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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Karosserie sowie an einer oder an beiden Längsseiten des Karosserie angeordneten Trittbrettern.
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Vor allem geländegängige Kraftfahrzeuge oder zunehmend auch sogenannte SUVs werden häufig an üblicherweise beiden Karosserielängsseiten mit Trittbrettern ausgerüstet, die es ermöglichen, leichter in das Fahrzeug einzusteigen, dessen Fahrgastzelle und damit dessen Sitzpositionen üblicherweise relativ hoch sind. Ein solches Trittbrett ermöglicht es, zunächst auf das Trittbrett zu steigen und dann in die Fahrgastzelle einzusteigen. Das respektive die Trittbretter sind an der Karosserie festmontiert und ragen etwas zur Seite ab. Sie verlaufen beim horizontal stehenden Fahrzeug im Wesentlichen horizontal oder leicht gewinkelt und erstrecken sich zumeist über nahezu die gesamte Länge der Fahrzeugkarosserie zwischen der Vorder- und der Hinterachse. Die relativ große, zumeist mit einer Anti-Rutsch-Profilierung versehene Oberfläche des Trittbretts ermöglicht ein einfaches und sicheres Aufsteigen.
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Solche mit Trittbrettern ausgerüstete Fahrzeuge sind im Fall von Geländefahrzeugen von Haus aus sehr robust und geländegängig ausgelegt, dienen also zum Einsatz in rauerem Gelände, wo mit ihnen auch über erhebliche Unebenheiten problemlos gefahren werden kann, wie mitunter auch niedrige Gewässer durchquert werden können. Auch mit Trittbrettern ausgerüstete SUVs weisen eine gewisse Geländegängigkeit auf, da auch sie relativ hoch gebaut sind.
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Bei einer Fahrt durch ein Gewässer, beispielsweise eine niedrige Furt, wird das Fahrzeug durch das fließende Wasser an der Anströmseite mit Druck belastet und an der gegenüberliegenden Fahrzeugseite entlastet. Hierbei kann es zu einem Anheben des Fahrzeugs und zu einem Aufschwimmen an der Anströmseite kommen, was sich nachteilig auf die Traktion auswirkt, da das Fahrzeug anströmbedingt entlastet wird. Dies kann so weit gehen, dass der Kontakt der Räder zum Boden vollständig verloren geht. Dabei kann dieser Anhebe- oder Aufschwimmeffekt durch ein an dieser Seite vorgesehenes Trittbrett noch unterstützt werden, da das Trittbrett ebenfalls unterspült wird und, sobald das Fahrzeug leicht angehoben wird respektive schräg steht, als zusätzliches, vom Wasser angeströmtes Hindernis dient, das den Hebeeffekt verstärkt.
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Aus
DE 10 2008 032 323 A1 ist ein Verfahren zur frühzeitigen Erkennung eines Aufschwimmens eines Fahrzeugrads auf einem Flüssigkeitsfilm bekannt, wozu eine zeitliche Änderung eins Radschlupfes ausgewertet wird.
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Der Erfindung liegt das Problem zu Grunde, ein demgegenüber verbessertes Kraftfahrzeug anzugeben.
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Zur Lösung dieses Problems ist bei einem Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art vorgesehen, dass das oder jedes Trittbrett aus einer Grundstellung um eine in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs weisende Schwenkachse in eine Kippstellung, in der es mit seiner bezüglich der Karosserie außenliegenden Kante abgesenkt ist, über ein von einer Steuerungseinrichtung in Abhängigkeit eines, mittels wenigstens eines Sensors erfassten, ein Aufschwimmen des Kraftfahrzeugs anzeigenden Signals gesteuertes Stellmittel verschwenkbar ist
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Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug ist das respektive ist jedes Trittbrett nicht positionsfest mit der Karosserie verbunden, sondern kann relativ zur Karosserie um eine in Fahrzeuglängsrichtung laufende Schwenkachse verschwenkt werden. Das heißt, dass Trittbrett kann entweder nach oben oder unten verkippt werden, sodass es mit seiner Außenkante entweder abgesenkt werden kann. Diese Verstellbarkeit kann genutzt werden, um einem Aufschwimmen entgegenzuwirken. Wird, wie eingangs beschrieben, mit dem Fahrzeug ein strömendes Gewässer durchfahren, so kann das an der Anströmseite positionierte Trittbrett mit seiner Außenkante abgesenkt werden, sodass die ebene Trittbrettoberfläche schräg verläuft, mithin also von der Karosserie zur Außenkante hin abfällt. Die Trittbrettoberfläche verläuft daher nicht mehr im Wesentlichen parallel zum Unterboden des Kraftfahrzeugs, sondern steht schräg dazu. Dies führt dazu, dass das anströmende Wasser auf die abgekippte Trittbrettoberfläche anströmt, die als Strömungshindernis dient. Aufgrund der Anbindung an die Karosserie wird hierüber ein Druck und damit eine Kraft aufgebaut, die diese, vom Wasser angeströmte Fahrzeugseite nach unten drückt, sodass wieder Druck auf die Räder gebracht wird, respektive die Traktion erhalten bleibt und einem Aufschwimmen entgegengewirkt werden kann. Die Verschwenkung erfolgt über ein Stellmittel, das über eine entsprechend eingerichtete Steuerungseinrichtung gesteuert wird, wobei die Steuerung auf Basis von Umgebungsinformationen, die mittels eines Sensors ermittelt werden und die ein Aufschwimmen das Fahrzeugs anzeigen, erfolgt.
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Die erfindungsgemäß vorgesehene Trittbrettverschwenkung ermöglicht demzufolge ein sicheres Durchwaten von Gewässern, da eine adaptive Anpassung an eine gegebene Situation durch die Trittbrettverschwenkung möglich ist.
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Das oder jedes Trittbrett kann dabei über zwei oder mehr Tragarme mit der Karosserie verbunden sein, wobei jedes Trittbrett an den Tragarmen über jeweils eine Gelenkverbindung angelenkt ist, oder wobei die Tragarme über Gelenkverbindungen an der Karosserie angelenkt sind. Das heißt, dass in der mechanischen Verbindung jedes Trittbretts mit der Karosserie eine entsprechende Gelenkverbindung vorgesehen ist, die die entsprechende Trittbrettverschwenkung ermöglicht. Dabei ist natürlich in jeder Verschwenkposition sichergestellt, dass das Trittbrett in der entsprechenden Position auch arretiert ist und mithin belastet werden kann.
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Die Verschwenkung des oder jedes Trittbretts erfolgt erfindungsgemäß bevorzugt automatisch durch das Stellmittel, über das das Trittbrett automatisch beziehungsweise über eine Steuerungseinrichtung gesteuert von der Grundstellung in die Kippstellung und zurück schwenkbar ist. Das Stellmittel ist demzufolge bei entsprechender Ansteuerung über eine Steuerungseinrichtung in der Lage, das Trittbrett automatisch aus der unverschwenkten Grundstellung in eine gewünschte oder erforderliche Kippstellung zu verschwenken, sodass eine manuelle Interaktion des Nutzers nicht erforderlich ist. Eine Interaktion lediglich in der Gestalt, dass das die Trittbrettverschwenkung veranlassende Assistenzsystem den Nutzer fragt, ob eine entsprechende Trittbrettverschwenkung gewünscht wird und der Benutzer dies über eine Eingabe beispielsweise an einem Display oder dergleichen bejaht, ist jedoch denkbar und möglich.
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Das Stellmittel selbst weist zweckmäßigerweise einen Stellmotor auf, der mit dem Trittbrett über eine geeignete Stellmechanik gekoppelt ist. Eine solche Stellmechanik kann beispielsweise in Form eines Gewindespindeltriebs realisiert sein, über welchen Gewindespindeltrieb der Stellmotor mit dem Trittbrett gekoppelt ist. Der über die Steuerungseinrichtung ansteuerbare Stellmotor dreht beispielsweise die positionsfeste Spindel, auf der eine drehfeste Mutter aufgrund der Spindelrotation längs läuft, die wiederum mit dem Trittbrett gekoppelt ist, sodass sich je nach gegebener Linearbewegung der Mutter das Trittbrett aus der Grundstellung in die eine oder andere Richtung verkippt. Denkbar ist auch der umgekehrte mechanische Auslegungsfall, bei dem der Stellmotor die positionsfeste Mutter dreht, durch die die drehfeste Spindel je nach Drehrichtung der Mutter linear geschoben wird. In diesem Fall ist die Spindel mit dem Trittbrett gekoppelt, sodass je nach Bewegungsrichtung der Gewindespindel das Trittbrett verkippt wird.
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Der, vorzugsweise automatische, Verstellbetrieb wird wie beschrieben über eine Steuerungseinrichtung gesteuert. Die Steuerungseinrichtung ist zur Steuerung des Stellmotors in Abhängigkeit einer mittels wenigstens eines Sensors erfassten, eine Umgebungssituation, die ein Aufschwimmen anzeigt, beschreibenden Sensorinformation eingerichtet. Das heißt, dass die Steuerungseinrichtung den Stellmotor und damit die Trittbrettverschwenkung in Abhängigkeit der einen oder der mehreren, die gegebene Umgebungssituation beschreibenden Sensorinformation steuert. Dabei kann ein solcher Sensor beispielsweise ein Feuchtigkeitssensor sein, über den erfasst wird, ob das Fahrzeug im trockenen Gelände unterwegs ist oder ein Gewässer durchwatet. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein Strömungssensor vorgesehen sein, über den die Strömungsrichtung erfasst wird, sodass je nach erfasster Strömungsrichtung dasjenige Trittbrett angesteuert werden kann, das entsprechend zur Verhinderung des Aufschwimmens abzusenken ist. Auch kann als Sensor ein Neigungssensor verwendet werden, der den Grad der Neigung des Fahrzeugs um seine Längsachse beschreibt, sodass in Abhängigkeit des Neigungsgrads auch der Kippwinkel des anzusteuernden Trittbretts entsprechend eingestellt werden kann. Im Falle eines Aufschwimmens kann über den Neigungssensor auch ein etwaiger Neigungswinkel respektive auch ein Aufschwimmwinkel erfasst werden, sodass die Steuerungseinrichtung den Trittbrett-Kippwinkel entsprechend nachsteuern kann und Ähnliches. Es sind demzufolge unterschiedliche Sensorvarianten in das System einbindbar und verwendbar, wobei vorstehende Aufzählung nicht abschließend ist.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zu Verstellung eines schwenkbar an einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs angeordneten Trittbretts, bei dem das Trittbrett automatisch über ein Stellmittel, das von einer Steuerungseinrichtung in Abhängigkeit eines mittels wenigstens eines Sensors erfassten, ein Aufschwimmen des Fahrzeug anzeigenden Aufschwimmsignals angesteuert wird, aus einer Grundstellung um eine in Längsrichtung des Fahrzeugs weisende Schwenkachse in eine Kippstellung, in der es mit seiner bezüglich der Karosserie außen liegenden Kante abgesenkt ist, verschwenkt wird.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgend erläuterten Ausführungsbeispiele sowie anhand der Figuren. Diese zeigen schematisch:
- 1 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs in einer Grundstellung,
- 2 eine Prinzipdarstellung des Kraftfahrzeugs aus 1 zu Beginn des Aufschwimmens, und
- 3 eine Prinzipdarstellung des Kraftfahrzeugs aus 2 mit abgekipptem, dem Aufschwimmen entgegenwirkendem Trittbrett.
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1 zeigt ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug 1, mit einer hier nur prinzipiell dargestellten Karosserie 2, an der zwei Trittbretter 3, 4, die jeweils entlang der Längsseiten 5, 6 der Karosserie verlaufen, die jeweils über wenigstens zwei entsprechende Tragarme 7, 8 angeordnet sind. Jedes Trittbrett 3, 4 ist über eine Gelenkverbindung 9, 10 an den jeweiligen Tragarmen 7, 8 angeordnet, sodass jedes Trittbrett 3, 4 um die Gelenkverbindung 9, 10 relativ zum Tragarm 7, 8 verkippt werden kann.
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Jedes Trittbrett 3, 4 ist des Weiteren mit einem Stellmittel 11, 12 verbunden, wobei das Stellmittel 11, 12 im gezeigten Beispiel jeweils einen Stellmotor 13, 14 sowie einen über diesen Stellmotor 13, 14 betätigbaren Gewindespindeltrieb 15, 16 umfasst. Jeder Gewindespindeltrieb 15, 16 weist in an sich bekannter Weise eine rotierend antreibbare Gewindelspindel und eine auf dieser längs laufende Gewindemutter auf, die im gezeigten Beispiel beispielsweise am Trittbrett 3, 4 angeordnet ist, sodass durch Rotation der jeweiligen Gewindespindel zwangsläufig eine Linearbewegung der Gewindemutter und damit eine Verschwenkbewegung des jeweiligen Trittbretts 3, 4 erwirkbar ist.
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Weiterhin ist eine gemeinsame Steuerungseinrichtung 17 vorgesehen, die separat und individuell den Betrieb des jeweiligen Stellmotors 13, 14 steuert. Mit der Steuerungseinrichtung 17 verbunden sind im gezeigten Beispiel mehrere Sensoren 18, 19, bei denen es sich beispielsweise um Feuchtigkeits-, Strömungs- oder Neigungssensoren handelt. Selbstverständlich können auch mehr als zwei solcher Sensoren in das System eingebunden sein, wie auch nur einer davon. Über die Sensoren 18, 19 in Verbindung mit der Steuerungseinrichtung 17 kann der Fall eines beim Durchwaten eines Gewässers vorkommenden Aufschwimmens des Kraftfahrzeugs 1 erfasst werden, wobei bei diesem Aufschwimmen das Kraftfahrzeug 1 um seine Längsachse verkippt, was dazu führt, dass es zu Traktionseinbußen an der Anströmseite kommt, da der Kontakt oder der Druck der Räder auf den Untergrund, resultierend aus dem Aufschwimmen respektive Anheben, abnimmt, bis hin zu einem Kontaktverlust.
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Beim Ausführungsbeispiel gemäß 1 sei angenommen, dass das Kraftfahrzeug 1 ein Gewässer 20, dargestellt durch die entsprechenden Linien, durchwatet. Das Wasser strömt von rechts, symbolisiert über den Strömungspfeil 21, an das Fahrzeug an und hebt dieses leicht an, wie die Situation gemäß 2 zeigt. Ersichtlich ist das Kraftfahrzeug 1 mit der rechten Seite angehoben, während die linke Seite geringfügig abgesenkt ist oder in ihrer ursprünglichen Position noch verbleibt. Das anströmende Wasser unterspült den als Strömungshindernis dienenden Unterboden 22 des Kraftfahrzeugs immer stärker, sodass es zu einem immer stärkeren Anheben kommt. Diese Situation kann bereits sehr früh, letztlich zu Beginn eines solchen Anströmens beziehungsweise Anhebens, bereits über die Sensoren 18, 19 erfasst werden. Die Steuerungseinrichtung 17 ist dazu eingerichtet, die Signale der Sensoren 18, 19, die das Aufschwimmen beschreiben und demzufolge Aufschwimmsignale darstellen, entsprechend auszuwerten und daraufhin einerseits zu erfassen, dass es zu einem Aufschwimmen kommt und, sofern es sich bei einem der Sensoren 18, 19 um einen Neigungswinkelsensor handelt, wie stark der Aufschwimmgrad ist, und andererseits zu erkennen, welche Fahrzeugseite angehoben wird. Hieraufhin ist die Steuerungseinrichtung 17 nun in der Lage, das entsprechende Stellmittel 11 oder 12 anzusteuern, je nachdem welches der Stellmittel 11, 12 an der aufschwimmenden Seite positioniert ist. Im gezeigten Beispiel ist das Stellmittel 11 an der rechten, angehobenen Fahrzeugseite positioniert. Die Steuerungseinrichtung 17 steuert nun den Stellmotor 13 an, sodass dieser über den Gewindespindeltrieb 15 das Trittbrett in Abhängigkeit der gegebenen Aufschwimmsignale absenkt, respektive die außen liegende Kante 23 des Trittbretts 3 um die Gelenkverbindung 9 nach unten abkippt. Das heißt, dass das Trittbrett 3 quasi gegen die Strömung, wiederum dargestellt über den Strömungspfeil 21, gestellt wird, mithin also als Strömungshindernis dient, das jedoch, anders als der Unterboden 22, in die entgegengesetzte Richtung relativ zur Strömungsrichtung 21 abgekippt ist. Die Strömung drückt also von oben auf das Trittbrett 3 respektive dessen Oberfläche 24, was, resultierend aus der festen Verbindung des Trittbretts 3 mit der Karosserie 2, dazu führt, dass ein dem Aufschwimmen entgegenwirkender Druck aufgebaut wird, der das Kraftfahrzeug 1 wieder in die entgegengesetzte Richtung drückt, sodass die Traktion wieder verbessert respektive einem Aufschwimmen entgegengewirkt wird.
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Sobald das Kraftfahrzeug 1 das Gewässer 20 wieder verlässt, wird diese sich ändernde Situation wiederum über einen der oder die Sensoren 18, 19 erfasst, woraufhin die Steuerungseinrichtung 17 das Trittbrett 3 wieder in die in 1 gezeigte Grundstellung zurückbewegt, es liegt dann also beispielsweise wieder im Wesentlichen horizontal oder leicht gekippt in der Ausgangsposition.
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Würde das Kraftfahrzeug 1 an der anderen Seite, also links, angehoben werden, würde der gleiche Vorgang mit dem Trittbrett 4 über das Stellmittel 12 erfolgen, wiederum gesteuert über die Steuerungseinrichtung 17.
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Dabei kann der Verstellbetrieb auch adaptiv erfolgen, das heißt, dass, je nach Grad der durch das Aufschwimmen gegebenen Fahrzeugneigung, auch der Grad der Trittbrettverkippung gesteuert wird. Beginnt das Aufschwimmen gerade, ist also ein nur geringes Anheben gegeben, so wird dieses zwar erfasst, jedoch wird das Trittbrett 3 oder 4 nur geringfügig abgekippt, da ein Aufbau eines allzu großen Gegendrucks im Moment noch nicht erforderlich ist. Mit zunehmendem erfasstem Aufschwimmwinkel wird dann aber adaptiv der entsprechende Verkippwinkel auch nachgeführt, um dem Aufschwimmen adaptiv entgegenzuwirken. Dies ist jedoch nur optional. Selbstverständlich kann auch bei Erfassen eines Aufschwimmens oder eines Mindestaufschwimm oder -neigungswinkels das jeweilige Trittbrett 3, 4 auch sofort in eine maximale Abkippstellung verkippt werden.
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Durch die erfindungsgemäße Steuerung der Trittbretter in Abhängigkeit einer Erfassung eines Aufschwimmens respektive eines Aufschwimmwinkels kann demzufolge die Sicherheit beim Durchwaten eines strömenden Gewässers und damit die Geländegängigkeit eines Kraftfahrzeugs verbessert werden, gleichzeitig wird ein entsprechender Aufschwimmwinkel, der auch als Rollwinkel bezeichnet werden kann, deutlich minimiert, kleinere Aufschwimmwinkel können sogar nahezu vollständig kompensiert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008032323 A1 [0005]
