DE10311953B4 - Rear suspension for a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Hinterradaufhängung für ein Kraftfahrzeug, umfassend: – einen Radträger (3), – einen Längslenker (4), über den der Radträger (3) in Fahrzeuglängsrichtung weich am Fahrzeugaufbau angebunden ist, und – zwei Querlenker (5, 6), die bei Betrachtung in der Horizontalebene trapezförmig an dem Radträger (3) angelenkt sind, – wobei der aufbauseitige Anlenkpunkt (8) des Längslenkers (4) höher liegt, als die radseitigen Anlenkpunkte (12, 13) der trapezförmig angeordneten Querlenker (5, 6), dadurch gekennzeichnet, daß die Trapezanordnung der Querlenker (5, 6) und die Längsnachgiebigkeit der Anbindung über den Längslenker (8) derart zueinander konfiguriert sind, daß sich in Abhängigkeit des Beladungszustands des Kraftfahrzeugs ein gegensätzliches Seitenkraftlenken einstellt, dahingehend, daß in einem Leerzustand des Fahrzeugs am kurvenäußeren Rad unter Seitenkrafteinfluß eine Radstellungsänderung in Richtung Nachspur auftritt in einem voll beladenen Zustand des Kraftfahrzeugs am kurvenäußeren Rad unter Seitenkrafteinfluß hingegen eine Radstellungsänderung in Richtung Vorspur auftritt.Rear suspension for a motor vehicle, comprising: - a wheel carrier (3), - a trailing arm (4), via which the wheel carrier (3) is softly connected to the vehicle body in the longitudinal direction of the vehicle, and - two wishbones (5, 6), which when viewed in the horizontal plane are hinged trapezoidally to the wheel carrier (3), - wherein the body-side articulation point (8) of the trailing arm (4) is higher than the wheel-side articulation points (12, 13) of the trapezoidal wishbones (5, 6), characterized in that that the trapezoidal arrangement of the wishbones (5, 6) and the longitudinal flexibility of the connection via the trailing arm (8) are configured with respect to one another in such a way that, depending on the load condition of the motor vehicle, an opposing lateral force steering occurs, to the effect that when the vehicle is idle on the outside wheel Under the influence of side force a wheel position change in the direction of toe-out occurs in a fully loaded state of the motor vehicle on the outside wheel and In contrast, a change in the wheel position in the direction of toe-in occurs.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Hinterradaufhängung für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Radträger, einen Längslenker, über den der Radträger in Fahrzeuglängsrichtung weich am Fahrzeugaufbau angebunden ist, und zwei Querlenker, die bei Betrachtung in der Horizontalebene trapezförmig an dem Radträger angelenkt sind, wobei der aufbauseitige Anlenkpunkt des Längslenkers höher liegt, als die radseitigen Anlenkpunkte der trapezförmig angeordneten Querlenker.The invention relates to a rear suspension for a motor vehicle, comprising a wheel carrier, a trailing arm, via which the wheel carrier in the vehicle longitudinal direction is softly connected to the vehicle body, and two wishbones, which are articulated trapezoidally when viewed in the horizontal plane on the wheel carrier, wherein the body side Anchor point of the trailing arm is higher than the wheel-side pivot points of the trapezoidally arranged wishbone.
Eine derartige Hinterradaufhängung ist aus der
Dieser für ein stabiles Fahrverhalten in der Kurve vorteilhafte Vorspureffekt am kurvenäußeren Rad der Hinterachse ist weiterhin aus der
Ein untersteuerndes Verhalten läßt ein Fahrzeug unhandlicher erscheinen, da in der Kurve ein verstärkter Lenkeinschlag erforderlich ist. Übersteuernde Fahrzeuge, bei denen unter Seitenkrafteinfluß an der Hinterachse ein ”Gegenlenken” der Hinterräder auftritt, d. h. bei denen das kurvenäußere Rad in Richtung Nachspur und das kurveninnere Rad in Richtung Vorspur geht, benötigen einen geringeren Lenkeinschlag, geraten jedoch ohne Gegenmaßnahmen leichter in stabilitätskritische Zustände.An understeering behavior makes a vehicle seem more cumbersome, since a stronger steering angle is required in the curve. Oversteering vehicles, in which under side force influence on the rear axle a "countersteering" of the rear wheels occurs, d. H. in which the outside wheel goes in the direction of toe and the inside wheel towards toe, require a lower steering angle, but get easier without countermeasures easier in stability-critical states.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, eine Hinterradaufhängung zu schaffen, die für unterschiedliche Beladungszustände eines Kraftfahrzeugs ein der jeweiligen Situation angepaßtes elastokinematisches Verhalten aufweist.The invention is based on the idea of creating a rear suspension which, for different loading conditions of a motor vehicle, has an elastokinematic behavior adapted to the respective situation.
Dazu wird eine Hinterachse gemäß Patentanspruch 1 vorgeschlagen. Diese zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß die Trapezanordnung der Querlenker und die Längsnachgiebigkeit der Anbindung über den Längslenker derart konfiguriert ist, daß sich in Abhängigkeit des Beladungszustands des Kraftfahrzeugs ein gegensätzliches Seitenkraftlenken einstellt, dahingehend, daß in einem Leerzustand des Fahrzeugs am kurvenäußeren Rad unter Seitenkrafteinfluß eine Radstellungsänderung in Richtung Nachspur auftritt, in einem voll beladenen Zustand des Kraftfahrzeugs am kurvenäußeren Rad unter Seitenkrafteinfluß hingegen eine Radstellungsänderung in Richtung Vorspur auftritt.For this purpose, a rear axle according to claim 1 is proposed. This is characterized in particular by the fact that the trapezoidal arrangement of the wishbones and the Längsnachgiebigkeit the connection via the trailing arm is configured such that adjusts depending on the load condition of the motor vehicle, a conflicting Seitenkraftlenken to the effect that in an empty condition of the vehicle on the outside wheel under Seitenkrafeinfluence a Radstellungsänderung occurs in the direction of toe, in a fully laden condition of the motor vehicle on the outside wheel under Seitenkrafeinfluß, however, a change in the direction of toe occurs.
Vorteil dieser Konfiguration ist eine im Leerzustand oder bei geringer Beladung tendenziell erhöhte Agilität des Fahrzeugs verbunden mit einem präzisen Lenkerverhalten, wohingegen im beladenen Zustand dem Gesichtspunkt einer hohen Stabilität Vorrang eingeräumt wird. Die im Leerzustand gegenlenkende Wirkung der Hinterachse wandelt sich bei Beladung zu einer gleichlenkenden Wirkung. Damit läßt sich eine maximale Spreizung des Seitenkraftlenkens zwischen den Beladungszuständen ”leer” und ”voll” realisieren.Advantage of this configuration is an agility of the vehicle tends to increase in the empty state or at low load associated with a precise handlebar behavior, whereas in the loaded state priority is given to the aspect of a high stability. The counteracting in the empty state effect of the rear axle changes when loaded to an equal steering effect. Thus, a maximum spread of Seitenkraftlenkens between the loading conditions "empty" and "full" can be realized.
Aufgrund der weichen Anbindung über den Längslenker bewegt sich im Leerzustand des Fahrzeugs das kurvenäußere Rad unter Seitenkrafteinfluß in Fahrtrichtung nach vorn und geht rein kinematisch betrachtet in Richtung Nachspur. Unter Beladung kehrt sich die Radstellungsänderung um. Das kurvenäußere Rad bewegt sich infolge der Seitenkraft unter Beladung nach hinten. Bei Seitenkrafteinfluß geht dieses also für die Fahrstabilität vorteilhaft in Vorspur. Diese Bewegungsumkehr ermöglicht eine automatische beladungsabhängige Fahrwerksanpassung zwischen den Extremen einer hohen Lenkwilligkeit und einer hohen Fahrstabilität.Due to the soft connection via the trailing arm moves in the empty state of the vehicle, the outside wheel under Seitenkrafeinfluß in the direction of travel forward and is purely kinematically considered in the direction of toe. Under load, the wheel position change is reversed. The outside wheel moves backward due to the lateral force under loading. When side force this is so advantageous for the driving stability in toe. This reversal of motion allows for automatic load-dependent suspension adaptation between the extremes of high steering comfort and high driving stability.
Selbstverständlich können diesen Radstellungsänderungen weitere spurkorrigierende Effekte überlagert werden, so zum Beispiel in den zugehörigen Lagern der Lenker, so daß bei einer Radstellungsänderung in Richtung Nachspur ein insgesamt neutrales oder untersteuerndes Verhalten realisierbar ist.Of course, these wheel position changes further track-correcting effects can be superimposed, so for example in the associated bearings of the handlebars, so that when a Radstellungsänderung in the direction of toe a total neutral or untersteuerndes behavior is feasible.
Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen angegeben.Further, advantageous embodiments of the invention are specified in the patent claims.
So kann zur Vermeidung stabilitätskritischer Zustände der kinematisch bedingten Übersteuerungstendenz der Hinterachse ein entgegengerichteter Effekt überlagert werden. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfährt hierzu von den trapezförmig angeordneten Querlenkern der in Fahrtrichtung vordere Querlenker eine in Fahrzeugquerrichtung weichere Abstützung als der andere, hintere Querlenker.Thus, in order to avoid stability-critical conditions, the kinematically induced oversteer tendency of the rear axle can be superimposed by an opposing effect. According to an advantageous embodiment of the invention learns this of the trapezoidally arranged wishbones of the front in the direction of travel wishbone a softer vehicle transverse direction support than the other, rear wishbone.
Vorzugsweise wird durch die Überlagerung der beiden Effekte ein insgesamt leicht untersteuerndes Vorspurlenken eingestellt. Dies läßt sich beispielsweise über die Auslegung der Elastizitäten der Lenker-Lager-Anordnungen realisieren.Preferably, a total of slightly understeering Vorspurlenken is set by the superposition of the two effects. This can be realized, for example, via the design of the elasticities of the handlebar-bearing arrangements.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung liegen die Gesamtsteifigkeit am vorderen Querlenker einschließlich der zugehörigen Lagerelastizitäten im Bereich von 65 bis 75 Prozent der entsprechenden Gesamtsteifigkeit am hinteren Querlenker. Vorzugsweise erfolgte die Differenzierung der Steifigkeit an den einzelnen Querlenkern durch die Ausgestaltung des jeweiligen aufbauseitigen Lenkerlagers. Bei Verwendung von Gummi-Metall-Lagern ist hierbei die Gummisteifigkeit das wesentliche Abstimmungsmittel. In an advantageous embodiment, the overall stiffness at the front wishbone including the associated bearing elasticities in the range of 65 to 75 percent of the corresponding total stiffness at the rear wishbone. Preferably, the differentiation of the stiffness at the individual control arms was carried out by the configuration of the respective body-side arm bearing. When rubber-metal bearings are used, rubber stiffness is the key to tuning.
Die Anordnung der trapezförmigen Querlenker erfolgt vorzugsweise so, daß bei Betrachtung in der Horizontalebene der vordere Querlenker in Richtung der Fahrzeugmitte in Vorwärtsfahrtrichtung und der hintere Querlenker in Richtung der Fahrzeugmitte gegen die Vorwärtsfahrtrichtung angestellt ist. Dabei kann in einem Beladungszustand des Kraftfahrzeugs der vordere Querlenker einen dem Betrag nach größeren Anstellwinkel zur Fahrzeugquerrichtung aufweisen als der hintere Querlenker.The arrangement of the trapezoidal wishbones is preferably such that when viewed in the horizontal plane of the front wishbone in the direction of the vehicle center in the forward direction and the rear wishbone is employed in the direction of the vehicle center against the forward direction. In this case, in a loading state of the motor vehicle, the front wishbone may have a magnitude greater angle of attack to the vehicle transverse direction than the rear wishbone.
Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Querlenker und der Längslenker getrennt voneinander am Radträger angekoppelt. Dies gewährleistet in besonders wirkungsvoller Art und Weise die gezielte Kopplung der Längsbewegung des Fahrzeugrades infolge des Beladungszustandes mit der im Radaufstandspunkt angreifenden Seitenkraft.According to a further advantageous embodiment of the invention, the wishbone and the trailing arm are separately coupled to the wheel. This ensures in a particularly effective manner the targeted coupling of the longitudinal movement of the vehicle wheel as a result of the loading condition with the side force acting in the wheel contact point.
Um für die beladungsabhängige ”Bewegungsumkehr” an dem radträgerseitigen Ende der Trapezanordnung einen ausreichend großen Verschiebeweg in Fahrzeuglängsrichtung zu schaffen, weist gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung das aufbauseitige Längslenkerlager eine Federrate von weniger als 400 Nimm auf. Diese Federrate kann allein vom Längslenkerlager oder aber auch durch die gesamte Längslenker-Lager-Anordnung bereitgestellt werden.In order to provide a sufficiently large displacement in the vehicle longitudinal direction for the load-dependent "reversal of motion" at the wheel carrier end of the trapezoidal arrangement, according to an advantageous embodiment of the invention, the body-side trailing arm bearing a spring rate of less than 400 Take on. This spring rate can be provided solely by the trailing arm bearing or else by the entire trailing arm bearing arrangement.
Vorzugsweise besitzt das aufbauseitige Längslenkerlager einen linearen Federweg von mindestens +/–3,5 mm. Der maximale Federweg des aufbauseitigen Längslenkerlagers beträgt in vorteilhafter Ausgestaltung mehr als +/–7 mm.Preferably, the body-side trailing arm bearing has a linear travel of at least +/- 3.5 mm. The maximum travel of the body-side trailing arm bearing is in an advantageous embodiment more than +/- 7 mm.
In einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein weiterer, obere Querlenker vorgesehen, der in Höhe über der Radmitte an dem Radträger angreift. Dieser obere Querlenker kann bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung zwischen den unteren, trapezförmig angeordneten Querlenkern an dem Radträger angreifen.In a further advantageous embodiment of the invention, a further, upper wishbone is provided, which engages in height above the wheel center on the wheel carrier. This upper control arm can act on the wheel carrier with respect to the vehicle longitudinal direction between the lower, trapezoidally arranged wishbones.
Bevorzugt schließt der obere Querlenker mit der Fahrzeugquerrichtung einen Winkel in Vorwärtsfahrtrichtung von 0 bis 60 Grad, vorzugsweise 10 bis 30 Grad ein. Im Falle einer Anwinkelung verläuft der obere Querlenker zur Fahrzeugmitte hin schräg nach vorn.Preferably, the upper arm connects with the vehicle transverse direction at an angle in the forward direction from 0 to 60 degrees, preferably 10 to 30 degrees. In the case of angling the upper wishbone extends obliquely forward to the vehicle center.
Weiterhin kann ein Schwingungsdämpfer vorgesehen sein, der mit einem Ende hinter und unterhalb der Radmitte auf den Radträger einwirkt und mit seinem oberen, am Fahrzeugaufbau angekoppelten Ende in Fahrtrichtung nach vom geneigt ist. Bei einer starken Einfederung bewirkt der in Fahrzeuglängsrichtung geneigte Schwingungsdämpfer im Verbund mit der oben erläuterten Lenkerkonfiguration einen zusätzlichen, spur- und sturzkorrigierenden Effekt, mit dem unter extremen Fahrbedingungen das Fahrzeug stabilisiert wird. Zudem bleibt die Einzelradaufhängung in ihren Abmessungen kompakt und ermöglicht eine hohe Durchladebreite und niedrige Ladekante.Furthermore, a vibration damper may be provided which acts with one end behind and below the center of the wheel on the wheel and with its upper, coupled to the vehicle body end in the direction of travel is inclined from. With a strong deflection causes the tilted in the vehicle longitudinal direction of the vibration damper in conjunction with the above-described handlebar configuration an additional, lane and fall correcting effect, with which under extreme driving conditions, the vehicle is stabilized. In addition, the independent suspension remains compact in size and allows a high through-loading width and low loading edge.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing. The drawing shows in:
Das in den
Wie
Der Längslenker
Das aufbauseitige Längslenkerlager
Durch das in Fahrzeuglängsrichtung weiche Lager
Die drei Querlenker
Zwei der Querlenker
Dabei existiert in Geradeausfahrt mindestens eine Stellung, in der bei Betrachtung in der Horizontalebene der vordere Querlenker
Der obere Querlenker
Die vorstehend erläuterte Lenkeranordnung ist in bezug auf die Trapezanordnung der Querlenker
Wie bereits erwähnt, zeigt
Der Radträger
Durch die gezielte Beeinflussung der Steifigkeitsverhältnisse läßt sich das Fahrverhaften der Radaufhängung abstimmen. Dies erfolgt bevorzugt über die Lagersteifigkeiten der aufbauseitigen Lenkerlager
Die Gesamtsteifigkeit der Querlenker-Lager-Anordnung des vorderen, unteren Querlenkers
In einem voll beladenen Zustand des Kraftfahrzeugs ist am kurvenäußeren Rad unter Seitenkrafteinfluß Fs hingegen stets ein Vorspureffekt vorgesehen, da hierbei der Fahrstabilität eine höhere Priorität eingeräumt wird, als der Lenkwilligkeit. Gegenüber dem Leerzustand sind die Anlenkpunkte der unteren Querlenker
Die vorstehend erläuterte Verlagerung der Anlenkpunkte der unteren Querlenker
Als elastokinematische Lenkerlager
Wie insbesondere
Unter nach hinten wirkenden Bremskräften stellt sich ein gezieltes Vorspurlenken ein. Die sich maximal einstellende Vorspuränderung ist dabei jedoch begrenzt, so daß beim Lösen der Bremsen kein deutliches Lenken in Richtung Nachspur erfolgt, das insbesondere bei Kurvenfahrt zu unerwünschten Lastwechselreaktionen führen würde. Bei der hier vorgestellten Vierlenker-Einzelradaufhängung
Die vorstehend beispielhaft erläuterte Erfindung ermöglicht die selbsttätige Anpassung einer Hinterradaufhängung an unterschiedliche Beladungszustände eines Kraftfahrzeugs, die ein für die jeweilige Beladung optimiertes Fahrverhalten aufweist. Mit zunehmender Beladung wird die Fahrstabilität erhöht, während bei geringerer Beladung das Kriterium Agilität stärker gewichtet ist.The invention explained above by way of example enables the automatic adaptation of a rear suspension to different loading states of a motor vehicle, which has an optimized driving behavior for the respective load. With increasing load, the driving stability is increased, while at lower load the criterion of agility is more heavily weighted.
Jedoch ist die Erfindung nicht allein auf das vorstehend erläuterte Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann beispielsweise der Längslenker von einer strengen Längsausrichtung in Fahrzeuglängsrichtung abweichen. Die Erfindung umfaßt vielmehr alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungsformen.However, the invention is not limited to the above-described embodiment only. For example, the trailing arm may deviate from a strict longitudinal alignment in the vehicle longitudinal direction. Rather, the invention encompasses all embodiments defined by the claims.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Vierlenker-EinzelradaufhängungFour-link independent suspension
- 22
- Fahrzeugradvehicle
- 33
- Radträgerwheel carrier
- 44
- LängslenkerTrailing arm
- 55
- vorderer, unterer Querlenker (Spurstange)front lower wishbone (tie rod)
- 66
- hinterer, unterer Querlenker (Federlenker)rear, lower wishbone (spring link)
- 77
- oberer Querlenkerupper wishbone
- 88th
-
elastokinematisches Längslenkerlager des Längslenkers
4 Elastokinematic trailing arm bearing of the trailingarm 4 - 99
-
elastokinematisches Lenkerlager des Querlenkers
5 Elastokinematischer arm bearing of thecontrol arm 5 - 1010
-
elastokinematisches Lenkerlager des Querlenkers
6 Elastokinematischer arm bearing of thecontrol arm 6 - 1111
-
elastokinematisches Lenkerlager des Querlenkers
7 Elastokinematischer arm bearing of thecontrol arm 7 - 1212
-
radseitiges Gelenk des Querlenkers
5 Radseitiges joint of thewishbone 5 - 1313
-
radseitiges Gelenk des Querlenkers
6 Radseitiges joint of thewishbone 6 - 1414
-
radseitiges Gelenk des Querlenkers
7 Radseitiges joint of thewishbone 7 - 1515
- Schwingungsdämpfervibration
- 1616
- Zusatzfederadditional spring
- 1717
-
radseitiger Anlenkpunkt des Schwingungsdämpfers
15 Radseitiger articulation point of thevibration damper 15 - 1818
-
aufbauseitiger Anlenkpunkt des Schwingungsdämpfers
15 Body-side articulation point of thevibration damper 15 - BB
- Bewegungsrichtung der Radträgeranlenkpunkte der unteren Querlenker beim EinfedernDirection of movement of Radträgeranlenkpunkte the lower wishbone during compression
- FF
- VorwärtsfahrtrichtungForward direction
- Fsfs
- Seitenkraftlateral force
- MM
- Radmittewheel center
- RR
- Radaufstandspunktwheel contact
- δhn δ hn
- Änderung in Richtung NachspurChange in the direction of the toe
- δhv δ hv
- Änderung in Richtung VorspurChange to toe-in
- ββ
-
Neigungswinkel des Schwingungsdämpfers
15 in VorwärtsfahrtrichtungTilt angle of thevibration damper 15 in forward direction
Claims (13)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8120 | Willingness to grant licences paragraph 23 | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20130126 |
|
R071 | Expiry of right |