, welche den Zustand bzw. die Lage des Fahrzeugs 1 erfassen können, so dass die Steuerung 51 in Abhängigkeit von den Sensorsignalen die Steuereinrichtung 25 geeignet ansteuern kann. Die elektronische Steuerung 51 ist dafür bevorzugt mit einem Digitalrechner versehen, der die von den Sensoren erfassten Signale auswertet, insbesondere mit einem im vorab ermittelten und gespeicherten Kennfeld vergleicht und eine daraus abgeleitete bzw. folgende Ansteuerung der Steuereinrichtung 25 vornehmen kann. Anwendung findet insbesondere der sogenannte „Skyhook-Algorithmus", der wie das Kennfeld, bevorzugt in einem in der elektronischen Steuerung 51 vorgesehenen Speicher hinterlegt sein kann. Die Sensoren erfassen z.B. die Vertikalbeschleunigungen einiger oder aller Räder, die Vertikalbeschleunigung des Fahrzeugaufbaus in mehreren Punkten und/oder die Einfederwege einiger oder aller Räder.
Aus 5 ist eine Kennlinie für den Stabilisator 8 ersichtlich, wobei das an den Stabilisator 8 angreifende Moment M über die Verdrehung 6 des Stabilisators um seine Längsachse 12 aufgetragen ist. Die Kurve 55 entspricht dabei zunächst dem alleinigen Verhalten des inneren Stabilisators 11, wohingegen die Kurve 56 dem Verhalten des Stabilisators 8 entspricht, wenn der äußere Stabilisator 13 über den hydraulischen Aktuator 15 dem inneren Stabilisator 11 parallel geschaltet ist. Ferner kennzeichnen die parallel zur Momenten-Achse M verlaufenden Geraden 57 denjenigen Verdrehwinkel, bei denen die Außenflügel 26, 27 des Innenteils 17 an die Trennstege 28, 29 des Außenteils 16 anstoßen. In diesen Zuständen besteht eine formschlüssige Parallelschaltung von äußerem und innerem Stabilisator, was aus der Änderung der Steigung der Kurve 55 an den Schnittpunkten mit den Geraden 57 deutlich wird.
Aus 6 ist eine Kennlinie des Stabilisators 8 ersichtlich, wobei das auf den Stabilisator einwirkende dynamische Moment M über die Verdrehwinkelgeschwindigkeit δpkt des Stabilisators um seine Längsachse 12 dargestellt ist. Dabei beschreibt die Kurve 59 eine starke Drosselung des Hydraulikstroms zwischen den beiden Kammern 19 und 20, wohingegen die Kurve 60 eine schwache Drosselung des Hydraulikstroms zwischen den Kammern 19 und 20 repräsentiert. Die Kurven 59 und 60 stellen Grenzkennlinien der Dämpfung dar, wobei auch Zwischenstellungen vorsteuerbar sind.
Ferner zeigt 7 eine Messkurve, wobei das an den Stabilisator 8 angreifende Moment M über die Verdrehung 6 des Stabilisators 8 um seine Längsachse 12 aufgetragen ist. Die Kurve 68 entspricht dabei einer weichen Stabilisatorrate (Leerlauf des Aktuators), wohingegen die Kurve 69 einer harten Stabilisatorrate entspricht (Sperrung des Aktuators). Die Kurve 70 schließlich zeigt ein Verhalten, wobei der Aktuator 15 als hydraulischer Dämpfer arbeitet.

1: Fahrzeug
2: Vorderachse
3: linkes Rad der Vorderachse
4: rechtes Rad der Vorderachse
5: linke Radaufhängung
6: Fahrzeugaufbau
7: rechte Radaufhängung
8: Stabilisator
9: linker Schenkel des Stabilisators
10: rechter Schenkel des Stabilisators
11: Torsionsfederstab
12: Längsachse des Torsionsfederstabs (iSTB)
13: äußere Torsionsfeder (oSTB)
14: Stabilisatorlager
15: Schwenkaktuator (HDU)
16: Außenteil bzw. Gehäuse des Schwenkaktuators
17: Innenteil bzw. Rotor des Schwenkaktuators
18: Stabilisatorlager
19: Hydraulikkammer in Schwenkaktuator
20: Hydraulikkammer in Schwenkaktuator
21: Hydraulikkammer in Schwenkaktuator
22: Hydraulikkammer in Schwenkaktuator
23: Hydraulikleitung
24: Hydraulikleitung
25: Steuereinrichtung
26: Außenflügel am Innenteil des Schwenkaktuators
27: Außenflügel am Innenteil des Schwenkaktuators
28: Trennsteg am Außenteil des Schwenkaktuators
29: Trennsteg am Außenteil des Schwenkaktuators
30: Dichtung
31: Hydraulikleitung in rohrförmigem Innenteil des Schwenkaktuators
32: Pfeil
33: Doppelpfeil
34: hydraulischer Gleichrichter
35: Rückschlagventil
36: Rückschlagventil
37: Rückschlagventil
38: Rückschlagventil
39: 3/2-Wege-Schaltventil
40: Ausgang des 3/2-Wege-Schaltventils
41: Ausgang des 3/2-Wege-Schaltventils
42: Eingang des 3/2-Wege-Schaltventils
43: Proportionalventil
44: Hydraulikleitung (Bypass)
45: Hydraulikspeicher
46: Pfeil
47: Druckbegrenzungsventil
48: hydraulische Drossel
49: hydraulisches Schaltventil
50: Hinterachse
51: elektronische Steuerung
52: Schalter
53: Signalgeber
54: Sensor/Sensoren
55: Kurve
56: Kurve
57: Gerade
58: Hydraulikfluid
59: Kurve
60: Kurve
61: aktuatorseitiger Anschluss des Gleichrichters
62: aktuatorseitiger Anschluss des Gleichrichters
63: steuereinrichtungsseitiger Anschluss des Gleichrichters
64: steuereinrichtungsseitiger Anschluss des Gleichrichters
65: Wandung des Außenteils
66: Kammer in Außenteil
67: Außenfläche des Innenteils
68: Messkurve
69: Messkurve
70: Messkurve
71: Rad
72: Rad
M: Moment
δ: Verdrehwinkel
δpkt: Verdrehwinkelgeschwindigkeit

Claims

Fahrzeug mit einem Fahrzeugaufbau (6), wenigstens zwei mit dem Fahrzeugaufbau (6) verbundenen und gegenüber diesem bewegbaren Rädern (3, 4), einem Stabilisator (8), der zwei mit den Rädern (3, 4) verbundene Schenkel (9, 10) aufweist, die über eine erste Feder (11) mechanisch miteinander gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass – die beiden Schenkel (9, 10) zusätzlich über eine zweite Feder (13) und ein mit dieser in Reihe geschaltetes Kraft-Koppelglied (15) miteinander gekoppelt sind, dessen Kopplungsverhalten mittels einer Steuereinrichtung (25) variierbar ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Federn als ineinander angeordnete Torsionsfedern (11, 13) ausgebildet sind.
Fahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraft-Koppelglied (15) als Schwenkaktuator ausgebildet ist, der die erste Feder (11) umringt, die in einem in der zweiten Feder vorgesehenen Hohlraum verläuft.
Fahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraft-Koppelglied (15) hydraulisch betätigbar und hydraulisch mit der Steuereinrichtung (25) verbunden ist, wobei von dem Kraft-Koppelglied (15) ein hydraulischer und von der Steuereinrichtung beeinflussbarer oder steuerbarer Volumenstrom generierbar ist.
Fahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraft-Koppelglied (15) zumindest zwei ineinander angeordnete und relativ zueinander drehbare Teile (16, 17) aufweist, die jeweils wenigstens einen sich in Richtung des jeweilig anderen Teils hin erstreckenden Flügel (26, 28) umfassen.
Fahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die beiden Flügel (26, 28) axial und radial überlappen.
Fahrzeug nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Flügeln (26, 28) wenigstens zwei mit einem Hydraulikfluid (58) gefüllte Kammern (19, 20) ausgebildet sind, die hydraulisch mit der Steuereinrichtung (25) verbunden sind.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (25) ein ansteuerbares Schaltventil (49) aufweist, von dem der von dem Kraft-Koppelglied (15) generierbare hydraulische Volumenstrom sperrbar ist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (25) eine hydraulische Drossel (48) aufweist, die von dem von dem Kraft-Koppelglied (15) generierbaren hydraulischen Volumenstrom durchströmbar ist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (25) ein ansteuerbares Proportionalventil (43) aufweist, das von dem von dem Kraft-Koppelglied (15) generierbaren hydraulischen Volumenstrom durchströmbar ist, der von dem Proportionalventil (43) stufenlos beeinflussbar ist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 4 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kraft-Koppelglied (15) und der Steuereinrichtung (25) ein hydraulischer Gleichrichter (34) geschaltet ist.