DE102017220208B4 - Vehicle axle for a two-lane vehicle - Google Patents
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Abstract
Fahrzeugachse für ein zweispuriges Fahrzeug mit einem Hilfsrahmen (1), auf dem über eine schwingungsdämpfende Aggregatelagerung (5) ein Antriebsaggregat (3) elastisch getragen ist, wobei der Hilfsrahmen (1) zwei in einer Fahrzeugquerrichtung (y) voneinander beabstandete Hilfsrahmen-Längsträger (13) aufweist, die über zumindest einen Hilfsrahmen-Querträger (15, 17) miteinander verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Antriebsaggregat (3) und zumindest einem der Hilfsrahmen-Längsträger (13) ein Stellelement (31) abgestützt ist, und dass das Stellelement (31) bei Vorliegen einer bestimmten Fahrsituation in einen belasteten Wirkzustand geschaltet ist, in dem das Stellelement (31) das Antriebsaggregat (3) mit einer Zug- und/oder Schubkraft beaufschlagt, und zwar unter Bildung eines im Vergleich zur Aggregatelagerung (5) schwingungssteifen Quer-Lastpfads (L), über den auf die Fahrzeugachse (HA) betriebsbedingt einwirkende Seitenkräfte (Fs) einleitbar sind, und dass das Stellelement (31) in einem entlasteten Zustand, etwa bei einer Geradeausfahrt, kraftfrei geschaltet ist, um den Quer-Lastpfad (L) aufzulösen.Vehicle axle for a two-track vehicle with an auxiliary frame (1) on which a drive unit (3) is elastically supported via a vibration-damping unit mounting (5), the auxiliary frame (1) having two auxiliary frame side members (13) spaced apart in a vehicle transverse direction (y) ) which is connected to one another via at least one subframe cross member (15, 17), characterized in that an actuating element (31) is supported between the drive unit (3) and at least one of the subframe longitudinal members (13), and that Actuating element (31) is switched to a loaded active state in the presence of a certain driving situation, in which the actuating element (31) acts on the drive unit (3) with a pulling and / or pushing force, to be precise in comparison with the unit mounting (5). Vibration-resistant transverse load path (L), via which lateral forces (Fs) acting on the vehicle axle (HA) can be introduced, and that s the control element (31) is switched off in a relieved state, for example when driving straight ahead, in order to dissolve the transverse load path (L).
Description
Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugachse für ein zweispuriges Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a vehicle axle for a two-track vehicle according to the preamble of claim 1.
Ein Antriebsaggregat eines zweispurigen Fahrzeugs, zum Beispiel eine Brennkraftmaschine oder eine Elektromaschine, kann im Bereich einer Fahrzeug-Vorderachse oder -Hinterachse unter Zwischenschaltung schwingungsdämpfender Aggregaterlager an einem fahrzeugaufbauseitigen Hilfsrahmen beziehungsweise Achsträger abgestützt sein.A drive unit of a two-track vehicle, for example an internal combustion engine or an electric machine, can be supported in the area of a vehicle front or rear axle with the interposition of vibration-damping unit bearings on a subframe or axle support on the vehicle body.
Aus der
Eine solche elastische Anbindung der Elektromaschine kann im Fahrbetrieb zum Beispiel bei einer Kurvenfahrt die fahrdynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs beeinflussen: In diesem Fall wirken über die Fahrzeugräder Seitenkräfte auf die Fahrzeugachse. Die Seitenkraft-Einwirkung kann aufgrund der elastisch nachgiebigen Aggregatelagerung zu einer Quer-Verlagerung der Elektromaschine führen, wodurch sich gegebenenfalls die fahrdynamischen Fahrzeug-Eigenschaften ändern können. Die Seitenkräfte werden in den Längsträger eingeleitet. Diese werden normalerweise über einen Querträger an der Krafteinleitungsstelle abgestützt. Durch den fehlenden Querträger, fehlt auch die Verbindung und somit die Abstützung.Such an elastic connection of the electric machine can influence the dynamic driving properties of the vehicle when driving, for example when cornering: In this case, lateral forces act on the vehicle axle via the vehicle wheels. The side force effect can lead to a transverse displacement of the electric machine due to the elastically resilient unit mounting, which may change the vehicle's dynamic driving characteristics. The lateral forces are introduced into the side member. These are usually supported by a cross member at the point where the force is applied. Due to the missing cross member, the connection and thus the support is also missing.
Aus der
Aus der
Aus der
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Fahrzeugachse für ein zweispuriges Fahrzeug bereitzustellen, bei der die fahrdynamischen Fahrzeug-Eigenschaften weitgehend ohne Komforteinbußen, insbesondere im Hinblick auf die Fahrzeug-Akustik, erzielt werden.The object of the invention is to provide a vehicle axle for a two-lane vehicle, in which the vehicle dynamic vehicle properties are achieved largely without sacrificing comfort, particularly with regard to vehicle acoustics.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.The object is solved by the features of claim 1. Preferred developments of the invention are disclosed in the subclaims.
Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 ist zwischen dem Antriebsaggregat und zumindest einem der Hilfsrahmen-Längsträger ein Stellelement abgestützt. Das Stellelement kann zum Beispiel von einem elektronischen Fahrwerkssystem ansteuerbar sein. Bei Vorliegen einer bestimmten Fahrsituation, das heißt eines Fahrmanövers, etwa einer Kurvenfahrt, kann das Stellelement in einen belasteten Wirkzustand geschaltet werden, in dem das Stellelement das Antriebsaggregat mit einer Zug- und/oder Schubkraft beaufschlagt. Auf diese Weise wird ein im Vergleich zur elastisch nachgiebigen Aggregatelagerung schwingungssteifer Quer-Lastpfad gebildet, über den die auf die Fahrzeugachse im Fahrbetrieb einwirkenden Seitenkräfte einleitbar sind. Demgegenüber kann das Stellelement bei nicht vorliegender obigen vorbestimmten Fahrsituation in einen entlasteten Zustand, das heißt insbesondere funktionslos, geschaltet werden, zum Beispiel bei einer Geradeausfahrt, bei der keine Seitenkräfte auf die Fahrzeugachse einwirken. In diesem Fall ist der schwingungssteife Quer-Lastpfad im Wesentlichen aufgelöst und wirkt alleine die elastisch nachgiebige Aggregatelagerung, um im Hinblick auf eine einwandfreie Fahrzeugakustik eine Schwingungstilgung zu gewährleisten. Der Erfindungskern besteht also darin, dass das zumindest eine Stellelement bei Vorliegen einer bestimmten Fahrsituation das Antriebsaggregat bauteilsteif und verbindungssteif zwischen den beiden Hilfsrahmen-Längsträgern abgestützt ist.According to the characterizing part of claim 1, an actuating element is supported between the drive unit and at least one of the subframe longitudinal members. The control element can be controlled, for example, by an electronic chassis system. If there is a certain driving situation, that is to say a driving maneuver, for example cornering, the actuating element can be switched to a loaded active state in which the actuating element acts on the drive unit with a pulling and / or pushing force. In this way, a vibration-resistant transverse load path is formed in comparison to the elastically flexible unit mounting, via which the lateral forces acting on the vehicle axle during driving can be introduced. In contrast, the control element can be switched to a relieved state, that is to say in particular inoperative, in the absence of the above predetermined driving situation, for example when driving straight ahead, in which no lateral forces act on the vehicle axle. In this case, the vibration-resistant transverse load path is essentially resolved and only the elastically flexible aggregate mounting acts in order to ensure vibration damping with regard to perfect vehicle acoustics. The core of the invention is that the at least one control element If a specific driving situation exists, the drive unit is supported component-rigid and connection-rigid between the two subframe side members.
Das Stellelement kann eine Dämpferfunktion bereitstellen. In diesem Fall kann das Stellelement im belasteten Wirkzustand eine Dämpferwirkung generieren, die in der Fahrzeugquerrichtung der elastisch nachgiebigen Aggregatelagerung aufgeschaltet wird. Demgegenüber kann die Aggregatelagerung in der Fahrzeughochrichtung und/oder in der Fahrzeuglängsrichtung unverändert - das heißt weitgehend ohne Aufschaltung der Dämpferwirkung - elastisch nachgiebig sowie schwingungsdämpfend wirken.The actuator can provide a damper function. In this case, the actuating element can generate a damper effect in the loaded active state, which is applied in the vehicle transverse direction of the elastically flexible unit mounting. In contrast, the unit mounting in the vertical direction of the vehicle and / or in the longitudinal direction of the vehicle can act in an unchanged manner - that is largely without applying the damper effect - in an elastically compliant and vibration-damping manner.
Besonders bevorzugt ist es, wenn das Stellelement ein Teleskop-Dämpfer ist, der zum Beispiel hydraulisch, pneumatisch, elektrisch oder elektrohydraulisch ansteuerbar ist. In diesem Fall kann der Teleskop-Stoßdämpfer eine Kolben-Zylinder-Einheit sein, bei die Kolbenstange zum Beispiel am Hilfsrahmen angebunden ist, während der Zylinder an der Elektromaschine angebunden sein kann (oder umgekehrt).It is particularly preferred if the control element is a telescopic damper which can be controlled hydraulically, pneumatically, electrically or electrohydraulically, for example. In this case, the telescopic shock absorber can be a piston-cylinder unit, in which the piston rod is connected, for example, to the subframe, while the cylinder can be connected to the electric machine (or vice versa).
In einer bevorzugten technischen Umsetzung kann das Antriebsaggregat in der Fahrzeugquerrichtung betrachtet beidseitig über jeweils zumindest ein Stellelement am zugewandten Hilfsrahmen-Längsträger abgestützt sein. Bei Vorliegen der bestimmten Fahrsituation oder eines vordefinierten Fahrmanövers können die beiden Stellelemente in gleicher Weise kraftbeaufschlagt sein, um den schwingungssteifen Quer-Lastpfad bereitzustellen, in dem die beiden Stellelemente sowie das Antriebsaggregat eingebunden sind. In einem solchen belasteten Wirkzustand der Stellelemente kann der schwingungssteife Quer-Lastpfad gegebenenfalls die elastische Aggregatelagerung in der Fahrzeugquerrichtung im Wesentlichen komplett überbrücken, das heißt die elastisch nachgiebige Wirkung der Aggregatelagerung in der Fahrzeugquerrichtung komplett funktionslos schalten.In a preferred technical implementation, the drive unit, viewed in the transverse direction of the vehicle, can be supported on both sides by at least one adjusting element on the facing subframe longitudinal member. When the specific driving situation or a predefined driving maneuver is present, the two actuating elements can be subjected to the same force in order to provide the vibration-resistant transverse load path in which the two actuating elements and the drive unit are integrated. In such a loaded active state of the actuating elements, the vibration-resistant transverse load path can, if necessary, substantially completely bridge the elastic unit mounting in the transverse direction of the vehicle, that is to say completely switch off the elastically yielding effect of the unit mounting in the transverse direction of the vehicle.
Wie bereits oben erwähnt, kann das zumindest eine Stellelement in ein elektronisches Fahrwerkssystem eingebunden sein. Das Fahrwerkssystem kann auf der Grundlage von sensorisch erfassten, aktuellen Fahrbetriebsparametern und/oder auf der Grundlage eines im Fahrwerkssystem hinterlegten, vorausliegenden Fahrstreckenprofils das Stellelement ansteuert. Um im belasteten Wirkzustand einen einwandfrei wirkenden schwingungssteifen Quer-Lastpfad bereitzustellen, ist es bevorzugt, wenn die beiden Stellelemente mit ihren hilfsrahmenseitigen und aggregateseitigen Anbindungspunkten in Querflucht zueinander ausgerichtet sind. Die Stellelemente können mittels des Fahrwerkssystems bevorzugt in unterschiedlichen Druck- oder Zugstufen ansteuerbar sein, um die Kraftbeaufschlagung auf das Antriebsaggregat in Abhängigkeit von der konkreten Fahrsituation einzustellen.As already mentioned above, the at least one control element can be integrated into an electronic chassis system. The undercarriage system can control the control element on the basis of sensor-sensed, current driving operating parameters and / or on the basis of a preceding route profile stored in the undercarriage system. In order to provide a vibration-resistant transverse load path that functions perfectly in the loaded active state, it is preferred if the two adjusting elements are aligned with their subframe-side and unit-side connection points in transverse alignment with one another. The actuating elements can preferably be controlled by means of the chassis system in different pressure or rebound stages in order to adjust the force applied to the drive unit as a function of the specific driving situation.
Die Aggregatelagerung kann beispielhaft als eine Vierpunktlagerung realisiert sein, und zwar mit zwei mit Bezug auf eine Fahrzeuglängsmittelebene spiegelsymmetrisch angeordneten vorderen Aggregatelagern und mit zwei mit Bezug auf die Fahrzeuglängsmittelebene spiegelsymmetrisch angeordnete hintere Aggregatelager aufgebaut sein. In diesem Fall können die beiden Stellelemente in der Fahrzeuglängsrichtung zwischen den vorderen hinteren Aggregatelagern angeordnet sein. Um eine einwandfreie Funktionsfähigkeit des Aggregatelagers und/oder der Stellelemente in unterschiedlichen Fahrsituationen zu gewährleisten, ist es bevorzugt, wenn die hilfsrahmenseitigen und die aggregateseitigen Anbindungspunkte jeweils als Schwenklager ausgeführt sind. Deren Schwenkachsen können bevorzugt in Flucht zur Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet sein. Auf diese Weise können die im belasteten Wirkzustand kraftbeaufschlagten Stellelemente zusammen mit dem zwischengeordneten Antriebsaggregat einen kraftübertragenden, weitgehend starren oder stark schwingungsgedämpften Quer-Lastpfad bilden, der die Aggregatelagerung überbrückt. Demgegenüber kann die Aggregatelagerung in der Fahrzeughochrichtung nach wie vor geringfügige Schwenkbewegungen des Antriebsaggregates elastisch nachgiebig aufnehmen, das heißt schwingungsdämpfend wirken, wenn auch weniger stark als in dem obigen Quer-Lastpfad.The unit mounting can be implemented, for example, as a four-point mounting, specifically with two front unit bearings arranged mirror-symmetrically with respect to a vehicle longitudinal center plane and with two rear unit bearings arranged mirror-symmetrically with respect to the vehicle longitudinal center plane. In this case, the two adjusting elements can be arranged in the vehicle longitudinal direction between the front rear aggregate bearings. In order to ensure that the aggregate bearing and / or the actuating elements function properly in different driving situations, it is preferred if the connecting frame-side and the aggregate-side connection points are each designed as pivot bearings. Their swivel axes can preferably be aligned with the longitudinal direction of the vehicle. In this way, the actuating elements which are acted upon in the loaded active state, together with the intermediate drive unit, can form a force-transmitting, largely rigid or strongly vibration-damped transverse load path which bridges the unit mounting. In contrast, the unit mounting in the vehicle vertical direction can still absorb slight pivoting movements of the drive unit in an elastically compliant manner, that is to say it has a vibration-damping effect, albeit less strongly than in the above transverse load path.
Die Anordnung des zumindest einen Stellelementes ist einerseits packageoptimiert zu wählen. Andererseits ist auch eine einwandfreie Kraftbeaufschlagung im belasteten Wirkzustand zu gewährleisten. Vor diesem Hintergrund ist es bevorzugt, wenn das Stellelement mit seinen hilfsrahmenseitigen und aggregateseitigen Anbindungspunkten um einen Höhenversatz oberhalb der Aggregatelagerung positioniert ist. In diesem Fall kann der hilfsrahmenseitige Anbindungspunkt an einer oberen Scheitelstelle einer nach oben gerichteten Krümmung des Hilfsrahmen-Längsträgers angeordnet sein. Der aggregateseitige Anbindungspunkt des Stellelementes kann dagegen beispielhaft an einer Oberseite des Antriebsaggregates positioniert sein. On the one hand, the arrangement of the at least one control element is to be selected in a package-optimized manner. On the other hand, it is also necessary to ensure that the force is applied correctly in the loaded active state. Against this background, it is preferred if the adjusting element with its connection points on the subframe and unit side is positioned by a height offset above the mounting of the unit. In this case, the attachment point on the subframe can be arranged at an upper vertex of an upward curvature of the subframe longitudinal member. The unit-side connection point of the control element, however, can be positioned on an upper side of the drive unit, for example.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.An exemplary embodiment of the invention is described below with reference to the attached figures.
Es zeigen:
-
1 eine in einem Hinterwagen-Bereich eines Kraftfahrzeugs verbaute Fahrzeug-Hinterachse in perspektiver Darstellung; und -
2 der Hilfsrahmen der Fahrzeug-Hinterachse in einer Ansicht von oben.
-
1 a vehicle rear axle installed in a rear car area of a motor vehicle in a perspective view; and -
2nd the subframe of the vehicle rear axle in a view from above.
In der
Wie aus der
Die vorderen Aggregatelager
Wie aus der
Die Elektromaschine
Wie aus den
Die in der
Gemäß der
Nachfolgend wird die Wirkungsweise der beiden Stellelemente
Demgegenüber kann bei Nichtvorliegen einer Kurvenfahrt das Fahrdynamiksystem
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