专利名称：在车架与车身之间带有横向刚度可变的连接元件的机动车的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按权利要求1的前序部分的、带有车架和车身的机动车。这样的机动车由EP 0 868 338 Bl已知。
背景技术：
怎样能影响已知机动车的自行转向性能的说明在EP 0 868 338 Bl中未阐明。
发明内容
本发明的目的是，进一步发展已知的机动车，以便可以影响机动车的自行转向性能。所述目的通过带有权利要求1的特征的机动车解决。权利要求5涉及用于影响机动车的自行转向性能的方法。通过连接元件与车轴的车轮的车轮支承点的连线隔开距离产生杠杆力臂，该杠杆力臂在弯道行驶时按在与车行道平行的平面内围绕弯曲的意义使车架变形。通过车架的变形和随之而来的对机动车前轴和/或后轴的反作用，影响机动车的自行转向性能。在由EP 0 868 338 Bl已知的机动车中，通过连接元件的位置固定地预先确定自行转向性能。因此改变自行转向性能是不可能的。本发明的要点是，在前轮和/或后轮的车轮支承点的连线前面以及后面设有至少一个连接元件，可以分别改变各连接元件的横向刚度。因此可以在一定程度上移动车身与车架之间的连接位置，以便改变由车身导入的离心力作用的杠杆力臂，并且从而可以影响机动车的自行转向性能。优选连接元件的横向刚度在“非常高的横向刚度”和“非常低的横向刚度”两种状态之间可转换。因此在有关轴上在所述至少一个在车轮支承点的连线前面或后面的连接元件可以来回转换，相应影响到自行转向性能上。当不仅在机动车的前轴而且在后轴上设有带有可变的横向刚度的连接元件时，优选连接元件能以复杂的方式影响自行转向性能，其中连接元件可以在“最大横向刚度”和 “最小横向刚度”两种状态之间转换。为了影响自行转向性能，连接元件的横向刚度具有决定性的意义。连接元件优选不仅适用于传递横向力的目的，而且适用于传递纵向力和/或垂直力。为此在有关轴上不仅设计至少一个前连接元件而且设计至少一个后连接元件，以便相应能独自保证在车身与车架之间的在机动车所有运行状态时功能正常的连接。在此在本发明的一种有利的实施方式中，连接元件设计成使除了横向刚度外通过相应控制连接元件也改变纵向刚度和/或垂向刚度。因此例如可以影响行驶舒适性(滚动舒适性)。可选地，为了一方面传递水平力(尤其是横向力)并且另一方面传递垂直力设有不同组的连接元件。通过这样的结构分离能只用在轴前面和后面的各一个连接元件影响机动车的自行转向性能，该连接元件在其横向刚度方面是可变的。
按本发明的上面提到的实施方式的连接元件构成为可转换的元件，所述元件必要时可以控制在中间状态。因此在本发明的一种优选的实施方式中，连接元件在不施加主动调整位移的情况下在一定程度上无位移地工作。在本发明的一种可选的实施方式中，使用可以施加调整位移和/或调整角度的连接元件。通过这种“主动”的连接元件，在机动车弯道行驶时例如可以影响车身的偏转角， 以便车身的偏转角小于车架的偏转角。通过所述相对于车架更小地“转动”车身，产生特别灵活的行驶性能，例如在机动车回转行驶时。本发明的有利的实施方式是从属权利要求的主题。
在附图(图3至8)中示出并且下面详细解释本发明的可能的实施方式。其中图1和2显示在弯道行驶时的已知机动车的示意图，用于说明在弯道行驶时出现的力对机动车自行转向性能的作用；图3显示按本发明的机动车的示意图；图4至7显示按本发明的机动车的对应于图1的视图；图8显示按本发明的带有连接元件的可选结构的示意图。
具体实施例方式图1示出按现有技术的机动车101，例如由AT 208 243 B已知。这种也称为“哈夫林格”的机动车具有一个车架102和一个用点划线示出的车身104。在前轴120和后轴 140上分别设有两个连接元件110，所述连接元件将车架102与车身104连接起来。连接元件110在前轮124的车轮支承点122的连线L上方或者在后轮144的车轮支承点142的连线L上方，也就是沿着机动车纵向中心轴线X方向相对于连线L不错开。空间坐标用x(机动车纵向)、y (机动车横向)、ζ (机动车高度方向)表示。以按行驶方向箭头F左转行驶为例示出在机动车101弯道行驶时出现的力。车身 104的支撑力Zv* 211在机动车101的垂直横向平面内延伸，所述支撑力由机动车101的离心力产生，该垂直横向平面包含前轮124的车轮支承点122的连线L或后轮144的车轮支承点142的连线L。因此支撑力Zv和Zh作用在相同的垂直横向平面yz内，在前轮124或在后轮144上出现的侧向力5￥或511也在该垂直横向平面内延伸。因为从而从车身104没有弯曲力矩导入到车架102内，机动车101在弯道行驶时具有无自行转向性的中性行驶性能。图2示出按现有技术的另一种机动车201，该机动车由开头提到过的EP 0 868 338 Bl已知。在机动车201中，车架202与车身204之间的连接元件210沿着机动车纵向 χ相对于前轮224的车轮支承点222的连线L和后轮244的车轮支承点242的连线L错开。 因此在车架202上出现支撑力Zv和Zh的作用的杠杆力臂dv和dH。因此在弯道行驶时作用到车架202上的弯曲力矩导致车架202弹性变形。事实上尤其在非常刚性地构成的车架 202中由于弯曲力矩引起的变形几乎察觉不到。尽管如此弯曲力矩至少按趋势产生机动车 201的自行转向性能，因为前轴220和后轴240的元件与车架202 —起运动。因此前轮224和后轮244的转向角以夸大方式表示，该转向角在图2中用虚线E象征性地表示。图3示出一种按本发明的带有在静止状态的车架2和车身4的机动车1，而图4 至7示出按本发明的在弯道行驶时的机动车。车架2接纳带有前轮24的前轴20和带有后轮44的后轴40。通过总共八个连接元件10将车身4连接到车架2上，所述连接元件成对地设置在前轮24的车轮支承点22的连线L或后轮44的车轮支承点42的连线L前面和后面。连接元件10相对于连线L沿着机动车纵向χ的错开距离用dvl和dV2或用dH1和dH2标出。连接元件10具有一个未详细示出的用于改变连接元件10的横向刚度的装置。用于改变横向刚度的装置通过控制线6控制。控制逻辑存储在控制单元8内。通过输入端7，例如来自机动车行驶过程的信号输入到控制单元8内。不言而喻，代替控制单元8也可以设有一个调节单元，该调节单元考虑连接元件10的信号。优选按在“最大横向刚度”和“最小横向刚度”两种状态之间转换的意义改变连接元件10的横向刚度。因此通过在“最大横向刚度”和“最小横向刚度”两种状态之间转换， 关于横向力的传递，接通或断开有关连接元件10。因此可以激活或无效连接元件10。因为连接元件10成对地设置在机动车的轴20和40前面和后面，通过在轴20或40前面或后面的连接元件10之间的转换，产生车架2与车身4之间的连接的不同几何状况。在图3和8的图示中，连接元件10中性地作为圆圈示出。在图4至7中，连接元件10在“最大横向刚度，，状态时通过圆圈内的十字叉示出，并且连接元件10在“最小横向刚度”状态时通过圆圈内的点示出。除了连接元件10的“最大横向刚度”和“最小横向刚度”两种状态外，也可以占据中间阶段。当在由机动车行驶过程探测到的数据的基础上可以导出，实现定义的到另一个行驶状态的过渡，在“最大横向刚度”和“最小横向刚度”两种状态之间的连续过渡例如是有意义的。因此可以避免突然改变行驶特性，带来的优点是提高行驶舒适性。此外通过控制中间阶段可以实现精细调节，以便在某些行驶状态时实现特别高的行驶和声学舒适性。因此例如通过降低连接元件内的刚度，必要时不仅沿着连接元件10横向，在笔直驶出时可以实现带有降低的滚动噪音的高的滚动舒适性。另一方面通过连接元件10的非常高的刚度尤其是高的横向刚度建立“运动强有力的，，设计。控制单元8优选根据来自机动车1的行驶过程的参数控制连接元件10，例如根据速度和/或转向角和/或机动车1负载。不言而喻也可以调用来自机动车1的周围环境的参数(例如温度、降水量、车行道的摩擦系数等)用于控制。同样控制单元8可以考虑在希望的自行转向性能方面(在机动车1足够的行驶稳定性限度内)机动车1的驾驶员的预先要求，例如在“运动”、“中性”、“舒适”特性之间选择。在图4至7中，用虚弯曲线B夸大地示出原则上车架2的弯曲曲线，由车身4的支撑力造成的。事实上由于弯曲力矩引起的变形几乎是察觉不到的。机动车1的由于车架2 的弯曲相应产生的自行转向性能在图4至7中通过虚线E(通过车轮中点22、42)示出。按图4的状况相当于如按图2已知的现有技术设置连接元件10。机动车1的按图 4产生的自行转向性能用虚线E表示，原则上按“转向不足的纠正措施”的意义影响机动车 1在高速时的稳定性。在按图5的状况中，按趋势加强机动车1的转弯，即朝着“转向过度”方向变化，以便转向性能变得更直接。
然而按图4和5(前轴和后轴上同向的转向)的控制主要、但不仅仅在高车速时使用。按图6控制连接元件10产生转向不足的行驶性能，而通过按图7转换连接元件10 实现机动车1的转向过度的行驶性能。然而按图6和7 (前轴和后轴上反向的转向)的控制主要、但不仅仅在低中车速时使用。原则上合适的是，对于如借助于虚弯曲线B在图4至7中示出的车架2的变形，必须存在来自机动车1行驶动态性的相应高的横向力，即速度必须明显高于调车速度(停车
寸J ο图8示出设置连接元件10的其它可能性。所述可选的结构需要附加的未示出的用于传递车架2与车身4之间的高力(和必要时纵向力)的连接元件。通过分成两个在车架2与车身4之间不同的连接元件组，在前轴20和/或后轴40前面和后面一个唯一的连接元件是足够的，以便传递横向力(和必要时纵向力)。在图8视图的左侧部分中，以前轴20为例示出三点支承结构，两个连接元件10在前轴20前面和一个唯一的连接元件10在前轴20后面。不言而喻，三点支承结构也可以通过一个唯一的连接元件10在前轴20前面和两个连接元件10在前轴20后面来实施。不仅在前轴20上而且在后轴40上实现三点支承结构时，总共需要六个连接元件10。在图8视图的右侧部分中，以后轴40为例示出两点支承结构，各一个连接元件10 在后轴40前面和后面。不仅在前轴20上而且在后轴40上实现两点支承结构时，总共需要四个连接元件10。在实际中沿着机动车纵向中心轴线X方向由于动力系的结构空间需求使按图8设置连接元件10变得困难。总之可以如下描述本发明带有车架2和车身4的机动车1在车架2与车身4之间具有可转换的连接元件 10。连接元件10设置在前轮24的车轮支承点22的连线L或后轮44的车轮支承点42的连线L前面以及后面。因此车身4在弯道行驶时施加弯曲力矩到车架2上，由此引起前轴 20和/或后轴40的自行转向性能。通过如下方式可以影响所述自行转向性能，即将在有关轴20或40前面的连接元件10或者在有关轴20或40后面的连接元件10转换也就是控制成“起作用的”，以便它们具有尽可能高的横向刚度，而分别将其它的连接元件10转换也就是控制成“不起作用的”，以便它们具有尽可能小的横向刚度。控制通过控制单元8实现， 该控制单元例如使用来自机动车1的行驶过程的参数作为控制参量。
权利要求
1.机动车，其包括车架和车身，车架接纳带有前轴和后轴的底盘，并且车身通过连接元件与车架连接，沿着机动车纵向观察，各连接元件与前轴和/或后轴的车轮的车轮支承点的连线隔开距离地设置，其特征在于沿着机动车纵向(X)观察，在前轴(20)上和/或在后轴(40)上，在车轮支承点(22、42)的有关的连线(L)的前面以及后面分别设有至少一个连接元件(10)，各连接元件(10)的横向刚度是可变的。
2.根据权利要求1所述的机动车，其特征在于各连接元件(10)的横向刚度能在“非常高的横向刚度”和“非常低的横向刚度”两种状态之间转换。
3.根据权利要求1或2所述的机动车，其特征在于沿着机动车纵向(χ)观察，在前轴 (20)上和/或在后轴(40)上，在车轮支承点(22、42)的有关的连线(L)前面以及后面分别设有两个连接元件(10)。
4.根据上述权利要求中任一项所述的机动车，其特征在于至少一个连接元件(10)构成为使其能执行调整位移和/或调整角度。
5.用于影响机动车的自行转向性能的方法，该机动车具有车架和车身，车架接纳前轴和后轴，并且车身通过连接元件与车架连接，其特征在于沿着机动车纵向(χ)观察，在前轴(20)上和/或在后轴(40)上，在前轴(20)和/或后轴(40)的车轮(24、44)的车轮支承点(22、42)的有关连线(L)前面以及后面均设有至少一个连接元件(10)，改变连接元件的横向刚度。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于改变在车轮支承点(22、42)的有关连线 (L)前面以及后面的所述至少一个连接元件(10)的横向刚度，因此在第一调节状态中，在车轮支承点(22、42)的连线(L)前面的所述至少一个连接元件(10)具有非常高的横向刚度，而在车轮支承点(22、42)的连线(L)后面的所述至少一个连接元件(10)具有非常低的横向刚度；并且在第二调节状态中，在车轮支承点(22、42)的连线(L)前面的所述至少一个连接元件(10)具有非常低的横向刚度，而在车轮支承点(22、42)的连线(L)后面的所述至少一个连接元件(10)具有非常高的横向刚度。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于根据至少一个来自机动车(1)行驶过程的参数改变各连接元件(10)的横向刚度。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于根据机动车(1)的速度和/或转向角和/ 或负载改变各连接元件(10)的横向刚度。
9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，应用于按权利要求4的机动车，其特征在于控制连接元件(10)，使得在机动车(1)在弯道行驶时在车身(4)上产生的偏转角小于车架(2)的偏转角。
全文摘要
一种带有车架(2)和车身(4)的机动车(1)在车架(2)和车身(4)之间具有可转换的连接元件(10)。连接元件(10)设置在前轮(24)的车轮支承点(22)的连线(L)和/或后轮(44)的车轮支承点(42)的连线(L)前面以及后面。因此车身(4)在弯道行驶时施加弯曲力矩到车架(2)上，由此引起前轴(20)和/或后轴的(40)的自行转向性能。可以通过如下方式影响自行转向性能，也就是将在有关轴(20或40)前面的连接元件(10)或者在有关轴(20或40)后面的连接元件(10)转换即控制成“起作用的”，以便它们具有尽可能高的横向刚度，而分别将其它的连接元件(10)转换即控制成“不起作用的”，以便它们具有尽可能小的横向刚度。通过控制单元(8)实现控制，该控制单元例如使用来自机动车(1)的行驶过程的参数作为控制参量。
文档编号B62D24/04GK102256863SQ201080003656
公开日2011年11月23日 申请日期2010年3月31日 优先权日2009年4月9日
发明者K-P·朔伊歇尔 申请人:宝马股份公司