DE102016206887A1

DE102016206887A1 - Suspension arrangement and motor vehicle

Info

Publication number: DE102016206887A1
Application number: DE102016206887.3A
Authority: DE
Inventors: Sven Greger
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2016-04-22
Filing date: 2016-04-22
Publication date: 2017-10-26

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fahrwerksanordnung mit wenigstens einem eine aktive Höhenverstellung zulassenden Schwingungsdämpfer, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrwerksanordnung weiterhin einen Stabilisator aufweist, der bei einer Querbeschleunigung in einem ersten Bereich bis zu einem Schwellwert eine erste Rückstellkraft aufweist und ab dem Schwellenwert in einem zweiten Bereich eine zweite Rückstellkraft aufweist, wobei die erste Rückstellkraft von einem ersten Stabilisatorbauteil und die zweite Rückstellkraft von dem ersten Stabilisatorbauteil und einem zweiten Stabilisatorbauteil erzeugt sind. Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a chassis arrangement with at least one active height adjustment permitting vibration damper, characterized in that the chassis assembly further comprises a stabilizer having a first return force at a lateral acceleration in a first range to a threshold value and from the threshold in a second range second restoring force, wherein the first restoring force of a first stabilizer component and the second restoring force of the first stabilizer component and a second stabilizer component are generated. In addition, the invention relates to a motor vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrwerksanordnung mit wenigstens einem eine aktive Höhenverstellung zulassenden Schwingungsdämpfer. The invention relates to a chassis arrangement with at least one active height adjustment allowing vibration damper.

Die Höhenverstellung eines Kraftfahrzeugs kann mehreren Zwecken dienen. Zum einen kann durch sie ein Wank- und Nickausgleich realisiert werden, wobei auf Beschleunigungs- oder Bremsmanöver reagiert wird. Hierbei handelt es sich um eher kurzzeitig auftretende Bewegungen des Kraftfahrzeugaufbaus. Weiterhin ist es bekannt, eine Niveaueinstellung aufgrund beispielsweise eines Beladungszustandes des Kraftfahrzeugs vorzunehmen. Hierbei handelt es sich um eine Höhenverstellung, die während einer gesamten Fahrt vorzunehmen ist. Weiterhin kann eine Höhenverstellung auch bei Fahrtsituationen vorgenommen werden, die zeitlich zwischen den beschriebenen Situationen liegen, nämlich beispielsweise bei einer längerdauernden Kurvenfahrt. The height adjustment of a motor vehicle can serve several purposes. On the one hand, it can be realized by a roll and pitch compensation, being responsive to acceleration or braking maneuvers. These are rather short-term movements of the motor vehicle body. Furthermore, it is known to make a level adjustment due to, for example, a loading state of the motor vehicle. This is a height adjustment to be made during an entire journey. Furthermore, a height adjustment can also be made in driving situations that are temporally between the situations described, namely, for example, a longer-lasting cornering.

Darüber hinaus ist es bekannt, höhenverstellbare Schwingungsdämpfer dazu zu verwenden, um beispielsweise Fahrbahnunebenheiten auszugleichen. Bei derartigen Anforderungen werden oft auch Kamerasysteme verwendet, damit keine Verzögerung zwischen dem Auftreten einer Unebenheit und der Reaktion des Fahrwerks bzw. der Höhenverstellung des Schwingungsdämpfers auftritt. Moreover, it is known to use height-adjustable vibration damper, for example, to compensate for road bumps. In such requirements, camera systems are often used so that no delay between the occurrence of unevenness and the reaction of the chassis or the height adjustment of the vibration occurs.

Es ist also bekannt, die Höhenverstellung eines Kraftfahrzeugs mittels der Schwingungsdämpfer in Abhängigkeit der Achsen, der Seiten oder auch vereinzelt für einzelne Schwingungsdämpfer vorzunehmen. It is therefore known to make the height adjustment of a motor vehicle by means of the vibration damper as a function of the axes, the sides or isolated for individual vibration damper.

Schwingungsdämpfer, die etwas derartiges leisten können, weisen üblicherweise eine Pumpe auf, mittels derer das Hydraulikmedium im Schwingungsdämpfer bewegbar ist wodurch die Höhenstellung des Schwingungsdämpfers bzw. die Lage des Kolbens und damit der Kolbenstange veränderbar ist. Derartige Schwingungsdämpfer gehen beispielsausweise aus der US 2009/0260935A1 , DE10 2009 022 328 A1 oder der WO 2014/066469 A1 hervor. Dabei kann die Aufbaukontrolle, also die gezielte Beeinflussung der Höhenstellung des Fahrzeugsaufbaus oder auch die Radkontrolle, also die Einstellung der Dämpfkraft des Schwingungsdämpfers, durchgeführt werden. Vibration damper, which can afford something like this, usually have a pump by means of which the hydraulic medium in the vibration damper is movable whereby the height position of the vibration damper or the position of the piston and thus the piston rod is variable. Such vibration damper go for example from the US 2009 / 0260935A1 . DE10 2009 022 328 A1 or the WO 2014/066469 A1 out. In this case, the body control, so the targeted influencing the height position of the vehicle body or the wheel control, so the setting of the damping force of the vibration, be performed.

Bei Fahrwerksanordnungen mit aktiven Schwingungsdämpfern besteht das Problem, dass die zum Betrieb zur Verfügung stehende Energiemenge begrenzt ist. Die Schwingungsdämpfer müssen über das Bordnetz des Kraftfahrzeugs versorgt werden; dessen Leistung ist durch die vorgehaltene Energie einer Batterie begrenzt. In chassis arrangements with active vibration dampers, there is the problem that the amount of energy available for operation is limited. The vibration dampers must be supplied via the electrical system of the motor vehicle; its performance is limited by the stored energy of a battery.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Anmeldung, eine Fahrwerksanordnung anzugeben, die mit weniger Energieaufwand betreibbar ist. It is therefore an object of the present application to provide a landing gear arrangement which can be operated with less energy expenditure.

Zur Lösung dieses Problems wird vorgeschlagen, dass die Fahrwerksanordnung weiterhin einen Stabilisator aufweist, der bei einer Querbeschleunigung in einem ersten Bereich bis zu einem Schwellwert eine erste Rückstellkraft aufweist und ab dem Schwellenwert in einem zweiten Bereich eine zweite Rückstellkraft aufweist, wobei die erste Rückstellkraft von einem ersten Stabilisatorbauteil und die zweite Rückstellkraft von dem ersten Stabilisatorbauteil und einem zweiten Stabilisatorbauteil erzeugt sind. To solve this problem, it is proposed that the chassis assembly further comprises a stabilizer having a first restoring force at a lateral acceleration in a first range up to a threshold and from the threshold in a second range, a second restoring force, the first restoring force of a first stabilizer component and the second restoring force are generated by the first stabilizer component and a second stabilizer component.

Es hat sich bei der Untersuchung der Energieverbräuche der aktiven Schwingungsdämpfer herausgestellt, dass ein Teil der Energie dazu verwendet wird, Wirkungen eines Stabilisators zuerst zu kompensieren, um dann erst die gewünschte Höhenverstellung zu erreichen. Daher ist nunmehr vorgesehen, dass ein Stabilisator verwendet wird, der bis zu einem ersten Schwellwert eine kleine und ab einem zweiten Schwellwert eine größere Rückstellkraft aufweist. Der erste Bereich erstreckt sich demnach von 0 bis zum ersten Schwellenwert. Dadurch wird sozusagen bei normalen Geradeausfahrten das Ausgleichen von Bodenunebenheiten sowie das Ausgleichen von Wank- und Nickbewegungen Sache des Schwingungsdämpfers, während beispielsweise bei länger anhaltenden Kurvenfahrten der Stabilisator das Stellen von Kräften übernimmt. Dadurch wird insgesamt ein energetisch optimiertes System erreicht, bei dem der oder die Schwingungsdämpfer nicht mehr gegen den Stabilisator arbeiten müssen, sondern im Gegenteil in Bereichen großer Energieintensität vom Stabilisator entlastet werden. In examining the energy consumptions of the active vibration dampers, it has been found that some of the energy is used to compensate for the effects of a stabilizer first and only then to achieve the desired height adjustment. Therefore, it is now provided that a stabilizer is used which has up to a first threshold value a small and from a second threshold value a larger restoring force. The first range thus extends from 0 to the first threshold. As a result, so to speak in normal straight-ahead driving the compensation of uneven floors and the compensation of roll and pitch movements thing of the shock absorber, while, for example, in longer-lasting cornering of the stabilizer takes over the placement of forces. As a result, an energetically optimized system is achieved, in which the one or more vibration damper no longer have to work against the stabilizer, but on the contrary are relieved in areas of high energy intensity from the stabilizer.

Das erste Stabilisatorbauteil und das zweite Stabilisatorbauteil können dabei ein- oder mehrteilig aufgebaut sein. Bevorzugt sind die Stabilisatorbauteile aber einteilig. Dadurch wird die Montage vereinfacht. The first stabilizer component and the second stabilizer component can be constructed in one or more parts. However, the stabilizer components are preferably in one piece. This simplifies assembly.

Vorteilhafterweise kann der erste Schwellenwert in einem Bereich von 3 m/s² bis 5 m/s², insbesondere bei 4m/s², liegen. Bei Untersuchungen hat sich herausgestellt, dass bei Wahl des Schwellenwertes in diesem Bereich eine bestmögliche Entlastung der Schwingungsdämpfer erreicht wird, ohne Komforteinbußen hinzunehmen. Advantageously, the first threshold value can be in a range of 3 m / s ² to 5 m / s ² , in particular 4m / s ² . Investigations have shown that the best possible relief of the vibration dampers is achieved by choosing the threshold value in this area, without compromising comfort.

Vorteilhafterweise kann die Rückstellkraft im ersten Bereich kleiner als 10 N sein. Insbesondere kann die Rückstellkraft in einem Abschnitt gleich 0 sein. Wie beschrieben kann es in dem ersten Bereich vorkommen, dass der Schwingungsdämpfer gegen den Stabilisator arbeitet. Zur Vermeidung eines zu großen Fahrkomfortverlustes ist es aber vorgesehen, dass in jedem Beschleunigungsbereich eine Rückstellkraft vorhanden ist. Advantageously, the restoring force in the first region may be less than 10 N. In particular, the restoring force in a section can be equal to zero. As described, it may occur in the first region that the vibration damper operates against the stabilizer. To avoid too much loss of ride comfort, however, it is envisaged that in each acceleration range, a restoring force is present.

Vorzugsweise kann das erste Stabilisatorbauteil als Drehstabfeder ausgebildet sein. Dabei handelt es sich grundsätzlich um eine bekannte Ausgestaltung eines Stabilisators, weswegen bei dem in der vorliegenden Erfindung beschriebenen Stabilisator auf eine bekannte Konstruktion aufgebaut werden kann. Insbesondere ist das Straßenverhalten und die Dauerfestigkeit durch Erfahrungswerte belegt. Preferably, the first stabilizer component may be formed as a torsion spring. This is basically a known embodiment of a stabilizer, which is why in the stabilizer described in the present invention can be built on a known construction. In particular, the road behavior and the fatigue strength is proven by empirical values.

Vorzugsweise kann das zweite Stabilisatorbauteil zur zumindest teilweisen Begrenzung der Bewegung des ersten Stabilisatorbauteils ausgebildet sein. Es kann also auch eine Freilaufstrecke geben, bevor das zweite Stabilisatorbauteil die Bewegung des ersten Stabilisatorbauteils beendet oder beschränkt, woduch sich die Rückstellkraft des Stabilisators sprunghaft verändert. Preferably, the second stabilizer component may be designed for at least partially limiting the movement of the first stabilizer component. It can therefore also be a freewheeling path before the second stabilizer component stops or limits the movement of the first stabilizer component, as a result of which the restoring force of the stabilizer changes abruptly.

Vorzugsweise kann das zweite Stabilisatorbauteil die Bewegung des ersten Stabilisatorbauteils in einem Abschnitt begrenzen. Das heißt, dass nur ein Teil des ersten Stabilisatorbauteils in der Bewegung eingeschränkt ist, während die anderen Abschnitte überhaupt nicht oder nur schwächer eingeschränkt werden. Preferably, the second stabilizer member may limit movement of the first stabilizer member in a portion. This means that only a part of the first stabilizer component is restricted in the movement, while the other portions are not limited at all or only weakly.

Insbesondere kann in mittlerer Abschnitt des ersten Stabilisatorbauteils in der Bewegung begrenzt werden. In particular, in the middle section of the first stabilizer component in the movement can be limited.

Zur Realisierung der Bewegungsbegrenzung kann das zweite Stabilisatorbauteil als Anschlagnocken am ersten Stabilisatorbauteil ausgebildet sein. Dieser wirkt mit der Karosserie als Anschlag zusammen. Ab einer vorgegebenen Verdrehung des ersten Stabilisatorbauteils hemmen die Anschlagnocken die Bewegung des ersten Stabilisatorbauteils. To realize the movement limitation, the second stabilizer component can be designed as a stop cam on the first stabilizer component. This interacts with the body as a stop. From a predetermined rotation of the first stabilizer component, the stop cams inhibit the movement of the first stabilizer component.

Alternativ kann das zweite Stabilisatorbauteil als Hülse ausgebildet sein. Dann ist weiter bevorzugt vorgesehen, dass das zweite Stabilisatorbauteil mit Anschlägen am ersten Stabilisatorbauteil zusammenwirkt. Die Anschläge können bolzenartig hervorspringen. Alternatively, the second stabilizer component may be formed as a sleeve. Then it is further preferred that the second stabilizer component cooperates with stops on the first stabilizer component. The attacks can jump out bolt-like.

Um den Übergang der Rückstellkräfte weicher zu gestalten kann zwischen dem ersten Stabilisatorbauteil und dem zweiten Stabilisatorbauteil wenigstens ein elastisches Element angeordnet sein. In order to make the transition of the restoring forces softer, at least one elastic element can be arranged between the first stabilizer component and the second stabilizer component.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer Fahrwerksanordnung. Dieses zeichnet sich dadurch aus, dass die Fahrwerksanordnung wie beschrieben ausgebildet ist. Das Kraftfahrzeug kann ist bevorzugt ein Straßenfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen oder ein Motorrad. Furthermore, the invention relates to a motor vehicle with a chassis arrangement. This is characterized in that the chassis arrangement is designed as described. The motor vehicle may preferably be a road vehicle, in particular a passenger car, a truck or a motorcycle.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und Figuren. Dabei zeigen: Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments and figures. Showing:

1 ein Kraftfahrzeug, 1 a motor vehicle,

2 einen Stabilisator in einer ersten Ausgestaltung, 2 a stabilizer in a first embodiment,

3 einen Abschnitt des Stabilisators nach 2, 3 a section of the stabilizer after 2 .

4 eine Drehstabfeder, 4 a torsion bar,

5 eine Hülse, 5 a sleeve,

6 einen Stabilisator in einer zweiten Ausgestaltung. 6 a stabilizer in a second embodiment.

1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 mit Schwingungsdämpfern 2, 3, 4 und 5 sowie zwei Stabilisatoren 6 und 7. Die Schwingungsdämpfer 2, 3, 4 und 5 sind aktiv höhenverstellbar, d.h. dass sie zur Aufbaukontrolle verwendet werden können. Die Schwingungsdämpfer 2, 3, 4 und 5 sind über Leitungen 8 und 9 mit einer Steuerungseinrichtung 10 verbunden. Die Stabilisatoren 6 und 7 sind nicht mit der Steuerungseinrichtung 10 verbunden, da sie rein mechanisch aufgebaut sind. 1 shows a motor vehicle 1 with vibration dampers 2 . 3 . 4 and 5 as well as two stabilizers 6 and 7 , The vibration absorbers 2 . 3 . 4 and 5 are actively height-adjustable, which means that they can be used for body control. The vibration absorbers 2 . 3 . 4 and 5 are over lines 8th and 9 with a control device 10 connected. The stabilizers 6 and 7 are not with the controller 10 connected, since they are purely mechanical.

Die Stabilisatoren sind dabei zweiteilig aufgebaut, sie enthalten eine Drehstabfeder als erstes Stabilisatorbauteil 12 und ein zweites Stabilisatorbauteil 14. The stabilizers are constructed in two parts, they contain a torsion spring as the first stabilizer component 12 and a second stabilizer component 14 ,

Einer der Stabilisatoren ist in 2 im Detail dargestellt. One of the stabilizers is in 2 shown in detail.

2 zeigt einen Stabilisator 6 in einer ersten Ausgestaltung. Der Stabilisator weist als erstes Stabilisatorbauteil 12 eine Drehstabfeder 13 und als zweites Stabilisatorbauteil 14 eine Hülse 16 auf. 2 shows a stabilizer 6 in a first embodiment. The stabilizer is the first stabilizer component 12 a torsion bar spring 13 and as a second stabilizer component 14 a sleeve 16 on.

3 zeigt einen Abschnitt aus 2 im Detail, und zwar einen Endbereich der Hülse 16. An diesem ist die Hülse 16 eingekerbt, wobei die Kerbflächen 18 als Anschläge fungieren. An der Drehstabfeder 13 ist ein Bolzen 20, der mit den Kerbflächen 18 als Bewegungsbegrenzung zusammenarbeitet. Auf diese Art und Weise ist die Bewegung der Drehstabfeder 13 in zwei Bewegungsrichtungen begrenzt. 3 shows a section 2 in detail, namely an end portion of the sleeve 16 , At this is the sleeve 16 notched, with the notched surfaces 18 act as stops. At the torsion bar spring 13 is a bolt 20 that with the notch surfaces 18 works together as a movement limitation. In this way is the movement of the torsion bar 13 limited in two directions of movement.

4 zeigt die Drehstabfeder 13 ohne Hülse 16. Dabei sind zwei Bolzen 20 dargestellt, mit denen der mittlere Abschnitt 21 der Drehstabfeder 13 bewegungsbegrenzt wird. Die Begrenzung wirkt also vor allem im mittleren Abschnitt, und auch nur in bestimmten Bewegungsbereichen bzw. Winkelbereichen. 4 shows the torsion bar spring 13 without sleeve 16 , There are two bolts 20 shown with which the middle section 21 the torsion bar spring 13 is limited motion. The limitation thus acts primarily in the middle section, and also only in certain ranges of motion or angular ranges.

5 zeigt die Hülse 16. Diese weist an beiden Enden eine Einkerbung 22 mit Kerbflächen 18 auf. Die Steifigkeit der Hülse 16 ist größer als die der Drehstabfeder 13, um eine vorgegebene Gesamtsteifigkeit zu erreichen. Zur Erhöhung der Gesamtsteifigkeit ist dies nicht notwendig, da jede Steifigkeit der Hülse 16 die Gesamtsteifigkeit erhöht, da die Steifigkeiten additiv wirken. 5 shows the sleeve 16 , This has a notch at both ends 22 with notched surfaces 18 on. The stiffness of the sleeve 16 is larger than the torsion bar spring 13 to achieve a given overall stiffness. To increase the overall stiffness, this is not necessary because any stiffness of the sleeve 16 the overall stiffness increases because the stiffnesses have an additive effect.

6 zeigt den Stabilisator 6 in einer zweiten Ausgestaltung. Dabei sind an der Drehstabfeder 13 Anschlagnocken 24 befestigt. Die Anschlagnocken 24 wirken mit der Karosserie oder einem anderen Fahrwerksbauteil des Kraftfahrzeugs 1 zusammen, um die Bewegung der Drehstabfeder 13 abschnittsweise und bereichsweise zu begrenzen. 6 shows the stabilizer 6 in a second embodiment. Here are the torsion bar spring 13 stop cams 24 attached. The stop cam 24 interact with the body or other chassis component of the motor vehicle 1 together to the movement of the torsion bar 13 in sections and in certain areas.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Kraftfahrzeug motor vehicle
2 2: Schwingungsdämpfer vibration
3 3: Schwingungsdämpfer vibration
4 4: Schwingungsdämpfer vibration
5 5: Schwingungsdämpfer vibration
6 6: Stabilisator stabilizer
7 7: Stabilisator stabilizer
8 8th: Leitung management
9 9: Leitung management
10 10: Steuerungseinrichtung control device
12 12: erstes Stabilisatorbauteil first stabilizer component
13 13: Drehstabfeder Torsion bar
14 14: zweites Stabilisatorbauteil second stabilizer component
16 16: Hülse shell
18 18: Kerbfläche notch surface
20 20: Bolzen bolt
21 21: mittlerer Abschnitt middle section
22 22: Einkerbung notch
24 24: Anschlagnocken stop cams

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2009/0260935 A1 [0005]
DE 102009022328 A1 [0005]
WO 2014/066469 A1 [0005]

Claims

Chassis arrangement with at least one active height adjustment permitting vibration damper ( 2 . 3 . 4 . 5 ), characterized in that the chassis assembly further comprises a stabilizer ( 6 . 7 ), which has a first restoring force in a first range up to a threshold value at a transverse acceleration and a second restoring force in a second range from the threshold value, wherein the first restoring force of a first stabilizer component ( 12 ) and the second restoring force of the first stabilizer component ( 12 ) and a second stabilizer component ( 14 ) are generated.

Suspension arrangement according to claim 1, characterized in that the threshold value in a range of 3 m / s ² to 5 m / s ² , in particular 4 m / s ² , is located.

Chassis assembly according to claim 1 or 2, characterized in that the restoring force in the first region is less than 10 N.

Suspension arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the first stabilizer component ( 12 ) as a torsion bar ( 13 ) is trained.

Suspension arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the second stabilizer component ( 14 ) for at least partially limiting the movement of the first stabilizer component ( 12 ) is trained.

Chassis assembly according to claim 5, characterized in that the second stabilizer component ( 14 ) the movement of the first stabilizer component ( 12 ) in a section limited.

Suspension arrangement according to claim 5 or 6, characterized in that the second stabilizer component ( 14 ) as a stop cam ( 24 ) on the first stabilizer component ( 12 ) is trained.

Suspension arrangement according to claim 5 or 6, characterized in that the second stabilizer component ( 14 ) as a sleeve ( 16 ) is trained.

Chassis assembly according to claim 8, characterized in that the second stabilizer component ( 14 ) with stops ( 20 ) on the first stabilizer component ( 12 ) cooperates.

Motor vehicle ( 1 ) with a chassis arrangement, characterized in that the chassis arrangement is designed according to one of claims 1 to 9.