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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Federn und/oder Dämpfen eines Fahrzeugs, ein Verfahren zum Ansteuern einer Vorrichtung zum Federn und/oder Dämpfen eines Fahrzeugs, auf ein entsprechendes Steuergerät sowie auf ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.
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Aus der
DE10120852 A1 ist ein Verfahren für Zwei- oder Dreiradfahrzeuge bekannt, welches ein Aufstellen des Fahrzeugs im Kollisionsfall verhindern soll. Erreicht wird dies durch ein Absenken des Schwerpunkts, konkret durch eine Veränderung des Federsystems, mit dem die Fahrzeugräder am Fahrzeugaufbau angebracht sind. Die Federbasis, das untere Stützlager einer Schraubenfeder, wird dabei im Kollisionsfall nach unten verstellt. Dadurch sinkt das Fahrzeug mit dem Aufsassen ab, sodass sich der Gesamtschwerpunkt ebenfalls nach unten bewegt. Die hier erwähnte Federbasis kann dabei elektrisch oder hydraulisch gelöst werden. Berücksichtigt man den reinen Lastfall, so ist eine Schwerpunktabsenkung sehr hilfreich, um das Aufstellen des Zweirades zu vermeiden. Das beschriebene Verfahren benötigt eine vorausschauende Sensorik, um die hier beschriebenen Aktoren einsetzen zu können. Im Moment der Kollision ist das Absenken des Fahrwerks weitestgehend nutzlos, da die Vorverlagerung des Aufsassen bereits stattfindet.
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Es ist ebenfalls Stand der Technik eine dynamische Anpassung der Fahrwerksdämpfung situationsadaptiv durchzuführen. Hierfür ist auch der Begriff „Dynamic Damping Control" oder kurz DDC bekannt. Bei der dynamischen Anpassung der Fahrwerksdämpfung handelt es sich um ein System, das automatisch sowohl auf Fahrmanöver wie Bremsen, Beschleunigen oder Kurvenfahren als auch auf die Fahrbahnbeschaffenheit reagiert und die Dämpfung anhand sensorisch ermittelter Parameter über elektrisch angesteuerte Proportional-Dämpferventile situativ einstellt. Somit wird beim Bremsen eine erhöhte Fahrstabilität erreicht, in dem in dem vorderen Dämpfer spezielle Bypässe verschlossen werden, sodass eine höhere Drosselwirkung durch die Dämpfer erreicht wird und somit eine härtere Dämpfung realisiert wird.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund wird mit der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Federn und/oder Dämpfen eines Fahrzeugs, ein Verfahren zum Ansteuern einer Vorrichtung zum Federn und/oder Dämpfen eines Fahrzeugs, weiterhin ein Steuergerät, das dieses Verfahren verwendet sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogrammprodukt gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Im Falle eines Bremsens vor einer Kollision kann aufgrund der Radlaständerung ein Einfedern einer Feder- und/oder Dämpfungseinrichtung im Frontbereich eines Fahrzeugs hervorgerufen werden. In einer Grenzsituation kann hierbei das Fahrzeughinterteil sogar den Bodenkontakt verlieren. Ein Ausfahren der im Fahrzeug vorderen Feder- und/oder Dämpfungseinrichtung ist von Vorteil, um das Fahrzeug in einer Normalfahrlage zu halten. Ein Halten des Fahrzeugs in einer Normalfahrlage bietet den Vorteil, dass das Fahrzeug und somit auch Insassen respektive Aufsassen von einer ungünstigeren Kipplage ferngehalten werden. Im Falle eines Aufpralls des Fahrzeugs auf ein Kollisionsobjekt können passive Rückhaltesysteme bei einem Fahrzeug in Normalfahrlage besser wirken, im Vergleich zu passiven Rückhaltesystemen in einem vorne abgesenkten Fahrzeug. Mit einer Einrichtung, die ein aktives Ausfedern der Feder- und/oder Dämpfungseinrichtung im Frontbereich eines Fahrzeugs bewirkt, kann effektiver gegengesteuert beziehungsweise aktiv die Fahrlage des Fahrzeugs beeinflusst werden, als mit einem Einwirken auf das Dämpfungselement.
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Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Federn und/oder Dämpfen eines Fahrzeugs, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, eine Längsbewegung der Vorrichtung unter Verwendung eines Dämpfungsfluids abzufedern und/oder abzudämpfen, wobei die Vorrichtung das folgende Merkmal aufweist:
eine pyrotechnische Einrichtung, wobei die pyrotechnische Einrichtung ausgebildet ist, um bei Aktuierung einen auf das Dämpfungsfluid wirkenden Gasdruck aufzubauen.
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Unter einer Vorrichtung zum Federn und/oder Dämpfen kann im Allgemeinen ein Stoßdämpfer, eine Vorderradaufhängung, eine Federgabel, eine Teleskopfedergabel oder ein MacPherson-Federbein verstanden werden. Dabei kann es sich um einen hydraulischen Stoßdämpfer handeln. Die Vorrichtung zum Federn und/oder Dämpfen kann zur Dämpfung der Fahrzeugschwingungen, die durch Fahrbewegungen und unebenen Untergrund entstehen, verwendet werden. Die Vorrichtung zum Federn und/oder Dämpfen kann in einem Fahrzeug verwendet werden. Insbesondere kann die Vorrichtung zum Federn und/oder Dämpfen zwischen der Fahrzeugkarosserie und dem zumindest einen Vorderrad des Fahrzeugs angeordnet sein. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Kraftfahrzeug, beispielsweise einen Personenkraftwagen, ein Kraftrad, ein Dreirad, einen Lastkraftwagen oder ein sonstiges Nutzfahrzeug handeln. Unter einer Längsbewegung kann hier eine Axialbewegung verstanden werden. Die Vorrichtung zum Federn und/oder Dämpfen kann ein Dämpfungsfluid aufweisen. Unter einem Dämpfungsfluid kann ein Dämpfungsöl, Gabelöl oder ein Luft-Gas-Gemisch verstanden werden. Ein Dämpfungsfluid kann eine Mehrzahl von flüssigen und/oder gasförmigen Fluide aufweisen. Eine Mehrzahl von flüssigen und/oder gasförmigen Fluide kann in einem Dämpfungsfluid vermischt und/oder voneinander getrennt vorhanden sein. Das Dämpfungsfluid kann sich in einem Hohlkörper bewegen. Unter einer pyrotechnischen Einrichtung kann eine Einrichtung verstanden werden, welche bei Anlegen eines Stroms und/oder einer Spannung eine pyrotechnische Reaktion auslöst. Unter dem Anlegen eines Stroms und/oder einer Spannung an die pyrotechnische Einrichtung kann ein Aktuieren der pyrotechnischen Einrichtung verstanden werden.
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Ferner kann auch die pyrotechnische Einrichtung flüssigkeitsdicht und/oder fluiddicht gekapselt sein. Dies bietet den Vorteil, dass die pyrotechnische Einrichtung in dem Dämpfungsfluid gelagert werden kann.
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Entsprechend einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die pyrotechnische Einrichtung ausgebildet sein, einem von außerhalb der pyrotechnischen Einrichtung einwirkenden Druck des Dämpfungsfluids auf die Außenform der pyrotechnischen Einrichtung standzuhalten. Insbesondere kann die Außenform der pyrotechnischen Einrichtung bis zu einem vorbestimmten Druck von beispielsweise dem 10-fachen bis 100-fachen des Atmosphärendrucks am Erdboden einer Verformung standhalten. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass die pyrotechnische Einrichtung im normalen Betrieb oder bei kleineren Unfällen nicht versehentlich ausgelöst wird.
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Ferner kann gemäß einer weiteren Ausführungsform die pyrotechnische Einrichtung in zumindest einer Einschraubhülse angeordnet ist. Unter einer Einschraubhülse kann eine Hülse mit einem Gewinde auf der äußeren Mantelfläche und einer Aufnahme für die pyrotechnische Einrichtung verstanden werden. Diese Lösung hat den Vorteil, dass eine leichte Montage möglich ist.
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Günstig ist es auch, wenn in einer anderen Ausführungsform die pyrotechnische Einrichtung zumindest zwei separate Teilbereiche aufweist, die je voneinander unterschiedliche pyrotechnische Materialien aufweisen, wobei die pyrotechnische Einrichtung insbesondere als eine Kombination von einer Zündpille und einem Treibsatz ausgebildet ist. Hierbei kann ein leicht entzündliches pyrotechnisches Material als Initialzündung verwendet werden. Ein zumindest zweites pyrotechnisches Material kann als Treibsatz bzw. Verstärkung verwendet werden, wobei der Treibsatz eine große Gasmenge produzieren kann. Diese Lösung bietet bei geringen Herstellungskosten einen sehr hohen erzeugbaren Druckgradienten innerhalb der Vorrichtung zum Federn und/oder Dämpfen. Alternativ kann auf den Treibsatz verzichtet werden, wenn die Zündpille etwas größer als die eines Airbagmoduls und/oder wenn die benötigte Energie zum für das schnelle Ausfahren der Federgabel gering ist (z.B. leichtes Motorrad)
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Ferner kann die pyrotechnische Einrichtung derart angeordnet sein, dass ein bei Aktuierung der pyrotechnischen Einrichtung entstehendes Gas direkt und/oder unmittelbar mit dem Dämpfungsfluid in Kontakt tritt. Bei dieser Lösung kann das Volumen des Dämpfungsfluids beziehungsweise des Dämpfungsfluids zusammen mit dem durch die Aktuierung der pyrotechnischen Einrichtung entstandenen Gas den Fluiddruck innerhalb der Vorrichtung zum Federn und/oder Dämpfen schlagartig erhöht werden und somit die Vorrichtung zum Federn und oder Dämpfen aus gelenkt werden.
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In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann zwischen der pyrotechnischen Einrichtung und dem Dämpfungsfluid eine Abtrennmembran, insbesondere ein Kolben, derart angeordnet sein, dass ein bei Aktuierung der pyrotechnischen Einrichtung entstehendes Gas mittels der Abtrennmembran von dem Dämpfungsfluid getrennt ist. Eine Trennung des bei der Aktuierung der pyrotechnischen Einrichtung entstehenden Gases von dem Dämpfungsfluid kann von Vorteil sein, um eine unkontrollierte Explosion und/oder ein unkontrolliertes Abbrennen des Dämpfungsfluids zu vermeiden.
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Die vorliegende Erfindung schafft gemäß einer Ausführungsform eine Haltevorrichtung für ein Rad eines Kraftrads, wobei die Haltevorrichtung zumindest eine Vorrichtung zum Federn und/oder Dämpfen eines Fahrzeugs aufweist. Unter einem Kraftrad kann ein durch Kraft bewegt des auf nicht mehr als zwei Rädern laufendes Landfahrzeug wie ein Krad, ein Kleinkraftrad, ein Leichtkraftrad und/oder ein Dreirad mit einem gelenkten Vorderrad verstanden werden. Unter einer Haltevorrichtung kann eine Federgabel, Radschwinge, Teleskopgabel oder eine andere Halteeinrichtung für zumindest ein Vorderrad eines Kraftrades verstanden werden. Eine Haltevorrichtung kann beidseitig die Vorderradachse umfassen und die Vorderradachse mit dem Rahmen und dem Lenker verbinden. Eine Haltevorrichtung kann auch einseitig vom Rad angeordnet sein. Der Einsatz einer Vorrichtung zum Federn und/oder Dämpfen an einer Haltevorrichtung für ein Rad eines Kraftrades kann Du einer Verbesserung der aktiven und/oder passiven Sicherheitseinrichtungen eines Kraftrades führen.
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Ein Aspekt der vorgestellten Lösung sieht vor, dass ein pyrotechnischer Sprengsatz in eine Federgabel integriert wird. Der Sprengsatz kann als reiner Sprengsatz verwendet werden, oder als Kombination von Zündpille und Treibsatz, wie es in Airbags bekannt ist. Dieser Sprengsatz kann wasserdicht gekapselt und/oder druckdicht ausgeführt werden, sodass er in das Dämpfungsfluid, insbesondere Gabelöl, gelagert werden kann. Bei der Aktuierung also bei der Zündung der Zündpille entwickelt der Treibsatz ein großes Gasvolumen, das mit dem Dämpferöl über die Kolbenfläche des Dämpfers eine zusätzliche Ausschubkraft realisiert und so die Teleskopgabel ausfährt. Wie beim Airbag ist die Menge des Sprengsatzes äußerst relevant: Bei zu wenig Sprengsatz würde die Funktion des Aufstellens des Motorrads nicht bzw. schlecht funktionieren und zu viel davon könnten Verletzungen beim Fahrer hervorrufen. Eine Entzündung des Dämpfungsfluids, respektive – Öls, durch die pyrotechnische Gasentwicklung ist zu vermeiden. Dies kann auch durch eine räumliche Trennung des Gasgenerators, sprich der pyrotechnischen Einrichtung, vom Dämpfungsfluid realisiert werden, in dem eine zusätzliche Abtrennmembran – Abtrennung, Kolben, im Dämpfer verbaut wird. Bei Aktuierung des Treibsatzes würde der Kolben gegen das Dämpfungsfluid verschoben werden und darüber die Ausschubkraft am Dämpferkolben realisiert werden.
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Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Ansteuern einer Vorrichtung zum Federn und/oder Dämpfen eines Fahrzeugs gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Einlesen zumindest eines Sensorsignals;
Erkennen einer kritischen Fahrsituation unter Verwendung des Sensorsignals und erzeugen eines Auslösesignals; und
Bereitstellen des Auslösesignals für die pyrotechnische Einrichtung.
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Die Umsetzung als Verfahren kann zu einer Erhöhung Sicherheit der Insassen respektive Aufsassen beitragen.
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Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Steuergerät, das ausgebildet ist, um die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form eines Steuergeräts kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
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Unter einem Steuergerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Das Steuergerät kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen des Steuergeräts beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
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Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programmprodukt auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Federgabel gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 eine schematische Darstellung einer Federgabel gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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3 eine schematische Darstellung einer Federgabel mit zwei Vorrichtungen zum Federn und/oder Dämpfen eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Ansteuern einer Vorrichtung zum Federn und/oder Dämpfen für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
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5 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Federgabel gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Federgabel 100 weist ein im Wesentlichen hohlzylindrisches Gehäuse 110 auf. Das hohlzylindrische Gehäuse 110 kann auch als Außenrohr 110 bezeichnet werden. An einem Ende des hohlzylindrischen Gehäuses 110 ist eine Drossel 120 angeordnet an dem gegenüberliegenden Ende, in der 1 oben dargestellt, ist eine Feder 130 angeordnet. Die Federgabel 100 weist weiterhin eine zweite Drossel 140 auf. Die zweite Drossel 140 ist mit der Feder 130 verbunden. Der Bereich zwischen den beiden Drosseln 120, 140 ist mit Dämpfungsfluid 150 gefüllt. Innerhalb des hohlzylindrischen Gehäuses 110 ist im Bereich der Feder 130 ein Innenrohr 160 angeordnet. Das Innenrohr 160 ist fest mit der zweiten Drossel 140 verbunden. Das Innenrohr 160 ist zwischen der Feder 130 und dem hohlzylindrischen Gehäuse 110 angeordnet. Ein Ende der Feder 130 liegt auf der Drossel 140 auf. Ein weiteres Innenrohr 170 erstreckt sich von der Drossel 120 zur zweiten Drossel 140. Die Federgabel 100 ist im vollständig ausgefederten Zustand dargestellt. Die Längserstreckung der Federgabel 100 zwischen der Drossel 120 und der zweiten Drossel 140 kann als Hub 180 der Federgabel 100 bezeichnet werden. Die Drossel 120 sowie die zweite Drossel 140 weisen Durchführungen für das Dämpfungsfluid 140 auf.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer Federgabel gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die in 2 gezeigte Federgabel 100 entspricht der in 1 gezeigten Federgabel 100 in einer um 90° gedrehten Ansicht. Die Federgabel 100 weist entsprechend 1 ein im Wesentlichen hohlzylindrisches Gehäuse 110, eine Drossel 120, eine Feder 130, eine zweite Drossel 140, ein Innenrohr 160 und ein weiteres Innenrohr 170 auf.
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Weiterhin ist an dem der Feder 130 abgewandten Ende des im Wesentlichen hohlzylindrischen Gehäuses 110 eine Befestigung 290 zur Aufnahme einer Radnabe ausgebildet.
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3 zeigt eine schematische Darstellung einer Federgabel mit zwei Vorrichtungen zum Federn und/oder Dämpfen eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die gezeigte Federgabel 100 entspricht im Wesentlichen der in 2 gezeigten Federgabel 100, weist jedoch im Unterschied zu 2 zwei voneinander unabhängige Vorrichtungen 300a, 300b auf. Je eine Einschraubhülse 310a, 310b ist einmal mittig (300a) und einmal an dem der Feder abgewandten Seite (300b) des im Wesentlichen hohlzylindrischen Gehäuses 110 an der Mantelfläche des hohlzylindrischen Gehäuses 110 angeordnet. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Einschraubhülse 310a, 310b ein rotationssymmetrisches Teil, welches an der dem hohlzylindrischen Gehäuse 110 zugewandten Seite ein Gewinde aufweist. Im Inneren der Einschraubhülse 310a, 310b ist eine Zündpille 320a, 320b angeordnet. An der dem hohlzylindrischen Gehäuse 110 abgewandten Seite der Einschraubhülse 310a, 310b ist je ein Stecker 330 ausgebildet. Die Vorrichtung 300b weist weiterhin eine Abtrennmembran 340 und eine Treibladung 350 auf. Die Trennmembran ist im Inneren des im Wesentlichen hohlzylindrischen Gehäuses 110 quer zur Haupterstreckungsrichtung angeordnet. Die Abtrennmembran 340 ist ausgebildet, zwei voneinander getrennte Bereiche im Inneren des im Wesentlichen hohlzylindrischen Gehäuses 110 zu schaffen. In dem Bereich zwischen der Drossel 120 der Abtrennmembran 340 ist eine Treibladung 350 angeordnet. In dem Bereich zwischen der zweiten Drossel 140 und der Abtrennmembran 340 ist das Dämpfungsfluid 150 angeordnet. Im Bereich der mittig angeordneten Vorrichtung 300a bilden die Zündpille 320a und der Stecker 330 eine pyrotechnische Einrichtung. Im Bereich der nahe der Drossel 120 angeordneten Vorrichtung 300b wird die pyrotechnische Einrichtung gebildet aus der Zündpille 320b der Treibladung 350 sowie dem Stecker 330. bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist nicht die gesamte pyrotechnische Einrichtung innerhalb der Einschraubhülse 310b angeordnet, sondern vielmehr die Treibladung 350 im Außenrohr, durch die Abtrennmembran 340 vom Dämpfungsfluid 150 getrennt, angeordnet.
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3 zeigt zwei exemplarische Einbaumöglichkeiten und zwei unterschiedliche Ausprägungen der pyrotechnischen Einrichtung.
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Die hier vorgestellte Idee kann eine Vorrichtung für Zweirad- und/oder Dreiradfahrzeuge bereitstellen, die bei einer drohenden oder bei einer Kollision ein Ausfahren der Gabel bewirkt. Dies geschieht durch einen pyrotechnischen Sprengsatz. Die Ansteuerung erfolgt – wie bei einem Airbagsystem in einem KFZ – direkt über ein Steuergerät. Das Steuergerät kann beispielsweise ein Steuergerät der passiven Sicherheit sein. Vorteilhafterweise bleibt durch das Ausfahren der Gabel der Fahrer des Zweirades weitestgehend in Normalfahrlage auf der Sitzbank. Damit verbleibt der Schwerpunkt in einer hinteren Lage, was zu einer geringeren Überschlagswahrscheinlichkeit und einer verminderten Vorverlagerung führt. Letzteres wirkt sich besonders positiv bei Anprällen an Fahrzeugen oder Objekten aus. Es steht damit mehr Vorverlagerungsweg für die Rückhaltesysteme, z. B. Gurt, zur Verfügung.
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Pyrotechnik hat sich für eine einmalige und schnelle Aktuierung (für den Aufprall) im KFZ bewährt und kann eine kostengünstige Lösung zur Erweiterung der Zweiradsicherheit darstellen. Die erste vorzugsweise Ausprägung 300a sieht vor, dass der pyrotechnische Zündsatz direkt in der Federgabel platziert wird. Da im Falle eine Kollision die Teleskopgabel als Erstes beschädigt wird, führt die Irreversibilität der Aktuierung (Pyrotechnik) zu keinen Nachteilen. Der Austausch der Pyrotechnik braucht also nicht im Anforderungskatalog stehen. Die hier vorgestellte Vorrichtung zum Federn und/oder Dämpfen eines Fahrzeugs kann am Beispiel einer Motorradgabel mit pyrotechnischem Sprengsatz näher erläutert werden. Wie bereits erwähnt, kann die pyrotechnische Sprengladung unterschiedlich genutzt werden. Die Vorrichtung 300a zeigt nur eine (oder mehrere) Zündpillen. Diese bekommen beim Zünden von der entsprechenden Quelle wie z. B. ein Steuergerät Strom und Spannung und explodieren dabei. Die Explosion bewirkt ein schlagartiges Vergrößern des Ölvolumens und richtet das Motorrad auf.
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Die Zündpille ist in einer Einschraubhülse vormontiert. Die Einschraubhülse sollte dann dicht mit dem Außenrohr der Federgabel geschraubt werden. Es kann eine Dichtung verwendet werden. Die Pins der Zündpille können als Steckerpins benutzt werden, sodass der Aufbau einfach ist und Kosten gespart werden können. Es ist darauf zu achten, dass Gewinde und Hülsenwandstärke ausreichend stark/fest dimensioniert werden, sodass die Explosion auch sicher „in Richtung Gabelöl" wandert. Bei der Vorrichtung 300b ist zusätzlich zur Zündpille(n) eine Treibladung angebracht. Dies entspricht der gleichen Konfiguration wie Airbags. Die Zündpille sorgt für die Initialzündung und der Treibsatz, der sich um diese Zündpille befindet, wirkt als Verstärkung: Durch das schnelle Abbrennen der Treibladung werden noch mehr Gase erzeugt und der Druckgradient innerhalb des Dämpfers ist noch höher als bei Vorrichtung 300a.
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Die Zündpille wird wie bei Möglichkeit 1 eingebaut. Der Treibsatz von beim Zusammenbau von innen montiert. Vorteilhaft ist einen Treibsatzschutz zu montieren, sodass der Treibsatz nicht in Kontakt mit dem Öl kommt. Selbstverständlich sollte – bei dieser Variante der Erfindung – die Federgabel umkonstruiert werden, sodass auch die Originalhublänge wieder zur Verfügung steht.
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Je nach Motorradschwere und Federgabelgröße und- Charakteristik kann der Hersteller die passende Konfiguration wählen.
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4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Ansteuern einer Vorrichtung zum Federn und/oder Dämpfen für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 400 weist einen Schritt des Einlesens 410, einen Schritt des Erkennens 420 und einen Schritt des Bereitstellens 430 auf. Im Schritt des Einlesens 410 wird zumindest ein Sensorsignal eingelesen. Im Schritt des Erkennens 420 wird eine kritische Fahrsituation unter Verwendung des Sensorsignals erkannt und ein Auslösesignal erzeugt. Im Schritt des Bereitstellens 430 wird das Auslösesignal für die pyrotechnische Einrichtung an einer Schnittstelle bereitgestellt.
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5 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Ein von einer Bremssensorik 510 bereitgestelltes Signal wird in einem Steuergerät 520 verarbeitet. Das Steuergerät 520 gibt zur Auslöseaktivierung ein Triggersignal 525 zur Aktivierung der Vorrichtung 530 zum Federn und/oder Dämpfen eines Fahrzeugs aus. Die Vorrichtung 530 bewirkt eine Entzündung der in den 1 bis 3 gezeigten pyrotechnischen Einrichtung, welche auch als pyrotechnischer Zündsatz bezeichnet werden kann. Alternativ und/oder optional wird ein von einer Crashsensorik 552 bereitgestelltes Signal von dem Steuergerät 520 eingelesen und eine kritische Fahrsituation unter Verwendung des Crashsignals, welches ein Signal der Crashsensorik 552 repräsentiert, erkannt. Alternativ und/oder optional wird ein von einer vorausschauenden Sensorik 554 bereitgestelltes Signal von dem Steuergerät 520 eingelesen und eine kritische Fahrsituation unter Verwendung des Sensorsignals der vorausschauenden Sensorik 554 erkannt. Bei einer Aktivierung der Vorrichtung 530 wird die Teleskopgabel 540 ausgefahren.
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Das Steuergerät 520 weist eine Schnittstelle auf zum Einlesen eines Sensorsignals sowie eine weitere Schnittstelle zum Ausgeben des Triggersignals 525 zur Aktivierung der Aktorik 530. Die Aktorik 530 weist zu mindestens eine Schnittstelle auf um ein Triggersignal 525 respektive ein Aktivierung- und/oder Auslösesignal zu empfangen.
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Das in 5 gezeigte Blockschaltbild zeigt am Beispiel eines Motorrads das vorgestellte Konzept zum Ausfahren einer Teleskopgabel mittels Pyrotechnik. Im Falle einer Kollision und unter der Annahme, dass der Fahrer bremst, erfolgt aufgrund der dynamischen Radlaständerung ein Einfedern der Vorderradgabel. Bei einem System zur dynamischen Fahrwerksdämpfung wird dies gegebenenfalls ein wenig minimiert durch die Verhärtung der Dämpfung in der Dämpfungs- und/oder Federvorrichtung in der Teleskopfedergabel. Dennoch wird das Hinterrad entlastet und die Folge ist eine instabilere Fahrlage des Zweirads. Im Grenzfall kann durch das blockierende Vorderrad auch bereits ein Abheben des Hinterrads vom Boden erfolgen. In dieser Situation wäre es daher sinnvoll noch höhere Dämpferkräfte zu haben, um ein Ausfahren der Teleskopgabel zu realisieren und den Aufsassen in der Normalfahrlage zu halten. Die Beibehaltung der Normalfahrlage auch in Notbremssituationen bietet den Vorteil, dass sich der Aufsasse nicht weiter nach vorn in eine ungünstigere Kipplage, und somit erhöhter Überschlagsneigung, verlagert und im Fall eines Anpralls an z. B. ein Fahrzeug günstiger anprallt und möglicherweise passive Rückhaltekomponenten besser wirken können.
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Eine Idee des hier vorgeschlagenen Ansatzes ist es daher im Falle einer drohenden Kollision oder bei Kollision die Teleskopgabel so weit wie möglich auszufahren, um das Bremsnicken und dadurch die Vorverlagerung des Aufsassen zu reduzieren. Die drohende Kollision kann durch ein ABS-Regelsignal erkannt werden oder aber durch eine vorausschauende Sensorik.
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Das Steuergerät 520 kann beispielhaft das Motorrad-ABS Steuergerät 520 sein. Andere Steuergeräte 520 sind ebenfalls denkbar. Denkbar ist auch eine Kombination von Steuergeräten 520, die über ein Bus-System, z. B. CAN Bus verbunden sind und miteinander kommunizieren. Eine erste (vorzugsweise) Ausprägung nimmt das ABS-Regelsteuersignal zur Erkennung einer kritischen Fahrsituation. Alternativ oder zusätzlich kann zumindest eine andere Sensorinformation 552, 554 verwendet werden. Dies kann sowohl als Sensorinformation im Steuergerät 520 verarbeitet werden und/oder als bereits aufgearbeitete Informationen aus anderen Steuergeräten werden verwendet, z. B. ein Crashsensor.
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Ein Steuergerät 520 erfasst die Information aus einer Bremssensorik 510 z. B. Raddrehzahl und wertet diese entsprechend aus. Alternativ oder optional kann zusätzlich eine Crashsensorik 552 und/oder eine vorausschauende Sensorik 554 (Bsp. Radarsensor) als weitere Informationsquelle dienen. Das Steuergerät 520 bestimmt die Auslöseaktivierung 525 und steuert das Ventil 530 an, das bspw. am Druckspeicher verbaut ist oder aber an der Gabel 540 selbst.
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Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.
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Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
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Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“ -Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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