DE102021203213A1

DE102021203213A1 - Antriebsstrang-Tragsystem, Fahrzeug und Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrang-Tragsystems in einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE102021203213A1
Application number: DE102021203213.3A
Authority: DE
Inventors: Esteve Josa Farran; Urs Schiel; David Schulz; Florent Larrosa; Burak Ulas
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2021-03-30
Filing date: 2021-03-30
Publication date: 2022-10-06
Also published as: US20220314961A1

Abstract

Ein Antriebsstrang-Tragsystem für ein Fahrzeug umfasst einen Tragrahmen mit einer Tragstruktur zum Tragen eines Antriebsstrangs in Bezug auf eine vertikale Richtung und einer ersten Verbindungsschnittstelle, und eine Anbringungsvorrichtung mit einer Anbringungsschnittstelle zum Anbringen der Anbringungsvorrichtung an einem Chassis des Fahrzeugs, einer zweiten Verbindungsschnittstelle, die mechanisch mit der ersten Verbindungsschnittstelle des Tragrahmens verbunden ist, und einer Betätigungsvorrichtung t, die dazu eingerichtet ist, die zweite Verbindungsschnittstelle relativ zu der Anbringungsschnittstelle entlang der vertikalen Richtung zu bewegen.

Description

Technischer Bereich
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Antriebsstrang-Tragsystem für ein Fahrzeug, ein Fahrzeug, insbesondere ein Straßenfahrzeug, wie z.B. einen PKW, und ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrang-Tragsystems in einem Fahrzeug.
Hintergrund
Ein Antriebsstrang eines Fahrzeugs umfasst in der Regel einen Motor und ein Getriebe und ist an einem Antriebsstrang-Tragrahmen montiert. Der Antriebsstrang-Tragrahmen ist typischerweise über eine Rahmenbefestigung an einem Chassis des Fahrzeugs montiert.
Da die Komponenten des Antriebsstrangs, Motor und Getriebe, typischerweise erheblich zum Gesamtgewicht des Fahrzeugs beitragen, beeinflusst die Position des Antriebsstrangs in Bezug auf eine vertikale Richtung, das heißt, die Richtung der Schwerkraft, eine Position des Schwerpunkts (COG) des Fahrzeugs. Um die Fahrstabilität des Fahrzeugs, z. B. bei Kurvenfahrten oder Bremsmanövern, zu verbessern, wäre es wünschenswert, den Schwerpunkt des Fahrzeugs möglichst tief zu positionieren. Die vertikale Position des Antriebsstrangs ist jedoch durch einen erforderlichen Mindestabstand zwischen Boden und Antriebsstrang-Tragrahmen begrenzt.
Offenbarung der Erfindung
Eine der Ideen der Erfindung ist es, ein verbessertes Antriebsstrang-Tragsystem bereitzustellen.
Daher stellt die vorliegende Erfindung ein Antriebsstrang-Tragsystem gemäß Anspruch 1, ein Fahrzeug gemäß Anspruch 10 und ein Verfahren gemäß Anspruch 11 zur bereit.
Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst ein Antriebsstrang-Tragsystem für ein Fahrzeug einen Tragrahmen, der eine Tragstruktur zum Tragen eines Antriebsstrangs in Bezug auf eine vertikale Richtung und eine erste Verbindungsschnittstelle umfasst, und eine Anbringungsvorrichtung mit einer Anbringungsschnittstelle zum Anbringen der Anbringungsvorrichtung an einem Trägerteil des Fahrzeugs, einer zweiten Verbindungsschnittstelle, die mechanisch mit der ersten Verbindungsschnittstelle des Tragrahmens verbunden ist, und einer Betätigungsvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, die zweite Verbindungsschnittstelle relativ zu der Anbringungsschnittstelle entlang der vertikalen Richtung zu bewegen.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst ein Fahrzeug, z.B. ein Straßenfahrzeug wie ein Automobil, ein Trägerteil, das beispielsweise durch ein Chassis oder eine Fahrzeugkarosserie gebildet sein kann, ein Antriebsstrang-Tragsystem gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, wobei die Anbringungsschnittstelle an das Trägerteil gekoppelt ist, einen Antriebsstrang mit einem Motor und einem kinematisch mit dem Motor gekoppelten Getriebe, wobei der Antriebsstrang an der Tragstruktur des Tragrahmens angebracht ist, und zwei oder mehr Räder, die kinematisch an den Antriebsstrang gekoppelt sind.
Ein dritter Aspekt der Erfindung sieht ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrang-Tragsystems in einem Fahrzeug gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung vor, wobei das Verfahren ein Ausgeben eines Betätigungssignals an die Betätigungsvorrichtung des Antriebsstrang-Tragsystems und ein Bewegen der zweiten Verbindungsschnittstelle relativ zu der Anbringungsschnittstelle entlang der vertikalen Richtung mittels der Betätigungsvorrichtung in Übereinstimmung mit dem Betätigungssignal umfasst.
Ein Prinzip der Erfindung besteht darin, dass ein Antriebsstrang relativ zu einem Trägerteil des Fahrzeugs, das heißt, dem Fahrgestell oder der Karosserie, bewegbar ist, um einen Schwerpunkt, COG, des Fahrzeugs abzusenken oder anzuheben. Um den Antriebsstrang in einer vertikalen Richtung zu bewegen, die parallel zur Scherkraftrichtung sein kann, wenn die Räder des Fahrzeugs auf einem horizontalen Untergrund stehen, ist ein Tragrahmen zur Abstützung des Antriebsstrangs bewegbar mit einer Anbringungsvorrichtung gekoppelt, die zur Befestigung an dem Trägerteil ausgebildet ist. Insbesondere umfasst die Anbringungsvorrichtung eine Anbringungsschnittstelle, z. B. einen Flansch oder dergleichen, eine zweite Verbindungsschnittstelle oder Zusammenführungsschnittstelle, mit der eine erste Verbindungsschnittstelle des Tragrahmens gekoppelt ist, und eine Betätigungsvorrichtung. Die erste Verbindungsschnittstelle des Tragrahmens und die zweite Verbindungsschnittstelle der Anbringungsvorrichtung sind mechanisch so aneinander befestigt, dass ein Abstand zwischen diesen Schnittstellen fest oder konstant bleibt. Die Betätigungsvorrichtung kann einen Aktuator, der kinematisch mit der zweiten Verbindungsschnittstelle gekoppelt ist, und einen Antriebsmechanismus zum Antreiben des Aktuators umfassen, so dass der Aktuator die zweite Verbindungsschnittstelle entlang der vertikalen Richtung relativ zu der Anbringungsschnittstelle bewegt.
Es ist einer der Vorteile der Erfindung, dass der Antriebsstrang-Tragrahmen relativ zu einem Anschlusspunkt, der zur Befestigung der Anbringungsvorrichtung an der Fahrzeugkarosserie oder am Chassis vorgesehen ist, auf einfache Weise in vertikaler Richtung bewegt werden kann. Dadurch kann, wenn das Antriebsstrang-Tragsystem in einem Fahrzeug eingebaut ist, der Schwerpunkt des Fahrzeugs eingestellt werden, das heißt, abgesenkt werden, um die Fahrdynamik des Fahrzeugs zu verbessern, und angehoben werden, z. B. wenn die Straßenverhältnisse einen größeren Abstand zwischen Tragrahmen und Straßenoberfläche erfordern.
Gemäß einigen Ausführungsformen kann die Betätigungsvorrichtung einen Elektromotor und einen Nocken umfassen, der um eine Drehachse drehbar an den Elektromotor ist, wobei der Nocken eine Betätigungsfläche aufweist, die in Kontakt mit einer Kontaktfläche der zweiten Verbindungsschnittstelle steht, wobei die Betätigungsfläche eine solche Form aufweist, dass sich ein Abstand in der vertikalen Richtung zwischen der Drehachse und der Kontaktfläche bei Drehung des Nockens um die Drehachse ändert. In dieser Ausführungsform bildet der Elektromotor den Antrieb und der Nocken den Aktuator. Ein Vorteil dieser Konfiguration ist, dass der Elektromotor eine schnelle Reaktion des Systems ermöglicht. Insbesondere können durch die Drehung des Nockens hohe Kräfte bei relativ geringem Antriebsmoment erzeugt werden, abhängig von der Form der Betätigungsfläche des Nockens. Schließlich kann eine dynamische Anpassung der vertikalen Position des Tragrahmens einfach realisiert werden.
Gemäß einigen Ausführungsformen kann die zweite Verbindungsschnittstelle ein elastisch verformbares Halteelement aufweisen, wobei die Betätigungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, das Halteelement zu verformen, um die zweite Verbindungsschnittstelle entlang der vertikalen Richtung zu bewegen. Das Halteelement kann z. B. aus einem Gummimaterial hergestellt sein. Optional kann das Halteelement eine im Wesentlichen trapezförmige oder konische Querschnittsform aufweisen. Der Aktor, z. B. der Nocken, kann das Halteelement verformen oder zusammendrücken, so dass es entlang der vertikalen Richtung bewegt wird. Beispielsweise können der Aktuator und die erste Verbindungsschnittstelle des Tragrahmens auf in Bezug auf die vertikale Richtung gegenüberliegenden Seiten des Halteelements angeordnet sein, so dass der Aktuator die zweite Schnittstelle in vertikaler Richtung verschieben kann. Die elastisch verformbaren Eigenschaften des Halteelements bieten den Vorteil, dass zum einen Schwingungen vorteilhaft gedämpft werden und zum anderen eine verschleißarme bewegliche Schnittstelle realisiert wird.
Gemäß einigen Ausführungsformen kann das Halteelement durch die Betätigungsvorrichtung von einem entspannten Zustand, in dem die zweite Verbindungsschnittstelle relativ zur Anbringungsschnittstelle in einem ersten Abstand in Bezug auf die vertikale Richtung positioniert ist, in einen gespannten Zustand verformbar sein, in dem die zweite Verbindungsschnittstelle relativ zur Anbringungsschnittstelle in einem zweiten Abstand in Bezug auf die vertikale Richtung positioniert ist. Zum Einnehmen des gespannten Zustands kann das Halteelement beispielsweise durch die Betätigungsvorrichtung zusammengedrückt werden, so dass der zweite Abstand kleiner als der erste Abstand ist. Natürlich ist es auch möglich, dass das Halteelement durch die Betätigungsvorrichtung gestreckt wird, um den gespannten Zustand einzunehmen, so dass der zweite Abstand größer als der erste Abstand ist. Im gespannten Zustand übt die Betätigungsvorrichtung eine Kraft auf das Halteelement aus, die der elastischen Kraft des Halteelements entgegenwirkt. Wenn die von der Betätigungsvorrichtung aufgebrachte Kraft aufgehoben wird, nimmt das Halteelement daher automatisch den entspannten Zustand ein. Dadurch kann vorteilhaft eine dynamische Veränderung der vertikalen Position der zweiten Verbindungsschnittstelle und damit des Tragrahmens realisiert werden.
Gemäß einigen Ausführungsformen können die erste Verbindungsschnittstelle und die zweite Verbindungsschnittstelle durch eine Welle miteinander verbunden sein. Beispielsweise können die erste und die zweite Verbindungsschnittstelle mit einem Loch oder einer Bohrung versehen sein, in welche die Welle eingeführt und dort befestigt sein kann, z. B. durch eine Schraubverbindung. Beispielsweise kann das optionale Halteelement der zweiten Verbindungsschnittstelle eine Bohrung aufweisen, in welcher der Bolzen fixiert, z. B. mit dem Gummimaterial adhäsiv verbunden oder verklebt ist, und die erste Verbindungsschnittstelle kann eine Durchgangsbohrung aufweisen, durch die sich der Bolzen erstreckt und in der er mittels einer Mutter fixiert ist. Der Bolzen bietet den Vorteil, dass ein vordefinierter axialer Abstand zwischen der ersten und der zweiten Verbindungsschnittstelle vorgesehen werden kann.
Gemäß einigen Ausführungsformen kann das Antriebsstrang-Tragsystem eine Steuerungsvorrichtung aufweisen, welche dazu eingerichtet ist, ein Eingangssignal zu empfangen und ein Betätigungssignal auszugeben, um die Betätigungsvorrichtung in Übereinstimmung mit dem Eingangssignal zu betätigen. Die Steuerungsvorrichtung kann eine elektronische Steuerungsvorrichtung sein. Die Steuerungsvorrichtung kann beispielsweise einen Prozessor, wie eine CPU, einen ASIC, ein FPGA oder dergleichen, und einen vom Prozessor lesbaren Datenspeicher, z. B. einen nichtflüchtigen Speicher, wie ein Solid-State-Laufwerk (SSD) oder einen Festplattenspeicher (HD), umfassen. Der Speicher kann Software speichern, die den Prozessor veranlasst, ein Ausgangssignal, insbesondere das Betätigungssignal, basierend auf einem oder mehreren Eingangssignalen auszugeben.
Gemäß einigen Ausführungsformen kann das Antriebsstrang-Tragsystem einen optischen Sensor, z. B. eine Kamera, umfassen, der mit der Steuerungsvorrichtung verbunden ist, wobei der optische Sensor dazu eingerichtet ist, Oberflächenmerkmale, wie Vertiefungen oder Erhebungen, die Unebenheiten einer Straßenoberfläche repräsentieren, zu erfassen und Erkennungsdaten, die die erfassten Oberflächenmerkmale repräsentieren, als Eingangssignal an die Steuerungsvorrichtung zu liefern. Das heißt, die Steuerungsvorrichtung erhält von den optischen Daten Erkennungsdaten, die einen Zustand der Straßenoberfläche repräsentieren. Die Steuerungsvorrichtung ist dazu eingerichtet, ein Betätigungssignal auszugeben, um die Betätigungsvorrichtung entsprechend dem Eingangssignal anzusteuern, wobei die Steuerungsvorrichtung beispielsweise dazu eingerichtet sein kann, ein Betätigungssignal auszugeben, das die Betätigungsvorrichtung veranlasst, die zweite Verbindungsschnittstelle so zu bewegen, dass ein Abstand zwischen der Straßenoberfläche und dem Tragrahmen vergrößert wird, wenn Unebenheiten der Straßenoberfläche einen Schwellwert überschreiten. Dadurch lässt sich auf einfache Weise eine automatisierte Anpassung der vertikalen Position des Tragrahmens realisieren, die den Tragrahmen schützt.
Gemäß einigen Ausführungsformen kann das Antriebsstrang-Tragsystem eine Beschleunigungssensoreinheit umfassen, die mit der Steuerungsvorrichtung verbunden ist, wobei die Beschleunigungssensoreinheit dazu eingerichtet ist, dass eine Querbeschleunigung zu erfassen und Beschleunigungsdaten, welche die erfasste Querbeschleunigung repräsentieren, als Eingangssignal an die Steuerungsvorrichtung zu lieferen, wobei die Querbeschleunigung eine Beschleunigung entlang einer Querrichtung senkrecht zur vertikalen Richtung und/oder eine Beschleunigung um eine zur vertikalen Richtung parallele vertikale Achse umfasst. Die Steuerungsvorrichtung kann dazu eingerichtet sein, das Betätigungssignal nur dann auszugeben, wenn die erfasste Beschleunigung unter einem vorgegebenen Beschleunigungsschwellwert liegt. Die Querbeschleunigung stellt ein auf das System bzw. das Fahrzeug wirkendes Roll- und Giermoment dar. Wenn die erfasste Querbeschleunigung zu hoch ist, verhindert die Steuerungsvorrichtung, dass die Betätigungsvorrichtung betätigt wird, um die zweite Verbindungsschnittstelle zu bewegen. Dadurch wird in Situationen, in denen hohe Querkräfte auf das System wirken, eine Veränderung des COG vermieden. Folglich wird die Fahrsicherheit und der Fahrkomfort eines Fahrzeugs durch das Antriebsstrang-Tragsystem verbessert.
Gemäß einigen Ausführungsformen kann das Antriebsstrang-Tragsystem eine Eingabevorrichtung umfassen, die mit der Steuerungsvorrichtung verbunden und dazu eingerichtet ist, eine Fahrereingabe, die eine gewünschte Position der zweiten Verbindungsschnittstelle relativ zur Anbringungsschnittstelle repräsentiert, empfängt und ein der Fahrereingabe entsprechendes Eingabesignal auszugeben. Beispielsweise kann der Fahrer zwischen verschiedenen Modi wählen, die vorgespeicherte vertikale Positionen der zweiten Verbindungsschnittstelle relativ zur Anbringungsschnittstelle darstellen, oder der Fahrer kann über die Eingabevorrichtung eine bestimmte gewünschte Position eingeben. Die Eingabevorrichtung kann ein Display umfassen, z. B. ein Touch-Display, über das der Fahrer die Eingabe vornehmen kann, ein drehbares Auswahlrad oder ähnliches.
Gemäß einigen Ausführungsformen kann das Verfahren das Empfangen einer Fahrereingabe, die eine gewünschte Position der zweiten Verbindungsschnittstelle relativ zur Anbringungsschnittstelle repräsentiert, über eine Eingabevorrichtung und das Ausgeben eines Eingabesignals, das der Fahrereingabe entspricht, durch die Eingabevorrichtung umfassen, wobei das Betätigungssignal in Übereinstimmung mit dem Eingabesignal ausgegeben wird.
Gemäß einigen Ausführungsformen kann das Verfahren das Erfassen einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs umfassen, wobei die Querbeschleunigung eine Beschleunigung entlang einer seitlichen Richtung senkrecht zur vertikalen Richtung und/oder eine Beschleunigung um eine vertikale Achse, die die vertikale Richtung definiert, umfasst, wobei das Betätigungssignal nur ausgegeben wird, wenn die erfasste Beschleunigung unter einem vorbestimmten Beschleunigungsschwellwert liegt.
Gemäß einigen Ausführungsformen kann das Verfahren das Erkennen von Oberflächenmerkmalen, wie Vertiefungen oder Erhebungen, umfassen, die Unebenheiten einer Straßenoberfläche vor dem Fahrzeug repräsentieren, wobei das Betätigungssignal basierend den erfassten Oberflächenmerkmalen ausgegeben wird.
Gemäß einigen Ausführungsformen kann das Verfahren beinhalten, dass die Betätigungsvorrichtung die zweite Verbindungsschnittstelle derart bewegt, dass der Tragrahmen von der Straßenoberfläche wegbewegt wird, wenn die erfassten Oberflächenmerkmale Unebenheiten über einem vorbestimmten Schwellwert anzeigen.
Die hier beschriebenen Merkmale für das Antriebsstrang-Tragsystem sind auch für das Verfahren offenbart und umgekehrt. Insbesondere kann die optionale Steuerungsvorrichtung des Antriebsstrang-Tragsystems dazu eingerichtet sein, dass sie das System veranlasst, die Schritte des Verfahrens durchzuführen.
Figurenliste
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung und ihrer Vorteile wird auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen Bezug genommen. Die Erfindung wird im Folgenden anhand von beispielhaften Ausführungsformen, die in den schematischen Figuren angegeben sind, näher erläutert, in denen:

1 zeigt ein Blockschaltbild eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 zeigt eine Querschnittsansicht eines Antriebsstrang-Tragsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei sich das System in einem ersten Zustand befindet;
3 zeigt eine Querschnittsansicht des Antriebsstrang-Tragsystems aus 2, wobei sich das System in einem zweiten Zustand befindet;
4 zeigt eine Draufsicht auf eine Anbringungsvorrichtung des Antriebsstrang-Tragsystems aus 2;
5 zeigt eine Draufsicht auf ein Antriebsstrang-Tragsystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
6 zeigt eine Draufsicht auf ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
7 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Soweit nicht anders angegeben, bezeichnen gleiche Bezugszeichen in den Abbildungen gleiche Elemente.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
1 zeigt beispielhaft ein Blockdiagramm eines Fahrzeugs 200. Das Fahrzeug 200 kann beispielsweise ein Straßenfahrzeug wie ein Automobil sein. Wie in 1 dargestellt, umfasst das Fahrzeug 1 ein Chassis 210, ein Antriebsstrang-Tragsystem 100, einen Antriebsstrang 220 und Räder 230.
Wie in 1 beispielhaft dargestellt, kann das Fahrzeug 200 vier Räder 230 umfassen, wobei zwei Räder 230 an eine erste Achse 231 und die beiden anderen Räder 230 an eine zweite Achse 232 gekoppelt sind. Im Allgemeinen umfasst das Fahrzeug 200 mindestens zwei Räder 230. Die Achsen 231, 232 oder allgemein die Räder 230 können mit dem Chassis 210 gekoppelt oder daran aufgehängt sein.
Der Antriebsstrang 220 umfasst einen Motor 221 und ein Getriebe 222. Der Motor 221 kann ein Verbrennungsmotor oder ein Elektromotor sein. Eine Ausgangswelle (nicht dargestellt) des Motors 221 ist mit einer Eingangswelle (nicht dargestellt) des Getriebes 222 gekoppelt, das dazu ausgebildet ist, das von der Ausgangswelle des Motors 221 abgegebene Drehmoment auf die Eingangswelle zu übertragen. Mindestens eines der mindestens zwei Räder 230 ist kinematisch mit einer Ausgangswelle (nicht dargestellt) des Getriebes 222 gekoppelt. Zum Beispiel können die Räder 230 der ersten Achse 231 mit dem Getriebe 222 gekoppelt sein und werden daher vom Motor 221 angetrieben.
Der Antriebsstrang 220 wird von dem Antriebsstrang-Tragsystem 100 getragen, das den Antriebsstrang 220 an das Chassis 210 koppelt. Es ist zu beachten, dass das Antriebsstrang-Tragsystem 100 den Antriebstrang 220 alternativ auch an eine Fahrzeugkarosserie (nicht dargestellt) oder ein anderes Trägerteil des Fahrzeugs 200 koppeln kann. So kann das Fahrzeug 200 allgemein ein Trägerteil aufweisen, und der Antriebsstrang 220 wird von dem Antriebsstrang-Tragsystem 100 getragen, das den Antriebsstrang 220 mit dem Trägerteil des Fahrzeugs koppelt. Die folgende Beschreibung bezieht sich beispielhaft und ohne darauf beschränkt zu sein, meist auf ein Chassis 210 als Trägerteil.
Das Antriebstrang-Tragsystem 100 ist in 1 nur symbolisch dargestellt und umfasst einen Tragrahmen 1 und eine Anbringungsvorrichtung 2. Optional kann das Antriebstrang-Tragsystem 100 weiterhin eine oder mehrere der folgenden in 1 gezeigten Komponenten enthalten: eine Steuerungsvorrichtung 4, einen optischen Sensor 42, eine Beschleunigungssensoreinheit 44, eine Eingabevorrichtung 46.
Wie in 1 gezeigt und anhand der 2 bis 5 noch näher erläutert wird, umfasst der Tragrahmen 1 eine Tragstruktur 10 zum Tragen eines Antriebsstrangs 220 in Bezug auf eine vertikale Richtung Z und eine erste Verbindungsschnittstelle 12. Die Anbringungsvorrichtung 2 umfasst eine Anbringungsschnittstelle 20 zur Montage der Anbringungsvorrichtung 2 an dem Chassis 210 oder allgemein an dem Trägerteil des Fahrzeugs 200, eine zweite Verbindungsschnittstelle 22, die mechanisch mit der ersten Verbindungsschnittstelle 12 des Tragrahmens 1 verbunden ist, und eine Betätigungsvorrichtung 24, die dazu eingerichtet ist, die zweite Verbindungsschnittstelle 22 relativ zu der Anbringungsschnittstelle 20 entlang der vertikalen Richtung Z zu bewegen.
Die 2 und 3 zeigen schematisch eine Querschnittsansicht des Antriebsstrang-Tragsystems 100. 4 zeigt eine Draufsicht auf die Anbringungsvorrichtung 2. 5 zeigt eine Draufsicht auf das Antriebstrang-Tragsystem 100 mit dem darauf montierten Triebstrang 220.
Wie in den 2, 3 und 5 schematisch dargestellt ist, kann der Tragrahmen 1 eine Trägerstruktur mit mindestens einem Träger 11 aufweisen, der die Tragstruktur 10 bilden kann. Wie in den 2, 3 und 5 beispielhaft gezeigt ist, kann sich der Träger 11 entlang einer Querrichtung Y erstrecken, die senkrecht zur vertikalen Richtung Z verläuft. Die Tragstruktur 10 ist im Allgemeinen eine Struktur, an welcher der Antriebsstrang 220 befestigt werden kann oder die zum Halten des Antriebsstrangs 220 ausgebildet ist. Die erste Verbindungsschnittstelle 12 kann durch eine Ausnehmung oder eine Durchgangsbohrung 112 gebildet werden, wie in den 2 und 3 beispielhaft dargestellt ist. Optional kann die erste Verbindungsschnittstelle 12 in der Trägerstruktur oder einstückig mit dieser ausgebildet sein.
Die Anbringungsvorrichtung 2 kann ein Gehäuse oder einen Träger 102 umfassen, der einen Innenraum oder Hohlraum 103 definiert. Das Gehäuse 102 kann z. B. eine zylindrische Form haben, wie dies in 4 erkennbar ist. Die Anbringungsschnittstelle 20 kann als Flanschabschnitt 120 realisiert sein, der eine Durchgangsbohrung 121 aufweist, wie beispielhaft in den 2 bis 4 dargestellt. Beispielsweise kann die Anbringungsschnittstelle 20, insbesondere der Flanschabschnitt 120, seitlich von dem Gehäuse 102 vorstehen. Wie aus 4 ersichtlich ist, kann der Flanschabschnitt 120 beispielsweise ringförmig ausgebildet sein und das Gehäuse 102 umschließen. Zur Befestigung der Anbringungsvorrichtung 2 am Trägerteil, z. B. am Chassis 210, kann ein Bolzen oder eine Schraube durch die Durchgangsbohrung 121 in eine Aufnahmeöffnung (nicht dargestellt) des Trägerteils eingeführt werden.
Die zweite Verbindungsschnittstelle 22 ist relativ zur Anbringungsschnittstelle 20 in Bezug auf die vertikale Richtung beweglich, z. B. entlang einer durch das Gehäuse 102 definierten Mittelachse. Wie in den 2 und 3 beispielhaft dargestellt, kann die Verbindungsschnittstelle 22 innerhalb des Innenraums 103 des Gehäuses 102 angeordnet sein. Im Allgemeinen umfasst die zweite Verbindungsschnittstelle 22 eine Kopplungsstruktur, z. B. in Form einer Öffnung 122, wie in den 2 und 3 gezeigt, wobei die Kopplungsstruktur zur Kopplung an die erste Verbindungsschnittstelle 12 des Tragrahmens 1 ausgebildet ist. Wie in den 2 und 3 beispielhaft dargestellt, kann die zweite Verbindungsschnittstelle 22 ein elastisch verformbares Halteelement 23 umfassen. Das Halteelement 23 kann einen flachen oder ebenen Plattenabschnitt 23A und einen Seitenabschnitt 23B umfassen, der relativ zum Plattenabschnitt 23A geneigt ist. Der Seitenabschnitt 23B kann z.B. eine konische Form haben, wie in den 2 und 3 beispielhaft dargestellt. Der Seitenabschnitt 23B und optional auch der Plattenabschnitt 23A können aus einem Gummimaterial oder einem elastischen Kunststoffmaterial hergestellt sein. Alternativ kann der Plattenabschnitt 23A aus einem starren Material, wie z. B. Metall oder einem harten Kunststoff, hergestellt sein. Die Öffnung 122 kann in dem Halteelement 23, insbesondere in dem Plattenabschnitt 23A des Halteelements 23, wie in den 2 und 3 gezeigt, ausgebildet sein.
Wie in den 2 und 3 weiterhin gezeigt ist, können die erste und die zweite Verbindungsschnittstelle 12, 22 durch eine Welle oder einen Bolzen 3 miteinander verbunden sein. Der Bolzen 3 erstreckt sich durch die die erste Verbindungsschnittstelle 12 bildende Durchgangsbohrung 112, wo er befestigt ist, z. B. mittels einer Mutter 113, die auf ein zumindest in einem Endabschnitt des Bolzens 13 ausgebildetes Gewinde geschraubt ist. Der Bolzen 3 ragt weiter in die Öffnung 122 der zweiten Verbindungsschnittstelle 22 hinein, wo er ebenfalls befestigt ist. Der Bolzen 13 kann z. B. reibschlüssig in die Öffnung 122 eingepasst oder in der Öffnung 122 adhäsiv befestigt bzw. eingeklebt sein. Im Allgemeinen sind die erste und die zweite Verbindungsschnittstelle 12, 22 miteinander gekoppelt, insbesondere derart, dass sie in Bezug auf die vertikale Richtung Z ortsfest oder in einem festen Abstand zueinander bleiben.
Im Allgemeinen ist die zweite Verbindungsschnittstelle 22 bewegbar mit der Anbringungsschnittstelle gekoppelt. Wie in den 2 und 3 beispielhaft dargestellt, kann dies durch Kopplung oder Fixierung des Seitenabschnitts 23B des Halteelements 23 an oder mit dem Gehäuse 102 realisiert sein. Durch Verformung des Halteelements 23 entlang der vertikalen Richtung Z, z. B. mittels der Betätigungsvorrichtung 24, wie dies nachfolgend erläutert wird, ist die Kopplungsstruktur bzw. allgemein die zweite Verbindungsschnittstelle 22 relativ zur Anbringungsschnittstelle 20 entlang der vertikalen Richtung Z bewegbar.
Die Betätigungsvorrichtung 24 kann einen Aktuator umfassen, der mit der zweiten Verbindungsschnittstelle 22 gekoppelt ist oder auf diese einwirkt, sowie einen Antriebsmechanismus zum Bewegen des Aktuators. Der Aktuator kann beispielsweise durch einen Nocken 26 und der Antriebsmechanismus durch einen Elektromotor 25 gebildet sein, wie dies in den 2 bis 4 beispielhaft dargestellt ist. Der Elektromotor 25 ist in 4 lediglich gestrichelt dargestellt, da er optional im Innenraum 103 des Gehäuses 102 angeordnet ist. Es ist auch möglich, dass der Elektromotor 25 zumindest teilweise an der Außenseite des Gehäuses 102 angeordnet ist. Allgemein ist der Elektromotor 25 ortsfest in Bezug auf die Anbringungsschnittstelle 20 angeordnet, z. B. indem er am Gehäuse 102 befestigt ist.
Der Nocken 26 ist an den Elektromotor 25 gekoppelt und mittels des Elektromotors 25 um eine Drehachse A24 drehbar. Der Nocken 26 umfasst eine Betätigungsfläche 26a zum Berühren und Gleiten an einer Kontaktfläche 22a der zweiten Verbindungsschnittstelle 22. Wie in den 2 und 3 beispielhaft dargestellt ist, kann die Betätigungsfläche 26a einen ovalen Umfang des Nockens 26 definieren, der die Drehachse A24 umgibt. Es ist zu beachten, dass auch andere Formen der Betätigungsfläche 26a möglich sind. Beispielsweise kann die Betätigungsfläche 26a eine Kreisform oder eine andere gekrümmte Form definieren. Im Allgemeinen hat die Betätigungsfläche 26a eine solche Form, dass sich ein Abstand v2 in der vertikalen Richtung Z zwischen der Drehachse 24 und der Kontaktfläche 22a bei einer Drehung des Nockens 6 um die Drehachse A24 ändert, wie aus einem Vergleich der 2 und 3 ersichtlich ist.
Wie in den 2 und 3 schematisch dargestellt ist, steht die Betätigungsfläche 26a des Nockens 26 in Kontakt mit einer Kontaktfläche 22a der zweiten Verbindungsschnittstelle 2. Wie in den 2 und 3 beispielhaft dargestellt, kann die Kontaktfläche 22a durch eine Oberfläche des Plattenabschnitts 23A des Halteelements 23 gebildet sein. Wenn der Elektromotor 25 den Nocken 26 dreht, drückt der Nocken 26 aufgrund der Form der Nockenfläche 26a die zweite Verbindungsschnittstelle 22 entlang der vertikalen Richtung Z weg von der Drehachse A24, indem er das Halteelement 23 elastisch verformt.
Die Erfindung ist nicht auf eine Konfiguration mit einem elastisch verformbaren Halteelement 23 und einem Nocken 26 beschränkt. Beispielsweise kann auch ein Gewindetrieb als Aktuator vorgesehen sein, der auf eine Struktur, z. B. eine Platte, wirkt, die das Halteelement bildet und die Kopplungsstruktur, z. B. die Öffnung 122, aufweist. Somit ist die Betätigungsvorrichtung 24 im Allgemeinen dazu ausgebildet, die zweite Verbindungsschnittstelle 22 relativ zur Anbringungsschnittstelle 20 entlang der vertikalen Richtung Z zu bewegen. Bei Verwendung eines elastisch verformbaren Halteelements 23, wie beispielhaft in den 2 und 3 dargestellt, kann die Betätigungsvorrichtung 24 allgemein dazu ausgebildet sein, das Halteelement 23 zu verformen, um die zweite Verbindungsschnittstelle 22 entlang der vertikalen Richtung Z zu bewegen. Da die erste Schnittstelle 12 des Tragrahmens 1 mit der zweiten Schnittstelle 22 der Anbringungsvorrichtung 2 verbunden ist, kann der Tragrahmen 1 entlang der vertikalen Richtung Z bewegt werden, indem die zweite Schnittstelle 22 relativ zur Anbringungsschnittstelle 20 bewegt wird. Die vertikale Richtung Z kann sich entlang oder parallel zur Richtung der Schwerkraft G erstrecken, wenn das Fahrzeug 200 mit dem Antriebsstrang-Tragsystem 100 mit seinen Rädern 230 auf einer horizontalen Fläche steht. Im Allgemeinen kann durch Bewegen der zweiten Schnittstelle 22 relativ zur Anbringungsschnittstelle 20 der Schwerpunkt des Fahrzeugs 200 verändert werden, insbesondere relativ zu einer Straßenoberfläche 300a angehoben oder abgesenkt werden.
2 zeigt das Tragsystem 100 in einem ersten Zustand, in dem sich das Halteelement 23 in einem entspannten Zustand befindet. 3 zeigt das Tragsystem 100 in einem zweiten Zustand, in dem sich das Halteelement 23 in einem gespannten Zustand befindet. In dem ist die zweite Verbindungsschnittstelle 22 relativ zur Anbringungsschnittstelle 20 in einem ersten Abstand d1 in Bezug auf die vertikale Richtung Z positioniert (2). Im zweiten, gespannten Zustand übt die Betätigungsvorrichtung 24 eine Kraft auf das Halteelement 23 aus, die das Halteelement 23 verformt, so dass die zweite Verbindungsschnittstelle 22 relativ zur Anbringungsschnittstelle 20 in einem zweiten Abstand 12 in Bezug auf die vertikale Richtung Z positioniert ist. In den 2 und 3 ist beispielhaft dargestellt, dass der zweite Abstand d2 kleiner ist als die ersten Abstände d1. Da die erste Verbindungsschnittstelle 12 des Tragrahmens 1 und die zweite Schnittstelle 22 sowie die Betätigungsvorrichtung 24 auf gegenüberliegenden Seiten der Anbringungsschnittstelle 20 angeordnet sind, ist ein Abstand d12 zwischen der ersten Verbindungsschnittstelle 12 und der Anbringungsschnittstelle 20 im gespannten Zustand größer als im entspannten Zustand, wie dies aus den 2 und 3 ersichtlich ist.
Das oben erläuterte Antriebsstrang-Tragsystem 100 kann einen Tragrahmen 1 und eine Anbringungsvorrichtung 2 umfassen. Natürlich ist die Erfindung nicht auf diese Konfiguration beschränkt, sondern kann auch mehr als einen Tragrahmen 1 und mehr als eine Anbringungsvorrichtung 2 umfassen. Beispielsweise kann das System 100, wie in 5 gezeigt, einen ersten Tragrahmen 1A und einen zweiten Rahmen 1B umfassen, der parallel zum ersten Rahmen 1A beabstandet in einer Längsrichtung X angeordnet ist, die sich senkrecht zur Querrichtung Y und zur vertikalen Richtung Z erstreckt. Jeder Rahmen 1A, 1B kann zwei erste Verbindungsschnittstellen 12 (in 5 nicht sichtbar) umfassen, die in gegenüberliegenden Endabschnitten der Rahmen 1A, 1B angeordnet sind. Somit kann jeder Endabschnitt des jeweiligen Rahmens 1A, 1B mit einer jeweiligen Anbringungsvorrichtung 2 gekoppelt sein, wie dies in 5 schematisch dargestellt ist.
Wieder Bezug nehmend auf 1, kann die optionale Steuerungsvorrichtung 4 eine elektronische Steuerungsvorrichtung sein, die einen Prozessor (nicht dargestellt), z. B. eine CPU, einen ASIC, einen FPGA oder dergleichen, und einen Datenspeicher (nicht dargestellt), der durch den Prozessor auslesbar ist, umfasst. Der Datenspeicher kann ein nichtflüchtiger Speicher sein, wie z. B. ein Festplattenspeicher, ein Solid-State-Laufwerk oder dergleichen. Der Datenspeicher kann ein Softwareprogramm speichern, das dazu eingerichtet ist, den Prozessor zu veranlassen, Ausgangssignale auf der Grundlage von Eingangssignalen zu erzeugen. Beispielsweise kann die Steuerungsvorrichtung 4 dazu eingerichtet sein, ein Eingangssignal zu empfangen und ein Betätigungssignal auszugeben, um die Betätigungsvorrichtung 24 in Übereinstimmung mit dem Eingangssignal zu betätigen oder zu betreiben. Somit bewirkt das von der Steuerung 4 erzeugte Ausgangs- oder Betätigungssignal, dass die Betätigungsvorrichtung 24 die zweite Verbindungsschnittstelle entlang der vertikalen Richtung Z bewegt, was zu einer Bewegung des Tragrahmens 1 relativ zur Anbringungsschnittstelle 20 bzw. zum Chassis 210 oder allgemein zum Trägerteil führt.
Der optionale optische Sensor 42 ist mit der Steuerungsvorrichtung 4 verbunden, z. B. über eine drahtgebundene Verbindung wie einen Datenbus, und ist dazu eingerichtet ein Eingangssignal an die Steuerungsvorrichtung 4 zu liefert. Der optische Sensor 42 kann beispielsweise Teil einer Kamera 420 sein, die dazu ausgebildet ist, eine Straßenoberfläche 300a zu scannen. Wie in 6 beispielhaft gezeigt, kann die Kamera 420 derart angeordnet sein, dass eine Straßenoberfläche 300a einer Straße 300 vor dem Fahrzeug 200 im Sichtfeld des optischen Sensors 42 liegt. Der optische Sensor 42 kann dazu eingerichtet sein, Oberflächenmerkmale zu erkennen, die Unebenheiten der Straßenoberfläche 300a repräsentieren. Oberflächenmerkmale können zum Beispiel durch Vertiefungen, Schlaglöcher, Erhebungen, Steine, Hindernisse usw. gebildet sein. Der optische Sensor 42 gibt Erfassungsdaten aus, welche die erkannten Oberflächenmerkmale repräsentieren, und liefert die Erfassungsdaten als Eingangssignal an die Steuerung 4.
Die optionale Beschleunigungssensoreinheit 44 ist mit der Steuerungsvorrichtung 4 verbunden, z. B. über eine drahtgebundene Verbindung wie einen Datenbus, und ist dazu eingerichtet, eine Querbeschleunigung zu erfassen. Die Querbeschleunigung umfasst eine Beschleunigung entlang der Querrichtung Y, die senkrecht zur vertikalen Richtung Z verläuft, und/oder eine Beschleunigung um eine vertikale Achse, die parallel zur vertikalen Richtung Z ist. Somit umfasst die Querbeschleunigung ein Rollmoment und/oder ein Giermoment, das auf das System 100 oder das Fahrzeug 200 wirkt. Die Beschleunigungssensoreinheit 44 gibt Beschleunigungsdaten aus, welche die erfasste Querbeschleunigung repräsentieren, und liefert die Beschleunigungsdaten als Eingangssignal an die Steuerungsvorrichtung 4.
Die optionale Eingabevorrichtung 46 ist z. B. über eine drahtgebundene Verbindung wie einen Datenbus mit der Steuerungsvorrichtung 4 verbunden und dazu eingerichtet, die Eingabe eines Fahrers zu empfangen, die eine gewünschte Position der zweiten Verbindungsschnittstelle 22 relativ zur Anbringungsschnittstelle 20 repräsentiert. Die Eingabevorrichtung 46 kann z. B. ein Touch-Display sein, auf dem der Fahrer die gewünschte Position oder Einstellung eingeben kann. Die Eingabevorrichtung 46 ist dazu eingerichtet, ein der Fahrereingabe entsprechendes Eingabesignal auszugeben und an die Steuerungsvorrichtung 4 weiterzuleiten.
7 zeigt beispielhaft ein Flussdiagramm eines Verfahrens M zum Betrieb eines Antriebsstrang-Tragsystems 100 in einem Fahrzeug 200. Das Verfahren M wird im Folgenden unter Bezugnahme auf das oben beschriebene Fahrzeug 200 und das Antriebsstrang-Tragsystem 100 erläutert. Insbesondere kann die Steuerung 4 dazu eingerichtet sein, das Fahrzeug 200 oder das Antriebstrang-Tragsystem 100 zu veranlassen, die Schritte des Verfahrens M auszuführen.
Im ersten optionalen Schritt M1 des Verfahrens kann über die Eingabevorrichtung 46 eine Fahrereingabe empfangen werden, die eine gewünschte Position der zweiten Verbindungsschnittstelle 22 relativ zur Anbringungsschnittstelle 20 repräsentiert. Der Fahrer kann z. B. zwischen verschiedenen Einstellmodi wie „Sport“, „Komfort“, „Benutzerdefiniert“ oder ähnlichem wählen. Für diese Modi können Voreinstellungen der vertikalen Position der zweiten Verbindungsschnittstelle 22 relativ zur Anbringungsschnittstelle 20 ganz oder teilweise z.B. im Datenspeicher der Steuerungsvorrichtung 4 vorgespeichert sein. Im Schritt M2 gibt die Eingabevorrichtung 46 ein Eingabesignal an die Steuerungsvorrichtung 4 aus.
Zusätzlich oder alternativ zu den Schritten M1 und M2 kann das Verfahren M den Schritt M3 umfassen, in dem Oberflächenmerkmale, die Unebenheiten der Straßenoberfläche 300a vor dem Fahrzeug 200 repräsentieren, z.B. mittels des optischen Sensors 42 erfasst werden, der die die Oberflächenmerkmale repräsentierenden Erfassungsdaten als Eingangssignal an die Steuerung 4 liefert. Der Schritt M3 umfasst ferner ein Bestimmen, z.B. mittels der Steuerung 4, ob die detektierten Oberflächenmerkmale Unebenheiten oberhalb eines für die gewählte Einstellung vordefinierten Schwellwertes anzeigen, d.h. ob Erhebungen oder Vorsprünge auf der Straßenoberfläche 300a vorhanden sind, die eine Höhe oder Tiefe oberhalb eines Schwellwertes aufweisen. Wenn in Schritt M3 festgestellt wird, dass die detektierten Oberflächenmerkmale eine Unebenheit oberhalb des vordefinierten Schwellwerts anzeigen, wie durch das Symbol „+“ in 7 angezeigt, fährt das Verfahren M mit Schritt M4 fort. In Schritt M4 gibt die Steuerung 4 kein Ansteuersignal zur Betätigung der Betätigungsvorrichtung 24 aus, um die Position des Tragrahmens 1 relativ zum Trägerteil, z.B. dem Fahrgestell 210 oder der Karosserie, konstant zu halten.
Wenn in Schritt M3 festgestellt wird, dass die detektierten Oberflächenmerkmale keine Unebenheiten über dem vordefinierten Schwellwert anzeigen, wie durch das Symbol „-“ in 7 angezeigt, fährt das Verfahren M mit Schritt M5 fort.
Der Schritt M5 kann zusätzlich oder alternativ zu den Schritten M1-M3 durchgeführt werden. In Schritt M5 wird die Querbeschleunigung des Fahrzeugs 200 erfasst, z. B. mittels der Beschleunigungssensoreinheit 44. Die Beschleunigungssensoreinheit 44 erfasst die Querbeschleunigung und liefert die die Querbeschleunigung repräsentierenden Erfassungsdaten als Eingangssignal an die Steuerung 4. Schritt M5 umfasst ferner ein Ermitteln, ob die erfasste Querbeschleunigung unter einem Schwellwert liegt. Wenn die erfasste Querbeschleunigung über dem Schwellwert liegt, wie durch das Symbol „-“ in 7 angezeigt, geht das Verfahren M zu Schritt M4 über, in dem, wie oben beschrieben, die Position des Tragrahmens 1 konstant gehalten wird. Wenn die erfasste Querbeschleunigung unter dem Schwellwert liegt, wie durch das Symbol „-“ in 7 angezeigt, geht das Verfahren M zu Schritt M6 über.
In Schritt M6 gibt die Steuerungsvorrichtung 4 ein Betätigungssignal an die Betätigungsvorrichtung 24 des Antriebsstrang-Tragsystems 100 aus. Die Steuerungsvorrichtung 4 kann das Betätigungssignal in Abhängigkeit von einem Eingangssignal ausgeben, das die Steuerungsvorrichtung 4, wie oben beschrieben, von der Eingabevorrichtung 46, dem optischen Sensor 42 und/oder von der Beschleunigungssensoreinheit 44 empfangen kann. Bei dem in 7 beispielhaft dargestellten Verfahren wird das Betätigungssignal gemäß dem von der Eingabevorrichtung 46 empfangenen Eingangssignal ausgegeben, wenn in Schritt M3 festgestellt wurde, dass die erfassten Oberflächenmerkmale Unebenheiten unterhalb des vordefinierten Schwellwerts anzeigen, und wenn in Schritt M5 festgestellt wurde, dass die Querbeschleunigung unterhalb des vordefinierten Schwellwerts liegt.
Im Schritt M7 wird die zweite Verbindungsschnittstelle 22 mittels der Betätigungsvorrichtung 24 entsprechend dem Betätigungssignal relativ zur Anbringungsschnittstelle 20 entlang der vertikalen Richtung Z bewegt.
Das Verfahren M ist nicht auf den oben beschriebenen Ablauf beschränkt. Beispielsweise kann das Betätigungssignal in Schritt M6 auf der Grundlage der in Schritt M3 erfassten Oberflächenmerkmale ausgegeben oder erzeugt werden. Das heißt, die Betätigungsvorrichtung 24 kann von der Steuerungsvorrichtung 4 veranlasst werden, die zweite Verbindungsschnittstelle 22 so zu bewegen, dass der Tragrahmen 1 von der Fahrbahnoberfläche 300a wegbewegt wird, wenn die erfassten Oberflächenmerkmale Unebenheiten über dem vordefinierten Schwellwert anzeigen und/oder so, dass der Tragrahmen 1 zur Fahrbahnoberfläche 300a hinbewegt wird, wenn die erfassten Oberflächenmerkmale Unebenheiten unter dem vordefinierten Schwellwert anzeigen. Auch in diesem Fall kann das Betätigungssignal optional nur dann ausgegeben werden, wenn in Schritt M5 festgestellt wird, dass die erfasste Querbeschleunigung unterhalb der vorgegebenen Beschleunigungsschwelle liegt.
Ferner können, wie in 7 beispielhaft gezeigt, die Schritte M3-M7 in einer Schleife durchgeführt werden. Das heißt, nachdem die Betätigungsvorrichtung 24 die zweite Verbindungsschnittstelle 22 bewegt hat, um den Tragrahmen 1 relativ zum Trägerteil zu bewegen, kann das Verfahren M zum Schritt M3 zurückkehren, um die Straßenoberfläche 300a abzutasten, so dass, falls eine Unebenheit erkannt wird, die Betätigungsvorrichtung 24 veranlasst werden kann, den Tragrahmen 1 relativ zur Straßenoberfläche anzuheben. Ebenso kann das Verfahren M, wenn es in den Schritt M4 eintritt, die Schritte M3 und/oder M5 weiter ausführen, um festzustellen, ob die erkannte Unebenheit und/oder die Querbeschleunigung unter die jeweiligen Schwellwerte gefallen ist.
Die Erfindung wurde im Detail unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben. Jedoch versteht es sich für den Fachmann von selbst, dass Änderungen in diesen Ausführungsformen durchgeführt werden können, ohne von den Prinzipien und dem Kerngedanken der Erfindung, dem Umfang, welcher in den abhängigen Ansprüchen definiert ist, und ihren Äquivalenten abzuweichen.
Bezugszeichenliste

1: Tragrahmen
1A: erster Tragrahmen
1B: zweiter Tragrahmen
2: Anbringungsvorrichtung
3: Welle
4: Steuerungsvorrichtung
10: Tragstruktur
12: erste Verbindungsschnittstelle
20: Anbringungsschnittstelle
22: zweite Verbindungsschnittstelle
22a: Kontaktfläche
23: Halteelement
23A: Plattenabschnitt
23B: Seitenabschnitt
24: Betätigungsvorrichtung
25: Elektromotor
26: Nocken
26a: Betätigungsfläche
42: optischer Sensor
44: Beschleunigungssensoreinheit
46: Eingabevorrichtung
100: Antriebsstrang-Tragsystem
102: Gehäuse
112: Durchgangsbohrung
120: Flanschabschnitt
121: Durchgangsbohrung
122: Öffnung
200: Fahrzeug
210: Chassis
220: Antriebsstrang
222: Motor
224: Getriebe
230: Räder
231: erste Achse
232: zweite Achse
300: Straße
300a: Straßenoberfläche
A24: Drehachse
d1: erster Abstand
d2: zweiter Abstand
G: Schwerkraftrichtung
M: Verfahren
M1-M7: Verfahrensschritte
v2: Abstand zwischen Drehachse und Kontaktfläche
X: Längsrichtung
Y: Querrichtung
Z: vertikale Richtung / Achse

Claims

Antriebsstrang-Tragsystem (100) für ein Fahrzeug (200), aufweisend: einen Tragrahmen (1), der eine Tragstruktur (10) zum Tragen eines Antriebsstrangs (220) in Bezug auf eine vertikale Richtung (Z) und eine erste Verbindungsschnittstelle (12) umfasst; und eine Anbringungsvorrichtung (2) mit einer Anbringungsschnittstelle (20) zum Anbringen der Anbringungsvorrichtung (2) an einem Trägerteil des Fahrzeugs (200), einer zweiten Verbindungsschnittstelle (22), die mechanisch mit der ersten Verbindungsschnittstelle (12) des Tragrahmens (1) verbunden ist, und einer Betätigungsvorrichtung (24), die dazu eingerichtet ist, die zweite Verbindungsschnittstelle (22) relativ zu der Anbringungsschnittstelle (20) entlang der vertikalen Richtung (Z) zu bewegen.
Antriebsstrang-Tragsystem (100) nach Anspruch 1, wobei die Betätigungsvorrichtung (24) einen Elektromotor (25) und einen Nocken (26) aufweist, der um eine Drehachse (A24) drehbar an den Elektromotor (25) gekoppelt ist, wobei der Nocken (26) eine Betätigungsfläche (26a) aufweist, die in Kontakt mit einer Kontaktfläche (22a) der zweiten Verbindungsschnittstelle (22) steht, wobei die Betätigungsfläche (26a) eine solche Form aufweist, dass sich ein Abstand (v2) in der vertikalen Richtung (Z) zwischen der Drehachse (24) und der Kontaktfläche (22a) bei einer Drehung des Nockens (26) um die Drehachse (A24) ändert.
Antriebsstrang-Tragsystem (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zweite Verbindungsschnittstelle (22) ein elastisch verformbares Halteelement (23) aufweist, wobei die Betätigungsvorrichtung (24) dazu ausgebildet ist, das Halteelement (23) zu verformen, um die zweite Verbindungsschnittstelle (22) entlang der vertikalen Richtung (Z) zu bewegen.
Antriebsstrang-Tragsystem (100) nach Anspruch 3, wobei das Halteelement (23) durch die Betätigungsvorrichtung (24) von einem entspannten Zustand, in dem die zweite Verbindungsschnittstelle (22) relativ zur Anbringungsschnittstelle (20) in einem ersten Abstand (d1) in Bezug auf die vertikale Richtung (Z) positioniert ist, in einen gespannten Zustand verformbar ist, in dem die zweite Verbindungsschnittstelle (22) relativ zur Anbringungsschnittstelle (20) in einem zweiten Abstand (d2) in Bezug auf die vertikale Richtung (Z) positioniert ist.
Antriebsstrang-Tragsystem (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die erste Verbindungsschnittstelle (12) und die zweite Verbindungsschnittstelle (22) durch eine Welle (3) miteinander verbunden sind.
Antriebsstrang-Tragsystem (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, zusätzlich aufweisend: eine Steuerungsvorrichtung (4), welche dazu eingerichtet ist, ein Eingangssignal zu empfangen und ein Betätigungssignal auszugeben, um die Betätigungsvorrichtung (24) in Übereinstimmung mit dem Eingangssignal zu betätigen.
Antriebsstrang-Tragsystem (100) nach Anspruch 6, zusätzlich aufweisend: einen optischen Sensor (42), der mit der Steuerungsvorrichtung (4) verbunden ist, wobei der optische Sensor (42) dazu eingerichtet ist, Oberflächenmerkmale zu erfassen, die Unebenheiten einer Straßenoberfläche (300a) repräsentieren, und Erfassungsdaten, die die erfassten Oberflächenmerkmale repräsentieren, als Eingangssignal an die Steuerungsvorrichtung (4) zu liefern.
Antriebsstrang-Tragsystem (100) nach Anspruch 6 oder 7, zusätzlich aufweisend: eine Beschleunigungssensoreinheit (44), die mit der Steuerungsvorrichtung (4) verbunden ist, wobei die Beschleunigungssensoreinheit (44) dazu eingerichtet ist, eine Querbeschleunigung zu erfassen und Beschleunigungsdaten, welche die erfasste Querbeschleunigung repräsentieren, als Eingangssignal an die Steuerungsvorrichtung (4) zu liefern, wobei die Querbeschleunigung eine Beschleunigung entlang einer Querrichtung (Y) senkrecht zu der vertikalen Richtung (Z) und/oder eine Beschleunigung um eine zur vertikalen Richtung parallele vertikale Achse (Z) umfasst; wobei die Steuerungsvorrichtung (4) dazu eingerichtet ist, das Betätigungssignal nur dann auszugeben, wenn die erfasste Beschleunigung unter einem vorbestimmten Beschleunigungsschwellwert liegt.
Antriebsstrang-Tragsystem (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, zusätzlich aufweisend: eine Eingabevorrichtung (46), die mit der Steuerungsvorrichtung (4) verbunden und dazu eingerichtet ist, eine Fahrereingabe zu empfangen, die eine gewünschte Position der zweiten Verbindungsschnittstelle (22) relativ zur Anbringungsschnittstelle (20) repräsentiert, und ein der Fahrereingabe entsprechendes Eingabesignal auszugeben.
Fahrzeug (200), aufweisend: ein Trägerteil, insbesondere ein Chassis (210) oder eine Fahrzeugkarosserie; ein Antriebsstrang-Tragsystem (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Anbringungsschnittstelle (20) an das Trägerteil gekoppelt ist; einen Antriebsstrang (220) mit einem Motor (222) und einem Getriebe (224), das kinematisch mit dem Motor (222) gekoppelt ist, wobei der Antriebsstrang (220) an der Tragstruktur (10) des Tragrahmens (1) angebracht ist; und zwei oder mehr Räder (230), die kinematisch an den Antriebsstrang (220) gekoppelt sind.
Verfahren (M) zum Betreiben eines Antriebsstrang-Tragsystems (100) in einem Fahrzeug (200) nach Anspruch 10, wobei das Verfahren umfasst: Ausgeben (M6) eines Betätigungssignals an die Betätigungsvorrichtung (24) des Antriebsstrang-Tragsystems (100); und Bewegen (M7) der zweiten Verbindungsschnittstelle (22) relativ zu der Anbringungsschnittstelle (20) entlang der vertikalen Richtung (Z) mittels der Betätigungsvorrichtung (24) in Übereinstimmung mit dem Betätigungssignal.
Verfahren (M) nach Anspruch 11, ferner umfassend: Empfangen (M1) einer Fahrereingabe, die eine gewünschte Position der zweiten Verbindungsschnittstelle (22) relativ zur Befestigungsschnittstelle (20) repräsentiert, über eine Eingabevorrichtung (46); und Ausgabe (M2) eines Eingabesignals, das der Fahrereingabe durch die Eingabevorrichtung entspricht; wobei das Betätigungssignal in Übereinstimmung mit dem Eingabesignal ausgegeben wird.
Verfahren (M) nach Anspruch 11 oder 12, ferner umfassend: Erfassen (M5) einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs (200), wobei die Querbeschleunigung eine Beschleunigung entlang einer Querrichtung (Y) senkrecht zur vertikalen Richtung (Z) und/oder eine Beschleunigung um eine vertikale Achse, die die vertikale Richtung (Z) definiert, umfasst; wobei das Betätigungssignal nur dann ausgegeben wird, wenn die erfasste Beschleunigung unter einem vorbestimmten Beschleunigungsschwellwert liegt.
Verfahren (M) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, ferner umfassend: Erfassen (M3) von Oberflächenmerkmalen, die Unebenheiten einer Straßenoberfläche (300a) vor dem Fahrzeug (200) repräsentieren; wobei das Betätigungssignal basierend auf den erfassten Oberflächenmerkmalen ausgegeben wird.
Verfahren (M) nach Anspruch 14, wobei die Betätigungsvorrichtung (24) die zweite Verbindungsschnittstelle (22) derart bewegt, dass der Tragrahmen (1) von der Straßenoberfläche (300a) wegbewegt wird, wenn die erfassten Oberflächenmerkmale Unebenheiten oberhalb eines vorbestimmten Schwellwertes anzeigen.