WO2007016897A2 - Kraftfahrzeug mit rollstabilisiereinrichtung - Google Patents

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    • B60G2800/012—Rolling condition

Definitions

  • the invention relates to a motor vehicle having a vehicle body, a steering system connected to the vehicle body, by means of which the motor vehicle is steerable, at least two resiliently mounted on the vehicle body wheels, which are each connected via a hydraulic actuator to the vehicle body, and one coupled to the hydraulic actuators Switching unit, by means of which the hydraulic actuators are controlled or different hydraulically connected.
  • a damping control device for a stabilizer bar wherein an electronically controlled shock absorber is attached to a transverse control arm below him and holds an end portion of the stabilizer rod and exerts a force between the stabilizer bar and the wishbone, the applied voltage equivalent.
  • An electronic control unit receives output signals from a vehicle speed sensor and a steering angle sensor and controls the shock absorber with the interposition of a voltage amplifier.
  • a suspension system in which a stabilizer, which is formed by a torsion bar, is connected to a left and a right suspension arm at its ends via an actuator.
  • the apparent torsional stiffness of the stabilizer can be changed by providing the actuator at least on the left or right side of the stabilizer so that it can extend or retract as required.
  • a drive control for the actuator includes an electronic control unit that accepts outputs from a plurality of sensors, one of which is a steering angle sensor. At this time, the degree of narrowness of a curve which the vehicle runs is detected by detecting the lateral acceleration, but it can also be determined by calculating the lateral acceleration and the yaw rate from the steering angle and the speed of the wheel or vehicle.
  • an electromagnetic linear actuator of the linear motor type a rotary electromagnetic actuator or a conventional hydraulic component
  • the invention has the object, a motor vehicle of the type mentioned in such a way that the control of the actuators without or with little electronic effort can be achieved.
  • the motor vehicle has a vehicle body, a steering system connected to the vehicle body, by means of which the motor vehicle is steerable, at least two wheels mounted resiliently on the vehicle body, each connected to the vehicle body via a hydraulic actuator, and a switching unit coupled to the hydraulic actuators , by means of which the hydraulic actuators are controllably or differently hydraulically connectable.
  • a control unit is hydraulically coupled to the switching unit and has an actuating element connected to the steering and movable therefrom, by means of which the switching unit hydraulically coupled to the actuators for controlling or charging the actuators is hydraulically actuated or actuated.
  • an actuator connected to the steering is utilized to control the actuators or their behavior.
  • the particular mechanically connected to the steering actuator acts hydraulically on the switching unit and actuates this to vary the Aktuator s.
  • the control of the actuators or the change of their behavior can thus be achieved in a purely mechanical and hydraulic ways, so that can be dispensed with a complex electronic control with sensors.
  • the control of the actuators or their behavior takes place preferably characterized in that the actuators by means of the switching unit are different hydraulically connected or shelled.
  • Each wheel is in particular movable, preferably pivotally mounted on the respective structure of the actuator on the vehicle body.
  • the spring stiffness for the spring-mounted wheels can be influenced by means of the actuators.
  • the actuators Since on the behavior of the actuators also the transverse stabilization behavior or the roll behavior of the motor vehicle can be influenced, with the motor vehicle according to the invention also a controlled lateral stabilization without elaborate electronic control can be realized.
  • the actuators, the switching unit and the control unit with the actuating element thereby form a hydraulic actuator unit of the motor vehicle, which is coupled to the steering and is controlled or actuated by the latter.
  • the hydraulic coupling of the control unit with the switching unit is preferably decoupled via the switching unit against repercussions of the or the hydraulic couplings of the actuators with the switching unit, so that the control unit is coupled via the switching unit without feedback with the actuators.
  • influencing the steering by the actuators can be avoided or at least reduced.
  • a plurality of hydraulic circuits can be realized, wherein the first hydraulic circuit coupling the control unit to the switching unit is separated by means of the switching unit from the other hydraulic circuits coupling the actuators to the switching unit in such a way that a hydraulic fluid present in the first hydraulic circuit does not interfere with a hydraulic circuit can mix existing hydraulic fluid or the other hydraulic circuits.
  • a hydraulic fluid is preferably used as the hydraulic fluid.
  • the switching unit can assume different switching states as a function of the control unit, wherein the behavior of the actuators can be varied between at least two different operating states.
  • the two actuators are preferably hydraulically separated from one another in a first of the switching states by means of the switching unit, and in a second of the switching states the two actuators are hydraulically coupled with the interposition of the switching unit.
  • a hydraulic coupling of the two actuators together leads to a different behavior than when the two actuators are hydraulically decoupled from each other.
  • the two actuators affect each other hydraulically and are preferably interconnected hydraulically, that for example by a rebound of one of the wheels and the other wheel is urged to rebound and, for example, by a deflection of one of the wheels and the other Wheel is urged to a deflection.
  • a one-or-springs of the wheels actuates the actuator connected thereto (eg as a hydraulic pump), which drives the other actuator (as an actuator or motor), which then springs in or springs out the other wheel connected to it Actuators is prevented in the first switching state.
  • a respective hydraulic throttle coupled to the switching unit is preferably connected to the actuators via which the respective actuator is hydraulically short-circuited in the first switching state with the interposition of the switching unit.
  • the term "pressure stage” is understood as the compression and the term "rebound" the rebound of the respective wheel relative to the vehicle body.
  • the damping in the rebound is greater than the attenuation in the rebound Pressure stage. For example, for the rebound stage, an approx. 30% greater damping than in the compression stage can be realized.
  • the actuators can also be short-circuited via the switching element without the interposition of throttles. Furthermore, it is possible to completely prevent the supply or removal of hydraulic fluid in or from each actuator. In this case, the actuators can form a rigid connection between the wheels and the vehicle body, but this can have a negative effect on the ride comfort. Also, the actuators in the second switching state can be coupled to each other without or with the interposition of the throttles.
  • the switching unit preferably has a switching chamber, in which a controllably adjustable by the control unit in different positions control piston is guided or displaceable, which hydraulically separates the two actuators in the first switching state and in the second switching state forms a hydraulic connection between the two actuators or forms at least part of this compound.
  • the control piston may be provided with a plurality of recesses or channels, wherein the hydraulic fluid flows through different channels depending on the switching state.
  • the control piston in each case forms in each case a hydraulic connection (or a part thereof) between the respective throttle and the respective actuator, so that the two actuators are hydraulically short-circuited with the interposition of the control piston and possibly the respective throttle.
  • additional recesses or channels may be provided in the control piston.
  • the control unit preferably has a hydraulic chamber, in particular filled with hydraulic fluid, in which a hydraulic piston forming the adjusting element is movably mounted or displaceably guided.
  • the hydraulic chamber is preferably connected hydraulically to the switching unit or to the control piston.
  • two hydraulic chambers may be formed, which are hydraulically coupled in particular with the end faces of the control piston.
  • the actuators can be used as hydraulic linear actuators, e.g. be designed as hydraulic linear damper and / or hydraulic linear motors.
  • the actuators are hydraulic rotary actuators, such as e.g. Rotary damper and / or hydraulic swing motors, which have a flat design in contrast to linear actuators.
  • the actuators may form hydraulic dampers or pumps, which are preferably also operable as hydraulic drives (motors) or actuators.
  • the actuator unit forms in this case a damper unit or a damper motor unit. The damping behavior of the hydraulic actuators can then be varied by means of the switching unit, which is hydraulically actuated or controlled by the actuating element for this purpose.
  • At least one hydraulic accumulator can be hydraulically coupled to one of the actuators.
  • both actuators are each hydraulically connected to a hydraulic accumulator.
  • the reservoirs may further reduce or dampen hydraulic pressure spikes, particularly when the two actuators or wheels are coupled together by the switching unit, and thus act as a hydraulic capacity.
  • the hydraulic fluid in the reservoir (s) is under pressure in particular.
  • hydraulic pumps be provided, which keep the Hydraulikfhiid in the one or more storage under pressure or supply the or the storage under pressure hydraulic fluid.
  • the hydraulic pumps can be driven by the chokes or powered by these. It is also possible that the throttles themselves show a pumping action or are designed as pumps and bias the memory or in particular independently.
  • the control unit is preferably hydraulically coupled to the switching unit via a switchable hydraulic valve.
  • the control unit can be hydraulically separated from the switching unit.
  • the coupling of the two actuators or wheels can be prevented by the hydraulic valve. This is z. B. then used when the steering is in zero position and the vehicle is operated off-road.
  • the two wheels are preferably connected in each case via a spring to the vehicle body, so that the wheels are durable at a distance from the vehicle body. Furthermore, the two wheels can be pivotally mounted on the vehicle body, in particular, by means of or with the interposition of the actuators.
  • the two wheels are provided on a common vehicle axle of the motor vehicle, which in particular forms a steerable vehicle axle.
  • the two wheels can be pivoted by means of the steering relative to the vehicle body or be pivotable.
  • the two wheels are provided on a common, non-steerable vehicle axle.
  • the motor vehicle preferably has at least one additional, steerable vehicle axle, the wheels of which are pivotable in particular relative to the vehicle body by means of the steering.
  • actuator unit of which in particular at least one vehicle axle forms a steerable vehicle axle.
  • a torsion bar as anti-roll bar can be dispensed with in the motor vehicle according to the invention, since the actuator unit allows controlled by the steering bar stabilization.
  • the spring stiffness for the spring-mounted wheels can be reduced (by the amount of stabilizer spring), especially when driving straight ahead or permanently in off-road operation.
  • the invention thus describes a motor vehicle which has an assembly or actuator unit which is suitable for the transverse stabilization of the motor vehicle.
  • the actuator unit is characterized in particular by the fact that the conventional transverse stabilizer is without effect when driving straight ahead. Thus, the unwanted copying is avoided.
  • a stiffness can be switched on automatically via the steering to counteract rolling movements.
  • the connection takes place in particular via the hydraulic piston, which is preferably connected directly to the steering and the switching unit controls or actuates.
  • the additional stiffness comes only from a predetermined amount of steering angle or steering angle from the zero position for engagement, so that a hysteresis or a hysteresis is feasible.
  • This predetermined steering angle or steering angle amount is in particular adjustable and is for example + 3 °.
  • the zero position preferably represents a position of the steering wheel when driving straight ahead of the motor vehicle.
  • the wheels of a vehicle axle are guided independently of each other via the two throttles or a throttle packet with which the Damper tuning for train and compression level for straight ahead can be realized.
  • a conventional transverse stabilizer can be omitted, whereby the structure of the suspension is simplified.
  • conventional linear actuators can be replaced by rotary actuators, which can be realized in a flat design.
  • handlebars and actuators can be executed as a component. No sensors and electronics are required unless the hydraulic valve is present or integrated and is switched electrically (for example, in the case of permanent decoupling). Furthermore, a permanent decoupling of the wheels of an axle is possible (integrated terrain functionality).
  • FIG. 2 shows a schematic sectional view of the switching unit from FIG. 1 in a coupled state of the actuators
  • FIG. 3 is a schematic sectional view of the switching unit of FIG. 1 in another coupled state of the actuators
  • FIG. 4 shows a schematic sectional view of the switching unit from FIG. 1 in a decoupled state of the actuators, FIG.
  • FIG. 5 is a schematic sectional view of the control unit of FIG. 1,
  • Fig. 6 is a schematic view of an alternative, switchable valve
  • FIG. 7 shows a schematic representation of the motor vehicle according to the invention according to a second embodiment.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a first embodiment of the motor vehicle according to the invention can be seen, which is generally designated 1.
  • a vehicle body 2 of the motor vehicle two wheels 3, 4 are each connected via a spring 5, 6.
  • two hydraulic rotary actuators 7, 8 are fixed to the vehicle body 2, each having a housing 9, 10 and an inner part 11, 12 disposed therein.
  • the inner parts 11, 12 are each rotatably connected to the vehicle body 2, whereas the housing 9, 10th each rotatably connected to a transverse link 13, 14 are connected.
  • the inner parts 11, 12 are rotatably mounted in the respective housing 9, 10 and each have a plurality (eg four) radial wings, between which chambers filled with hydraulic fluid are formed.
  • the structure of the actuators 7, 8 is similar to the structure of a hydraulic swing motor.
  • the wishbone 13 is hinged to the wheel 3 and the control arm 14 on the wheel 4.
  • a connected to the vehicle body 2 steering 15 has a steering wheel 16 and a steering gear 17, which is coupled via a steering shaft 18 with the steering wheel 16.
  • a rack 19 is arranged, which extends on both sides of a housing of the steering gear 17 and is displaceable over a rotational movement of the steering wheel 16 in its longitudinal direction.
  • the rack 19 is connected by means of a tie rod 20 to the wheel 3 and by means of a tie rod 21 to the wheel 4, so that the two wheels 3, 4 are pivotable relative to the vehicle body 2 via a rotational movement of the steering wheel 16.
  • the two wheels 3, 4 are thus part of a steerable front axle 22 of the motor vehicle 1.
  • the steering 15 is described here by means of a rack and pinion steering, but it is also possible to use a different steering.
  • the rack 15 is replaced by a component which is movable by the steering wheel 16 or steering gear 17 and is connected to pivot the wheels 3, 4 with these.
  • a control unit 23 has a fixed to the housing of the steering gear 17 hydraulic chamber 24 in which a hydraulic piston 25 is slidably guided.
  • the hydraulic piston 25 is connected via a mechanical connection, in particular via a linkage 26 or another train-pressure mechanism, mechanically with the Rack 19 connected.
  • the hydraulic chamber 24 is filled with a hydraulic fluid and closed at the end, wherein the rod 26 is slidably guided by one of the end faces of the hydraulic chamber 24 and sealed from the end face (see Fig. 5).
  • the piston 25 is sealingly against the inner wall of the hydraulic chamber 24, so that between the piston 25 and the two end faces of the hydraulic chamber 24 filled with hydraulic fluid hydraulic chambers 27, 28 are formed.
  • the hydraulic chamber 27 is hydraulically connected via a hydraulic line 29 to a hydraulic chamber 30 in a switching unit 31.
  • the hydraulic space 28 is hydraulically connected via a hydraulic line 32 to a valve 33.
  • the valve 33 is connected via a hydraulic line 34 to a hydraulic chamber 35 in the switching unit 31. Further, the valve 33 is connected via a hydraulic line 36 to the hydraulic line 29.
  • the switching unit 31 has a switching chamber 37, in which a control piston 38 is guided displaceably.
  • the switching chamber 37 is closed at the end, so that between the end faces of the control piston 38 and the end faces of the switching chamber 37, the two hydraulic chambers 30 and 35 are formed (see Fig. 4).
  • the control piston 38 has a plurality of through holes 40 separated from each other, through holes 39 which may be formed as bores, wherein the walls 40 are formed by the material of the control piston 38. Further, the holes 39 are separated from the hydraulic chambers 30 and 35 via the end faces of the control piston 38. Alternatively, however, the holes 39 may also be wholly or partially replaced by grooves in the outer circumferential surface of the control piston 38.
  • the actuator 7 or one of the chambers in the actuator 7 is connected to the switching unit 31 via a hydraulic line 41. Further, the actuator 7 or another of the chambers in the actuator 7 via a hydraulic line 42 to a hydraulic line 43 and a hydraulic line 44, wherein the two hydraulic lines 43 and 44 are connected to the switching unit 31.
  • the actuator 8 or one of the chambers in the actuator 8 is connected to the switching unit 31 via a hydraulic line 45. Furthermore, the actuator 8 or another of the chambers in the actuator 8 is connected via a hydraulic line 46 to a hydraulic line 47 and to a hydraulic line 48, wherein the two hydraulic lines 47 and 48 are connected to the switching unit 31.
  • the hydraulic line 42 is further connected to a hydraulic line 50, which is connected to the switching unit 31 with the interposition of a hydraulic throttle 51. Further, the hydraulic line 46 is connected to a hydraulic line 52, which is connected to the switching unit 31 with the interposition of a hydraulic throttle 53.
  • control lines 41, 43, 44, 45, 47, 48, 50 and 52 are connected via provided in the wall of the switching chamber 37, through holes 49 at different locations with the interior of the switching chamber 37.
  • the control unit 23, the valve 33 and the hydraulic lines 29, 32, 34 and 36 form with the hydraulic chambers 30 and 35 with the interposition of the control piston 38, a first hydraulic circuit, wherein the valve 33 is connected, which connects the hydraulic line 32 to the hydraulic line 34 is and the hydraulic line 36 is closed by the valve 33.
  • the valve 33 is connected, which connects the hydraulic line 32 to the hydraulic line 34 is and the hydraulic line 36 is closed by the valve 33.
  • the first hydraulic circuit is decoupled via the switching unit 31 from the actuators 7, 8 in such a way that hydraulic fluid of the first hydraulic circuit can not exchange or mix with hydraulic fluid of the actuators 7, 8. Furthermore, the switching unit 31 prevents repercussions from the actuators 7, 8 on the first hydraulic circuit, since the hydraulic fluid of the actuators 7, 8 can not move the control piston 38. This is achieved in particular in that the hydraulic fluid of the actuators 7, 8 flows perpendicular to the direction of movement of the control piston 38 into and out of the switching chamber 37.
  • the actuator 7 is hydraulically short-circuited via the hydraulic lines 41, 50 and 42 with the interposition of the throttle 51.
  • the hydraulic line 50 or the throttle 51 is connected via one of the holes 39 in the control piston 38 with the hydraulic line 41 in connection.
  • the actuator 8 is hydraulically short-circuited via the hydraulic lines 45, 52 and 46 with the interposition of the throttle 53, wherein the hydraulic line 52 and the throttle 53 via another of the holes 39 of the control piston 38 with the hydraulic line 45 is in communication.
  • the two actuators 7 and 8 are thus decoupled from each other in hydraulic terms. From Fig.
  • FIG. 2 is a schematic view of the switching unit 31 in a coupled state of the actuators 7, 8 can be seen, wherein the control piston 38 is displaced in the direction of the arrow Q.
  • the hydraulic line 41 is connected to the hydraulic line 47 via one of the holes 39.
  • the hydraulic line 45 is connected via another of the holes 39 with the hydraulic line 43, so that the two actuators 7, 8 are hydraulically coupled to each other.
  • This hydraulic coupling of the two actuators 7, 8 is preferably carried out such that a stabilization of the roll or a stabilization of the roll behavior of the motor vehicle 1 is achieved.
  • FIG. 3 is a schematic view of the switching unit 31 in another coupled state of the actuators 7, 8 can be seen, wherein the control piston 38 is displaced in the opposite direction of the arrow Q.
  • the hydraulic line 41 is connected to the hydraulic line 48 via one of the holes 39.
  • the hydraulic line 45 is connected via another of the holes 39 to the hydraulic line 44, so that the two actuators 7, 8 are hydraulically coupled to each other.
  • This hydraulic coupling of the two actuators 7, 8 is preferably carried out such that a stabilization of the roll or a stabilization of the roll behavior of the motor vehicle 1 is achieved.
  • FIG. 4 shows a schematic view of the switching unit 31 in a decoupled state of the actuators 7 and 8, which corresponds to the state of the switching unit 31 shown in FIG. 1.
  • FIG. 5 shows a schematic view of the control unit 23.
  • the valve 33 in Fig. 1 can be actuated via a switch 54 and thus switched.
  • the switched state the hydraulic line 32 with the Hydraulic line 36 is connected, whereas the hydraulic line 34 is closed by the valve 33.
  • the control piston 38 of the switching unit 31 can no longer be adjusted by the control unit 23.
  • the switched state can only be turned on when the two actuators 7, 8 are decoupled from each other. With reference to the embodiment, this means that the switched-over state can in particular only be switched on when the control piston 38 is in the position according to FIG. 1 or 4.
  • valve 33 From Fig. 6, an alternative embodiment of the valve 33 can be seen, wherein the connected to the hydraulic chamber 30 hydraulic line 29 is hydraulically connected with the interposition of the valve 33 and a hydraulic line 57 to the hydraulic chamber 27.
  • the valve 33 can be switched by means of the switch 54 such that the two hydraulic lines 32 and 57 and thus also the two hydraulic chambers 27 and 28 are hydraulically connected to each other, whereas the two lines 29 and 34 are closed by the valve 33.
  • Fig. 7 is a schematic representation of a second embodiment of the motor vehicle according to the invention can be seen, wherein identical or similar features are denoted by the same reference numerals as in the first embodiment.
  • the second embodiment differs from the first embodiment only in that the hydraulic throttles 51 and 53 are not connected in the hydraulic lines 50 and 52 but in the hydraulic lines 41 and 46.
  • the actuators 7, 8 are coupled together in the coupled state with the interposition of the throttles 51, 53, so that even when cornering the flow of hydraulic fluid (oil flow) is throttled.

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Abstract

Kraftfahrzeug mit einem Fahrzeugaufbau (2), einer mit dem Fahrzeugaufbau (2) verbundenen Lenkung (15), mittels welcher das Kraftfahrzeug (1) lenkbar ist, wenigstens zwei federnd am Fahrzeugaufbau (2) gelagerten Rädern (3, 4), die jeweils über einen hydraulischen Aktuator (7, 8) mit dem Fahrzeugaufbau (2) verbunden sind, und einer mit den hydraulischen Aktuatoren (7, 8) gekoppelten Schalteinheit (31), mittels welcher die hydraulischen Aktuatoren (7, 8) steuerbar oder unterschiedlich hydraulisch beschaltbar sind, wobei eine Steuereinheit (23) hydraulisch mit der Schalteinheit (31) gekoppelt ist und ein mit der Lenkung (15) verbundenes und von dieser bewegbares Stellelement (25) aufweist, mittels welchem die hydraulisch mit den Aktuatoren (7, 8) gekoppelte Schalteinheit (31) zum Steuern oder Beschälten der Aktuatoren (7, 8) hydraulisch betätigt wird oder betätigbar ist.

Description

Kraftfahrzeug
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrzeugaufbau, einer mit dem Fahrzeugaufbau verbundenen Lenkung, mittels welcher das Kraftfahrzeug lenkbar ist, wenigstens zwei federnd am Fahrzeugaufbau gelagerten Rädern, die jeweils über einen hydraulischen Aktuator mit dem Fahrzeugaufbau verbunden sind, und einer mit den hydraulischen Aktuatoren gekoppelten Schalteinheit, mittels welcher die hydraulischen Aktuatoren steuerbar oder unterschiedlich hydraulisch beschaltbar sind.
Aus dem Stand der Technik sind Kraftfahrzeuge bekannt, die Baugruppen zur Querstabilisierung des Kraftfahrzeugs aufweisen. Herkömmliche Querstabilisatoren verbinden z. B. beide Räder einer Achse miteinander. Dies führt zu Kopierbewegungen des Aufbaus bei Geradeausfahrt infolge von Straßenanregungen und verschlechtert dadurch den Fahrkomfort. Geländefahrzeuge werden aufgrund eines permanent wirkenden Querstabilisators in ihrer Geländegängigkeit eingeschränkt. Insbesondere die fehlende Verschränkung kann zu Einbußen bei der Traktion führen. Ferner können Systeme zum schaltbaren Entkoppeln (schaltbare Pendelstützen, Schaltklaue im Stabilisatorrücken) verwendet werden, die z.B. eine Hydraulikeinheit zum Entkoppeln des Stabilisators verwenden. Dazu werden aber
l eine Elektronik sowie eine Funktions-Software eingesetzt, wodurch das System verteuert wird.
Aus der DE 196 54 562 Al ist eine Dämpfungssteuerungsvorrichtung für einen Stabilisatorstab bekannt, wobei ein elektronisch gesteuerter Stoßdämpfer an einem unter ihm liegenden Querlenker befestigt ist und einen Endabschnitt des Stabilisator stabs hält und zwischen dem Stabilisatorstab und dem Querlenker eine Kraft ausübt, die einer angelegten Spannung entspricht. Eine elektronische Steuereinheit empfängt Ausgangssignale von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor sowie einem Lenkwinkelsensor und steuert den Stoßdämpfer unter Zwischenschaltung eines Spannungsverstärkers an.
Aus der DE 199 40 420 Al ist ein Aufhängungssystem bekannt, bei welchem ein Stabilisator, der durch eine Torsionsstange gebildet wird, mit einem linken und einem rechten Aufhängungsarm an dessen Enden über ein Betätigungsglied verbunden wird. Die scheinbare Torsionssteifigkeit des Stabilisators kann dadurch geändert werden, dass das Betätigungsglied zumindest auf der linken oder rechten Seite des Stabilisators vorgesehen wird, so dass es sich je nach Erfordernis ausfahren oder einfahren kann. Eine Antriebssteuerung für das Betätigungsglied weist eine elektronische Steuereinheit auf, welche Ausgangsgrößen von mehreren Sensoren annimmt, von denen einer ein Lenkwinkelsensor ist. Dabei wird das Ausmaß der Enge einer Kurve, welche das Fahrzeug fährt, durch Detektieren der Querbeschleunigung festgestellt, jedoch kann dies auch durch Berechnung der Querbeschleunigung und der Gierrate aus dem Lenkwinkel und der Geschwindigkeit des Rades oder Fahrzeugs ermittelt werden. Als Betätigungsglied ist ein elektromagnetisches lineares Betätigungsglied vom Typ eines Linearmotors, ein sich drehendes elektromagnetisches Betätigungsglied oder ein herkömmliches hydraulisches Bauteil verwendbar. Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass die Steuerung der Aktuatoren ohne oder mit lediglich geringem elektronischen Aufwand erzielbar ist.
Diese Aufgabe wird mit einem Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gegeben.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist einen Fahrzeugaufbau, eine mit dem Fahrzeugaufbau verbundene Lenkung, mittels welcher das Kraftfahrzeug lenkbar ist, wenigstens zwei federnd am Fahrzeugaufbau gelagerte Räder, die jeweils über einen hydraulischen Aktuator mit dem Fahrzeugaufbau verbunden sind, und eine mit den hydraulischen Aktuatoren gekoppelte Schalteinheit auf, mittels welcher die hydraulischen Aktuatoren steuerbar oder unterschiedlich hydraulisch beschaltbar sind. Eine Steuereinheit ist hydraulisch mit der Schalteinheit gekoppelt und weist ein mit der Lenkung verbundenes und von dieser bewegbares Stellelement auf, mittels welchem die hydraulisch mit den Aktuatoren gekoppelte Schalteinheit zum Steuern oder Beschälten der Aktuatoren hydraulisch betätigbar ist oder betätigt wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug wird ein mit der Lenkung verbundenes Stellelement ausgenutzt, um die Aktuatoren bzw. deren Verhalten zu steuern. Das insbesondere mechanisch mit der Lenkung verbundene Stellelement wirkt dabei hydraulisch auf die Schalteinheit und betätigt diese zum Variieren des Aktuatorverhaltens. Die Steuerung der Aktuatoren bzw. die Änderung von deren Verhalten kann somit auf rein mechanischem und hydraulischem Wege erzielt werden, so dass auf eine aufwändige elektronische Steuerung mit Sensoren verzichtet werden kann. Die Steuerung der Aktuatoren oder von deren Verhalten erfolgt dabei bevorzugt dadurch, dass die Aktuatoren mittels der Schalteinheit unterschiedlich hydraulisch beschaltbar sind oder beschältet werden. Jedes Rad ist insbesondere bewegbar, bevorzugt schwenkbar über den jeweiligen Aktuator an dem Fahrzeugaufbau gelagert. Insbesondere ist mittels der Aktuatoren die Federsteifigkeit für die federnd gelagerten Räder beeinflussbar. Da über das Verhalten der Aktuatoren ebenfalls das Quer stabilisierungsverhalten bzw. das Wankverhalten des Kraftfahrzeugs beeinflusst werden kann, ist mit dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug auch eine gesteuerte Querstabilisierung ohne aufwändige elektronische Steuerung realisierbar. Die Aktuatoren, die Schalteinheit sowie die Steuereinheit mit dem Stellelement bilden dabei eine hydraulische Aktuatoreinheit des Kraftfahrzeugs, die mit der Lenkung gekoppelt ist und von dieser gesteuert bzw. betätigt wird.
Die hydraulische Kopplung der Steuereinheit mit der Schalteinheit ist bevorzugt über die Schalteinheit gegen Rückwirkungen von der oder den hydraulischen Kopplungen der Aktuatoren mit der Schalteinheit entkoppelt, so dass die Steuereinheit über die Schalteinheit rückwirkungsfrei mit den Aktuatoren gekoppelt ist. Hierdurch kann eine Beeinflussung der Lenkung durch die Aktuatoren vermieden oder zumindest reduziert werden. Insbesondere sind mehrere Hydraulikkreise realisierbar, wobei der die Steuereinheit mit der Schalteinheit koppelnde erste Hydraulikkreis mittels der Schalteinheit von dem oder den die Aktuatoren mit der Schalteinheit koppelnden anderen Hydraulikkreisen in der Weise getrennt ist, dass ein in dem ersten Hydraulikkreis vorhandenes Hydraulikfluid sich nicht mit einem in dem oder den anderen Hydraulikkreisen vorhandenen Hydraulikfluid mischen kann. Als Hydraulikfluid wird bevorzugt eine Hydraulikflüssigkeit verwendet. Die Schalteinheit kann in Abhängigkeit von der Steuereinheit unterschiedliche Schaltzustände annehmen, wobei das Verhalten der Aktuatoren zwischen wenigsten zwei unterschiedlichen Betriebszuständen variiert werden kann. Bevorzugt sind dafür in einem ersten der Schaltzustände die beiden Aktuatoren mittels der Schalteinheit hydraulisch voneinander getrennt und in einem zweiten der Schaltzustände die beiden Aktuatoren unter Zwischenschaltung der Schalteinheit hydraulisch miteinander gekoppelt. Eine hydraulische Kopplung der beiden Aktuatoren miteinander führt zu einem anderen Verhalten, als wenn die beiden Aktuatoren hydraulisch voneinander entkoppelt sind. Insbesondere beeinflussen sich im zweiten Schaltzustand die beiden Aktuatoren auf hydraulischem Wege gegenseitig und sind bevorzugt derart hydraulisch zusammengeschaltet, dass z.B. durch eine Ausfederung von einem der Räder auch das andere Rad zu einer Ausfederung gedrängt wird und z.B. durch eine Einfederung von einem der Räder auch das andere Rad zu einer Einfederung gedrängt wird. Ein ein- oder ausfederndes der Räder betätigt den mit diesem verbundenen Aktuator (z.B. als Hydraulikpumpe), welcher den anderen Aktuator (als Stellglied oder Motor] antreibt, der dann das mit diesem verbundene andere Rad ein- oder ausfedert. Eine derartige gegenseitige hydraulische Beeinflussung der Aktuatoren ist im ersten Schaltzustand unterbunden.
Bevorzugt ist mit den Aktuatoren jeweils eine mit der Schalteinheit gekoppelte hydraulische Drossel verbunden, über welche der jeweilige Aktuator unter Zwischenschaltung der Schalteinheit im ersten Schaltzustand hydraulisch kurzgeschlossen ist. Mittels der Drosseln ist es möglich, das Dämpfungsverhalten im ersten Schaltzustand einzustellen, wobei insbesondere für die Zug- und Druckstufe jedes Rades ein unterschiedliches Dämpfungsverhalten realisierbar ist. Unter dem Begriff „Druckstufe" wird dabei das Einfedern und unter dem Begriff „Zugstufe" das Ausfedern des jeweiligen Rades gegenüber dem Fahrzeugaufbau verstanden. Insbesondere ist die Dämpfung in der Zugstufe größer als die Dämpfung in der Druckstufe. Zum Beispiel kann für die Zugstufe eine um ca. 30% größere Dämpfung als in der Druckstufe realisiert werden.
Im ersten Schaltzustand können die Aktuatoren aber auch ohne Zwischenschaltung von Drosseln über das Schaltelement kurzgeschlossen sein. Ferner ist es möglich, die Zu- oder Abfuhr von Hydraulikfluid in bzw. aus jedem Aktuator vollständig zu unterbinden. In diesem Fall können die Aktuatoren eine starre Verbindung zwischen den Rädern und dem Fahrzeugaufbau bilden, was sich aber negativ auf den Fahrkomfort auswirken kann. Auch können die Aktuatoren im zweiten Schaltzustand ohne oder unter Zwischenschaltung der Drosseln miteinander gekoppelt sein.
Die Schalteinheit weist bevorzugt eine Schaltkammer auf, in der ein von der Steuereinheit in unterschiedliche Positionen stellbarer Steuerkolben bewegbar gelagert bzw. verschiebbar geführt ist, der im ersten Schaltzustand die beiden Aktuatoren hydraulisch voneinander trennt und im zweiten Schaltzustand eine hydraulische Verbindung der beiden Aktuatoren miteinander bildet oder zumindest einen Teil dieser Verbindung bildet. Der Steuerkolben kann mit mehreren Ausnehmungen bzw. Kanälen versehen sein, wobei das Hydraulikfluid je nach Schaltzustand durch unterschiedliche Kanäle hindurchströmt. Ferner bildet der Steuerkolben im ersten Schaltzustand insbesondere jeweils eine hydraulische Verbindung (bzw. einen Teil derselben) zwischen der jeweiligen Drossel und dem jeweiligen Aktuator, so dass die beiden Aktuatoren jeweils unter Zwischenschaltung des Steuerkolbens und gegebenenfalls der jeweiligen Drossel hydraulisch kurzgeschlossen sind. Für diese Verbindung können zusätzliche Ausnehmungen oder Kanäle in dem Steuerkolben vorgesehen sein. Die Steuereinheit weist bevorzugt eine insbesondere mit Hydraulikfluid gefüllte Hydraulikkammer auf, in der ein das Stellelement bildender Hydraulikkolben bewegbar gelagert bzw. verschiebbar geführt ist. Dabei ist die Hydraulikkammer vorzugsweise hydraulisch mit der Schalteinheit bzw. mit dem Steuerkolben verbunden. Zwischen dem Hydraulikkolben und den geschlossenen Stirnseiten der Hydraulikkammer können zwei Hydraulikräume gebildet sein, die insbesondere mit den Stirnseiten des Steuerkolbens hydraulisch gekoppelt sind.
Die Aktuatoren können als hydraulische Linearaktuatoren, z.B. als hydraulische Lineardämpfer und/oder hydraulische Linearmotoren ausgebildet sein. Bevorzugt handelt es sich bei den Aktuatoren aber um hydraulische Rotationsaktuatoren, wie z.B. Rotationsdämpfer und/oder hydraulische Schwenkmotoren, welche im Gegensatz zu Linearaktuatoren eine flache Bauform aufweisen. Die Aktuatoren können hydraulische Dämpfer oder Pumpen bilden, die bevorzugt auch als hydraulische Antriebe (Motoren) oder Stellglieder betreibbar sind. Die Aktuatoreinheit bildet in diesem Fall eine Dämpfereinheit bzw. eine Dämpfer- Motoreinheit. Das Dämpfungsverhalten der hydraulischen Aktuatoren kann dann mittels der Schalteinheit variiert werden, die hierzu von dem Stellelement hydraulisch betätigt bzw. gesteuert wird oder werden kann.
Um temperaturbedingte Volumenänderungen des Hydraulikfluids und/oder Leckage Verluste auszugleichen, kann wenigstens ein Hydraulikspeicher mit einem der Aktuatoren hydraulisch gekoppelt sein. Bevorzugt sind aber beide Aktuatoren jeweils mit einem Hydraulikspeicher hydraulisch verbunden. Die Speicher können ferner hydraulische Druckspitzen reduzieren oder dämpfen, insbesondere wenn die beiden Aktuatoren bzw. Räder durch die Schalteinheit miteinander gekoppelt sind, und wirken somit wie eine hydraulische Kapazität. Das Hydraulikfluid in dem oder den Speichern steht insbesondere unter Druck. Ferner können Hydraulikpumpen vorgesehen sein, welche das Hydraulikfhiid in dem oder den Speichern unter Druck halten oder dem oder den Speichern unter Druck Hydraulikfluid zuführen. Die Hydraulikpumpen können dabei von den Drosseln angetrieben bzw. von diesen mit Energie versorgt werden. Auch ist es möglich, dass die Drosseln selbst eine Pumpwirkung zeigen bzw. als Pumpen ausgebildet sind und den oder die Speicher insbesondere selbstständig vorspannen.
Die Steuereinheit ist bevorzugt über ein schaltbares Hydraulikventil mit der Schalteinheit hydraulisch gekoppelt. Somit kann im Bedarfsfall die Steuereinheit hydraulisch von der Schalteinheit getrennt werden. Insbesondere kann durch das Hydraulikventil das Koppeln der beiden Aktuatoren bzw. Räder unterbunden werden. Dies wird z. B. dann genutzt, wenn sich die Lenkung in Nulllage befindet und das Fahrzeug im Gelände betrieben wird.
Die beiden Räder sind bevorzugt jeweils über eine Feder mit dem Fahrzeugaufbau verbunden, so dass die Räder im Abstand zum Fahrzeugaufbau haltbar sind. Ferner können die beiden Räder schwenkbar an dem Fahrzeugaufbau gelagert sein, insbesondere, mittels bzw. unter Zwischenschaltung der Aktuatoren.
Bevorzugt sind die beiden Räder an einer gemeinsamen Fahrzeugachse des Kraftfahrzeugs vorgesehen, die insbesondere eine lenkbare Fahrzeugachse bildet. In diesem Fall können die beiden Räder mittels der Lenkung gegenüber dem Fahrzeugaufbau geschwenkt werden bzw. schwenkbar sein. Es ist aber auch möglich, dass die beiden Räder an einer gemeinsamen, nicht lenkbaren Fahrzeugachse vorgesehen sind. In diesem Fall weist das Kraftfahrzeug bevorzugt wenigstens eine zusätzliche, lenkbare Fahrzeugachse auf, deren Räder insbesondere gegenüber dem Fahrzeugaufbau mittels der Lenkung schwenkbar sind. Ferner ist es möglich, mehrere Fahrzeugachsen des Kraftfahrzeugs mit der erfindungsgemäßen Aktuatoreinheit zu versehen, von denen insbesondere zumindest eine Fahrzeugachse eine lenkbare Fahrzeugachse bildet.
Auf einen Torsionsstab als Querstabilisator kann bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug verzichtet werden, da die Aktuatoreinheit eine von der Lenkung gesteuerte Querstabilisierung ermöglicht. Somit kann die Federsteifigkeit für die federnd gelagerten Räder (um das Maß der Stabilisatorfeder) reduziert werden, insbesondere bei Geradeausfahrt oder auch permanent bei Geländebetrieb. Dennoch ist es möglich, einen Torsionsstab als zusätzlichen Querstabilisator vorzusehen, der bevorzugt ein weiches Federverhalten aufweist.
Die Erfindung beschreibt somit ein Kraftfahrzeug, welches eine Baugruppe oder Aktuatoreinheit aufweist, die zur Querstabilisierung des Kraftfahrzeugs geeignet ist. Die Aktuatoreinheit zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass der konventionelle Quer Stabilisator bei Geradeausfahrt ohne Wirkung ist. Somit wird das ungewünschte Kopieren vermieden. Bei Kurvenfahrt kann über die Lenkung eine Steifigkeit selbstständig zugeschaltet werden, um Wankbewegungen entgegenzuwirken. Das Zuschalten erfolgt insbesondere über den Hydraulikkolben, der bevorzugt direkt mit der Lenkung verbunden ist und die Schalteinheit ansteuert bzw. betätigt. Über die Auslegung der Schalteinheit kann vorgegeben werden, dass die zusätzliche Steifigkeit erst ab einem vorgegebenen Lenkwinkelbetrag oder Lenkwinkel aus der Nulllage zum Eingriff kommt, so dass eine Hysterese bzw. ein Hystereseband realisierbar ist. Dieser vorgegebene Lenkwinkel oder Lenkwinkelbetrag ist insbesondere einstellbar und beträgt z.B. + 3°. Ferner repräsentiert die Nulllage bevorzugt eine Stellung des Lenkrads bei Geradeausfahrt des Kraftfahrzeugs. Innerhalb des Hysteresebandes werden die Räder einer Fahrzeugachse unabhängig voneinander über die beiden Drosseln bzw. ein Drosselpaket geführt, mit dem die Dämpferabstimmung für Zug- und Druckstufe für die Geradeausfahrt realisiert werden kann.
Wird bei Kurvenfahrt (Lenkwinkel größer als Hysterese) die zusätzliche Steifigkeit zur Kompensation der Wankbewegung erforderlich, so werden die Aktuatoren einer Fahrzeugachse miteinander gekoppelt. Durch die Neigung des Fahrzeugs bei Kurvenfahrt kann dann der jeweilige Speicher weiter gespannt werden. Ist kein Speicher vorhanden, wird das System dennoch in der Verrohrung bzw. in den Hydraulikleitungen vorgespannt. Eine Elastizität ist dabei insbesondere stets vorhanden, so dass auch von einer „Ölfeder" oder „Hydraulikfeder" gesprochen werden kann. Bei Geradeausfahrt hingegen wird bevorzugt über die Drosseln gedämpft.
Mit der Erfindung sind insbesondere folgende Vorteile erzielbar: Ein konventioneller Quer Stabilisator kann entfallen, wodurch der Aufbau der Radaufhängung vereinfachbar ist. Ferner können konventionelle Linearaktuatoren durch Rotationsaktuatoren ersetzt werden, die in flacher Bauweise realisierbar sind. Auch können Lenker und Aktuatoren als ein Bauteil ausgeführt werden. Es ist keine Sensorik und Elektronik erforderlich, es sei denn, dass Hydraulikventil ist vorhanden bzw. integriert und wird elektrisch geschaltet (z.B. bei permanenter Entkopplung). Ferner ist eine permanente Entkopplung der Räder einer Achse möglich (integrierte Geländefunktionalität).
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1: eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs gemäß einer ersten Ausführungsform,
Fig. 2: eine schematische Schnittansicht der Schalteinheit aus Fig. 1 in einem gekoppelten Zustand der Aktuatoren,
Fig. 3: eine schematische Schnittansicht der Schalteinheit aus Fig. 1 in einem anderen gekoppelten Zustand der Aktuatoren,
Fig. 4: eine schematische Schnittansicht der Schalteinheit aus Fig. 1 in einem entkoppelten Zustand der Aktuatoren,
Fig. 5: eine schematische Schnittansicht der Steuereinheit aus Fig. 1,
Fig. 6: eine schematische Ansicht eines alternativen, schaltbaren Ventils und
Fig. 7: eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs gemäß einer zweiten Ausführungsform.
Aus Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs ersichtlich, welches insgesamt mit 1 bezeichnet wird. Mit einem Fahrzeugaufbau 2 des Kraftfahrzeugs 1 sind zwei Räder 3, 4 jeweils über eine Feder 5, 6 verbunden. Ferner sind an dem Fahrzeugaufbau 2 zwei hydraulische Rotationsaktuatoren 7, 8 befestigt, die jeweils ein Gehäuse 9, 10 und ein darin angeordnetes Innenteil 11, 12 aufweisen. Die Innenteile 11, 12 sind jeweils drehfest mit dem Fahrzeugaufbau 2 verbunden, wohingegen die Gehäuse 9, 10 jeweils drehfest mit einem Querlenker 13, 14 verbunden sind. Die Innenteile 11, 12 sind in dem jeweiligen Gehäuse 9, 10 drehbar gelagert und weisen jeweils mehrere (z.B. vier) Radialflügel auf, zwischen denen mit Hydraulikfluid gefüllte Kammern gebildet sind. Insbesondere gleicht der Aufbau der Aktuatoren 7, 8 dem Aufbau eines hydraulischen Schwenkmotors. Ferner ist der Querlenker 13 an dem Rad 3 und der Querlenker 14 an dem Rad 4 angelenkt.
Eine mit dem Fahrzeugaufbau 2 verbundene Lenkung 15 weist ein Lenkrad 16 und ein Lenkgetriebe 17 auf, welches über eine Lenkwelle 18 mit dem Lenkrad 16 gekoppelt ist. In dem Lenkgetriebe 17 ist eine Zahnstange 19 angeordnet, die sich beidseitig aus einem Gehäuse des Lenkgetriebe 17 herauserstreckt und über eine Drehbewegung des Lenkrads 16 in ihrer Längsrichtung verschiebbar ist. Die Zahnstange 19 ist mittels einer Spurstange 20 mit dem Rad 3 und mittels einer Spurstange 21 mit dem Rad 4 verbunden, so dass die beiden Räder 3, 4 über eine Drehbewegung des Lenkrads 16 gegenüber dem Fahrzeugaufbau 2 schwenkbar sind. Die beiden Räder 3, 4 sind somit Teil einer lenkbaren Vorderachse 22 des Kraftfahrzeugs 1.
Zwar ist die Lenkung 15 hier anhand einer Zahnstangenlenkung beschrieben, es ist aber auch möglich, eine andere Lenkung zu verwenden. In diesem Fall wird die Zahnstange 15 durch ein Bauelement ersetzt, welches vom Lenkrad 16 bzw. Lenkgetriebe 17 bewegbar und zum Schwenken der Räder 3, 4 mit diesen verbunden ist.
Eine Steuereinheit 23 weist eine an dem Gehäuse des Lenkgetriebes 17 befestigte Hydraulikkammer 24 auf, in der ein Hydraulikkolben 25 verschiebbar geführt ist. Der Hydraulikkolben 25 ist über eine mechanische Verbindung, insbesondere über ein Gestänge 26 oder eine andere Zug-Druck-Mechanik, mechanisch mit der Zahnstange 19 verbunden. Die Hydraulikkammer 24 ist mit einem Hydraulikfluid gefüllt und stirnseitig verschlossen, wobei durch eine der Stirnseiten der Hydraulikkammer 24 das Gestänge 26 verschiebbar geführt und gegenüber der Stirnseite abgedichtet ist (siehe Fig. 5). Der Kolben 25 liegt dichtend an der Innenwandung der Hydraulikkammer 24 an, so dass zwischen dem Kolben 25 und den beiden Stirnseiten der Hydraulikkammer 24 mit Hydraulikfluid gefüllte Hydraulikräume 27, 28 gebildet sind. Der Hydraulikraum 27 ist über eine Hydraulikleitung 29 hydraulisch mit einem Hydraulikraum 30 in einer Schalteinheit 31 verbunden. Ferner ist der Hydraulikraum 28 über eine Hydraulikleitung 32 mit einem Ventil 33 hydraulisch verbunden. Das Ventil 33 ist über eine Hydraulikleitung 34 mit einem Hydraulikraum 35 in der Schalteinheit 31 verbunden. Ferner ist das Ventil 33 über eine Hydraulikleitung 36 mit der Hydraulikleitung 29 verbunden.
Die Schalteinheit 31 weist eine Schaltkammer 37 auf, in der ein Steuerkolben 38 verschiebbar geführt ist. Die Schaltkammer 37 ist stirnseitig geschlossen, so dass zwischen den Stirnseiten des Steuerkolbens 38 und den Stirnseiten der Schaltkammer 37 die beiden Hydraulikräume 30 und 35 gebildet sind (siehe Fig. 4).
Der Steuerkolben 38 weist mehrere, durch Wände 40 voneinander getrennte, durchgehende Löcher 39 auf, die als Bohrungen ausgebildet sein können, wobei die Wände 40 von dem Material des Steuerkolbens 38 gebildet sind. Ferner sind die Löcher 39 über die Stirnseiten des Steuerkolbens 38 von den Hydraulikräumen 30 und 35 getrennt. Alternativ können die Löcher 39 aber auch ganz oder teilweise durch Nuten in der Außenumfangsfläche des Steuerkolbens 38 ersetzt werden.
Der Aktuator 7 bzw. eine der Kammern in dem Aktuator 7 ist über eine Hydraulikleitung 41 mit der Schalteinheit 31 verbunden. Ferner ist der Aktuator 7 bzw. eine andere der Kammern in dem Aktuator 7 über eine Hydraulikleitung 42 mit einer Hydraulikleitung 43 und mit einer Hydraulikleitung 44 verbunden, wobei die beiden Hydraulikleitungen 43 und 44 mit der Schalteinheit 31 verbunden sind.
Der Aktuator 8 bzw. eine der Kammern in dem Aktuator 8 ist über eine Hydraulikleitung 45 mit der Schalteinheit 31 verbunden. Ferner ist der Aktuator 8 bzw. eine andere der Kammern in dem Aktuator 8 über eine Hydraulikleitung 46 mit einer Hydraulikleitung 47 und mit einer Hydraulikleitung 48 verbunden, wobei die beiden Hydraulikleitungen 47 und 48 mit der Schalteinheit 31 verbunden sind.
Die Hydraulikleitung 42 ist ferner mit einer Hydraulikleitung 50 verbunden, die unter Zwischenschaltung einer hydraulischen Drossel 51 mit der Schalteinheit 31 verbunden ist. Ferner ist die Hydraulikleitung 46 mit einer Hydraulikleitung 52 verbunden, die unter Zwischenschaltung einer hydraulischen Drossel 53 mit der Schalteinheit 31 verbunden ist.
Die Steuerleitungen 41, 43, 44, 45, 47, 48, 50 und 52 sind dabei über in der Wandung der Schaltkammer 37 vorgesehene, durchgehende Löcher 49 an unterschiedlichen Stellen mit dem Innenraum der Schaltkammer 37 verbunden.
Die Steuereinheit 23, das Ventil 33 sowie die Hydraulikleitungen 29, 32, 34 und 36 bilden mit den Hydraulikräumen 30 und 35 unter Zwischenschaltung des Steuerkolbens 38 einen ersten Hydraulikkreis, wobei das Ventil 33 so geschaltet ist, das die Hydraulikleitung 32 mit der Hydraulikleitung 34 verbunden ist und die Hydraulikleitung 36 von dem Ventil 33 verschlossen ist. Wird das Lenkrad 16 in einer Richtung gedreht, so dass sich die Zahnstange 19 zusammen mit dem Kolben 25 in Richtung des Pfeils P bewegt, wird Hydraulikfluid aus dem Hydraulikraum 27 und durch die Hydraulikleitung 29 in den Hydraulikraum 30 gedrückt. Hierdurch wird der Steuerkolben 38 in Richtung des Pfeils Q verschoben, so dass Hydraulikfluid aus dem Hydraulikraum 35, durch die Hydraulikleitung 34, durch das Ventil 33 und durch die Hydraulikleitung 32 in den Hydraulikraum 28 strömt. Wird das Lenkrad 16 in entgegengesetzter Richtung gedreht, so dass sich die Zahnstange 19 und der Hydraulikkolben 25 in einer dem Pfeil P entgegengesetzten Richtung bewegen, wird der Steuerkolben 38 in Gegenrichtung des Pfeils Q verschoben. Die Verschiebung des Steuerkolbens 38 erfolgt dabei stets relativ zu der Schaltkammer 37.
Der erste Hydraulikkreis ist über die Schalteinheit 31 von den Aktuatoren 7, 8 in der Weise entkoppelt, dass sich Hydraulikfluid des ersten Hydraulikkreises nicht mit Hydraulikfluid der Aktuatoren 7, 8 austauschen oder mischen kann. Ferner verhindert die Schalteinheit 31 Rückwirkungen von den Aktuatoren 7, 8 auf den ersten Hydraulikkreis, da das Hydraulikfluid der Aktuatoren 7, 8 den Steuerkolben 38 nicht verschieben kann. Dies wird insbesondere dadurch erzielt, dass das Hydraulikfluid der Aktuatoren 7, 8 senkrecht zur Bewegungsrichtung des Steuerkolbens 38 in die und aus der Schaltkammer 37 strömt.
In der aus Fig. 1 ersichtlichen Stellung des Steuerkolbens 38 ist der Aktuator 7 über die Hydraulikleitungen 41, 50 und 42 unter Zwischenschaltung der Drossel 51 hydraulisch kurzgeschlossen. Dabei steht die Hydraulikleitung 50 bzw. die Drossel 51 über eines der Löcher 39 in dem Steuerkolben 38 mit der Hydraulikleitung 41 in Verbindung. Ferner ist der Aktuator 8 über die Hydraulikleitungen 45, 52 und 46 unter Zwischenschaltung der Drossel 53 hydraulisch kurzgeschlossen, wobei die Hydraulikleitung 52 bzw. die Drossel 53 über ein anderes der Löcher 39 des Steuerkolbens 38 mit der Hydraulikleitung 45 in Verbindung steht. Die beiden Aktuatoren 7 und 8 sind somit in hydraulischer Hinsicht voneinander entkoppelt. Aus Fig. 2 ist eine schematische Ansicht der Schalteinheit 31 in einem gekoppelten Zustand der Aktuatoren 7, 8 ersichtlich, wobei der Steuerkolben 38 in Richtung des Pfeils Q verschoben ist. In diesem Fall ist die Hydraulikleitung 41 über eines der Löcher 39 mit der Hydraulikleitung 47 verbunden. Ferner ist die Hydraulikleitung 45 über ein anderes der Löcher 39 mit der Hydraulikleitung 43 verbunden, so dass die beiden Aktuatoren 7, 8 hydraulisch miteinander gekoppelt sind. Diese hydraulische Kopplung der beiden Aktuatoren 7, 8 erfolgt bevorzugt derart, dass eine Querstabilisierung bzw. eine Stabilisierung des Wankverhaltens des Kraftfahrzeugs 1 erreicht wird.
Aus Fig. 3 ist eine schematische Ansicht der Schalteinheit 31 in einem anderen gekoppelten Zustand der Aktuatoren 7, 8 ersichtlich, wobei der Steuerkolben 38 in Gegenrichtung des Pfeils Q verschoben ist. In diesem Fall ist die Hydraulikleitung 41 über eines der Löcher 39 mit der Hydraulikleitung 48 verbunden. Ferner ist die Hydraulikleitung 45 über ein anderes der Löcher 39 mit der Hydraulikleitung 44 verbunden, so dass die beiden Aktuatoren 7, 8 hydraulisch miteinander gekoppelt sind. Diese hydraulische Kopplung der beiden Aktuatoren 7, 8 erfolgt bevorzugt derart, dass eine Querstabilisierung bzw. eine Stabilisierung des Wankverhaltens des Kraftfahrzeugs 1 erreicht wird.
Fig. 4 zeigt eine schematische Ansicht der Schalteinheit 31 in einem entkoppelten Zustand der Aktuatoren 7 und 8, der dem aus Fig. 1 ersichtlichen Zustand der Schalteinheit 31 entspricht. Ferner ist aus Fig. 5 eine schematische Ansicht der Steuereinheit 23 ersichtlich.
Das Ventil 33 in Fig. 1 kann über einen Schalter 54 betätigt und somit umgeschaltet werden. Im umgeschalteten Zustand ist die Hydraulikleitung 32 mit der Hydraulikleitung 36 verbunden, wohingegen die Hydraulikleitung 34 von dem Ventil 33 verschlossen ist. In diesem Zustand kann der Steuerkolben 38 der Schalteinheit 31 nicht mehr von der Steuereinheit 23 verstellt werden. Bevorzugt kann der umgeschaltete Zustand nur dann eingeschaltet werden, wenn die beiden Aktuatoren 7, 8 voneinander entkoppelt sind. Bezogen auf die Ausführungsform heißt das, dass der umgeschaltete Zustand insbesondere nur dann eingeschaltet werden kann, wenn der Steuerkolben 38 in der Position gemäß der Fig. 1 oder 4 steht.
Aus Fig. 6 ist eine alternative Ausführung des Ventils 33 ersichtlich, wobei die mit dem Hydraulikraum 30 verbundene Hydraulikleitung 29 unter Zwischenschaltung des Ventils 33 und einer Hydraulikleitung 57 mit dem Hydraulikraum 27 hydraulisch verbunden ist. Das Ventil 33 kann mittels des Schalters 54 derart umgeschaltet werden, dass die beiden Hydraulikleitungen 32 und 57 und somit auch die beiden Hydraulikräume 27 und 28 hydraulisch miteinander verbunden sind, wohingegen die beiden Leitungen 29 und 34 von dem Ventil 33 verschlossen werden.
Aus Fig. 7 ist eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs ersichtlich, wobei identische oder ähnliche Merkmale mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind wie bei der ersten Ausführungsform. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform lediglich dadurch, dass die hydraulischen Drosseln 51 und 53 nicht in die Hydraulikleitungen 50 und 52 sondern in die Hydraulikleitungen 41 und 46 geschaltet sind. Damit sind die Aktuatoren 7, 8 im gekoppelten Zustand unter Zwischenschaltung der Drosseln 51, 53 miteinander gekoppelt, so dass auch bei Kurvenfahrt der Strom der Hydraulikflüssigkeit (Ölstrom) gedrosselt wird. Bezugszeichenliste
Kraftfahrzeug Fahrzeugaufbau Rad Rad. Feder Feder Aktuator Aktuator Gehäuse des Aktuators Gehäuse des Aktuators Innenteil des Aktuators Innenteil des Aktuators Querlenker Querlenker Lenkung Lenkrad Lenkgetriebe Lenkwelle Zahnstange Spurstange Spurstange lenkbare Vorderachse Steuereinheit Hydraulikkammer Hydraulikkolben Gestänge Hydraulikraum Hydraulikraum Hydraulikleitung 30 Hydraulikraum
31 Schalteinheit
32 Hydraulikleitung
33 Ventil
34 Hydraulikleitung
35 Hydraulikraum
36 Hydraulikleitung
37 Schaltkammer
38 Steuerkolben
39 durchgehendes Loch in Steuerkolben
40 Wand
41 Hydraulikleitung
42 Hydraulikleitung
43 Hydraulikleitung
44 Hydraulikleitung
45 Hydraulikleitung
46 Hydraulikleitung
47 Hydraulikleitung
48 Hydraulikleitung
49 durchgehendes Loch in Wandung der Schaltkammer
50 Hydraulikleitung
51 hydraulische Drossel
52 Hydraulikleitung
53 hydraulische Drossel
54 Schalter
55 Hydraulikspeicher
56 Hydraulikspeicher
57 Hydraulikleitung P Pfeil
Q Pfeil

Claims

KraftfahrzeugPatentansprüche
1. Kraftfahrzeug mit einem Fahrzeugaufbau (2), einer mit dem Fahrzeugaufbau (2) verbundenen Lenkung (15), mittels welcher das Kraftfahrzeug (1) lenkbar ist, wenigstens zwei federnd am Fahrzeugaufbau (2) gelagerten Rädern (3, 4), die jeweils über einen hydraulischen Aktuator (7, 8) mit dem Fahrzeugaufbau (2) verbunden sind, und einer mit den hydraulischen Aktuatoren (7, 8) gekoppelten Schalteinheit (31), mittels welcher die hydraulischen Aktuatoren (7, 8) steuerbar oder unterschiedlich hydraulisch beschaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit (23) hydraulisch mit der Schalteinheit (31) gekoppelt ist und ein mit der Lenkung (15) verbundenes und von dieser bewegbares Stellelement (25) aufweist, mittels welchem die hydraulisch mit den Aktuatoren (7, 8) gekoppelte Schalteinheit (31) zum Steuern oder Beschälten der Aktuatoren (7, 8) hydraulisch betätigbar ist oder betätigt wird.
2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (25) mechanisch mit der Lenkung (15) gekoppelt ist.
3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (23) über die Schalteinheit (31) rückwirkungsfrei mit den Aktuatoren (7, 8) gekoppelt ist.
4. Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von der Schalteinheit (31) unterschiedliche Schaltzustände annehmbar sind, wobei in einem ersten der Schaltzustände die beiden Aktuatoren (7, 8) mittels der Schalteinheit (31) hydraulisch voneinander entkoppelt sind und in einem zweiten der Schaltzustände die beiden Aktuatoren (7, 8) unter Zwischenschaltung der Schalteinheit (31) hydraulisch miteinander gekoppelt sind.
5. Kraftfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mit den Aktuatoren (7, 8) jeweils eine mit der Schalteinheit (31) gekoppelte hydraulische Drossel (51, 53) verbunden ist, über welche der jeweilige Aktuator (7, 8) unter Zwischenschaltung der Schalteinheit (31) im ersten Schaltzustand hydraulisch kurzgeschlossen ist.
6. Kraftfahrzeug nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinheit (31) eine Schaltkammer (37) aufweist, in der ein von der Steuereinheit (23) in unterschiedliche Positionen stellbarer Steuerkolben (38) bewegbar geführt ist, der im ersten Schaltzustand die beiden Aktuatoren (7, 8) hydraulisch voneinander trennt und im zweiten Schaltzustand die beiden Aktuatoren (7, 8) unter Zwischenschaltung von in dem Steuerkolben (38) vorgesehenen Ausnehmungen (39) hydraulisch miteinander verbindet.
7. Kraftfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Schaltzustand die beiden Aktuatoren (7, 8) unter Zwischenschaltung von in dem Steuerkolben (38) vorgesehenen Ausnehmungen (39) hydraulisch kurzgeschlossen sind.
8. Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (23) eine Hydraulikammer (24) aufweist, in der ein das Stellelement bildender Hydraulikkolben (25) verschiebbar geführt ist, wobei die Hydraulikkammer (24) hydraulisch mit der Schalteinheit (31) verbunden ist.
9. Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Aktuatoren (7, 8) als hydraulische Schwenkmotoren ausgebildet sind.
10. Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren (7, 8) jeweils mit einem Hydraulikspeicher (55, 56) hydraulisch gekoppelt sind.
11. Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (23) über ein schaltbares Hydraulikventil (33) mit der Schalteinheit (31) hydraulisch gekoppelt ist.
12. Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Räder (7, 8) gegenüber dem Fahrzeugaufbau (2) von der Lenkung (15) schwenkbar sind.
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