DE3808490A1 - Kraftfahrzeug-hinterradaufhaengung - Google Patents

Kraftfahrzeug-hinterradaufhaengung

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DE3808490A1 DE19883808490 DE3808490A DE3808490A1 DE 3808490 A1 DE3808490 A1 DE 3808490A1 DE 19883808490 DE19883808490 DE 19883808490 DE 3808490 A DE3808490 A DE 3808490A DE 3808490 A1 DE3808490 A1 DE 3808490A1
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftfahrzeug-Hinterradaufhängung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art, wie sie beispielsweise aus der DE-OS 32 05 783 oder der DE-OS 21 58 931 bekannt ist.
Bei diesen bekannten Kraftfahrzeug-Hinterachsen sind zwischen den schwenkbar am Fahrzeugaufbau angelenkten Radführungsgliedern und den Radträgern (Achsschenkeln) elastische Elemente in Form von Gummi- oder Stahlfederelementen derart angeordnet und ausgebildet, daß die Räder unter der Einwirkung von an ihnen angreifenden Seitenkräften verschwenkt werden. Die Lenkachse dieser elastischen Radbewegung ist dabei derart gelegt, daß sie die Fahrbahn hinter der senkrechten Radmittenquerebene durchdringt, also ein Vorlauf vorliegt. Unter der Wirkung von an den Rädern angreifenden Seitenkräften, wie sie beispielsweise beim Durchfahren einer Kurve als der Zentrifugalkraft entgegenwirkende und auf die Bodenhaftung zurückzuführende Reibkraft auftritt, werden die Räder also gegen die Wirkung des um die Lenkachse wirksamen elastischen Rückstellmomentes im untersteuernden Sinn (Gegenlenken) verschwenkt.
Solches "Gegenlenken" der Hinterräder bewirkt i. a. ein neutrales bis untersteuerndes Verhalten des Gesamtfahrzeuges und damit ein auch für ungeübtere Fahrer i. a. gut beherrschbares Fahrverhalten beim Durchfahren von Kurven. Im Gegensatz zum Untersteuern birgt ein übersteuerndes Eigenlenkverhalten eines Kraftfahrzeuges zumindest für ungeübtere Fahrer gewisse Gefahren in sich, da z. B. beim Durchfahren einer Kurve der Kurvenradius kleiner und damit die tatsächlich durchfahrene Kurve enger wird als es dem vom Fahrer vorgegebenen Lenkradeinschlag entspricht; die Schleuder- und Unfallgefahr wird hierdurch nicht unbeträchtlich erhöht.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das Fahrverhalten eines mit einer Hinterachse der im Oberbegriff des Patentanspruchs genannten Art ausgestatteten Kraftfahrzeuges weiter zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs gelöst.
Dem für sich gesehen passiven untersteuernden Eigenlenkverhalten der Hinterräder wird also eine aktive Lenkbewegung überlagert, die von bestimmten dynamischen Betriebsparametern des Fahrzeuges abhängt, nämlich von der Querbeschleunigung des Fahrzeuges, von der Fahrzeuggiergeschwindigkeit, von dem am Fahrzeug angreifenden Luft-Giermoment und von der Winkelgeschwindigkeit des Lenkrades.
Durch die überlagerte - aktive - Lenkbewegung der Hinterräder wird einerseits der Lenkvorgang des Fahrzeuges zügig eingeleitet und andererseits das vorhandene gutmütige (Kurven-)Fahrverhalten des Fahrzeuges beibehalten bzw. noch verstärkt. Im übrigen bleibt hierbei auch bei Ausfall der überlagerten aktiven Lenkbewegung das Fahrverhalten überraschungsfrei und sicher; beim Durchfahren einer Kurve werden dann die Hinterräder aufgrund des vorhandenen Vorlaufs etc. selbsttätig im Sinne eines Gegenlenkens ausgelenkt und nach Beendigung der Kurvenfahrt durch das um die Lenkachse der Räder wirksame elastische Rückstellmoment wieder in ihre Neutralstellung zurückgeführt.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten prinzipienhaften Ausführungsbeispieles wird die Erfindung nachstehend näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 die - halbe - Draufsicht einer Hinterradaufhängung gemäß der Erfindung und
Fig. 2 eine teilgeschnittene Ansicht dieser Achse in Richtung der Pfeile II.
Die Erfindung wird anhand einer bekannten Verbundlenker- bzw. Koppellenkerachse erläutert, ist auf diesen Achstyp jedoch nicht beschränkt; sie kann mit gleichem Vorteil auch bei anderen bekannten Achstypen eingesetzt werden, z. B. bei Schräglenkerachsen, bei Federbeinachsen oder bei Starrachsen.
In Fig. 1 ist lediglich die rechte Hälfte einer Verbundlenker-Hinterachse 1 dargestellt, wobei der um die Achse 5 schwenkbar am nicht weiter dargestellten Fahrzeugaufbau angelenkte, i. a. biege- und verwindungssteife Längslenker mit 2 und die diese Längslenker mit dem auf der anderen Fahrzeugseite angeordneten Längslenker verbindende biegesteife, jedoch torsionsweiche Querstrebe mit 3 beziffert sind.
Der Radträger bzw. Achsschenkel 4 des am freien Ende des Längslenkers 2 angelenkten Fahrzeugrades 6 ist unter an sich bekannter Verwendung nicht weiter dargestellter und zwischen Radträger 4 und Längslenker 2 wirksamer federelastischer Elemente in Form von Gummi- oder Stahlfederelementen derart ausgerichtet und am Längslenker 2 befestigt, daß das Rad 6 unter der Wirkung von an ihm angreifenden Seitenkräften um eine schräggestellte Lenkachse 7 schwenkbar ist, deren Durchstoßpunkt P durch die Fahrbahn - mit Bezug auf die durch den Pfeil angedeutete Fahrtrichtung - hinter dem Radaufstandspunkt liegt; das Fahrzeugrad 6 ist also mit einem Vorlauf -n H (negativer Nachlauf) angelenkt. Durch diese, für sich bekannte, Radanlenkung ergibt sich ein Untersteuern (Gegenlenkung) der Hinterachse, weil das Fahrzeugrad 6 infolge der vorhandenen Elastizitäten unter der Einwirkung von Seitenkräften etwas aus der Kurve herauslenkt. Die zwischen Radträger 4 und Längslenker 2 angeordneten federelastischen Elemente wirken dabei um die Lenkachse 7 als elastisches Rückstellmoment, durch welches das Rad bei Fortfall der Seitenkraft letztlich wieder in seine ursprüngliche Neutralstellung zurückgestellt wird.
Mit der Radachse bzw. dem Radträger 4 (Achsschenkel) starr verbunden ist ein Lenkhebel 8, an dem über eine Spurstange 10 die Verstellkraft eines Stellgliedes 9 angreift, bei dem es sich z. B. um einen elektrischen Linearmotor, einen elektrisch angetriebenen konventionellen Getriebemotor oder um eine der bekannten hydraulischen oder pneumatischen Kolben/Zylindereinheiten handeln kann.
Mit Hilfe des Stellgliedes 9 wird in das Lenkverhalten der Kraftfahrzeug- Hinterradaufhängung, die an sich durch ein untersteuernd wirkendes eingeprägtes Eigenlenkverhalten bestimmt ist, additiv eingegriffen, und zwar in Abhängigkeit von bestimmten dynamischen Betriebsparametern des Fahrzeuges.
Zu diesem Zweck ist eine Steuer- oder Regelelektronik 11 vorgesehen, durch die die Verstellkraft des Stellgliedes 9 derart gesteuert wird, daß das Hinterrad 6 über den Lenkhebel 8 derart ausgelenkt wird, daß sich ein Hinterrad-Lenkwinkel
λ h =0,015 b Q +0,1+25 · 10-6 M -0,01[rad],
ergibt, worin
b Q [ms-2]die Fahrzeugquerbeschleunigung, [rad s-1]die Fahrzeuggiergeschwindigkeit, M [Nm]das durch an vorderen Umströmungskanten li/re auftretende Druckunterschiede Δ p hervorgerufene Luft-Giermoment und [rad s-1]die Winkelgeschwindigkeit des Lenkrades bedeuten.
Durch den gewichteten Einfluß von Querbeschleunigung, Gierwinkelgeschwindigkeit, Luft-Giermoment und Lenkradwinkelgeschwindigkeit wird in Verbindung mit dem untersteuernd wirkenden eingeprägten Eigenlenkverhalten einerseits ein auf Lenkradeinschläge zügig reagierendes, andererseits jedoch sehr fahrstabiles Fahrverhalten des Kraftfahrzeuges erzielt.
Die Einflußgrößen Querbeschleunigung b Q , Gierwinkelgeschwindigkeit , Luft- Giermoment M und Lenkradwinkelgeschwindigkeit werden durch in Fig. 1 nur prinzipienhaft angedeuteten Sensoren 12 bis 15 erfaßt und der Steuer- oder Regelelektronik 11 als Eingangssignale zugeführt. Geeignete Sensoren sind dem Fachmann bekannt und daher im einzelnen nicht weiter dargestellt. In der Steuer- oder Regelelektronik 11 werden dabei vorzugsweise Mikroprozessoren o. ä. Verwendung finden.

Claims (1)

  1. Kraftfahrzeug-Hinterradaufhängung mit einem durch einen konstruktiv vorgegebenen Vorlauf und eine elasto-kinematische Anlenkung der Räder untersteuernd wirkenden eingeprägten Eigenlenkverhalten, dadurch gekennzeichnet, daß dem für sich passiven Eigenlenken eine von bestimmten dynamischen Betriebsparametern abhängige aktive Lenkbewegung überlagert wird, indem die jeweils um eine Lenkachse (7) schwenkbar angelenkten und mit einem starr an ihrem Achsschenkel (4) angreifenden Lenkhebel (8) versehenen Hinterräder (6) mittels eines von einer Steuer- oder Regelelektronik (11) gesteuerten Stellgliedes (9) (Stellmotor o. ä.) um einen Lenkwinkel λ h ausgelenkt werden, der etwa der Gleichung folgt λ h =0,015 b Q +0,1+25 · 10-6 M -0,01[rad],worin b Q [ms-2] die Fahrzeugquerbeschleunigung, [rad s-1] die Fahrzeuggiergeschwindigkeit, M [Nm] das Luft-Giermoment, das dem Druckunterschied Δ p an vorderen Umströmungskanten li/re etwa proportional ist, und [rad s-1] die Lenkradwinkelgeschwindigkeit bedeuten.
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8120 Willingness to grant licences paragraph 23
8139 Disposal/non-payment of the annual fee