DE102017125605A1 - Chassis with friction brake device and vehicle with the chassis - Google Patents
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- B60T8/3615—Electromagnetic valves specially adapted for anti-lock brake and traction control systems
- B60T8/363—Electromagnetic valves specially adapted for anti-lock brake and traction control systems in hydraulic systems
- B60T8/3645—Electromagnetic valves specially adapted for anti-lock brake and traction control systems in hydraulic systems having more than one electromagnetic coil inside a common housing
Abstract
Das Fahrwerk bildet die Basis eines Fahrzeugs und ist damit weitgehend für die Fahreigenschaften des Fahrzeugs verantwortlich. Das Fahrwerk umfasst ein Fahrzeuggestell mit Radaufhängungen mit Rädern, wobei die Radaufhängungen eine Relativbewegung in vertikaler Richtung sowie Dreh- und Lenkbewegungen der Räder relativ zu dem Fahrzeugchassis ermöglichen. Während im früheren Stand der Technik die Eigenschaften des Fahrwerks ausschließlich mechanisch bedingt waren, werden mittlerweile eine Vielzahl von Eigenschaften des Fahrwerks elektronisch kontrolliert und den jeweiligen Fahrbahnsituationen oder Fahrsituationen angepasst.
Es wird ein Fahrwerk (18) für ein Fahrzeug (1) vorgeschlagen, mit einem Fahrzeugchassis (8), mit einer gelenkten Achse (2), wobei auf der gelenkten Achse (2) ein erstes und ein zweites gelenktes Rad (4a, b) angeordnet sind, mit einer Friktionsbremseinrichtung (17) zum Bremsen der gelenkten Räder (4a,b), wobei die Friktionsbremseinrichtung (17) an dem Fahrzeugchassis (8) angeordnet ist.
The chassis forms the basis of a vehicle and is thus largely responsible for the driving characteristics of the vehicle. The landing gear comprises a vehicle frame with wheel suspensions with wheels, wherein the wheel suspensions allow a relative movement in the vertical direction and rotational and steering movements of the wheels relative to the vehicle chassis. While in the prior art, the properties of the chassis were exclusively mechanical, a variety of properties of the chassis are now electronically controlled and adapted to the particular lane situations or driving situations.
A chassis (18) for a vehicle (1) is proposed, comprising a vehicle chassis (8) with a steered axle (2), wherein on the steered axle (2) a first and a second steered wheel (4a, b) are arranged, with a friction brake means (17) for braking the steered wheels (4a, b), wherein the friction brake means (17) on the vehicle chassis (8) is arranged.
Description
Die Erfindung betrifft ein Fahrwerk für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Fahrzeug mit diesem Fahrwerk.The invention relates to a chassis for a vehicle having the features of the preamble of claim 1. The invention further relates to a vehicle with this chassis.
Das Fahrwerk bildet die Basis eines Fahrzeugs und ist damit weitgehend für die Fahreigenschaften des Fahrzeugs verantwortlich. Das Fahrwerk umfasst ein Fahrzeuggestell, mit Radaufhängungen mit Rädern, wobei die Radaufhängungen eine Relativbewegung in vertikaler Richtung sowie ggf. Dreh- und Lenkbewegungen der Räder relativ zu dem Fahrzeuggestell ermöglichen. Während im früheren Stand der Technik die Eigenschaften des Fahrwerks ausschließlich mechanisch bedingt waren, werden mittlerweile eine Vielzahl von Eigenschaften des Fahrwerks elektronisch kontrolliert und den jeweiligen Fahrbahnsituationen oder Fahrsituationen angepasst.The chassis forms the basis of a vehicle and is thus largely responsible for the driving characteristics of the vehicle. The chassis comprises a vehicle frame, with wheel suspensions with wheels, wherein the wheel suspension allow a relative movement in the vertical direction and possibly rotational and steering movements of the wheels relative to the vehicle frame. While in the prior art, the properties of the chassis were exclusively mechanical, a variety of properties of the chassis are now electronically controlled and adapted to the particular lane situations or driving situations.
Die Druckschrift
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrwerk sowie ein Fahrzeug mit dem Fahrwerk vorzuschlagen, welches sich durch eine verbesserte/abgewandelte Funktionalität beim Bremsen auszeichnet. Diese Aufgabe wird durch ein Fahrwerk mit dem Merkmal des Anspruchs 1 sowie durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.It is an object of the present invention to propose a chassis and a vehicle with the chassis, which is characterized by an improved / modified functionality when braking. This object is achieved by a chassis with the feature of claim 1 and by a vehicle having the features of
Gegenstand der Erfindung ist damit ein Fahrwerk, welches für ein Fahrzeug ausgebildet ist. Bei dem Fahrzeug handelt es sich insbesondere um einen Pkw, Lkw oder Bus. Es ist auch möglich, dass es sich hierbei um ein Elektrofahrzeug, insbesondere um ein Kleinstfahrzeug mit einer Gesamtmasse kleiner 200 kg handelt. Es kann sich insbesondere um Fahrzeuge mit einer Steer-by-Wire-Lenkung handeln.The invention thus relates to a chassis which is designed for a vehicle. The vehicle is in particular a car, truck or bus. It is also possible that this is an electric vehicle, in particular a micro-vehicle with a total mass less than 200 kg. In particular, these may be vehicles with steer-by-wire steering.
Das Fahrwerk weist ein Fahrzeugchassis auf, welches auch als Fahrgestell, Rahmen, Untergestell etc. bezeichnet werden kann.The chassis has a vehicle chassis, which can also be referred to as a chassis, frame, undercarriage, etc.
Das Fahrwerk weist eine gelenkte Achse auf, wobei auf der gelenkten Achse ein erstes und ein gelenktes zweites Rad angeordnet sind. Die gelenkten Räder können auch jeweils als Doppelräder ausgebildet sein. Insbesondere sind ein linkes und ein rechtes gelenktes Rad an der gelenkten Achse angeordnet.The chassis has a steered axle, wherein on the steered axle a first and a steered second wheel are arranged. The steered wheels can also be designed in each case as double wheels. In particular, a left and a right steered wheel are arranged on the steered axle.
Das Fahrwerk umfasst eine Friktionsbremseinrichtung zum Bremsen der gelenkten Räder der gelenkten Achse. Die Friktionsbremseinrichtung kann auch als Reibbremseinrichtung bezeichnet werden.The landing gear includes a friction brake device for braking the steered wheels of the steered axle. The friction brake device can also be referred to as a friction brake device.
Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Friktionsbremseinrichtung an dem Fahrzeugchassis angeordnet ist. Somit können sich die gelenkten Räder der gelenkten Achse relativ zu dem Fahrzeugchassis und der mit dem Fahrzeugchassis gekoppelten Friktionsbremseinrichtung, insbesondere in vertikaler Richtung und/oder für Dreh-und/oder Lenkbewegungen, bewegen. Aufgrund der Lage kann die Friktionsbremseinrichtung als innenliegende Bremse bezeichnet werden.In the context of the invention, it is proposed that the friction brake device is arranged on the vehicle chassis. Thus, the steered wheels of the steered axle can move relative to the vehicle chassis and the friction brake device coupled to the vehicle chassis, in particular in the vertical direction and / or for rotational and / or steering movements. Due to the position, the friction brake device can be referred to as an internal brake.
Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, dass durch den Versatz der Friktionsbremseinrichtung von den Radaufhängungen und/oder dem Radträger zu dem Fahrzeugchassis und/oder durch die Abstützung der Friktionsbremseinrichtung am Fahrzeugchassis andere Eigenschaften und damit neue Funktionalitäten des Fahrwerks beim Bremsen ermöglicht werden.The invention is based on the consideration that other properties and thus new functionalities of the undercarriage during braking are made possible by the offset of the friction brake device from the wheel suspensions and / or the wheel carrier to the vehicle chassis and / or by the support of the friction brake device on the vehicle chassis.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist das Fahrwerk und/oder das Fahrzeug ein Steuermodul zur Steuerung der Friktionsbremseinrichtung auf. Das Steuermodul kann als ein Hardwaremodul, insbesondere als eine digitale Datenverarbeitungseinrichtung, beispielsweise als ein Mikrocontroller oder dergleichen ausgebildet sein. Alternativ hierzu ist das Steuermodul als ein Softwaremodul realisiert, welches in einer eigenen Steuerung oder in einer Fahrzeugsteuerung läuft. Das Steuermodul ist ausgebildet, die Friktionsbremseinrichtung anzusteuern, so dass die zwei gelenkten Räder mit unterschiedlichen Bremsmomenten beaufschlagt werden. Prinzipiell ist es möglich, ausschließlich ein gelenktes Rad mit einem Bremsmoment zu beaufschlagen und das andere gelenkte Rad ungebremst zu lassen.In a preferred development of the invention, the chassis and / or the vehicle has a control module for controlling the friction brake device. The control module can be embodied as a hardware module, in particular as a digital data processing device, for example as a microcontroller or the like. Alternatively, the control module is implemented as a software module that runs in its own control or in a vehicle control. The control module is designed to control the friction brake device, so that the two steered wheels are subjected to different braking torques. In principle, it is possible to apply only one steered wheel with a braking torque and leave the other steered wheel unrestrained.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das Steuermodul programmtechnisch und/oder schaltungstechnisch ausgebildet, eine Lenkkraftunterstützung und/oder eine Lenkung des Fahrzeugs umzusetzen. Optional weist das Fahrwerk eine Sensoreinrichtung zur Aufnahme eines Lenkradwinkels und/oder Lenkmoments auf, so dass auf Basis des Lenkradwinkels und/oder Lenkmoments die Friktionsbremseinrichtung angesteuert wird, die Lenkkraftunterstützung und/oder die Lenkung des Fahrzeugs zu realisieren.In a preferred embodiment of the invention, the control module is programmatically and / or circuitry designed to implement a power steering and / or a steering of the vehicle. Optionally, the chassis has a sensor device for receiving a steering wheel angle and / or steering torque, so that based on the steering wheel angle and / or steering torque, the friction brake is controlled to realize the power steering and / or the steering of the vehicle.
Durch eine geeignete konstruktive Auslegung des Fahrwerks und ein geeignetes Kontroll-, insbesondere Regelungskonzept ist es möglich mittels radselektiver Bremseingriffe an der gelenkten Achse eine Lenkkraftunterstützung oder Lenkung zu realisieren. Jedoch sind die auf das Lenksystem wirkenden Momente von der Art der Bremse abhängig. Bezogen auf die Realisierung einer Lenkkraftunterstützung bieten konventionelle Bremsen (außenliegende Bremsen) hierbei ein geringeres Potenzial als innenliegende Bremsen. Ein Gedanke der Erfindung ist insbesondere die Nutzung des Störkrafthebelarms anstelle des Lenkrollhalbmessers durch die innenliegende Position der Bremse, um eine größere Lenkkraftunterstützung oder Lenkung bei der Lenkmomenterzeugung durch Bremseingriffe zu generieren. Bei radselektiven Bremsen muss die Art der Abstützung des Drehmoments im Fahrzeug berücksichtigt werden. Bei innenliegenden Bremsen ist der Störkrafthebelarm aufgrund der Bremskräfte für die Lenkmomentbildung maßgebend. Die Abstützung des Drehmoments erfolgt hierbei am Fahrzeugchassis. Hingegen ist bei konventionellen, außenliegenden Bremsen der Lenkrollhalbmesser bzw. der durch diesen definierten Bremskrafthebelarm die ausschlaggebende Größe, da hier die Momentabstützung an der Radaufhängung erfolgt. By a suitable structural design of the chassis and a suitable control, in particular control concept, it is possible to realize by means of wheel-selective braking interventions on the steered axle steering power assistance or steering. However, the torque acting on the steering system depends on the type of brake. Relative to the realization of a steering power assistance, conventional brakes (external brakes) offer a lower potential than internal brakes. One idea of the invention is, in particular, the use of the Störkrafthebelarms instead of Lenklershalbmessers by the inner position of the brake to generate greater power steering or steering in the steering torque generation by braking interventions. For wheel-selective brakes, the type of support for the torque in the vehicle must be taken into account. For internal brakes the Störkrafthebelarm due to the braking forces for the steering torque is decisive. The support of the torque takes place here on the vehicle chassis. By contrast, in conventional, external brakes of the steering wheel radius or defined by this Bremskrafthebelarm the decisive factor, since here is the torque support on the suspension.
Bremskräfte außenliegender Bremsen erzeugen über den Bremskrafthebelarm ein Drehmoment um die Lenkachse, das im Sinne einer Lenkkraftunterstützung genutzt werden kann. Aufgrund von Fahrwerksanforderungen unterliegt der durch den Lenkrollhalbmesser definierte Hebelarm gewissen Beschränkungen und soll nicht beliebig groß designt werden. Außenliegende Bremsen weisen daher ein geringes Potential bei der Lenkmomentbildung auf. Hingegen wird der Störkrafthebelarm bei konventionellen Fahrwerken i.d.R. und/oder in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung größer als der Lenkrollhalbmesser ausgelegt, wodurch ein höheres Potenzial für eine Lenkkraftunterstützung mittels radselektiver Bremsen gegeben ist. Dieser wirkt jedoch aufgrund der unterschiedlichen Momentabstützung der Bremsen nur bei innenliegenden Bremsen. Gedanke der Erfindung ist die Nutzung des Störkrafthebelarms durch innenliegende Bremsen. Hierdurch wird dessen Potenzial zur Nutzung als Lenkkraftunterstützung oder Lenkung erhöht, sodass diese zur effektiven Fahrerunterstützung beim Lenken genutzt werden können. Dies kann die Fahrzeugführung erleichtern, den Fahrkomfort steigern und das Lenkgefühl verbessern. Somit kann eine konventionelle Lenkkraftunterstützung im Fahrbetrieb ersetzt oder unterstützt werden. Die Erfindung generiert eine Möglichkeit, Friktionsbremsen besser für eine Fahrerunterstützung beim Lenken nutzen zu können.Brake forces external brakes generate about the Bremskrafthebelarm a torque about the steering axis, which can be used in the sense of a steering power assistance. Due to chassis requirements defined by the steering wheel radius lever arm is subject to certain limitations and should not be designed arbitrarily large. External brakes therefore have a low potential for steering torque formation. On the other hand, the Störkrafthebelarm in conventional chassis i.d.R. and / or designed in a preferred embodiment of the invention larger than the steering wheel radius, whereby a higher potential for steering power assistance is given by means of wheel-selective brakes. However, this only works due to the different torque support of the brakes with internal brakes. Thought of the invention is the use of Störersonhebelarms by internal brakes. This increases its potential for use as steering assistance or steering, so that they can be used for effective driver assistance during steering. This can facilitate vehicle guidance, increase ride comfort and improve the steering feel. Thus, a conventional steering assist during driving can be replaced or supported. The invention generates a way to better use friction brakes for driver assistance during steering.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Friktionsbremseinrichtung eine erste Friktionsbremse und eine zweite Friktionsbremse auf, wobei die erste Friktionsbremse zum Bremsen des ersten gelenkten Rads und die zweite Friktionsbremse zum Bremsen des gelenkten zweiten Rads dient. In bevorzugter Ausgestaltung sind die Friktionsbremsen jeweils als eine Scheibenbremse realisiert, wobei die Bremsscheibe mit dem jeweiligen Rad drehfest gekoppelt und/oder drehgekoppelt ist und der Bremssattel an dem Fahrzeugchassis angeordnet ist.In a preferred development of the invention, the friction brake device has a first friction brake and a second friction brake, the first friction brake serving to brake the first steered wheel and the second friction brake to brake the steered second wheel. In a preferred embodiment, the friction brakes are each realized as a disc brake, wherein the brake disc rotatably coupled to the respective wheel and / or is rotationally coupled and the caliper is arranged on the vehicle chassis.
In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung weist das Fahrwerk eine erste und eine zweite Radaufhängung auf, wobei die Radaufhängungen jeweils eine Kopplung zwischen dem Fahrzeugchassis und dem angetriebenen Rad bilden. Besonders bevorzugt ist die Radaufhängung jeweils als eine Doppelquerlenkeraufhängung ausgebildet. In dieser Ausgestaltung ist es besonders bevorzugt, dass die Radaufhängung jeweils einen oberen und einen unteren Querlenker aufweist. Alternativ hierzu ist die Radaufhängung als eine Mehrlenkeraufhängung oder als eine McPherson-Aufhängung ausgebildet. Es ist besonders bevorzugt, dass der Störkrafthebelarm größer als der Lenkrollhalbmesser ausgebildet ist.In a preferred embodiment of the invention, the chassis on a first and a second suspension, wherein the suspension each form a coupling between the vehicle chassis and the driven wheel. Particularly preferably, the suspension is designed in each case as a double wishbone suspension. In this embodiment, it is particularly preferred that the suspension has in each case an upper and a lower wishbone. Alternatively, the suspension is designed as a multi-link suspension or as a McPherson suspension. It is particularly preferred that the Störkrafthebelarm is designed to be larger than the steering wheel radius.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist das Fahrwerk eine erste und eine zweite Gelenkwelle auf, wobei die Gelenkwellen das Bremsmoment von der Friktionsbremseinrichtung an die gelenkten Räder übertragen. Die Gelenkwellen sind zwischen der Friktionsbremseinrichtung und/oder den Friktionsbremsen und dem jeweiligen gelenkten Rad angeordnet, so dass mindestens ein Gelenk der Gelenkwelle in dem Momentenpfad des Bremsmoments zwischen der Friktionsbremseinrichtung und/oder den Friktionsbremsen und dem jeweiligen gelenkten Rad liegt.In a preferred development of the invention, the chassis has a first and a second propeller shaft, wherein the propeller shafts transmit the braking torque from the friction brake device to the steered wheels. The propeller shafts are arranged between the friction brake device and / or the friction brakes and the respective steered wheel so that at least one joint of the propeller shaft lies in the torque path of the braking torque between the friction brake device and / or the friction brakes and the respective steered wheel.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit dem Fahrwerk wie dies zuvor beschrieben wurde.Another object of the invention relates to a vehicle with the chassis as described above.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkung der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Diese zeigen:
-
1 ein schematisches Blockdiagramm eines Fahrzeugs als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
2 einen Ausschnitt eines Fahrwerks mit einer außenliegenden Bremse, welches den Stand der Technik reflektiert; -
3 ein Ausschnitt eines Fahrwerks mit einer innenliegenden Bremse, welches ein Ausführungsbeispiel der Erfindung bildet; . -
4 ein schematisches Blockdiagramm eines Fahrzeugs als ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung
-
1 a schematic block diagram of a vehicle as an embodiment of the invention; -
2 a section of a chassis with an external brake, which reflects the prior art; -
3 a section of a chassis with an internal brake, which forms an embodiment of the invention; , -
4 a schematic block diagram of a vehicle as a further embodiment of the invention
Das Antriebsdrehmoment der gelenkten Achse
Das Fahrzeug
Das Fahrzeug
Durch die Sensoreinrichtung
Für eine effektive Lenkung oder Lenkkraftunterstützung durch die Friktionsbremseinrichtung
In der
Die Friktionsbremse
In der
Bei innenliegenden Bremsen, wie diese in der
Die
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Fahrzeugvehicle
- 22
- gelenkte Achsesteered axle
- 33
- weitere Achseanother axis
- 4 a, b4 a, b
- gelenkte Rädersteered wheels
- 55
- Lenkungsteering
- 6a,b6a, b
- Friktionsbremsenfriction brakes
- 7a,b7a, b
- RadaufhängungArm
- 88th
- Fahrzeugchassisvehicle chassis
- 99
- Lenkradsteering wheel
- 1010
- Sensoreinrichtungsensor device
- 1111
- Steuermodulcontrol module
- 1212
- Antriebdrive
- 1313
- DrehmomentübertragungseinrichtungTorque transfer device
- 14a,b14a, b
- Gelenkwellendrive shafts
- 15a,b15a, b
- inneres Gelenkinner joint
- 16a,b16a, b
- äußeres Gelenkouter joint
- 1717
- FriktionsbremseinrichtungFriktionsbremseinrichtung
- 1818
- Fahrwerklanding gear
- 1919
- oberer Querlenkerupper wishbone
- 2020
- unterer Querlenkerlower wishbone
- 2121
- Lenkachsesteering axle
- 2222
- Radträgerwheel carrier
- 2323
- Bremsscheibebrake disc
- 2424
- Bremssattelcaliper
- 25a,b25a, b
- Wellenabschnittshaft section
- MM
- Momentenpfad für das Antriebsmoment und/oder das BremsmomentTorque path for the drive torque and / or the braking torque
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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2017
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Legal Events
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R163 | Identified publications notified | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |