Beschreibung

Die Erfindung betrifft Vorrichtung zur Veränderung des Abstands des Bodens einer Karosserie eines Fahrzeugs zur Fahrbahn und zur Stabilisierung des Fahrzeugs, bei dem einem jeden Rad des Fahrzeugs ein Federelement sowie ein Stabilisierungselement zugeordnet ist, durch das sich der Bodenabstand einer Karosserie des Fahrzeugs radweise verändern lässt, wobei das Stellelement (ST1-ST4) zwischen der Karosserie (K) und dem Federelement (FE, FE') angeordnet ist, und wobei durch das Stellelement (ST1-ST4) für jedes Rad (VR1 , VR2, HR1 , HR2) zum Ausgleich von fahrzeuginternen und/oder fahrzeugexternen Störkräften eine zwischen dem jeweiligen Rad (VR1 , VR2, HR1 , HR2) und der Karosserie (K) wirkende, die Rückstellkraft des Federelements (FE, FE' ) ergänzende Rückstellkraft (R) erzeugbar ist, so dass durch die Wirkung des oder der Stellelemente (ST1-ST4) die Karosserie (K) des Fahrzeugs (FZ) von einem labilen Gleichgewicht in ein indifferentes Gleichgewicht bringbar oder im indifferenten Gleichgewicht haltbar ist.

Es ist bekannt, dass zur Erzielung einer hohen Fahrsicherheit die Fahrzeugstabilität eine große Rolle spielt. Die Fahrzeugstabilität wird von der Karosseriestabilität und der Fahrstabilität beeinflusst, wobei die Karosseriestabilität ihrerseits unter dem Aspekt der Wippstabilität, also der Stabilität gegenüber einer Drehung um eine Querachse, der Rollstabilität, also die Stabilität gegenüber einer Drehung um eine Längsachse in Querrichtung, der Gierstabilität, also die Stabilität gegenüber einer Drehung um die Hochachse, und der Hubstabilität, also der Stabilität in Höhenrichtung, zu betrachten ist. Für die Fahrzeugdynamik ist die Gleichgewichtsproblematik von maßgebender Bedeutung, die im höchsten Masse die Stabilität des Fahrzeugs bestimmt.

BESTÄTIGUNGSKOPIE Unter den vielen Aspekten der Fahrstabilität ist die Kursstabilität von besonderer Bedeutung, die in Gefahr ist, wenn ein Effekt aus vermehrtem Einfluss der Masseverteilung eines Fahrzeugs auftritt. Um eine maximale Beibehaltung der Kursstabilität und der Steuerbarkeit des Fahrzeugs und somit eine möglichst hohe aktive Sicherheit zu erreichen, ist z.B. aus der DE-OS 42 31 641 bekannt, dass ein Regelsystem erforderlich ist, das in schwierigen Fahrsituationen das dabei auftretende labile Gleichgewicht, also ein Gleichgewicht, in dem der Schwerpunkt fällt und nicht mehr in seine alte Position zurückkehrt, in ein indifferentes Gleichgewicht, also ein gegenüber Störungen unempfindliches Gleichgewicht, überzuführen versucht.

Bis dahin wurde bei Fahrzeugen mit Schraubenfederung vorgesehen, dass bei dem in andauernder Rückkopplungsaktion wirkende Regelsystem zur dynamischen Gleichgewichtswiederherstellung im Wesentlichen als Gegenkräfte die Gegenfederung der Schraubenfederung/Dämpfung und die eingebaute Fahrzeugsteifheit wirken. Bei den bekannten Regelsystemen ist daher ein spezieller Aufbau der Federungselemente des Fahrzeugs erforderlich, welcher zu erhöhten Herstellungskosten führt. Außerdem ist es hierbei nötig, Karosserieeinfederungen mit passiver Aktion des

Schraubenfederungsregelsystems mit mangelnder Systemeffizienz zu erdulden.

Aus WO 98/30405 A1 ist eine eingangs genannte Vorrichtung ohne die Änderung des Bodenabstandes bekannt. Verbesserungswürdig bei diesem Ansatz ist, dass zusätzlich zu dynamischen Änderungen im Fahrwerk auch statische Änderungen möglich sind, insbesondere was den Abstand des Karosseriebodens betrifft.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass besonders einfach eine effiziente Fahrzeugstabilisierung erreichbar bleibt und gleichzeitig es möglich wird, auf einfache Weise eine Änderung des Abstands des Karosseriebodens im Bezug auf den Boden erreichbar wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass durch das oder die Stellelemente gleichzeitig zur Rückstellkraft eine Hubkraft erzeugbar ist, so dass durch die Wirkung des oder der Stellelemente der Abstand des Bodens der Karosserie des Fahrzeugs zur Fahrbahn bezogen auf alle Räder des Fahrzeugs änderbar ist. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird in vorteilhafter Art und Weise erreicht, dass anstatt einer dynamischen Fahrzeuginstabilität und eine Einstellung des Abstands des Karosseriebodens zur Fahrbahn, die beide bei den bekannten Fahrzeugen durch den Kompromiss, der bei den Federelementen und der Fahrwerkskonstruktion eingegangen werden muss, hervorgerufen wird, eine dynamische Stabilität des Fahrzeugs dadurch erzeugt wird, indem der passiven Regelwirkung der Federelemente eine dynamische Rückstellkraft durch die Stellelemente beigefügt wird und gleichzeitig eine aktive Einstellung des Abstands des Karosseriebodens zur Fahrbahn bezogen auf alle Räder des Fahrzeugs ermöglicht wird, so dass durch die erfindungsgemäße Vorrichtung es ermöglicht wird, die Fahrzeugstabilität dynamisch zu erhöhen, ohne dass es eines Eingriffs in die Karosserie oder in die Fahrwerkskonstruktion bedarf und zusätzliche Komponenten beigesteuert werden müssen.. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in vorteilhafter Art und Weise mit bekannten Federelementen des Fahrzeugs anwendbar. Sie erlaubt eine hohe Verbesserung der konventionellen Federung durch die bekannten Federelemente, indem ein aktives, dynamisches Regelsystem geschaffen wird, welches den bekannten Federelementen ihre Funktion belässt, sogar eine Reduktion von deren Steifheit erlaubt und zusätzlich die Federelemente mit der vorteilhaften Eigenschaft der aktiven Karosseriestabilisierung und einer beliebigen Niveauregulierung ausstattet. Gleichzeitig wird der Abstand des Karosseriebodens zur Fahrbahn bezogen auf die Räder des Fahrzeugs auf einfache Weise sowohl direkt durch den Fahrer als auch durch eine Steuereinheit beispielsweise in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder weiterer Beschaffenheitsparameter einstellbar.

Weiter mit der Erfindung erzielbare Vorteile bestehen darin, dass die erfindungsgemäßen Maßnahmen eine aktive Sicherheit und einen Komfort erzeugen, da durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen die Federwirkung der bekannten Federelemente unterstützt und lediglich die zum Ausgleich der durch fahrzeuginterne und/oder fahrzeugexterne Einflüsse hervorgerufenen Störung erforderliche Rückstellkräfte in der Gegenfederungsleistung zur maximalen Fahrzeugstabilität erzeugt werden. Im Fall eines Ausfalls der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in vorteilhafter Art und Weise weiterhin eine uneingeschränkte Fahrzeugnutzung möglich, während bei bekannten Vorrichtungen, insbesondere bei hydraulischen Federungsfahrwerksystemen, deren Ausfall zu erheblichen Einschränkungen in der Fahrzeugnutzung führt, so dass bei diesem im Regelfall nur eine Notnutzung eines derartigen Fahrzeugs möglich ist. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Eine besonders vorteilhafte Lehre der Erfindung sieht vor, dass mindestens eines der Stellelemente einen Halter aufweist, der einen zentralen Bereich aufweist, der am Federelement montierbar ist, der einen Endbereich aufweist, der ein Widerlager für eine Druckzylindereinheit ist, dass die Druckzylindereinheit ein Gehäuse mit wenigstens zwei Zylinderräumen aufweist, dass im Zylinderraum wenigstens ein Kolben und eine Kolbenstange vorgesehen sind, und dass wenigstens eine Kolbenstange mit dem Endbereich des Halters wirkverbunden ist und wenigstens eine Kolbenstange mit der Karosserie wirkverbunden ist. Auf diese Weise lässt sich die erfindungsgemäße Wirkung besonders einfach bereitstellen.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass durch die Stellelemente eine Wippbewegung der Karosserie des Fahrzeugs, eine Rollbewegung der Karosserie des Fahrzeugs, eine Gierbewegung der Karosserie des Fahrzeugs, Vorrichtung eine Hubbewegung der Karosserie des Fahrzeugs ausgleichbar ist. Somit ist es durch die erfindungsgemäße Vorrichtung möglich, sämtlichen Einflüssen, die auf das Fahrzeug während des Fahrbetriebs einwirken können, entgegen zu wirken und gleichzeitig den entsprechend gewünschten Komfort beizubehalten. Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die Kolbenstange des einen Zylinderraums an der Oberseite der Druckzylindereinheit und die Kolbenstange an der Unterseite der Druckzylindereinheit aus der Druckzylindereinheit herausgeführt ist, wobei bevorzugt wenigstens ein Zylinderraum als Ringkolben ausgeführt ist, durch den der der Zylinderraum in einen ersten und einen zweiten Zylinderraumabschnitt unterteilt ist. Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die Kolben über eine Steuereinheit hydraulisch beaufschlagt werden, bevorzugt gesteuert über wenigstens einem Algorithmus. Hierdurch ist es auf einfache Weise möglich innerhalb eines Gehäuses kompakt die beiden Bewegungskomponenten zu erzeugen. Die Hydraulische Ansteuerung erlaubt hinreichende Drücke und Kraftentwicklung, die über die Steuereinheit direkt wirkend zugeführt werden. Dabei ist es über den Algorithmus möglich, dosiert die gewünschte Wirkung zu erzeugen. Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die Erzeugung der Rückstellkräfte durch die Stellelemente dynamisch erzeugbar ist und/oder dass die Erzeugung der Hubkraft durch die Stellelemente statisch erzeugbar ist. Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die Vorrichtung eine Regeleinrichtung aufweist, der Sensorsignale mindestens eines Sensors zuführbar sind, und durch die in Abhängigkeit von den ihr zugeführten Sensorsignalen ein eine Aktion mindestens eines der Stellelemente bewirkendes Stellsignal erzeugbar ist. Vorteilhaft ist dabei, dass der mindestens eine Sensor ein Beschleunigungssensor, ein Einfederwegsensor, ein Lenkwinkelsensor, ein Verzögerungssensor, ein Geschwindigkeitssensor, ein Gierbewegungssensor, ein Querbeschleunigungssensor, oder ein Wegsensor ist. Weiterhin ist vorteilhaft, dass jedes Stellelement pro Zylinderraum wenigstens ein von der Regeleinrichtung ansteuerbares Steuerventil aufweist. Vorteilhafter Weise erfolgt die Ansteuerung hydraulisch. Dafür sieht eine weitere Lehre der Erfindung vor, dass die Vorrichtung eine Hydraulikeinrichtung mit Druckspeicher und Tank für das Hydraulikmedium aufweist. Über die Sensoren wird eine entsprechende Ansteuerung möglich. Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass der zentrale Bereich und der Endbereich des Halters durch einen sich im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung des Federelements erstreckenden mittleren Bereich verbunden sind. Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass der Zylinderraum einen verschiebbaren Kolben aufweist, durch den der Zylinderraum in einen ersten und einen zweiten Zylinderraumabschnitt unterteilt ist. Vorteilhaft ist dabei, dass jeder der Zylinderraumabschnitte eine Druckzuleitung und eine Druckableitung aufweist, über die dem entsprechenden Zylinderraumabschnitt ein Druckmedium zu - und abführbar ist. Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die Kolbenstange durch einen Dichtungsverschluss aus der Druckkolbeneinheit herausgeführt ist.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind dem Ausführungsbeispiel zu entnehmen, das im Folgenden anhand der Figuren beschrieben wird. Es zeigen:

Figur 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Darstellung, Figur 2 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stellelements,

Figur 3 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stellelements,

Figur 4a bis Figur 4c verschiedene Bewegungszustände des unteren Kolbens des erfindungsgemäßen Stellelements,, Figur 5a bis Figur 5c verschiedene Bewegungszustände des oberen Kolbens des erfindungsgemäßen Stellelements,

Figur 6 eine schematische Darstellung verschiedener Bewegungen einer Karosserie des Fahrzeugs,

Figur 7a eine schematische Darstellung einer beim Stand der Technik auftretenden Wippbewegung,

Figur 7b eine schematische Darstellung der bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung auftretenden Wippbewegung,

Figur 8a eine schematische Darstellung der beim Stand der Technik auftretenden Rollbewegung Figur 8b eine schematische Darstellung der beim Ausführungsbeispiel der Erfindung auftretenden Rollbewegung,

Figur 9a eine schematische Darstellung einer dynamischen Niveauregulierung gemäß dem Stand der Technik

Figur 9b eine schematische Darstellung einer dynamischen Niveauregulierung gemäß der Erfindung,

Figur 10a eine schematische Darstellung einer belastungsabhängigen Karosserieeinfederung gemäß dem Stand der Technik,

Figur 10b eine schematische Darstellung einer belastungsabhängigen Niveauregulierung gemäß der Erfindung, Figur 11 a eine schematische Darstellung einer Karosserieeinfederung gemäß dem Stand der Technik

Figur 11 b eine schematische Darstellung einer Karosserieeinfederung gemäß der Erfindung,

Figur 12a eine schematische Darstellung einer durch Bremsen hervorgerufenen Karosserieeinfederung gemäß dem Stand der Technik, Figur 12b eine schematische Darstellung einer durch Bremsen hervorgerufenen Karosserieeinfederung gemäß der Erfindung,

Figur 13a eine schematische Darstellung einer nichtmöglichen statischen Abstandsänderung des Bodens der Karosserie zur Fahrbahn, und

Figur 13b eine schematische Darstellung einer statischen Abstandsänderung des Bodens der Karosserie zur Fahrbahn gemäß der Erfindung.

Bevor nun das in Figur 1 schematisch dargestellte Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Veränderung des Abstands des Bodens einer Karosserie eines Fahrzeugs zur Fahrbahn und zur Stabilisierung des Fahrzeugs beschrieben wird, soll diesen Erläuterungen eine kurze Beschreibung der die Fahrzeugstabilität des Fahrzeugs im Wesentlichen beeinflussenden Faktoren vorangestellt werden. Wie in Figur 6 schematisch dargestellt ist, unterteilt sich die Karosseriestabilität im wesentlichen in eine Wippstabilität, also in eine Stabilität gegenüber einer Wippbewegung WB um eine Querachse QA, in eine Rollstabilität, also eine Stabilität gegenüber einer Rollbewegung RB um eine Längsachse LA, eine Gierstabilität, also eine Stabilität gegenüber einer Gierbewegung GB um eine Hochachse HA, und in eine Hubstabilität, also eine Stabilität gegenüber einer Hubbewegung HB in Richtung der Hochachse HA. Wie aus der Figur 7a ersichtlich ist, tritt bei einem nicht mit der beschriebenen Vorrichtung ausgestatteten Fahrzeug FZ ein Wippmoment WM um die Querachse QA auf, das von den Federelementen FE des Fahrzeugs FZ aufgefangen werden muss.

In entsprechender Art und Weise müssen die Federelemente FE das bei einer Rollbewegung RB (siehe Figur 8a) auftretende Rollmoment RM um die Längsachse LA des Fahrzeugs FZ ausgleichen. Bei einer Hubbewegung HB des Fahrzeugs FZ in Richtung der Hochachse HA (siehe Figur 9a) muss auch diese Hubbewegung HB, nämlich das Steigen oder das Sinken des Fahrzeugs FZ in Richtung der Hochachse HB, durch die Federelemente FE aufgefangen werden.

Um nun auch beim Auftreten derartiger Bewegungen WB, RB, GB, HB das Fahrzeug FZ stabilisieren zu können, dient nun die in Figur 1 schematisch dargestellte Vorrichtung zur Fahrzeugstabilisierung: Dieses weist eine Regelungseinheit 50 mit einem Mikroprozessor auf, dem die Signale mehrerer Sensoren zugeführt werden. Ein oder mehrere Beschleunigungssensoren 4 messen die aktuell auftretende Beschleunigung des Fahrzeugs FZ, ein an jedem Federelement FE, das in dem hier gezeigten Fall als Schraubenfeder 13 ausgebildet ist, vorhandener, vorzugsweise als Gasventil-Potentiometer 10 (siehe Figur 2, 3) ausgebildeter Einfederwegsensor 4a misst den aktuellen Einfederweg eines jeden Federelements FE des Fahrzeugs FZ, ein vorzugsweise als optoelektronischer Sensor ausgebildeter Lenkwinkelsensor 4b misst den Einlenkwinkel der Vorderräder VR1 , VR2 des Fahrzeugs FZ, ein Bremsensor 4c liefert ein die Verzögerung des Fahrzeugs charakterisierendes Sensorsignal an die Regeleinrichtung 50, ein Geschwindigkeitssensor 4d übermittelt ein die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs FZ charakterisierendes Sensorsignal an die Regeleinrichtung 5, ein Giergeschwindigkeitssensor 4e liefert ein die aktuelle Gierbewegung GB des Fahrzeugs FZ charakterisierendes Sensorsignal, ein Querbeschleunigungssensor 4f liefert ein die Querbeschleunigung des Fahrzeugs FZ charakterisierendes Sensorsignal und ein Wegsensor 4g liefert einen Wert für den Weg, um den die Stellelemente STE die Karosserie K statisch angehoben haben.

Die Regeleinrichtung 5 berechnet nun aus den ihr zugeführten Sensorsignalen entsprechende Stellsignale für eine Stabilisierungs- und Höhenänderungseinrichtung S, die - wie nachstehend beschrieben wird - Stellaktionen ausführt, um das Fahrzeug in einem indifferenten Gleichgewicht zu halten, indem entsprechende Rückstellkräfte erzeugt werden, die einer Auslenkung des Fahrzeugs aus dem indifferenten Gleichgewicht entgegenwirken bzw. das indifferente Gleichgewicht wiederherstellen und gleichzeitig in der Lage ist die Höhe des Bodens der Karosserie K im Bezug auf die Fahrbahn einzustellen.

Das derart gebildete System bringt also das Fahrzeug FZ wieder in dynamisches Gleichgewicht zurück während die Karosseriehöhe regelbar ist. Die eine Hochdruck-Hydraulik 20 (vorzugsweise bis zu 10 MPa) mit einen Tank 60 und einen Druckspeicher 70 für das Hydrauliköl aufweisende Stabilisierungsund Höhenänderungseinrichtung S bewirkt z.B., dass - wie aus den Figuren 7a und 7b ersichtlich - bei einer durch das Wippmoment WM hervorgerufenen Wippbewegung WB des Fahrzeugs FZ die Karosserie K des Fahrzeugs FZ im Bereich der Vorderräder VR1 und VR2 durch die Stellelemente ST1 , ST2 angehoben wird, während - falls erforderlich - die Karosserie K im Bereich der beiden Hinterräder HR1 und HR2 durch die an diesen Rädern angreifenden Stellelement ST3 und ST4 abgesenkt wird.

Bei einer in den Figuren 8a und 8b dargestellten Rollbewegung RB des Fahrzeugs FZ ist vorgesehen, dass die Karosserie K des Fahrzeugs FZ durch das Fahrzeugstabilisierungssystem aus ihren in der Figur 8a strichliert dargestellten Position in ihre in Figur 8b durchgezogen dargestellte Position gebracht wird, indem die Stabilisierungs- und Höhenänderungseinrichtung S bewirkt, dass die Karosserie K durch die entsprechenden Stellelemente, in dem hier gezeigten Fall die Stellelemente ST2 und ST4 angehoben und ggf. auf der anderen Seite durch die Stellelemente ST1 , ST3 abgelenkt wird.

Bei der in den Figuren 9a und 9b dargestellten Hubbewegung HB des Fahrzeugs FZ sieht die Stabilisierungs- und Höhenänderungseinrichtung S vor, dass der gewünschte Bodenabstand der Karosserie K des Fahrzeugs F2 in seiner Hochachse HA durch ein Anheben und/oder Absenken der Karosserie durch die Stellelemente ST1 -ST4 mittels der von diesen erzeugten Rückstellkraft R erzeugt wird.

Dem Fachmann ist selbstverständlich klar ersichtlich, dass die drei oben genannten Bewegungsvorgänge nur einen kleinen Ausschnitt aus der Vielzahl der denkbaren Regelungsvorgänge sind. Im praktischen Fahrbetrieb ist natürlich in der Regel eine Kombination der oben genannten Einwirkungen vorhanden. Z.B. ist bei der in den Figuren 10a und 10b dargestellten Situation einer an Vorderachse und Hinterachse unterschiedlichen Radbelastung eine entsprechende Niveauregulierung erforderlich, um die Karosserie K in einem indifferenten Gleichgewicht zu halten bzw. sie in ein indifferentes Gleichgewicht zu bringen.

Während z.B. bei einem die beschriebene Fahrzeugstabilisierungseinrichtung nicht aufweisenden Fahrzeug FZ eine größere Belastung im Bereich der Hinterräder HR1 und HR2 bewirken würde, dass sich die Karosserie K in die in Figur 10a strichliert gezeigte Stellung absenken würde, wird bei einem die beschriebene Stabilisierungs- und Höhenänderungseinrichtung S aufweisenden Fahrzeug FZ durch eine entsprechende Stellbewegung der hinteren Stellelemente ST3 und ST4 bewirkt, dass die Karosserie K im hinteren Bereich angehoben wird und somit in ihr indifferentes Gleichgewicht gebracht.

Beim Fahren durch eine Kurve, bei Seitenwind oder beim Fahren über eine Fahrbahn mit Schrägneigung tritt - wie anhand der Figuren 1 a und 1 1b erläutert wird - u.a. eine Rollbewegung RB der Karosserie K auf, die zu einer unterschiedlichen Radbelastung führt. Bei einem konventionellen Fahrzeug FZ werden bei der in den Figuren 11a und 11 b dargestellten Fahrsituation die linken Räder VR1 und HR1 stärker belastet als die rechten Räder VR2 und HR2, so dass sich die Karosserie K in die in Figur 11a strichliert dargestellte Stellung absenken würde. Indem nun die Stabilisierungs- und Höhenänderungseinrichtung S vorsieht, dass die Karosserie K durch die Stellelemente ST1 und ST3 angehoben wird, gelangt die Karosserie K wieder in ihr indifferentes Gleichgewicht. Bei der in den Figuren 12a und 12b dargestellten Fahrsituation, die beim Bremsen und Beschleunigen auftritt, führen die Wippbewegung WB, die Rollbewegung RB und/oder die Hubbewegung HB der Karosserie K zu unterschiedlichen Radbelastungen, wobei eine starke Gewichtsverlagerung zu einem Rad der Achse des Fahrzeugs FZ hin oder von Achse zu Achse eine Gegenfederung verursacht.

Die Stabilisierungs- und Höhenänderungseinrichtung S sieht nun vor, dass durch eine entsprechende Bewegung der Stellelemente ST1 und ST2 der Karosserieeinfederung entgegengetreten wird und die von der Wippbewegung WB, der Rollbewegung RB oder der Hubbewegung HB hervorgerufenen Einflüsse kompensiert werden, so dass die Fahrstabilität - insbesondere bei extremer Fahrweise - erhöht wird.

Die beschriebene Vorrichtung zur Fahrzeugstabilisierung ermöglicht auch eine stabilisierende asymmetrische oder diagonale Stellbewegung, z.B. dann, wenn bei einem Einfedern an einem Rad der Vorderachse ein Ausfedern an dem diagonal gegenüberliegenden Rad der Hinterachse (z.B. bei Kurvenfahrt) ausgeglichen wird. Dem Fachmann ist aus den vorstehenden Erläuterungen klar ersichtlich, dass stets zum Ausgleich der von fahrzeugexternen und/oder fahrzeuginternen Störkräften bewirkten Einflüsse eine zwischen dem jeweiligen Rad VR1 , VR2, HR1 , HR2 und der Karosserie K wirkende Rückstellkraft R durch die Stellelemente ST1-ST4 erzeugt wird, um durch die Wirkung des oder der Stellelemente ST1-ST4 die Karosserie K des Fahrzeugs FZ von einem labilen Gleichgewicht in ein indifferentes Gleichgewicht zu bringen oder im indifferenten Gleichgewicht zu halten, wobei wesentlich ist, dass die Rückstellkräfte R die jeweilige Rückstell kraft des Federelements FE ergänzen.

Dies besitzt den Vorteil, dass die beschriebene Stabilisierungs- und Höhenänderungseinrichtung S und die Stellelemente ST1-ST4 an bereits bestehenden Federelementen nachgerüstet werden können, oder dass bekannte Fahrwerkskonstruktionen mit der beschriebenen Stabilisierungs- und Höhenänderungseinrichtung S und den Stellelementen ST1-ST4 ausgerüstet werden können.

Bei der in den Figuren 13a und 13b dargestellten Situation wird der Abstand des Bodens der Karosserie K zur Fahrbahn eingestellt. Dieses Merkmal fehlt in der in Fig. 13a dargestellten Version des Standes der Technik. Die Einstellbarkeit ist für verschiedene Situationen geeignet. Als erstes sei die aktive Einstellung des Abstands durch den Fahrer genannt. Diese ist beispielsweise bis zu einer festlegbaren Geschwindigkeit vornehmbar, z.B. in einem Geschwindigkeitsbereich unterhalb von 50 km/h. Dieses ist hilfreich beispielsweise beim Überfahren von Hindernissen wie Bordsteine etc. Als weitere Möglichkeit ist die einfache aktive Regelung des Abstandes in Abhängigkeit der Geschwindigkeit durch das ein und Ausfahren von Kolbenstangen 6 aus der Druckzylindereinheit 1. Des Weiteren lässt sich auch im Hinblick auf Sicherheitsaspekte die Bodenfreiheit erhöhen und dieses aktiv beispielsweise bei Geländefahrten einsetzen.

Um die beschriebene Stellbewegungen der Stellelemente ST1-ST4 durchzuführen, ist vorgesehen, dass diese vorzugsweise wie in den Figuren 2 und 3 dargestellt ausgeführt sind. Diese beiden Figuren zeigen ein Federelement FE bzw. FE', das in dem hier gezeigten Fall eine Schraubenfeder 13 aufweist. Die Schraubenfeder 13 steht in an und für sich bekannter Art und Weise mit ihrem unteren Ende mit dem Rad und mit ihrem oberen Ende 13a mit der Karosserie K in Wirkverbindung. Ein derartiger Aufbau ist bekannt und muss daher nicht näher beschrieben werden. Um nun in besonders einfacher Art und Weise ein die Stellbewegungen der Fahrzeugstabilisierungsvorrichtung durchführendes Stellelement ST1-ST4 auszubilden, ist vorgesehen, dass das Stellelement ST1 -ST4 und das Federelement FE separate Bauteile sind, so dass für das Federelement FE weiterhin ein konventionelles Federelement verwendet werden kann. Diese Maßnahme besitzt nicht nur den Vorteil, dass hierdurch ein kostengünstiger Aufbau erreicht wird. Vielmehr ermöglicht es die beschriebene Trennung von Federelementen FE und Stabilisierungselement ST1-ST4, dass das beschrieben System zur Stabilisierung eines Fahrzeugs FZ besonders einfach eingebaut werden kann, ohne dass hierzu eine Änderung in der Karosserie- oder Fahrwerkskonstruktion erforderlich wäre.

Außerdem besitzt der beschriebene Aufbau den Vorteil, dass auch bereits existierende Fahrzeuge mit dem beschriebenen System zur Stabilisierung des Fahrzeugs FZ nachgerüstet werden können.

Das in Figur 2 dargestellte Stabilisierungselement ST1 besteht im wesentlichen aus einem Halter 9, der am oberen Ende 13a der Schraubenfeder 13 mit seinem zentralen Bereich 9a ansetzt und in einen im wesentlichen parallel zur Längsrichtung der Schraubenfeder 13 verlaufenden äußeren Abschnitt 9b übergeht. Ein Endabschnitt 9c des Halters bildet ein Widerlager für eine konzentrisch zur Schraubenfeder 13 angeordneten, die Schraubenfeder 13 umgebenden Druckzylindereinheit 1 aus, der ein Gehäuse 2 mit zwei Zylinderräumen 14a und 14b aufweist. In den Zylinderräumen 14a und 14b ist jeweils ein Kolben 5, hie ausgeführt als ein Ringkolben 5, verschiebbar gelagert, wobei der Ringkolben 5 jeweils eine Kolbenstange 6 aufweist, die jeweils durch einen Dichtungsverschluss 8 aus dem Gehäuse 2 austritt. Der untere Ringkolben 5 beaufschlagt den Endbereich 9c des Halters 9. Der obere Ringkolben 5 beaufschlagt die Karosserie K des Fahrzeugs FZ.

Beidseitig der Zylinderräume 14s, 14b sind Druckzuleitungen 3,7 vorgesehen, wobei im oberen Bereich des jeweiligen Zylinderraums 14a, 14b eine Druckzuleitung 3 und im unteren Bereich eine Druckzuleitung 7 vorhanden sind. In entsprechender Art und Weise weist der jeweilige durch den Ringkolben 5 in zwei Zylinderraumhälften 1a, 1 b geteilte Zylinderraum 14a, 14b an anderer Stelle Druckableitungen 11 und 12 auf, wobei die Druckableitung 11 in der oberen Zylinderraumhälfte 1a und die Druckableitung 12 in der unteren Zylinderraumhälfte 1b angeordnet ist. Durch diese Maßnahme wird ein doppelwirkender Zylinder ausgebildet, der eine aktive Verschiebung der Kolbenstange 6 sowohl nach oben als auch nach unten erlaubt.

So wird z.B. die über die Kolbenstange 6 des oberen Ringkolbens 5 an der Druckzylindereinheit 1 befestigte Karosserie K aktiv abgesetzt, wenn die untere Zylinderraumhälfte 1a über die Druckzuleitung 7 mit einem unter Druck stehenden Hydraulikmedium beaufschlagt wird, was bewirkt, dass der Ringkolben 5 nach oben gedrückt wird, wodurch sich die Kolbenstange 6 in das Innere des unteren Zylinderraums 14b zurückbewegt. Es ist dem Fachmann klar ersichtlich, dass bei einer Druckbeaufschlagung der unteren Zylinderraumhälfte 1b die Rückleitung 11 der oberen Zylinderraumhälfte 1a vorzugsweise geöffnet ist, um ein Zurückströmen des evtl. sich darin befindlichen Hydraulikmediums zu erleichtern. Soll nun die Karosserie bezogen auf ein Rad VR1 , VR2, HR1 , HR2 im Zuge des dynamischen Ausgleichs angehoben werden, so wird die obere Zylinderraumhälfte 1a des unteren Zylinderraums 14b über die Druckzuleitung 3 mit dem unter Druck stehenden Hydraulikmedium beaufschlagt, so dass sich der Ringkolben 5 nach unten verschiebt, wodurch die Kolbenstange 6 aus dem Druckzylindereinheit 1 heraus bewegt wird und am Endbereich 9c des Halters 9 ansetzt und derart die Karosserie K bezogen auf ein Rad VR1 , VR2, HR1 , HR2 nach oben bewegt.

Soll die Karosserie bezogen auf alle Räder VR1 , VR2, HR1 , HR2 definiert angehoben werden, angehoben werden, so wird die obere Zylinderraumhälfte 1a des oberen Zylinderraums 14a über die Druckzuleitung 3 mit dem unter Druck stehenden Hydraulikmedium beaufschlagt, so dass sich der Ringkolben 5 nach oben verschiebt, wodurch die Kolbenstange 6 aus der Druckzylindereinheit 1 heraus bewegt wird und an der Karosserie ansetzt und die Karosserie K bezogen auf die Räder VR1 , VR2, HR1 , HR2 definiert nach oben bewegt.

In der Figur 3 ist eine zweite Ausführungsform eines mit dem beschriebenen Stellenelementen ST ausgerüsteten Federelements FE' dargestellt, die hinsichtlich ihres Aufbaus und ihrer Funktion im wesentlichen der ersten Ausführungsform gemäß Figur 2 entspricht, so dass einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen werden können. Der Unterschied zwischen diesen beiden Ausführungsformen besteht im wesentlichen darin, dass das in Figur 3 dargestellte Federelement FE' außer der Schraubenfeder 13 noch einen entsprechenden Dämpfer 16 aufweist, der mit der Karosserie K über den Halter 9 verbunden ist.

In den Figuren 4a bis 4c sind verscheiden Betriebszustände der ST bei teilausgefahrenem Ringkolben 5 im oberen Zylinderraum 14a dargestellt. Insofern wird hierbei der Abstand der Karosserie K zum Fahrbelag bezogen auf den oberen Zylinderraum 14a nicht geändert. In Figur 4a ist der untere Ringkolben 5 am oberen Ende des Zylinderraums 14b, so dass der untere Abschnitt 9c des Halters 9 sich am Gehäuse 2 befindet. In Figur 4b wurde der untere Ringkolben 5 vom oberen Ende des Zylinderraums 14b in mittleren Bereich des Zylinderraums 14b mit der Kolbenbewegung KB bewegt. In Figur 4c befindet sich der Ringkolben 5 am unteren Ende des Zylinderraums 14b.

In den Figuren 5a bis 5c sind verscheiden Betriebszustände der ST 1 bis 4 bei eingefahrenem Ringkolben 5 im unteren Zylinderraum 14b dargestellt. Insofern wird hierbei keine zuvor beschreiben Ausgleichsbewegung durchgeführt. In Figur 5a ist der obere Ringkolben 5 am unteren Ende des Zylinderraums 14a, so dass die Karosserie K des Fahrzeugs FZ nicht angehoben ist. In Figur 5b wurde der obere Ringkolben 5 vom unteren Ende des Zylinderraums 14a in mittleren Bereich des Zylinderraums 14a mit der Kolbenbewegung KB bewegt, so dass die Karosserie K des Fahrzeugs FZ entsprechend angehoben ist. In Figur 5c befindet sich der Ringkolben 5 am oberen Ende des Zylinderraums 14a, so dass die Karosserie K des Fahrzeugs FZ vollständig angehoben ist.

Zusammenfassend ist festzustellen, dass durch die beschriebene Vorrichtung zur Fahrzeugstabilisierung ein aktives, dynamisches System geschaffen wird, das eine Stabilisierung des Fahrzeugs durch das Aufbringen einer zusätzlichen Rückstellkraft R bewirkt, um das Fahrzeug im indifferenten Gleichgewicht zu halten oder in dieses zu bringen. Gleichzeitig wird der Abstand des Bodens der Karosserie K zur Fahrbahn einstellbar.

Die Verwendung eines vom eigentlichen Feder/Dämpfungselement FE, FE' getrennten Stabilisierungs- und Höhenänderungseinrichtung S besitzt den Vorteil, dass die bereits bestehende Fahrzeug- oder Fahrwerkskonstruktion nicht geändert werden muss, wenn ein Fahrzeug mit der beschriebenen Vorrichtung ausgerüstet oder nachgerüstet werden soll. Die Verwendung von doppelwirkenden Ringkolben 5 besitzt den Vorteil, dass die Karosserie K - von der jeweiligen Radlast unabhängig sowohl nach unten als auch nach oben bewegt werden kann und zwar sowohl bezogen auf ein Rad als auch auf alle Räder gleichzeitig und aktiv gesteuert durch den Fahrer oder die Steuereinheit 5. Bezugszeichenliste

1 Druckzylindereinheit 14b unterer

1a oberer Zylinderraumabschnitt Zylinderraumabschnitt 1 b unterer 16 Dämpfer

Zylinderraumabschnitt 20 Hochdruckhydraulik

2 Gehäuse 50 Regelungseinheit

3 Druckzuleitung 60 Tank

4 Beschleunigungssensor 70 Druckspeicher

4a Einfederwegsensor FE, FE ^' Federelement

4b Linkwinkelsensor FZ Fahrzeug

4c Bremssensor HB Hubbewegung

4d Geschwindigkeitssensor HK Hubkraft

4e Gierbewegungssensor HR1 Hinterrad

4f Querbeschleunigungssensor HR2 Hinterrad

4g Wegsensor K Karosserie

5 Ringkolben KB Kolbenbewegung

6 Kolbenstange S Stabilisierungs- und

7 Druckzuleitung Höhenänderungseinrichtung

8 Dichtungsverschluss ST1 Stelleinheit

9 Halter ST2 Stelleinheit

9a Zentraler Bereich ST3 Stelleinheit 9b Äußerer Abschnitt ST4 Stelleinheit 9c Endabschnitt VR1 Vorderrad

10 Gasfederpotentiometer VR2 Vorderrad

11 Druckableitung

12 Druckableitung

13 Schraubenfeder

13a oberes Ende

14a oberer

Zylinderraumabschnitt