DE29801443U1 - Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftfahrzeuges - Google Patents
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Description
IG 3441 Za/Dü
BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftfahrzeuges
mit einem Fahrwerk mit einer Federungs- und einer Dämpfungseinrichtung.
Heutige Kraftfahrzeuge weisen bereits eine Vielzahl von Sicherheitseinrichtungen auf, die grundsätzlich in passive und aktive
Systeme eingeteilt werden können. Dabei kommt der Interaktion solcher Systeme aufgrund der sich rasant fortentwickelnden elektronischen
Datenverarbeitung immer mehr Bedeutung zu. So sind bereits aktive oder semiaktive Fahrwerksreglungen bekannt, die elektronisch mit Motor- und
Getriebemanagement verknüpft nach Maßgabe fahrzeugspezifischer Parameter die Feder- und Dämpfungseinrichtungen steuern und Funktionen
wie Niveauregulierung, Antischlupf- und Antiblockier-Regelung der Räder
sowie variable Dämpferkraftsteuerung (komfortbetont oder sportlich hart) erfüllen.
Bei der DE 40 19 732 A1 wird zur Erzielung einer kleineren und kostengünstigeren Federungs- und Dämpfungseinrichtung sogar
vorgeschlagen, bei einer definierten Querbeschleunigung die Dämpfungseinrichtung zu sperren bzw. hydraulisch zu blockieren und damit
mit geringerem Systemaufwand die Kurvenverlagerung der gefederten Massen abzustützen. Die Steuerparameter dazu sind aber fahrspezifisch
festgelegt, wobei sich die Frage stellt, ob eine derartige Lösung hinsichtlich Fahrkomfort und Fahrverhalten den zu stellenden Anforderungen genügen
kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, mit der die Sicherheit eines
Kraftfahrzeuges bei geringem baulichen Mehraufwand verbessert werden
kann.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß Kennzeichen des Anspruches 1,
indem die Federungs- und/oderDämpfungseinrichtung bei Anliegen eines
außerhalb des regulären Fahrbetriebes liegendem Beschleunigungssignales
zumindest für einzelne Räder gesperrt wird.
Erfindungsgemäß wird der bei extremen Fahrsituationen gelegentlich
vorkommende Aufschaukeleffekt des Kraftfahrzeugaufbaus bzw. der Karosserie vermieden. Dieser Aufschaukeleffekt kann sowohl bei einer
Vollbremsung durch extreme negative Beschleunigung (Verzögerung) als auch bei extremen Anfahrbeschleunigungen oder bei Lastwechseln
(Verzögerung in Beschleunigung oder umgekehrt) auftreten und z. B. bei Motorrädern oder relativ kurzen Kraftfahrzeugen gefährliche Reaktionen
verursachen.
Bei Kollisionen, z. B. einem Seitencrash des Kraftfahrzeuges, ist dieser
Aufschaukeleffekt ebenfalls schädlich. Aufgrund der ggf. hohen Aufprallenergie kann das Kraftfahrzeug zunächst auf der Anstoßseite nach
unten eintauchen, wobei die Räder entsprechend einfedern und kinetische Energie speichern. Dieses Eintauchen - bei dem das Kraftfahrzeug in der
Regel zugleich durch Rutschen der Räder seitlich versetzt, ist dadurch bedingt, daß (&zgr;. B. bei Kollisionen mit einem anderen Kraftfahrzeug) der
Anstoßpunkt durch die Stoßstange des kollidierenden Kraftfahrzeuges tiefer als der Schwerpunkt des seitlich angestoßenen Kraftfahrzeuges liegt. Bei
dem anschließenden Verlagern der Karosserie in der Anstoßrichtung beschleunigen die eingefederten Räder ggf. unterstützt durch die
Rückstellwirkung der Querstabilisator in beachtlichem Maße diese Verlagerung, wobei ggf. das Kraftfahrzeug sogar umstürzen kann. Dieses
„Aufschaukeln" kann verständlicherweise noch stärker beobachtet werden, wenn das Kraftfahrzeug eine Dachlast trägt, weil dadurch der
angesprochene Fahrzeug-Schwerpunkt noch weiter nach oben rückt.
Der beschriebene Aufschaukeleffekt wird erfindungsgemäß nun eliminiert, in
dem bei Anliegen des Crashsignals, das in bekannter Weise durch einen Aufprallsensor bzw. Beschleunigungssensor generiert werden kann, die
Federungs- und/oder Dämpfungseinrichtung gesperrt wird. Die ggf. in der Federungs- und Dämpfungseinrichtung durch das Eintauchen gespeicherte
Energie ist quasi eingefroren und kann kein Drehmoment mehr um die
Momentanzentren des Fahrwerkes bzw. um die durch die Momentanzentren verlaufende Rollachse des Kraftfahrzeuges ausüben. Zudem wird durch die
blockierten Stoßdämpfer an der der Anstoßrichtung abgewandten Seite die Seitenstabilität des Kraftfahrzeuges erhöht.
Versuche haben gezeigt, daß dadurch ein ggf. unter ungünstigen Umständen auftretendes Umstürzen des Kraftfahrzeuges wirksam und
zuverlässig vermieden werden kann.
Das Sperren der Federungs- und/oder Dämpfungseinrichtung kann bei einem Fahrwerk mit metallischen Federn (z. B. Schraubendruckfedern) und
hydraulisch wirkenden Teleskopstoßdämpfern in an sich bekannter Weise dadurch bewerkstelligt werden, daß mittels eines elektrisch ansteuerbaren
Ventils der Kolben mit Drosselbohrungen des Stoßdämpfers so ausgeführt wird, daß diese Drosselbohrungen in der einen Schaltstellung des Ventils
verschlossen oder nahezu verschlossen sind; der Stoßdämpfer ist somit hydraulisch blockiert bzw. verhärtet - was auch für die kinematisch parallel
geschalteten Federn gilt.
Das Crashsignal kann bevorzugt von einem oder mehreren vorhandenen
Crashsensoren abgeleitet werden, z. B. wenn das Kraftfahrzeug mit einem Airbag-System ausgestattet ist.
Es kann somit in kostengünstiger Weise auf baulich im Kraftfahrzeug bereits
vorhandene Mittel zurückgegriffen werden, die lediglich entsprechend zu verknüpfen sind.
Gleiches gilt, wenn im Kraftfahrzeug bereits ein Antiblockier-Bremssystem
(ABS) montiert ist. In diesem Fall kann von dem ABS-Steuergerät ein Signal
abgeleitet werden, wenn eine Vollbremsung des Kraftfahrzeuges mit entsprechender ABS-Regelung (Bremsdruckmodulation nach Maßgabe der
positiven und negativen Radbeschleunigungen beim Bremsen) vorliegt, ggf. unterstützt durch ein Drucksignal der Bremseinheit (hoher Druck entspricht
hoher Verzögerung bei griffiger Fahrbahn).
Für die Anfahrbeschleunigung, aber auch für die Bremsverzögerung, kann
ferner ein separater Beschleunigungsaufnehmer alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein.
• ·
♦ ·
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren
Einzelheiten näher erläutert. Die anliegende schematische Zeichnung zeigt ein Phantombild eines Kraftfahrzeuges mit semiaktivem Fahrwerk und mit
Beschleunigungssensoren, die mit dem elektronischen Steuergerät des Fahrwerks verbunden sind.
Das allgemein mit 10 bezeichnete Kraftfahrzeug weist ein Fahrwerk mit
vorderen Radaufhängungen 12 und hinteren Radaufhängungen 14 auf, die in bekannter Weise die Führung der Räder 16,18 übernehmen. Die vorderen
Räder 16 sind über eine nur angedeutete Lenkung 20 lenkbar. Das Kraftfahrzeug 10 ist mit einem Antiblockier-Bremssystem mit einem
Steuergerät 40 versehen. Das Bremssystem ist bekannter Bauart und deshalb nicht dargestellt und beschrieben.
Die Federungs- und Dämpfungseinrichtung zur Karosserie 15 des Kraftfahrzeuges weist hydraulische Teleskop-Stoßdämpfer 22,24 auf, die mit
nicht dargestellten Schraubendruckfedern als sogenannte Federbeine ausgebildet sind. Es sind jedoch auch andere Stoßdämpfer- und
Federanordnungen denkbar, z. B. auch Gasdruckdämpfer.
Die Stoßdämpfer 22,24 sind mit elektrisch ansteuerbaren Bypass-Ventilen
26 versehen, die über elektrische Leitungen mit einem zentralen, elektronischen Steuergerät 28 verbunden sind.
Die hydraulische Versorgung der Stoßdämpfer 22,24 des dargestellten,
semiaktiven Fahrwerks erfolgt in üblicher Weise und ist deshalb ebenfalls
nicht dargestellt. Derartige Fahrwerke bzw. Stoßdämpfer sind z. B. in den Patentschriften DE 41 05 937 C2 und DE 42 20 617 C1 detailliert
beschrieben.
Über die Ventile 26 kann die Dämpfungseigenschaft der Stoßdämpfer 22,24
nach fahrzeugspezifischen Parametern in weich, mittel oder hart bzw.
komfortbetont, mittel oder sportlich eingestellt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können die Stoßdämpfer 22,24 über das
Steuergerät 28 und die elektrischen Ventile 26 auch gesperrt werden, wobei hier die Drosselwirkung gegen unendlich gesteuert ist, so daß die
Stoßdämpfer 22,24 hydraulisch blockiert sind.
Im Kraftfahrzeug 10 sind Aufprallsensoren bzw. Airbagsensoren 30,32
angeordnet, die in bekannter Weise als Beschleunigungsaufnehmer ausgebildet sind und die bei einer Längs- und/oder Querbeschleunigung des
Kraftfahrzeuges 10 bei einem Aufprall auf ein Hindernis oder einem
Zusammenstoß mit einem Kollisionsfahrzeug ab einem definierten Beschleunigungswert über ein Steuergerät 34 den nicht dargestellten Airbag
(Luftsack) pyrotechnisch aktivieren. Der auslösende Beschleunigungswert liegt selbstverständlich über den maximal auftretenden
Quer- und Längsbeschleunigungswerten des Kraftfahrzeuges 10 im Fahrbetrieb.
Dabei sind das Steuergerät 34 für die Air-bag-Aktivierung und das Steuergerät 28 für die Fahrwerksregelung durch eine Datenleitung 36
miteinander verbunden. Über die Datenleitung 36 wird ein Crashsignal an das Steuergerät 28 abgegeben, aufgrund dessen das Steuergerät 28 eine
Sperrung mehrerer oder aller Stoßdämpfer 22,24 aktiviert.
Wird z. B. über den Air-bag-Sensor 32 eine Querbeschleunigung >
2g gemessen, so werden abhängig von der erfaßten Anstoßrichtung (z. B. Pfeil 38) von dem Steuergerät 34 ein Crashsignal abgegeben, das über das
Fahrwerk-Steuergerät 28 bevorrangt eine Sperrung der in Fahrtrichtung rechts liegenden Stoßdämpfer 22,24 aktiviert. Diese hydraulische
Blockierung der Stoßdämpfer 22,24 verhindert - wie eingangs beschrieben das Aufschaukeln der Karosserie um die durch die Rollzentren der
Radaufhängungen 12,14 verlaufende Rollachse und verstärkt die Seitenstabilität.
Es versteht sich, daß bei einer entgegengesetzt liegenden Anstoßrichtung
die linken Stoßdämpfer 22,24 des Kraftfahrzeuges entsprechend angesteuert bzw. gesperrt werden.
Im Rahmen der Erfindung können aber auch unabhängig von der
Anstoßrichtung alle Stoßdämpfer 22,24 gesperrt werden; ggf. kann dies auch bei einem Heckaufprall bei in Fahrzeuglängsrichtung auftretender
Beschleunigung durchgeführt werden.
Die Verhärtung oder Sperrung der Stoßdämpfer 22,24 kann nach dem Crash
mittels eines Zeitgliedes in dem Steuergerät 28 oder mit Unterbrechung des
Betriebsstromkreises (Ausschalten der Zündung) wieder aufgehoben werden.
Das Steuergerät 28 ist ferner über eine weitere Datenleitung 38 mit dem
Steuergerät 40 des Antiblockier-Bremssystems verbunden.
Zudem ist ein weiterer Beschleunigungssensor 42 im Kraftfahrzeug angeordnet, der die Längs- und Querbeschleunigungen des Kraftfahrzeuges
10 erfaßt und bei über regulären Beschleunigungswerten liegendem Schwellwert ebenfalls ein Signal an das Steuergerät 28 abgibt.
Dementsprechend wird bei Anliegen eines Beschleunigungswertes entsprechend einer extremen Anfahrbeschleunigung, Querbeschleunigung
und/oder Bremsverzögerung und/oder einem Signal des Steuergerätes 40 bei einer Bremsblockierregelung (Vollbremsung) ebenfalls die Verhärtung
oder Sperrung der Stoßdämpfer 22,24 oder nur der vorderen Stoßdämpfer 22 bei Verzögerung bzw. nur der hinteren Stoßdämpfer 24 bei
Beschleunigung und ggf. nur der kurvenäußeren Stoßdämpfer 22,24 bei Querbeschleunigung gesteuert.
Wesentlich ist dabei, daß die vorbeschriebene Verhärtung oder Sperrung
der Stoßdämpfer 22,24 außerhalb des regulären Fahrbetriebes liegt und
somit die reguläre Fahrwerkssteuerung oder -regelung nicht beeinflußt.
Anstelle einer Sperrung der Stoßdämpfer 22,24 - die insbesondere bei auf
dem Kraftfahrzeug beförderten Dachlasten (ggf. über einen Beladungssensor erfaßbar) bevorzugt wird - kann bei auftretendem
Crashsignal auch unabhängig von den fahrspezifischen Parametern der Fahrwerksregelung nur eine Verhärtung (z. B. auf sportlich oder noch härter)
der Dämpfungseinrichtung gesteuert werden, die ebenfalls dem Aufschaukeleffekt in ggf. ausreichendem Maße entgegenwirkt. Ggf. kann die
Verhärtung oder Sperrung der Stoßdämpfer zusätzlich beladungsabhängig erfolgen, z. B. mittels eines Lastsensors an einem Dachträger des
Kraftfahrzeuges.
Claims (10)
1. Vorrichtung an einer Federungs- und Dämpfungseinrichtung an einem
Fahrwerk eines Kraftfahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Beschleunigungssensor (42) im Kraftfahrzeug (10) vorgesehen ist, der
bei einem außerhalb des regulären Fahrbetriebes liegendem Beschleunigungswert elektrische Ventile (26) aktiviert, mittels denen
zumindest für einzelne Räder (16,18) die Federungs- und/oder
Dämpfungseinheit (22,24) verhärtbar oder sperrbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Beschleunigungssensor ein oder mehrere im Kraftfahrzeug vorhandene Air-bag-Sensoren (30,32) sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei
einem Seitencrash des Kraftfahrzeuges (10) zumindest die Dämpfungseinrichtung (22,24) der stoßabgewandten Seite aktiviert ist.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Aktivierung der Dämpfüngseinrichtung (22,24)
über ein Zeitglied und/oder durch Unterbrechung des Betriebsstromkreises des Kraftfahrzeuges (10) wieder aufhebbar ist.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Dämpfungseinrichtung mittels hydraulischer Stoßdämpfer (22,24) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest jeweils zwei
Stoßdämpfer (22,24) über elektrisch ansteuerbare Ventile (26)
hydraulisch verhärtbar bzw. sperrbar sind, wobei die Ventile (26) über ein mit zumindest einem Beschleunigungssensor (42,30,32) verbundenes
Steuergerät (28) steuerbar sind.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftfahrzeug (10) mit einer die Dämpfungseigenschaften der Stoßdämpfer (22,24) (z. B. weich, mittel,
hart) verändernden Einrichtung mit einem Steuergerät (28) und mit an den Stoßdämpfern (22,24) angeordneten Ventilen (26) versehen ist und daß
das Steuergerät (28) mit zumindest einem Beschleunigungssensor (30,32) verbunden ist und zusätzlich die Verhärtung oder die Sperrung
der Stoßdämpfer (22,24) steuert.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß das Kraftfahrzeug (10) mit einem Antiblockier-Bremssystem
mit einem Steuergerät (40) ausgerüstet ist und daß das Steuergerät (40) mit dem Steuergerät (28) verbunden ist und bei
Antiblockierregelung ein Signal zum Aktivieren der Ventile (26) generiert.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß zu den Airbag-Sensoren (30,32) zumindest ein weiterer Beschleunigungssensor (42) vorgesehen ist, der mit dem
Steuergerät (28) verbunden ist.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Beschleunigungssensor (42) zur Ermittlung einer Vollbremsung und/oder irregulären Anfahrbeschleunigung
dient.
10.Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß zusätzlich ein eine definierte Dachlast anzeigender Lastsensor mit dem Steuergerät (28) verbunden ist.
.Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß das Steuergerät (28) mit dem elektronischen Motormanagement des Kraftfahrzeuges (10) verbunden ist und dieses bei
zu hoher Anfahrbeschleunigung zur gleichzeitigen Verminderung der Leistung der Antriebseinheit des Kraftfahrzeuges (10) ansteuert.
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DE29801443U Expired - Lifetime DE29801443U1 (de) | 1998-01-29 | 1998-01-29 | Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftfahrzeuges |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE29801443U1 (de) |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R207 | Utility model specification |
Effective date: 19980618 |
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R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20010206 |
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R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20040317 |
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R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20060214 |
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R071 | Expiry of right |