DE102015003955A1 - Method for a vehicle chassis with air suspension system for adjusting a contact pressure, at least one vehicle wheel of a vehicle axle, on the roadway to be traveled - Google Patents
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Abstract
Der Grundgedanke der Erfindung bzw. dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt darin, dass der Bernoulli-Effekt gezielt genutzt wird, um am Fahrzeugheck einem Auftrieb entgegenzuwirken, indem das Fahrzeug durch Variation der Fahrzeugneigung vorherbestimmbare/gewünschte (bessere) Eigenschaften hinsichtlich den Luftströmungen erlangt und somit das Fahrzeug am Fahrzeugheck eine höhere Anpresskraft der Hinterräder gegenüber der Fahrbahn (einstellbar) erlangt.The basic idea of the invention or the method according to the invention lies in the fact that the Bernoulli effect is specifically used to counteract lift at the rear of the vehicle by the vehicle acquiring predetermined / desired (better) air flow characteristics by varying the vehicle inclination, and thus the vehicle at the rear of the vehicle a higher contact force of the rear wheels relative to the road (adjustable) obtained.
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für ein Fahrzeugfahrwerk mit Luftfedersystem zur Einstellung einer Anpresskraft, mindestens eines Fahrzeugrades einer Fahrzeugachse, auf die zu befahrende Fahrbahn.The present invention relates to a method for a vehicle chassis with air spring system for adjusting a contact pressure, at least one vehicle wheel of a vehicle axle, on the roadway to be traveled.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Wurden früher Kraftfahrzeuge als reines Fortbewegungsmittel betrachtet, so steigen in Sachen Komfort/komfortables Reisen die Erwartungshaltung von den Käufern eines Fahrzeugs stetig.In the past, when motor vehicles were regarded as a mere means of transportation, in terms of comfort / comfortable travel the expectations of the buyers of a vehicle steadily increased.
Einen wesentlichen Aspekt, bzw. Beitrag hierzu liefert das Fahrzeugfahrwerk, mittels diesem z. B. Unebenheiten im Fahrbahnverlauf ausgeglichen bzw. gedämpft werden.An essential aspect, or contribution to this provides the vehicle chassis, by means of this z. B. unevenness in the roadway are balanced or damped.
In der Fahrzeugmittelklasse und insbesondere in den Premium-Fahrzeugen werden verstärkt Luftfedersysteme eingebaut, da Luftfedersysteme gegenüber herkömmlichen Dämpfungssystemen Stahlfedern gewisse Vorteile aufweisen.In the vehicle middle class and in particular in the premium vehicles reinforced air spring systems are installed, since air spring systems over conventional damping systems steel springs have certain advantages.
Neben der Schaffung eines hohen Komfortfaktors, ist das Fahrzeugfahrwerk mit dessen Dämpfungssystem auch wesentlich für die Funktionssicherheit (Stabilität) des Kraftfahrzeugs maßgeblich verantwortlich.In addition to the creation of a high comfort factor, the vehicle chassis with the damping system is also significantly responsible for the reliability (stability) of the motor vehicle significantly.
Aus der Druckschrift
Wie aus der Schrift
Wie aus der allgemeinen Physik zum Thema Strömungslehre bekannt ist, erzeugt ein sich bewegender Gegenstand am hinteren Ende einen Auftrieb, wobei der Auftrieb stark von der Form des Gegenstandes abhängt.As is known from general physics on the subject of fluid dynamics, a moving object at the rear end creates a buoyancy, wherein the buoyancy strongly depends on the shape of the object.
In der Luftfahrt nützt man diesen Effekt (sogenannter Bernoulli-Effekt) bewusst aus, um anhand der Flügelformgebung einen Auftrieb zu erzeugen. Durch die Flügelformgebung wird hierbei erzielt, dass die Luft oben um den Flügel schneller fließ als unten, sodass die höhere Geschwindigkeit zu einem geringen Druck oberhalb des Flügels führt, sodass der Flügel quasi nach oben gesaugt wird.In aviation, this effect (so-called Bernoulli effect) is deliberately exploited in order to generate lift based on the shape of the wing. Due to the wing shaping, the air flows around the wing at the top faster than at the bottom, so that the higher speed leads to a low pressure above the wing, so that the wing is sucked upwards.
Was in der Luftfahrt gewünscht ist, ist jedoch im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik genau das Gegenteil, da mit zunehmender Geschwindigkeit im hinteren Bereich des Fahrzeugs ein „Unterdruck” erzeugt wird, welcher dazu führt, dass das Fahrzeug im hinteren Bereich an Bodenhaftung verliert, bzw. sich die Anpresskräfte der Hinterräder auf die Fahrbahn reduzieren, sodass letztendlich bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten die Sicherheit stark darunter leidet.What is desired in aviation, however, is exactly the opposite in the field of motor vehicle technology, since with increasing speed in the rear region of the vehicle, a "negative pressure" is generated, which causes the vehicle to lose traction in the rear region reduce the contact pressure of the rear wheels on the road, so that ultimately suffers at higher vehicle speeds, the security severely.
Um diesen Effekt zu kompensieren bzw. entgegenzuwirken, werden zum Teil Heckspoiler am Fahrzeug angebracht (insbesondere im Rennsport zu sehen), sodass mittels der Heckspoiler ein Druck nach unten bewirkt wird, und somit die Anpresskraft der Hinterräder gegenüber der Fahrbahn bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten steigt.In order to compensate for or counteract this effect, some rear spoilers are mounted on the vehicle (especially in racing), so that pressure is applied downward by means of the rear spoiler, and thus the contact force of the rear wheels relative to the road increases at higher vehicle speeds.
Nachteilig an den (meist sportlich wirkenden) Heckspoilern ist, dass diese oftmals nicht zur optischen Formgebung zum Fahrzeug passen, insbesondere wenn es sich um edlere Fahrzeugreihen handelt. Bei manchen Fahrzeugbaureihen werden die Heckspoiler deshalb versenkbar bzw. ausfahrbar realisiert.A disadvantage of the (usually sporty acting) rear spoilers is that they often do not fit the optical shape of the vehicle, especially if it is more noble vehicle series. In some vehicle series, the rear spoilers are therefore realized retractable or retractable.
Aus der Druckschrift
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Sicherheit im Straßenverkehr zu erhöhen.It is an object of the present invention to increase road safety.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1, sowie einem Fahrzeug gemäß Anspruch 10 gelöst. Beispielhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.This object is achieved by a method according to
Der Grundgedanke der Erfindung bzw. dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt darin, dass der Bernoulli-Effekt gezielt genutzt wird, um am Fahrzeugheck einem Auftrieb entgegenzuwirken, indem das Fahrzeug durch Variation der Fahrzeugneigung vorherbestimmbare/gewünschte (bessere) Eigenschaften hinsichtlich den Luftströmungen erlangt und somit das Fahrzeug am Fahrzeugheck eine höhere Anpresskraft der Hinterräder gegenüber der Fahrbahn (einstellbar) erlangt. The basic idea of the invention or the method according to the invention lies in the fact that the Bernoulli effect is specifically used to counteract lift at the rear of the vehicle by the vehicle acquiring predetermined / desired (better) air flow characteristics by varying the vehicle inclination, and thus the vehicle at the rear of the vehicle a higher contact force of the rear wheels relative to the road (adjustable) obtained.
Gemäß der Erfindung ist das Verfahren für ein Fahrzeugfahrwerk mit Luftfedersystem zur Einstellung einer Anpresskraft, mindestens eines Fahrzeugrades einer Fahrzeugachse auf die zu befahrende Fahrbahn, dazu ausgeführt/ausgebildet, dass bei einem luftgefederten Kraftfahrzeugs, das eine luftgefederte Vorderachse und eine luftgefederte Hinterachse aufweist, mehrere zwischen Fahrwerkselementen der Fahrwerksachsen und dem Fahrzeugaufbau angeordnete Luftfederbälge zur Regelung ihres Ist-Niveaus auf ein vorgegebenes Soll-Niveau über als Schaltventile ausgebildete Niveauregelventile belüftet und/oder entlüftet werden können.According to the invention, the method for a vehicle chassis with air spring system for adjusting a contact force, at least one vehicle wheel of a vehicle axle on the road to be traveled, executed / trained that in an air-suspension vehicle having an air-sprung front axle and an air-sprung rear axle, several between Chassis elements of the suspension axles and the vehicle body arranged air spring bellows to control their actual level can be vented to a predetermined target level via trained as switching valves level control valves and / or vented.
Erfindungsgemäß werden hierzu die von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängigen aerodynamischen Gesetzmäßigkeiten verwendet, um gezielt eine Veränderung einer Anpresskraft mindestens eines Fahrzeugrades einer Fahrzeugachse auf die zu befahrende Fahrbahn zu bewirken.According to the invention, the aerodynamic laws which are dependent on the vehicle speed are used for this purpose in order to effect a change in a contact pressure force of at least one vehicle wheel of a vehicle axle on the roadway to be traveled.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Erhöhung der Anpresskräfte der Fahrzeugräder der Hinterachse gegenüber zur befahrenden Fahrbahn dadurch bewirkt wird, indem (im Fahrbetrieb) der Fahrzeugaufbau im Bereich der Hinterachse relativ zum Bereich der Vorderachse angehoben wird (
Bei dem weiteren alternativen erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Erhöhung der Anpresskräfte der Fahrzeugräder der Hinterachse gegenüber zur befahrenden Fahrbahn dadurch bewirkt, indem (im Fahrbetrieb) der Fahrzeugaufbau im Bereich der Vorderachse relativ zum Bereich der Hinterachse abgesenkt wird (
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Anhebung und/oder Absenkung des Fahrzeugaufbaues durch Belüftung (befühlen) und/oder Entlüftung der Luftfederbälge an den entsprechenden Fahrzeugachsen bewirkt.In the method according to the invention, the raising and / or lowering of the vehicle body by ventilation (feel) and / or venting of the air spring bellows is effected on the corresponding vehicle axles.
In einer vorteilhaften Ausführungsform sind bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zumindest im Bereich der luftgefederte Hinterachse, Sensoren zur Erfassung von Messgrößen angeordnet, deren Signale bzw. Informationen mit einbezogen und ausgewertet werden.In an advantageous embodiment, in the method according to the invention, at least in the region of the air-sprung rear axle, sensors for detecting measured variables are arranged whose signals or information are included and evaluated.
In einer vorteilhaften Ausführungsform werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mittels der Sensoren die Anpresskräfte der Fahrzeugräder der Hinterachse gegenüber zur befahrenden Fahrbahn in direkter und/oder in indirekter Weise erfasst.In an advantageous embodiment, in the method according to the invention by means of the sensors, the contact forces of the vehicle wheels of the rear axle are detected in a direct and / or indirect manner in relation to the roadway to be traveled.
In einer vorteilhaften Ausführungsform sind bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Sensoren als Kraftsensoren ausgebildet, sodass die Anpresskräfte der einzelnen Räder gegenüber der Fahrbahn auf direkter Art erfasst werden können und bei einer zu geringen Messgröße (Anpresskraft) eine Variation des Fahrzeugneigungswinkels (α) vorgenommen werden kann, sodass als Folge davon sich die Anpresskraft der hinteren Räder gegenüber der Fahrbahn entsprechend erhöht.In an advantageous embodiment, the sensors are designed as force sensors in the method according to the invention, so that the contact forces of the individual wheels relative to the roadway can be detected directly and a variation of the vehicle inclination angle (α) can be carried out if the measured variable (contact force) is too small. so that as a result, the contact pressure of the rear wheels relative to the road increases accordingly.
In einer alternativen vorteilhaften Ausführungsform sind bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Sensoren als Wegsensoren ausgebildet, sodass die Anpresskräfte der einzelnen Räder gegenüber der Fahrbahn auf indirekter Art erfasst werden können und bei einer zu geringen Messgröße (zu großer Ausfederung) eine Variation des Fahrzeugneigungswinkels (α) vorgenommen werden kann, sodass als Folge davon sich die Anpresskraft der hinteren Räder gegenüber der Fahrbahn entsprechend erhöht.In an alternative advantageous embodiment, the sensors are designed as displacement sensors in the method according to the invention, so that the contact forces of the individual wheels relative to the road surface can be detected indirectly and a variation of the vehicle inclination angle (α) is made if the measured variable is too small (too large rebound) can be, so that as a result, the contact pressure of the rear wheels relative to the road increases accordingly.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die aerodynamischen Gesetzmäßigkeiten in der Art genutzt, dass mittels Belüftung und/oder Entlüftung einer oder mehrerer Luftfederbälge die fahrzeuggeschwindigkeitsabhängige Auftriebskraft infolge der resultierenden Luftströmung derart verändert wird, dass die Auftriebskraft am hinteren Fahrzeugaufbaubereich relativ zum vorderen Fahrzeugaufbaubereich verringert wird, und somit der fahrzeuggeschwindigkeitsabhängigen Auftriebskraft im Heckbereich entgegengewirkt wird was letztendlich wieder eine höhere Anpresskraft der hinteren Fahrzeugräder gegenüber zur Fahrbahn bewirkt.In the method according to the invention, the aerodynamic laws are used in such a way that by means of ventilation and / or venting of one or more bellows, the vehicle speed-dependent buoyancy force due to the resulting air flow is changed such that the buoyancy force is reduced at the rear vehicle body region relative to the front vehicle body region, and thus the vehicle speed-dependent buoyancy force is counteracted in the rear area, which ultimately causes a higher contact pressure of the rear vehicle wheels opposite to the roadway.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Auftriebskraft (p) am hinteren Fahrzeugbereich mittels den Sensoren (
Ferner umfasst die Erfindung ein Fahrzeug, insbesondere als Kraftfahrzeug ausgebildet, welches versehen ist mit einem Fahrwerk mit Luftfedersystem, welches funktionell ein Verfahren gemäß dem zuvor beschriebenen Verfahren aufweist.Furthermore, the invention comprises a vehicle, in particular designed as a motor vehicle, which is provided with a chassis with air spring system, which functionally has a method according to the method described above.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den
In der Beschreibung, in den Ansprüchen, in der Zusammenfassung und den dazugehörenden Zeichnung werden die in der hinten angeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet.In the specification, claims, abstract and accompanying drawings, the terms and associated reference numerals used in the list of reference numerals recited below are used.
Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele unter Zuhilfenahme der
Kurze Beschreibung der Figuren:Brief description of the figures:
Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen:Description of exemplary embodiments:
Die
Wie die
Wie aus der
Wie aus der
Als Anpresskraft/Anpresskräfte die auf die einzelnen Räder wirken, sind z. B. bei einem stehenden Fahrzeug die Kräfte zu verstehen, welche sich aus dem Fahrzeuggesamtgewicht (Brutto: Fahrzeugeigengewicht incl. Beladung, Insassen, Tankfüllung, ...), aufgeteilt auf die einzelnen Räder, ergeben.As a contact force / contact forces acting on the individual wheels, z. B. in a stationary vehicle to understand the forces resulting from the gross vehicle weight (gross: own vehicle weight including loading, occupants, tank filling, ...), divided on the individual wheels result.
Abweichend gegenüber der
Diese nach vorne gerichtete Neigung (α) gegenüber zur zu befahrender Fahrbahn (
Abweichend gegenüber der
Diese nach vorne gerichtete Neigung (α) gegenüber zur zu befahrender Fahrbahn (
Die in den
Bei denn in den
Wie aus der
Ferner zeigt die
Bewegt man hingegen den Flügel in die linke Richtung (Fahrrichtung des Fahrzeuges), so entsteht infolge physikalischer Gesetzmäßigkeiten am Flügel eine Kraft, welche den Flügel nach unten zieht (drückt).However, moving the wing in the left direction (direction of travel of the vehicle), as a result of physical laws on the wing, a force that pulls the wing down (presses).
Die untere Darstellung zeigt mittels der an der Fahrzeugdarstellung überlagerten gepunkteten Flügeldarstellung, dass mittels dem erfindungsgemäßen Verfahren, infolge Variation des Fahrzeugneigungswinkels (α), auf einfache Weise unter Nutzung von physikalischen Gesetzmäßigkeiten (Flugzeugflügel quasi im „Rückwärtsbetrieb”) sich die Anpresskraft der Räder (
Abschließend sei noch angemerkt, dass die in
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Fahrzeug, insbesondere KraftfahrzeugVehicle, in particular motor vehicle
- 1.11.1
- Vorderes Fahrzeugrad/Fahrzeugrad vorneFront vehicle wheel / vehicle wheel front
- 1.21.2
- Hinteres Fahrzeugrad/Fahrzeugrad hintenRear vehicle wheel / rear vehicle wheel
- 2.12.1
- Vordere Fahrzeugachse/Fahrzeugachse vorneFront vehicle axle / vehicle axle front
- 2.22.2
- Hintere Fahrzeugachse/Fahrzeugachse hintenRear vehicle axle / vehicle axle rear
- 3.03.0
- Steuergerät zum Belüften und Entlüften der LuftfederbälgeControl unit for ventilating and venting the air spring bellows
- 3.13.1
- Vorderer Luftfederbalg/Luftfederbalg vorneFront air bag / air bag at the front
- 3.23.2
- Hinterer Luftfederbalg/Luftfederbalg hintenRear air bag / rear air bag
- 3.33.3
- Leitungen zum Belüften und Entlüften der LuftfederbälgeLines for ventilating and venting the air spring bellows
- 4.24.2
- Sensor zur Erfassung von MessgrößenSensor for the acquisition of measured quantities
- 4.34.3
- Signalleitungsignal line
- 55
- Fahrbahn, zu befahrende FahrbahnRoadway, roadway to be driven
- 66
- Schnittform eines FlugzeugflügelsSectional shape of an aircraft wing
- pp
- Auftriebskraftbuoyancy
- aa
- Abstanddistance
- bb
- Abstanddistance
- cc
-
Parallel zur Fahrbahn (
5 ) verlaufende HilfslinieParallel to the carriageway (5 ) extending auxiliary line - αα
- Winkel zwischen Fahrzeugneigung und FahrbahnAngle between vehicle inclination and roadway
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102013008655 A1 [0006, 0007, 0013] DE 102013008655 A1 [0006, 0007, 0013]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R084 | Declaration of willingness to licence | ||
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |