DE3734287C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugfahr- bzw. -laufwerk gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bezweckt wird ein hoher Fahrkomfort und eine hohe Fahrsicherheit durch sich der Fahrsituation anpassende Radaufhängungen. Ver­ schiedene Beladungs- und Fahrsituationen, die Fahrzeugen zu unterschiedlichen Bewegungsformen, wie Rollen, Wanken, usw. führen, sollen möglichst vollständig kompensiert werden.

Fahrzeuge werden durch Fahrbahn- bzw. Schienenunebenheiten zu Schwingungen angeregt, die den Fahrkomfort und die Fahrsicherheit verschlechtern. Der Schwingungsaufbau erfolgt in sechs Freiheits­ graden. Von besonderer Bedeutung sind das Hub-, das Nick- und das Wankverhalten des Fahrzeugs.

Der Fahrkomfort des Fahrzeugs wird zwar durch eine weiche Federung erhöht. Weich gefederte Fahrzeuge zeigen jedoch vor allem bei unbeladenen Fahrzustand, bei Kurvenfahrten, beim Anfahren und beim Bremsen unangenehme Schwingungseigenschaften und bergen Sicherheitsrisiken. Dies gilt besonders für Fahrzeuge, die aufgrund des Leichtbaues einen großen Gewichtsunterschied zwischen leerem und vollbeladenem Zustand aufweisen.

Für den Fahrkomfort ist insbesondere die vertikale Aufbaube­ schleunigung (Hubschwingungen) von Bedeutung, wobei bei einer weicheren Federung kleinere Aufbaubeschleunigungen auftreten als bei einer härteren Federung. Andererseits ist es auch erforder­ lich, daß Federbewegungen durch Schwingungsdämpfer gedämpft werden, wobei sich eine große Schwingungsdämpferkraft nachteilig auf den Fahrkomfort auswirkt. Die Abstimmung der Federung und der Schwingungsdämpfung läßt sich zwar hinsichtlich des Fahrkomforts optimieren. Diese Optimierung steht jedoch nicht im Einklang mit den Forderungen an Fahrsicherheit. Für die Fahrsicherheit ist die Änderung der Radlast während der Fahrt maßgebend. Kleine dynami­ sche Radlastschwingungen erreicht man durch große Schwingungs­ dämpferkräfte, kleine Achsmaße und weiche Reifen. Eine weiche Federung und weiche Reifen dürfen jedoch das Fahrverhalten in der Kurve, beim Anfahren und Abbremsen nicht beeinträchtigen.

Demgemäß stellt bisher die Abstimmung von Federung und Schwin­ gungsdämpfung einen Kompromiß zwischen Fahrkomfort und Fahr­ sicherheit dar.

Kraftfahrzeugfahrwerke und Schienenfahrzeuglaufwerke besitzen üblicherweise nicht einstellbare mechanische Federn, wie Blattfe­ dern, Schraubenfedern und Stabfedern. Bei Nutzfahrzeugen, Omnibussen und bei PKWs sind ferner zur Niveauregulierung stufenweise einstellbare pneumatische und/oder hydropneumatische Federsysteme bekannt, vergl. Kraftfahrttechnisches Taschenbuch, Bosch, 19. Auflage.

In der DE-PS 34 10 473 ist ein Federungssystem für Kraftfahrzeuge offenbart, das zwischen dem ungefederten und dem gefederten Masseanteil des Fahrzeugs eingebaut ist. Dieses Federsystem besteht aus einer mechanischen, pneumatischen oder hydraulischen Tragfeder mit positiver relativ großer Federrate, aus einer dazu parallel angeordneten magnetisch ausgebildeten und nach Art einer Totpunktfeder wirkenden Korrekturfeder mit negativer Federrate in einem Nulldurchgang ihrer Federkennlinie und ggf. aus einem ebenfalls parallel angeordnetem Stoßdämpfer. Die Korrekturfeder besitzt einen jeweils mit Permanentmagneten bestückten Teil auf konzentrisch angeordneten Ringscheiben, von denen der eine Teil mit dem gefederten und der andere Teil mit dem ungefederten zur Bildung einer Drehfeder verbunden ist. Die Drehfeder ist mittels einer Einrichtung stufenweise zur Niveauregulierung und Federkom­ fortverbesserung einstellbar.

Aus der US-PS 13 95 437 ist eine magnetische Feder bekannt, die auf der Grundlage eines mit Anziehung und Abstoßung arbeitenden Systems arbeitet, wobei ein in Bewegungsrichtung des Läufers verlaufendes Magnetfeld vorgesehen ist, welches eine von der Auslenkung abhängige Kraft erzeugt. Dieser gleiche Effekt tritt auch bei dem Federungssystem für ein Kraftfahrzeug auf, das in der DE-PS 34 10 473 offenbart ist und das mit radial wirkenden Permanentmagneten ausgebildet ist.

Bei dem Stoßdämpfersystem, das aus der US-PS 30 06 656 bekannt ist, wird das quer bzw. radial zur Bewegungsrichtung des Läufers angelegte Magnetfeld lediglich dazu benutzt, um über Reibung dämpfende Partikel zwischen Stator und Läufer zu magnetisieren und so die Reibung zwischen ihnen zu steuern.

Als nachteilig ist bei den obengenannten Maßnahmen deren aufwendiger Aufbau und fehlende Flexibilität im Hinblick auf die Anpassung an unterschiedliche Fahr- bzw. Laufwerke anzusehen. Der Einsatz derartiger Verbesserungsmaßnahmen für Fahr- bzw. Laufwer­ ke ist auch aus Kostengründen bisher auf Spezialfahrzeuge, wie beispielsweise Rennfahrzeuge begrenzt, und eignet sich nicht für den serienmäßigen Einbau bei PKWs. Außerdem tragen derartige Fahrzeugfahr- bzw. -laufwerke verschiedenen Belastungszuständen und Fahrsituationen nur diskontinuierlich Rechnung. Die Abstim­ mung von Federung und Schwingungsdämpfer stellt bis heute nur einen unzureichenden Kompromiß zwischen Fahrkomfort und Fahr­ sicherheit dar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein wirtschaftlich realisierbares, flexibles Fahrzeugfahr- bzw. -laufwerk der eingangs genannten Art verfügbar zu machen, das bei verschiedenen Fahrsituationen eine hohe Fahrsicherheit und einen hohen Fahrkom­ fort bietet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Bevorzugte Merkmale, die die Erfindung vorteilhaft weiterbilden, sind in den nachgeordneten Patentansprüchen enthalten.

Durch die Erfindung wird ein konstruktiv einfach aufgebautes Fahrzeugfahr- bzw. -laufwerk geschaffen, bei dem für jede Radaufhängung ein eine Kraft erzeugendes Abstützelement vorge­ sehen ist, welches je nach Stromstärke und damit je nach Stärke des Magnetfeldes im gesamten Bereich der Überdeckung von Läufereisenabschnitt und Magnetfeld des Stators in vorteilhafter Weise eine konstante Stützkraft erzeugt. Damit entsteht in günstiger Weise ein im wesentlichen rechteckiger Kennfeldbereich für eine Vielzahl möglicher Betriebspunkte in der Beziehung zwischen Stützkraft und Auslenkung, wobei durch Regelung des Erregerstroms nach wählbaren und ggf. sich schnell ändernden Parametern entsprechend vielfältige Betriebspunktfolgen erzeugt und aktiv angefahren werden können. Gebrauch gemacht wird dabei vorteilhaft von dem elektromagneti­ schen Effekt, den eine erregte Spule auf einen senkrecht zu deren Magnetfeld translatorisch bewegbaren Eisenkern, den Läufer ausübt. Die Kraft, um den Läufer aus der erregten Spule ziehen zu können, ist vorteilhaft im gesamten Bereich der Überdeckung von Läufereisenabschnitt und Magnetfeld unabhängig von der Auslenkung bzw. relativen Lage von Läufereisen und Magnetfeld erzeugendem Stator.

Die vorgesehene elektromagnetische Anordnung aus wenigstens einem Stator mit einer stromdurchflossenen Wicklung und einem Läufer mit wenigstens einem Läufereisenabschnitt für geradlinige Läuferbewegungen ermöglicht einen kompakten und leichtgewichtigen Aufbau, der problemlos an die Stelle bisher verwendeter Feder- Dämpfer-Anordnungen in Radaufhängungen treten kann. Die Regelung des Erregerstroms für die Statorwicklung abhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs ermöglicht in günstiger Weise eine Anpassung der Federrate an die bei verschiedenen Fahrzeugge­ schwindigkeiten erforderlichen optimalen Bedingungen im Hinblick auf die Fahrsicherheit und den Fahrkomfort. Die elektromagne­ tische Anordnung gemäß der Erfindung vermag das Hub-, Nick- und Wankverhalten von Fahrzeugen günstig zu beeinflussen.

Für die Anregung von Fahrzeugschwingungen sind aus dem Fahrbe­ trieb herrührende Radbewegungen verantwortlich. Dabei wird das Schwingungsverhalten durch die Abstimmung zwischen Feder und Schwingungsdämpfer beeinflußt. Nach einer bevorzugten Ausgestal­ tung der Erfindung weist jede Radaufhängung für die Dämpfung eine Regelung abhängig von der Geschwindigkeit des Läufers relativ zum Stator auf. Hierdurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, eine beliebige Dämpfungscharakteristik zu erzeugen und optimale Abstimmungen von Federung und Schwingungsdämpfer für alle Fahrsituationen zu erreichen.

Für die Durchführung der Regelvorgänge sind ein Sensor für die Geschwindigkeit des Fahrzeugs sowie für jede Radaufhängung ein Sensor für die Läufergeschwindigkeit vorgesehen. Damit ist es möglich, den an jeder Radaufhängung erforderlichen Bedingungen hinsichtlich Komfort und Fahrsicherheit abhängig von der Ge­ schwindigkeit des Fahrzeugs Rechnung zu tragen.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist jede Radaufhängung für die Niveaulage des Fahrzeugs eine Regelung abhängig von einem Signal eines Wegsensors auf. Damit wird es in vorteilhafter Weise möglich, die Niveaulage des Fahrzeugs unabhängig vom Beladungszustand des Fahrzeugs zu regeln. Außerdem können die Niveaulage, die Federrate und die Dämpfungscharakteri­ stik jeder Radaufhängung des Fahrzeugfahr- bzw. -laufwerks abhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs geregelt werden, wobei bei Kurvenfahrten, Beschleunigungs- und Bremsvorgängen, eine belastungsabhängige Korrektur und damit eine Niveaustabili­ sierung erreicht wird. Hierzu ist vorteilhaft wenigstens ein zentraler Beschleunigungssensor vorgesehen, der die Beschleuni­ gungskräfte von Anfahr- und Bremsvorgängen und die Zentripetal­ kräfte während einer Kurvenfahrt erfaßt.

Für die Regelung der Anordnung ist in günstiger Weise wenigstens ein Mikroprozessor mit wenigstens einem elektronischen Stellglied vorgesehen, der abhängig von den Sensorsignalen den Erregerstrom in jeder Statorwicklung steuert. Wenn dieser Mikroprozessor beispielsweise Signale von dem Beschleunigungssensor erhält, können die stärker belasteten Federbeine von Radaufhängungen elektromagnetisch unterstützt werden. Beim Anfahr- bzw. Beschleu­ nigungsvorgang lassen sich die Steifigkeiten der hinteren bzw. der vorderen Federbeine durch stärkere Federkennlinien der elektromagnetischen Federn erhöhen. In ähnlicher Weise läßt sich auch die Rollenneigung eines Fahrzeugs während einer Kurvenfahrt verringern, indem die äußeren Federbeine verstärkt und die Steifigkeit der inneren Federbeine verringert wird. Es ist sogar möglich, das Fahrzeug in Kurven der Fliehkraft entgegenzuneigen.

In vorteilhafter Weise liegen an jedem Mikroprozessor die Signale der verschiedenen Sensoren permanent an und werden zyklisch abgerufen. Die Ausgangssignale des Mikroprozessors stellen eine Funktion der Sensorsignale dar und kennzeichnen den Sollwert des Erregerstroms für die Statorwicklung. Sie liegen in digitaler Form vor und werden in einem D/A-Wandler in analoge Signale umgesetzt. Ein Stellglied (Verstärker) verstärkt die eingehenden Ströme auf den Sollwert des magnetfelderzeugenden Stroms.

In seiner Wirkungsweise folgt der Mikroprozessor einer Rechenvor­ schrift, die aus den spezifischen Bedürfnissen des Anwenders resultiert und von jedem Fachmann erstellt werden kann. In dieser Rechenvorschrift lassen sich alle Kraft-Wege-Abhängigkeiten zwischen Stator und Läufer realisieren, wobei diese Kraft-Wege- Abhängigkeiten von äußeren Parametern beinflußbar gemacht werden können, die mittels Sensoren dem Mikroprozessor mitgeteilt werden.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Läufer zylinderförmig ausgebildet und weist wenigstens einen hochper­ meablen Läufereisenabschnitt auf, der zwischen nicht magnetischen Kunststoffabschnitten des Läufers angeordnet ist, während der Stator einen Eisenkern besitzt, der zur Bildung von gegenüberlie­ genden Polschuhen durch eine Bohrung für den Läufer unterbrochen ist, deren Durchmesser größer als der Kernquerschnitt im Bereich der Bohrung ist, wobei die Eisenkerndicke im Bereich der Bohrung kleiner als die Länge jedes Läufereisenabschnitts ist. Für die Führung des Läufers sind vor und hinter der Bohrung Lagerbuchsen aus Kunststoff an dem Stator befestigt. Hierdurch ergibt sich ein besonders kompakter Aufbau für die elektromagnetische Anordnung.

Vorzugsweise besitzt der Läufer mindestens einen weiteren hochpermeablen Läufereisenabschnitt und es ist mindestens ein weiterer zugeordneter Stator vorgesehen. Hierdurch ergeben sich weitere Regelungsmöglichkeiten, da sowohl Zug- als auch Druck­ kräfte übertragen werden können. In Verbindung mit der gekoppel­ ten Regelung der Statorwicklungen kann in vorteilhafter Weise bei höheren Geschwindigkeiten eine niedrigere Niveaulage und eine höhere Federsteifigkeit erreicht werden.

Zur Vermeidung eines zu weiten Aus- bzw. Einfahrens des Läufers ist ferner ein Zug- und ein Druckanstieg vorgesehen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind dem anschließenden Beschreibungsteil zu entnehmen, in dem die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert wird. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugfeder­ beins mit einer Regelung der Niveaulage, Federrate und Dämpfungscharakteristik abhängig von der Geschwindig­ keit des Kraftfahrzeugs; und

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer einfachen elektro­ magnetischen Anordnung aus Stator und Läufer.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der Ausbildung einer Radaufhängung 10 eines PKW-Fahrwerks. Von dem PKW ist nur ein Teil der Karosserie dargestellt, der mit 11 bezeichnet ist. An einem Lenker 12 ist in üblicher Weise ein Rad 13 montiert, das sich zusammen mit dem Lenker 12 in Richtung auf die Karosserie 11 und von dieser weg zu bewegen vermag.

Zwischen dem Lenker 12 und der Karosserie 11 ist eine konventionelle Schraubenfeder 14 montiert, die für die Aufnahme der Radlastleergewichtskräfte vorgesehen ist. Die Schraubenfeder 14 kann daher entsprechend geringer dimensioniert werden, wodurch auch eine Gewichtsersparnis erreicht wird.

Parallel zu dieser Schraubenfeder 14 ist eine elektromagnetische Anordnung mit einem Läufer 15 und zwei übereinander angeordneten Statoren 16 und 17 vorgesehen. Der Läufer 15 ist in nicht dargestellter Weise an dem Lenker 12 befestigt und ragt von diesem senkrecht nach oben durch die Statoren 16 und 17, wobei das obere Ende des Läufers 15 frei liegt. Die Statoren 16 und 17 sind in nicht dargestellter Weise an der Karosserie 11 des Kraftfahrzeugs befestigt. Der Läufer 15 vermag sich geradlinig durch die Statoren 16 und 17 zu bewegen.

Der Läufer 15 ist zylinderförmig ausgebildet und besteht von unten nach oben aus einem nichtmagnetischen Kunststoffabschnitt 18, einem hochpermeablen Läufereisenabschnitt 19, einem nichtmagnetischen Kunststoffabschnitt 20, einem hochpermeablen Läufereisenabschnitt 21 sowie einem abschließenden nichtmagnetischen Kunststoffab­ schnitt 22.

Auf dem Lenker 12 ist ferner ein Wegsensor 23 befestigt, der über eine Leitung 24 ein Niveausignal an einen Mikroprozessor 25 abgibt, der beabstandet an der Karosserie 11 befestigt ist.

Ein Sensor 26 für die Erfassung der Geschwindigkeit des Läufers 15 ist im oberen Bereich des Läufers 15 angeordnet und liefert über eine Leitung 27 ein Läufergeschwindigkeitssignal an den Mikroprozessor 25. Die Geschwindigkeit des Fahrzeugs wird von einem Geschwindigkeitssensor 28 erfaßt und über eine Signallei­ tung 29 auf den Mikroprozessor 25 übertragen. Dargestellt ist ferner ein zentraler Beschleunigungssensor 28 a, dessen Signal über eine Leitung 29 a an dem Mikroprozessor 25 liegt.

Für die Stromversorgung ist eine Batteie 30 vorgesehen, die über eine Leitung 31 und die Karosseriemasse mit dem Mikroprozessor 25 und über Leitungen 32 und 33 mit Verstärkern 34 und 35 verbunden ist.

Der Mikroprozessor 25 liefert über Steuerleitungen 36 und 37 jeweils digitale Steuersignale an einen D/A-Wandler 38 bzw. 39. Der Ausgang der Wandler 38 bzw. 39 steuert die Verstärker 34 bzw. 35. Der Verstärker 34 liefert über die Leitung 40 einen Erreger­ strom an die Wicklung des Stators 16, wobei vorteilhaft die Größe des Erregerstroms durch das vom Mikroprozessor stammende, am Verstärker analog vorliegende Steuersignal bestimmt ist. In entsprechender Weise liegt über eine Leitung 41 ein Erregerstrom von dem Verstärker 35 an der Wicklung des Stators 17.

Fig. 2 zeigt eine Ausbildungsform einer elektromagnetischen Anordnung, bestehend aus einem für geradlinige Läuferbewegungen vorgesehenen zylinderförmigen Läufer 45 und einem Stator 46. Die dargestellte Anordnung stellt eine Vereinfachung der in Fig. 1 dargestellten Anordnung dar. Abweichend von dem Läufer 15 weist der Läufer 45 nur einen Läufereisenabschnitt 47 auf, der zwischen nichtmag­ netischen Kunststoffabschnitten 48 und 49 befestigt ist. Geführt wird der Läufer 45 in zwei Lagerbuchsen 50 und 51, die aus Kunststoff bestehen und an dem Eisenkern des Stators 46 befestigt sind.

Der Stator 46 besteht aus einem üblichen Transformatoreisenkern 52, der zur Bildung von gegenüberliegenden Polschuhen durch eine Bohrung für den Läufer 45 unterbrochen ist. Der Durchmesser der Bohrung ist größer als der Kernquerschnitt im Bereich der Bohrung, und die Eisenkerndicke im Bereich der Bohrung ist kleiner als die Länge des Läufereisenabschnitts 47. Der der Bohrung für den Läufer 45 gegenüberliegende Abschnitt des Eisenkerns 52 ist mit einer Wicklung 53 versehen, deren Wicklungsenden 54 und 55 zur Einspeisung von Erregerstrom nach außen geführt sind. Die Bewegungsrichtung des Läufers 45 ist durch einen Pfeil 56 angegeben.

Die elektromagnetische Anordnung aus Läufer 15 bzw. 45 und Stator 16, 17 bzw. 46 kann allgemein als elektrische Maschine für geradlinige Läuferbewegungen oder Linearmotor bezeichnet werden. Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausbildungsform der Anordnung befindet sich das Läufereisen 47 im unbelasteten Zustand und bei eingeschalteten Wicklungsstrom vollständig zwischen den beiden Polschuhen, die durch die sich gegenüberliegenden Seiten der Läuferbohrung gebildet werden. Wenn nun eine äußere Kraft auf den Läufer 45 in Richtung des möglichen Läuferfreiheitsgrades wirkt, bildet das Magnetfeld des Stators eine Reaktionskraft, die der äußeren Kraft entgegenwirkt und bestrebt ist, das Läufereisen 47 zwischen den Polschuhen zu halten. Die magnetische Reaktionskraft ist rechnerisch wegunabhängig. Durch die in der Praxis auftreten­ den Inhomogenitäten des Magnetfeldes nehmen jedoch die Reaktions­ kräfte mit dem Federweg zu. Da für die Stärke der Reaktionskraft die Amperewindungszahl der Wicklung maßgebend ist, kann die Kraftwirkung der Anordnung durch die Strom­ stärke geregelt werden.

Die Wirkungslinie der Reaktionskraft des Magnetfeldes auf das Läufereisen ist immer in Achsrichtung der Polschuhbohrung gerichtet. Demgemäß hat der Läufereisenabschnitt bei eingeschal­ teten Wicklungsstrom das Bestreben, ausgeglichen zwischen den Polschuhen zu ruhen. Die Reaktionskraft des Magnetfeldes ist unabhängig von der Polung des Erregerstroms.

Die in Fig. 1 gezeigte Anordnung besitzt einen Läufer 15 mit zwei Läufereisenabschnitten 19 und 21, die von einem nichtmagne­ tischen Kunststoffabschnitt getrennt sind. Jedem Läufereisenabschnitt ist ein Stator 16 bzw. 17 zugeordnet. Der Läufer 15 kann somit durch die zweite magnetische Reaktionskraft an dem Stator 17 ohne äußere mechanische Kraft aus dem Luftspalt des Stators geführt werden. Je nach Erregung der jeweiligen Statorwindungen kann damit der Läufer 15 in beliebiger Stellung gehalten werden.

Die Wirkungsweise der elektromagnetischen Anordnung als regel­ bares Federbein wird nachfolgend näher erläutert.

Wenn sich das Fahrzeug in Ruhe befindet, ist nur die Schraubenfeder 14 wirksam, welche die Radlastleergewichtskräfte aufnimmt. Ein nicht darge­ stellter Zug- und Druckanschlag verhindert das zu weite Aus- bzw. Einfedern. Wird nun die elektromagnetische Anordnung aktiviert, addieren sich die hubabhängigen Federkräfte der Schraubenfeder 14 und die gesteuerte Kraft der parallel geschalteten elektromagnetischen Feder.

Der Mikroprozessor 25 regelt nun je nach Belastungszustand bzw. Beladungszustand des PKWs und der Fahrsituation den elektromagnetischen Anteil, wobei die Ausgangssignale des Geschwindigkeitssensors 28, des Wegsensors 23, des Läuferge­ schwindigkeitssensors 25 sowie des Beschleunigungssensors 28 a nebst Leitung 29 a die jeweilige Betriebssituation charakterisie­ ren und ständig an dem Mikroprozessor 25 anliegen.

Entsprechend einer Rechenvorschrift, die den jeweiligen Bedürf­ nissen in einer dem Fachmann geläufigen Weise angepaßt werden kann, ruft der Mikroprozessor 25 die Informationen der Sensoren an seinen Eingängen zyklisch ab und verarbeitet diese. Die digitalen Ausgangssignale des Mikroprozessors 25 werden in analoge Signale umgesetzt und kennzeichnen den Sollwert des Magnetfeld erzeugenden Stroms für den betreffenden Stator.

Für die Festlegung des jeweiligen Sollwertes übertragen bei einem vierrädrigen Fahrzeug vier Wegaufnehmer 23 den Niveauabstand zwischen Karosserie 11 und Lenkern 12. Mit der Erfas­ sung der Läufergeschwindigkeit lassen sich durch Regelung des Stromflusses zu den einzelnen Statorwicklungen auch die Dämpfungswerte bei den jeweiligen Radaufhängungen individuell regeln. Die Betriebspunkte der elektromagnetischen Feder können so der Belastungssituation und der Dämpfungsanforderung in Bruchteilen von Sekunden angepaßt werden.

Die Beschleunigungskräfte beim Anfahren und Bremsen und die Zentripetalkräfte während Kurvenfahrten werden von dem zentralen Beschleunigungssensor erfaßt, wobei die stärker belasteten Radaufhängungen durch entsprechende Steuerung seitens des Mikroprozessors elektromagnetisch unterstützt werden. Außerdem vermag der Mikroprozessor bei Anfahr- bzw. Beschleunigungsvorgän­ gen die Steifigkeit der hinteren bzw. der vorderen Radaufhängun­ gen durch größere Stützkräfte der elektromagnetischen Federn zu erhöhen. In ähnlicher Weise wird die Rollneigung eines Fahrzeugs während einer Kurvenfahrt verringert, indem die Stützkräfte an den äußeren Radaufhängungen verstärkt und die Stützkräfte an den inneren Radaufhängungen verringert wird.

Der Läufer 15 mit seinen beiden Läufereisenabschnitten 19 und 21 ermöglicht dabei sowohl die Übertragung von Zug- wie auch Druckkräften. In Verbindung mit der Steuerung durch den Mikropro­ zessor 25, der beide Statorwicklungen gekoppelt regelt, kann in vorteilhafter Weise eine geschwindigkeitsbedingt niedrige Niveaulage des Fahrzeugs erreicht und eine höhere Federsteifigkeit dargestellt werden.

Mit dem Fahrzeugfahr- bzw. -laufwerk lassen sich somit in vorteilhafter Weise nicht nur die Niveaulage des Fahrzeugs unabhängig vom Beladungszustand regeln, sondern es erfolgt auch eine Regelung der Niveaulage, Federrate und Dämpfungscharakteris­ tik abhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, wobei bei Kurvenfahrten und positiven und negativen Beschleunigungen für jede einzelne Radaufhängung die Federrate und Dämpfungscharakte­ ristik belastungsabhängig korrigiert und dadurch eine Niveausta­ bilisierung erreicht wird.

Bei dem Fahrzeugfahr- bzw. -laufwerk übernimmt die aus wirtschaftlichen Gründen notwendige, parallel geschaltete mechani­ sche Feder den größten Teil der Federkräfte, während der zusätz­ lich zu regelnde Bereich der Feder- und Dämpfungskräfte in vorteilhafter Weise von der elektromagnetischen Anordnung abgedeckt wird.

Claims (11)

1. Fahrzeugfahr- bzw. -laufwerk mit Radaufhängungen (10) für jeweils ein mit einer Federung und einer Dämpfung versehenes Rad (13), dadurch gekennzeichnet, daß bei jeder Radaufhängung (10) eine elektromagnetische Anordnung aus wenigstens einem Stator (16, 17; 46) mit einer stromdurchflossenen Wicklung (53) und einem Läufer (15; 45) für geradlinige Läuferbewegungen mit wenigstens einem hochpermeablen Läufereisenabschnitt (20, 21; 47) vorgesehen ist, wobei der Läufer (15; 45) senkrecht zu der von der Wicklung aufgebauten Magnetfeldrichtung bewegbar ist, und wobei der Erregerstrom für jede Statorwicklung (53) regelbar ist.

2. Fahrzeugfahr- bzw. -laufwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer dynamischen Federung der Erreger­ strom für jede Statorwicklung (53) unabhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs regelbar ist.

3. Fahrzeugfahr- bzw. -laufwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Radaufhängung (10) für die Dämpfung eine Regelung abhängig von der Geschwindigkeit des Läufers (15; 45) relativ zum Stator (16, 17; 46) aufweist.

4. Fahrzeugfahr- bzw. -laufwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Radaufhängung (10) einen Läufergeschwindigkeitssen­ sor (28) aufweist.

5. Fahrzeugfahr- bzw. -laufwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei jeder Radaufhängung (10) für die Niveaulage des Fahrzeugs eine Regelung abhängig von einem Signal eines Wegsensors (23) vorgesehen ist.

6. Fahrzeugfahr- bzw. -laufwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die belastungsabhängige Regelung der Niveaulage des Fahrzeugs bei Kurvenfahrt sowie positiven und negativen Beschleunigungsvorgängen mindestens ein zentraler Be­ schleunigungssensor (28 a) vorgesehen ist.

7. Fahrzeugfahr- bzw. -laufwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Regelung der Anordnungen wenigstens ein Mikro­ prozessor (25) mit wenigstens einem elektronischen Stell­ glied (Verstärker 34, 35) vorgesehen ist, der abhängig von wenigstens einem, einen Regelparameter erfassenden Sensorsignal (Sensoren 23; 28; 28 a; 26) den Erregerstrom in jeder Statorwicklung (53) steuert.

8. Fahrzeugfahr- bzw. -laufwerk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß für die Steuersignale jedes Mikroprozessors (25) wenigstens ein D/A-Wandler (38; 39) vorgesehen ist, dessen analoger Ausgang in einem Verstärker (34; 35) für den Erregerstrom liegt.

9. Fahrzeugfahr- bzw. -laufwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (15; 45) zylinderförmig ausgebildet ist und jeder hochpermeable Läufereisenabschnitt (19, 21; 47) zwischen nichtmagnetischen Kunststoffabschnitten (18, 20, 22; 48, 49) des Läufers (15; 45) angeordnet ist.

10. Fahrzeugfahr- bzw. -laufwerk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (16, 17; 46) einen Eisenkern (52) aufweist, der zur Bildung von gegenüberliegenden Polschuhen durch eine Bohrung für den Läufer (15; 45) unterbrochen ist, deren Durchmesser größer als der Kernquerschnitt im Bereich der Bohrung ist, wobei die Eisenkerndicke im Bereich der Bohrung kleiner als die Länge (1) jedes Läufereisenabschnitts (20, 21; 47) ist.

11. Fahrzeugfahr- bzw. -laufwerk nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß für die Führung des Läufers (45) vor und hinter der Bohrung Lagerbuchsen (50; 51) aus Kunststoff an dem Stator (46) befestigt sind, und
daß für jeden Läufer (15; 45) ein Zug- und ein Druckanschlag vorgesehen ist.