DE19748092B4

DE19748092B4 - Aufhängungssystem für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE19748092B4
Application number: DE19748092A
Authority: DE
Inventors: Young-Whan Namyangju Yoon
Original assignee: Mando Corp
Current assignee: HL Mando Corp
Priority date: 1996-10-31
Filing date: 1997-10-30
Publication date: 2007-12-06
Anticipated expiration: 2017-10-31
Also published as: US6007072A; JPH10147124A; DE19748092A1; JPH10138725A; KR19980031242A; DE19732661A1

Abstract

Aufhängungssystem für ein Fahrzeug, mit
einem Radträger (2), welcher ein Rad (1) drehbar haltert;
einer Federungsanordnung (3), welche ein oberes Ende des Radträgers (2) mit einer Fahrzeugkarosserie (10) verbindet;
einem unteren Steuerarm (4), welcher ein unteres Ende des Radträgers (2) mit der Fahrzeugkarosserie (10) verbindet, und
einer Wankzentrum-Regeleinrichtung zum Regeln einer Höhe eines Wankzentrums des Fahrzeugs,
wobei die Wankzentrum-Regeleinrichtung aufweist:
– eine Hydraulikquelle (6, 62, 63, 64) zum Erzeugen eines hydraulischen Druckes;
– eine hydraulische Büchse (40), welche an einem Verbindungspunkt zwischen dem unteren Steuerarm (4) und der Fahrzeugkarosserie (10) angeordnet ist, mit einer oberen und einer unteren Kammer (407, 408), wobei die hydraulische Büchse eine äußere Röhre (401) aufweist, welche mit dem unteren Steuerarm (4) verbunden ist, sowie eine innere Röhre (404), welche mit der Fahrzeugkarosserie (10) verbunden ist;
– ein elastisches Element (405), welches zwischen der inneren und der...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Aufhängungssystem für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, eine hydraulische Büchse zur Verwendung in einem Aufhängungssystem nach Anspruch 6 und ein Wankzentrum-Regelsystem nach Anspruch 8.
Es ist eine Hauptfunktion eines Aufhängungssystems, Höhennachgiebigkeit zu schaffen, so daß die Räder eines Fahrzeugs einer unebenen Fahrbahn folgen können, damit die Fahrzeugkarosserie von der Unebenheit und Rauhigkeit der Fahrbahn isoliert wird. Ferner ist eine Funktion eines Aufhängungssystems, die Räder in einem geeigneten Lenk- und Sturzverhalten gegenüber der Fahrbahnoberfläche zu halten. Des weiteren soll das Aufhängungssystem in der Art reagieren, daß durch Reifenlängsbeschleunigung, durch Bremskräfte, durch laterale Kräfte und durch Brems- und Fahrmomente erzeugte Kräfte geregelt werden. Weiterhin soll das Aufhängungssystem dem Wanken bzw. Schwanken der Fahrzeugkarosserie widerstehen und zusätzlich die Reifen in Kontakt mit der Fahrbahn halten, und zwar unter minimalen Änderungen der Last.
Das Wanken tritt insbesondere in bezug auf einen vorbestimmten Punkt auf, welcher Wankzentrum genannt wird, wenn das Fahrzeug sich in Kurvenfahrt befindet. Die Änderungsrate der Höhe des Wankzentrums hat Einfluß auf die Fahrsicherheit und auf die Handhabung des Fahrzeugs.
Das heißt, daß ein Wanken des Fahrzeugs auftritt, wenn die Höhe des Schwerpunktes der Fahrzeugkarosserie größer ist als die Höhe des Wankzentrums, d.h. wenn der Karosserieschwerpunkt oberhalb des Wankzentrums liegt. Wenn die Höhe des Wankzentrums abgesenkt wird, ist es einfach, den Sturz oder Radsturz und die Spur oder Spurweite derart zu optimieren, daß Vibrationen oder Schwingungen von der Fahrbahn minimiert werden können, um die Fahreigenschaften und -sicherheit beim Geradeausfahren mit hoher Geschwindigkeit und auch den Fahrkomfort zu verbessern.
Bei der Kurvenfahrt werden jedoch laterale Kräfte erzeugt, und es wird schwierig, das Fahrzeug zu steuern und zu handhaben. Dadurch wird die Sicherheit des Fahrzeugs vermindert. Um dieses Problem zu beheben, ist es möglich, die Höhe des Wankzentrums anzuheben, um den Widerstand gegen das Wanken derart zu erhöhen, daß ein kleinerer oder kürzerer Stabilisator oder Querstabilisator verwendet werden kann. Wenn dies getan wird, werden jedoch die Änderungen im Radsturz und in der Spurweite vergrößert, so daß der Fahrkomfort und die Sicherheit beim Geradeausfahren verschlechtert werden.
Demgemäß ist es sehr wichtig, die Höhe des Wankzentrums dadurch optimal einzustellen, indem bei der Auslegung des Aufhängungssystems zwischen diesen beiden Fällen ein Kompromiß gefunden wird.
Ein gattungsgemäßes Aufhängungssystem, eine gattungsgemäße hydraulische Büchse sowie ein gattungsgemäßes Wankzentrum-Regelsystem sind aus der DE 44 43 787 A1 bekannt.
Die DE 37 03 618 A1 offenbart eine Hinterachse für ein Kraftfahrzeug, bei der die Lenker jedes Hinterrades mittels spezieller Lenkerlager am Fahrzeugaufbau angelenkt sind. Die Lenkerlager weisen jeweils einen Druckraum auf, welcher druckmittelbeaufschlagbar ist. Die Druckmittelbeaufschlagung kann ohne Steuerung durch eine Verbindungsleitung zwischen beiden Druckräumen erfolgen, wenn der Druckraum des inneren Lenkerlagers nach vorn und der Druckraum des äußeren Lenkerlagers nach hinten ausgerichtet sind.
Die DE 87 17 884 U1 offenbart ein Kugelgelenk für Führungs- und Übertragungsgestänge in Kraftfahrzeugen. Das Kugelgelenk weist einen in ein Gelenkgehäuse eingesetzten, mit einem Gestänge verbundenen Kugelkopf und eine elastische Lagerschale auf, die mit einem Innenteil an dem Kugelkopf und mit einem einteilig mit dem Innenteil verbundenen Außenteil an der Innwand des Gelenkgehäuses anliegt, wobei zwischen dem Innenteil und dem Außenteil der Lagerschale zumindest eine mit einem fießfähigen Medium gefüllte Kammer ausgebildet ist.
Insbesondere können nach der DE 87 17 884 U1 vier voneinander unabhängige Kammern radial um den Kugelkopf herum gruppiert sein. Dabei kann vorgesehen sein, mehrere Kammern gleichzeitig zu beaufschlagen, und so den Kugelkopf in bestimmte Ebenen zu bewegen.
Nach der DE 87 17 884 U1 kann die Drucksteuerung der Kammern über ein einziges Wegeservoventil vorgenommen werden oder es kann jede Kammer an eine unabhängige Ventileinrichtung angeschlossen werden.
Unter Bezugnahme auf 7 ist ein herkömmliches Aufhängungssystem in schematischer Ansicht gezeigt, welches zum variablen Regeln der Höhe des Wankzentrums ausgelegt ist. Das Aufhängungssystem weist einen Radträger 2 auf, welcher ein Rad 1 drehbar haltert. Ferner ist eine Federungsanordnung 3 vorgesehen, welche einen Stoßdämpfer 30 und eine Feder 31 aufweist und welche eine obere Seite des Radträgers 2 mit der Fahrzeugkarosserie 10 verbindet. Es ist ein unterer Arm oder Träger 4 vorgesehen, welcher die untere Seite des Radträgers 2 mit der Fahrzeugkarosserie 10 verbindet.
Das Aufhängungssystem weist des weiteren eine hydraulische Büchse, bzw. Hydraulikbüchse oder hydraulische Lagerbüchse auf. Diese Hydraulikbüchse kann auch als insbesondere hydraulisches Druckgefäß oder Reduzierstück bezeichnet werden. Die hydraulische Büchse 50 ist zwischen dem unteren Arm, Träger oder Querträger 4 und der Fahrzeugkarosserie 10 angeordnet. Eine Hydraulik-, Flüssigkeits- oder Fluidquelle 60 erzeugt einen hydraulischen Druck. Es ist ferner ein Mehrwegeventil 51 vorgesehen zum Regeln des an die hydraulische Büchse 50 gerichteten hydraulischen Drucks. Dieses Mehrwegeventil 51 ist insbesondere vom Typ eines zentralen Umleitungsventils mit vier Öffnungen und drei Stellungen. Eine Regeleinheit 52 ist vorgesehen zum Regeln des Mehrwegeregelventils 51 in Antwort auf Signale eines Sensors 520 für laterale Beschleunigung und eines Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 521.
8 ist eine geschnittene Ansicht, welche die hydraulische Büchse 50 aus 7 darstellt. Die hydraulische Büchse 50 weist eine innere Röhre 500 auf, welche mit der Fahrzeugkarosserie 10 verbunden ist. Es ist eine äußere Röhre 501 mit dem unteren Arm 4 verbunden. Ferner ist ein elastisches Element 503 zwischen der inneren und der äußeren Röhre 500 bzw. 501 angeordnet. Zwei Fluidkammern 504 und 505, welche im elastischen Element 503 ausgebildet sind, sind mit dem Mehrwegeregelventil 51 mittels einer ersten und einer zweiten Fluidleitung 510 bzw. 511 verbunden.
In dem oben beschriebenen Aufhängungssystem richtet das Mehrwegeregelventil 51 den hydraulischen Druck an eine der Kammern 504 oder 505 des elastischen Elements 503, und zwar gemäß der Regelung durch die Regeleinheit 52, auf der Grundlage der vom Sensor für laterale Beschleunigung und vom Sensor für Fahrzeuggeschwindigkeit 520 bzw. 521 gemäß der Fahrbedingungen des Fahrzeugs erhaltener Signale. An dieser Stelle dehnt sich eine der Kammern 504 oder 505 aus, in welche der hydraulische Druck geleitet wurde, während die andere der Kammern 504 oder 505, in welche der hydraulische Druck nicht geleitet wurde, sich zusammenzieht oder kontrahiert. Im Ergebnis wird die äußere Röhre 501, welche mit dem unteren Arm 4 verbunden ist, relativ zur inneren Röhre 500, welche mit der Fahrzeugkarosserie 10 verbunden ist, verschoben. Der Abschnitt des unteren Arms 4, welcher mit der Fahrzeugkarosserieseite verbunden ist, wird nämlich in bezug auf die Fahrzeugkarosserie 10 aufwärts und abwärts verschoben, und dadurch wird die Höhe des Wankzentrums verändert, um die Fahrsicherheit und die Handhabung des Fahrzeuges zu verbessern.
Bei dem oben beschriebenen Aufhängungssystem wird auf die sich ausdehnende Kammer ein hoher Druck ausgeübt, weil eine große Menge hydraulischen Drucks notwendig ist, um das elastische Element auszudehnen und zusammenzuziehen, so daß es leicht zu Beschädigungen der hydraulischen Büchse oder des Druckgefäßes kommen kann.
Ferner werden die Kammern mit gleich hohen hydraulischen Drücken beaufschlagt, wenn sich das Fahrzeug unter normalen Fahrbedingungen befindet. Für ein Mehrwegeregelventil ist es jedoch schwierig, gleich große hydraulische Drucke aufrecht zu erhalten. In einem Zustand z.B., bei welchem die erste Leitung 510 mit einem hydraulischen Druck beaufschlagt wird und die zweite Leitung 511 nicht mit einem hydraulischen Druck beaufschlagt wird, werden die Drucke innerhalb der Kammern ungleich, wenn das Mehrwegeregelventil in eine neutrale Stellung hinein verschoben wird, weil die erste und die zweite Leitung 510 und 511 geschlossen sind.
Eine inhärente Funktion der hydraulischen Büchse oder des hydraulischen Druckgefäßes ist das Absorbieren von Vibrationen, welche durch die Räder erzeugt werden. Wenn jedoch das Mehrwegeregelventil in eine neutrale Stellung hinein verschoben wird, wird die Starrheit oder Steifheit der hydraulischen Büchse bzw. des hydraulischen Druckgefäßes wegen der nicht kompressiblen Eigenschaften des Fluids erhöht, weil beide Leitungen geschlossen sind und die hydraulischen Drucke innerhalb der Kammern gehalten werden, wobei dann die schwingungsabsorbierenden Eigenschaften des Druckgefäßes oder der hydraulischen Büchse verschlechtert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Aufhängungssystem zu schaffen, bei welchem die Unzulänglichkeiten herkömmlicher Aufhängungs- und Regelsysteme vermieden werden und bei welchem insbesondere die Handhabung, die Stabilität und der Fahrkomfort des Fahrzeugs auch durch eine geeignete hydraulische Büchse verbessert werden, wobei auf der Grundlage eines Fahrzustands des Fahrzeugs die Höhe eines Wankzentrums des Fahrzeugs automatisch geregelt wird.
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Aufhängungssystem nach Anspruch 1, einer hydraulischen Büchse gemäß Anspruch 6 und mit einem Wankzentrum-Regelsystem nach Anspruch 8. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine hydraulische Büchse oder ein hydraulisches Druckgefäß zu schaffen, welches sich beim Regeln des Wankzentrums auf einfache Weise ausdehnen und zusammenziehen kann und welches auf einfache Weise vor Beschädigungen durch äußere Kräfte geschützt werden kann.
Zur Lösung der Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung ein Aufhängungssystem für ein Fahrzeug. Dieses System weist einen Radträger auf, der ein Rad rotierbar haltert. Es ist eine Federungsanordnung vorgesehen, welche ein oberes Ende des Radträgers mit einer Fahrzeugkarosserie verbindet. Ein unterer Regelarm oder Regelträger verbindet ein unteres Ende des Radträgers mit der Fahrzeugkarosserie. Es ist ferner ein Wankzentrum-Regelungsabschnitt zum Regeln der Höhe eines Wankzentrums des Fahrzeugs vorgesehen. Der Wankzentrum-Regelungsabschnitt weist eine Hydraulikquelle zum Erzeugen eines hydraulischen Drucks auf. Es ist eine hydraulische Büchse oder ein hydraulisches Druckgefäß zwischen dem unteren Arm und der Fahrzeugkarosserie angeordnet. Die hydraulische Büchse weist obere und untere Kammern auf. Es sind erste und zweite hydraulische Regelventile zum Regeln des an die obere und untere Kammer gerichteten oder von diesen abgelassenen hydraulischen Drucks vorgesehen, wodurch der hydraulische Druck in bezug auf eine Achse der Fahrzeugkarosserie aufwärts oder abwärts verschoben wird. Es ist eine elektronische Regeleinheit zum Regeln des ersten und des zweiten hydraulischen Regelventils in Antwort auf einen Fahrzustand des Fahrzeugs vorgesehen.
Zum Erreichen des weiteren Ziels, nämlich eine leicht expandierbare oder zusammenziehbare hydraulische Büchse zu schaffen, sieht die vorliegende Erfindung eine hydraulische Büchse zur Verwendung in einem Aufhängungssystem mit mindestens einem lateralen Arm vor, welcher den Radträger mit einer Fahrzeugkarosserie verbindet. Die hydraulische Büchse ist zwischen dem unteren Arm und der Fahrzeugkarosserie angeordnet. Die hydraulische Büchse weist eine äußere Röhre auf, welche mit dem unteren Arm verbunden ist. Es ist eine innere Röhre vorgesehen, welche mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist. Des weiteren ist ein elastisches Element ausgebildet und zwischen der inneren und äußeren Röhre angeordnet. Ein Gehäuse umgibt das elastische Element. Durch das elastische Element und das Gehäuse werden obere und untere Fluidkammern definiert. Eine Mehrzahl von Stiften ist im elastischen Element eingebettet. Eine Mehrzahl von Ausnehmungen ist an gegenüberliegenden Endflächen des elastischen Elements ausgebildet.
Nach der Erfindung wird auf einem Mittelabschnitt der inneren Röhre ein Anschlag ausgebildet, welcher sich auf die obere und untere Kammer hin erstreckt, um Beschädigungen an der Büchse oder am Druckgefäß durch äußeren Druck zu verhindern.
Ferner ist nach der Erfindung eine Mehrzahl umfänglich angeordneter Abdichtvorsprünge um das elastische Element herum ausgebildet, welche das Gehäuse berühren und dadurch einen Fluidverlust verhindern, der durch das wiederholte Ausdehnen und Zusammenziehen der hydraulischen Büchse verursacht wird.
Nachfolgend werden die Erfindung, ihre weiteren Ziele und Vorteile auf der Grundlage einer schematischen Zeichnung und deren Beschreibung deutlich gemacht. In dieser ist
1 eine schematische Ansicht eines Aufhängungssystems gemäß eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels;
2 eine Querschnittsansicht einer hydraulischen Lagerbüchse bzw. Büchse, wie sie im Aufhängungssystem verwendet wird;
3a eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A von 2;
3b eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B von 2;
3c eine vergrößerte Ansicht des umkreisten Abschnitts X von 2;
4 ein schematisches Diagramm, welches eine Regeleinrichtung für die hydraulische Büchse gemäß eines erfindungsgemäßen bevorzugten Ausführungsbeispiels zeigt;
5a und 5b schematische Ansichten zur Darstellung, wie das Aufhängungssystem des Ausführungsbeispiels arbeiten kann;
6 eine Querschnittsansicht, welche ein hydraulisches Regelventil gemäß eines bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels zeigt;
7 eine schematische Ansicht eines herkömmlichen Aufhängungssystems; und
8 eine Querschnittsansicht einer herkömmlichen hydraulischen Büchse.
Es folgt die Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. In den Figuren werden ähnliche oder gleiche Bezugszeichen verwendet, um ähnliche oder gleiche Elemente oder Teile in den Figuren zu identifizieren.
Unter Bezugnahme auf 1 ist eine schematische Ansicht eines Aufhängungssystems gemäß eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels gezeigt. Das Aufhängungssystem weist einen Radträger 2 auf, welcher ein Rad 1 rotierbar haltert. Eine Federungsanordnung 3 besteht aus einem Stoßdämpfer 30 und einer Feder 31 und verbindet die obere Seite des Radträgers 2 mit einer Fahrzeugkarosserie 10. Ein unterer Arm oder Querträger 4 verbindet die untere Seite des Radträgers 2 mit der Fahrzeugkarosserie 10.
Wenn das Rad 1 entlang der Bewegungslinie, welche durch die Länge des unteren Arms 4 bestimmt wird, auftrifft und zurückspringt, absorbiert die Federungsanordnung 3 die durch das Auftreffen und Zurückspringen des Rades 1 bewirkten Stöße.
In der oben beschriebenen vorliegenden Erfindung ist eine Wankzentrum-Regeleinrichtung vorgesehen, welche zwischen dem Verbindungsteil des unteren Arms 4 mit der Fahrzeugkarosserieseite und der Fahrzeugkarosserie 10 angeordnet ist. Die Wankzentrum-Regeleinrichtung weist eine hydraulische Büchse oder ein hydraulisches Druckgefäß 40 und ein hydraulisches Regelteil 100 zum Regeln der hydraulischen Büchse 40 auf.
Wie in den 2, 3a, 3b und 3c gezeigt ist, weist die hydraulische Büchse 40 eine äußere Büchse bzw. Röhre 401, welche mit dem unteren Arm 4 verbunden ist, eine innere Büchse bzw. Röhre 404, welche mit der Fahrzeugkarosserie 10 verbunden ist, ein elastisches Element 405, welches zwischen der inneren und der äußeren Röhre 404 bzw. 401 an geordnet ist und ein Gehäuse 402 auf, welches das elastische Element 405 umgibt. Es sind obere und untere Fluidkammern 407 und 408 vorgesehen, welche durch das Gehäuse 402 und das elastische Element 405 definiert werden. Eine Mehrzahl von Stiften oder Bolzen 403 bzw. segmentartigen Versteifungsgliedern ist im elastischen Element 405 eingebettet. Eine Mehrzahl von Nuten, Rinnen oder Ausnehmungen 406 ist auf gegenüberliegenden Endflächen des elastischen Elements 405 ausgebildet. Es ist ein Anschlag 411 auf einem Mittelabschnitt der inneren Röhre 404 ausgebildet, welcher sich auf die obere und die untere Kammer 407 und 408 hin erstreckt. Es sind Dichtungen 409 und 410 vorgesehen, welche mit der oberen bzw. der unteren Kammer 407 und 408 verbunden sind. Es ist ferner eine Mehrzahl von umfänglich angeordneten Dichtungsvorsprüngen 412 um das elastische Element 405 herum ausgebildet, welche das Gehäuse 402 berühren, um einen Fluidverlust zu verhindern, welcher durch das wiederholte Expandieren und Zurückziehen der hydraulischen Büchse 40 verursacht wird.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1 ist gezeigt, daß die hydraulische Büchse 40 durch ein hydraulisches Regelteil geregelt wird, welches einen Fluidtank 6, eine Hydraulikpumpe 62, einen Motor 63 zum Betreiben der Hydraulikpumpe 62, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 71, einen Sensor 72 für laterale Kräfte, erste und zweite hydraulische Regelventile 68a und 68b mit ersten bzw. zweiten leistungsgeregelten Magnetventilen 680a und 680b zum Einspeisen und Ablassen des hydraulischen Drucks zu oder von der oberen und der unteren Kammer 407 und 408 der hydraulischen Büchse 40, eine elektronische Regeleinheit 7 zum Regeln der hydraulischen Regelventile 68a und 68b in Antwort auf von den Sensoren 71 und 72 detektierten Signalen, ein Entlastungsventil 64 zum Ausbilden des Systemdrucks und innere Leitungen 101, 102, 103 und 104 aufweist.
Wie in 6 gezeigt ist, weist jedes der hydraulischen Regelventile 68a und 68b eine Hülse, Büchse bzw. Stutzen 681, eine Docke bzw. einen Ventilteller 682, eine Dockendichtung bzw. eine Ventiltellerdichtung 686 und Öffnungen 683, 684 und 685 auf.
In bezug auf die oben beschriebene Aufhängung wird im folgenden unter Bezugnahme auf 4 ein Verfahren zum Regeln des elastischen Koeffizienten oder Elastizitätkoeffizienten der Hydraulikbüchse beschrieben.
Wenn Regelsignale Iup, Idn, Imr, welche von den Sensoren 71 und 72 gemäß des Fahrzustandes des Fahrzeugs detektiert wurden, von der elektronischen Regeleinheit 7 an die hydraulischen Regelventile 68a und 68b bzw. an den Motor 63 übermittelt werden, wird der an die obere und die untere Kammer 407 und 408 gerichtete oder geleitete Druck gemäß dieser Signale geregelt. Das heißt, daß die Hydraulikbüchse starr wird oder sich verhärtet, wenn der Druck innerhalb der oberen und der unteren Kammer 407 und 408 zu einem höheren Zustand geregelt wird, und daß die Hydraulikbüchse weich oder geschmeidig wird, wenn der Druck zu einem niedrigen Zustand geregelt wird. Demgemäß wird durch Regeln des Elastizitätskoeffizienten oder der Elastizität der Hydraulikbüchse gemäß dem Fahrzustand des Fahrzeugs die vom unteren Arm oder Träger an die Fahrzeugkarosserie übertragene Vibration vermindert. Zusätzlich kann die Fluidversorgung geeignet geregelt werden, weil jedes der hydraulischen Regelventile ein leistungsgesteuertes Magnetventil aufweist.
Die 5a zeigt einen Wankzentrum-Regelzustand beim oben beschriebenen Aufhängungssystem, wobei das Fahrzeug sich in Geradeausfahrt befindet, und zwar im Bereich höherer Geschwindigkeiten (oberhalb 80 km/h).
Gewöhnlich ist es leicht, die Sturz- und Spurweitenänderungen derart zu optimieren, daß die Vibrationen und Schwingungen von der Fahrbahn minimiert werden können, wenn sich das Fahrzeug in Geradeausfahrt bei hohen Geschwindigkeiten befindet, wenn die Höhe des Wankzentrums vermindert wird. Im Ergebnis werden die Hochgeschwindigkeitsfahreigenschaften, die Sicherheit und auch der Fahrkomfort verbessert.
Wenn die Signale, welche die Hochgeschwindigkeitsgeradeausfahrt widerspiegeln, durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 71 und den Sensor 72 für die lateralen Kräfte detektiert und zur elektronischen Regeleinheit 7 übertragen werden, vergleicht die elektronische Regeleinheit 7 diese Signale mit darin voreingestellten Daten und überträgt die verglichenen Signale Iup, Idn und Imr an die hydraulischen Regelventile 68a und 68b bzw. an den Motor 63, wodurch der Motor 63 die Hydraulikpumpe 62 antreibt, um einen hydraulischen Druck zu erzeugen. Die ersten und zweiten hydraulischen Regelventile 68a und 68b werden verschoben oder verstellt, wie das in der 5a gezeigt ist. Und zwar derart, daß hydraulischer Druck durch die Leitungen 103 und 102 über das zweite hydraulische Regelventil 68b an die untere Kammer 408 geliefert wird und daß hydraulischer Druck in der Kammer 407 durch die Leitungen 101 und 104 über das erste hydraulische Regelventil 68a in den Fluidtank 6 abgelassen wird.
Im Ergebnis wird die äußere Röhre 401 der hydraulischen Büchse 40 in bezug auf die innere Röhre 404, die mittels eines Bolzens (nicht gezeigt) an der Fahrzeugkarosserie befestigt ist, verschoben, wie das durch die gestrichelte Linie gezeigt ist, wodurch das Verbindungsteil des unteren Arms 4 mit der Fahrzeugkarosserieseite um h1 gesenkt wird, um das Wankzentrum zu senken.
Die 5b zeigt einen Wankzentrum-Regelzustand des oben beschriebenen Aufhängungssystems, wenn der Fahrzeugkarosserie während des Kurvenfahrens eine laterale Kraft aufgeprägt wird.
Wenn das Fahrzeug eine laterale Kraft empfängt, die z.B. beim Kurvenfahren auftritt, wird vorzugsweise das Wankzentrum angehoben, um die Sicherheit und Handhabung beim Kurvenfahren zu verbessern.
Wenn Signale in bezug auf diese laterale Kraft, welche durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 71 und den Sensor 72 für die lateralen Kräfte detektiert werden, an die elektronische Regeleinheit 7 übertragen werden, vergleicht die elektronische Regeleinheit 7 diese Signale mit darin voreingestellten Daten und überträgt die verglichenen Signale Iup, Idn und Imr an die hydraulischen Regelventile 68a und 68b bzw. an den Motor 63, wodurch der Motor 63 die Hydraulikpumpe 62 antreibt, um einen hydraulischen Druck zu erzeugen. Wie in 5b gezeigt ist, werden die hydraulischen Regelventile 68a und 68b derart verschoben oder verstellt, daß der hydraulische Druck durch die Leitungen 101 und 103 über das erste hydraulische Regelventil 68b in die obere Kammer 407 geleitet wird und daß hydraulischer Druck innerhalb der Kammer 408 durch Leitungen 102 und 104 über das hydraulische Regelventil 68b in den Fluidtank 6 abgelassen wird.
Im Ergebnis wird die äußere Röhre 401 der hydraulischen Büchse 40 in bezug auf die innere Röhre 404, welche mittels eines Bolzen (nicht gezeigt) an der Fahrzeugkarosserie befestigt ist, verschoben, wie das durch eine gestrichelte Linie gezeigt ist. Dadurch wird das Verbindungsteil des unteren Arms 4 mit der Fahrzeugkarosserieseite um h2 angehoben, um das Wankzentrum anzuheben.
Falls die elektronische Regeleinheit 7 eine Fehlfunktion ausführt, weil die Signale Iup, Idn, Imr von der elektronischen Regeleinheit 7 nicht an die hydraulischen Regelventile 68a und 68b und an den Motor 63 übertragen werden, werden die Leitungen zusätzlich von der Hydraulikquelle getrennt, und der hydraulische Druck innerhalb der oberen und der unteren Kammer 407 und 408 wird durch die hydraulischen Regelventile 68a und 68b in den Fluidtank 6 abgelassen. Im Ergebnis wird die hydraulische Büchse derart elastisch, daß die vom unteren Arm an die Fahrzeugkarosserie übertragenen Schwingungen oder Vibrationen reduziert werden können.
Gewöhnlich ist ein hoher Druck notwendig, um das elastische Element gemäß dem in die Kammern der hydraulischen Büchse eingeleiteten hydraulischen Druck zu expandieren und zusammenzuziehen. In der vorliegenden Erfindung jedoch kann das elastische Element 405 unter Verwendung eines relativ geringen Drucks stärker expandiert und zusammengezogen werden, indem Ausnehmungen 406 auf bzw. in dem elastischen Element 405 ausgebildet sind.
Ferner kann zwischen dem Gehäuse 402 und dem elastischen Element 405 aufgrund des wiederholten Ausdehnens und Zusammenziehens des elastischen Elements 405 eine Leckage auftreten. Mit der vorliegenden Erfindung jedoch kann, wie das in 3c gezeigt ist, durch umfänglich angeordnete Abdichtungsvorsprünge 412 diese Leckage vermieden werden.
Während die Erfindung im Zusammenhang mit Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, die derzeit als am praktikabelsten und wünschenswert erscheinen, ist es zu verstehen, daß die Erfindung durch die offenbarten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt ist. Im Gegenteil, ist es beabsichtigt, verschiedene Abänderungen und äquivalente Anordnungen innerhalb der Erfindungsidee und der beigefügten Patentansprüche mit zu umfassen.

Claims

Aufhängungssystem für ein Fahrzeug, mit einem Radträger (2), welcher ein Rad (1) drehbar haltert; einer Federungsanordnung (3), welche ein oberes Ende des Radträgers (2) mit einer Fahrzeugkarosserie (10) verbindet; einem unteren Steuerarm (4), welcher ein unteres Ende des Radträgers (2) mit der Fahrzeugkarosserie (10) verbindet, und einer Wankzentrum-Regeleinrichtung zum Regeln einer Höhe eines Wankzentrums des Fahrzeugs, wobei die Wankzentrum-Regeleinrichtung aufweist: – eine Hydraulikquelle (6, 62, 63, 64) zum Erzeugen eines hydraulischen Druckes; – eine hydraulische Büchse (40), welche an einem Verbindungspunkt zwischen dem unteren Steuerarm (4) und der Fahrzeugkarosserie (10) angeordnet ist, mit einer oberen und einer unteren Kammer (407, 408), wobei die hydraulische Büchse eine äußere Röhre (401) aufweist, welche mit dem unteren Steuerarm (4) verbunden ist, sowie eine innere Röhre (404), welche mit der Fahrzeugkarosserie (10) verbunden ist; – ein elastisches Element (405), welches zwischen der inneren und der äußeren Röhre (404, 401) angeordnet ist; – ein Gehäuse (402), welches das elastische Element (405) umgibt; – eine hydraulische Regelventileinrichtung zum Regeln des hydraulischen Druckes, der an die obere und an die untere Kammer (407, 408) gerichtet oder von dieser abgelassen wird, wodurch der Verbindungspunkt bezüglich einer Achse der Fahrzeugkarosserie (10) aufwärts oder abwärts verschoben wird; und – eine elektrische Regeleinheit (7) zum Regeln der hydraulischen Regelventileinrichtung in Antwort auf einen Fahrzustand des Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, – dass die hydraulische Regelventileinrichtung ein erstes hydraulisches Regelventil (68a) zur Regelung des Drucks in der oberen Kammer (407) und ein zweites hydraulisches Regelventil (68b) zur Regelung des Drucks in der unteren Kammer (408) aufweist, wobei die beiden Regelventile (68a, 68b) jeweils zwei Stellungen erlauben, von denen eine Stellung zum Zuführen und die andere Stellung zum Ablassen von Hydraulikfluid aus den jeweiligen Kammern (407, 408) dient, – dass die hydraulische Büchse (40) eine Mehrzahl umfänglich angeordneter Dichtungsvorsprünge (412) aufweist, welche um das elastische Element (405) herum ausgebildet sind und welche das Gehäuse (402) fluidabdichtend berühren, und – dass die hydraulische Büchse (40) einen Anschlag (411) aufweist, welcher an einem Mittelteil der inneren Röhre (404) ausgebildet ist und welcher sich auf die obere und die untere Kammer (407, 408) hin erstreckt.
Aufhängungssystem nach Anspruch 1, bei welchem die hydraulische Büchse (40) weiterhin aufweist: – eine Mehrzahl von Stiften (403), welche im elastischen Element (405) eingebettet sind; und – eine Mehrzahl von Ausnehmungen (406), welche an gegenüberliegenden Endflächen des elastischen Elements (405) ausgebildet sind.
Aufhängungssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikquelle einen Fluidtank (6), eine Hydraulikpumpe (62), einen Motor (63) zum Antreiben der Pumpe (62) und ein Entlastungsventil (64) zum Aufrechterhalten eines Systemdruckes aufweist.
Aufhängungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Regeleinheit (7) von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (71) und von einem Sensor (72) für laterale Kräfte Signale über den Fahrzustand des Fahrzeugs empfängt und ein Regelsignal zu der Hydraulikquelle (6, 62, 63, 64) und zum ersten und zweiten hydraulischen Regelventil (68a, 68b) überträgt.
Aufhängungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulischen Regelventile (68a, 68b) ein leistungsgeregeltes Magnetventil (680a, 680b) aufweisen.
Hydraulische Büchse zur Verwendung in einem Aufhängungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit mindestens einem unteren Arm (4), welcher einen Radträger (2) mit einer Fahrzeugkarosserie (10) verbindet, wobei die hydraulische Büchse (40) zwischen dem unteren Arm (4) und der Fahrzeugkarosserie (10) angeordnet ist, mit: – einer äußeren Röhre (401), welche mit dem unteren Arm (4) verbunden ist, und einer inneren Röhre (404), welche mit der Fahrzeugkarosserie (10) verbunden ist; – einem elastischen Element (405), welches zwischen der inneren und der äußeren Röhre (404, 401) angeordnet ist; – einem Gehäuse (402), welches das elastische Element (405) umgibt; – oberen und unteren Fluidkammern (407, 408), welche durch das Gehäuse (402) und das elastische Element (405) definiert werden, dadurch gekennzeichnet, – dass eine Mehrzahl umfänglich angeordneter Dichtungsvorsprünge (412) vorgesehen ist, welche um das elastische Element (405) herum ausgebildet sind und welche das Gehäuse (402) fluidabdichtend berühren, und – dass ein Anschlag (411) vorgesehen ist, welcher an einem Mittelteil der inneren Röhre (404) ausgebildet ist und welcher sich auf die obere und die untere Kammer (407, 408) hin erstreckt.
Hydraulische Büchse nach Anspruch 6, mit: – einer Mehrzahl von Stiften (403), welche im elastischen Element (405) eingebettet sind; und – einer Mehrzahl von Ausnehmungen (406), welche an gegenüberliegenden Endflächen des elastischen Elementes (405) ausgebildet sind.
Wankzentrum-Regelsystem für ein Kraftfahrzeug-Aufhängungssystem mit mindestens einem unteren Arm (4), mit: – einer Hydraulikquelle (6, 62, 63, 64) zum Erzeugen eines hydraulischen Druckes; – einer hydraulischen Büchse (40), welche zwischen dem unteren Arm (4) und der Fahrzeugkarosserie (10) an einem Verbindungspunkt angeordnet ist, wobei die hydraulische Büchse (40) eine äußere Röhre (401) auf weist, welche mit dem unteren Arm (4) verbunden ist, sowie eine innere Röhre (404), welche mit der Fahrzeugkarosserie (10) verbunden ist, ein elastisches Element (405), welches zwischen der inneren und der äußeren Röhre (404, 401) angeordnet ist, ein Gehäuse (402), welches das elastische Element (405) umgibt, und obere und untere Fluidkammern (407, 408) welche durch das Gehäuse (402) und das elastische Element (405) definiert werden; – einer hydraulischen Regelventileinrichtung zum Regeln des hydraulischen Druckes, welcher an die obere und die untere Kammer (407, 408) gerichtet oder von diesen abgelassen wird, wodurch der Verbindungspunkt bezüglich einer Achse der Fahrzeugkarosserie (10) nach oben bzw. nach unten verschoben wird; und – einer elektronischen Regeleinheit (7) zum Regeln der hydraulischen Regelventileinrichtung in Abhängigkeit eines Fahrzustandes des Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, – dass die hydraulische Regelventileinrichtung ein erstes hydraulisches Regelventil (68a) zur Regelung des Drucks in der oberen Kammer (407) und ein zweites hydraulisches Regelventil (68b) zur Regelung des Drucks in der unteren Kammer (408) aufweist, wobei die beiden Regelventile (68a, 68b) jeweils zwei Stellungen erlauben, von denen eine Stellung zum Zuführen und die andere Stellung zum Ablassen von Hydraulikfluid aus den jeweiligen Kammern (407, 408) dient, – dass die hydraulische Büchse (40) eine Mehrzahl umfänglich angeordneter Dichtungsvorsprünge (412) aufweist, welche um das elastische Element (405) herum ausgebildet sind und welche das Gehäuse fluidabdichtend berühren, und – dass die hydraulische Büchse (40) einen Anschlag (411) aufweist, welcher an einem Mittelteil der inneren Röhre (404) ausgebildet ist und welcher sich auf die obere und die untere Kammer (407, 408) hin erstreckt.
Wankzentrum-Regelsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Büchse (40) weiterhin aufweist: – eine Mehrzahl von Stiften (403), welche im elastischen Element (405) eingebettet sind; und – eine Mehrzahl von Ausnehmungen (406), welche an gegenüberliegenden Endflächen des elastischen Elementes (405) ausgebildet sind.
Wankzentrum-Regelsystem nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikquelle einen Fluidtank (6), eine Hydraulikpumpe (62), einen Motor (63) zum Betreiben der Pumpe (62) und ein Entlastungsventil (64) zum Aufrechterhalten des Systemdruckes aufweist.
Wankzentrum-Regelsystem nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Regeleinheit (7) Fahrzeugbetriebsbedingungen von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (71) und von einem Sensor (72) für laterale Kräfte empfängt und ein Regelsignal an die Hydraulikquelle (6, 62, 63, 64) und das erste sowie das zweite hydraulische Regelventil (68a, 68b) überträgt.