DE19802489A1 - Mehrachsiger, motorgetriebener Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen mehrachsigen motorgetriebenen Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Kraftwagen der vorgenannten Art sind aus der DE 39 27 924 C1 bekannt. In Verbindung mit Achsaufhängungen, bei denen die Radführungselemente zumindest teilweise elastisch gegenüber einem Fahrschemel befestigt sind, der seinerseits elastisch gegenüber dem Fahrzeugaufbau gehalten ist, ist dort vorgesehen, von den elastischen Abstützelementen des Fahrschemels, von denen je zwei bezogen auf die Fahrtrichtung vor bzw. hinter der Achsmittenquerebene liegen, zumindest die einerseits dieser Achsquerebene liegenden elastischen Abstützelemente willkürlich höhenverstellbar auszuführen. Dies geschieht dadurch, daß die Abstützelemente in ihrer Höhenerstreckung hydraulisch verstellbar sind, wobei durch diese Verstellbarkeit Einflüsse auf das Fahrverhalten kompensiert werden sollen, die sich aufgrund der elastischen Abstützung des Fahrschemels gegenüber dem Aufbau unter dem Einfluß hoher Längskräfte, wie sie sich insbesondere beim Anfahren oder Bremsen ergeben, also unter dem Einfluß von Anfahr- oder Bremskräften einstellen. Solche elastische Verformungen der Abstützelemente des Fahrschemels bedingen nämlich Kippbewegungen desselben um die Fahrzeugquerebene, die neben der Anfahr- die Bremsnickabstützung wie auch die Vorspur beeinflussen können. Bei der bekannten Lösung sollen somit durch die konstruktiv vorgesehenen Elastizitäten bedingte Abweichungen von den konstruktiv vorgegebenen Kenngrößen der Achsaufhängung, die sich unter extremen Belastungen ergeben, kompensiert werden.

Demgegenüber zielt die Erfindung darauf ab, die passive Sicherheit von Kraftwagen dadurch zu verbessern, daß die Niveaulage des Fahrzeuges zumindest im Frontbereich auch bei extremen Bremsmanövern im wesentlichen erhalten bleibt, so beispielsweise ein Abtauchen des Fahrzeuges und damit ein Unterfahren des Vorderfahrzeuges beim Heckaufprall vermieden wird, um auch unter solchen Grenzbedingungen Aufprallverhältnisse zu erhalten, die eine optimale Stoßeinleitung in das Fahrzeuge gewährleisten.

Gemäß der Erfindung wird dies bei einem Kraftwagen der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art dadurch erreicht, daß für die Vorderachse die Größe der über die Radfederung übertragenen Kräfte verzögerungsabhängig, insbesondere bremskraftabhängig veränderbar ist, so daß die Möglichkeit besteht, die mit dem frontseitigen Abtauchen verbundene Kippbewegung des Fahrzeuges abzufangen und das Fahrzeug auf Normalniveau zu halten, mit der Folge, daß auch im praktischen Unfallgeschehen - entsprechend der Crasherprobung - die Aufprallkräfte im wesentlichen horizontal in den verformungsfähigen Vorbau eingeleitet werden, so daß einem Ausknicken des Vorbaues, dem ansonsten durch zusätzliche Versteifungselemente vorgebeugt werden muß, durch das fahrdynamische Verhalten des Fahrzeuges weitgehend begegnet werden kann.

Im Rahmen der Erfindung kann die verzögerungsabhängig vorgenommene Veränderung der über die Radfederung übertragenen Kräfte achsweise oder radindividuell vorgenommen werden. Insbesondere bei der achsweisen Erhöhung der bremskraftabhängig über die Radfederung übertragenen Kräfte lassen sich konstruktiv sehr einfache Lösungen finden, wenn auf im Regelfall vorhandene Elemente der Radführung oder Radabstützung zurückgegriffen wird, so insbesondere auf den Stabilisator, und wenn der Stabilisator verzögerungsabhängig, insbesondere bremskraftabhängig im Sinne einer Vergrößerung der Radabstützkräfte beaufschlagt wird. Dies ist bei einem herkömmlichen, U-förmigen Stabilisator in einfachster Weise dadurch zu erreichen, daß dieser unter Vermittlung eines Hebelarms über einen Hydraulikzylinder beaufschlagt wird, wobei eine solche verzögerungsabhängig, insbesondere bremskraftabhängig arbeitende Stellvorrichtung nur einen geringen Energiebedarf hat und dementsprechend auch in Vergleich zu aktiven oder teilaktiven Federungssystemen wesentlich wirtschaftlicher, das heißt bei nur sehr geringen Hardwareaufwand und nahezu ohne Einfluß auf den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeuges einsetzbar ist.

In entsprechender Weise läßt sich eine Verstellung des Stabilisators auch über einen bekannten Schwenkmotor oder dergleichen erreichen.

Insbesondere in Verbindung mit dem Einsatz eines Schwenkmotores und bei Teilung des Stabilisators ist es darüber hinaus auch möglich, eine solche Verstelleinrichtung für eine radindividuelle Veränderung der über die Radfederung eingeleiteten Kräfte zu nutzen.

Eine entsprechende radindividuelle Veränderbarkeit der über die Radfederung übertragenen Kräfte läßt sich im Rahmen der Erfindung auch durch Veränderung der wirksamen Federlänge erreichen, wobei dies besonders einfach erreichbar ist durch Veränderung der Einspannlänge der Feder, wozu beispielsweise eine Federabstützung durch einen hydraulisch verstellbaren Kolben gebildet sein kann.

Wird in Ausgestaltung der Erfindung der verzögerungsabhängig, insbesondere bremskraftabhängig erfolgenden Veränderung der über die Radfederung übertragenen Kräfte eine niveauabhängige Veränderung bei Kurvenfahrt überlagert, so ist es erfindungsgemäß möglich, bei der radindividuellen Veränderung der Abstützkräfte dies mit der gleichen Hardwareausrüstung zu realisieren und auch hierbei den Energieaufwand gering zu halten, wenn niveauabhängige Veränderungen in Verbindung mit verzögerungsabhängigen Veränderungen nur bei Kurvenfahrt, und insbesondere nur bei extremer Kurvenfahrt entsprechende Veränderung der einseitig über die Radfederung übertragenen Kräfte zu Folge haben.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen. Ergänzend wird die Erfindung desweiteren nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine vereinfachte, schematisierte Darstellung einer Vorderachse eines Kraftfahrzeuges mit einer dem Stabilisator zugeordneten Schwenkeinrichtung,

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung in einer abgewandelten Ausführungsform,

Fig. 3 die Schwenkeinrichtung gemäß Fig. 2 in einer schematisierten Darstellung, und

Fig. 4 im Schema eine Radaufhängung mit einer in ihrer Vorspannung einstellbaren Radfeder.

In den Fig. 1 und 2 ist die Vorderachse 1 eines bezüglich seines Aufbaues nicht weiter dargestellten Kraftwagens gezeigt, die der Einfachheit halber hier als Starrachse ausgebildet ist und einen Achskörper 2 umfaßt, an dem Räder 3 und 4 in nicht näher dargestellter Weise lenkbar angebracht sind. Nahe den Rädern 3 und 4 ist der Achskörper 2 im Bereich seiner radseitigen Enden über entgegen der Vorwärtsfahrtrichtung F sich erstreckende Längslenker 5 geführt, die in nicht näher dargestellter Weise am Aufbau angelenkt sind. Im Bereich der Anlenkungen der Längslenker 5 an Achskörper 2 ist zur Abstützung des Achskörpers 2 gegenüber dem Fahrzeugaufbau jeweils radnah eine Feder 6, 7 und ein Stoßdämpfer 8, 9 vorgesehen, die ebenfalls in nicht näher dargestellter Weise gegenüber dem Aufbau abgestützt sind und es ist ferner im Bereich der radseitigen Enden des Achskörpers über seine Arme 11 und 12 ein Stabilisator 10 angelenkt, der insgesamt U-förmig ausgebildet ist und zwischen dessen Armen 11 und 12 der Stabilisatorsteg 13 liegt, der drehbar in Lagern 14 geführt ist, die den Steg 13 nahe den Armen 11 und 12 umgreifen und die in nicht näher dargestellter Weise gegenüber dem Aufbau befestigt sind. Zwischen den Lagern 14 ist der Steg 13, wie schematisiert gezeigt, mit einem Verstellelement 15 versehen das in der Gestaltung gemäß Fig. 1 als Schwenkmotor 16 ausgebildet ist und das seinerseits gegenüber dem Aufbau oder einem mit dem Aufbau verbundenen Element derart abgestützt ist, daß über den Schwenkmotor 16 der Steg 13 des Stabilisators 10 um die durch die Lager 14 bestimmte Achse verdrehbar ist. Der Schwenkmotor 16 kann dabei elektrisch oder hydraulisch betrieben sein, was hier nicht näher dargestellt ist, und über den Schwenkmotor 16 als Verstellelement 15 kann der Stabilisator 10 um die Achse des Steges 13 derart verschwenkt und gegenüber dem dicht dargestellten Aufbau verspannt werden, daß die Räder 3 und 4 in Ausfederrichtung belastet werden. Entsprechend ergibt sich über die Lager 14 und 15 eine Abstützung des Aufbaues im Sinne eines Anhebens des Aufbaues, womit der Stabilisator den Aufbau, bezogen auf gleichseitige Federung, parallel zu den Radfedern 6, 7 abstützt. Diese Stützwirkung wird im Rahmen der Erfindung genutzt, um die Größe der über die Radfederung übertragenen Kräfte verzögerungsabhängig zu verändern, und zwar in dem Sinn, daß beim Bremsen das durch das Bremsnicken bedingte Abtauchen des Fahrzeuges im Frontbereich durch eine entsprechende Nickabstützung zumindest in etwa kompensiert wird. Ein so in die Abstützung des Aufbaus einbezogener, dem Bremsnicken des Aufbaues entgegenwirkender Stabilisator 10 wirkt als Unterfahrverhinderer, und trägt zur Verbesserung der passiven Sicherheit des Fahrzeuges bei, in dem die Fahrzeughöhe bei Frontstoßunfällen annähernd auf Konstruktionsniveau gehalten wird so daß dem Unterfahren vorausfahrender Fahrzeuge beim Heckaufprall begegnet wird und generell erreicht wird, daß die beim Stoß in die Fahrzeugstruktur eingeleiteten Kräfte im wesentlichen in der Richtung eingeleitet werden, die mit der bei Auslegung des Fahrzeuges konstruktiv vorgegebenen Stützrichtung übereinstimmt.

Die Ansteuerung des Schwenkmotors 16, die verzögerungsabhängig erfolgt, kann, was hier nicht weiter dargestellt ist, im einfachsten Fall bremsdruckabhängig hydraulisch erfolgen, es ist aber auch möglich, die Verzögerung anderweitig, so beispielsweise Ober dem Fahrzeug zugeordnete Fahrdynamiksysteme zu erfassen und die entsprechenden Signale hydraulisch oder elektrisch in entsprechende Stützkräfte umzusetzen. Bezogen auf die Anordnung gemäß Fig. 1 und 2 wird der Stabilisator dabei in einer der Ausfederrichtung der Federn 6 und 7 entsprechenden Richtung verschwenkt, und wirkt damit als die Radfedern 6 und 7 ergänzende Abstützung des Aufbaus.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2, das dem gemäß Fig. 1 weitgehend entspricht, ist anstelle eines Schwenkmotores 16 als Verstellelement 15 ein Verstellzylinder 17 vorgesehen, der in nicht weiter dargestellter Weise bevorzugt hydraulisch beaufschlagt wird und der über einen Hebel 18 auf eine mit dem Steg 13 des Stabilisators 10 drehfest verbundene Muffe 19 wirkt. Der als Hydraulikzylinder ausgebildete Verstellzylinder 17 ist kolbenstangenseitig, wie symbolisch angedeutet, gegenüber dem Aufbau abgestützt und zylinderseitig gegenüber dem Hebel 18. Die entsprechende Anordnung ist in Fig. 3 verdeutlicht dargestellt.

In den vorbesprochenen Lösungen gemäß Fig. 1 und 2 wird jeweils der Stabilisator 10 bei entsprechend verzögerungsabhängig eingeleiteten Schwenkbewegungen des Verstellelementes 15 insgesamt verschwenkt, so daß sich für die Vorderachse insgesamt, also achsweise und damit gleichseitig eine Beeinflussung der Radfederung ergibt.

Eine radweise Beaufschlagung der Radfederung ist anhand der Fig. 4 erläutert. Hier ist symbolisch ein Rad 20 dargestellt, das über eine Radfeder 21 und einen Dämpfer 22, die parallel zueinander angeordnet sind, gegenüber dem Aufbau 23 abgestützt ist. Die Radfeder 21 ist in dieser Schemadarstellung bezüglich ihrer aufbauseitigen Federabstützung 24 verstellbar ausgebildet, und zwar dadurch, daß die Federabstützung 24 durch einen bevorzugt hydraulisch beaufschlagbaren Plunger 25 gebildet ist, durch den je nach Ausfahrlänge die Feder 21 in ihrer wirksamen Länge eingestellt und mehr oder weniger vorgespannt wird. Der Plunger 25 ist quasi als Kolben einer Zylindereinheit zu sehen, die die Federabstützung 24 bildet, wobei der durch den verstellbaren Plunger 25 abgeschlossene Zylinderraum 26 an eine hier nur symbolisch dargestellte Druckquelle 27 über ein Schaltventil 28 angeschlossen ist, das hier ebenfalls nur beispielshalber dargestellt ist und über das die Druckversorgung des Zylinderraumes gesteuert werden kann.

Die anhand der Fig. 4 geschilderte radindividuelle Ansteuerung ermöglicht ergänzend zur bremskraftabhängigen Beeinflussung der über die Radfederung übertragenen Kräfte die Erfassung zusätzlicher Randbedingungen, so zum Beispiel bei Kurvenfahrt fliehkraftbedingt auftretender Niveauänderungen, so daß über den Ausgangsfall der allein verzögerungsabhängig, insbesondere bremskraftabhängig erfolgenden Einflußnahme auf die Größe der über die Radfederung übertragenen Kräfte auch bei zusätzlichen, das frontseitige Einfedern des Fahrzeuges insbesondere einseitig beeinflussenden, fahrdynamischen Kräften das Fahrzeugniveau im Bereich der Vorderachse im wesentlichen auf seiner für die Normalfahrt vorgegebenen konstruktiven Lage gehalten werden kann.

Eine radindividuelle Ansteuerung, wie sie anhand von Fig. 4 erläutert wurde, ist grundsätzlich auch unter Verwendung entsprechender Schwenkmotoren als Verstellelement 15 möglich, also bei Anordnungen, bei denen die zusätzlichen Abstützkräfte über einen Stabilisator eingeleitet werden. In diesem Fall ist die Verwendung eines schaltbaren Stabilisators zweckmäßig, der eine Trennung des Stabilisators in zwei Hälften vorsieht, wie dies zum Ausschalten der Stabilisatorwirkung beim einseitigen Hindernisfedern bekannt ist, wobei im Hinblick auf den hier vorgegebenen Zweck neben der angesprochenen Trennmöglichkeit auch unabhängig wirkende Verstellelemente für die beiden Stabilisatorhälften vorzusehen sind.

Da die erfindungsgemäße Lösung eine Beeinflussung der über die Radfederung übertragenen Kräften verzögerungsabhängig, also beim Bremsen zur Voraussetzung hat, und nur ergänzend hierzu gegebenenfalls auch andere Einflüsse, wie etwa Kurvenfahrt berücksichtigt werden, ist der Energiebedarf für eine derartige, das Fahrzeugniveau beeinflussende Maßnahme im Vergleich zu Niveauregelungen bekannter Art nahezu vernachlässigbar.

Claims (11)

1. Mehrachsiger, motorgetriebener Kraftwagen, insbesondere PKW mit wenigstens einer Vorderachse und einer Hinterachse, zumindest drei gegenüber dem Aufbau federnd abgestützten Rädern und Stabilisierung des Aufbaus im Hinblick auf Kippbewegungen, die durch Bremsverzögerungen bedingt sind, durch Veränderung der Abstützverhältnisse zwischen Rad und Aufbau, dadurch gekennzeichnet, daß für die Vorderachse die Größe der über die Radfederung (6, 7, 10) übertragenen Kräfte verzögerungsabhängig veränderbar ist.

2. Kraftwagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Radfederung (6, 7, 10) achsweise bezüglich der von ihr übertragenen Kraft veränderbar ist.

3. Kraftwagen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei über einen Stabilisator (10) verbundenen Rädern (3, 4) der Vorderachse der Stabilisator (10) verzögerungsabhängig, insbesondere bremskraftabhängig verspannbar ist.

4. Kraftwagen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisator (10) bei U-förmiger Ausbildung im Mittelbereich seines quer zur Fahrzeuglängsrichtung liegenden Steges über ein Verstellelement (15) verspannbar ist.

5. Kraftwagen nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Verstellelement (15) ein Schwenkmotor (16) vorgesehen ist.

6. Kraftwagen nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Verstellelement (15) ein über einen Hebel (18) gegen den Stabilisator (10) abgestützter Stellmotor, insbesondere ein Hydraulikzylinder (17) vorgesehen ist.

7. Kraftwagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Radfederung radindividuell bezüglich der von ihr übertragenen Kraft veränderbar ist.

8. Kraftwagen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Radfederung durch Veränderung der wirksamen Federlänge in ihrer Vorspannung veränderbar ist.

9. Kraftwagen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Federabstützung (24) längs der Federachse verstellbar ist.

10. Kraftwagen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Federabstützung (24) durch einen hydraulisch verstellbaren Kolben (25) gebildet ist.

11. Kraftwagen nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die verzögerungs-, insbesondere bremskraftabhängige Veränderung der über die Radfederung übertragenen Kräfte durch eine niveauabhängige Veränderung der über die Radfederung übertragenen Kräfte bei Kurvenfahrt ergänzt ist.