CN111819093A - 用于机动车的车轮悬架设备、机动车及用于运行这种车轮悬架设备的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车(10)的车轮悬架设备(20)，所述机动车具有车体(12)和至少一个车轮(14)并且能通过所述车轮(14)支撑在行车道(16)上，所述车轮悬架设备包括至少一个弹簧元件(32)，所述弹簧元件具有渐进的弹簧特性曲线，通过所述弹簧元件能使车轮(14)以弹性方式支撑在车体(12)上，还包括高度调节装置(34)，借助于所述高度调节装置能调节车体(12)的高度，同时不发生弹簧元件(32)的弹簧刚度的变化。

Description

用于机动车的车轮悬架设备、机动车及用于运行这种车轮悬 架设备的方法

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的、用于机动车的车轮悬架设备。此外，本发明涉及一种根据权利要求10的前序部分所述的机动车。本发明还涉及一种用于运行这种车轮悬架设备的方法。

背景技术

例如，由文献DE 10 2009 020 108 A1已知这种用于机动车的车轮悬架设备和具有这种车轮悬架设备的机动车。在此，机动车具有例如被设计为自承载式车身的车体，人员、例如机动车驾驶员可以停留在该车体中。此外，机动车具有至少一个或多个车轮，其中，车体或机动车整体上可通过相应的车轮支撑在用于机动车的行车道上。此外，机动车具有车轮悬架设备，该车轮悬架设备包括至少一个具有渐进的弹簧特性曲线的弹簧元件。在此，车轮通过弹簧元件以弹性方式/以能弹动的方式支撑或能支撑在车体上。

此外，文献DE 10 2006 010 054 A1公开了一种具有用于机动车的弹簧调整装置的车轮悬架设备，该机动车的车辆车体通过至少一个螺旋压力弹簧最终以分配方式支撑在轮毂托架或类似部件上，该轮毂托架通过控制臂机构可动地铰接在车体上。

此外，由文献EP 1 666 282 B1已知一种车轮悬架设备，该车轮悬架设备包括车辆车体和通过控制臂机构可动地铰接在该车辆车体上的车轮，该车轮悬架设备具有轮毂托架和至少一个螺旋压力弹簧，该螺旋压力弹簧一方面支撑在车辆车体上并且另一方面支撑在轮毂托架或控制臂机构上。

发明内容

本发明的目的是，提供一种车轮悬架设备、一种机动车和一种方法，从而能够特别是即使在车体的不同载荷状态中也实现特别高的行驶舒适性。

根据本发明，该目的通过具有权利要求1的特征的车轮悬架设备、通过具有权利要求10的特征的机动车、以及通过具有权利要求11的特征的方法来实现。在其余的权利要求中给出了具有本发明的适宜的改进方案的有利的设计方案。

本发明的第一方面涉及一种用于机动车的车轮悬架设备，该机动车具有车体和至少一个车轮并且能通过所述车轮支撑在行车道上，该机动车优选地被设计为汽车、特别是乘用车。在其完全制造完成的状态中，机动车具有例如被设计为自承载式车身的车体。此外，机动车在其完全制造完成的状态中具有至少一个车轮或多个车轮，其中，车体或机动车整体上通过相应的车轮在车辆高度方向上向下支撑或能支撑在行车道上。如果机动车在其通过相应的车轮支撑在行车道上的状态中沿着行车道行驶，则相应的车轮在行车道上滚动。

该车轮悬架设备包括至少一个具有渐进的弹簧特性曲线的弹簧元件，其中，所述至少一个车轮通过弹簧元件以弹性方式/以能弹动的方式支撑或能支撑在车体上。在机动车的完全制造完成的状态中，车轮可运动地保持在车体上，从而车轮至少可以在车辆高度方向上相对于车体运动。在此，弹簧元件允许在车轮与车体之间的在车辆高度方向上的相对运动，使得车轮可以在车辆高度方向上相对于车体弹入和弹出。在弹入时，车轮在车辆高度方向上相对于车体运动并且在此朝向车体的方向运动，由此例如使弹簧元件张紧、是特别是压缩。在弹出时，车轮在车辆高度方向上向下运动并且在此离开车体，由此例如使弹簧元件卸载或伸长。特别地，弹簧元件被设计为压力弹簧元件。

在此，为了能够实现特别高的行驶舒适性以及同时实现机动车的特别有利的行驶特性，特别是即使在车体的不同的载荷状态中，根据本发明规定，车轮悬架设备具有高度调节装置，借助于该高度调节装置能调节车体的高度，同时不发生弹簧元件的弹簧刚度/弹性系数的变化。换句话说，借助于高度调节装置能调节车体的特别是相对于行车道的高度，即可在车辆高度方向上运动，而同时不改变弹簧元件的弹簧刚度。因此，借助于高度调节装置，例如在车体通过车轮支撑在行车道上的状态中，在车体与行车道之间的在车辆高度方向上的间距是可调整的、可调节的或可改变的。换句话说，能借助于高度调节装置来调节车体的高度的特征可以理解为，可以调整、调节或改变之前描述的间距。此外，能借助于高度调节装置调节车体的高度的特征可以理解为，能借助于高度调节装置有针对性地或者说主动地调节车体的高度，从而借助于高度调节实现或能实现所谓的静态的高度调节或高度可调节性，在其范围内，借助于高度调节装置有针对性地或者说主动地调节车体的高度，也就是说车体在高度方向上相对于行车道运动并且在此可以远离行车道或选择性地朝向行车道运动，而弹簧元件的弹簧刚度不改变。

在车体的高度调节中，特别通过以下方式不发生弹簧元件的弹簧刚度的变化，即，在车体的高度调节时或期间，弹簧元件——特别是沿着其力作用线和/或沿着其几何的弹簧中心线——不发生长度变化。再换句话说，车体的高度调节不伴随弹簧元件的长度变化，从而弹簧刚度不改变。

如一般已知和常见的那样，弹簧特性曲线描述了在弹簧元件的特别是沿着弹簧元件的力作用线和/或几何的弹簧中心线延伸的变形、特别是长度变化与由变形引起的且由弹簧元件提供的弹力之间的关系，其中，弹簧元件的弹簧特性曲线根据本发明是渐进的。因此，由弹簧元件提供的弹力随着弹簧元件的压缩增加而比例变大地增大。弹簧元件的弹簧刚度在此可以理解为弹簧特性曲线的相应的、属于弹簧元件的相应的变形、特别是压缩的局部斜率，从而弹簧刚度例如在弹簧元件的第一状态中比在弹簧元件的第二状态中小，该弹簧元件在第二状态中比在第一状态中更强烈地被压缩。

如果例如车体首先是未被装载的，而该车体通过所述至少一个车轮支撑在例如至少基本上水平延伸的行车道上，则弹簧元件例如首先处于第一状态中，在该第一状态中弹簧元件被完全卸载，但也可以被压缩并且由此张紧。特别地，例如在第一状态中，弹簧元件被轻微地张紧，特别是被轻微地压缩或者说挤压。如果随后例如车体被装载，而不发生车体的高度调节，则车体首先下降。这意味着，车体在车辆高度方向上向下朝向行车道的方向运动。由此，弹簧元件从第一状态开始被张紧，特别是被压缩，并且由此例如被带到之前描述的第二状态中，在该第二状态中，弹簧元件相对于第一状态被更强烈地张紧，特别是被更强烈地压缩。因此，弹簧刚度在第一状态中具有第一值并且在第二状态中具有比第一值大的第二值。换句话说，第二状态中的弹簧刚度大于第一状态中的弹簧刚度。在车体的载荷增加时、也就是说在包括车体载荷的***重量增加时，期望这样提高弹簧刚度，以便例如尽管在载荷增加时或尽管在机动车的质量较大时，也可以使也被称为车辆车体的车体的固有频率至少基本上保持相同或恒定。随后可以确保特别有利的和特别安全的行驶状态。

现在为了能够保持弹簧元件的弹簧刚度的这种由增加的、也被称为车辆载重量(Zuladung)的车体载荷引起的提高、并且在此实现足够的车辆高度或机动车的足够的离地间隙，可以借助于高度调节装置使车体在车辆高度方向上向上远离行车道——同时保持弹簧元件的第二状态。由此可以例如在保持弹簧元件的由车辆载重量引起的较高的弹簧刚度的情况下确保特别高的行驶舒适性。在此，在不使用空气弹簧的情况下可以实现高驾驶舒适性和安全行驶状态，从而优选地规定，弹簧元件被设计为机械弹簧元件或机械弹簧，特别被设计为蜿蜒形的弹簧。在此，本发明基于以下认识：

充分已知空气弹簧作为车体弹簧(Aufbaufeder)的应用，通过所述空气弹簧将车轮以弹性方式支撑在汽车的车身上。与通常的机械弹簧相比，空气弹簧可以通过提高其内压在车体的载荷增加时补偿弹入。这一方面导致机动车再次到达其正常的平衡位置。另一方面，压力增大或压力提高导致相应的空气弹簧的弹簧刚度的提高。特别是与可调节的或可变的阻尼器相结合地，弹簧刚度的这种提高理想地——尽管由于载荷增加而使车辆质量较高——仍导致车辆车体的保持不变的固有频率。由此可以实现载荷平衡，通过该载荷平衡，也被称为支承弹簧的车体弹簧本身可以针对未被装载的或者说空的机动车特别软地设计，从而可以相对于传统的钢弹簧实现特别高的舒适性。

传统的钢弹簧在此对于未被装载的机动车已经必须具有较高的弹簧刚度，从而在机动车的载荷增加时，其不会过度强烈地弹入并且因此存在足够的剩余弹簧行程。通常在两个弹簧变型方案中借助于也被称为缓冲器的附加弹簧在弹入行程上提高弹簧刚度，从而在设计的最大力时才达到上止挡部。在传统的钢弹簧的情况下也需要缓冲器，以用于在车辆载重量中强烈地提高弹簧刚度并且减小弹入行程。也称为附加缓冲器的缓冲器与固有的支承弹簧并联并且仅从确定的、特别是由车体的载荷引起的弹入起才开始工作。这在使用或激活缓冲器时导致整体弹簧刚度的突变，这会对行驶舒适性产生不利影响。

相反地，空气弹簧除了其优点之外还具有在舒适性技术方面负面的性能。以下等式示出在空气弹簧的弹簧刚性与存在于空气弹簧中的压力、在其中吸收的气体体积或空气体积、有效面积和多变指数之间的关系：

在此，c表示弹簧刚度，n表示多变指数，p表示压力，A表示有效面积，并且V表示体积。如果空气弹簧被缓慢地挤压或者说压缩，那么多变指数为1。如果频率例如升高到1赫兹——其处于典型的车体频率的范围内，则多变指数升高到直至2。结果是，空气弹簧动态硬化，从而其弹簧刚度升高。这对舒适性产生负面影响，在弹入时较高的力进入例如被设计为自承载式车身的车体中。

为了避免上述的缺点和问题，根据本发明，代替传统的空气弹簧，使用具有渐进的弹簧特性曲线的、起到车体弹簧或支承弹簧的作用的弹簧元件，从而弹簧元件是渐进的弹簧元件、也就是说渐进的车体弹簧。此外，设置有之前描述的静态高度调节。通过渐进的车体弹簧与静态高度调节的根据本发明的组合，可以利用空气弹簧的优点，且没有空气弹簧的动态硬化的缺点。通过使用渐进的车体弹簧和静态高度调节装置特别是可以实现空气弹簧的以下两个优点：通过静态高度调节实现的载荷平衡，以及支承弹簧在空位置/无载位置附近具有低弹簧刚度以使舒适性最大化。

通过静态高度调节进行的载荷平衡可以理解为，如前所述，由于载荷增加而下降并且因此接近行车道的车体可以再次在车辆高度方向上向上从行车道运动离开，以便由此调整到如在未被装载的状态中的机动车平衡位置。换句话说，通过静态高度调节可以实现，机动车在其车体的装载状态中占据或具有与在车身的未装载状态中相同的平衡位置并且因此相同的离地间隙。前述的、在空位置附近具有低弹簧刚度以使舒适性最大化的支承弹簧可以理解为，也被称为支承弹簧的渐进的车体弹簧对于车体的未装载状态可以设计得特别软，使得弹簧刚度在弹簧元件的未变形状态中和在仅很小变形的状态中与在弹簧元件的相对较强烈变形的状态中相比显著较小。如果车体并且因此机动车随后未被装载或仅被略微装载，则由于弹簧元件的基本上软的设计方案可以实现特别高的行驶舒适性。

渐进的车体弹簧的另一优点是，其弹簧刚度在车体的载荷增加时渐进地或指数地提高，从而可以实现振动频率(Schwingzahl)的适配。

在本发明的一个特别有利的实施方式中，机械弹簧元件、也就是说与气动弹簧不同的弹簧元件由纤维增强的合成材料形成，由此可以特别有利地实现渐进的弹簧特性曲线。

在此，已表明为特别有利的是，所述纤维增强的合成材料是玻璃纤维增强的合成材料(GFK)。

在本发明的另一个设计方案中，弹簧元件被设计为蜿蜒形的弹簧。

对于渐进的弹簧、特别是渐进的钢弹簧，渐进的弹簧特性曲线或其渐进通过弹簧绕匝的不同斜率实现，其中，绕匝例如由弹簧钢丝形成。这通常导致，在弹入增加时和进而在渐进的弹簧的压缩增加时越来越多的绕匝相互接触并且因此被关闭。关闭可以理解为，相互接触的并且因此被关闭的绕匝不再参与弹跳或者说弹簧的弹性变形。然而，也被称为弹簧绕匝的各个绕匝的相互接触导致以传统方式设置的漆层的损坏，该漆层被施加到绕匝本身上或被施加到形成绕匝的基体上。由此可能引起例如由钢形成的弹簧的腐蚀，这可能导致弹簧的失效、特别是破裂。通过由纤维增强的合成材料、特别是由玻璃纤维增强的合成材料形成弹簧元件，可以避免前面所述的缺点和问题。

为了能够特别简单、有效和高效地实现高度调节，在本发明的另一设计方案中规定，高度调节装置具有至少一个调节元件，所述至少一个调节元件的长度是可调节的，由此车体是高度可调节的，同时不发生弹簧元件的弹簧刚度的变化。换句话说，为了调节车体高度，调节、即修改或改变调节元件的长度。通过增大调节元件的长度，车体例如在车辆高度方向上向上从行车道运动离开。通过减小调节元件的长度，例如车体下降并且由此在车辆高度方向上朝向行车道的方向运动。

在此，已经证明为特别有利的是，以从车体通过弹簧元件和调节元件向车轮延伸的力流为基准，调节元件布置在车体与弹簧元件之间或者布置在车轮与弹簧元件之间。如果调节元件例如布置在车体与弹簧元件之间，那么车体例如由此抬起，也就是说由此在车辆高度方向上从行车道运动离开，即，车体在调节元件长度增大的情况下在车辆高度方向上向上从弹簧和车轮运动离开。为了降低车体，在调节元件的长度减小的情况下，车体在车辆高度方向上向下朝向弹簧和车轮的方向运动。

如果例如调节元件布置在车轮与弹簧元件之间，则例如通过以下方式来抬起车体，即在调节元件的长度增大或者说长度增加的情况下，弹簧和车体在车辆高度方向上向上从车轮运动离开或相对于车轮运动并且在此从行车道运动离开。为了例如降低车体，在调节元件的长度减小或者说长度缩小的情况下，弹簧元件和车体在车辆高度方向上向下朝向车轮的方向运动或相对于车轮朝向行车道的方向运动。通过调节元件的这种布置，随后可以特别有效和高效地并且以仅仅很小的力需求来抬起和降低车体。

另一个实施方式的特征在于，高度调节装置、特别是调节元件能液压地和/或电动地运行，使得车体能液压地和/或机电地调节。为了液压地调节车体的高度，例如将液压液导入到腔室中，由此引起调节元件的长度增加。由此，车身被抬起。例如为了降低车体，接纳在腔室中的液压液的至少一部分从腔室中排出。为此，调节元件包括缸、特别是液压缸，在所述缸的腔室中可以导入液压液。相对于气动的高度调节，液压的和机电的高度调节是有利的，因为例如借助于液压的或机电的高度调节可以避免不期望的弹簧运动和由此引起的、例如可以由接纳在腔室中的气体的压缩引起的调节元件的长度缩短。

为了实现机电的高度调节，调节元件例如具有作为第一结构元件的丝杠和作为第二结构元件的对应的、布置在丝杠上的螺母，其中，丝杠具有外螺纹形式的第一螺纹，螺母具有与外螺纹相对应的内螺纹形式的第二螺纹。在此，螺母被旋拧到丝杠上并且与丝杠螺纹连接。此外，调节元件例如包括至少一个电动机，借助于该电动机可以引起在丝杠与螺母之间的相对转动。换句话说，丝杠和螺母可以借助于电动机相对彼此转动。特别地，丝杠和螺母可以借助于电动机围绕转动轴线相对彼此转动，其中，优选地规定，所述结构元件中的一个能围绕转动轴线转动，而分别另一个结构元件被固定为不能围绕转动轴线进行的转动。由此，其中一个结构元件可以借助于电动机相对于另一个结构元件转动，同时避免另一个结构元件围绕转动轴线进行的转动。

因此，如果例如其中一个结构元件借助于电动机在第一转动方向上相对于另一个结构元件转动，则该相对转动借助于螺纹转换为在结构元件之间的平移的相对运动，从而例如螺母平移地相对于丝杠运动并且沿着丝杠运动。

如果例如其中一个结构元件借助于电动机在第一转动方向上转动，则由此例如螺母在第一方向上相对于丝杠平移地运动。由此例如引起调节元件的长度增加。如果例如其中一个结构元件借助于电动机在与第一转动方向相反的第二转动方向上相对于另一个结构元件转动，则由此例如引起螺母相对于丝杠在与第一方向相反的第二方向上的平移运动。由此例如引起调节元件的长度缩短。在此，所述结构元件中的一个至少间接地、特别是直接地与弹簧连接，而另一个结构元件间接地、特别是直接地与车体连接。特别是当调节元件布置在弹簧与车体之间时这样设置。如果调节元件例如布置在弹簧与车轮之间，则这些结构元件中的一个例如至少间接地、特别是直接地与车轮连接，而另一个结构元件至少间接地、特别是直接地与弹簧元件连接。如果例如其中一个结构元件借助于电动机沿第一转动方向转动，则由此例如车体在车辆高度方向上向上从行车道运动离开。然而如果其中一个结构元件借助于电动机在第二转动方向上转动，则由此例如车体被降低并且因此在车辆高度方向上朝向行车道的方向运动。

因此，调节元件可以具有至少两个调节部件，所述至少两个调节部件为了对车体进行高度调节而能够特别是平移地相对彼此运动。为了例如抬起车体，所述调节部件中的一个在第一方向上相对于另一个调节部件平移地运动。为了例如降低车体，例如使其中一个调节部件在与第一方向相反的第二方向上平移地相对于另一个调节部件运动。所述调节部件中的一个在此可以是上述的螺母，而另一个调节部件是丝杠或者反之。调节部件例如液压地和/或电动地相对彼此运动，从而能实现车体的液压的和/或优选机电的高度调节。

另一个实施方式的特征在于，根据本发明的车轮悬架设备包括车体和车轮。

为了实现特别高的行驶舒适性，在本发明的另一个设计方案中规定，车轮悬架设备包括电子计算装置，该电子计算装置被设计为，确定车体的载荷，根据所确定的载荷来操控高度调节装置，并且由此实现车体的高度调节，同时不发生弹簧元件的弹簧刚度的变化。由此，借助于电子计算装置例如自动地实现车体的高度调节，从而可以整体上自动地、特别是以可预定的值调节车体的或机动车的所期望的平衡位置。由此，例如可以这样调节平衡位置，使得机动车在被装载的状态中具有与在未被装载的状态中相同的平衡位置。为此不需要机动车驾驶员的协助。当然可以设想，电子计算装置被设计为，检测至少一个由人员实现的输入，根据检测到的输入来操控高度调节装置，并且由此实现车体的高度调节，而特别是不发生弹簧元件的弹簧刚度的变化。人员可以例如通过机动车的至少一个操作元件实现输入。以这种方式，例如机动车的驾驶员可以调节他所期望的平衡位置或者他所期望的离地间隙。再换句话说，例如驾驶员可以根据需要抬起和降低车体。

本发明的第二方面涉及一种优选被设计为汽车、特别是乘用车的机动车，该机动车具有优选被设计为自承载式车身的车体和至少一个车轮或多个车轮。通过相应的车轮，车体——特别是在车辆高度方向上向下——能支撑在用于机动车的行车道上。此外，机动车包括车轮悬架设备、特别是根据本发明的车轮悬架设备。车轮悬架设备包括至少一个具有渐进的弹簧特性曲线的弹簧元件，相应的车轮通过所述至少一个弹簧元件以弹性方式支撑在车体上。

现在，为了能够实现特别高的行驶舒适性，根据本发明设置有高度调节装置，借助于该高度调节装置能——特别是相对于行车道——调节车体的高度，同时不发生弹簧元件的弹簧刚度的变化。本发明的第一方面的优点和有利的设计方案可以视为本发明的第二方面的优点和有利的设计方案，并且反之亦然。

本发明的第三方面涉及一种用于运行机动车的车轮悬架设备、特别是根据本发明的车轮悬架设备的方法，该机动车具有车体和至少一个车轮并且能通过车轮、特别是在车辆高度方向上向下支撑在行车道上。在该方法中，车轮悬架设备包括至少一个具有渐进的弹簧特性曲线的弹簧元件，车轮通过该弹簧元件以弹性方式支撑在车身上。在该方法中，借助于机动车的高度调节装置来调节车体、特别是相对于行车道的高度，同时不发生弹簧元件的弹簧刚度的变化。本发明的第一方面和第二方面的优点和有利的设计方案可以视为本发明的第三方面的优点和有利的设计方案，并且反之亦然。

本发明的其它优点、特征和细节由下面对优选实施例的描述以及根据附图得出。以上在说明书中提到的特征和特征组合以及以下在附图说明中提到的和/或在唯一的附图中单独示出的特征和特征组合不仅能在分别给出的组合中、而且也能在其它组合中或单独地使用，而不脱离本发明的范围。

附图说明

附图在唯一的视图中局部示出根据本发明的机动车的示意性的、剖开的前视图，该机动车被设计为汽车，特别是被设计为乘用车。

具体实施方式

唯一的附图以示意性的、剖开的前视图局部地示出被设计为汽车、特别是被设计为乘用车的机动车10，其具有自承载式车身12的形式的车体。机动车10具有至少一个车轮14，通过该至少一个车轮机动车10在车辆高度方向上向下支撑或能支撑在机动车10的行车道16上。在此，车辆高度方向在图中通过双箭头18来说明。机动车10特别是具有多个车轮，在所述多个车轮中在图中可以看出以14标记的车轮。机动车10优选具有至少或正好四个车轮，其中，关于车轮14的上文的和下文中的实施方案也可以容易地转用于其它车轮。机动车10还包括车轮悬架设备20，车轮14通过该车轮悬架设备可动地连接到车身12上。车轮悬架设备20允许在车轮14与车身12之间至少在车辆高度方向上进行相对运动，从而车轮14可以在车辆高度方向上相对于车身12向上运动并且因此弹入。此外，车轮14例如可以在车辆高度方向上相对于车身12向下运动。为此，车轮悬架设备20包括控制臂机构22，该控制臂机构也具有称为车轮控制臂或导引控制臂的控制臂24、26和28。控制臂26和28例如被设计为横向控制臂并且一方面与车身12铰接地耦合，而另一方面与车轮悬架设备20的轮毂托架30铰接地耦合，其中，车轮14可转动地支承在轮毂托架30上。控制臂24一方面与车身12铰接地耦合，另一方面与轮毂托架30铰接地耦合。在车轮14相对于车身12弹入和弹出时，轮毂托架30可以相对于控制臂24、26和28摆动并且整体上可以识别出，车轮14通过车轮悬架设备20铰接到车身12上。

此外，车轮悬架设备20包括至少一个弹簧元件32，车轮14通过该弹簧元件以弹性方式支撑或能支撑在车身12上。弹簧元件32被设计为机械弹簧元件或被设计为机械弹簧，因此弹簧元件32是与气动弹簧不同、因此与空气弹簧不同的弹簧。特别地，弹簧元件32被设计为螺旋弹簧，特别是被设计为螺旋压力弹簧。已表明为特别有利的是，弹簧元件32被设计为蜿蜒形的弹簧。因为弹簧元件32被设计为机械弹簧元件，所以弹簧元件32由固态材料、也就是说由在25摄氏度的温度下以固态聚集状态存在的材料形成。形成弹簧元件32的材料也称为原料；其中，弹簧元件32具有固有刚度或者说是形状稳定的，并且在此能弹性变形。

被设计为机械弹簧或被设计为机械弹簧元件的弹簧元件32一方面至少间接地支撑在车轮14上，而另一方面至少间接地支撑在车身12上。在车轮侧，弹簧元件32通过控制臂机构22并且在此通过控制臂24和轮毂托架30支撑在车轮14上。如果现在出现车轮14的弹入，该车轮在弹入的范围内在车辆高度方向上相对于车体12向上运动，则弹簧元件32被张紧、特别是被挤压或者说被压缩。由此，弹簧元件32提供弹力，借助于该弹力可以使车轮14再次在车辆高度方向上相对于车体12向下运动，由此车轮14例如弹出。为了对车轮14的这种弹入和弹出运动的振动进行减振，例如设有在图中未示出的阻尼器，借助于该阻尼器在车辆高度方向上可以使在车轮14与车身12之间的随后的相对运动减振、也就是说被减振。特别地，车轮14相对于车身12的弹入和弹出可以借助于阻尼器来减振。在此，弹簧元件32具有渐进的弹簧特性曲线，从而弹簧元件32被设计为渐进的支承弹簧或渐进的车体弹簧。换句话说，弹簧元件32具有渐进的特性。优选地，液压的阻尼器与弹簧元件32并行地布置或连接，并且一方面至少间接地与车身12耦合，而另一方面间接地与车轮14耦合。

现在为了能够实现机动车10的特别高的舒适性以及特别有利的行驶特性，车轮悬架设备20以及因此机动车10包括高度调节装置34，借助于该高度调节装置能调节车身12的高度，同时不发生弹簧元件32的弹簧刚度的变化。所述的特征、即车体12借助于高度调节装置34、特别是相对于行车道16可调节高度的特征，应理解为车身12可以借助于高度调节装置34在车辆高度方向上相对于行车道16运动，而车身12通过车轮14支撑在行车道16上。

该图示出例如在第一状态中的弹簧元件32，在该第一状态中车身12或机动车10整体上未被装载。如果现在装载车身12，从而整体上增加了机动车10的质量，则当首先停止车身12的高度调节时，车身12朝向行车道16的方向下降。通过车身12的这种下降，车身12在车辆高度方向上向下朝向行车道16的方向运动，由此，弹簧元件32从第一状态开始被压缩并且由此被张紧。由此，弹簧元件32到达第二状态中，在该第二状态中弹簧元件32相对于第一状态被更强地压缩并且由此被更强地张紧。因为弹簧元件32具有渐进的弹簧特性曲线，所以弹簧元件32的弹簧刚度在第二状态中比在第一状态中更高或者说更大。换句话说，弹簧元件32的弹簧刚度在第一状态中具有第一值并且在第二状态中具有比第一值大的第二值，其中，相应的值是正的、比零大的数字或者说正的、比零大的值。

现在为了保持较大的弹簧刚度，然而同时实现足够的离地间隙、也就是说在车身12与行车道16之间的在车辆高度方向上的足够间距，借助于高度调节装置34使车身12在车辆高度方向上向上从行车道16运动离开，然而同时弹簧元件32的第二状态和因此比第一状态大的弹簧刚度被保持，也就是说同时不发生弹簧元件32的弹簧刚度的变化。

这在图中表明的实施例中通过以下方式实现，即，高度调节装置34具有至少一个调节元件36。调节元件36一方面至少间接地、特别是直接地与弹簧元件32、特别是与该弹簧元件的端部38、特别是铰接地耦合。另一方面，调节元件36至少间接地、特别是直接地与车身12、特别是铰接地耦合。调节元件36在此具有第一调节部件40和第二调节部件42，其中，调节部件40与弹簧元件32耦合并且调节部件42与车身12耦合。调节部件40和42能沿着在图中通过双箭头44表明的运动方向相对彼此平移地运动，其中，运动方向倾斜于或平行于车辆高度方向延伸。

高度调节装置34、特别是调节元件36具有驱动装置46，借助于该驱动装置，调节部件40和42能沿着运动方向相对彼此平移地运动。如果现在例如借助于驱动装置46使调节部件40和42之一在与运动方向重合的第一方向上相对于相应的另一个调节部件42或40平移地运动，则由此使例如车身12在车辆方向上向上从行车道16运动离开、也就是说抬起，同时不发生弹簧元件32的弹簧刚度的变化。如果例如借助于驱动装置46使其中一个调节部件40或42在与第一方向相反的并且因此与运动方向重合的方向上相对于相应的另一个调节部件42或40平移地运动，则由此例如车体12在车辆高度方向上向下朝向行车道16的方向运动并且因此下降，而不发生弹簧元件32的弹簧刚度的变化。在车身12抬起和下降时，弹簧元件32的弹簧刚度的变化特别通过以下方式而不发生，即，在车身12下降或抬起时，弹簧元件32的长度不变化。

这通过以下方式实现，即，以从车身12通过调节元件36和弹簧元件32向车轮14并且通过该车轮向行车道16延伸的力流为基准，调节元件36布置在车身12与弹簧元件32之间，从而调节元件36和弹簧元件32在所描述的力流中彼此串联地布置或连接。作为其替代方案可以考虑的是，调节元件36布置在弹簧元件32与车轮14之间，从而调节元件36和弹簧元件32在力流中也彼此串联地布置或连接。驱动装置46优选地是液压驱动装置，从而调节部件40和42能液压地相对彼此平移运动。此外，优选地可以规定，驱动装置46是电驱动装置，从而驱动装置46例如被设计为电动机。由此，调节部件40和42例如能相对彼此电动平移地运动。

为了能够实现弹簧元件32特别是相对于腐蚀的特别高的稳固性/鲁棒性，优选地规定，弹簧元件32由玻璃纤维增强的合成材料形成、因此由纤维增强的合成材料形成。

调节部件40和42中的一个例如具有活塞杆和与其连接的活塞，其中，相应的另一个调节部件42或40具有缸，活塞可平移运动地接纳在所述缸中。缸和活塞形成腔室，该腔室例如可以被供给工作介质、特别是液压液。例如，如果液压液被导入到腔室中，则例如活塞和活塞杆从缸中移出，由此引起调节元件36的长度增大或者说长度增加。通过调节元件36的这种长度增大，车身12例如被抬起。如果将首先接纳在腔室中的液压液的至少一部分从腔室中引出，则由此使活塞和活塞杆移入到缸中，由此引起调节元件36的长度缩短或者说长度减小。通过这种长度缩短，车身12下降。因此，调节元件36例如具有液压缸，借助于该液压缸能液压地调节车身12的高度。

为了实现车身12的电动的或者说机电的高度调节，例如调节部件40和42中的一个调节部件被设计为丝杠，并且相应的另一个调节部件42或40被设计为螺母，该螺母通过螺母和丝杠的相应的螺纹旋拧到丝杠上。在图中所示的实施例中，其中一个调节部件例如是调节部件40，其被设计为丝杠或具有活塞杆和与其连接的活塞。另一个调节部件例如是调节部件42，该调节部件因此被设计为所述的缸或被设计为螺母。

借助于驱动装置46，丝杠和螺母能围绕转动轴线相对彼此转动，其中，在丝杠与螺母之间的这种相对转动借助于螺纹转换成在螺母与丝杠之间的平移相对运动。在螺母与丝杠之间的这种平移相对运动的范围内，例如螺母相对于丝杠沿着丝杠平移地运动。然后，车身12根据丝杠和螺母相对彼此转动的方向被抬起或下降。

为了实现特别高的行驶舒适性，机动车10、特别是车轮悬架设备20包括在图中特别示意性示出的电子计算装置48。在用于运行车轮悬架设备20的方法的范围内，例如借助于电子计算装置48确定车身12的载荷。替代地或附加地，借助于电子计算装置48确定车轮14相对于车身12的弹入状态和/或在车身12与行车道16之间的在车辆高度方向上的间距。根据所确定的载荷和/或根据所确定的弹入和/或根据所确定的间距，电子计算装置48操控驱动装置46，由此实现车身12的高度调节，同时不发生弹簧元件32的弹簧刚度的变化。由此，可以与载荷无关地始终实现相同的平衡位置，并且因此实现机动车10的相同的离地间隙，而不必为此使人员主动参与。因为高度调节在弹簧元件32的弹簧刚度不变化的情况下进行，所以例如可以在被装载的状态中保持弹簧元件32的相对于未被装载的状态更大的弹簧刚度，从而可以确保特别有利的行驶特性和特别高的行驶舒适性。

Claims (11)

1.一种用于机动车(10)的车轮悬架设备(20)，所述机动车具有车体(12)和至少一个车轮(14)并且能通过所述车轮(14)支撑在行车道(16)上，所述车轮悬架设备包括至少一个弹簧元件(32)，所述弹簧元件具有渐进的弹簧特性曲线，通过所述弹簧元件能使车轮(14)以弹性方式支撑在车体(12)上，

其特征在于，

还包括高度调节装置(34)，借助于所述高度调节装置能调节车体(12)的高度，同时不发生弹簧元件(32)的弹簧刚度的变化。

2.根据权利要求1所述的车轮悬架设备(20)，

其特征在于，

弹簧元件(32)由纤维增强的合成材料形成。

3.根据权利要求2所述的车轮悬架设备(20)，

其特征在于，

所述纤维增强的合成材料是玻璃纤维增强的合成材料。

4.根据前述权利要求中任一项所述的车轮悬架设备(20)，

其特征在于，

弹簧元件(20)被设计为蜿蜒形的弹簧。

5.根据前述权利要求中任一项所述的车轮悬架设备(20)，

其特征在于，

高度调节装置(34)具有至少一个调节元件(36)，所述至少一个调节元件的长度是可调节的，由此车体(12)的高度是可调节的，同时不发生弹簧元件(32)的弹簧刚度变化。

6.根据权利要求4所述的车轮悬架设备(20)，

其特征在于，

以从车体(12)通过弹簧元件(32)和调节元件(36)向车轮(14)延伸的力流为基准，调节元件(36)布置在车体(12)与弹簧元件(32)之间或者布置在车轮(14)与弹簧元件(32)之间。

7.根据前述权利要求中任一项所述的车轮悬架设备(20)，

其特征在于，

高度调节装置(34)能以液压方式驱动和/或能以电动方式驱动，从而能以液压方式和/或以机电方式调节车体(12)的高度。

8.根据前述权利要求中任一项所述的车轮悬架设备(20)，

其特征在于，

车轮悬架设备(20)包括车体(12)和车轮(14)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的车轮悬架设备(20)，

其特征在于，

还包括电子计算装置(48)，该电子计算装置被设计为，确定车体(12)的载荷，根据所确定的载荷来操控高度调节装置(34)，并且由此实现车体(12)的高度调节，同时不发生弹簧元件(32)的弹簧刚度的变化。

10.一种机动车(10)，该机动车具有车体(12)、至少一个车轮(14)和车轮悬架设备(20)，通过所述车轮能将车体(12)支撑在机动车(10)的行车道(16)上，所述车轮悬架设备包括至少一个具有渐进的弹簧特性曲线的弹簧元件(32)，通过所述弹簧元件能使车轮(14)以弹性方式支撑在车体(12)上，

其特征在于，

还包括高度调节装置(34)，借助于所述高度调节装置能调节车体(12)的高度，同时不发生弹簧元件(32)的弹簧刚度的变化。

11.一种用于运行机动车(10)的车轮悬架设备(20)的方法，所述机动车具有车体(12)和至少一个车轮(14)并且能通过所述车轮(14)支撑在行车道(16)上，所述车轮悬架设备包括至少一个弹簧元件(32)，所述弹簧元件具有渐进的弹簧特性曲线，通过所述弹簧元件能使车轮(14)以弹性方式支撑在车体(12)上，其中，借助于机动车(10)的高度调节装置(34)来调节车体(12)的高度，同时不发生弹簧元件(32)的弹簧刚度的变化。

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