DE102005026782A1 - Axis of a two-lane vehicle with an adjustable anti-roll bar - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Achse eines zweispurigen Fahrzeugs mit einem zwischen den Radaufhängungen der beiden Räder angeordneten Querstabilisator, dessen in die Radaufhängungen eingeleitete Kraftkomponente mittels eines Aktuators veränderbar ist, sowie mit einer linksseitigen und rechtsseitigen Tragfeder, über die der Fahrzeugaufbau jeweils an einem Element der Radführung abgestützt ist, wobei vorzugsweise die dem Fahrzeugaufbau abgewandten Abstützpunkte der Tragfedern in Hauptwirkrichtung der Tragfedern mittels Aktuatoren verlagerbar sind und der Querstabilisator mit seinen Enden an den verlagerbaren Abstützpunkten der Tragfedern abgestützt ist. Der verlagerbare Abstützpunkt kann ein Federteller eines mit der Radaufhängung verbundenen Teils eines Federdämpferbeins sein und als Aktuatoren können hydraulische oder pneumatische oder elektrische Aktuatoren vorgesehen sein. Vorzugsweise dient die gemeinsame bewegliche Abstützung von Tragfeder und Querstabilisator zur fahrwerkseitigen Abstützung der Kraft einer Stahlfeder oder Kunststofffeder in Spiral- oder C-Ausführung oder einer Luftfeder, wobei die Tragfeder unmittelbar auf die bewegliche Abstützung einwirkt, es kann aber auch die Tragfeder indirekt, bspw. über eine Pendelstütze, am Abstützpunkt abgestützt sein.The invention relates to an axle of a two-lane vehicle with a arranged between the suspension of the two wheels anti-roll bar, which is introduced into the suspension force component by means of an actuator, and with a left-side and right-side suspension spring, supported by the vehicle body respectively on an element of the wheel is, wherein preferably the vehicle body remote from the support points of the suspension springs in the main direction of the suspension springs are displaced by means of actuators and the stabilizer bar is supported with its ends to the displaceable support points of the suspension springs. The displaceable support point may be a spring plate of a part of a spring damper strut connected to the wheel suspension, and actuators may be hydraulic or pneumatic or electric actuators. Preferably, the common movable support of suspension spring and anti-roll bar for supporting the chassis side of the force of a steel spring or plastic spring in a spiral or C-design or an air spring, the suspension spring acts directly on the movable support, but it can also indirectly, for example. via a pendulum support, be supported at the support point.
Description
Die
Erfindung betrifft eine Achse eines zweispurigen Fahrzeugs mit einem
zwischen den Radaufhängungen
der beiden Räder
angeordneten Querstabilisator, dessen in die Radaufhängungen
eingeleitete Kraftkomponente mittels eines Aktuators veränderbar
ist, sowie mit einer linksseitigen und rechtsseitigen Tragfeder, über die
der Fahrzeugaufbau jeweils an einem Element der Radführung abgestützt ist.
Zum technischen Umfeld wird neben der
Grundsätzlich wird
angestrebt, im Fahrwerksbereich von Kraftfahrzeugen Verstellmöglichkeiten
vorzusehen, mit Hilfe derer das Fahrverhalten des Fahrzeugs (aktiv)
verbessert werden kann. So sind sog. aktive Stabilisatoren bekannt,
mit denen eine Wankstablisierung (des Fahrzeug-Aufbaus) umgesetzt
und bei Vorsehen solcher aktiver Stabilisatoren sowohl an der Fzg.-Vorderachse
als auch an der Fzg.-Hinterachse eine variable Verteilung der Wankmomentabstützung realisiert
werden kann. Ein solcher aktiver Stabilisator (vgl. bspw.
Bekannt
sind ferner sog. aktive Federungssysteme, bei denen der sog. Federfußpunkt der
zwischen dem Fzg.-Aufbau und der Radaufhängung angeordneten Tragfeder
bzw. Tragfedern eines Kraftfahrzeugs in Hauptwirkrichtung der Tragfeder
verlagerbar ist (vgl. bspw.
Hiermit soll nun eine weitere Verbesserung an einem sog. aktiven Fahrwerk eines Fahrzeugs aufgezeigt werden (= Aufgabe der vorliegenden Erfindung). Die Lösung dieser Aufgabe ist für eine Achse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass die (in Kraftwirkrichtung) dem Fahrzeugaufbau abgewandten Abstützpunkte der Tragfedern in Hauptwirkrichtung der Tragfedern mittels Aktuatoren verlagerbar sind und dass der Querstabilisator mit seinen Enden an den verlagerbaren Abstützpunkten der Tragfedern abgestützt ist. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.Herewith is now a further improvement to a so-called. Active suspension of a vehicle (= object of the present invention). The solution this task is for An axle according to the preamble of claim 1, characterized in that the support points facing away from the vehicle body (in force-acting direction) the suspension springs in Hauptwirkrichtung the suspension springs by means of actuators are displaceable and that the anti-roll bar with its ends at the displaceable support points supported the suspension springs is. Advantageous embodiments and further developments are content of the dependent claims.
Vorgeschlagen ist hiermit nicht nur eine einfache Kombination von aktiven Stabilisatoren mit einem aktiven Federungssystem, sondern es wird eine derartige Achs-Gestaltung vorgeschlagen, dass mit einer Verlagerung eines Abstützpunktes bzw. Fußpunktes einer Tragfeder (sog. „Fußpunktverschiebung") hiermit gleichzeitig das Torsionsmoment des Querstabilisators verändert wird. Hierzu ist dieser mit seinen Enden an den verlagerbaren Fußpunkten bzw. Abstützpunkten der Tragfedern abgestützt. Zur Realisierung einer Wankstabilisierung sowie zur variablen Verteilung der Wankmoment-Abstützung zwischen der Vorderachse und Hinterachse können somit an einer bzw. jeder Achse die Abstützpunkte der Tragfedern verlagert werden. Vorteilhafterweise kann damit zur Wankstabilisierung sowohl die Federrate der Tragfeder als auch diejenige des Stabilisators genutzt werden.proposed This is not just a simple combination of active stabilizers with an active suspension system, but it will be such Achs design suggested that with a shift of one buttressing or foot point a suspension spring (so-called "Fußpunktverschiebung") hereby simultaneously the torsional moment of the anti-roll bar is changed. This is this with its ends at the displaceable foot points or support points supported the suspension springs. For the realization of roll stabilization as well as for variable distribution the rolling moment support between the front axle and rear axle can thus at one or each Axis the support points the suspension springs are relocated. Advantageously, it can thus Roll stabilization both the spring rate of the suspension spring and that of the stabilizer can be used.
Bereits an dieser Stelle sei erwähnt, dass neben der Tragfeder auch eine dem Fachmann bekannte sog. Zusatzfeder, die bekanntlich erst nach einem bestimmten Federweg der Tragfeder wirksam wird, am verlagerbaren Abstützpunkt der Tragfeder abgestützt sein kann. In diesem Falle kann nach entsprechendem Federweg der Tragfeder somit auch die Federrate der Zusatzfeder zur Wankstabilisierung des Fahrzeug-Aufbaus genutzt werden.Already it should be mentioned at this point that in addition to the suspension spring also known to the expert so-called. Additional spring, the known only after a certain travel of the suspension spring becomes effective, be supported on the displaceable support point of the suspension spring can. In this case, after appropriate spring travel of the suspension spring thus also the spring rate of the additional spring for roll stabilization be used of the vehicle body.
Gegenüber einem aktiven Federungssystem ohne gleichzeitige Beeinflussung des Stabilisator-Torsionsmoments hat dieses genannte Zusammenwirken den Vorteil, dass praktisch eine herkömmliche Abstimmung der Tragfeder (hinsichtlich Aufbau und Schwingzahl) wie bei einem passiven System beibehalten werden kann. Gegenüber den bekannten Systemen, bei denen die aktive Wankstabilisierung allein über das Torsionsmoment des Querstabilisators erfolgt, besteht der Vorteil, dass der Stabilisator die bei passiver Stabilisierung übliche Federrate aufweisen kann. Ein „Freischalten" des Querstabilisators bei Geradeausfahrt ist daher nicht erforderlich.Opposite one active suspension system without simultaneously influencing the stabilizer torsional moment This cooperation has the advantage that practically a conventional Tuning of the suspension spring (in terms of structure and vibration frequency) as can be maintained in a passive system. Opposite the known Systems in which the active roll stabilization alone via the Torsional moment of the anti-roll bar, there is the advantage that the stabilizer is the usual at passive stabilization spring rate can have. A "release" of the anti-roll bar when driving straight ahead is therefore not required.
Das hiermit vorgeschlagene Achs-System kann vorteilhafterweise auch ausschließlich zur Niveauregulierung verwendet werden, da sich bei gleichmäßiger Verlagerung der Abstützpunkte beider Tragfedern einer Achse das vom Querstabilisator eingeleitete Moment nicht verändert. Ferner ist ohne weiteres neben einer Wankstabilisierung auch ein Nickausgleich möglich, während die sonstigen Federungsfunktionen rein konventionell passiv erfolgen, d.h. ohne dass der oder die Aktuatoren aktiviert wird/werden und dabei dem Gesamtsystem Energie zuführen. Im übrigen kann das vorgeschlagene System über einen entsprechenden Regelungsalgorithmus auch zum aktiven Ausregeln von Hub-, Nick- und Wankschwingungen des Fahrzeug-Aufbaus verwendet werden.The axle system proposed hereby can advantageously also be used exclusively for level control since, with uniform displacement of the support points of both suspension springs of one axle, the torque introduced by the anti-roll bar does not change. Furthermore, a pitch compensation is readily possible in addition to a roll stabilization, while the other Fede purely conventionally passive, ie without activating the actuator (s) and thereby supplying energy to the overall system. Moreover, the proposed system can be used via an appropriate control algorithm for the active balancing of lifting, pitching and Wankschwingungen the vehicle body.
Grundsätzlich ist somit ein Federungssystem vorgeschlagen, bei dem u.a. zur Veränderung der Höhenlage des Fahrzeugs oder zum Ausgleich von Zuladung an zumindest einer Achse, jedoch insbesondere zur Wankwinkel-Reduzierung bzw. -Unterdrückung eine Verstellmöglichkeit vorgesehen ist, die den Einfederungszustand der Tragfeder(n) direkt beeinflusst und gleichzeitig auf die radseitige Anbindung des Stabilisators einwirkt. Bei geeigneter System-Auslegung kann – wie bereits erwähnt – auch eine sog. Zusatzfeder in das Verstellsystem mit einbezogen sein. Die mit der Radführung verbundenen Abstützpunkte der Tragfedern sind in Feder-Hauptwirkrichtung mittels geeigneter Aktuatoren verlagerbar und es ist der Querstabilisator mit seinen Enden direkt oder über Gestänge indirekt an diesen verlagerbaren Abstützpunkten abgestützt.Basically thus proposed a suspension system, in which u.a. to change the altitude of the vehicle or to compensate for payload on at least one Axis, but in particular for roll angle reduction or suppression a adjustment is provided, which the jounce state of the suspension spring (s) directly influenced and at the same time on the wheel-side connection of the stabilizer acts. With a suitable system design can - as already mentioned - and a so-called additional spring be included in the adjustment. The with the bike guide connected support points the suspension springs are in spring-main direction of action displaced by suitable actuators and it is the anti-roll bar with its ends directly or over linkage supported indirectly at these relocatable support points.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist der verlagerbare Abstützpunkt der Tragfeder ein Federteller oder eine der Tragfeder entsprechend gestaltete Aufnahme eines mit der Radaufhängung verbundenen Teils eines Federdämpferbeins eines mit der Radaufhängung verbundenen Teils eines Federdämpferbeins. Indem die Anordnung in Form einer sog. Fußpunktverstellung auf der radseitigen Seite bspw. eines Federdämpferbeins getroffen ist, kann der Querstabilisator mit seinen Enden praktisch direkt bzw. ohne Notwendigkeit von groß bauenden Zwischenelementen an den verlagerbaren Abstützpunkten angelenkt sein. Als Aktuatoren zum Verlagern der Abstützpunkte der Tragfedern können hydraulische oder pneumatische oder elektrische Aktuatoren vorgesehen sein. Dabei kann die gemeinsame bewegliche Abstützung von Tragfeder und Stabilisator zur fahrwerkseitigen Abstützung der Kraft einer Stahlfeder oder Kunststofffeder in Spiral- oder C-Ausführung oder einer Luftfeder oder Hydropneumatikfeder dienen, wobei die Tragfeder unmittelbar auf die bewegliche Abstützung einwirkt. Alternativ kann jedoch die Tragfeder auch indirekt, bspw. über eine Pendelstütze und/oder Zwischenhebel, am Abstützpunkt abgestützt sein.To a preferred embodiment is the displaceable support point the suspension spring a spring plate or one of the suspension spring accordingly designed reception of a connected to the suspension part of a Spring strut one with the suspension connected part of a spring damper leg. By the arrangement in the form of a so-called. Fußpunktverstellung on the wheel-side Side of, for example, a spring damper leg The anti-roll bar can be practical with its ends directly or without the need of large-sized intermediate elements at the displaceable support points be articulated. As actuators for moving the support points the suspension springs can provided hydraulic or pneumatic or electric actuators be. Here, the joint movable support of suspension spring and stabilizer for chassis-side support the force of a steel spring or plastic spring in spiral or C design or serve an air spring or hydropneumatic spring, wherein the suspension spring acts directly on the movable support. Alternatively, you can However, the suspension spring also indirectly, for example via a pendulum support and / or Intermediate lever, at the support point supported be.
Die beigefügte Prinzipskizze zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei der Einfachheit halber lediglich ein Rad einer Achse zusammen mit den wesentlichen Elementen der Radaufhängung bzw. Radführung dargestellt ist.The attached Schematic diagram shows a preferred embodiment of the present invention Invention, for the sake of simplicity, only one wheel of a Axle together with the essential elements of the suspension or Suspension, is shown.
Mit
der Bezugsziffer
Die
genannte Tragfeder
Mit
dem Federteller
Grundsätzlich kann mit dem beschriebenen System eine Wankmomentenabstützung durch Verlagern des unteren Federtellers (oder dgl.) auf der jeweils kurvenäußeren Seite in Richtung Zusammendrücken der Tragfeder und durch Verlagern auf der kurveninneren Seite in Richtung Entspannen der Tragfeder erfolgen. Dabei sind die Tragfedern, der Querstabilisator und wenn erwünscht, auch die Zusatzfedern (d.h. die Federungsanschläge) in den Kraftfluss mit einbezogen. Die daraus resultierende hohe Gesamtfederrate ermöglicht eine Wankstabilisierung mit geringerer Energieaufnahme als bei Lösungen, bei denen nur der Querstabilisator oder nur die Tragfedern zur Wankmomentenabstützung von einem Aktuator beaufschlagt werden. Wie bei den bekannten Systemen mit Fußpunktverschiebung kann die beschriebene Anordnung auch zur Niveauregelung und zur Nickstabilisierung dienen bzw. zur Ausregelung bzw. Bedämpfen von Aufbauschwingungen.Basically, with the described system a Wankmomentenabstützung by displacing the lower spring plate (or the like.) On the je because the outside of the curve in the direction of compression of the suspension spring and by displacing on the inside of the curve in the direction of relaxing the suspension spring done. The suspension springs, the anti-roll bar and, if desired, also the additional springs (ie the suspension stops) are included in the power flow. The resulting high total spring rate allows roll stabilization with lower energy consumption than in solutions in which only the anti-roll bar or only the suspension springs for Wankmomentenabstützung be acted upon by an actuator. As with the known systems with Fußpunktverschiebung the arrangement described can also be used for level control and for pitch stabilization or for regulating or damping of body vibrations.
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