DE4443787A1

DE4443787A1 - Radaufhängungssystem für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE4443787A1
Application number: DE4443787A
Authority: DE
Inventors: Un Koo Lee
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 1993-12-14
Filing date: 1994-12-08
Publication date: 1995-06-22
Also published as: KR950017279A; US5577771A

Description

Die Erfindung betrifft ein Radaufhängungssystem für ein Fahrzeug, und spezieller betrifft sie ein Aufhängungssystem, das die Lenkbarkeit und Stabilität eines Fahrzeugs sowie den Fahrkomfort verbessert.

Die Hauptfunktionen eines Aufhängungssystems sind die fol genden: (1) Bereitstellen eines vertikalen Federungsraums, damit die Räder einer ungleichmäßigen Straße folgen können, um dadurch den Fahrzeugaufbau gegen durch solche Unebenhei ten hervorgerufene Kräfte zu schützen; (2) Halten der Räder in geeigneten Lenk- und Radsturzstellungen zur Straßenober fläche; (3) Reagieren auf Kräfte, wie sie durch Beschleuni gungs- und Bremskräfte in Längsrichtung, Querkräfte sowie Brems- und Antriebsdrehmomente ausgeübt werden; (4) Ausüben eines Widerstands gegen Rollbewegungen eines Fahrzeugaufbaus und (5) Halten der Räder mit minimalen Belastungsschwankun gen in Kontakt mit der Straße.

Insbesondere erfolgen Rollbewegungen um einen vorgegebenen Punkt, der als Rollbewegungszentrum bezeichnet wird, wenn ein Fahrzeug um eine Kurve fährt. Die Änderungsrate der Höhe des Rollbewegungszentrums hat Auswirkung auf die Fahrsicher heit und die Handhabungssicherheit eines Fahrzeugs.

Rollbewegungen treten auf, wenn die Höhe des Schwerpunkts des Aufbaus höher als die des Rollbewegungszentrums wird. Wenn die Höhe des Rollbewegungszentrums verringert wird, ist es einfach, Sturz- und Radspuränderungen so zu optimieren, daß Schwingungen von der Straße her minimiert werden können, um die Geradeauslaufeigenschaft bei hoher Geschwindigkeit sowie die Sicherheit wie auch den Fahrkomfort zu verbessern.

Wenn jedoch während Kurvenfahrt Querkräfte auf den Fahrzeug aufbau wirken, wird das Verhalten desselben schwerfällig, und die Handhabungssicherheit verschlechtert sich.

Wenn dagegen die Höhe des Rollbewegungszentrums angehoben wird, nimmt die Widerstandsfähigkeit gegen Rollbewegungen zu, wodurch ein kürzerer Antirollstab verwendet werden kann. Jedoch werden Sturz- und Radspuränderungen groß, so daß der Fahrkomfort und die Sicherheit bei Geradeausfahrt ver schlechtert sind.

Demgemäß ist es sehr wichtig, die Höhe des Rollbewegungszen trums als Kompromiß zwischen den beiden genannten Eigen schaften einzustellen, wenn ein Aufhängungssystem konstru iert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Radaufhän gungssystem für ein Fahrzeug zu schaffen, das die Lenkbar keit und Stabilität des Fahrzeugs sowie den Fahrkomfort ver bessern kann.

Das erfindungsgemäße Aufhängungssystem ist durch die Lehre von Anspruch 1 gegeben.

Dieses System zeichnet sich dadurch aus, daß die Höhe des Rollzentrums automatisch abhängig vom Fahrzustand des Fahr zeugs eingestellt wird. Dazu ist eine Rollbewegungszentrum- Einstellseinrichtung vorhanden, die zwischen dem Fahrgestell und dem diesem zugewandten Ende eines unteren Aufhängungs arms angeordnet ist.

Die Rollbewegungszentrum-Einstelleinrichtung beinhaltet ein elastisches Teil zum Einstellen der Höhe des dem Fahrgestell zugewandten Endes des unteren Aufhängungsarms durch Hydrau likdruck, ein Richtungsumsteuerventil zum Einstellen der Strömungsrichtung von Hydraulikfluid, wie es von einer Hy draulikpumpe des elastischen Teils zugeführt wird, und eine elektronische Steuereinheit zum Steuern des Richtungsumsteu erventils mittels Signalen von einem Fahrgeschwindigkeits sensor und einem Querkraftsensor.

Das elastische Teil verfügt über eine zwischen einem Innen- und einem Außenrohr angeordnete elastische Büchse, wobei im oberen und unteren Teil der elastischen Büchse jeweils eine Fluidkammer ausgebildet ist, denen das Hydraulikfluid wahl weise zugeführt wird. Das elastische Teil ist in einen am Fahrgestell angebrachten Bock eingeführt und an diesem über eine Befestigungsschraube befestigt, die das Innenrohr durchdringt. Jede Fluidkammer steht über eine Verbindungs leitung mit dem Richtungsumsteuerventil in Verbindung.

Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlich.

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht eines Aufhängungssy stems gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfin dung;

Fig. 2 ist ein Querschnitt durch eine Büchse, wie sie im Aufhängungssystem verwendet wird;

Fig. 3 ist eine Ansicht des Aufhängungssystems, die veran schaulicht, wie dieses arbeitet, wenn das Fahrzeug um eine Kurve fährt;

Fig. 4 ist eine Ansicht des Aufhängungssystems, die veran schaulicht, wie dieses arbeitet, wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit geradeaus fährt; und

Fig. 5 ist ein schematisches Diagramm, das die Betriebswir kung des Aufhängungssystems veranschaulicht.

Das Aufhängungssystem gemäß Fig. 1 weist folgendes auf: einen ein Rad 1 drehend tragenden Radträger 2; eine Aufhän gungsanordnung 3 aus einem Stoßdämpfer 30 und einer Feder 31, die die obere Seite des Radträgers 2 mit einem Fahrge stell 10 verbindet, und einen unteren Arm 4, der die Unter seite des Radträgers 2 mit dem Fahrgestell 10 verbindet.

Wenn das Rad 1 entlang der durch die Länge des unteren Arms gegebenen Bewegungsbahn 4 springt und zurückprallt, absor biert die Aufhängungsanordnung die dadurch hervorgerufenen Stöße.

Zwischen dem Fahrgestell 10 und dem diesem zugewandten Ende des unteren Arms 4 ist ein Rollbewegungszentrum-Einstellteil 5 ausgebildet, das folgendes umfaßt ein elastisches Teil, das die Position ändern kann, an der das dem Fahrgestell zu gewandte Ende des unteren Arms 4 an diesem befestigt ist; ein Richtungsumsteuerventil 51 zum Steuern der Strömungs richtung von Hydraulikfluid, das dein elastischen Teil 50 zu zuführen ist; und eine elektronische Steuerungseinheit 52, die ein elektrisches Signal von einem Fahrgeschwindigkeits sensor 520 und einem Querkraftsensor 521 empfängt, und die das Richtungsumsteuerungsventil 51 ansteuert.

Das elastische Teil 50 weist, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, ein Innenrohr 500 und ein Außenrohr 501 sowie eine zwi schen diese eingesetzte elastische Büchse 503 auf. Innerhalb der elastischen Büchse 503 sind eine obere und eine untere Fluidkammer 504 und 505 symmetrisch ausgebildet. Das elasti sche Teil 50 ist in ein am Fahrgestell 10 angebrachtes Bock gehäuse 11 eingesetzt und über eine Befestigungsschraube 12, die das Innenrohr 500 durchdringt, mit dem dem Fahrgestell zugewandten Ende 40 des unteren Arms 4 verbunden.

Demgemäß bewegt sich der untere Arm durch die elastische Verdrehkraft des elastischen Teils 50 gleichmäßig nach oben oder unten.

Die obere und die untere Fluidkammer 504 und 505 des elasti schen Teils 50 stehen über Verbindungsleitungen 506 bzw. 507 in Verbindung, die über jeweilige Fluidkanäle 510 bzw. 511 mit dem Richtungsumsteuerventil 51 verbunden sind.

Das Richtungsumsteuerventil 51, das die Richtung eines dem elastischen Teil 50 zuzuführenden Hydraulikfluids ändert, wird durch die elektronische Steuerungseinheit 52 gesteuert, die die vom Fahrgeschwindigkeitssensor 520 und vom Quer kraftsensor 521 eingegebenen Signale mit in ihr eingespei cherten Daten vergleicht.

Beim vorstehend beschriebenen Aufhängungssystem wird so vor gegangen, daß dann, wenn das Fahrzeug bei langsamer Ge schwindigkeit geradeaus fährt, die Signale für die Geschwin digkeit und den Fahrzustand, wie vom Fahrgeschwindigkeits sensor 520 und vom Querkraftsensor 521 erfaßt, an die elek tronische Steuerungseinheit 52 übertragen werden und diese eine Steuerung dahingehend übernimmt, daß durch das Rich tungsumsteuerventil 51 sowohl der oberen als auch der unte ren Fluidkammer 504 und 505 jeweils Fluid mit demselben Druck zugeführt wird.

In diesem Zustand wird der Schnittpunkt zwischen einer Li nie, die das aktuelle Zentrum C des Rads bezogen auf das Fahrgestell mit dem Punkt, in dem das Rad den Untergrund berührt, verbindet, und einer Zentrumslinie CL des Fahrge stells das Rollbewegungszentrum RC, wie in Fig. 5 darge stellt.

Wenn das Fahrzeug eine bei Kurvenfahrt auftretende Querkraft erfährt, wird ein diese Querkraft anzeigendes Signal vom Querkraftsensor 521 an die elektronische Steuerungseinheit 52 übertragen. Diese steuert dann, wie in Fig. 3 darge stellt, das Richtungsumsteuerventil 51 so an, daß die untere Fluidkammer 505 mit Fluid unter Druck versorgt wird, wodurch sie sich ausdehnt. Der Hydraulikdruck in der oberen Fluid kammer wird weggenommen, wodurch die Höhe der Befestigungs schraube 12 angehoben wird. So wird die Höhe H1 des aktuel len Zentrums C1 des Rades 1 in bezug auf das Fahrgestell höher als das aktuelle Zentrum C bei Geradeausfahrt bei mittlerer oder kleiner Geschwindigkeit. Demgemäß wird die Höhe H1 des Rollbewegungszentrums RC1 höher als die Höhe H des Rollbewegungszentrums RC, wodurch die Stabilität gegen Rollbewegungen erhöht ist.

Wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit geradeaus fährt, steuert die elektronische Steuerungseinheit 52 das Rich tungsumsteuerventil 51 so an, wie es in Fig. 4 veranschau licht ist. D. h., daß der oberen Fluidkammer 504 Fluid unter Druck zugeführt wird, damit sie sich ausdehnt, während von der unteren Fluidkammer 505 der Druck weggenommen wird, da mit sie sich zusammenzieht. Im Ergebnis wird die Höhe der den unteren Arm 4 haltenden Befestigungsschraube 12 abge senkt, so daß das aktuelle Zentrum C2 des Rads in bezug auf das Fahrgestell höher als bei Geradeausfahrt bei mittlerer oder langsamer Geschwindigkeit wird. Infolgedessen ist die Höhe H2 des Rollbewegungszentrums C2 höher als die Höhe H des Rollbewegungszentrums RC bei Geradeausfahrt bei mittle rer oder langsamer Geschwindigkeit, wodurch eine optimale Sturzänderung erzielt wird und die Spuränderung minimiert wird.

Wenn die Höhe der Arbeitsposition der unteren Arme des lin ken bzw. rechten Rads unabhängig voneinander durch eine Ein gangslogik gesteuert werden, kann der Ort des Rollbewegungs zentrums noch besser eingestellt werden. Eine weitere Ver besserung kann dadurch erzielt werden, wenn die Arbeitsposi tionen sowohl der Hinterrad- als auch der Vorderradaufhän gungen gesteuert werden.

Wie vorstehend beschrieben, kann das erfindungsgemäße Auf hängungssystem die Lenkbarkeit und Stabilität eines Fahr zeugs und den Fahrkomfort dadurch verbessern, daß die Höhe des Rollbewegungszentrums abhängig vom Fahrzustand automa tisch eingestellt wird.

Claims

1. Aufhängungssystem für ein Fahrzeug mit:

- einem ein Rad (1) drehend haltenden Radträger (2);
- einer Aufhängungsanordnung (3), die das obere Ende des Radträgers mit einem Fahrgestell (10) verbindet; und
- einem unteren Arm (4), der das untere Ende des Radträgers mit dem Fahrgestell verbindet;

gekennzeichnet durch

- eine Rollbewegungszentrum-Einstelleinrichtung (50) zum Einstellen der Höhe des Rollbewegungszentrums des Fahrzeugs, die zwischen dem Fahrgestell und dem diesem zugewandten Ende (40) des unteren Arms angeordnet ist.

2. Aufhängungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Rollbewegungszentrum-Einstelleinrichtung fol gendes aufweist:

- ein elastisches Teil (50) zum Einstellen der Höhe des dem Fahrgestell zugewandten Endes (40) des unteren Arms (4) durch hydraulischen Druck;
- ein Richtungsumsteuerventil (51) zum Steuern der Strö mungsrichtung eines dem elastischen Teil zuzuführenden Fluids, das durch eine Hydraulikpumpe (6) gepumpt wird; und
- eine elektronische Steuerungseinheit (52) zum Ansteuern des Richtungsumsteuerventils mit einem Signal von einem Fahrgeschwindigkeitssensor (520) und einem Querkraftsensor (521).

3. Aufhängungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das elastische Teil (50) ein Innenrohr (500) und ein Außenrohr (501) und eine zwischen diesen angeordnete elastische Büchse (503) aufweist, die eine oben in ihr aus gebildete Fluidkammer (504) und eine unten in ihr ausgebil dete Fluidkammer (505) aufweist, denen das Hydraulikfluid wahlweise zugeführt wird, wobei das elastische Teil in einen am Fahrgestell (10) befestigten Bock (11) eingeführt ist und an diesem mittels einer Befestigungsschraube (12) befestigt ist, die das Innenrohr durchdringt, wobei jede Fluidkammer über eine Verbindungsleitung (510, 511) mit dem Richtungs umsteuerventil verbunden ist.