DE102016202141A1

DE102016202141A1 - Hinterradaufhängungssysteme für seitlich neigbare, mehrspurige fahrzeuge

Info

Publication number: DE102016202141A1
Application number: DE102016202141.9A
Authority: DE
Inventors: Robert Spahl; Edmund Halfmann; Martin Saeger; Marc Simon; Thomas Gerhards; Rainer Souschek; Ralf Hintzen; Daniel MAINZ
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-02-24
Filing date: 2016-02-12
Publication date: 2016-08-25
Also published as: CN105904928A; US20160243918A1; US9925843B2

Abstract

Ein Hinterradaufhängungssystem für ein seitlich neigbares, mehrspuriges Fahrzeug kann einen ersten und einen zweiten Längslenker enthalten. Das Hinterradaufhängungssystem kann ferner ein erstes und ein zweites Ausgleichssystem enthalten, die zwischen dem ersten und dem zweiten Längslenker wirken. Das erste Ausgleichssystem kann ein Drehmoment erzeugen, um einen Neigungswinkel des Fahrzeugs zu beeinflussen, wenn das Aufhängungssystem in Gebrauch ist. Das zweite Ausgleichssystem kann eine vertikale Resonanzbewegung des Fahrzeugs unterdrücken, wenn das Aufhängungssystem in Gebrauch ist.

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein seitlich neigbare, mehrspurige Fahrzeuge, wie zum Beispiel Kraftfahrzeuge, und insbesondere Hinterradaufhängungen für seitlich neigbare, mehrspurige Fahrzeuge.
In den letzten Jahren ist das Interesse an Kraftfahrzeugen mit innovativen Bauformen aufgrund der kontinuierlichen Ausdehnung von Ballungszentren, der großen Anzahl von in diesen Gebieten verkehrenden Fahrzeugen und den damit verbundenen Problemen, wie zum Beispiel Verkehrsstaus, Parkplatzknappheit und Umweltbelastung, gewachsen. Eine Lösung für solche Probleme (das heißt Parken und Verkehrsstaus) besteht darin, Fahrzeuge auf eine Art und Weise auszulegen, die es gestattet, dass mehrere Fahrzeuge einen Parkraum oder eine Fahrspur teilen. Damit solch eine Lösung machbar ist, müssen solche Fahrzeuge jedoch klein und insbesondere schmal sein. Demgemäß sind Fahrzeuge dieser Art in der Regel so bemessen, dass sie nicht mehr als eine oder zwei Personen befördern. Aufgrund ihrer geringen Größe und ihres geringen Gewichts erfordern solche Fahrzeuge darüber hinaus weniger Kraftmaschinenleistung als herkömmliche Kraftfahrzeuge, wodurch sich auch die durch solche Fahrzeuge verursachten Emissionen ohne Einbußen bei der Fahrleistung der Fahrzeuge reduzieren können.
Deshalb sind in den letzten Jahren viele Versuche unternommen worden, ein seitlich neigbares, mehrspuriges Fahrzeug zu entwickeln, das entweder drei oder vier Räder aufweist, wobei sich das gesamte Fahrzeug oder ein Teil davon ähnlich einem Fahrrad oder Motorrad zu einer Drehmitte (zum Beispiel zu einer Kurveninnenseite) neigen kann. Mit anderen Worten, sowohl der Aufbau als auch die Räder eines neigbaren Fahrzeugs können sich während einer Kurvenfahrt in eine Kurve legen, so dass die Räder während der gesamten Kurve parallel zu dem Aufbau bleiben. Demgemäß befinden sich solche Fahrzeuge wie ein Fahrrad oder ein Motorrad statisch in einem instabilen Gleichgewicht und würden ohne irgendeine externe Korrektur durch den Fahrer oder eine andere Vorrichtung umfallen. Im Gegensatz zu einem Fahrrad oder Motorrad, bei denen das Fahrzeug durch Bewegen des Schwerpunkts des Fahrers leicht stabilisiert werden kann (das heißt durch Eingabe von dem Fahrer), erfordern solche neigbaren, mehrspurigen Fahrzeuge im Allgemeinen jedoch Aufhängungen, die die Stabilisierung des Fahrzeugs während einer Kurvenfahrt oder zum Beispiel auf überhöhten Straßen unterstützen können.
Demgemäß sind verschiedene innovative Aufhängungen auch für seitlich neigbare, mehrspurige Fahrzeuge entwickelt worden. Solche Aufhängungen enthalten zum Beispiel im Allgemeinen eine Ausgleichsvorrichtung, die ein Drehmoment erzeugen kann, um den Neigungswinkel des Fahrzeugs zu beeinflussen. Für Sicherheit und Fahrkomfort sollten solche Aufhängungen darüber hinaus auch eine Feder-/Dämpfungsfunktion zwischen dem Aufbau des Fahrzeugs und den Rädern des Fahrzeugs bereitstellen, ähnlich wie Aufhängungsfeder-/Dämpferelemente eines herkömmlichen Kraftfahrzeugs.
Deshalb kann es wünschenswert sein, ein Hinterradaufhängungssystem für ein seitlich neigbares, mehrspuriges Fahrzeug bereitzustellen, das sowohl eine Ausgleichsfunktion als auch eine Feder-/Dämpfungsfunktion bereitstellt. Ferner kann es wünschenswert sein, ein Hinterradaufhängungssystem bereitzustellen, das eine Feder-/Dämpfungsfunktion bereitstellt, die die Ausgleichsfunktion des Systems nicht beeinträchtigt, um sowohl gewichts- als auch kostenoptimierte Aufhängungskomponenten zu gestatten.
Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen kann ein Hinterradaufhängungssystem für ein seitlich neigbares, mehrspuriges Fahrzeug einen ersten und einen zweiten Längslenker enthalten. Das Hinterradaufhängungssystem kann ferner ein erstes und ein zweites Ausgleichssystem enthalten, die zwischen dem ersten und dem zweiten Längslenker wirken. Das erste Ausgleichssystem kann ein Drehmoment erzeugen, um einen Neigungswinkel des Fahrzeugs zu beeinflussen, wenn das Aufhängungssystem in Gebrauch ist. Das zweite Ausgleichssystem kann eine vertikale Resonanzbewegung des Fahrzeugs unterdrücken, wenn das Aufhängungssystem in Gebrauch ist.
Gemäß verschiedenen zusätzlichen Ausführungsbeispielen kann ein Hinterradaufhängungssystem für ein seitlich neigbares, mehrspuriges Fahrzeug einen ersten und einen zweiten Längslenker enthalten, wobei sich jeder Längslenker zwischen einem Hinterrad des Fahrzeugs und einem Rahmenträger des Fahrzeugs erstreckt. Das Hinterradaufhängungssystem kann ferner ein erstes Ausgleichssystem enthalten, das zwischen dem ersten und dem zweiten Längslenker wirkt. Das erste Ausgleichssystem kann dazu konfiguriert sein, ein Drehmoment zu erzeugen, um einen Neigungswinkel eines Aufbaus des Fahrzeugs zu beeinflussen. Das Hinterradaufhängungssystem kann ferner ein zweites Ausgleichssystem enthalten, das zwischen dem ersten und dem zweiten Längslenker wirkt. Das zweite Ausgleichssystem kann dazu konfiguriert sein, eine vertikale Resonanzbewegung des Aufbaus des Fahrzeugs zu unterdrücken.
Gemäß verschiedenen weiteren Ausführungsbeispielen kann ein Verfahren zum Stabilisieren eines neigbaren, mehrspurigen Fahrzeugs Verteilen einer ersten Last über ein erstes Ausgleichssystem während einer Rollbewegung des Fahrzeugs umfassen. Ferner kann das Verfahren Verteilen einer zweiten Last über ein zweites Ausgleichssystem während einer Einfederungs-/Ausfederungsbewegung des Fahrzeugs umfassen, wobei das zweite Ausgleichssystem von dem ersten Ausgleichssystems verschieden ist. Das Verteilen der ersten Last kann einen Neigungswinkel des Fahrzeugs beeinflussen. Das Verteilen der zweiten Last kann eine vertikale Resonanzbewegung des Fahrzeugs unterdrücken.
Zusätzliche Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden teils in der folgenden Beschreibung angeführt und gehen teils aus der Beschreibung hervor oder können durch Ausübung der vorliegenden Offenbarung gelernt werden. Verschiedene Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden mittels der insbesondere in den angehängten Ansprüchen aufgezeigten Elemente und Kombinationen realisiert und erreicht.
Es versteht sich, dass sowohl die vorhergehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung rein beispielhaft und veranschaulichend sind und die vorliegende Offenbarung nicht einschränken.
Die beigefügten Zeichnungen, die in dieser Patentschrift enthalten sind und einen Teil davon bilden, zeigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erläuterung der Grundzüge der vorliegenden Offenbarung.
Mindestens einige Merkmale und Vorteile gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung der entsprechenden Ausführungsformen hervor, wobei die Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen betrachtet werden sollte, darin zeigen:
1 eine Draufsicht eines Ausführungsbeispiels eines mehrspurigen, seitlich neigbaren Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Offenbarung;
2 eine Seitenansicht des mehrspurigen, seitlich neigbaren Fahrzeugs von 1;
3 eine Rückansicht des mehrspurigen, seitlich neigbaren Fahrzeugs von 1;
4 eine schematische Ansicht eines herkömmlichen Hinterradaufhängungssystems in dem mehrspurigen, seitlich neigbaren Fahrzeug von 1;
5 eine perspektivische Ansicht des herkömmlichen Hinterradaufhängungssystems von 4;
6 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Hinterradaufhängungssystems zur Verwendung in dem mehrspurigen, seitlich neigbaren Fahrzeug von 1 gemäß der vorliegenden Offenbarung;
7 eine perspektivische Ansicht des Aufhängungssystems von 6;
8 eine schematische Ansicht eines anderen Ausführungsbeispiels eines Hinterradaufhängungssystems zur Verwendung in dem mehrspurigen, seitlich neigbaren Fahrzeug von 1 gemäß der vorliegenden Offenbarung;
9 eine schematische Ansicht noch eines anderen Ausführungsbeispiels eines Hinterradaufhängungssystems zur Verwendung in dem mehrspurigen, seitlich neigbaren Fahrzeug von 1 gemäß der vorliegenden Offenbarung;
10 eine schematische Ansicht noch eines anderen Ausführungsbeispiels eines Hinterradaufhängungssystems zur Verwendung in dem mehrspurigen, seitlich neigbaren Fahrzeug von 1 gemäß der vorliegenden Offenbarung;
11 eine schematische Ansicht noch eines anderen Ausführungsbeispiels eines Hinterradaufhängungssystems zur Verwendung in dem mehrspurigen, seitlich neigbaren Fahrzeug von 1 gemäß der vorliegenden Offenbarung; und
12 eine schematische Ansicht noch eines anderen Ausführungsbeispiels eines Hinterradaufhängungssystems zur Verwendung in dem mehrspurigen, seitlich neigbaren Fahrzeug von 1 gemäß der vorliegenden Offenbarung.
Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen zieht die vorliegende Offenbarung ein Hinterradaufhängungssystem für ein seitlich neigbares, mehrspuriges Fahrzeug in Betracht, das unabhängige Neigungs- und Feder-/Dämpferfunktionen aufweist. Auf diese Weise kann das Aufhängungssystem beide Funktionen (das heißt Neigen und Dämpfen) ohne Einbußen bei der Leistung einer der Funktionen bereitstellen. Zum Beispiel können die hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele sowohl einen Ausgleichsaktuator als auch mindestens ein Feder-/Dämpferelement unter Bereitstellung eines getrennten Lastpfads für jede Funktion bereitstellen. Verschiedene hierin beschriebene Ausführungsbeispiele ziehen zum Beispiel ein Hinterradaufhängungssystem in Betracht, das zwei getrennte Ausgleichssysteme zum Trennen der Lastpfade der Neigungs- und Feder-/Dämpferfunktionen umfasst, wodurch ein Komprimieren/Ausdehnen mindestens eines Feder-/Dämpferelements während einer Einfederungs-/Ausfederungsbewegung des Fahrzeugs (zum Beispiel aufgrund von Unebenheiten in der Straße) gestattet wird, während während einer Rollbewegung des Fahrzeugs (zum Beispiel während des Fahrens einer Kurve durch das Fahrzeug) nur geringfügige Längenänderungen erfahren werden.
Die 1–3 stellen ein Ausführungsbeispiel eines mehrspurigen, seitlich neigbaren Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Offenbarung dar. Wie in den 1–3 gezeigt, kann ein Fahrzeug 1 vier Räder 2a, 2b, 2c und 2d enthalten. Das Vorderrad 2a ist auf der rechten Seite einer Vorderachse 3a des Fahrzeugs 1 befestigt, und das Vorderrad 2b ist auf der linken Seite der Vorderachse 3a befestigt. Das Hinterrad 2c ist auf der rechten Seite des Fahrzeugs 1 an einem rechten hinteren Längslenker 12 des Fahrzeugs 1 befestigt, und das Hinterrad 2d ist auf der linken Seite des Fahrzeugs 1 an einem linken hinteren Längslenker 13 des Fahrzeugs 1 befestigt. Bei verschiedenen Ausführungsformen ist das Fahrzeug 1 dafür ausgelegt, ein bis zwei Personen oder Insassen 4 zu befördern. Wie in dem Ausführungsbeispiel der 1–3 gezeigt, kann das Fahrzeug 1 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen so ausgelegt sein, dass die beiden Insassen 4 in dem Fahrzeug 1 hintereinander sitzen. Gemäß verschiedenen zusätzlichen Ausführungsformen kann das Fahrzeug 1 auch einen geschlossenen Aufbau 5 aufweisen, der einen Innenraum zum Schutz der Insassen 4 beispielsweise vor Witterungseinflüssen bildet und einen zusätzlichen Schutz im Falle eines Unfalls bereitstellt.
Für den Durchschnittsfachmann läge auf der Hand, dass das in den 1–3 dargestellte Fahrzeug 1 rein beispielhaft ist und eine Ausführungsform eines mehrspurigen, seitlich neigbaren Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Offenbarung darstellen soll. Demgemäß können mehrspurige, seitlich neigbare Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Offenbarung verschiedene Aufbauauslegungen, Konfigurationen für Insassen und Anzahlen und/oder Konfigurationen von Rädern aufweisen, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung und Ansprüche abzuweichen. Obgleich das unter Bezugnahme auf die 1–3 dargestellte und beschriebene Fahrzeug vier Räder 2a, 2b, 2c und 2d enthält, ziehen verschiedene zusätzliche Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zum Beispiel ein Fahrzeug in Betracht, das nur drei Räder aufweist. Ferner läge für den Durchschnittsfachmann auf der Hand, dass das Fahrzeug 1 eine beliebige Art von Motor oder Antriebsquelle aufweisen könnte, die dem Durchschnittsfachmann bekannt ist, einschließlich, aber nicht darauf beschränkt, einen Elektromotor, eine Brennkraftmaschine oder eine Kombination davon (das heißt einen Hybridantrieb).
Wie in der Rückansicht von 3 gezeigt, können sich sowohl der Fahrzeugaufbau 5 als auch die Räder 2a, 2b, 2c und 2d während des seitlichen Neigens des Fahrzeugs 1 neigen. Mit anderen Worten, sowohl der Aufbau 5 als auch die Räder 2a, 2b, 2c und 2d können sich während der Kurvenfahrt des Fahrzeugs 1 in eine Kurve legen, so dass die Räder 2a, 2b, 2c und 2d während der gesamten Kurve hauptsächlich parallel zu dem Aufbau 5 bleiben. Demgemäß befindet sich das Fahrzeug 1 als solches statisch in einem instabilen Gleichgewicht und kann ohne externe Korrektur umfallen. Wie oben, erfordert das Fahrzeug 1 somit ein Aufhängungssystem, wie zum Beispiel ein Hinterradaufhängungssystem, das das Stabilisieren des Fahrzeugs bei Kurvenfahrt unterstützen und erhöhte Sicherheit und besseren Fahrkomfort (das heißt durch die Dämpfung der Einfederungs-/Ausfederungsbewegung des Fahrzeugs) bereitstellen kann.
Die 4 und 5 stellen eine beispielhafte Anordnung der Komponenten eines herkömmlichen Hinterradaufhängungssystems für ein mehrspuriges, seitlich neigbares Fahrzeug, wie zum Beispiel das Fahrzeug 1, dar. Das Aufhängungssystem 10 enthält ein Paar Längslenker 12, 13, die mit den Hinterrädern 2c bzw. 2d des Fahrzeugs 1 verbunden sind, und ein Ausgleichssystem 14, das beispielsweise über ein Paar jeweiliger Lenker 18c, 18d mit den Längslenkern 12, 13 verbunden ist. Das Ausgleichssystem 14 enthält zum Beispiel einen Aktuator (das heißt eine Drehmomentvorrichtung) 15, der zum Beispiel über ein Feder-/Dämpferelement 20 mit einem Ausgleichsvorrichtungsquerlenker 16 und dem Aufbau 5 des Fahrzeugs 1 (zum Beispiel an einem Aufbaulager 19) verbunden ist. Der Ausgleichsvorrichtungsquerlenker 16 erstreckt sich zwischen den Längslenkern 12, 13 des Aufhängungssystems 10. Wie für den Durchschnittsfachmann auf der Hand läge, kann das Ausgleichssystem 14 auf diese Weise über den Aktuator 15 ein Neigungsmoment erzeugen, um einen Neigungswinkel des Fahrzeugs 1 zu beeinflussen. Zur Unterdrückung von Schwingungen des Fahrzeugs 1 kann das Aufhängungssystem 10, wie oben, auch mindestens ein Feder-/Dämpferelement 20 enthalten, das zwischen dem Ausgleichsvorrichtungsquerlenker 16 und dem Aufbau 5 des Fahrzeugs 1 positioniert ist. Wie für den Durchschnittsfachmann auf der Hand läge, ist bei dieser Konfiguration jedoch der Ausgleichsvorrichtungsquerlenker 16 mit dem Feder-/Dämpferelement 20 gekoppelt, so dass die Ausgleichsvorrichtung 16 auch die Aufhängungs- und Straßenbelastungen des Feder-/Dämpferelements 20 tragen muss. Mit anderen Worten, alle in das Feder-/Dämpferelement 20 gehenden vertikalen Kräfte gehen auch in den Ausgleichsvorrichtungsquerlenker 16.
Die 6 und 7 stellen ein Ausführungsbeispiel eines Hinterradaufhängungssystems 100 für ein mehrspuriges, seitlich neigbares Fahrzeug, wie zum Beispiel das Fahrzeug 1, gemäß der vorliegenden Offenbarung dar. Ähnlich wie das in den 4 und 5 dargestellte herkömmliche Aufhängungssystem 10 enthält das Aufhängungssystem 100 ein Ausgleichssystem 104, das einen Aktuator 105 umfasst, der dazu konfiguriert ist, ein Drehmoment zu erzeugen, um einen Neigungswinkel des Fahrzeugs 1 zu beeinflussen, und mindestens ein Feder-/Dämpferelement 100, wobei das System 100 zwei Feder-/Dämpferelemente 112c, 112d umfasst, die dazu konfiguriert sind, die ansonsten auftretenden Auf- und AbResonanzbewegungen (das heißt vertikalen Bewegungen) des Fahrzeugs 1 zu unterdrücken. Im Gegensatz zu dem System 10, stellt das Aufhängungssystem 100 jedoch getrennte Lastpfade für ihre jeweiligen Neigungs- und Feder-/Dämpferfunktionen bereit. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen enthält das Aufhängungssystem 100 zum Beispiel zwei getrennte Ausgleichssysteme zum Trennen der Lastpfade der Neigungs- und Feder-/Dämpferfunktionen.
Bei verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung enthält das Hinterradaufhängungssystem 100 zum Beispiel einen ersten und einen zweiten Längslenker 102, 103, die mit jedem Rad 2c bzw. 2d verbunden sind. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Aufhängungssystem 100 zum Beispiel in Form einer Längslenkeraufhängung vorliegen und kann zwei parallele Lenker zur Positionierung der Räder 2c, 2d verwenden. Gemäß solchen Ausführungsformen kann somit jeder Längslenker 102, 103, wie vielleicht am besten in 6 gezeigt, auch ein Gelenk 111 zur Befestigung (zum Beispiel an einem Aufbaulager 119) des Längslenkers an einem Rahmenträger 6 (siehe 1) des Fahrzeugs 1 enthalten.
Wenn das Aufhängungssystem 100 in Gebrauch ist, sind der erste und der zweite Längslenker 102, 103 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen zum Beispiel jeweils mit einer (nicht gezeigten) Nabe verbunden, die in einem Innenraum der Hinterräder 2c, 2d angeordnet ist. Wenn das Aufhängungssystem 100 in Gebrauch ist, sind somit die Längslenker 102, 103 auf beiden Seiten des Rahmenträgers 6 (der mit dem Aufbau 5 verbunden ist) des Fahrzeugs 1 angeordnet, so dass sich der erste Längslenker 102 zwischen dem Hinterrad 2c und dem Rahmenträger 6 erstreckt und sich der zweite Längslenker 103 zwischen dem Hinterrad 2d und dem Rahmenträger 6 erstreckt.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff "Rahmenträger" auf jegliche Art von Fahrzeugrahmenträger, einschließlich, aber nicht darauf beschränkt, auf Träger, die die Hauptstruktur des Chassis (das heißt des Aufbaus) des Kraftfahrzeugs bilden, und Hilfsrahmenträger, die am Chassis befestigte Rahmenpartien bilden.
Für den Durchschnittsfachmann läge jedoch auf der Hand, dass das Aufhängungssystem 100 der 6 und 7 insofern rein beispielhaft ist, als die Längslenker 102, 103 verschiedene alternative Konfigurationen (das heißt Formen und/oder Querschnitte), Längen, Abmessungen und/oder Verbindungs-/Befestigungspunkte haben können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung und Ansprüche abzuweichen. Für den Durchschnittsfachmann läge zum Beispiel auf der Hand, dass die longitudinale Länge D (siehe 6) zwischen jeweiligen Verbindungsstangen 118c, 118d und Feder-/Dämpferelementen 112c, 112d variieren kann und basierend auf einer bestimmten Aufhängungsanwendung und dem zur Verfügung stehenden Einbauraum im Fahrzeug gewählt werden kann. Des Weiteren können die Längslenker 102, 103 dazu konfiguriert sein, über ein beliebiges Verfahren und/oder eine beliebige Technik, das bzw. die dem Durchschnittsfachmann bekannt ist, mit den Rädern 2c, 2d und dem Rahmenträger 6 verbunden zu werden.
Das Aufhängungssystem 100 enthält weiterhin ein erstes und ein zweites Ausgleichssystem 104 und 114, die zwischen dem ersten und dem zweiten Längslenker 102, 103 wirken. Wie in den 6 und 7 dargestellt, enthält das erste Ausgleichssystem 104 gemäß verschiedenen Ausführungsformen einen ersten Ausgleichsvorrichtungsquerlenker 106, der sich in einer Querrichtung zwischen den Längslenkern 102, 103 erstreckt, einen mit dem ersten Ausgleichsvorrichtungsquerlenker 106 verbundenen ersten angelenkten Querlenker 108 und einen an dem ersten angelenkten Querlenker 108 befestigten Aktuator 105. Bei verschiedenen Ausführungsformen ist der erste angelenkte Querlenker 108 zum Beispiel dazu konfiguriert, den ersten Ausgleichsvorrichtungsquerlenker 106 (zum Beispiel über ein Gelenk 111 und Lager 119) mit dem Aufbau 5 des Fahrzeugs 1 zu verbinden und alle Aktuatorlasten von dem Aufbau 5 auf den ersten Ausgleichsvorrichtungsquerlenker 106 zu übertragen, während gleichzeitig eine Einfederungs-/Ausfederungsbewegung des Fahrzeugs 1 gestattet wird.
Der Aktuator 105 ist auch an dem ersten angelenkten Querlenker 108 befestigt. Wenn das Aufhängungssystem 100 in Gebrauch ist, kann der Aktuator 105 auf diese Weise ein Drehmoment an den ersten Ausgleichsvorrichtungsquerlenker 106 anlegen, um den ersten Ausgleichsvorrichtungsquerlenker 106 zu drehen (zum Beispiel um einen Neigungswinkel des Fahrzeugaufbaus 5 zu beeinflussen), ohne Lasten vom Fahrzeugaufbau 5 ausgesetzt zu sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der erste Ausgleichsvorrichtungsquerlenker 106 zum Beispiel über eine jeweilige Verbindungsstange 118c, 118d schwenkbar mit jedem der Längslenker 102, 103 verbunden sein. Wenn das Aufhängungssystem 100 in Gebrauch ist, können die Drehkräfte (das heißt das entgegenwirkende Drehmoment), die (das) von dem Aktuator 105 bereitgestellt wird, über die Verbindungsstangen 118c, 118d auf die Längslenker 102, 103 (und die Räder 2c, 2d) übertragen werden.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff "Aktuator" auf eine beliebige Art von Vorrichtung oder Motor, die ein Drehmoment erzeugen kann, darunter, aber nicht darauf beschränkt, einen Elektromotor und/oder einen Hydraulikmotor. Aktuatoren gemäß der vorliegenden Offenbarung können demgemäß von verschiedenen Energiequellen betrieben werden, einschließlich beispielsweise einem elektrischen Strom, einer Batterie, Hydraulikfluiddruck oder pneumatischem Druck, und können diese Energie in eine Drehbewegung umwandeln.
Wie oben, enthält das Aufhängungssystem 100 weiterhin ein zweites Ausgleichssystem 114, das zwischen dem ersten und dem zweiten Längslenker 102, 103 wirkt. Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen enthält das zweite Ausgleichssystem 114 einen zweiten Ausgleichsvorrichtungsquerlenker 116, der sich in einer Querrichtung zwischen den Längslenkern 102, 103 erstreckt, und mindestens ein Feder-/Dämpferelement. Wie in den 6 und 7 dargestellt, enthält das zweite Ausgleichssystem 114 bei verschiedenen Ausführungsbeispielen zwei vertikale Feder-/Dämpferelemente 112c, 112d, die mit gegenüberliegenden Enden des zweiten Ausgleichsvorrichtungsquerlenkers 116 verbunden sind und sich vertikal zwischen dem Querlenker 116 und jeweiligen Längslenkern 102, 103 erstrecken.
Wie in 7 gezeigt, kann jedes Feder-/Dämpferelement 112c, 112d einen Stoßdämpfer 107 und eine Schraubenfeder 109 enthalten. Die Feder-/Dämpferelemente 112c, 112d sind auf diese Weise dazu konfiguriert, dass sie, wenn das Aufhängungssystem 100 in Gebrauch ist, während der Einfederungs-/Ausfederungsbewegung des Fahrzeugs 1 komprimiert und ausgedehnt werden, um eine ansonsten auftretende Auf- und Ab-Resonanzbewegung des Fahrzeugs 1 zu unterdrücken.
Wie oben, läge für den Durchschnittsfachmann auf der Hand, dass das Aufhängungssystem 100 der 6 und 7 rein beispielhaft ist und nur eine Ausführungsform eines Hinterradaufhängungssystems gemäß der vorliegenden Offenbarung darstellen soll. Die 8–12 zeigen zum Beispiel verschiedene zusätzliche Ausführungsbeispiele der Aufhängungssysteme 200, 300, 400, 500 und 600, die von der vorliegenden Offenbarung in Betracht gezogen werden und die wie das Aufhängungssystem 100 zwei getrennte Ausgleichssysteme zum Trennen der Lastpfade der Neigungs- und Feder-/Dämpferfunktionen der Aufhängungen enthalten.
Die 8–10 stellen jeweils Ausführungsbeispiele eines Hinterradaufhängungssystems 200, 300 und 400 für ein mehrspuriges, seitlich neigbares Fahrzeug, wie zum Beispiel das Fahrzeug 1, dar. Ähnlich wie das in den 6 und 7 dargestellte Aufhängungssystem 100 enthält jedes Aufhängungssystem 200, 300 und 400 einen ersten und einen zweiten Längslenker 202, 203; 302, 303 und 402, 403, die mit jedem Rad 2c bzw. 2d verbunden sind. Jedes Aufhängungssystem 200, 300 und 400 enthält weiterhin ein erstes und ein zweites Ausgleichssystem 204, 214; 304, 314 und 404, 414, die zwischen dem ersten und dem zweiten Längslenker 202, 203; 302, 303 und 402, 403 wirken. Ähnlich wie das System 100 enthält jedes erste Ausgleichssystem 204, 304, 404 einen ersten Ausgleichsvorrichtungsquerlenker 206, 306, 406, der sich in einer Querrichtung zwischen den Längslenkern 202, 203; 302, 303; 402, 403 erstreckt, einen mit dem ersten Ausgleichsvorrichtungsquerlenker 206, 306, 406 verbundenen ersten angelenkten Querlenker 208, 308, 408 und einen an dem ersten angelenkten Querlenker 208, 308, 408 befestigten Aktuator 205, 305, 405.
Wie das System 100 ist jeder Aktuator 205, 305, 405 auch an dem ersten angelenkten Querlenker 208, 308, 408 befestigt. Wenn das Aufhängungssystem 200, 300, 400 in Gebrauch ist, kann der Aktuator 205, 305, 405, wie oben, somit ein Drehmoment an den ersten Ausgleichsvorrichtungsquerlenker 206, 306, 406 anlegen, um den ersten Ausgleichsvorrichtungsquerlenker 206, 306, 406 zu drehen (zum Beispiel um einen Neigungswinkel des Fahrzeugaufbaus 5 zu beeinflussen), ohne Lasten vom Fahrzeugaufbau 5 ausgesetzt zu sein. Auf ähnliche Weise wie das System 100 kann der erste Ausgleichsvorrichtungsquerlenker 206, 306, 406 über eine jeweilige Verbindungsstange 218c, 218d; 318c, 318d; 418c, 418d, die die von dem Aktuator 205, 305, 405 bereitgestellten Drehkräfte auf die Längslenker 202, 203; 302, 303; 402, 403 (und die Räder 2c, 2d) übertragen kann, schwenkbar mit jedem der Längslenker 202, 203; 302, 303; 402, 403 verbunden sein, wenn das Aufhängungssystem 200, 300, 400 in Gebrauch ist.
Jedes Aufhängungssystem 200, 300 und 400 enthält weiterhin ein erstes und ein zweites Ausgleichssystem 214, 314, 414, die zwischen dem ersten und dem zweiten Längslenker 202, 203; 302, 303; 402, 403 wirken. Wie in 8 dargestellt, enthält das zweite Ausgleichssystem 214 gemäß verschiedenen Ausführungsformen einen zweiten Ausgleichsvorrichtungsquerlenker 216, der sich in einer Querrichtung zwischen den Längslenkern 202, 203 erstreckt und über eine jeweilige Verbindungsstange 228c, 228d schwenkbar mit jedem der Längslenker 202, 203 verbunden ist. Ferner enthält das zweite Ausgleichssystem 214 einen zweiten angelenkten Querlenker 220, der mit dem zweiten Ausgleichsvorrichtungsquerlenker 216 verbunden ist, und ein vertikales Feder-/Dämpferelement 212, das mit dem zweiten angelenkten Querlenker 220 verbunden ist.
Wie in 9 dargestellt, enthält das zweite Ausgleichssystem 314 gemäß verschiedenen zusätzlichen Ausführungsformen eine Blattfeder 312, die sich in einer Querrichtung zwischen den Längslenkern 302, 303 erstreckt und über eine jeweilige Verbindungsstange 328c, 328d schwenkbar mit jedem der Längslenker 302, 303 verbunden ist.
Wie in 10 dargestellt, enthält das zweite Ausgleichssystem 414 gemäß verschiedenen weiteren Ausführungsformen zwei Lenker 416c, 416c und ein laterales Feder-/Dämpferelement 412, das zwischen den Lenkern 416c, 416d wirkt. Wie in 10 gezeigt, ist jeder Lenker 416c, 416d über eine jeweilige Verbindungsstange 428c, 428d schwenkbar mit einem Längslenker 402, 403 verbunden und erstreckt sich in Querrichtung zwischen den Längslenkern 402, 403. Auf diese Weise können sich die Lenker 416c, 416d zwischen den Längslenkern 402, 403 zueinander erstrecken, um ein laterales Feder-/Dämpferelement 412 dazwischen zu stützen. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann der Lenker 416c zum Beispiel ein erstes Ende des lateralen Feder-/Dämpferelements 412 stützen, und der Lenker 416d kann ein zweites Ende des lateralen Feder-/Dämpferelements 412 stützen, wie in 10 dargestellt.
Die 11 und 12 stellen jeweils zusätzliche Ausführungsbeispiele von Hinterradaufhängungssystemen 500 und 600 für ein mehrspuriges, seitlich neigbares Fahrzeug, wie zum Beispiel das Fahrzeug 1, dar. Ähnlich wie die in den 6–10 dargestellten Aufhängungssysteme 100, 200, 300 und 400 enthält jedes Aufhängungssystem 500, 600 einen ersten und einen zweiten Längslenker 502, 503; 602, 603, die mit jedem Rad 2c bzw. 2d verbunden sind, und ein erstes und ein zweites Ausgleichssystem 504, 514; 604, 614, die zwischen dem ersten und dem zweiten Längslenker 502, 503; 602, 603 wirken. Im Gegensatz zu den oben dargestellten Aufhängungssystemen verwenden die Aufhängungssysteme 500 und 600 jedoch jeweils einen Winkel von ca. 90 Grad an jedem der Längslenker 502, 503; 602, 603, um die verschiedenen von den Längslenkern 502, 503; 602, 603 getragenen Komponenten in einen besseren Einbauraum im Fahrzeug 1 zu verlagern. Für den Durchschnittsfachmann läge jedoch auf der Hand, dass die Aufhängungssysteme 500 und 600 rein beispielhaft sind und dass die Aufhängungssysteme 500 und 600 verschiedene Längslenker 502, 503; 602, 603 mit verschiedenen Winkeln verwenden können, um die verschiedenen von den Längslenkern 502, 503; 602, 603 getragenen Komponenten in einen geeigneten Einbauraum im Fahrzeug 1 zu verlagern.
Unter Bezugnahme auf 11 enthält das Aufhängungssystem 500 ähnlich wie die Ausführungsformen der 6–10 ein erstes Ausgleichssystem mit einem ersten Ausgleichsvorrichtungsquerlenker 506, der sich in einer Querrichtung zwischen den Längslenkern 502, 503 erstreckt, einen mit dem ersten Ausgleichsvorrichtungsquerlenker 506 verbundenen ersten angelenkten Querlenker 508 und einen an dem ersten angelenkten Querlenker 508 befestigten Aktuator 505. Wenn das Aufhängungssystem 500 in Gebrauch ist, kann der Aktuator 505, wie oben, deshalb ein Drehmoment an den ersten Ausgleichsvorrichtungsquerlenker 508 anlegen, um den ersten Ausgleichsvorrichtungsquerlenker 506 zu drehen (zum Beispiel um einen Neigungswinkel des Fahrzeugaufbaus 5 zu beeinflussen), ohne Lasten vom Fahrzeugaufbau 5 ausgesetzt zu sein.
Somit kann der erste Ausgleichsvorrichtungsquerlenker 506 auf ähnliche Weise über eine jeweilige Verbindungsstange 518c, 518d, die die von dem Aktuator 505 bereitgestellten Drehkräfte auf die Längslenker 502, 503 (und die Räder 2c, 2d) übertragen kann, schwenkbar mit jedem der Längslenker 502, 503 verbunden sein, wenn das Aufhängungssystem 500 in Gebrauch ist. Wie in 11 dargestellt, können sich die Verbindungsstangen 518c, 518d jedoch parallel zu einem unteren Teil der Längslenker 502, 503 (und zum Boden) befinden, da die Längslenker 502, 503 einen Winkel von ca. 90° aufweisen. Auf diese Weise können die Längslenker 502, 503 den Aktuator 505 bezüglich des Aufbaus 5 des Fahrzeugs 1 neu positionieren, um den Aktuator 505 in einen besseren Einbauraum im Aufbau 5 des Fahrzeugs 1 zu verlagern.
Wie oben, enthält das Aufhängungssystem 500 weiterhin ein zweites Ausgleichssystem 514, das zwischen dem ersten und dem zweiten Längslenker 502, 503 wirkt. Ähnlich wie die Ausführungsformen der 6 und 7 enthält das zweite Ausgleichssystem 514 einen zweiten Ausgleichsvorrichtungsquerlenker 516, der sich in einer Querrichtung zwischen den Längslenkern 502, 503 erstreckt, und zwei vertikale Feder-/Dämpferelemente 112c, 112d, die mit gegenüberliegenden Enden des zweiten Ausgleichsvorrichtungsquerlenkers 116 verbunden sind und sich vertikal zwischen dem Querlenker 516 und den jeweiligen Längslenkern 502, 503 erstrecken.
Unter Bezugnahme auf 12 enthält das Aufhängungssystem 600 ähnlich wie die Ausführungsformen der 6–10 ein erstes Ausgleichssystem mit einem ersten Ausgleichsvorrichtungsquerlenker 606, der sich in einer Querrichtung zwischen den Längslenkern 602, 603 erstreckt, einen mit dem ersten Ausgleichsvorrichtungsquerlenker 606 verbundenen ersten angelenkten Querlenker 608 und einen an dem ersten angelenkten Querlenker 608 befestigten Aktuator 605. Wenn das Aufhängungssystem 600 in Gebrauch ist, kann der Aktuator 605 somit auf ähnliche Weise ein Drehmoment an den ersten Ausgleichsvorrichtungsquerlenker 608 anlegen, um den ersten Ausgleichsvorrichtungsquerlenker 606 zu drehen (zum Beispiel um einen Neigungswinkel des Fahrzeugaufbaus 5 zu beeinflussen), ohne Lasten vom Fahrzeugaufbau 5 ausgesetzt zu sein. Wie oben, kann der erste Ausgleichsvorrichtungsquerlenker 606 deshalb über eine jeweilige Verbindungsstange 618c, 618d, die die von dem Aktuator 605 bereitgestellten Drehkräfte auf die Längslenker 602, 603 (und die Räder 2c, 2d) übertragen kann, schwenkbar mit jedem der Längslenker 602, 603 verbunden sein, wenn das Aufhängungssystem 600 in Gebrauch ist.
Wie oben, enthält das Aufhängungssystem 600 weiterhin ein zweites Ausgleichssystem 614, das zwischen dem ersten und dem zweiten Längslenker 602, 603 wirkt. Ähnlich wie die Ausführungsform von 10 enthält das zweite Ausgleichssystem 614 zwei Lenker 616c, 616d und ein laterales Feder-/Dämpferelement 612, das zwischen den Lenkern 616c, 616d wirkt. Wie oben, ist jeder Lenker 616c, 616d über eine jeweilige Verbindungsstange 628c, 628d schwenkbar mit einem Längslenker 602, 603 verbunden und erstreckt sich in Querrichtung zwischen den Längslenkern 602, 603. Auf diese Weise können sich die Lenker 616c, 616d ähnlich wie bei der Ausführungsform von 10 zwischen den Längslenkern 602, 603 zueinander erstrecken, um ein laterales Feder-/Dämpferelement 612 dazwischen zu stützen. Wie in 12 dargestellt, können sich die Verbindungsstangen 628c, 628d jedoch parallel zu einem unteren Teil der Längslenker 602, 603 (und zum Boden) befinden, da die Längslenker 502, 503 einen Winkel von ca. 90° aufweisen. Auf diese Weise können die Längslenker 602, 603 das laterale Feder-/Dämpferelement 612 bezüglich des Aufbaus 5 des Fahrzeugs 1 neu positionieren, um das laterale Feder-/Dämpferelement 612 in einen besseren Einbauraum im Aufbau 5 des Fahrzeugs 1 zu verlagern.
Wie oben, läge für den Durchschnittsfachmann auf der Hand, dass die Aufhängungssysteme 200, 300, 400, 500 und 600 der 8–12 rein beispielhaft sind und dass das erste und das zweite Ausgleichssystem, das in den 8–12 dargestellt wird, verschiedene alternative Konfigurationen, Komponenten, Anordnungen von Komponenten, Grenzflächenstellen mit den Längslenkern, mit denen sie verbunden sind, und/oder longitudinale Längen dazwischen aufweisen können, um sowohl ein Drehmoment zur Beeinflussung eines Neigungswinkels eines Fahrzeugs zu erzeugen als auch eine vertikale Resonanzbewegung des Fahrzeugs zu unterdrücken, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung und Ansprüche abzuweichen. Für den Durchschnittsfachmann läge zum Beispiel auf der Hand, dass sowohl die longitudinale Länge D (siehe 6) zwischen den Ausgleichssystemen als auch die longitudinale Länge d (siehe 11) zwischen der hinteren Ausgleichsvorrichtungsgrenzfläche (das heißt mit den Längslenkern) und der Radnabe variieren können und basierend auf einer bestimmten Aufhängungsanwendung und dem zur Verfügung stehenden Einbauraum im Fahrzeug gewählt werden können.
Für den Durchschnittsfachmann läge des Weiteren auf der Hand, dass die Positionen des Aktuators und des Feder-/Dämpferelements austauschbar sind. Wie in den 6–11 dargestellt, ist bei verschiedenen Ausführungsformen mit anderen Worten das erste Ausgleichssystem, das das Drehmoment erzeugt (und den Aktuator trägt), die vordere Ausgleichsvorrichtung, während das zweite Ausgleichssystem, das die vertikal Resonanzbewegung unterdrückt (und das mindestens eine Feder-/Dämpferelement trägt), die hintere Ausgleichsvorrichtung ist. Und, wie in 12 dargestellt, ist bei verschiedenen zusätzlichen Ausführungsformen das zweite Ausgleichssystem (das das mindestens eine Feder-/Dämpferelement trägt) die vordere Ausgleichsvorrichtung, während das erste Ausgleichssystem (das den Aktuator trägt) die hintere Ausgleichsvorrichtung ist. Deshalb zieht die vorliegende Offenbarung ein Umtauschen der Positionen des ersten und des zweiten Ausgleichssystems basierend auf dem zur Verfügung stehenden Einbauraum in dem Fahrzeug in Betracht.
In der folgenden Beschreibung wird unter Bezugnahme auf das Fahrzeug 1 der Ausführungsform der 1–3 ein beispielhaftes Verfahren zum Stabilisieren eines neigbaren, mehrspurigen Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung angeführt. Zum Stabilisieren des Fahrzeugs 1 während einer Rollbewegung des Fahrzeugs 1 kann eine erste Last über ein erstes Ausgleichssystem verteilt werden. Wie oben beschrieben, kann sich das Fahrzeug 1 zum Beispiel beim Fahren einer Kurve in die Kurve neigen, so dass sich die Räder 2c, 2d und der Aufbau 5 des Fahrzeugs 1 in die Kurve legen. Zum Stabilisieren des Fahrzeugs 1 (zum Beispiel Verhindern eines Überschlagens des Fahrzeugs 1) kann ein Ausgleichssystem 104 (siehe 6 und 7) dahingehend wirken, dem durch die Neigung des Fahrzeugs 1 erzeugten Drehmoment entgegenzuwirken. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann auf diese Weise Verteilen der ersten Last einen Neigungswinkel des Fahrzeugs 1 beeinflussen.
Zum Stabilisieren des Fahrzeugs während einer Einfederungs-/Ausfederungsbewegung des Fahrzeugs 1 kann zweite Last über ein zweites Ausgleichssystem, das von dem ersten Ausgleichssystem verschieden ist, verteilt werden. Wie auch oben beschrieben, kann zwischen dem Aufbau 5 des Fahrzeugs 1 und den Rädern 2c, 2d des Fahrzeugs 1 eine Schwingungsbewegung entstehen, wenn das Fahrzeug 1 über eine Bodenwelle in der Straße fährt. Zum Stabilisieren des Fahrzeugs 1 (zum Beispiel Verhindern einer Auf- und Ab-Resonanzbewegung des Fahrzeugs 1) kann ein Ausgleichssystem 114 (siehe 6 und 7) dahingehend wirken, die durch die unebenen Straßenbedingungen erzeugte Schwingungsbewegung zu dämpfen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann auf diese Weise Verteilen der zweiten Last eine vertikale (das heißt Auf- und Ab-)Resonanzbewegung des Fahrzeugs 1 unterdrücken.

Claims

Hinterradaufhängungssystem für ein seitlich neigbares, mehrspuriges Fahrzeug, das Folgendes umfasst: einen ersten und einen zweiten Längslenker; und ein erstes und ein zweites Ausgleichssystem, die zwischen dem ersten und dem zweiten Längslenker wirken, wobei das erste Ausgleichssystem ein Drehmoment erzeugt, um einen Neigungswinkel des Fahrzeugs zu beeinflussen, wenn das Aufhängungssystem in Gebrauch ist, und wobei das zweite Ausgleichssystem eine vertikale Resonanzbewegung des Fahrzeugs unterdrückt, wenn das Aufhängungssystem in Gebrauch ist.
Aufhängungssystem nach Anspruch 1, wobei der erste und der zweite Längslenker parallel zueinander sind.
Aufhängungssystem nach Anspruch 1, wobei der erste und der zweite Längslenker jeweils dazu konfiguriert sind, sich, wenn das Aufhängungssystem in Gebrauch ist, zwischen einem Hinterrad des Fahrzeugs und einem Rahmenträger des Fahrzeugs zu erstrecken.
Aufhängungssystem nach Anspruch 1, wobei das erste Ausgleichssystem einen ersten Ausgleichsvorrichtungsquerlenker, einen mit dem ersten Ausgleichsvorrichtungsquerlenker verbundenen ersten angelenkten Querlenker und einen an dem ersten angelenkten Querlenker befestigten Aktuator umfasst.
Aufhängungssystem nach Anspruch 1, wobei das zweite Ausgleichssystem einen zweiten Ausgleichsvorrichtungsquerlenker und mindestens ein Feder-/Dämpferelement umfasst.
Aufhängungssystem nach Anspruch 5, wobei das mindestens eine Feder-/Dämpferelement einen Stoßdämpfer und eine Schraubenfeder umfasst.
Aufhängungssystem nach Anspruch 5, wobei das zweite Ausgleichssystem zwei vertikale Feder-/Dämpferelemente umfasst, die mit gegenüberliegenden Enden des zweiten Ausgleichsvorrichtungsquerlenkers verbunden sind.
Aufhängungssystem nach Anspruch 5, wobei das zweite Ausgleichssystem ferner einen zweiten angelenkten Querlenker umfasst, der mit dem zweiten Ausgleichsvorrichtungsquerlenker verbunden ist, und wobei das mindestens eine Feder-/Dämpferelement mit dem zweiten angelenkten Querlenker verbunden ist.
Aufhängungssystem nach Anspruch 1, wobei das zweite Ausgleichssystem zwei Lenker und ein zwischen den Lenkern wirkendes laterales Feder-/Dämpferelement umfasst.
Aufhängungssystem nach Anspruch 1, wobei das zweite Ausgleichssystem eine Blattfeder umfasst.
Aufhängungssystem nach Anspruch 1, wobei sowohl der erste als auch der zweite Längslenker einen Winkel von ca. 90 Grad aufweisen.
Aufhängungssystem nach Anspruch 11, wobei das erste Ausgleichssystem einen Aktuator umfasst und wobei der erste und der zweite Längslenker dazu konfiguriert sind, den Aktuator bezüglich eines Aufbaus des Fahrzeugs neu zu positionieren.
Aufhängungssystem nach Anspruch 11, wobei das zweite Ausgleichssystem ein laterales Feder-/Dämpferelement umfasst und wobei der erste und der zweite Längslenker dazu konfiguriert sind, das Feder-/Dämpferelement bezüglich eines Aufbaus des Fahrzeugs neu zu positionieren.