DE102007063536A1 - Fahrzeugvorrichtung - Google Patents

Fahrzeugvorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE102007063536A1
DE102007063536A1 DE200710063536 DE102007063536A DE102007063536A1 DE 102007063536 A1 DE102007063536 A1 DE 102007063536A1 DE 200710063536 DE200710063536 DE 200710063536 DE 102007063536 A DE102007063536 A DE 102007063536A DE 102007063536 A1 DE102007063536 A1 DE 102007063536A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
chassis part
vehicle
vehicle device
actuator
chassis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE200710063536
Other languages
English (en)
Inventor
Harald Knäbel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Original Assignee
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV filed Critical Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority to DE200710063536 priority Critical patent/DE102007063536A1/de
Publication of DE102007063536A1 publication Critical patent/DE102007063536A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G7/00Pivoted suspension arms; Accessories thereof
    • B60G7/006Attaching arms to sprung or unsprung part of vehicle, characterised by comprising attachment means controlled by an external actuator, e.g. a fluid or electrical motor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2200/00Indexing codes relating to suspension types
    • B60G2200/40Indexing codes relating to the wheels in the suspensions
    • B60G2200/46Indexing codes relating to the wheels in the suspensions camber angle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2200/00Indexing codes relating to suspension types
    • B60G2200/40Indexing codes relating to the wheels in the suspensions
    • B60G2200/462Toe-in/out
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/40Type of actuator
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/60Load

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)

Abstract

Um eine Fahrzeugvorrichtung mit einem aus mindestens einem festen Werkstoff hergestellten Fahrwerksteil so zu verbessern, dass die Fahrzeugvorrichtung bei einem möglichst niedrigen Gewicht eine Verbesserung der Sicherheit und/oder des Komforts eines Fahrzeugs ermöglicht, wird vorgeschlagen, dass die Fahrzeugvorrichtung mindestens eine mit dem festen Werkstoff des Fahrwerksteils in Wirkkontakt stehende Aktoreinrichtung zur Beeinflussung mindestens einer mechanischen Eigenschaft des Fahrwerksteils und/oder mindestens eine mit dem festen Werkstoff des Fahrwerksteils in Wirkkontakt stehende Sensoreinrichtung zur Erfassung eines Beanspruchungs-Zustands des Fahrwerksteils umfasst.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugvorrichtung mit einem aus mindestens einem festen Werkstoff hergestellten Fahrwerksteil.
  • Bei der Konstruktion von Fahrzeugen, insbesondere bei der Konstruktion von Kraftfahrzeugen, sind viele Anforderungen zu berücksichtigen. Diese Anforderungen können miteinander in Wechselwirkung stehen. Beispielsweise kann eine konstruktive Maßnahme zur Optimierung der Sicherheit oder des Komforts eines Fahrzeugs mit einer unerwünschten Erhöhung des Fahrzeuggewichts einhergehen. Die Erhöhung des Fahrzeuggewichts führt zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch und kann sich nachteilig auf die Fahreigenschaften des Fahrzeugs auswirken.
  • Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Fahrzeugvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einem möglichst niedrigen Gewicht eine Verbesserung der Sicherheit und/oder des Komforts eines Fahrzeugs ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Fahrzeugvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Fahrzeugvorrichtung mindestens eine mit dem festen Werkstoff des Fahrwerksteils in Wirkkontakt stehende Aktoreinrichtung zur Beeinflussung mindestens einer mechanischen Eigenschaft des Fahrwerksteils und/oder mindestens eine mit dem festen Werkstoff des Fahrwerksteils in Wirkkontakt stehende Sensoreinrichtung zur Erfassung eines Beanspruchungs-Zustands des Fahrwerksteils umfasst.
  • Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Fahrzeugvorrichtung kann ein Fahrwerksteil bereitgestellt werden, mit dem eine Vielzahl von Funktionen realisierbar ist. Die erfindungsgemäße Fahrzeugvorrichtung eignet sich besonders gut für einen Einsatz in Kraftfahrzeugen, insbesondere in Land-, Straßen- und/oder Schienenfahrzeugen, aber auch zum Einsatz in Luftfahrzeugen und/oder Wasserfahrzeugen.
  • Vorzugweise umfasst die Fahrzeugvorrichtung mindestens eine mit dem festen Werkstoff des Fahrwerksteils in Wirkkontakt stehende Aktoreinrichtung. Die mechanischen Eigenschaften des Fahrwerksteils sind durch die Geometrie des Fahrwerksteils bestimmt und durch die Kennwerte des festen Werkstoffs, aus dem das Fahrwerksteil hergestellt ist. Darüber hinaus ist mindestens eine mechanische Eigenschaft des Fahrwerksteils mit Hilfe der mindestens einen Aktoreinrichtung beeinflussbar, welche mit dem Fahrwerksteil in Wirkkontakt steht. Somit ergeben sich die mechanischen Eigenschaften des Fahrwerksteils aus einer Überlagerung der genannten Faktoren. Dabei wirkt die Aktoreinrichtung als aktives Element, mit dem mindestens eine mechanische Eigenschaft des passiven Fahrwerksteils veränderbar ist.
  • Eine solche Fahrzeugvorrichtung ermöglicht es, ein Fahrwerk zu konstruieren, dessen aus festen Materialien hergestellte Fahrwerksteile in ihren Eigenschaften beeinflusst werden können. Hierdurch ist es möglich, ein leichtes Fahrwerk zu konstruieren, mit dem die Sicherheit und der Komfort eines Fahrzeugs optimiert werden kann.
  • Beispielsweise kann mit Hilfe des von der Aktoreinrichtung beeinflussbaren Fahrwerksteils die Neigung eines Fahrzeugs beim Durchfahren einer Kurve reduziert werden, indem das Fahrwerksteil mit Hilfe der Aktoreinrichtung versteift wird. In entsprechender Weise eignet sich die erfindungsgemäße Fahrzeugvorrichtung für einen Ausgleich von Nick- und Wankbewegungen des Fahrzeugs und/oder zur Abstützung eines Anfahrmoments oder eines Bremsmoments. Auch für das Überfahren von Fahrbahnunebenheiten kann mindestens eine mechanische Eigenschaft des Fahrwerksteils mit Hilfe der Aktoreinrichtung in gewünschter Weise eingestellt werden. Dies ermöglicht die Bereitstellung eines bionischen Fahrwerks mit mindestens einem Fahrwerksteil, dessen mechanischen Eigenschaften – wie bei einem Muskel eines Lebewesens – bedarfsweise und situationsabhängig veränderbar sind.
  • In vorteilhafter Weise umfasst die Fahrzeugvorrichtung mindestens eine mit dem festen Werkstoff des Fahrwerksteils in Wirkkontakt stehende Sensoreinrichtung zur Erfassung eines Beanspruchungs-Zustands des Fahrwerksteils. Die Information über den Beanspruchungs-Zustand des Fahrwerksteils kann insbesondere genutzt werden, um eine mit dem mit dem festen Werkstoff des Fahrwerksteils in Wirkkontakt stehende Aktoreinrichtung so anzusteuern, dass die in das Fahrwerksteil eingeleiteten Beanspruchungen zumindest teilweise kompensierbar sind.
  • Die Sensoreinrichtung kann zusätzlich oder alternativ auch genutzt werden, um außerhalb des Fahrwerksteils angeordnete Fahrzeugteile anzusteuern, bei spielsweise um die Dämpfungseigenschaften eines hydraulischen oder pneumatischen Stoßdämpfers zu beeinflussen.
  • Bevorzugt ist es, wenn mittels der mindestens einen Aktoreinrichtung mindestens ein Kennwert des Fahrwerksteils beeinflussbar ist, welcher mindestens eine Verformungseigenschaft des Fahrwerksteils betrifft. Ein Kennwert des Fahrwerksteils ist anteilig bestimmt durch einen entsprechenden Kennwert des Werkstoffs, aus dem das Fahrwerksteils hergestellt ist, und durch den Zustand der Aktoreinrichtung, die mit dem festen Werkstoff des Fahrwerksteils zusammenwirkt. Durch eine entsprechende Ansteuerung der mindestens einen Aktoreinrichtung kann ein gewünschter Kennwert des Fahrwerksteils eingestellt werden. Bei einem solchen Kennwert kann es sich beispielsweise um die Zugfestigkeit, die Druckfestigkeit, die Biegefestigkeit und/oder die Torsionsfestigkeit des Fahrwerksteils handeln. Weitere mögliche Kennwerte des Fahrwerksteils sind den genannten Festigkeiten zugeordnete Dehngrenzen oder Fließgrenzen und/oder Kennwerte, die einen Übergang von einer elastischen Verformung zu einer plastischen Verformung des Fahrwerksteils betreffen. Die Beeinflussung der genannten Kennwerte kann beispielsweise für eine Erhöhung der Steifigkeit oder der Nachgiebigkeit des Fahrwerksteils genutzt werden, insbesondere um während des Betriebs eines Fahrzeugs auftretende fahrdynamische Zustände auszugleichen. Insbesondere kann mit Hilfe der Aktoreinrichtung ein Fahrwerksteil mit einer variablen Federsteifigkeit und/oder mit einem variablen Dämpfungsgrad bereitgestellt werden.
  • Ferner ist es bevorzugt, wenn mittels der mindestens einen Aktoreinrichtung mindestens ein Kennwert des Fahrwerksteils beeinflussbar ist, welcher das Schwingungsverhalten des Fahrwerksteils betrifft. Ein solcher Kennwert kann beispielsweise die Federrate und/oder die Dämpfungskonstante des Fahrwerksteils sein. Die Beeinflussung eines solchen Kennwerts hat zur Folge, dass das Körperschallverhalten des Fahrwerksteils beeinflusst werden kann. Beispielsweise ist es möglich, das Fahrwerksteil so zu beeinflussen, dass die Ausbreitung von Schallwellen durch das Fahrwerksteil hindurch minimiert oder unterbunden wird.
  • Insbesondere ist die Beeinflussung eines Kennwerts des Fahrwerksteils, welcher das Schwingungsverhalten des Fahrwerksteils betrifft, vorteilhaft für eine Schwingungsdämpfung des Fahrwerksteils und gegebenenfalls benachbarter, direkt oder indirekt mit dem Fahrwerksteil verbundener Bauteile der Fahrzeugvorrichtung. Die beschriebene Beeinflussung des Schwingungsverhaltens des Fahrwerksteils ermöglicht es, Feder- und/oder Dämpferfunktionen mit Hilfe des Fahrwerksteils zu realisieren. Gegebenenfalls kann hierdurch auf die Verwendung separater Feder- und/oder Dämpferelemente verzichtet werden. Darüber hinaus ist es möglich, mit Hilfe der Aktoreinrichtung das Schwingungsverhalten des Fahrwerksteils so zu beeinflussen, dass sich dessen Eigenfrequenz verschiebt. Hierdurch können Eigenschwingungen des Fahrwerksteils verhindert werden.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn mittels der mindestens einen Aktoreinrichtung die Geometrie des Fahrwerksteils beeinflussbar ist. Dies ermöglicht einen besonders flexiblen Einsatz des Fahrwerksteils. Beispielweise kann das in seiner Geometrie veränderliche Fahrwerksteil als Antrieb für direkt oder indirekt mit dem Fahrwerksteil verbundene Bauteile der Fahrzeugvorrichtung dienen.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die mindestens eine Aktoreinrichtung derart ansteuerbar ist, dass eine während eines Betriebs der Fahrzeugvorrichtung in das Fahrwerksteil einleitbare Beanspruchung mittels der mindestens einen Aktoreinrichtung zumindest teilweise kompensierbar ist. Dies ermöglicht eine Kompensation von in das Fahrwerksteil eingeleiteten Kräften oder Schwingungen. Solche Kräfte, Schwingungen oder Vibrationen können durch fahrzeugexterne Anregung in das Fahrwerksteil eingeleitet werden, beispielsweise durch Überfahren einer unebenen Fahrbahn- oder Schienenoberfläche. Kräfte oder Schwingungen können aber auch fahrzeugintern in das Fahrwerksteil eingeleitet werden, beispielsweise bei einem durch eine Notbremsung aktivierten Antiblockiersystem ("Stotter-Bremse").
  • Günstig ist es, wenn das Fahrwerksteil ein Radaufhängungsteil oder ein Radführungsteil ist. Dies ermöglicht die Verwendung des Fahrwerksteils als Teil der "ungefederten Masse" eines Fahrzeugs.
  • Vorteilhaft ist es ferner, wenn das Fahrwerksteil ein Lenkungsteil ist. Hierunter wird ein Teil eines Lenksystems eines Fahrzeugs verstanden, das zumindest mittelbar zu einer Umsetzung einer Lenkbewegung eines Fahrers in eine Änderung der Fahrtrichtung eines Fahrzeugs beiträgt.
  • Bevorzugt ist es außerdem, wenn das Fahrwerksteil direkt oder indirekt mit mindestens einem Fahrzeugrad verbunden ist. Dies ermöglicht einen unmittelbaren Einfluss des Fahrwerksteils auf Fahrzustände eines Fahrzeugs. Die Verbindung zwischen dem Fahrwerksteil und dem mindestens einen Fahrzeugrad kann mit Hilfe mindestens eines Kugelgelenks realisiert werden, welches eine hohe Anzahl von Freiheitsgraden bereitstellt. Alternativ oder ergänzend hierzu können für eine Verbindung des Fahrwerksteils mit dem Fahrzeugrad auch Gummielemente verwendet werden, welche insbesondere dämpfend wirken. Eine direkte oder indirekte Verbindung des Fahrwerksteils mit einem Fahrzeugrad ermöglicht es auch, ein Fahrzeug bereitzustellen, bei dem zumindest zwei oder alle Räder des Fahrzeugs voneinander unabhängig ansteuerbar sind. Auf diese Weise kann eine Allradlenkung realisiert werden.
  • Besonders bevorzugt ist es, wenn bei einem direkt oder indirekt mit mindestens einem Fahrzeugrad verbundenen Fahrwerksteil der Sturz und/oder der Lenkwinkel und/oder der Nachlauf des mindestens einen Fahrzeugrads mittels der mindestens einen Aktoreinrichtung einstellbar ist. Dies ermöglicht eine unmittelbare Beeinflussung des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs.
  • Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung steht eine Oberfläche des Fahrwerksteils mit der mindestens einen Aktoreinrichtung und/oder mit der mindestens einen Sensoreinrichtung in Berührkontakt. Dies ermöglicht eine kompakte Anordnung der Aktoreinrichtung und/oder der Sensoreinrichtung an dem Fahrwerksteil, insbesondere bei einer Befestigung durch Auflaminieren.
  • Besonders bevorzugt ist es, wenn die mindestens eine Aktoreinrichtung und/oder die mindestens eine Sensoreinrichtung zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig in den mindestens einen festen Werkstoff des Fahrwerksteils eingebettet ist oder sind. Dies ermöglicht eine einfache Integration der Aktoreinrichtung und/oder der Sensoreinrichtung in eine Materialstruktur des Fahrwerksteils.
  • Vorteilhaft ist es ferner, wenn das Fahrwerksteil einen mehrschichtigen Aufbau aufweist. Hierdurch kann ein besonders biegesteifes Fahrwerksteil geschaffen werden.
  • Besonders bevorzugt ist es, wenn die mindestens eine Aktoreinrichtung und/oder die mindestens eine Sensoreinrichtung zwischen zueinander benachbarten, aus dem mindestens einen festen Werkstoff hergestellten Schichten des Fahrwerksteils angeordnet ist oder sind. Dies ermöglicht eine einfache Herstellung eines Verbunds aus einem Fahrwerksteil und einer mit dem Fahrwerksteil zusammenwirkenden Aktoreinrichtung und/oder Sensoreinrichtung.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Fahrwerksteil aus einem Faserverbundkunststoff hergestellt. Die Verwendung mindestens eines Faserverbundkunststoffs hat den Vorteil, dass ein sehr leichtes und gleichzeitig stabiles Fahrwerksteil geschaffen werden kann. Dies ist insbesondere für ein Fahrwerksteil vorteilhaft, das Teil der ungefederten Massen eines Fahrzeugs ist. Durch entsprechende Auswahl, Anordnung und Orientierung der Fasern des Faserverbundkunststoffs können gewünschte mechanische Eigenschaften des Fahrwerksteils und/oder ein gewünschtes kinematisches Verhalten dieses Fahrwerksteils vorgegeben werden. Insbesondere kann durch die Verwendung mindestens eines Faserverbundkunststoffs ein hochbelastbares und dauerschwingfestes Fahrwerksteil geschaffen werden.
  • Ein aus einem mindestens einem Faserverbundkunststoff hergestelltes Fahrwerksteil ermöglicht die Integration verschiedener, gleichzeitig realisierbarer Funktionen. Beispielsweise kann mit einem aus einem Faserverbundkunststoff hergestellten Fahrwerksteil, das in Form eines "Federlenkers" ausgebildet ist, gleichzeitig die Funktion einer Radführung und die Funktion einer Federung übernommen werden. Außerdem ist es möglich, dass ein solches Fahrwerksteil eine lasttragende Verbindung zu einer Fahrzeugstruktur herstellt. Durch die Verwendung eines solchen multifunktionalen Fahrwerksteils ist es möglich, auf Bauteile zu verzichten, mit denen jeweils nur eine der vorstehend genannten Funktionen realisiert werden können. Hierdurch reduziert sich auch die Anzahl der Lagerstellen, die zur Verbindung solcher Bauteile untereinander oder zur Verbindung der Bauteile mit einer Fahrzeugstruktur erforderlich sind. Insbesondere ist es möglich, bei Verwendung eines aus mindestens einem Faserverbundkunststoff hergestellten Fahrwerksteil auf schwere, insbesondere aus Stahl gefertigte Federn zu verzichten. Insgesamt kann durch ein multifunktionales Fahrwerksteil das Gewicht eines Fahrzeugs erheblich verringert werden.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung umfasst die Fahrzeugvorrichtung mehrere Aktoreinrichtungen und/oder Sensoreinrichtungen. Diese können beispielsweise parallel zueinander und/oder entlang des Fahrwerksteils insbesondere regelmäßig verteilt angeordnet sein. Die Aktoreinrichtungen oder Sensoreinrichtungen können jeweils in Berührkontakt miteinander stehen oder zueinander beabstandet sein.
  • Die mindestens eine Aktoreinrichtung der erfindungsgemäßen Fahrzeugvorrichtung kann auch als Aktor oder Aktuator bezeichnet werden. Besonders bevorzugt ist es, wenn eine solche Aktoreinrichtung elektrisch ansteuerbar ist. Dies ermöglicht eine einfache Ansteuerung der Aktoreinrichtung mit Hilfe elektrischer Energie, die unabhängig von Fahrzuständen eines Fahrzeugs be reitstellbar ist, beispielsweise mit Hilfe eines Generators oder mit Hilfe einer Batterie.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die mindestens eine Aktoreinrichtung mindestens einen auf dem Piezo-Prinzip beruhenden Wandler. Ein solcher Wandler ist auch unter der Bezeichnung "PZT-Wandler" (piezoelectric transducer) bekannt. Ein auf dem Piezo-Prinzip beruhender Wandler ermöglicht die Umsetzung einer an den Wandler angelegten Spannung in eine Verformung des Wandlers. Die Verformung des Wandlers bewirkt eine Beeinflussung der mechanischen Eigenschaften des Fahrwerksteils. Beispielsweise kann ein in den festen Werkstoff des Fahrwerksteils eingebetteter Wandler im Bereich der Einbettung Druckspannungen oder Zugspannungen in das Fahrwerksteil einleiten, um das Fahrwerksteil zu versteifen.
  • PZT-Wandler weisen sehr kurze Reaktionszeiten auf. Somit eignen sie sich auch zur Kompensation von Schwingungen des Fahrwerksteils. Hierbei werden die Wandler beispielsweise so angesteuert, dass der Schwingung eines Fahrwerksteils eine Schwingung mit derselben Frequenz und umgekehrten Amplituden überlagert wird.
  • Besonders bevorzugt ist es, wenn der Wandler bandförmig ist. Dies ermöglicht eine besonders einfache Integration eines Wandlers in das Fahrwerksteil. Insbesondere kann der Wandler einen dünnschichtigen Aufbau aufweisen, der eine Verformung des Wandlers selbst ermöglicht. Ein solcher bandförmiger Wandler kann sich einem insbesondere gekrümmten Verlauf einer Werkstoffschicht des Fahrwerksteils anpassen, selbst wenn sich dieser Verlauf bei einer entsprechenden Belastung des Fahrwerksteils verändert.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung umfasst die mindestens eine Aktoreinrichtung mindestens eine Kohlenstoffnanoröhre. Hierunter werden mikroskopisch kleine, röhrenförmige Strukturen aus Kohlenstoff verstanden. Diese Elemente ermöglichen eine Erhöhung einzelner mechanischer Kennwerte des Fahrwerksteils, beispielsweise indem diese Elemente dem festen Werkstoff des Fahrwerksteils beigemischt werden. Die Kohlenstoffnanoröhren ermöglichen außerdem die Bereitstellung eines elektrisch leitenden Werkstoffs, insbesondere eines Kunststoffs. Dies kann vorteilhaft sein, um einen vorstehend beschriebenen Wandler mit elektrischer Energie zu versorgen.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die mindestens eine Aktoreinrichtung eine elektrorheologische Flüssigkeit umfasst. Die Viskosität einer solchen Flüssigkeit kann mit Hilfe eines elektrischen Feldes beeinflusst werden, so dass die mechanischen Eigenschaften des Fahrwerksteils eingestellt werden können, insbesondere die Dämpfungseigenschaften und/oder der Verformungswiderstand des Fahrwerksteils. Die elektrorheologische Flüssigkeit ist vorzugsweise in innerhalb des Fahrwerksteils angeordneten Flüssigkeits-Speichern enthalten. Für eine Versteifung des Fahrwerksteils ist es möglich, die elektrorheologische Flüssigkeit mit Druck zu beaufschlagen.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die mindestens eine Aktoreinrichtung eine magnetorheologische Flüssigkeit. Die Viskosität einer solchen Flüssigkeit kann mit Hilfe eines magnetischen Feldes beeinflusst werden, so dass die mechanischen Eigenschaften des Fahrwerksteils eingestellt werden können, insbesondere die Dämpfungseigenschaften und/oder der Verformungswiderstand des Fahrwerksteils. Die magnetorheologische Flüssigkeit ist vorzugsweise in innerhalb des Fahrwerksteils angeordneten Flüssigkeits-Speichern enthalten. Für eine Versteifung des Fahrwerksteils ist es möglich, die magnetorheologische Flüssigkeit mit Druck zu beaufschlagen.
  • Die Verwendung einer elektrorheologischen Flüssigkeit und/oder einer magnetorheologischen Flüssigkeit eignet sich besonders gut für Fahrwerksteile, die aus einem Faserverbundkunststoff hergestellt sind.
  • Hinsichtlich der Integration und der Funktionsweise eines mittels einer elektrorheologischen und/oder einer magnetorheologischen Flüssigkeit gedämpften Bauteils wird hiermit ausdrücklich auf die Anmeldung "Schwingungsdämpfervorrichtung, Fahrzeugkarosserie und Fahrzeug" derselben Anmelderin und mit demselben Zeitrang Bezug genommen.
  • Besonders bevorzugt ist es, wenn die Fahrzeugvorrichtung mindestens eine Steuereinheit zur Ansteuerung der mindestens einen Aktoreinrichtung umfasst. Mit Hilfe der Steuereinheit kann die Aktoreinrichtung so angesteuert werden, dass die mechanischen Eigenschaften des Fahrwerksteils dauerhaft, intermittierend, zeitabhängig und/oder in Abhängigkeit bestimmter Fahrzustände eines Fahrzeugs beeinflusst werden.
  • Günstig ist es, wenn mittels der mindestens einen Sensoreinrichtung ein statischer Beanspruchungszustand des Fahrwerksteils erfassbar ist. Beispielsweise kann eine Beanspruchung oder Belastung des Fahrwerksteils aufgrund des Beladungszustands eines Fahrzeugs erfasst werden.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn mittels der mindestens einen Sensoreinrichtung ein dynamischer Beanspruchungszustand des Fahrwerksteils erfassbar ist. Beispielsweise kann eine niederfrequente Belastung des Fahrwerksteils erfasst werden, die bei Nick- oder Wankbewegungen eines Fahrzeugs um eine Fahrzeugquerachse bzw. Fahrzeuglängsachse auftreten. Es können aber auch hochfrequente Schwingungen oder Vibrationen des Fahrwerksteils erfasst werden, denen das Fahrwerksteil insbesondere bei schneller Fahrt auf unebener Fahrbahn ausgesetzt ist.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass mittels der mindestens einen Sensoreinrichtung ein Verschleiß-Zustand des Fahrwerksteils erfassbar ist. Eine solche Sensoreinrichtung ermöglicht eine Strukturüberwachung des Fahrwerksteils ("Health Monitoring"). Schäden des Fahrwerksteils, beispielsweise Risse oder Delaminationen, können auf diese Weise zeitnah erfasst werden.
  • In vorteilhafter Weise umfasst die mindestens eine Sensoreinrichtung mindestens einen Dehnungsmessstreifen. Dies ermöglicht eine einfache Erfassung des Dehnungszustands des Fahrwerksteils. Der Dehnungsmessstreifen kann beispielsweise auf der Oberfläche des Fahrwerksteils befestigt sein. Der Dehnungsmessstreifen kann alternativ oder ergänzend hierzu auch zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig in den mindestens einen festen Werkstoff des Fahrwerksteils eingebettet sein.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die mindestens eine Sensoreinrichtung mindestens einen optischen Sensor. Ein solcher Sensor ermöglicht bei Verwendung eines Lichtleiters aufgrund der räumlichen Trennung zwischen einem Lichteinkoppelbereich und einem Lichtauskoppelbereich eine besonders flexible Anordnung an dem Fahrwerksteil.
  • In vorteilhafter Weise ist die mindestens eine Sensoreinrichtung mit einer Steuereinheit zur Ansteuerung der mindestens einen Aktoreinrichtung verbunden. Auf diese Weise kann ein geschlossener Regelkreis hergestellt werden, bei dem die mit Hilfe der Sensoreinrichtung gewonnenen Informationen für eine Ansteuerung der Aktoreinrichtung verwendet werden können.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Fahrzeugvorrichtung mindestens eine Umgebungsüberwachungseinrichtung zur Überwachung einer Umgebung der Fahrzeugvorrichtung umfasst. Mit Hilfe der Umgebungsüberwachungseinrichtung ist es möglich, Informationen über die Umgebung der Fahrzeugvorrichtung, beispielsweise im Vorausbereich eines Fahrzeugs, zu gewinnen. Diese Informationen können verwendet werden, um die Aktoreinrichtung entsprechend anzusteuern.
  • Besonders bevorzugt ist es, wenn die mindestens eine Umgebungsüberwachungseinrichtung für eine Erfassung der Geometrie einer Fahrbahnoberfläche ausgebildet ist. Dies kann beispielsweise die Oberfläche einer Straße oder die Oberfläche einer Schiene sein. Die Umgebungsüberwachungseinrichtung kann diese Fahrbahnoberfläche optisch abtasten, beispielsweise mit Hilfe eines Scanners, und Störungen, beispielsweise Schlaglöcher, erfassen. Diese Informationen können ebenfalls für eine geeignete Ansteuerung der Aktoreinrichtung herangezogen werden.
  • Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die mindestens eine Umgebungsüberwachungseinrichtung mit einer Steuereinheit zur Ansteuerung der mindestens einen Aktoreinrichtung verbunden ist. Dies ermöglicht es, ein aktives Fahrwerk bereitzustellen. Ein solches aktives Fahrwerk ermöglicht es, das Fahrwerk bereits vor Erreichen einer Störung in der Oberfläche einer Fahrbahn in einen für diese Störung adäquaten Zustand zu versetzen. Beispielsweise kann mit Hilfe eines solchen aktiven Fahrwerks ein Fahrzeugrad angehoben werden, um ein Hindernis, beispielsweise einen über die übrige Fahrbahnoberfläche hervorstehenden Kanaldeckel oder eine Fahrbahnvertiefung, zu überfahren. In entsprechender Weise ist es möglich, dass ein Fahrzeugrad abgesenkt wird, um beim Durchfahren eines Schlaglochs den dauerhaften Kontakt des Fahrzeugrads mit der Fahrbahnoberfläche sicherzustellen.
  • Die mit der Steuereinheit verbundene Umgebungsüberwachungseinrichtung ermöglicht es außerdem, die mechanischen Eigenschaften des Fahrwerksteils mit Hilfe der Aktoreinrichtung auf einen kurz bevorstehenden, fahrdynamischen Zustand eines Fahrzeugs vorzubereiten. Beispielsweise kann die Steifigkeit oder Nachgiebigkeit eines Fahrwerksteils zur Führung eines kurvenäußeren Fahrzeugrads bereits unmittelbar vor der Einleitung einer Kurvenfahrt erhöht werden und/oder die Steifigkeit oder Nachgiebigkeit eines Fahrwerksteils zur Führung eines kurveninneren Fahrzeugrads verringert werden. Hierdurch kann die Fahrstabilität eines Fahrzeugs erheblich verbessert werden.
  • In vorteilhafter Weise umfasst die Fahrzeugvorrichtung mindestens eine externe Sensoreinrichtung, welche zu dem Fahrwerksteil beabstandet an geordnet ist. Eine externe Sensoreinrichtung ermöglicht es, den Bewegungszustand der Fahrzeugvorrichtung oder eines Fahrzeugs betreffende Daten zu erfassen, um die Aktoreinrichtung zur Beeinflussung des Fahrwerksteils entsprechend ansteuern zu können. Beispielsweise kann eine externe Sensoreinrichtung eingesetzt werden, die eine Fahrzeugbewegung oder -beschleunigung um eine Fahrzeugachse und/oder entlang einer Fahrzeugachse umfasst.
  • Alternativ hierzu oder zusätzlich kann mit Hilfe einer solchen externen Sensoreinrichtung eine Bewegung um eine Fahrzeugquerachse (durch Bremsen oder Anfahren erzeugtes Nicken) oder eine Bewegung um eine Fahrzeuglängsachse (Wanken des Fahrzeugs bei Kurvenfahrt) erfasst werden.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels.
  • In den Zeichnungen zeigen:
  • 1: eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fahrzeugvorrichtung;
  • 2: eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fahrzeugvorrichtung;
  • 3: eine perspektivische Ansicht eines Fahrwerksteils der Fahrzeugvorrichtung aus 2;
  • 4: eine Vorderansicht des Fahrwerksteils der Fahrzeugvorrichtung aus 2;
  • 5: eine Schnittansicht eines in 3 mit V bezeichneten Ausschnitts des Fahrwerksteils der Fahrzeugvorrichtung aus 2;
  • 6: eine perspektivische Ansicht einer ersten Aktoreinrichtung der Fahrzeugvorrichtung aus 2;
  • 7: eine perspektivische Ansicht einer zweiten Aktoreinrichtung der Fahrzeugvorrichtung aus 2;
  • 8: eine Vorderansicht der Fahrzeugvorrichtung aus 2 gemäß einer in 2 mit VIII bezeichneten Perspektive;
  • 9: eine der 8 entsprechende Ansicht; und
  • 10: eine Draufsicht der Fahrzeugvorrichtung aus 2 gemäß einer in 2 mit X bezeichneten Perspektive.
  • Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
  • Eine erste Ausführungsform einer mit 10 bezeichneten Fahrzeugvorrichtung ist in der 1 dargestellt. Die Fahrzeugvorrichtung 10 ist an einem vorderen Fahrzeugteil 14 eines insgesamt mit 12 bezeichneten Fahrzeugs angeordnet.
  • Die Fahrzeugvorrichtung 10 weist ein insgesamt mit 16 bezeichnetes Fahrwerksteil auf. Das Fahrwerksteil 16 erstreckt sich in Querrichtung des Fahrzeugs 12 zwischen einem in Fahrtrichtung linken Vorderrad 18 und einem in Fahrtrichtung rechten Vorderrad 20. Jedes Vorderrad 18, 20 weist einen Reifen 22 sowie eine den Reifen 22 tragende Felge 24 auf. Das linke Vorderrad 18 ist an einem linken Radlager 26 gelagert, das mit einem in Fahrtrichtung linken Ende des Fahrwerksteils 16 verbunden ist. Das rechte Vorderrad 20 ist an einem rechten Radlager 28 gelagert, das mit einem in Fahrtrichtung rechten Ende des Fahrwerksteils 16 verbunden ist.
  • Das Fahrwerksteil 16 weist ein flächiges, sich in bezogen auf die Schwerkraftrichtung horizontaler Richtung erstreckendes Oberteil 30 und ein hierzu paralleles Unterteil 32 auf. Das Oberteil 30 und das Unterteil 32 sind über ein sich in Längsrichtung des Fahrzeugs 12 erstreckendes, quaderförmiges Verbindungselement miteinander verbunden. Das Oberteil 30 und das Unterteil 32 weisen jeweils einen mittleren Abschnitt 36 auf, von dem aus sich das Oberteil 30 und das Unterteil 32 in Richtung auf die Radlager 26 und 28 verjüngt. Das Oberteil 30 und das Unterteil 32 weisen jeweils zwischen dem mittleren Abschnitt und einem der Radlager 26 und 28 sich in bezogen horizontaler Richtung erstreckende, dreiecksförmige Aussparungen 38 auf.
  • Das Oberteil 30, das Unterteil 32 und das Verbindungselement 34 sind aus einem Faserverbundkunststoff hergestellt. Sie bilden gemeinsam das Fahrwerksteil 16, das auch als "Federlenker" bezeichnet werden kann. Das Fahrwerksteil 16 übernimmt sowohl die Funktion der Radführung der Vorderräder 18 und 20 als auch die Funktion einer Federung. Das Fahrwerksteil 16 ermöglicht eine Bewegung der Radlager 26 und 28 und somit der Vorderräder 18 und 20 in beispielhaft für das rechte Vorderrad 20 angedeuteten Richtungen 40. Bei einer solchen Bewegung verbiegen sich die den Radlagern 26 und 28 zugewandten Enden des Oberteils 30 und des Unterteils 32 relativ zu ihrem jeweiligen mittleren Abschnitt 36.
  • Die Fahrzeugvorrichtung 10 umfasst zwei Aktoreinrichtungen 42 und 44, die an der Unterseite des Unterteils 32 des Fahrwerksteils 16 auf einander gegenüberliegenden Seiten des mittleren Abschnitts 36 angeordnet sind. Die Aktoreinrichtungen 42 und 44 umfassen jeweils einen auf dem Piezo-Prinzip beruhenden Wandler 46 bzw. 48. Die Wandler 46 und 48 sind bandförmig und stehen in einem flächigen Kontakt mit der Unterseite des Unterteils 32. Die Wandler 46 und 48 sind jeweils über Steuerleitungen 50 bzw. 52 mit einer Steuereinheit 54 in Form eines Steuergeräts verbunden.
  • Im Bereich des mittleren Abschnitts 36 ist an der Unterseite des Unterteils 32 eine als Dehnungsmessstreifen ausgebildete Sensoreinrichtung 56 angeordnet, die in einem flächigen Kontakt mit der Unterseite des Unterteils 32 steht. Die Sensoreinrichtung 56 ist über eine Sensorleitung 58 mit der Steuereinheit 54 verbunden.
  • Die Fahrzeugvorrichtung weist eine insgesamt mit 60 bezeichnete Umgebungsüberwachungseinrichtung auf. Die Umgebungsüberwachungseinrichtung 60 umfasst eine erste Kamera 62, die in Fahrtrichtung des Fahrzeugs 12 gesehen vorne links angeordnet ist. Die Umgebungsüberwachungseinrichtung 60 umfasst eine zweite Kamera 64, die in Fahrtrichtung des Fahrzeugs 12 gesehen vorne rechts angeordnet ist. Die Kameras 62 und 64 erfassen eine (nicht dargestellte) Fahrbahnoberfläche in einer Umgebung 66 im Vorausbereich des Fahrzeugs 12. Die Kameras 62 und 64 sind über jeweils zugeordnete Leitungen 68 bzw. 70 mit der Steuereinheit 54 verbunden.
  • Die erste Ausführungsform der Fahrzeugvorrichtung 10 funktioniert folgendermaßen:
    Mit Hilfe der Kameras 62 und 64 können Unebenheiten einer Fahrbahnoberfläche in der Umgebung 66 des Fahrzeugs 12 erfasst werden. Die auf diese Weise erhaltenen Daten, beispielsweise Bild- oder Scandaten, können mit Hilfe der Leitungen 68 und 70 an die Steuereinheit 54 übermittelt und von der Steuereinheit 54 ausgewertet werden. Die Steuereinheit 54 steuert die Wandler 46 und 48 in Abhängigkeit der ausgewerteten Bilddaten an, indem die Wandler 46 und 48 über die Steuerleitungen 50 und 52 mit elektrischer Energie versorgt werden. Hierdurch verformen sich die Wandler 46 und 48, so dass Druck- oder Zugspannungen in das Unterteil 32 des Fahrwerksteils 16 eingeleitet werden können. Hierdurch ist es möglich, die Steifigkeit oder die Nachgiebigkeit des Unterteils 32 und somit des Fahrwerksteils 16 zu erhöhen.
  • Wenn die Umgebungsüberwachungseinrichtung 60 beispielsweise im Vorausbereich des rechten Vorderrads 20 ein Schlagloch erfasst, kann der Wandler 48 – unmittelbar bevor das Vorderrad 40 in das Schlagloch eintaucht – so angesteuert werden, dass die Nachgiebigkeit des in Fahrtrichtung rechten Teils des Fahrwerksteils 16 erhöht wird, um ein Eintauchen des Vorderrads 20 in das Schlagloch hinein zu erleichtern. Sobald der Reifen 22 des Vorderrads 20 Kontakt mit dem Boden des Schlaglochs hat, kann der Wandler 48 so angesteuert werden, dass das Fahrwerksteil 16 versteift wird. Hierdurch können unerwünschte Bewegungen des Fahrzeugs 12 unterbunden werden. Unmittel bar bevor das Vorderrad 20 aus dem Schlagloch heraus geführt wird, kann der Wandler 48 so angesteuert werden, dass sich die Nachgiebigkeit des Fahrwerksteils 16 erhöht, um das Ausführen des rechten Vorderrads 20 aus dem Schlagloch heraus zu erleichtern.
  • Mit Hilfe der Sensoreinrichtung 56 können die tatsächlichen Beanspruchungszustände des Fahrwerksteils 16 erfasst werden, indem eine Dehnung oder eine Stauchung des Unterteils 32 im Bereich des mittleren Abschnitts des Unterteils 32 gemessen wird. Die auf diese Weise gewonnenen Daten können über die Sensorleitung 58 an die Steuereinheit 54 übermittelt und dort ausgewertet werden. Wenn beispielsweise die Überschreitung einer Grenzbeanspruchung erfasst wird, können die Wandler 46 und 48 so angesteuert werden, dass die Beanspruchung des Fahrwerksteils 16 verringert wird.
  • Eine zweite Ausführungsform einer Fahrzeugvorrichtung 10 ist in der 2 dargestellt. Die Fahrzeugvorrichtung 10 ist in einem vorderen Fahrzeugbereich 14 eines Fahrzeugs 12 angeordnet. Das Fahrzeug 12 weist zwei zueinander parallel angeordnete, sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Längsträger 72 und 74 auf, die mit Hilfe eines ersten, rückwärtigen Querträgers 76 und mit Hilfe eines zweiten, vorderen Querträgers 77 miteinander verbunden sind.
  • Der Längsträger 72 mündet auf Höhe des vorderen Querträgers 77 an einem sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden, rohrförmigen Crashelement 78. Der Längsträger 74 mündet im Bereich des vorderen Querträgers 77 an einem sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden, rohrförmigen Crashelement 80. Die Crashelemente 78 und 80 verlaufen parallel zueinander und münden an ihrem vorderen Ende an einer sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckenden Stoßstange 82, die mit den Crashelementen 78 und 80 verbunden ist. Die Crashelemente 78 und 80 sind über einen sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckenden Versteifungsträger 84 miteinander verbunden.
  • Die Fahrzeugvorrichtung 10 weist ferner eine Verbindungsstruktur 86 auf, die mit dem vorderen Querträger 77 und mit dem Versteifungsträger 84 verbunden ist. Die Verbindungsstruktur 86 weist zwei sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende, zueinander parallele Längsabschnitte 88 und 90 auf. Die Längsabschnitte 88 und 90 dienen zur Befestigung eines sich in Fahrzeugquerrichtung zwischen einem linken Vorderrad 18 und einem rechten Vorderrad 20 erstreckenden Fahrwerksteils 92. Das Fahrwerksteil 92 dient zur Führung und Federung der Vorderräder 18 und 20.
  • Das Fahrwerksteil 92 ist auch in den 3 und 4 dargestellt. Das Fahrwerksteil 92 weist einen bezogen auf die Schwerkraftrichtung überhöhten mittleren Abschnitt 36 auf. Das Fahrwerksteils 92 weist zwei sich an den mittleren Abschnitt 36 anschließende Außenabschnitte 94 auf. Die Außenabschnitte 94 münden jeweils an einem das Fahrwerksteil 92 nach außen abschließenden Endstück 96 bzw. 98. Die Endstücke 96 und 98 verbinden jeweils ein äußeres Ende des Fahrwerksteils 92 mit jeweils einem Radlager eines Vorderrads 18, 20.
  • Das Fahrwerksteil 92 weist einen gekrümmten Verlauf auf, der es ermöglicht, die Außenabschnitte 94 im Bereich der Endstücke 96 bzw. 98 relativ zu dem mittleren Abschnitt 36 in mit 40 bezeichneten Richtungen federnd auszulenken.
  • Das Fahrwerksteil 92 ist aus einem Faserverbundkunststoff hergestellt und weist einen schichtförmigen, in 5 detaillierter dargestellten Aufbau auf. Das Fahrwerksteil 92 weist eine Vielzahl von parallel zueinander angeordneten Gewebelagen aus Glasfasern, Kohlefasern oder Polymerfasern auf. In 5 sind benachbart zu einer Oberseite (ohne Bezugszeichen) des Fahrwerksteils 92 angeordnete Gewebelagen mit 100, 101 und 102 sowie benachbart zu einer Unterseite (ohne Bezugszeichen) des Fahrwerksteils 92 angeordnete Gewebelagen mit 103 und 104 bezeichnet. Die Gewebelagen 100 bis 104 sowie die weiteren in 5 dargestellten, nicht mit Bezugszeichen versehenen Gewebelagen des Fahrwerksteils 92 erstrecken sich in bezogen auf die Schwerkraftrichtung im Wesentlichen horizontalen oder hierzu leicht geneigten Ebenen. Die Gewebelagen des Fahrwerksteils 92 sind in einen Matrixkunststoff eingebettet. Der Matrixkunststoff und die Gewebelagen bilden einen festen Werkstoff.
  • Das Fahrwerksteil 92 weist mehrere parallel zueinander angeordnete Aktoreinrichtungen 42 und 44 in Form von auf dem Piezo-Prinzip beruhenden Wandlern 46 und 48 auf. Der Wandler 46 ist zwischen den 101 und 102 des Fahrwerksteils 92 eingebettet. Der Wandler 48 ist zwischen den Gewebelagen 103 und 104 des Fahrwerksteils 92 eingebettet.
  • Die Wandler 46 und 48 sind auch in den 6 und 7 dargestellt. Die Wandler 46 und 48 sind bandförmig und weisen eine Bandstärke von vorzugsweise 0,1 bis 0,5 mm auf. Dieser dünnschichtige Aufbau ermöglicht eine einfache Integration der Wandler 46 und 48 in den schichtförmigen Aufbau des Fahrwerksteils 92. Die Wandler 46 und 48 weisen jeweils an einem äußeren Rand (ohne Bezugszeichen) angeordnete elektrische Anschlüsse 106 und 108 auf, mit denen die Wandler mit elektrischer Energie versorgt werden können. Der in 7 dargestellte Wandler 48 unterscheidet sich von dem in 6 dargestellten Wandler 46 dadurch, dass der Wandler 48 eine Vielzahl von beispielsweise quadratischen Aktorfeldern 110 aufweist, die gegebenenfalls unabhängig voneinander ansteuerbar sind.
  • Die Endstücke 96 und 98 des Fahrwerksteils 92 können beispielsweise in Form eines Gummielementes ausgebildet sein und/oder in Form eines Kugelgelenkes. Das Endstück 96 ist mit einem unteren Teil des Radlagers 26 verbunden, das zur Lagerung des linken Vorderrads 18 dient (siehe 8 und 9). Das Endstück 98 des Fahrwerksteils 92 ist in entsprechender Weise mit einem Radlager (ohne Bezugszeichen) zur Lagerung des rechten Vorderrads 20 verbunden.
  • Unter weiterer Bezugnahme auf die 8 bis 10 umfasst die Fahrzeugvorrichtung 10 zwei Linearantriebe 112 und 114. Der Linearantrieb 112 stützt sich mit einem fahrzeuginneren Ende an dem Längsträger 72 und mit einem fahrzeugäußeren Ende an einem oberen Teil des Radlagers 26 ab. Der Linearantrieb 114 stützt sich mit einem fahrzeuginneren Ende an dem Crashelement 78 und mit einem fahrzeugäußeren Ende an einem oberen Teil des Radlagers 26 ab. Die Linearantriebe 112 und 114 sind in einer bezogen auf die Schwerkraftrichtung horizontalen Ebene angeordnet. Die Linearantriebe 112 und 114 ermöglichen es, das Radlager 26 in in 8 mit 116 bezeichneten Kipprichtungen zu verkippen, so dass der Sturzwinkel des linken Vorderrads 18 einstellbar ist. Ebenso ermöglichen es die Linearantriebe 112 und 114, das Vorderrad 18 in in 10 mit 118 bezeichneten Richtungen um eine bezogen auf die Schwerkraftrichtung vertikale Achse (ohne Bezugszeichen) zu ver kippen, so dass ein Lenkwinkel und/oder ein Spurwinkel des Vorderrads 18 einstellbar ist.
  • Die Fahrzeugvorrichtung 10 umfasst ferner einen Linearantrieb 120 (siehe 9), der sich fahrzeuginnenseitig mit Hilfe eines Abstützelements 122 an dem Längsträger 72 abstützt und der fahrzeugaußenseitig mit dem Endstück 96 des Fahrwerksteils 92 verbunden ist. Der Linearantrieb 120 weist einen Zylinder 124 sowie eine hierzu verschiebliche Kolbenstange 126 auf. Der Linearantrieb 120 ermöglicht es, das Vorderrad 18 in in 9 mit 128 bezeichneten Richtungen anzuheben oder abzusenken. Anstelle des Linearantriebs 120 kann auch ein Federelement und/oder ein Dämpferelement verwendet werden. Hierbei kann es sich auch um einen "aktiven Dämpfer" handeln, dessen Dämpfungseigenschaften variabel und insbesondere durch eine Ansteuerung veränderbar sind.
  • Die zweite Ausführungsform der Fahrzeugvorrichtung 10 funktioniert folgendermaßen:
    Indem die Wandler 46 und 48 mit elektrischer Energie versorgt werden, können sich diese verformen, so dass sie Eigenspannungen innerhalb des Fahrwerksteils 92 verursachen. Mit Hilfe dieser Eigenspannungen kann das Fahrwerksteil 92 versteift werden, oder es kann die Nachgiebigkeit des Fahrwerksteils 92 erhöht werden. Hierdurch können die mechanischen Eigenschaften des Fahrwerksteils 92 gezielt beeinflusst werden, beispielsweise um Nickbewegungen des Fahrzeugs 12 bei Bremsvorgängen und Beschleunigungsvorgängen oder um Wankbewegungen des Fahrzeugs 12 bei Kurvenfahrt entgegenzuwirken. Außerdem ist es mit Hilfe der Aktoreinrichtungen 42 und 44 möglich, in das Fahrwerksteil 92 eingeleitete Schwingungen zu kompensieren, indem die Aktoreinrichtungen 42 und 44 so angesteuert werden, dass sie zu der Schwingbeanspruchung entgegengesetzte Schwingungen erzeugen und somit Vibrationen des Fahrwerksteils 92 verringern oder verhindern.

Claims (32)

  1. Fahrzeugvorrichtung (10) mit einem aus mindestens einem festen Werkstoff hergestellten Fahrwerksteil (16, 92), gekennzeichnet durch mindestens eine mit dem festen Werkstoff des Fahrwerksteils (16, 92) in Wirkkontakt stehende Aktoreinrichtung (42, 44) zur Beeinflussung mindestens einer mechanischen Eigenschaft des Fahrwerksteils und/oder durch mindestens eine mit dem festen Werkstoff des Fahrwerksteils (16, 92) in Wirkkontakt stehende Sensoreinrichtung (56) zur Erfassung eines Beanspruchungs-Zustands des Fahrwerksteils.
  2. Fahrzeugvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der mindestens einen Aktoreinrichtung (42, 44) mindestens ein Kennwert des Fahrwerksteils (16, 92) beeinflussbar ist, welcher mindestens eine Verformungseigenschaft des Fahrwerksteils (16, 92) betrifft.
  3. Fahrzeugvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der mindestens einen Aktoreinrichtung (42, 44) mindestens ein Kennwert des Fahrwerksteils (16, 92) beeinflussbar ist, welcher das Schwingungsverhalten des Fahrwerksteils (16, 92) betrifft.
  4. Fahrzeugvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der mindestens einen Aktoreinrichtung (42, 44) die Geometrie des Fahrwerksteils (16, 92) beeinflussbar ist.
  5. Fahrzeugvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Aktoreinrichtung (42, 44) derart ansteuerbar ist, dass eine während eines Betriebs der Fahrzeugvorrichtung (10) in das Fahrwerksteil (16, 92) einleitbare Beanspruchung mittels der mindestens einen Aktoreinrichtung (42, 44) zumindest teilweise kompensierbar ist.
  6. Fahrzeugvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrwerksteil (16, 92) ein Radaufhängungsteil oder ein Radführungsteil ist.
  7. Fahrzeugvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrwerksteil (16, 92) ein Lenkungsteil ist.
  8. Fahrzeugvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrwerksteil (16, 92) direkt oder indirekt mit mindestens einem Fahrzeugrad (18, 20) verbunden ist.
  9. Fahrzeugvorrichtung (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sturz und/oder der Lenkwinkel und/oder der Nachlauf des mindestens einen Fahrzeugrads (18, 20) mittels der mindestens einen Aktoreinrichtung (42, 44) einstellbar ist.
  10. Fahrzeugvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberfläche des Fahrwerksteils (16, 92) mit der mindestens einen Aktoreinrichtung (42, 44) und/oder mit der mindestens einen Sensoreinrichtung (56) in Berührkontakt steht.
  11. Fahrzeugvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Aktoreinrichtung (42, 44) und/oder die mindestens eine Sensoreinrichtung (56) zumindest abschnittsweise in den mindestens einen festen Werkstoff des Fahrwerksteils (16, 92) eingebettet ist oder sind.
  12. Fahrzeugvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrwerksteil (16, 92) einen mehrschichtigen Aufbau aufweist.
  13. Fahrzeugvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Aktoreinrichtung (42, 44) und/oder die mindestens eine Sensoreinrichtung (56) zwischen zueinander benachbarten, aus dem mindestens einen festen Werkstoff hergestellten Schichten (100, 101, 102, 103, 104) des Fahrwerksteils (16, 92) angeordnet ist oder sind.
  14. Fahrzeugvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrwerksteil (16, 92) aus einem Faserverbundkunststoff hergestellt ist.
  15. Fahrzeugvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugvorrichtung (10) mehrere Aktoreinrichtungen (42, 44) und/oder mehrere Sensoreinrichtungen (56) umfasst.
  16. Fahrzeugvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Aktoreinrichtung (42, 44) elektrisch ansteuerbar ist.
  17. Fahrzeugvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Aktoreinrichtung (42, 44) mindestens einen auf dem Piezo-Prinzip beruhenden Wandler (46, 48) umfasst.
  18. Fahrzeugvorrichtung (10) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandler (46, 48) bandförmig ist.
  19. Fahrzeugvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Aktoreinrichtung (42, 44) mindestens eine Kohlenstoffnanoröhre umfasst.
  20. Fahrzeugvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Aktoreinrichtung (42, 44) eine elektrorheologische Flüssigkeit umfasst.
  21. Fahrzeugvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Aktoreinrichtung (42, 44) eine magnetorheologische Flüssigkeit umfasst.
  22. Fahrzeugvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eine Steuereinheit (54) zur Ansteuerung der mindestens einen Aktoreinrichtung (42, 44).
  23. Fahrzeugvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der mindestens einen Sensoreinrichtung (56) ein statischer Beanspruchungszustand des Fahrwerksteils (16, 92) erfassbar ist.
  24. Fahrzeugvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der mindestens einen Sensoreinrichtung (56) ein dynamischer Beanspruchungszustand des Fahrwerksteils (16, 92) erfassbar ist.
  25. Fahrzeugvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der mindestens einen Sensoreinrichtung (56) ein Verschleiß-Zustand des Fahrwerksteils (16, 92) erfassbar ist.
  26. Fahrzeugvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Sensoreinrichtung (56) mindestens einen Dehnungsmessstreifen umfasst.
  27. Fahrzeugvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Sensoreinrichtung (56) mindestens einen optischen Sensor umfasst.
  28. Fahrzeugvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Sensoreinrichtung (56) mit einer Steuereinheit (54) zur Ansteuerung der mindestens einen Aktoreinrichtung (42, 44) verbunden ist.
  29. Fahrzeugvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eine Umgebungsüberwachungseinrichtung (60) zur Überwachung einer Umgebung der Fahrzeugvorrichtung (10).
  30. Fahrzeugvorrichtung (10) nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Umgebungsüberwachungseinrichtung (60) für eine Erfassung der Geometrie einer Fahrbahnoberfläche ausgebildet ist.
  31. Fahrzeugvorrichtung (10) nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Umgebungsüberwachungseinrichtung (60) mit einer Steuereinheit (54) zur Ansteuerung der mindestens einen Aktoreinrichtung (42, 44) verbunden ist.
  32. Fahrzeugvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eine mindestens externe Sensoreinrichtung, welche zu dem Fahrwerksteil (16, 92) beabstandet angeordnet ist.
DE200710063536 2007-12-21 2007-12-21 Fahrzeugvorrichtung Ceased DE102007063536A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200710063536 DE102007063536A1 (de) 2007-12-21 2007-12-21 Fahrzeugvorrichtung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200710063536 DE102007063536A1 (de) 2007-12-21 2007-12-21 Fahrzeugvorrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102007063536A1 true DE102007063536A1 (de) 2009-07-16

Family

ID=40758331

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200710063536 Ceased DE102007063536A1 (de) 2007-12-21 2007-12-21 Fahrzeugvorrichtung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102007063536A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011121327A1 (de) * 2011-12-16 2013-06-20 Audi Ag Stellvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE102013101801A1 (de) * 2013-02-22 2014-08-28 Fele Gmbh & Co. Kg Strukturelement und Verfahren zum Herstellen eines Strukturelements

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3734287C2 (de) * 1987-10-09 1989-11-23 Manfred Dipl.-Ing. 5400 Koblenz De Kessler
DE10050717A1 (de) * 1999-10-15 2001-06-28 Meritor Heavy Vehicle Sys Ltd Verfahren und System zur Bereitstellung einer variablen Laststeuerung und -Isolierung bei einer Fahrzeugaufhängung
DE10000390A1 (de) * 2000-01-07 2001-07-12 Volkswagen Ag Lagerung an einem Fahrwerksteil
DE10050718A1 (de) * 1999-10-15 2001-07-12 Meritor Heavy Vehicle Sys Ltd Verfahren und Vorrichtung zur aktiven Aufhängung eines Rades an einem Fahrzeug
EP1459817A1 (de) * 2003-03-17 2004-09-22 Meritor Light Vehicle Technology, LLC Fahrzeugradaufhängung und Methode zur Herstellung eines zugehörigen Verbindungselements
DE102005000726A1 (de) * 2004-01-07 2005-08-25 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Verhalten-Erfassungssystem für ein Automobil relativ zur Straße
DE102004036682A1 (de) * 2004-07-28 2006-03-23 Gerhard Ockum Proaktive Fahrzeugfederung
WO2006062608A2 (en) * 2004-12-09 2006-06-15 General Motors Corporation Tunable vehicle structural members and methods for selectively changing the mechanical properties thereto
DE102005026047A1 (de) * 2005-06-03 2006-12-14 Benteler Automobiltechnik Gmbh Radführung
DE102004053364B4 (de) * 2004-11-02 2007-02-22 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verbundlenkerachse

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3734287C2 (de) * 1987-10-09 1989-11-23 Manfred Dipl.-Ing. 5400 Koblenz De Kessler
DE10050717A1 (de) * 1999-10-15 2001-06-28 Meritor Heavy Vehicle Sys Ltd Verfahren und System zur Bereitstellung einer variablen Laststeuerung und -Isolierung bei einer Fahrzeugaufhängung
DE10050718A1 (de) * 1999-10-15 2001-07-12 Meritor Heavy Vehicle Sys Ltd Verfahren und Vorrichtung zur aktiven Aufhängung eines Rades an einem Fahrzeug
DE10000390A1 (de) * 2000-01-07 2001-07-12 Volkswagen Ag Lagerung an einem Fahrwerksteil
EP1459817A1 (de) * 2003-03-17 2004-09-22 Meritor Light Vehicle Technology, LLC Fahrzeugradaufhängung und Methode zur Herstellung eines zugehörigen Verbindungselements
DE102005000726A1 (de) * 2004-01-07 2005-08-25 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Verhalten-Erfassungssystem für ein Automobil relativ zur Straße
DE102004036682A1 (de) * 2004-07-28 2006-03-23 Gerhard Ockum Proaktive Fahrzeugfederung
DE102004053364B4 (de) * 2004-11-02 2007-02-22 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verbundlenkerachse
WO2006062608A2 (en) * 2004-12-09 2006-06-15 General Motors Corporation Tunable vehicle structural members and methods for selectively changing the mechanical properties thereto
DE102005026047A1 (de) * 2005-06-03 2006-12-14 Benteler Automobiltechnik Gmbh Radführung

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011121327A1 (de) * 2011-12-16 2013-06-20 Audi Ag Stellvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE102011121327B4 (de) 2011-12-16 2019-04-11 Audi Ag Stellvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE102013101801A1 (de) * 2013-02-22 2014-08-28 Fele Gmbh & Co. Kg Strukturelement und Verfahren zum Herstellen eines Strukturelements

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2804774B1 (de) Fahrerhaus-aufhängungseinrichtung mit wankstabilisierung
EP2291309B1 (de) Aufhängungseinrichtung mit aktivem wattgestänge
DE102017128725A1 (de) Fahrzeug mit einem aufhängungskraft-entkopplungssystem
DE102014118608B4 (de) Vorrichtung zur Aufhängungsdämpfung mit einer negativen Steifigkeit
DE102013222705B4 (de) Fahrzeugaufhängungssystem
EP1577125B1 (de) Variables Federungssystem für ein Kraftfahrzeug mit mindestens einem Hauptfederelement und mindestens einem Dämpferelement
EP0241493A1 (de) Vorrichtung mit mindestens zwei starren verbindungsteilen.
DE102005026047A1 (de) Radführung
DE102013110370A1 (de) Fahrzeugsitz
DE102012012652A1 (de) Hinterachse für ein Kraftfahrzeug
DE102018206023B4 (de) Blattfedereinrichtung für eine Kraftfahrzeug-Radaufhängung und Kraftfahrzeug-Radaufhängung mit einer solchen
DE4311521C1 (de) Wankstütze für Schienenfahrzeuge
DE102008053001A1 (de) Verfahren und System zur Beeinflussung der Bewegung eines in seinen Bewegungsabläufen steuerbaren oder regelbaren Fahrzeugaufbaus eines Kraftfahrzeuges und Fahrzeug
DE102009004441A1 (de) Verbundlenkerachse für ein Kraftfahrzeug
DE102004056610A1 (de) Verfahren zum Steuern und Regeln eines aktiven Fahrwerksystems
DE102011078262A1 (de) Einzelradaufhängung mit selbsttätiger Sturzanpassung
DE102017116575A1 (de) Kraftfahrzeugaufhängungssysteme
WO2007087793A1 (de) Angetriebene fahrzeugachse mit einzelradaufhängung
DE102009009063A1 (de) Verfahren zum Regeln einer Federungseinrichtung und Federungseinrichtung
DE102007063536A1 (de) Fahrzeugvorrichtung
DE102009034678B4 (de) Verfahren zur Verbesserung einer Dynamikregelung für ein Fahrzeug mit einer Anhängerkupplung sowie Dynamikregelsystem und Fahrzeug
DE102014010577A1 (de) Lagerungsanordnung eines Aufbaus an einem Rahmen eines Nutzfahrzeugs
DE19528565A1 (de) Integriertes aktives/passives Aufhängungssystem für ein Kraftfahrzeug
WO2022084535A1 (de) Blattfedervorrichtung sowie blattfeder und dämpferanordnung
DE102008002639A1 (de) Verbundlenkerachse

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R082 Change of representative

Representative=s name: HOEGER, STELLRECHT & PARTNER PATENTANWAELTE MB, DE

R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final