DE102008028077A1

DE102008028077A1 - Vorrichtung zur aktiven Beeinflussung der Radstellung der Hinterräder eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102008028077A1
Application number: DE200810028077
Authority: DE
Inventors: Ullrich Hammelmaier; Rodscha Drabon
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2008-06-13
Filing date: 2008-06-13
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2028-06-14
Also published as: DE102008028077B4

Abstract

Vorrichtung zur aktiven Beeinflusssung der Radstellung von Hinterrädern (4) eines Fahrzeugs relativ zu einem Fahrzeugaufbau (1), welche folgendes aufweist:
i. eine Radaufhängung (2), die mit einer Querblattfeder (3) versehen ist, welche einerseits direkt oder über zwischengeschaltete Bauelemente mit den Rädern (4) und andererseits mittels einer aktiven Führungseinrichtung (6) mit dem Fahrzeugaufbau (1) verbunden ist,
ii. wobei die aktive Führungseinrichtung dazu ausgelegt ist, die Querblattfeder (3) quer zur Fahrzeuglängsachse zu bewegen, um die Radstellung der Hinterräder (4) relativ zum Fahrzeugaufbau zu verändern, und
iii. wobei der Querblattfeder (3) eine Hilfsfeder (7) zugeordnet ist,
iv. einen zwischen der Hilfsfeder (7) und der Querblattfeder (3) ansteuerbaren Aktuator (9, 10), der dazu ausgelegt ist, die Kopplung zwischen der Querblattfeder (3) und der Hilfsfeder (7) zu verändern.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur aktiven Beeinflussung der Radstellung der Hinterräder eines Fahrzeugs relativ zu einem Fahrzeugaufbau nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist bekannt, passive Querblattfedern an Personenkraftwagen zur Substituierung der Aufbaufeder und des Stabilisators sowie teilweise zur Radführung einzusetzen (siehe z. B.: 1988 GM-10; 2004 Corvette). Eine aktive Hinterachslenkung wird dabei über jeweils eine Stelleinheit pro Rad ausgeführt.
Die Erfindung hat die Aufgabe, diesen Stand der Technik weiterzuentwickeln. Dabei soll mit einfachen Mitteln eine aktive Beeinflussung der Reifenstellung relativ zum Fahrzeugaufbau und zur Fahrbahn erreicht werden. Vorzugsweise soll ferner zumindest nach bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung auch eine Erhöhung der Sicherheit, des Komforts und der Fahrdynamik erreicht werden.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1. Danach ist zwischen der Hilfsfeder und der Querblattfeder wenigstens ein ansteuerbarer Aktuator angeordnet.
Mit Hilfe einer derartigen Vorrichtung, die zur aktiven Beeinflussung der Hinterräder eines Fahrzeugs relativ zum Fahrzeugaufbau dient, werden mit einfachen Mitteln eine aktive Wankstabilisierung und eine aktive Lenkung der Hinterräder realisiert.
Der Einsatz der aktiven Querblattfeder ermöglicht die Realisierung einer Kombination aus einem aktiven Eingriff in die Radstellung an der Hinterachse zur Wankstabilisierung und/oder Hinterradlenkung und eine Substitution der Aufbaufedern, des Stabilisators und mindestens eines radführenden Elementes.
Insbesondere die Kombination mit einer Hinterachslenkung, welche bisher radselektiv über Lenker ausgeführt wird, bewirkt eine Reduzierung der Bauteileanzahl.
Vorzugsweise sind zwei Aktuatoren zwischen der Hilfsfeder und der Querblattfeder angeordnet, die dazu ausgelegt sind, Kräfte in Fahrzeughochrichtung (Z-Richtung) zwischen der Querblattfeder und der Hilfsfeder aufzubringen.
Es ist besonders vorteilhaft, die Aktuatoren derart auszulegen, dass mit ihnen die Kopplung zwischen der Querblattfeder und der Hilfsfeder veränderlich ist.
Vorzugsweise wird die Querblattfeder aus einem Leichtbaumaterial, insbesondere aus GFK, hergestellt, was eine signifikante Gewichtsreduzierung gegenüber herkömmlichen Querblattfedern aus Stahl ermöglicht.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigt:
1 eine Rückansicht einer schematisch dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtung zur aktiven Beeinflussung der Radstellung der Hinterräder eines Fahrzeugs.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, dass einen Fahrzeugaufbau 1 aufweist, der neben wenigstens einer hier nicht dargestellten Vorderachse eine Hinterachsradaufhängung 2 aufweist, an der zwei oder mehr drehbare Hinterräder 4 angeordnet sind.
Die Hinterachsradaufhängung 2 ist mit einer Vorrichtung zur aktiven Beeinflussung der Radstellung der Hinterräder 4 relativ zum Fahrzeugaufbau 1 versehen, die nachfolgen näher erläutert wird.
Zunächst weist die Vorrichtung eine Hauptfeder auf, die als Querblattfeder 3 ausgelegt ist.
Die Querblattfeder 3 kann – muss aber nicht – nach einer vorteilhaften Ausgestaltung zur Gewichtsreduzierung aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) bestehen.
Die beiden voneinander abgewandten Enden der Querblattfeder 3 sind – ggf. über eines oder mehrere hier nicht dargestellte, an sich aber bekannte Zwischenbauelemente wie einen Radträger, auf welchen ggf. Lenker einwirken – mit den Rädern 4 derart verbunden, dass durch ein Bewegen der Querblattfeder 3 mit einer senkrecht zur Fahrtrichtung ausgerichteten Bewegungskomponente eine aktive Spurführung der Räder 4 realisierbar ist.
Die Querblattfeder 3 ist hierzu vorzugsweise in einem mittleren Bereich 5 zwischen ihren Enden mittels einer aktiven Führungseinrichtung 6 mit dem Fahrzeugaufbau 1 verbunden. Der Begriff Fahrzeugaufbau ist insofern weit zu fassen. Er umfasst insbesondere auch einen ggf. vorgesehenen Hilfsrahmen.
Die aktive Führungseinrichtung 6 ist vorzugsweise als Linearführung ausgebildet, welche einen hier nicht im Einzelnen dargestellten Aktuator aufweist, der dazu ausgelegt ist, die Querblattfeder 3 und den Fahrzeugaufbau 1 relativ zueinander quer zur Fahrtrichtung bzw. quer zur Haupterstreckungsrichtung des Fahrzeuges (vorne – hinten) zu bewegen, wodurch eine aktive Spurführung der Räder 3 der Hinterachse realisiert wird. Die Querblattfeder 3 übernimmt damit auch die Funktion eines Lenkers (insbesondere eines Spurlenkers).
Die Linearführung kann beispielsweise mit Hilfe eine Kugelumlaufspindel oder mit Hilde eines elektrischen Linearmotors realisiert werden.
Der als Hauptfeder anzusehenden Querblattfeder 3 ist eine Hilfsfeder 7 zugeordnet, die vorzugsweise parallel neben, insbesondere unterhalb, der Querblattfeder 3 angeordnet ist und die ebenfalls als Querblattfeder ausgelegt ist und die Funktion eines Stützblattes für die Querblattfeder 3 übernimmt.
Die Hilfsfeder 7 kann in ihrem mittleren Bereich über ein Distanzelement 8 beabstandet zur Querblattfeder gehalten bzw. an einem Widerlager am Fahrzeugaufbau abgestützt sein.
Darüber hinaus sind zwischen der Hilfsfeder 7 und der Querblattfeder 3 zwei Aktuatoren 9, 10 angeordnet, Vorzugsweise sind die Aktuatoren 9, 10 als elektrische oder hydraulische Aktuatoren ausgelegt.
Die Aktuatoren 9, 10 sind derart ausgelegt und angeordnet, dass zwischen der Querblattfeder 3 und der Hilfsfeder 7 Relativbewegungen auftreten können, um Längenänderungen der Querblattfeder 3 während der Einfederung zu kompensieren.
Die Aktuatoren 9, 10 sind ferner derart dazu ausgelegt sind, Kräfte in der Fahrzeughochrichtung (Z-Richtung) aufzubringen.
Bei einem gegensinnigen Einsatz der Aktuatoren 9, 10 wird einem Wanken des Fahrzeugaufbaus entgegengewirkt. Bei einem gleichsinnigen Einsatz der Aktuatoren 9, 10 wird dagegen einer Nickbewegung des Fahrzeugaufbaus 1 entgegen gewirkt, was insbesondere beim Anfahren und Bremsen von Vorteil ist.
Nach 1 sind die Aktuatoren jeweils zwischen den voneinander abgewandten Enden der Hilfsfeder 7 und der Querblattfeder 3 angeordnet.
Die Ansteuerung der Aktuatoren 9, 10 erfolgt mit Hilfe eines hier nicht dargestellten Steuergerätes, welches vorzugsweise zunächst sämtliche fahrdynamischen Daten und komfortrelevanten Daten des Fahrzeugs auswertet und welches dann aus diesen Daten die optimale Radstellung ermittelt und dann die Aktuatoren 9, 10 und den Linearaktuator ansteuert. Berücksichtigt werden z. B. die Aufbaubeschleunigung, der Wankwinkel, die Geschwindigkeit, die Gierrate, die Lenkwinkel und die Raddrehzahlen).
Derart lassen sich auf einfache Weise Aufbauschwingungen und Wankwinkel verringern.
Zudem ist auf einfache Weise eine Anstellung der Hinterräder 4 in einen für die jeweilige Fahrsituation optimalen Spur- und Sturzwinkel möglich.
Mit der Erfindung wird ferner mit einfachen Mitteln eine Entkopplung des rechten und des linken Rades 4 an der Hinterachse erreicht.
Die dargestellte Radaufhängung lässt sich auch zur Realisierung einer Niveauregulierung des Fahrzeugaufbaus 1 nutzen.

1: Fahrzeugaufbau
2: Hinterachsradaufhängung
3: Querblattfeder
4: Räder
5: Bereich
6: Führungseinrichtung
7: Hilfsfeder
8: Distanzelement
9, 10: Aktuatoren

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

- 1988 GM-10; 2004 Corvette [0002]

Claims

Vorrichtung zur aktiven Beeinflussung der Radstellung von Hinterrädern (4) eines Fahrzeugs relativ zu einem Fahrzeugaufbau (1), welche folgendes aufweist: i. eine Radaufhängung (2), die mit einer Querblattfeder (3) versehen ist, welche einerseits direkt oder über zwischengeschaltete Bauelement mit den Rädern (4) und andererseits mittels einer aktiven Führungseinrichtung (6) mit dem Fahrzeugaufbau (1) verbunden ist, ii. wobei die aktive Führungseinrichtung dazu ausgelegt ist, die Querblattfeder (3) quer zur Fahrzeuglängsachse zu bewegen, um die Radstellung der Hinterräder (4) relativ zum Fahrzeugaufbau zu verändern, und iii. wobei der Querblattfeder (3) eine Hilfsfeder (7) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass iv. zwischen der Hilfsfeder (7) und der Querblattfeder (3) wenigstens ein ansteuerbarer Aktuator (9, 10) angeordnet ist, der dazu ausgelegt ist, die dazu ausgelegt sind, die Kopplung zwischen der Querblattfeder (3) und der Hilfsfeder (7) zu verändern.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Aktuatoren (9, 10) zwischen der Hilfsfeder (3) und der Querblattfeder (7) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren (9, 10) dazu ausgelegt sind, je nach Ansteuerung Kräfte in Fahrzeughochrichtung (Z-Richtung) zwischen der Querblattfeder (3) und der Hilfsfeder (7) zu erzeugen.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsfeder (7) als Blattfeder ausgelegt ist, welche als Stützblatt für die Querblattfeder (3) wirkt.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren (9, 10) zwischen den Enden der Hilfsfeder (7) und der Querblattfeder (3) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsfeder (7) in ihrem mittleren Bereich zwischen den Aktuatoren an einem Widerlager abgestützt ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren (9, 10) als elektrische oder hydraulische Aktuatoren ausgelegt sind.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren (9, 10) ferner derart ausgelegt und an der Querblattfeder (3) und der Hilfsfeder (7) angeordnet sind, dass zwischen der Querblattfeder (3) und der Hilfsfeder (7) Relativbewegungen auftreten können, um Längenänderungen der Blattfeder während der Einfederung des Fahrzeugs zu kompensieren.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass den Aktuatoren (9, 10) ein elektronisches Steuergerät zugeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Führungseinrichtung (6) als Linearführung ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearführung als Kugelumlaufspindel oder als elektrischer Linearmotor ausgelegt ist.