DE3930966A1 - Hoehenverstellbare radaufhaengungsvorrichtung fuer zweiradkraftfahrzeuge - Google Patents
Hoehenverstellbare radaufhaengungsvorrichtung fuer zweiradkraftfahrzeugeInfo
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Description
Die Erfindung befaßt sich mit einer höhenverstellbaren
Radaufhängungsvorrichtung für Zweiradkraftfahrzeuge.
In den letzten Jahren bestand ein Bedürfnis nach Radaufhän
gungsvorrichtungen für Zweiradkraftfahrzeuge, welche eine
frei einstellbare Höhe des Fahrzeugs zum leichten Auf- und
Absteigen ermöglichen, wobei die Aufhängungscharakteristika
bzw. die Federungscharakteristika sich zur Anpassung an die
Fahrbedingungen variieren lassen.
Für Kraftfahrzeuge wurden derartige Radaufhängungsvorrichtungen
vorgeschlagen. Die Anwendung einer solchen Kraftfahrzeugrad
aufhängungsvorrichtung auf Motorräder oder andere Bauarten
von Zweiradkraftfahrzeugen ist jedoch aus praktischen Grün
den unangemessen. Bei Zweiradkraftfahrzeugen ist der Einbau
raum für das Radaufhängungssystem beschränkt, und es gibt
im wesentlichen keine Möglichkeit, eine übliche, verstell
bare Radaufhängungsvorrichtung hinsichtlich der Platzver
hältnisse vorzusehen. Zum einen ist nicht nur das Gewicht
eines derartigen Radaufhängungssystems für ein Motorrad zu
groß, sondern es wird auch der gesamte Gewichtsausgleich des
Fahrzeugs vernichtet, wenn man ein derartiges System einbaut.
Ferner ist das Gewicht derartiger Systeme zu groß und in
der gegenwärtigen Form würde sich bei einem Motorrad ein
beträchtliches Ungleichgewicht ergeben, wenn sie dort
eingesetzt würden.
Die Erfindung zielt darauf ab, diese Schwierigkeiten zu über
winden, und stellt eine gepaarte Links-Rechts-Radaufhängungs
vorrichtung bereit, welche die entsprechenden Charakteristika
des Fahrzeugs, an denen sie eingesetzt wird, berücksichtigt,
so daß sich in effektiver Weise die Höhe des Fahrzeugs und
die Federkonstante der Aufhängungsvorrichtung derart variieren
lassen, daß sie sich an die Bedürfnisse des Fahrers und die
Fahrbedingungen anpassen lassen. Zugleich wird eine kompakte,
gewichtsmäßig leichte Auslegung bereitgestellt, wobei die An
zahl der erforderlichen Bauteile vermindert ist, die Betriebs
zuverlässigkeit erhöht ist und der Energieverbrauch der Vor
richtung bzw. des Systems so gering wie möglich ist.
Die Erfindung gibt eine gepaarte Links-Rechts-Radauf
hängungsvorrichtung für Zweiradkraftfahrzeuge an, welche
derart ausgelegt ist, daß sie sowohl Federn als auch
Dämpfungseinrichtungen umfaßt. Bei einer Komponente der
Links-Rechts-Anordnung kann ein Sitz für eine Aufhängungsfeder
eingestellt werden, um effektiv die Höhe des Fahrzeugs einzu
stellen. Bei der anderen Komponente kann die Aufhängungsfeder
unter Zwischenschaltung einer Sitzeinrichtung in zwei Teile
unterteilt werden, wobei die Sitzeinrichtung zur Veränderung
der effektiven Rate bewegbar ist.
Gemäß einem weiteren Gedanken nach der Erfindung umfaßt die
einheitliche Aufhängungseinheit Aufhängungsfeder- und
-dämpfungseinrichtungen, welche einen verstellbaren Federsitz,
der der Dämpfungseinrichtung zugeordnet ist, enthalten kann, um
effektiv die Radaufhängungsvorrichtung auszufahren und hierbei
die Höhe des jeweiligen Fahrzeugs zu verändern.
Gemäß einem weiteren Gedanken nach der Erfindung kann zur
Betätigung im Hinblick auf die Veränderung der Federrate
und/oder des Federauszugs ein oder mehrere hydraulische Zylinder
vorgesehen sein, welche den Hydraulikdruck entlasten, wenn
das Fahrzeug stillsteht oder mit einer sehr niedrigen Geschwin
digkeit fährt. Hierdurch wird bewirkt, daß das Fahrzeug auf
einen mechanischen Anschlag abgesenkt wird, so daß nicht
ständig eine Hydraulikdruckbeaufschlagung mit entsprechendem
Energieverbrauch erforderlich ist.
Somit können die Höheneinstellung und die Federrahmeneinstel
lung bei Zweiradfahrzeugen auf eine kompakte Weise erzielt
werden, ohne daß man die Komponenten in unnötiger Weise
duplizieren muß.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von
bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die
beigefügte Zeichnung. Darin zeigt:
Fig. 1 eine Gesamtdraufsicht auf ein Zweiradkraftfahr
zeug,
Fig. 2 eine Gesamtseitenansicht eines Zweiradkraft
fahrzeugs,
Fig. 3 eine schematische Funktionsdarstellung einer ersten
bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung,
Fig. 4 eine rechtsseitige Schnittansicht eines Teils
einer vorderen Radaufhängungsvorrichtung gemäß
einer ersten bevorzugten Ausführungsform nach
der Erfindung,
Fig. 5 eine Detailansicht des mit V in Fig. 4 bezeich
neten Kreisausschnitts,
Fig. 6 eine Detailansicht des in Fig. 4 mit VI bezeich
neten Kreisausschnitts,
Fig. 7 eine Detailansicht des in Fig. 4 mit VII bezeich
neten Kreisausschnitts,
Fig. 8 eine linksseitige Schnittansicht eines Teils
einer vorderen Radaufhängungsvorrichtung gemäß
einer bevorzugten Ausführungsform nach der Er
findung,
Fig. 9 eine Detailansicht des in Fig. 8 mit IX bezeich
neten Kreisausschnitts,
Fig. 10 eine Detailansicht des in Fig. 8 mit X bezeich
neten Kreisausschnitts,
Fig. 11 eine Seitenschnittansicht eines Teils einer hin
teren Aufhängungsvorrichtung gemäß einer bevor
zugten Ausführungsform nach der Erfindung,
Fig. 12 eine Detailansicht des in Fig. 11 mit XII bezeich
neten Kreisausschnitts,
Fig. 13 eine Funktionsdarstellung einer zweiten bevorzugten
Ausführungsform nach der Erfindung,
Fig. 14, 15 und 16 schematische Ansichten zur Verdeutlichung
der Arbeitsweise der Höhenverstelleinrichtung ge
mäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform
nach der Erfindung,
Fig. 17, 18 und 28 schematische Ansichten zur Verdeutlichung
der Gesamtarbeitsweise einer Aufhängungsvorrichtung
gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform
nach der Erfindung,
Fig. 19 und 20 schematische Ansichten zur Verdeutlichung
der Arbeitsweise der Aufhängungsvorrichtung
gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform
nach der Erfindung insgesamt,
Fig. 21, 22 und 23 schematische Ansichten zur Verdeutlichung
der Arbeitsweise der hydraulischen Bauteile der
Einrichtung zur Verstellung der Federkonstante
bei der zweiten bevorzugten Ausführungsform nach
der Erfindung,
Fig. 24 ein Flußdiagramm der Steuervorrichtung bzw. Regel
vorrichtung 10 der zweiten bevorzugten Ausführungs
form nach der Erfindung, und
Fig. 25, 26 und 27 Flußdiagramme zur Verdeutlichung der
Reaktionen und der Ansprechverhaltensweisen der
Aufhängungsvorrichtung nach der zweiten bevorzugten
Ausführungsform nach der Erfindung.
Nachstehend werden zwei bevorzugte Ausführungsformen nach der
Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Die Aufhängungsvorrichtung bzw. die Radaufhängungsvorrichtung
gemäß der bevorzugten Ausführungsform, die in den Fig. 1, 2
und 3 gezeigt ist, weist im wesentlichen gepaarte rechte und
linke, vordere Aufhängungseinheiten 2, 3 jeweils auf, welche
die Vorderachse 1 tragen. Ferner ist eine einheitliche, hin
tere Aufhängungseinheit 7 zwischen den Seitenrahmen an einem
unteren Abschnitt des Sitzes 4 und der hinteren Gabel 6 vorge
sehen, wobei dieser mit der hinteren Gabel 6 über ein Gelenk
6 a verbunden ist. Ferner umfaßt diese Ausführungsform eine
Steuereinheit 8, welche Hydraulikfluid zu den zugeordneten
hydraulischen Teilen der linken und rechten Aufhängungseinhei
ten 2, 3 und zu der hinteren Aufhängungseinheit 7 fördert,
um sowohl eine gesteuerte Höhenveränderung als auch eine
Steuerung der Dämpfungsenergie mit Hilfe von elektrischen
Signalen zu bewirken, die an einen dazwischenliegenden
Steuermotor abgegeben werden.
Bei den vorstehend angegebenen, paarweise vorgesehenen linken
und rechten, vorderen Aufhängungseinheiten 2, 3 hat die
rechte Einheit 2 sowohl eine Fahrzeughöhensteuerungsfunktion
als auch eine Dämpfungskraftsteuerungsfunktion, während die
linke Aufhängungseinheit 3 eine Federkonstantenverstellfunk
tion hat. Die hintere Aufhängungseinheit 7 hat sowohl eine
Fahrzeughöhensteuerungsfunktion als auch eine Dämpfungskraft
steuerungsfunktion sowie eine Funktion hinsichtlich der Ver
stellung der Federkonstanten. Die Steuereinheit 8 umfaßt eine
Öldrucksteuereinheit 9, welche ein Druckfluid mit einem
festen Druck den zugeordneten Hydraulikzylindern der linken
und rechten Aufhängungseinheiten 2, 3 und der hinteren Auf
hängungseinheit 7 zuleitet, und welche in umgekehrter Weise
den vorstehend angegebenen und anliegenden Druckmitteldruck
vermindert und herabsetzt. Ferner ist eine Steuervorrichtung
10 vorgesehen, mittels welcher elektrische Signale an die
vorstehend angegebene Öldrucksteuereinheit 9 in Abhängigkeit
von den Fahrzeugbetriebsbedingungen abgegeben werden um hier
durch die Öldrucksteuereinheit 9 zu steuern, während zugleich
die elektrischen Signale direkt zur Steuerung der Motore ab
gegeben werden, die an den Aufhängungseinheiten 2 und 7
vorgesehen sind.
Mit den nachstehenden Ausführungen werden zusätzlich Ausle
gungseinzelheiten der Aufhängungsvorrichtung und die Haupt
teile eines Motorrads unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2
näher erläutert.
Ein G-Sensor S 1 ist an dem unteren Ende der linken, vorderen
Aufhängung 3 vorgesehen, während der Hubsensor S 2, der die
Höhe des Fahrzeugs (oder die Länge der vorderen Aufhängungs
einheit) mißt, an der Außenseite der rechten, vorderen Auf
hängung 2 angebracht ist.
Mit 161 ist der Kraftstofftank bezeichnet, der über der
Brennkraftmaschine des Fahrzeugs liegt. Am vorderen Ende des
Tanks ist ein Füllrohr 162 vorgesehen, während die zentrale
Verarbeitungs- und Steuereinheit (CPU) 202, die die Aufhängung
steuert, an einem hohlen Teil am hinteren Ende des Kraftstoff
tanks 161 angebracht ist.
Unter dem hinteren Ende des Kraftstofftanks ist ein Vorrats
behälter 144 b vorgesehen, der das Hydraulikfluid und die
Pumpe 142 mit dem Motor 141 aufnimmt, welche das Fluid in der
Aufhängung unter Druck gesetzt fördern.
Mit 148 A, 148 B, 148 C, 150 A, 150 B und 150 C bezeichnete Steuerven
tile, welche die Öldrucksteuereinheit 9 bilden, sind auf einem
Grundteil 159 zwischen dem Vorratsbehälter und der Pumpe vor
gesehen. Das Grundteil 159 wird mittels einer Stütze gehalten,
die in den Figuren nicht gezeigt ist, und die sich von dem
Rahmen 5 wegerstreckt.
Ein Hubsensor S 3 zur Feststellung der Höhe des hinteren Teils
ist in der Nähe des Gelenkpunkts P der hinteren Gabel 6 ange
bracht. Das Hauptteil des Hubsensors S 3 ist auf einer hinteren
Strebe 5 a des Rahmens 5 mit Hilfe von Stützteilen vorgesehen,
während das sich bewegende Teil mit Hilfe eines Verbindungs
glieds an der hinteren Gabel 6 angebracht ist. Ein Sammler
146, der das Aufhängungsfluid speichert, ist in der hinteren
Abdeckung hinter dem Sitz 4 vorgesehen.
Nachstehend werden die vorstehend beschriebenen Bauteile un
ter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 7 näher erläutert.
Die vorstehend angegebene, rechte, vordere Aufhängungsein
heit 2 hat eine Dämpfungskraftsteuerfunktion sowie
eine Vorbelastungsaufbringungsfunktion bei der Fahrzeug
einstelleinrichtung (siehe Fig. 4, 5, 6 und 7).
Ein Gabelrohr 12 ist in dem Bodengehäuse 11 derart vorgese
hen, daß es darin frei gleitbeweglich ist, wobei das Boden
gehäuse 11 ein zylindrisches Rohr mit einem geschlossenen Bo
denende ist. Das Bodengehäuse 11 ist fest an der vorstehend
angegebenen Vorderachse 1 angebracht, und das Gabelrohr 12
ist fest an der Seite des Fahrzeugrahmens über obere und unte
re Brücken angebracht. Vor dem Einbau des Gabelrohrs 12 wer
den eine Spiralfeder und eine Öldämpfungseinrichtung 14
o.dgl. in das Innere desselben in Form einer Einheit und aus
gelegt als ein Einsatz 13, eingebracht.
Die Schraubenfeder bzw. Spiralfeder 13 liegt längs der Mittel
achse des Gabelrohrs 12. Beim Zusammenarbeiten als eine Ein
heit sind das Gabelrohr 12 und die Spiralfeder 13 an dem äuße
ren Umfang eines Belastungsrohrs 15 angebracht. Das obere Ende
des Belastungsrohrs 15 ist mittels eines Vorbelastungsstellkol
bens 16 über einen Federsitz 17 gelagert. Das untere Ende
des Belastungsrohrs 15 ist mit Hilfe eines Zylinders 18 ge
lagert, der über einen Federsitz 18 a in das Bodengehäuse 11
eingesetzt ist.
Im Hinblick auf den unteren Teil des Belastungsrohres 15 ist
eine Hydraulikkammer 20 im Innern des Belastungsrohres 15 aus
gebildet, während die anderen Hydraulikkammern 21 und 22, die
in obere und untere Kammern durch ein Kolbenventil 19, das
am oberen Teil des Belastungsrohrs 15 angebracht ist, getrennt
sind, im Innern des Zylinders 18 vorgesehen sind.
Wie in Fig. 5 gezeigt ist, sind die Hydraulikkammern 20
und 21 miteinander über einen Anschluß 23 verbunden, der
in die Seitenwand des Belastungsrohres 15 eingeschnitten
ist. Ähnliche Hydraulikkammern 20 und 22 sind miteinander
über einen Durchgangsanschluß 25 in einem Stopfen 24 ver
bunden, der fest am unteren Endteil des Belastungsrohrs 15
angebracht ist. Am oberen Ende des Durchgangsanschlusses
25 ist eine Rückschlagkugel 25 a angeordnet. Diese Kugel be
rührt den oberen Ventilsitz und stoppt den nach oben gerich
teten Ölstrom, wenn sie in ihrer oberen Stellung ist und
sie steuert den Ölstrom in den Durchgangsanschluß 25, wenn
sie ihre untere Stellung einnimmt. Die Hydraulikkammern
21 und 22 sind miteinander über einen Öldurchgang 26 in dem
Kolbenventil 19 verbunden. Dieser Öldurchgang hat entspre
chend der Auslegungsform nach Fig. 5 zwei Arten von Kanälen.
Eine Art der Kanäle ist für einen nach oben gerichteten
Strom und die andere Art für einen nach unten gerichteten
Strom bestimmt. Einige der unterschiedlichen Arten von Ka
nälen sind hintereinander um den Umfang des Kolbenventils
19 angeordnet. Am oberen Teil des Öldurchgangs 26 befindet
sich ein Rückschlagventil 28, das mittels einer Feder ge
schlossen wird, während ein Plattenventil 29 am unteren Teil
vorgesehen ist. Wenn sowohl das Rückschlagventil 28 als
auch das Plattenventil 29 geschlossen sind, ermöglicht der
Öldurchgang 26 einen nach oben und unten gerichteten Ölstrom
durch die Ölkanäle.
Bei diesem Kolbenventil 19 kann sich das Rückschlagventil 28
öffnen, wodurch ein gleichmäßiger nach oben gerichteter Öl
strom bereitgestellt wird, und das Plattenventil 29 steuert
und erzeugt eine gewisse Widerstandsgröße bei dem nach unten
gerichteten Ölstrom.
Wie in Fig. 6 gezeigt ist, ist die Hydraulikkammer 22 am
unteren Teil des Zylinders 18 über Öldurchgänge 30 und 31
mit einer Ölkammer 32 verbunden, die zwischen dem Zylinder
18 und dem Bodengehäuse vorgesehen ist.
Der Öldurchgang 30 erreicht die Ölkammer 32 über eine Öff
nung bzw. einen Anschluß 35, die in die Seitenwand des Zy
linders und das Kolbenventil 34 eingeschnitten ist, das am
Umfang des Oberteils eines Steckbolzens 33 vorgesehen ist.
Der Bolzen ist fest mit dem Boden des Bodengehäuses 11 ver
bunden.
Der Öldurchgang 31 erreicht auch die Ölkammer 32. Dieser
Durchgang erfolgt durch die Anschlußöffnung 36, welche
längs der Achse des Steckbolzens 33 verläuft, sowie durch
den Zwischenraum l 1 zwischen dem Ventilsitz 37 und einer
Nadel 38 und den Öffnungen 40, die durch ein Ölsperrstück
39 gehen.
Das Kolbenventil 34 ist ähnlich wie das Kolbenventil 19 aus
gelegt. Ein Rückschlagventil 34 b ist am oberen Teil des Öl
durchgangs 34 a vorgesehen, während ein Plattenventil 34 c am
unteren Teil vorgesehen ist. Somit wird ein gleichmäßiger,
nach oben gerichteter Ölstrom unter gleichzeitigem gewissen
Anstieg des Widerstands in den Kanälen sichergestellt, wenn
das Öl nach unten strömt.
Der Zwischenraum l 1 zwischen dem Ventilsitz 37 und der Nadel
38 ist variabel, da die Nadel 38 beweglich und durch den
Dämpfungskraftstellmotor 41 steuerbar ist. Diese Einstellung
ist hauptsächlich für die Steuerung der Dämpfungskraft be
stimmt, wenn die rechte, vordere Aufhängungseinheit 2 in
ihrer Einfahrstellung ist.
Im Hinblick auf den oberen Teil des Belastungsrohrs 15 und
im Hinblick auf weitere Bauteile in der Nähe ist noch zu
erwähnen, daß nach Fig. 7 eine Kappe 50 auf dem Belastungsrohr
15 festgelegt ist, und daß ein Zylinder 51 fest mit der Kappe
50 zwischen dem Gabelrohr 12 und dem Belastungsrohr 15 ver
bunden ist. Der Vorbelastungs-Einstellkolben 16 ist in dem
Zylinder vorgesehen. Eine Hydraulikkammer 52, die auf dem
Umfang des Belastungsrohrs 15 ausgebildet ist, das sich in
dem Zylinder 51 befindet, ist mit der Steuereinheit 8 über
den Öldurchgang 53 verbunden.
Ein Kopf 50 a der Kappe 50 dient als ein Anschlag, welcher
die Lage des Vorbelastungs-Einstellkolbens 16 bestimmt, zu
der sich der Kolben zurückbewegt, wenn das Öl aus der Hy
draulikkammer 52 freigegeben wird. Die Hydraulikkammer 20 des
Belastungsrohrs 15 ist mit dem Zylinder 51 der Ölkammer 58
verbunden, die zwischen dem Umfang des Vorbelastungs-Einstell
kolbens 16 und dem Gabelrohr 12 vorgesehen ist, wobei ein
Zwischenraum l 2 zwischen dem Ventilsitz 54 und der Nadel 55
vorgesehen ist. Ferner ist eine Öffnung 56 auf der Seiten
wand des Belastungsrohrs 15 vorgesehen, und es ist ein Durch
gang 57 durch die Kappe 50 vorgesehen. Das Öl strömt von
der Hydraulikkammer 20 zu der Ölkammer 58 über den Zwischen
raum l 2, die Öffnung 56 und den Durchgang 57. Die Spiralfe
der 13 sitzt in der Ölkammer 58. Diese Ölkammer ist auch
mit der Ölkammer 32 über eine Öffnung verbunden, die in den
Federsitz 18 a eingeschnitten ist.
Der Abstand l 2 zwischen dem Ventilsitz 54 und der Nadel 55
ist variabel, wenn sich die Nadel durch den Dämpfungskraft-
Stellmotor 59 bewegt. Diese Einstellung ist hauptsächlich
für die Steuerung der Dämpfungskraft bestimmt, wenn die
Aufhängungseinheit sich ausfährt.
Aus Fig. 4 sind ein Rückpralleranschlag 60, eine Rückprall
feder 61 und eine Stangenführung 62 zu ersehen. Wie in
Fig. 1 gezeigt ist, ist ein G-Sensor S 1 an dem unteren Ende
der rechten, vorderen Aufhängungseinheit 2 vorgesehen und
er arbeitet so, daß er die Bewegungsgeschwindigkeitszunahme
in axialer Richtung des unteren Endes der rechten, vorderen
Aufhängungseinheit 2 erfaßt. Der Hubsensor S 2 dient zur
Erfassung der Expansion und Kontraktion der rechten, vor
deren Aufhängungseinheit 2. Für den Hubsensor S 2 ist das
Gehäuse an der bodenseitigen Brücke festgelegt, und in Ver
längerung von dem Gehäuse ist ein Verbindungsglied ange
bracht, dessen Ende schwenkbeweglich am Bodengehäuse 11
angebracht ist.
Nachstehend wird die Wirkungsweise der rechten, vorderen
Aufhängungseinheit 2 beschrieben.
Wenn die rechte, vordere Aufhängungseinheit 2 aufgrund einer
von außen einwirkenden Kraft zusammengedrückt bzw. kompri
miert wird, steigt der Druck in der Hydraulikkammer 22, die
unterhalb des Zylinders 18 liegt, an, während der Druck in
der Hydraulikkammer 21, die oberhalb desselben Zylindes
liegt, abnimmt. Da das Rückschlagventil 28 aufgrund einer
Druckdifferenz offen ist, strömt Öl schnell von der Hydraulik
kammer 22 zu der Hydraulikkammer 21 über den Öldurchgang
26 des Kolbenventils 19. Ferner strömt das Öl in der Hydraulikkam
mer 22 niemals zu der Hydraulikkammer 20 im Belastungs
rohr 15 durch die Öffnung 25, da sich die Rückschlagkugel
25 a in ihrem oberen Teil in Sitzstellung befindet.
Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich das Belastungsrohr 15 in
dem Zylinder 18 nach unten. Somit verringert sich das Ge
samtvolumen der Hydraulikkammer 21 und der Hydraulikkammer
22 um eine Größe, die gleich dem Eintrittsweg der Stange
ist. Überschüssiges Öl oder eine Ölmenge, die gleich dieser
Differenz ist, sollte natürlich irgendwohin anders ab
strömen. Dies erfolgt nach Fig. 6 zu der Ölkammer 32 über
den Öldurchgang 30 und den Öldurchgang 31.
Der Durchgangswiderstand des durch den Öldurchgang 34 a des
Kolbenventils 34 gehenden Öls ist durch das Stellplattenven
til 34 c fest vorgegeben, während der Zwischenraum l 1 zwischen
dem Ventilsitz 37 und der Nadel 38 verstellbar ist, da die Na
del 38 durch den Dämpfungskraft-Stellmotor 41 verstellbar
ist. Wenn man den Zwischenraum l 1 auf einen gewünschten Wert
einstellt, wird die Dämpfungskraft der rechten, vorderen Auf
hängungseinheit 2 gesteuert, wenn sich die Aufhängung zusam
menzieht. Wenn sich die rechte, vordere Aufhängungseinheit 2
auseinanderzieht, steigt der Druck in der Hydraulikkammer 21
an, und der Druck in der Hydraulikkammer 22 nimmt ab.
Da das Rückschlagventil 28 durch eine Druckdifferenz geschlos
sen ist, strömt Öl schnell von der Hydraulikkammer 21 zu der
Hydraulikkammer 22 über einen der Öldurchgänge 26, die mit
dem Plattenventil 29 verbunden sind. Zu diesem Zeitpunkt kann
man eine gewisse Größe der Dämpfungskraft durch die Wirkungs
weise des Plattenventils 29 erzielen.
Ferner bewegt sich das Öl in der Hydraulikkammer 21 zu der
Hydraulikkammer 20 im Innern des Belastungsrohrs 15 haupt
sächlich über die Öffnung 23 im Belastungsrohr 15 weiter.
Somit steigt der Druck darin an.
Öl strömt von der Hydraulikkammer 20, wie dies in Fig. 7 ge
zeigt ist, zu der außenseitigen Ölkammer 58 über einen Zwi
schenraum l 2 zwischen dem Ventilsitz 54 umd der Nadel 55
und der Öffnung 56 und dem Durchgang 57. Während dieser Ar
beitsweise läßt sich der Zwischenraum l 2 durch die Bewegung
der Nadel 55 mit Hilfe des Dämpfungskraft-Stellmotors 59
verstellen. Durch Einstellen des Zwischenraums l 2 auf einen
gewünschten Wert läßt sich die Dämpfungskraft der rechten,
vorderen Aufhängungseinheit 2 steuern, wenn sich die Aufhän
gungseinheit ausfährt.
Obgleich andererseits der Druck in der Hydraulikkammer 22
abnimmt, wird das Rückschlagventil 34 b des Kolbenventils 34
unmittelbar infolge einer Druckdifferenz geöffnet, und das
Öl in der Ölkammer 32 strömt in die Hydraulikkammer 22 durch
den Öldurchgang 34 a. Der Druck in der Hydraulikkammer fällt
niemals über einen gewissen Wert hinaus ab, und daher bildet
sich niemals Dampf.
Eine zusätzliche Ölmenge strömt in die Hydraulikkammer 22
über den Öldurchgang 31, der eine Öffnung 40 in dem Ölsperr
stück 39 und einen Zwischenraum l 1 zwischen der Nadel 38
und dem Ventilsitz 37 umfaßt.
Wenn eine gewünschte Ölmenge von der Öldrucksteuereinheit
9 der Hydraulikkammer 52 an dem oberen Teil des Gabelrohrs
12 zugeführt wird, wird der Vorbelastungs-Einstellkolben
16 sowie der Federsitz 17 niedergedrückt.
Fig. 4 zeigt den Zustand, bei dem der Vorbelastungs-Einstell
kolben 16 nach unten gedrückt wird, wenn das Fahrzeug sich
in der hinsichtlich der Höhe ausgefahrenen Stellung befin
det. Auf diese Weise wird das Gabelrohr 12 durch die Reaktions
kraft der Spiralfeder 13 gehoben, wenn eine spezifische Be
lastung auf die Spiralfeder 13 aufgebracht wird. Das Vorder
teil des Fahrzeugs wird somit gehoben.
Umgekehrt wird der Vorbelastungs-Einstellkolben 16 in den
Zylinder 51 eingefahren und berührt den Kopf 15 a wenn der
Druck in der Hydraulikkammer 52 abnimmt. Somit wird das Vor
derteil des Fahrzeugs infolge der Abnahme der Reaktionskraft
von der Spiralfeder 13 abgesenkt.
Nachstehend erfolgt eine zusammenfassende Betrachtung der
vorstehend beschriebenen Einzelheiten.
- 1. Es ist möglich, die Dämpfungskraft der Einheit 2 in der Einfahrphase durch die Steuerung des Bauteils 41 einzustellen.
- 2. Es ist möglich, die Dämpfungskraft der Einheit 2 in der Auszugsphase durch Steuerung des Bauteils 59 einzustellen.
- 3. Es ist möglich, die Höhe des Vorderteils des Fahr zeuges durch Steuerung der Ölzufuhr zu der Hydraulik kammer 52 in dem Zylinder 51 mit Hilfe der Öldruck steuereinheit 9 einzustellen.
Bei dem voranstehend beschriebenen und dargestellten Beispiel
wird durch die Wirkung des Dämpfungskraft-Einstellmotors 41
und des Dämpfungskraft-Einstellmotors 59 bewirkt, daß sich
die Nadel 38 und die Nadel 55 bewegen. Obgleich die Zwi
schenräume bzw. Spalte zwischen den zugeordneten Nadeln und
den Ventilsitzen verstellbar sind, kann es auch zweckmäßig
sein, den Ölstromwiderstand dadurch zu verändern, daß man
die zugeordneten Öffnungen mit Hilfe des Dämpfungskraft-
Einstellmotors 41 und des Dämpfungskraft-Einstellmotors 59
einstellt und verändert.
Die linke vordere Aufhängungseinheit 3 hat das Vermögen, die
Federkonstante insgesamt zu verändern (siehe Fig. 8, 9 und
10).
Ein Gabelrohr 71 ist in dem Bodengehäuse 70 eingebaut, so daß
es frei gleitend in diesem beweglich ist. Das Bodengehäuse
70 ist ein zylindrisches Rohr, das ein geschlossenes Boden
ende hat. In dem Gabelrohr 71 sitzen Spiralfedern 72 und
73 mit unterschiedlichen Längen in hintereinandergeschalte
ter Anordnung.
Das Sitzrohr 75 ist mit Hilfe eines Steckbolzens 74 fest mit
dem Bodengehäuse 70 verbunden. Das untere Ende der längeren
Spiralfeder 72 berührt das obere Ende des Sitzrohrs 75. Eine
Hydraulikkammer 76 ist zwischen dem Bodengehäuse 70 und dem
Sitzrohr 75 vorgesehen. Die Hydraulikkammer 76 ist in eine
obere Hydraulikkammer 79 und eine untere Hydraulikkammer 80
mittels einer Teileinrichtung 78 unterteilt, die ein freies
Ventil 77 an einer Zwischenstufe des Sitzrohrs 75 hat.
Die obere Hydraulikkammer 79 ist mit der Ölkammer 82 über
eine Anschlußöffnung 81 in der Seitenwand des Sitzrohrs 75
verbunden. Eine untere Hydraulikkammer 80 ist ebenfalls mit
der Ölkammer 82 über ein Ölsperrventil 83, einen Öldurchgang
84 a, einer Antisperr-Taucheinrichtumg 84 und einen Kanal 85
verbunden, der durch den unteren Teil des damit verbundenen
Sitzrohrs 75 geht.
Fest an einer oberen Stelle des Gabelrohrs 71 ist ein Feder
konstanten-Einstellzylinder 86 angebracht, und ein Feder
konstanten-Einstellkolben 87 ist in diesen eingesetzt. Der
Umfang des Federkonstanten-Einstellzylinders 86 ist in Kon
takt mit dem oberen Ende der kürzeren Spiralfeder 73 über
den Kolbenanschlagbolzen 88.
Im Kontakt mit dem unteren Ende des Federkonstanten-Einstell
kolbens 87 ist ein Federsitz 90, welcher auch zwischen der
Spiralfeder 72 und der Spiralfeder 73 zwischengelegt ist.
Eine Hydraulikkammer 91 in dem Federkonstanten-Einstell
zylinder 86 ist mit einer Öldrucksteuereinheit 9 über einen
Öldurchgang 92 verbunden, der um das obere Ende des Feder
konstanten-Einstellzylinders 86 geht.
Nachstehend wird die Wirkungsweise der linken, vorderen Auf
hängungseinheit 3 beschrieben.
Wenn die linke, vordere Aufhängungseinheit 3 infolge einer von
außen einwirkenden Kraft zusammengedrückt wird, steigt der
Druck in der unteren Hydraulikkammer 80, die sich außerhalb
des Sitzrohrs 75 befindet, an, und der Druck in der oberen
Hydraulikkammer 79 fällt ab. Da das freie Ventil 77 durch
eine Druckdifferenz geöffnet wird, strömt Öl in der unteren
Hydraulikkammer 80 zu der oberen Hydraulikkammer 79 über die
Unterteilungseinrichtung 78 nach oben, wodurch verhindert
wird, daß der Druck darin abfällt.
Zugleich nimmt das Gesamtvolumen der oberen Hydraulikkammer
79 und der unteren Hydraulikkammer 78 um eine Größe ab, die
gleich dem Eintrittsweg des Gabelrohrs 71 ist. Überschüssiges
Öl oder eine Ölmenge, die gleich dieser Differenz ist, ver
sucht in die Ölkammer 82 durch das Ölsperrventil 83 und den
Öldurchgang 84 a der Antisperr-Taucheinrichtung 84 zu strömen.
Zu diesem Moment erfolgt eine Bremsung des Vorderrads. Wenn
eine vorbestimmte Druckkraft von der Bremsanlage zu der Anti
sperr-Taucheinrichtung 84 übertragen wird, bewegt sich der
Kolben 84 b in Richtung auf den Ventilsitz 84 d und wirkt der
Überflußkraft der Feder 84 c entgegen. Der Öldurchgang 84 a
wird geschlossen oder verengt und der Durchgangswiderstand
wird größer, welcher als Widerstand gegenüber der Kraft
auf das Gabelrohr 71 wirkt. Als Folge hiervon ist es möglich,
zu verhindern, daß das Vorderteil des Fahrzeugs eine Tauch
bewegung ausführt.
Wenn hingegen sich die linke, vordere Aufhängungseinheit 3
ausfährt, steigt der Druck in der oberen Hydraulikkammer 79
an, während der Druck in der unteren Hydraulikkammer 80 ab
nimmt. Das Öl in der oberen Hydraulikkammer 79 strömt in die
Ölkammer 82 durch den Kanal 81 in dem Sitzrohr 75. Infolge
des Ölstroms sowie infolge der Druckdifferenz wird das
Ölsperrventil 83 geöffnet. Das Öl in der Ölkammer 82 strömt
daher schnell in die untere Hydraulikkammer 80 über das
Sitzrohr 75 auf der unteren Seitenwand des Sitzrohrs 75 und
das Ölsperrventil 83.
Wenn unter einem vorbestimmten Druck stehendes Öl von der
Öldrucksteuereinheit 9 zu der Hydraulikkammer 91 am oberen
Teil der Aufhängungseinheit gefördert wird, fährt der Feder
konstanten-Einstellkolben 87 aus, und der Federsitz 90 wird
abgesenkt. Die Belastung der kürzeren Spiralfeder 73 nimmt
ab, während jene auf die längere Spiralfeder 72 zunimmt.
Hauptsächlich die längere Feder trägt zu der Wirkungsweise
der Aufhängungseinheit bei. Tatsächlich kann man sagen, daß,
wenn die Anzahl der Spiralfederwindungen verändert wird, die
Federkonstante der Aufhängung als Folge hiervon ebenfalls
insgesamt verändert wird. Wenn die Ölzufuhr zu der Hydraulik
kammer 9 r gestoppt wird, und der Druck in derselben aufge
hoben wird, kehrt der Federkonstanten-Einstellkolben 87 in
seine Ausgangsposition zurück und beide Spiralfedern 72 und
die Spiralfeder 73 tragen zu der Wirkungsweise der Aufhängungs
einheit bei.
Nachstehend erfolgt eine Zusammenfassung der vorstehenden
Beschreibungseinzelheiten:
- 1. Es kann praktisch die Federkonstante der linken, vor deren Aufhängungseinheit 3 durch Steuerung der Ölzufuhr zu der Hydraulikkammer 91 des Federkonstanten-Ein stellzylinders 86 mit Hilfe der Öldrucksteuereinheit 9 eingestellt werden.
Eine hintere Aufhängungseinheit 7 hat die Funktionen, die
Dämpfungskraft einzustellen, die Höhe des Fahrzeugs zur Er
möglichung einer Vorbelastung einzustellen und die Feder
konstante zu verändern.
Wie in Fig. 11 gezeigt ist, sind ausgehend von der Oberseite
zu dem Bodenteil ein Federkonstanten-Einstellkörper 100, ein
Einstellrohr 102, welches fest mit dem Federkonstanten- Ein
stellkörper 100 über eine Anschlagmutter 101 verbunden ist,
und ein Hauptrohr 103 vorgesehen, daß das Einstellrohr 102
derart eingesetzt ist, daß es in demselben frei gleitend be
weglich ist.
Der Federkonstanten-Einstellkörper 100 ist fest mit dem Körper
fahrzeugrahmen verbunden, während das Hauptrohr 103, wie dies
in Fig. 2 gezeigt ist, mit dem Verbindungsglied 6 a verbunden
ist, das sich von der hinteren Gabel 6 wegerstreckt.
Auf dem Umfang des Hauptrohrs 103 ist eine Spiralfeder bzw.
eine Schraubenfeder 104 vorgesehen. Das untere Ende der Spiral
feder 104 ist mittels eines Federsitzes 105 gelagert, der
fest mit dem Hauptrohr 103 verbunden ist und das obere Ende
ist durch einen Vorbelastungs-Einstellkolben 108 über einen
Federsitz 106 und einen Federsitz 107 festgehalten.
Der Vorbelastungs-Einstellkolben 108 ist derart eingestellt,
so daß er innerhalb des Vorbelastungs-Einstellzylinders 109
frei gleitbeweglich ist, der fest an dem Umfang des Einstell
rohrs 102 vorgesehen ist. Der Vorbelastungs-Einstellzylinder
109 ist mit der Öldrucksteuereinheit 9 über den voranstehend
beschriebenen Öldurchgang 111 verbunden.
Der Boden 109 a des Vorbelastungs-Einstellzylinders 109 wirkt
als ein Anschlag, der den Bewegungsgrenzwert des Vorbelastungs-
Einstellkolbens 108 bestimmt, wenn das Öl der Hydraulikkammer
110 abgegeben wird und der Kolben zurückkehrt.
Am oberen Teil des Federkonstanten-Einstellkörpers 100 ist
eine hohle Stange 112 längs ihrer Achse festgelegt. Im Innern
des Hauptrohrs 103 ist eine Hydraulikkammer 113 ausgebildet,
wobei ihr unteres Ende durch einen Freikolben 114 unterteilt
ist und ihr oberes Ende durch ein Führungsstangengehäuse 115
gebildet wird. Diese Hydraulikkammer 113 ist in eine obere
Kammer 117 und eine untere Kammer 118 durch ein Kolbenventil
116 unterteilt, das fest mit dem Ende der hohlen Stange 112
verbunden ist. Ein Kolbenventil 116 hat einen Außenkanal 119
und einen Imnenkanal 120 jeweils auf der äußeren und inneren
Seite desselben.
Da der Außenkanal 119 an seinem oberen Ende ein Plattenventil
121 hat, ermöglicht dieser, daß Öl von der unteren Ölkammer 118
zu der oberen Ölkammer 117 strömt, so daß eine vorbestimmte
Widerstandsgröße dem Strom entgegengesetzt wird und hierdurch
der Ölstrom in Gegenrichtung gestoppt wird.
Der Innenkanal 120 hingegen ermöglicht, daß Öl von der oberen
Kammer zu der unteren strömen kann, wenn das Plattenventil
121 a, das am unteren Teil vorgesehen ist, einen vorbestimmten
Widerstand aufbringt. Ein Querkanal 122 ist in der Seitenwand
der hohlen Stange 112 ausgebildet, der der oberen Kammer 117
zugewandt ist. Dieser Querkanal 122 erreicht einen Zwischenraum,
der zwischen dem hohlen Stangenkanal 112 a und dem Umfang
der Nadel 123 gebildet wird welche in den hohlen Stangenka
nal 112 a ragt. Durch diesen speziellen Zwischenraum ist die
obere Kammer 117 mit der unteren Kammer 118 verbunden.
Ein Ventilsitz 124 liegt an dem unteren Ende der Nadel 123. Die
Nadel 123 wird längs der Achse des Federkonstanten-Einstell
körpers 100 mittels des Dämpfungskraft-Stellmotors 125 be
wegt, der auf der Außenseite desselben zylindrischen Körpers
angebracht ist. Ein Inertgas, beispielsweise Stickstoff, wird
in die untere Kammer 126 des Freikolbens 114 eingebracht. Wenn
sich die hintere Aufhängungseinheit 7 zusammenzieht und aus
einanderfährt, tritt die hohle Stange 112 in die obere Kammer
117 und die untere Kammer 118 ein und sie wird aus denselben
zurückgezogen. Die untere Kammer 126 gleicht die Änderung des
Gesamtvolumens der beiden Kammern aus, die auf die hin- und
hergehende Bewegung der Aufhängung zurückzuführen ist, und
zwar mittels der Bewegung des Freikolbens 114.
Auf dem Umfang der hohlen Stange 112 sowie im Innern des
Einstellrohrs 102 ist eine Kautschukfeder 130 vorgesehen.
Anstelle von Kautschuk können andere Materialien für diese
Feder verwendet werden, und es kann sich beispielsweise um
eine Spiralfeder handeln.
Das untere Ende der Kautschukfeder 130 ist in Berührung mit
der Endplatte 131, die von dem oberen Teil des Hauptrohrs
103 gestützt wird, während ihr unteres Ende die untere Fläche
des Federkonstanten-Einstellkolbens 132 berührt. Der Federkon
stanten-Einstellkolben 132 ist derart eingesetzt, daß er sich
innerhalb des Federkonstanten-Einstellkörpers 100 frei glei
tend bewegen kann. Eine Hydraulikkammer 135 wird zwischen dem
Federkonstanten-Einstellkolben 132 und dem Kolbengrundteil
134 gebildet, dessen oberes Teil mittels einer Sicherungsmutter
133 gehalten ist. Die Hydraulikkammer 155 ist mit der Öl
drucksteuereinheit 9 über einen Öldurchgang 136 verbunden.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist ein Hubsensor S 3 zwischen dem
Körperrahmen und der hinteren Gabel 6 vorgesehen, um die
Kontraktions- und Extensionsgröße der hinteren Aufhängungs
einheit zu erfassen.
Im nachstehenden Teil wird die Wirkungsweise der hinteren
Aufhängungseinheit 7 näher beschrieben.
Wenn die hintere Aufhängungseinheit 7 infolge einer von außen
einwirkenden Kraft komprimiert bzw. zusammengedrückt wird,
steigt der Druck in der unteren Kammer 118 an, und der Druck
in der oberen Kammer 117 nimmt ab. Da das Plattenventil 121
sich in Abhängigkeit von einer Druckdifferenz öffnet, strömt
Öl in der unteren Kammer 118 zu der oberen Kammer 117 haupt
sächlich über den äußeren Kanal 119 des Kolbenventils 116
mit einem vorbestimmten Durchgangswiderstand. Zugleich tritt
die hohle Stange 112 in die obere Kammer 117 und die untere
Kammer 118 ein, und überschüssiges Öl wird von einem Frei
kolben 114 während dessen Bewegung nach unten aufgenommen.
Selbst hierbei erhält man eine Dämpfungskraft, da Öl durch
den Zwischenraum l 3 geht, der zwischen der Nadel 123 und
dem Ventilsitz 124 gebildet wird. Wenn andererseits die hin
tere Aufhängungseinheit 7 ausgefahren wird, steigt der Druck
in der oberem Kammer 117 an und jener in der unteren Kammer
118 nimmt ab.
Da das Plattenventil 121 geschlossen ist, kann Öl in der
oberen Kammer 117 nicht durch den äußeren Kanal 119 strömen.
Daher strömt das Öl zu der unteren Kammer 118 über den inneren
Kanal 120, den Querkanal 122 der hohlen Stange 112 und einen
Zwischenraum der am Umfang der Nadel gebildet wird. Der
Durchgangswiderstand im inneren Kanal 120 ist fest vorgegeben,
während jener im Bereich des Nadelumfanges frei durch die Be
wegung des Bauteils 123 veränderbar ist, welches durch den
Dämpfungskraft-Stellmotor 125 zur Steuerung des Zwischen
raums l 3 zwischen dem Ventilsitz 124 und der Nadel 123 steuer
bar ist. Die Dämpfungskraft der hinteren Aufhängungseinheit
7 während der Ausfahrphase läßt sich daher auf eine jeweils
gewünschte Größe einstellen.
Wenn Öl unter einem vorbestimmten Druck von der Öldruck-Steuer
einheit 9 zu der Hydraulikkammer 110 in dem Vorbelastungs-
Einstellzylinder 109 übergeben wird, wird die untere Kammer
118 nach unten gedrückt, und zugleich bewegen sich der Feder
sitz 106 und der Federsitz 107 nach unten, und es wird eine
vorbestimmte Belastung auf die Spiralfeder 104 aufgebracht.
Die Reaktionskraft der Spiralfeder 104 beaufschlagt dann den
Vorbelastungs-Einstellzylinder 109 und den Federkonstanten-
Einstellkörper 100 mit einer Druckkraft, so daß das hintere
Teil des Fahrzeugs angehoben wird.
Wenn der Druck in der Hydraulikkammer 110 im oben beschriebenen
Zustand aufgehoben wird, fährt der Vorbelastungs-Einstell
kolben 108 in den Vorbelastungs-Einstellzylinder 109 ein
und berührt den Boden 109 a desselben, wie dies in Fig. 11
gezeigt ist. Auch die Reaktionskraft der Spiralfeder 104 nimmt
ab und folglich wird das hintere Teil des Fahrzeugs abgesenkt.
Wenn Öl unter einem vorbestimmten Druck von der Öldruck-
Steuereinheit 9 der Hydraulikkammer 135 in dem Federkonstanten-
Einstellkörper 101 zugeführt wird, bewegt sich die Hydraulik
kammer 135 nach unten und beaufschlagt die Kautschukfeder
130 mit einer Druckkraft.
Wie zuvor angegeben ist hat die Kautschukfeder 130 eine
Anfangsbelastung. Die Feder steht dann unter einer Belastung,
so daß man einen großen Elastizitätskoeffizienten erhält.
Als Folge hiervon läßt sich die Gesamtfederkonstante der
hinteren Aufhängung, die sich aus der Kautschukfeder 130
und der Spiralfeder 104 ergibt, erhöhen.
Wenn die Zufuhr des Öls zu der Hydraulikkammer 135 unterbro
chen wird und der Druck darin aufgehoben wird, kehrt der
Federkonstanten-Einstellkolben 132 in seine Ausgangsposition
zurück, und die vorstehend angegebene Belastung auf die Kaut
schukfeder 130 wird aufgehoben. Mit anderen Worten ausgedrückt
bedeutet dies, daß die Gesamtfederkonstante der hinteren
Aufhängung herabgesetzt wird.
Nachstehend werden die voranstehend erläuterten Einzelheiten
im Hinblick auf die Wirkungsweise der hinteren Aufhängungs
einheit 7 zusammengefaßt:
- 1. Es ist möglich, die Dämpfungskraft der hinteren Auf hängungseinheit 7 während den Kontraktions- und Ex tensionsphasen mittels der Steuerung des Dämpfungs kraft-Einstellmotors 125 einzustellen.
- 2. Es ist möglich, die Höhe des hinteren Teils des Fahr zeuges dadurch einzustellen, daß Öl der Hydraulik kammer 110 in einem Vorbelastungs-Einstellzylinder 109 mittels der Öldrucksteuereinheit 9 in gesteuerter Weise zugeleitet wird.
- 3. Die Federkonstante der hinteren Aufhängungseinheit 7 läßt sich praktisch dadurch einstellen, daß die Ölzufuhr zu der Hydraulikkammer 135 in dem Federkon stanten-Einstellkörper 100 mittels der Öldrucksteuer einheit 9 besteuert wird.
Eine erste bevorzugte Ausführungsform der Öldruck-Steuerein
heit 9 ist in Fig. 3 gezeigt und wird nachstehend näher be
schrieben.
Die Öldruck-Steuereinheit 9 ist eine Einrichtung, welche einen
Steuermotor und hydraulische Steuerventile umfaßt, die in Ab
hängigkeit von elektrischen Signalen von einer Steuervorrich
tung 10 gesteuert werden. Hierbei wird Hydraulikfluid unter
einem vorbestimmten Druck der rechten, vorderen Aufhängungs
einheit 2, der linken, vorderen Aufhängungseinheit 3 und der
hinteren Aufhängungseinheit 7 zugeführt und dasselbe wird auch
in gesteuerter Weise abgeleitet. Wenn entsprechend Fig. 2 die
am Fahrzeugrahmen angebrachte Öldruck-Steuereinheit 9 vorge
sehen ist, so kann diese unter oder an der Rückseite des
Kraftstofftanks 161 angeordnet sein, um nachteilige Auswirkun
gen von Schlamm, Wasser u.dgl. zu vermeiden.
Der insgesamt in Fig. 3 mit 140 bezeichnete Bereich ist eine
Einrichtung, welche eine feste Ölmenge unter einem festen
Druck liefert. Als Bauteile sind hierzu eine Zahnradpumpe 142,
die mit dem Motor 141 verbunden ist, ein Entlastungsventil 144 a,
das an der Ausgabeseite der Zahnradpumpe 142 vorgesehen ist, und
ein Vorratsbehälter 144 b vorgesehen, der mit der Eingangsseite
der Zahnradpumpe 142 verbunden ist. Bei einer derartigen Vor
richtung bleibt selbst dann, wenn sich die Geschwindigkeit
bzw. Drehzahl des Motors 141 ändert, der Öldruck auf der Seite
des Entlastungsventils 144 a der Zahnradpumpe 142 konstant und
überschüssiges Öl wird zu der Zahnradpumpe 142 über eine Rück
laufschaltung 144 zurückgeleitet.
Dieses Öl wird in einen Öldurchgang 143 mit Hilfe der Zahn
radpumpe 142 eingeleitet. Die Rücklaufschaltung 144 in der
das Entlastungsventil 144 A vorgesehen ist, ist mit dem Basis
teil des Öldurchgangs 143 verbunden. Überschüssiges Öl wird
zu dem Vorratsbehälter 144 b über die Rücklaufschaltung 144
zurückgeleitet, wenn der Druck im Öldurchgang 143 einen vor
bestimmten Wert überschreitet. Somit wird der Druck in dem Öldurch
gang 143 innerhalb eines gewissen Bereiches konstant ge
halten.
Ein Einwegventil 145 ist in einem Öldurchgang 143 vorgesehen,
und ein Sammler 146 ist am distalen Ende des Einwegventils
145 angeordnet. Das Ende des Öldurchganges 143, das dem Samm
ler näher liegt, ist in drei Zweigteile 147 A, 147 B und 147 C
unterteilt. Jeder der Zweige ist mit elektrischen Ventilen
148 A, 148 B und 148 C ausgerüstet, deren Ausgänge mit den Hy
draulikkammern 52, 91, 110 und 135 verbunden sind.
Ein äußerer Öldurchgang 147 A erstreckt sich von dem elektrischen
Ventil 148 A weg. Dieser Öldurchgang gabelt sich in zwei Durch
gänge 147 Aa und 147 Ab. Diese Durchgänge sind jeweils mit der
Hydraulikkammer 52 und der Hydraulikkammer 135 verbunden.
Rücklauföldurchgänge 149 A, 149 B und 149 C führen Öl von den äus
seren Öldurchgängen 147 A, 147 B und 147 C nach dem Durchgang
durch die zugeordneten Hydraulikkammern zurück und diese Öl
rücklaufdurchgänge sind mit Elektroventilen 150 A, 150 B und
150 C jeweils versehen. Diese Öldurchgänge sind miteinander
verbunden und gehen in einen Öldurchgang über, wobei dieser
Öldurchgang mit 151 bezeichnet ist. Der Öldurchgang 151 ist
mit dem Vorratsbehälter 144 b verbunden. An äußeren Öldurch
gängen 147 A, 147 B und 147 C sind Einwegventile G 1, G 2 und G 3
vorgesehen.
Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, sind die Elektroventile
148 A, 148 B, 148 C, 150 A, 150 B und 150 C alle an einem Grundteil
159 befestigt. Auch sind die Einwegventile G 1, G 2 und G 3 in
das Grundteil 159 integriert.
Eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Öldruck-Steuerein
heit 9, die in Fig. 13 gezeigt ist, wird nachstehend näher
beschrieben.
Die Öldruck-Steuereinheit 9 ist eine Vorrichtung, die einen
Steuermotor und hydraulische Steuerventile umfaßt, die in Ab
hängigkeit von elektrischen Signalen von einer Steuervorrichtung
10 gesteuert werden. In Abhängigkeit hiervon wird das Hy
draulikfluid unter einem vorbestimmten Druck der rechten,
vorderen Aufhängungseinheit 2, der linken, vorderen Aufhängungs
einheit 3 und der hinteren Aufhängungseinheit 7 zugeleitet und
von diesen abgeführt. Wie nach Fig. 2 diese
Vorrichtung am Fahrzeugrahmen angebracht ist, ist die Öl
druck-Steuereinheit 9 unter oder an der Rückseite des Kraft
stofftanks 161 angeordnet, so daß nachteilige Auswirkungen
durch Schlamm, Wasser u.dgl. verhindert werden.
Der insgesamt mit 140 in Fig. 3 bezeichnete Bereich bildet eine
Einrichtung, um eine feste Ölmenge unter einem festen Druck
zu liefern. Als Bauteile sind eine Zahnradpumpe 142, die mit
eimem Motor 141 verbunden ist, ein Entlastungsventil 144 a, das
an der Ausgabeseite der Zahnradpumpe 142 vorgesehen ist, und
ein Vorratsbehälter 144 b vorgesehen, der mit der Eingangs
seite der Zahnradpumpe 142 verbunden ist. Selbst wenn sich
bei einer derartigen Vorrichtung die Drehzahl bzw. die Ge
schwindigkeit des Motors 141 ändert, bleibt der Öldruck an
der Seite des Entlastungsventils 144 A der Zahnradpumpe 142
konstant, und überschüssiges Öl wird zu der Zahnradpumpe 142
über eine Rücklaufschaltung 144 zurückgeleitet. Dieses Öl wird
dann in den Öldurchgang 143 mittels der Zahnradpumpe 142 ein
geleitet. Die Rücklaufschaltung 144, die mit einem Entlastungs
ventil 144 A versehen ist, ist mit dem Grundteil des Öldurch
gangs 143 verbunden. Überschüssiges Öl wird zu dem Vorrats
behälter 144 b über die Rücklaufschaltung 144 zurückgeleitet,
wenn der Druck im Öldurchgang 143 einen vorbestimmten Wert
überschreitet. Somit wird der Druck in dem Öldurchgang 143
innerhalb eines gewissen Bereiches konstant gehalten.
Der Ausgang der Zahnradpumpe 144 a ist in drei Zweigteile un
terteilt, die mit den Hydraulikkammern 52, 91, 110 und 135
über Ölleitungen 150, 151 und 152 verbunden sind, so daß Öl
mit einem festen Druck zugeführt wird.
Die Ölleitung 150 steht mit einem untereinander verbundenen
Paar von Vorbelastungsventilen 153 und 154 in Verbindung, die
dann ihrerseits über ihre Anschlußenden mit dem Vorbelastungs
servoventil 155 verbunden sind. Die Vorbelastungsventile
153 und 154 sind übereinstimmend ausgelegt und enthalten
Schieber 156 und 157, die mittels einer Feder 158 in die mit
X in Fig. 13 bezeichnete Richtung gedrückt werden. Ein Ende
jedes Schiebers 156 und 157 ragt von den jeweils zugeordneten
Vorbelastungsventilen nach außen, und mit Hilfe dieser ent
sprechenden vorspringenden Teile 156 a und 157 a, die in Kon
takt mit einer wellenförmigen Fläche einer zylindrischen Nocke
159 sind, wird bewirkt, daß jeder Schieber 156 und 157 eine
Bewegung in die Richtungen X und Y in Fig. 13 jeweils vor und
zurück ausführt. Die zylindrische Nocke 159 kann durch die
Vorbelastungs-Steuermotore 160 gedreht werden.
Ein Kanal 153 a des Vorbelastungsventils 153 ist in Verbindung
mit der vorstehend angegebenen Ölleitung 150. Mit Hilfe eines
zweiten Kanals 153 b stellt die Ölleitung ständig eine Verbin
dung mit dem Kanal 154 a an dem benachbarten Vorbelastungsventil
154 her. In ähnlicher Weise stellt der Kanal 153 c eine ständige
Verbindung mit der Ölleitung her, welche dann den Kanal 155 a
an dem Servoventil 155 anschließt. Ferner werden mit zusätz
lichen Kanälen 153 d und 153 e die Ölleitung fortgesetzt, um eine
Verbindung mit dem Vorratsbehälter 144 b herzustellen. Der Ka
nal 154 b des gegenüberliegenden Vorbelastungs-Steuerventils 154
stellt eine Fortsetzung der Ölleitung dar, wobei der Kanal
155 b des Servoventils 155 in leitender Verbindung angeschlos
sen wird. Zusätzliche Kanäle 155 c und 155 d stellen eine Fort
setzung der Ölleitung dar, um eine Verbindung mit dem Vor
ratsbehälter 144 b herzustellen. Der Kanal 155 c des Servoven
tils 155 stellt eine Fortsetzung der Ölleitung 161 dar und
stellt eine Verbindung mit der Hydraulikkammer 52 der rech
ten, vorderen Aufhängungseinheit 2 her. Ein zusätzlicher Ka
nal 155 d setzt die Ölleitung fort und stellt eine Verbindung
mit dem Vorratsbehälter 144 b her. Ein Rückschlagventil 162
und ein Durchflußregelventil 163 sind in einer Serienschaltung
bei der vorstehend angegebenen Ölleitung 161 vorgesehen.
In ähnlicher Weise oder identisch hierzu wirkt die Ölleitung
161 mit einem Vorbelastungsventil-Steuermotor 164 zusammen
und es wird bewirkt, daß die Schieber der paarweise vorgesehenen
Vorbelastungsventile 166 und 167 eine hin- und hergehende Be
wegung aufgrund der Wirkung der wellenförmigen Fläche der
zylindrischen Nocke 165 ausführen.
Ein Kanal 168 a eines Servoventils 168 stellt eine Fortsetzung
der Ölleitung 169 dar, wodurch eine Verbindung mit der Hy
draulikkammer 110 der hinteren Aufhängungseinheit 7 herge
stellt wird. Ein Rückschlagventil 170 und ein Durchflußre
gelventil 171 sind in einer Serienschaltung bei der vorste
hend beschriebenen Ölleitung 169 vorgesehen.
Nachstehend wird die Arbeitsweise der Ventile 166, 167, 168
näher beschrieben, wobei deren Wirkungsweisen im wesentli
chen übereinstimmen.
In ähnlicher wie zuvor angegebenen Weise werden die Feder
konstanten-Steuerventile 175 und 176, die mit einem Ende der
Ölleitung 152 verbunden sind, durch die hin- und hergehende
Bewegung der zylindrischen Nocke 174 an einem Federkonstanten-
Stellmotor 173 betätigt, und an dem gegenüberliegenden Ende
der Ölleitung 152 ist ein Federkonstanten-Steuerventil 177
vorgesehen. Ein Kanal 177 a des Servoventils 177 stellt eine
Fortsetzung der Ölleitung 178 zur Herstellung einer Verbin
dung mit der Hydraulikkammer 91 der linken, vorderen Aufhän
gungseinheit 3 dar. In ähnlicher Art und Weise stellt der Ka
nal 177 b des Servoventils 177 eine Fortsetzung der Ölleitung
179 dar, um eine Verbindung mit der Hydraulikkammer 135
der hinteren Aufhängungseinheit 7 herzustellen.
Nachstehend wird die Arbeitsweise der Öldruck-Steuereinheit 9
näher erläutert.
Die Höhensteuerfunktion der rechten, vorderen Aufhängungs
einheit 2 sowie der hinteren Aufhängungseinheit 7 erfolgt mit
tels der Wirkung der Steuermotore 160 und 164, basierend
auf den Änderungen der Fahrzeuggeschwindigkeit, wobei die
Drehbewegung der Steuermotore 160 und 164 über den zylin
drischen Nocken 159 und 165 entsprechend der vorstehend be
schriebenen Ausgestaltungsform gemittelt und übertragen
wird. Die Wirkungweise ist in den Tabellen 1 und 2 nach
stehend angegeben.
Zuerst wird der Hydraulikbetrieb u.dgl. der rechten, vor
deren Aufhängungseinheit 2 beschrieben, wenn das Fahrzeug
zuerst angelassen wird und bei einer Geschwindigkeit von
0 km/h fährt. Die Stelle, an der die Oberfläche der Nocke
159 auf die Schieber der Steuerventile 153 und 154 trifft,
ist ein Talteil bzw. ein muldenförmiges Teil in beiden
Fällen. Somit sind beide in ihrer Ausstellung. Wie in Fig. 14
gezeigt ist, sind aufgrund der Ausnehmungen auf dem Schie
ber 156 des Ventils 153 Kanäle 153 a und 153 b in Verbindung,
und die Kanäle 153 c und 153 e sind ebenfalls in Verbindung.
In ähnlicher Weise sind die Kanäle 154 b und 154 d am Ventil
154 in Verbindung.
Folglich läuft unter einem festen Druck von der Ölleitung
150 eingespeistes Öl durch den Kanal 153 a, den Kanal 153 b
und durch den Kanal 154 a, an dem es zum Stillstand kommt.
Während der Kanal 155 a des Servoventils 155 in Verbindung
mit den Kanälen 153 c und 153 e des Ventils 153 ist, ist in
ähnlicher Weise der Kanal 155 b des Servoventils 155 in Ver
bindung mit dem Kanal 154 b und 154 d des Ventils 154, so daß
über alle diese Kanäle Druckmitteldruck anliegt. Folglich
wird bewirkt, daß sich die Druckmittelkammer 155 e am Boden
teil des Servoventils 155 selbst dann öffnet, wenn kein
Druckmitteldruck über die jeweiligen Kanäle anliegt. Da im
Kanal 155 c infolge der Wirkung der Spiralfeder 13 an der
rechten, vorderen Aufhängungseinheit 2 ein fester Druck an
liegt, wird bewirkt, daß der Kolben 155 f in dem Servoventil
155 eingedrückt wird, wodurch schließlich die Kanäle 155 a
und 155 c in kommunizierender Verbindung sind. Hierdurch wird
bewirkt, daß das Öl in der Hydraulikkammer 52 der rechten,
vorderen Aufhängungseinheit 2 durch die Ölleitung 161, die
Kanäle 155 c und 155 a des Servoventils 155, die Kanäle 153 c
und 153 e des Steuerventils 153geht und schließlich zu dem
Vorratsbehälter 144 b zurückkehrt. Aus diesem Grunde wird das
Vorderteil des Fahrzeugs niedergedrückt, ohne daß eine
feste Belastung einwirkt.
Das zugeordnete hydraulische Arbeiten der hinteren Aufhän
gungseinheit 7 stimmt mit der zuvor beschriebenen überein,
so daß sich hiermit das Hinterteil des Fahrzeugs absenken
läßt. Somit kann das Fahrzeug insgesamt abgesenkt werden,
und der Fahrer kann leicht auf das Fahrzeug aufsteigen.
Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als 10 km/h wird,
dreht sich der Steuermotor 160, das Steuerventil 153 ist
in dem EIN-Zustand und das Steuerventil 154 ist in dem
AUS-Zustand. Wie in Fig. 15 gezeigt ist, sind die Kanäle 153 a,
153 b und 153 c des Ventils 153 sowie die Kanäle 154 b und 154 d
des Ventils 154 in kommunizierender Verbindung. Folglich
wirkt kein Druckmitteldruck auf die Hydraulikkammer 155 e des
Servoventils 155 ein, und der Kolben 155 f bleibt niederge
drückt. Daher wird Öl unter einem festen Druck in den Kanal
155 a über die Ölleitung 150, die Kanäle 153 a und 153 c des
Ventils 153 zugeleitet. Dieses Öl geht von dem Kanal 155 c
durch die Ölleitung 151, und es wird zu der Druckmittelkammer
52 der rechten, vorderen Aufhängungseinheit 2 geleitet, wo
durch eine Bewegung des zugeordneten Kolbens bewirkt wird,
eine feste Belastung auf die Spiralfeder 13 aufgebracht wird
und durch die Gegenkraft bewirkt wird, daß das vordere Ende
des Fahrzeugs angehoben wird.
Das zugeordnete hydraulische Arbeiten der hinteren Aufhängungs
einheit 7 entspricht im wesentlichen den voranstehenden Aus
führungen, und es kann hierdurch das Hinterteil des Fahrzeu
ges angehoben werden. Somit läßt sich auf einfache Weise
das Fahrzeug insgesamt in der Höhe anheben.
Nach Beendigung der vorstehend beschriebenen Arbeitsweise
wird der Steuermotor 160 gedreht, und die Steuerventile 153
und 154 sind beide in ihrem EIN-Zustand. Wie in Fig. 16
gezeigt ist, sind die Kanäle 153 a und 153 c des Ventils 153
sowie die Kanäle 154 a und 154 b des Ventils 154 in kommuni
zierender Verbindung. Somit wird Druckmitteldruck an die
Hydraulikkammer 155 e des Servoventils 155 angelegt und
die an den Flächen des Kolbens 155 f an der Seite des Kanals
155 c und an der Seite des Kanals 155 e anliegende Druck
differenz bewirkt, daß sich der Kolben 155 f hebt, wodurch
die Verbindung zwischen den Kanälen 155 a und 155 c unter
brochen wird. Hierdurch wird der Öldruck am distalen Ende
der Ölleitung 161 stabil gehalten, und das Fahrzeug bleibt
in der hinsichtlich der Höhe angehobenen Position.
Wenn eine Verzögerung des Fahrzeugs unter 10 km/h erfolgt,
dreht sich der Steuermotor 160, und die Steuerventile 153
und 154 sind beide in ihrer AUS-Stellung, wie dies in Fig. 14
gezeigt ist. Somit sind die Kanäle 153 c und 153 e des Ventils
153 und die Kanäle 154 b und 154 d des Ventils 154 in kommu
nizierender Verbindung. Folglich liegt kein Druckmitteldruck
an der Hydraulikkammer 155 e des Servoventils 155 an, und
der Kolben 155 f bleibt niedergedrückt, und die Kanäle 153 a
und 153 c sind in Verbindung. Als Folge hiervon kehrt das Öl
von der Hydraulikkammer 52 der rechten, vorderen Aufhängungs
einheit über die Ölleitung 161, die Kanäle 155 a und 155 c
des Servoventils 153, die Kanäle 153 c und 153 e des Steuer
ventils 153 zu dem Vorratsbehälter 154 b zurück. Als Folge
hiervon wird das vordere Ende des Fahrzeuges abgesenkt. Das
hintere Ende des Fahrzeuges wird auf ähnliche Art und Weise
abgesenkt.
Die zylindrische Nocke 159 ist derart ausgelegt, daß das
Steuerventil 154 zuerst ausgeschaltet wird, wenn die Steuer
ventile 153 und 154 in die AUS-Stellung überführt werden.
Unter Einsatz des Druckmitteldrucks in der Hydraulikkammer
52 der rechten, vorderen Aufhängungseinheit 2 läßt sich der
Kolben 155 f auf zuverlässige Weise in die abgesenkte Position
bewegen.
Die Federkonstantensteuerung der linken, vorderen Aufhängungs
einheit 3 und der hinteren Aufhängungseinheit 7 erfolgt mit
Hilfe von elektrischen Signalen von der Steuervorrichtung
10, die mit einem Steuermotor 173 zusammenarbeitet. Die Wir
kungsweise der vorstehend angegebenen Nocke 174, welche diese
Federkonstantensteuerung als Zwischenglied vornimmt, ist in
der nachstehenden Tabelle 3 gezeigt.
Wenn die Brennkraftmaschine am Beginn angelassen wird,
liegen die beiden Kontaktpunkte an der zylindrischen Nocke
174 auf den Bergteilen, und daher sind somit beide Steuer
ventile 175 und 176 in ihrem AUS-Zustand. Zu diesem Zeit
punkt liegt in ähnlicher Weise wie in Fig. 21 weder im
Kanal 177 c noch im Kanal 177 d am Servoventil 177 ein Druck
mitteldruck an. Der Kolben 177 e ist in der eingefahrenen Po
sition, und die Kanäle 177 a und 177 b sind in Verbindung
mit dem Kanal 177 c. In diesem Zustand liegt an der Hydrau
likkammer 91 an der linken, vorderen Aufhängungseinheit 3
und der Hydraulikkammer 135 an der hinteren Aufhängungsein
heit 7 kein Öldruck an. Daher bleiben die Federkonstanten im
unteren Bereich.
Wenn aufgrund der Signale von der Steuervorrichtung 10 der
Steuermotor 173 gedreht wird, ist das Steuerventil 175 im
AUS-Zustand, und das Steuerventil 176 ist im EIN-Zustand.
Wie in Fig. 22 gezeigt ist, ist der Kanal 177 d am Servo
ventil 177 zu der Hydraulikschaltung offen und ein fester
Druckmitteldruck liegt in dem Kanal 177 c an. Da der Kolben
177 e eingerückt ist und die Kanäle 177 a und 177 b mit dem
Kanal 177 c verbunden sind, wird ein fester Druckmitteldruck
zu der Hydraulikkammer 91 an der linken, vorderen Aufhän
gungseinheit 3 sowie zu der Hydraulikkammer 135 auf der hin
teren Aufhängungseinheit 7 über die Ölleitungen 178 und
179 übertragen. Somit werden die Federn 73 und 130 an der
linken, vorderen Aufhängungseinheit 3 und der hinteren Auf
hängungseinheit 7 jeweils mit einer festen Belastung beauf
schlagt, und die Gesamtfederkonstante ist hoch.
Nach Beendigung der vorstehend beschriebenen Arbeitsweise
wird der Steuermotor 173 gedreht, und die Steuerventile
175 und 176 sind beide im EIN-Zustand. Wie in Fig. 23 ge
zeigt ist, wird über die Kanäle 177 d und 177 f ein Druck
mitteldruck an die Hydraulikkammer 177 f angelegt. Hierdurch
wird der Kolben 177 e ausgefahren, wodurch die Verbindung
zwischen den Kanälen 177 a, 177 b und 177 c unterbrochen wird.
Hierdurch wird bewirkt, daß Öl von den Ölleitungen 178 und
179 zugeführt wird und zugleich ein fester Druck konstant
gehalten wird. Daher ist es möglich, eine große Federkon
stante sowohl auf der linken, vorderen Aufhängungseinheit
3 als auch an der hinteren Aufhängungseinheit 7 aufrechtzu
erhalten.
Darüber hinaus wird in Abhängigkeit von den Signalen von
der Steuervorrichtung 10 der Steuermotor 173 gedreht, und
die Steuerventile 175 und 176 sind in ihrem AUS-Zustand
(in Übereinstimmung mit Fig. 21), und die Kanäle 177 c und
177 d am Steuerventil 177 öffnen sich nicht zum Druckmittel
druck. Da auch der Kolben 177 e eingefahren ist und die Ka
näle 177 a und 177 b mit dem Kanal 177 c verbunden sind, wird
das Öl in der Hydraulikkammer 91 an der linken, vorderen
Aufhängungseinheit 3 sowie in der Hydraulikkammer 135
auf der hinteren Aufhängungseinheit 7 zu dem Vorratsbehäl
ter 144 b über die Ölleitungen 178 und 179 sowie über den
Kanal 177 c zurückgeleitet. Aus diesem Grunde wirkt auf die
Federn 73 und 130 an der linken, vorderen Aufhängungseinheit
3 und der hinteren Aufhängungseinheit 7 jeweils eine feste
Belastung ein und die Gesamtfederkonstante wird niedrig.
In diesem Teil wird eine Steuervorrichtung 10 bei der
ersten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung unter
Bezugnahme auf Fig. 3 näher beschrieben.
Die Steuervorrichtung 10 ist eine Einrichtung, welche die
elektrischen Ventile 148 A, 148 B, 148 C, 150 A, 150 B und 150 C
steuert und die Dämpfungskraft-Einstellmotore 41, 59, 125
jeweils mit Hilfe von elektrischen Signalen steuert, welche
die rechte, vordere Aufhängungseinheit 2, die linke, vor
dere Aufhängungseinheit 3 und die hintere Aufhängungsein
heit 7 jeweils steuern.
Wie insbesondere in Fig. 2 gezeigt ist, sind mit der zen
tralen Verarbeitungseinheit (CPU) 202 der G-Sensor S 1, der
fest am unteren Ende der rechten, vorderen Aufhängungsein
heit 2 vorgesehen ist, der Hubsensor S 2, der die Kontraktion
und das Ausfahren der vorderen Aufhängung erfaßt, der Hub
sensor S 3, der die Kontraktion und das Ausfahren der hinte
ren Aufhängungseinheit 7 abgreift, weitere erforderliche
Sensoren, ein Betriebsartenwählschalter S 8 zum Wählen von
drei Betriebsarten wie weich, mittel und hart, und Kodie
rer für die Dämpfungskraft-Einstellmotore 41, 59, 125 ver
bunden. Die Steuervorrichtung 10 verarbeitet elektrische
Signale von diesen Einrichtungen mit Hilfe der zentralen
Verarbeitungseinheit CPU 202 derart, daß die Dämpfungskraft-
Einstellmotore und die Elektroventile gesteuert werden. In
dieser Figur zeigt die Anzeigeeinrichtung 201 die Einstellung
des Betriebsartenwählschalters S 8 an.
In diesem Teil wird eine Steuervorrichtung 10 für eine zwei
te bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung unter Be
zugnahme auf Fig. 13 näher erläutert.
Die Steuervorrichtung 10 ist eine Einrichtung, die elektrische
Signale an die Dämpfungskraft-Stellmotore 41, 59, 125 ab
gibt, welche die rechte, vordere Aufhängungseinheit 2, die
linke, vordere Aufhängungseinheit 3 und die hintere Aufhän
gungseinheit 7 jeweils steuern, und diese Signale werden
auch an die vorstehend angegebene Öldruck-Steuereinheit 9
angelegt. Wie insbesondere in Fig. 24 gezeigt ist, ist auf
dem unteren Ende der rechten, vorderen Aufhängungseinheit 2
ein G-Sensor S 1 vorgesehen. Ferner ist ein Hubsensor S 2 für
die vordere Aufhängung, ein Hubsensor S 3 an der hinteren Auf
hängungseinheit 7, ein Drosselklappensensor S 4, der mit
den Drosselklappenventilen des Vergasers u.dgl. zusammenar
beitet, und ein Lenkpositionssensor S 5 vorgesehen. Diese
jeweiligen Sensoren geben elektrische Signale an die Ein
gangsschnittstellenschaltung 200 ein und diese werden über
einen A/D-Wandler 201 auch an die zentrale Verarbeitungs
einheit CPU 202 angelegt.
In ähnlicher Weise sind ein Geschwindigkeitssensor S 6, ein
Brennkraftmaschinendrehzahlsensor S 7, ein Dreipositionfahr
bedingungsbetriebsartenschalter S 8 für weich, mittel und
hart, ein Brennschalter S 9, ein Kupplungsschalter S 10, ein
Schaltpositionsschalter S 11, ein Kodierschalter S 12 für
die vorderen Aufhängungsdämpfungskraft-Verstellmotore 51,
59 und ein Kodierschalter S 13 für den hinteren Aufhängungs
dämpfungskraft-Änderungsmotor 125 vorgesehen, wobei diese
elektrische Signale liefern, welche an eine Eingangsschnitt
stellenschaltung 203 angelegt und dann an die zentrale Ver
arbeitungseinheit CPU 202 angelegt werden.
Basierend auf einem implementierten Programm werden die vor
stehend angegebenen, unterschiedlichen Signaleingänge an
CPU 202 verarbeitet, und es erfolgt eine Ausgabe an die
Ausgangsschnittstellenschaltung 204.Von der vorstehend ge
nannten Ausgangsschnittstellenschaltung 204 werden jeweilige
Signale an den Längensteuervorbelastungssteuermotor 160 an
der rechten, vorderen Aufhängungseinheit 2, den Längensteuer
vorbelastungssteuermotor 164 an der hinteren Aufhängungs
einheit 7, den Federkonstanten-Steuermotor 173 und die Fe
derkonstanten-Wähleinrichtungen, die an der linken, vorderen
Aufhängungseinheit 3 und der hinteren Aufhängungseinheit 7
vorgesehen sind, und an die Dämpfungskraft-Steuermotoren 41,
59, 125 angelegt. Die vorstehend genannten Dämpfungskraft-
Steuermotoren 41, 59, 125 stellen eine Rückkopplung dar.
Nachstehend werden die einzelnen Steuerfunktionen näher be
schrieben.
Im Hinblick auf die Erfindung wird insbesondere die Wirkung
der Aufhängungsvorrichtung unter Bezugnahme auf die Fig. 17,
18, 19, 20 25, 26, 27 und 28 beschrieben. In den Figuren be
deutet FR "vorne" und RR "hinten". In den Fig. 19 und 20
bedeutet der Kreis, daß das Steuerelement gesteuert wird. Der
Strich bedeutet, daß das Steuerelement nicht gesteuert wird.
Der gebrochene Kreis bedeutet, daß das Steuerelement gegebenen
falls gesteuert wird.
Diese Vorrichtung ermöglicht, daß der Fahrer die Federungs
charakteristika unter drei Möglichkeiten, wie weich, mittel
und hart auswählen kann. Die Wahl erfolgt dadurch, daß man
den Betriebsartenwählschalter S 8 manuell betätigt. Hierbei
werden die Dämpfungskraft und die Federkonstante der vor
deren und hinteren Aufhängungseinheiten gesteuert.
Mit dieser Einstellung wird erreicht, daß man eine leichte
Manövrierfähigkeit bei sehr niedrigen Geschwindigkeiten er
hält, und daß ermöglicht wird, daß der Fahrer den Untergrund
mit seinen Füßen leicht erreichen kann. Wenn das Fahrzeug
stoppt, wird keine Vorbelastung aufgebracht, und das Fahr
zeug bleibt in einer unteren Position. Wenn die Fahrzeugge
schwindigkeit eine gewisse Größe, beispielsweise 15 km/h er
reicht, wird die Höhe um einige 20 mm abgesenkt.
Die Höheneinstellung arbeitet auch in Abhängigkeit von
den Belastungsbedingungen. Wenn beispielsweise zwei Per
sonen oder ein schweres Gepäck mitgeführt werden, erfassen
der Hubsensor S 2 und der Hubsensor S 3 die Höhe des Fahr
zeugs. Wenn die Höhe zu niedrig ist, wird die Fahrzeughöhe
angehoben. Diese Einstellung erfolgt auch dann, wenn die
Fahrzeuggeschwindigkeit 15 km/h erreicht oder größer wird.
Nachstehend erfolgt eine detaillierte Beschreibung der Steuer
vorrichtung 10 unter Bezugnahme auf die Fig. 14(a), (b) und
(c).
Die Steuervorrichtung 10 wird aktiviert, und die Hubposi
tion der vorderen und hinteren Aufhängungseinheiten und
die Fahrzeuggeschwindigkeit V n werden mit Hilfe der Hub
sensoren S 2, S 3 und des Geschwindigkeitssensors S 6 jeweils
erfaßt.
Eine Beschleunigung Δ V wird aus der vorangehenden Geschwin
digkeit V n -1 und der gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeit
V n ermittelt, und es erfolgt eine Abfrage dahingehend, ob
der Wert größer, kleiner oder gleich Null ist. In anderen
Worten ausgedrückt bedeutet dies, daß geprüft wird, ob das
Fahrzeug beschleunigt oder verzögert wird oder mit einer
konstanten Geschwindigkeit fährt. Wenn das Fahrzeug be
schleunigt wird oder mit einer konstanten Geschwindigkeit
fährt, dann springt die Steuervorrichtung 10 zu dem Schritt 5.
Wenn das Fahrzeug verzögert wird, springt die Steuervor
richtung 10 zu dem Schritt 6.
In diesem Schritt wird die Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt,
um zu bestätigen, ob das Fahrzeug mit einer niedrigen Ge
schwindigkeit von beispielsweise kleiner als 15 km/h oder
einer normalen Geschwindigkeit, d.h. einer Geschwindigkeit
von größer als 15 km/h fährt. Wenn das Fahrzeug angenomme
nerweise mit einer niedrigen Geschwindigkeit fährt, schal
tet die Steuervorrichtung 10 zu dem Schritt 7 fort.
Die Geschwindigkeitsabfrage erfolgt in diesem Schritt und
vorangehenden Schritt 5, so daß sich die Fahrzeuggeschwin
digkeit verringern kann, wenn ermittelt wird, daß das
Fahrzeug angehalten wird oder mit einer sehr niedrigen
Geschwindigkeit fährt. Zum Herabsetzen der Geschwindigkeits
kriterien ist 15 km/h eine gewünschte Größe, wenn das Fahr
zeug beschleunigt wird oder mit einer konstanten Geschwindig
keit fährt, und die Größe beläuft sich auf 12 km/h, wenn
das Fahrzeug, basierend auf den Eigenschaften des gesamten
Federungssystems verzögert wird.
Wie in Fig. 15 gezeigt ist, wird im Schritt 7 der Soll
hub der vorderen und hinteren Aufhängungseinheiten für
die gegenwärtige Fahrzeuggeschwindigkeit V n bestimmt.
Der vordere Aufhängungshub wird länger und der hintere Auf
hängungshub wird kürzer gewählt, wenn die Fahrzeuggeschwin
digkeit einen gewissen Wert überschreitet, da die Neigung
vorhanden ist, daß sich das Vorderteil des Fahrzeuges hebt
und sich das hintere Teil desselben senkt, was darauf zu
rückzuführen ist, daß eine Hubkraft auf das Fahrzeug bei
zunehmender Geschwindigkeit einwirkt. Auf diese Weise kann
eine optimale Belastung für die Vorder- und Hinterräder
erreicht werden.
Im Schritt 8 erfolgt ein Vergleich zwischen dem tatsächli
chen Aufhängungshub und dem Sollhub. Wenn der Sollhub mehr
als 5 mm größer als der Aufhängungs- bzw. Federungshub ist,
dann springt die Steuervorrichtung 10 zu dem Schritt 9. Wenn
der Federungshub mehr als 5 mm größer als der Sollhub ist,
springt die Steuervorrichtung zum Schritt 10. Wenn der
Sollhub und der Aufhängungshub innerhalb eines Bereiches
von 5 mm im Vergleich zueinander liegen, dann springt die
Steuervorrichtung 10 zu dem Schritt 11. Es werden dann ent
sprechende Signale an die elektrischen Ventile 148 A, 148 B,
148 C, 150 A, 150 B und 150 C abgegeben. Die Position des Fahr
zeugstützgestells wird ebenfalls in diesen Schritten be
stimmt.
Entsprechende Signale werden an das Elektroventil 150 A ab
gegeben, so daß die Hydraulikkammern 52 und 110, die in
den Zylindern 51 und 109 der rechten, vorderen Aufhängungs
einheit 2 und der hinteren Aufhängungseinheit 7 vorgesehen
sind, geöffnet werden. Nachdem die beiden Hydraulikkammern
offen sind, werden die Vorbelastungs-Einstellkolben 16
und 108 herausbewegt, bis sie die Anschläge 50 a und 109 a
berühren, um das Fahrzeug abzusenken.
Nach Beendigung dieser Schritte springt die Steuervorrich
tung 10 zu dem Schritt 14.
Gegenstand der Lagensteuerung ist es, ein übermäßiges Ab
senken der Vorderseite des Fahrzeuges zu verhindern, wenn
man eine geneigte Strecke abwärts fährt oder ein Absenken
des Hinterteils des Fahrzeuges zu verhindern, wenn man eine
geneigte Strecke hochfährt, wodurch die Manövrierbarkeit
verbessert wird.
Wenn beispielsweise das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit
von größer als 15 km/h fährt und das hintere Teil in einer
unteren Position während einer gewissen Zeitperiode bleibt,
beginnt die Höheneinstellvorrichtung zu arbeiten, und das
hintere Teil des Fahrzeugs wird angehoben. Wenn in ähnlicher
Weise das Fahrzeug auf einer geneigten Strecke unter je
weils angegebenen Bedingungen nach unten fährt, hebt das
Höheneinstellsystem der vorderen Aufhängung das Vorder
teil des Fahrzeugs. Gleichzeitig werden einige Steuerungen
zur Verhinderung einer tiefsitzenden Lage und einer Steu
erung zur Verhinderung einer Tauchlage durchgeführt.
Diese Steuerung bezweckt eine sichere Lage des Fahrzeuges
zuverlässig einzuhalten, wenn eine schnelle Beschleunigung
erfolgt. Eine schnelle Beschleunigung wird dann angenommen,
wenn die Öffnung der Drosselklappe einen vorbestimmten
Wert in Relation zu der Fahrzeuggeschwindigkeit über
schreitet, und wenn das Getriebe arbeitet. In einem sol
chen Fall wird die Dämpfungskrafteigenheit des vorderen
Aufhängungssystems anschließend auf eine harte Betriebs
art bei der Auszugsphase eingestellt, während das hintere
Aufhängungssystem in der Kontraktionsphase auf eine harte
Betriebsart eingestellt wird. Bei einer schnellen Beschleu
nigung hebt sich das Vorderteil des Fahrzeuges, während
das Hinterteil sich absenkt. Da eine schnelle Beschleunigung
üblicherweise nicht lange dauert, wird nach einer Sekunde
das Aufhängungssystem in den Zustand vor der Beschleunigung
zurückgebracht.
Diese Steuerung bezweckt in zuverlässiger Weise eine sichere
Lage des Fahrzeuges aufgrund der Drosselklappensteuerung
sicherzustellen, wenn eine schnelle Verzögerung auftritt.
Im allgemeinen handelt es sich hierbei um umgekehrte Ver
stellungen zu jenen, die voranstehend im Zusammenhang mit
der Steuerung zur Verhinderung einer Tieflage erläutert
wurde. Es wird angenommen, daß eine schnelle Verzögerung
auftritt, wenn die Schließbewegung der Drosselklappe einen
vorbestimmten Wert in Relation zu der Fahrzeuggeschwindig
keit überschreitet und das Getriebe arbeitet. In diesem Fall
wird die Dämpfungskrafteigenschaft der vorderen Aufhän
gungsvorrichtung im Anschluß daran auf eine harte Betriebsart
von der Kontraktionsphase verändert, während die hintere
Aufhängungsvorrichtung auf eine harte Betriebsart in der
Auszugsphase eingestellt wird. Bei einer schnellen Verzö
gerung besteht nämlich die Neigung, daß sich das Vorder
teil des Fahrzeuges abzusenken und abzutauchen versucht.
Wie bei der Steuerung zur Verhinderung einer Tieflage
wird die Aufhängungsvorrichtung nach einer Sekunde zu
dem Zustand vor der Verzögerung zurückgebracht.
Diese Steuerung bezweckt das zuverlässige Einhalten einer
sicheren Lage des Fahrzeuges, wenn eine schnelle Beschleu
nigung oder Verzögerung auftritt. Wenn eine schnelle Be
schleunigung durch Bremsen erfaßt mit Hilfe des Bremssen
sors S 9 auftritt, wird die hintere Aufhängungsvorrichtung
im Anschluß daran in der Kontraktionsphase auf eine harte
Betriebsart eingestellt. Hierdurch soll verhindert werden,
daß das Vorderteil des Fahrzeuges eintaucht. Wie die voran
gehenden Steuerungen dauert diese Steuerung eine Sekunde
lang.
Wenn die Drehzahl der Abtriebswelle auf der Brennkraftma
schinenseite und jene auf der Radseite sich stark voneinan
der unterscheiden, tritt ein Stoß auf, wenn die Kupplung
eingerückt wird. Es werden zusätzliche Steuerungen vorge
nommen, um diese Stöße sowohl während der Beschleunigung
als auch während der Verzögerung zu mildern.
Diese Steuerung bezweckt, während der Hochgeschwindigkeits
fahrt und beim Vorhandensein von Hindernissen auf der Fahr
bahn, eine sichere Lage beizubehalten. Wenn das Fahrzeug
eine gewisse Geschwindigkeit von beispielsweise 130 km/h
überschreitet, wird die Aufhängungsvorrichtung automatisch
in Richtung einer harten Betriebsart verändert, da ein hartes
Federungssystem ein leichteres Fahren und eine verbesserte
Sicherheit bei hoher Geschwindigkeit bietet.
Wenn das Vorderrad auf ein Hindernis auf der Fahrbahn auf
trifft, erfaßt der G-Sensor S 1 dieses Hindernis und die
hintere Aufhängung wird in Richtung "äußerst weich" hin
sichtlich der Betriebsart mit Hilfe des Signals von dem
Sensor verstellt. Auf diese Weise läßt sich das Springen
des Hinterteils des Fahrzeuges verhindern, wenn das Hin
terrad ebenfalls auf das Hindernis auftrifft. Bei äußerst
hohen Geschwindigkeiten von beispielsweise größer als 130 km/h
ist diese Steuerung nicht wirksam und wird daher nicht vor
genommen.
In einigen Fällen können die vorstehend beschriebenen
Steuerungsarten einander widersprechen. Daher sind jewei
lige Prioritätssteuerungen für die verschiedenen Steuerungs
arten vorgesehen. Obgleich nur hydraulische Steuersysteme
bei den bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden
sind, können natürlich auch pneumatische Steuerungen ein
gesetzt werden.
Wie in den voranstehenden Beschreibungsteilen angegeben
ist, befaßt sich die Erfindung mit einer Aufhängungs
vorrichtung und einem Verfahren zum Einstellen der Höhe von
Zweiradkraftfahrzeugen, indem Hydraulikzylinder in die Auf
hängungszylindereinheiten eingebaut werden und zwangsweise
die Länge der Aufhängungseinheiten durch Anlegen eines
Druckfluids verhindert wird.
Der Arbeitsablauf nach der Erfindung zeichnet sich dadurch
aus, daß das Steuerfluid aus den Zylindern abgegeben wird,
wenn das Fahrzeug still steht oder sich mit einer sehr
niedrigen Geschwindigkeit bewegt, und daß der Bewegungsweg
der Kolben im Innern der Zylinder durch Anschläge begrenzt
ist, welche derart voreingestellt sind, daß das Fahrzeug
auf eine gewünschte Höhe gesenkt wird. Somit braucht man
bei der Erfindung keine feinfühlige Steuerung, um die
Höhe des Fahrzeuges beizubehalten, auf die das Fahrzeug
abgesenkt wird, wenn sich dieses im Stillstand befindet
oder sich mit einer sehr niedrigen Geschwindigkeit bewegt.
Hierdurch erhält man eine Vereinfachung der zugeordneten
Steuerschaltung, und die Arbeitszuverlässigkeit des
Systems läßt sich verbessern.
Claims (8)
1. Aufhängungsvorrichtung für Zweiradkraftfahrzeuge
mit einem Rahmen und zwei Rädern, gekennzeichnet
durch ein Paar Aufhängungseinheiten (2, 3, 7), die betriebsmäßig
mit dem Rahmen verbunden sind, wobei eines der Räder an dem
Paar von Aufhängungseinheiten (2, 3, 7) angebracht ist, wobei
die erste der beiden Aufhängungseinheiten eine erste Feder (13,
72, 73, 104) enthält, die daran angebracht ist und ein
federndes Komprimieren und Auseinanderziehen der ersten
Aufhängungseinheit bewirkt, sowie einen ersten Sitz an einem
Ende der Feder (13, 72, 73, 104) enthält, der betriebsmäßig
relativ zur ersten Aufhängungseinheit zum Auseinanderziehen und
Komprimieren der ersten Aufhängungseinheit verstellbar ist,
und wobei die zweite des Paars von Aufhängungseinheiten eine
Federeinrichtung enthält, die an der zweiten Aufhängungseinheit
(2, 3) angebracht ist und ein federndes Auseinanderziehen und
Komprimieren gestattet sowie eine Einrichtung zum selektiven
Ändern der Federkonstanten der Federeinrichtung enthält.
2. Aufhängungsvorrichtung für Zweiradkraftfahrzeuge
nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Paar von Aufhängungseinheiten die vorderen Aufhängungsein
heiten (2, 3) sind, das Vorderrad an dem Paar von vorderen
Aufhängungseinheiten angebracht ist, und ferner jede hintere
Aufhängungseinheit, an dem das Hinterrad angebracht ist,
wobei jede erste vordere Aufhängungseinheit (2, 3) und die
hintere Aufhängungseinheit (7) eine erste Feder (13, 72, 73, 104)
eine erste hydraulische Dämpfungseinrichtung oder eine
erste Vorbelastungseinrichtung zum Vorbelasten der ersten
Feder (13, 72, 73, 104) sowie zur Veränderung der Länge
der Feder derart aufweist, daß die Länge derselben ver
stellbar ist, und daß jede zweite, vordere Aufhängungs
einheit (3) und jede zweite, hintere Aufhängungseinheit
(8) eine Mehrzahl von zweiten Federn (72, 73, 104) und
eine Vorbelastungseinrichtung zur Vorbelastung wenigstens
eine der zweiten Federn (72, 73, 104) derart aufweist, daß
die Steifigkeit der zweiten Feder veränderbar ist.
3. Aufhängungsvorrichtung für Zweiradkraftfahrzeuge
nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste,
vordere Aufhängungseinheit (2) und die hintere Auf
hängungseinheit (7) mit Hilfe von ersten hydraulischen
Dämpfungseinrichtungen derart gespannt werden, daß die Länge
derselben verändert wird, und daß die hintere
Aufhängungseinheit (3) und jede zweite, hintere Aufhängungs
einheit (7) einen zweiten hydraulischen Dämpfer aufweist,
welcher die zweite Feder zur Änderung der Steifigkeit der
selben mit einer Spannungsbelastung beaufschlagt.
4. Verfahren zum Steuern einer Aufhängungsvorrichtung
für Zweiradkraftfahrzeuge, wobei die Aufhängungsvorrich
tung hinsichtlich der Länge zwischen einem gekürzten Zu
stand und einem verlängerten Zustand variabel ist, dadurch
gekennzeichnet, daß die Aufhängungsvorrichtung
im kürzeren Zustand gehalten wird, wenn das Fahrzeug mit
einer Geschwindigkeit fährt, die niedriger als ein vor
bestimmter Wert ist.
5. Verfahren zum Steuern einer Aufhängungsvorrichtung
für Zweiradkraftfahrzeuge, wobei die Aufhängungsvorrich
tung hinsichtlich der Länge zwischen einem gekürzten Zu
stand und einem verlängerten Zustand veränderbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhängungsvorrichtung
in einem kurzen Zustand gehalten wird, wenn das Fahrzeug
stillsteht.
6. Verfahren zum Steuern einer Aufhängungsvorrichtung
für Zweiradkraftfahrzeuge nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Aufhängungsvorrichtung einen hydrauli
schen Dämpfer zur Veränderung der Länge der Aufhängungs
vorrichtung hat.
7. Verfahren zum Steuern einer Aufhängungsvorrichtung
für Zweiradkraftfahrzeuge nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Aufhängungsvorrichtung ferner eine An
schlageinrichtung zur Abstützung des Gewichts des Fahrzeuges
aufweist, wenn die Aufhängungsvorrichtung sich in ihrem ver
kürzten Zustand befindet, und daß ein Druckmitteldruck der
Dämpfungseinrichtung herabgesetzt wird, wenn die Anschlag
einrichtung wenigstens einen Teil des Gewichts des Fahrzeuges
trägt, wodurch das durch die Anschlageinrichtung abgestützte
Gewicht vergrößert wird.
8. Verfahren zum Steuern einer Aufhängungsvorrichtung
für Zweiradkraftfahrzeuge nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Aufhängungsvorrichtung eine Steuereinheit
zum Steuern der Arbeitsweise der Dämpfungseinrichtung auf
weist, und daß der Druckmitteldruck der Dämpfungseinrichtung
durch eine Steuereinheit gesteuert wird.
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