DE2223250C3

DE2223250C3 - Device for the active stabilization of vehicles

Info

Publication number: DE2223250C3
Application number: DE19722223250
Authority: DE
Inventors: Noriyuki Tokio; Inoue Hidehiko Iruma Saitama; Toshimitsu Yoshihiko Tokio; Takahashi (Japan)
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1971-05-12
Filing date: 1972-05-12
Publication date: 1977-02-17

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur aktiven Stabilisierung von Fahrzeugen mit einer selbsttätigen Steuervorrichtung, die bei Kurvenfahrt mit Hilfe eines Fliehkraftgebers die auftretende Fliehkraft ermittelt, mit einem als doppelt wirkender Antriebszylinder ausgebildeten und durch die Steuervorrichtung gesteuerten Servomotor und mit mindestens einem Arbeitszylinder, dessen Arbeitskolben mit dem doppelt wirkenden Antriebskolben des Antriebszyünders mechanisch verbunden ist und dessen zwei Zylinderräume über Druckmittel-Leitungen jeweils mit einer Druckmittelfeder auf der linken bzw. der rechten Fahrzeugseite in Verbindung stehen, wobei die Steuervorrichtung die Zu- und Ableitung von Druckmittel zu den beiden Zylinderräumen des Antriebsiylinders derart steuert, daß ίο der Arbeitszylinder bei Kurvenfahrt ein der Fliehkraft entsprechendes Druckmittelvolumen aus der angeschlossenen Druckmittelfeder auf der Kurveninnenseite abzieht und in die angeschlossene Druckmittelfeder auf der Kurvenaußenseite fördert, um einer durch die Fliehkraft hervorgerufenen Wankbewegung des Fahrzeugaufbaus entgegenzuwirken.The invention relates to a device for the active stabilization of vehicles with an automatic Control device that uses a centrifugal sensor to determine the centrifugal force that occurs when cornering, with a designed as a double-acting drive cylinder and controlled by the control device Servomotor and with at least one working cylinder, the working piston of which with the double-acting The drive piston of the drive cylinder is mechanically connected and its two cylinder chambers via Pressure medium lines each with a pressure medium spring on the left and right side of the vehicle in Are connected, the control device supplying and discharging pressure medium to the two cylinder chambers of the drive cylinder controls such that ίο the working cylinder when cornering on the centrifugal force corresponding pressure medium volume from the connected pressure medium spring on the inside of the curve pulls off and promotes in the connected pressure medium spring on the outside of the curve to one through the To counteract the roll motion of the vehicle body caused by centrifugal force.

Eine derartige Stabilisierungseinrichtung ist aus der DT-AS 10 50 669 bekannt Bei der dort beschriebenen und dargestellten Einrichtung sind die vorzugsweise von Federbälgen gebildeten Luftfedern an jeder Radachse mit je einem Antriebszylinder und Arbeitszylinder verbunden. Die Neigung des Fahrzeugrahmens bzw. des Wagenkastens läßt sich durch ein Steuerventil so einregeln, daß sich der Wagenkasten durch die auftretenden Fliehkräfte aus der eingeregelten Schrägstellung waagerecht oder in eine positive Kurvenneigung einstellt. Ein Druckmittelausgleich von der einen zur anderen Fahrzeugseite, um bei Geradeausfahrt den Raddruck auszugleichen, ist nicht vorgesehen.Such a stabilization device is known from DT-AS 10 50 669 in the case of the one described there The devices shown are the air springs, preferably formed by bellows, on each wheel axle each connected to a drive cylinder and working cylinder. The slope of the vehicle frame or the car body can be regulated by a control valve so that the car body through the occurring Centrifugal forces from the regulated inclination horizontally or in a positive curve inclination adjusts. A pressure medium equalization from one side of the vehicle to the other in order to reduce the driving force when driving straight ahead It is not intended to compensate for wheel pressure.

Gegenstand der DT-AS 11 05 290 sowie der als Zusatz hierzu durch die DT-AS 12 54 482 bekannt gewordene Gegenstand ist eine Vorrichtung zur Kurvenstabilisierung des Wagenkastens bei Kraftfahrzeugen, bei der auf die kurvenäußere Seite des Wagenkastens mittels eines Drehflügel-Verstellmotors eine aufrichtende Kraft ausgeübt wird, der über einen Drehstab-Stabilisator auf die Radführungselemente einer Achse wirkt. Die bekannte Einrichtung setzt somit die Verwendung eines Drehstabes voraus, dessen beide Teile an der Verbindungsstelle entgegen der Fliehkraftwirkung gegeneinander verstellbar sind. Ein derartiger Drehstab-Stabilisator läßt sich nicht überall einbauen.Subject of DT-AS 11 05 290 as well as that as an addition For this purpose, the subject matter that has become known from DT-AS 12 54 482 is a device for stabilizing curves of the car body in motor vehicles, in which on the outside of the curve of the car body means a rotary vane adjustment motor, a righting force is exerted via a torsion bar stabilizer acts on the wheel guide elements of an axle. The known device thus continues the use a torsion bar, the two parts of which at the junction against the effect of centrifugal force against each other are adjustable. Such a torsion bar stabilizer cannot be installed everywhere.

Auch die Vorrichtung zur Unterdrückung der Wankbewegung bei Kraftfahrzeugen gemäß der FR-PS 14 52 827 ist mit mindestens einem Stabilisatorstab ausgestattet, der mit den Tragarmen der Räder über hydraulische oder pneumatische durch einen Verteiler gesteuerte Torsionsiylinder verbunden ist Die Zufuhr des Druckmediums zu den Zylindern ist so gesteuert, daß die Neigung der Karosserie proportional zu dem Winkel ist, um den der Torsionsstab gedreht wird, und auf die Innenseite der Kurve zu gerichtet ist.Also the device for suppressing the rolling motion in motor vehicles according to FR-PS 14 52 827 is equipped with at least one stabilizer bar, the one with the support arms of the wheels via hydraulic or pneumatic controlled by a distributor Torsionsiylinder is connected The supply of the pressure medium to the cylinders is controlled so that the inclination of the body is proportional to the angle through which the torsion bar is rotated, and on the inside of the curve is facing too.

Aus der DT-OS 19 47 824 ist es bekannt, den Strömungsfluß in einer Ausgleichsleitung von Druckmittel verdrängenden Federelementen auf beiden Seiten eines Fahrzeugs bei Kurvenfahrt durch ein fliehkraftgesteuertes Organ zu unterbrechen.From DT-OS 19 47 824 it is known the flow flow in a compensation line of pressure medium displacing spring elements on both sides to interrupt a vehicle when cornering by a centrifugal force-controlled organ.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur aktiven Stabilisierung von Fahrzeugen zu schaffen, die das Fahrzeug unabhängig vom Krümmungsradius einer Kurve und von der Fahrgeschwindigkeit in einer unveränderlichen stabilen Lage hält, einer durch die Fliehkraft hervorgerufenen Wankbewegung des Fahrzeugaufbaus entgegenwirkt, eine weiehe Abfederung gewährleistet und bei Geradeausfahrt auf unebener Straße keine Wankbewegung des Fahrzeugaufbaus anregt.
Diese Aufgabe ist bei einer Einrichtung zur aktivenThe invention is based on the object of creating a device for the active stabilization of vehicles, which keeps the vehicle in an unchangeable stable position regardless of the radius of curvature of a curve and the driving speed, counteracts a roll movement of the vehicle body caused by centrifugal force, ensures soft cushioning and does not cause the vehicle body to roll when driving straight ahead on uneven roads.
This task is active at a facility

Stabilisierung der eingangs, beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß von dem Arbeitskolben des Arbeitszylinders gleichzeitig ein Absperrventil betätigt wird, das bei einer Verschiebung dieses Arbeitskolbens aus seiner Mittellage in beiden Richtungen eine Druckmittel-Leitung unterbricht, welche bei Geradeausfahrt die beiden angeschlossenen Druckmittelfedern zur Erzielung eines Raddruckausgleichs miteinander verbindetStabilization of the type described at the outset according to the invention solved in that at the same time a shut-off valve of the working piston of the working cylinder is actuated when this working piston is shifted from its central position in both directions a pressure medium line interrupts which, when driving straight ahead, the two connected pressure medium springs connects to each other to achieve a wheel pressure equalization

Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß das Fahrzeug stets in seiner stabilsten Lage und in einem passenden Neigungswinkel gehalten wird, weil die Rückführeinrichtung die von der selbsttätigen Steuervorrichtung ermittelte Größe proportional dem Neigungswinkel der Karosserie regelt Bei Geradeausfahrt dagegen können durch Unebenheiten der Straße verursachte Schwingungen sich nicht schädlich auswirken, weil die ölwege der beiden angeschlossenen Druckmittelfedern offen gehalten werden und verbunden bleiben. These measures ensure that the vehicle is always in its most stable position and in one appropriate angle of inclination is maintained because the feedback device is controlled by the automatic control device Determined size proportional to the angle of inclination of the body controls when driving straight ahead on the other hand, vibrations caused by bumps in the road cannot have a harmful effect, because the oil paths of the two connected pressure medium springs are kept open and remain connected.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Absperrventil einen Kolbenschieber auf, der mit dem Arbeitskolben des Arbeitszylinders durch eine Kolbenstange verbunden ist. Zum Betätigen der Arbeitskolben ist der Antriebskolben des Antriebszylinders auf beiden Seiten durch eine Kolbenstange mit je einem Arbeitskolben verbunden, wobei jeder als doppelt wirkender Kolben ausgebildete Arbeitskolben in einem den Driickmittelfedern der Vorder- bzw. Hinterräder des Fahrzeugs zugeordneten doppelt wirkenden Arbeitszylinder verschiebbar ist und auf seiner vom Anti-ebskolben abgewandten Seite eine Kolbenstange aufweist, die einen Kolbenschieber eines dem Arbeitszylinder parallel geschatteten Absperrventils trägt.In a further embodiment of the invention, the shut-off valve has a piston valve that is connected to the The working piston of the working cylinder is connected by a piston rod. For actuating the working piston the drive piston of the drive cylinder is connected on both sides by a piston rod with one working piston each, each as a double-acting Piston designed working piston in one of the compression springs of the front and rear wheels of the Vehicle associated double-acting working cylinder is displaceable and on its from the anti-ebskolben facing away from the side has a piston rod which has a piston slide of the working cylinder parallel shaded shut-off valve.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.An embodiment of the invention will be described in the following description with reference to the Drawing explained.

Diese zeigt einen schematischen Schnitt durch eine Einrichtung zur aktiven Stabilisierung eines Fahrzeugs nach der Erfindung.This shows a schematic section through a device for actively stabilizing a vehicle according to the invention.

Die Zeichnung zeigt hydrodynamische Federn Sl und ß2 bzw. B 3 und BA zum Stützen der linken und rechten Vorder- bzw. Hinterräder des Fahrzeuges. Das Fahrzeug weist eine selbsttätige Steuervorrichtung S auf, welche die auf das Fahrzeug wirkende Fliehkraft ermittelt wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt, und die ermittelte Fliehkraft in Strömungsmitteldruck umwandelt, welcher auf einen Servomotor C wirkt, der die Ölmenge in zwei Paaren von hydropneumatischen Federn B1 und Bl bzw. B3 und BA beeinflußt, sowie mit einer Rückführeinrichtung F versehen ist, welche die Verschiebung eines Antriebskolbens 23 des Servomotors Can die Steuervorrichtung S zurückmeldet.The drawing shows hydrodynamic springs Sl and β2 or B 3 and BA for supporting the left and right front and rear wheels of the vehicle. The vehicle has an automatic control device S , which determines the centrifugal force acting on the vehicle when the vehicle is cornering, and converts the determined centrifugal force into fluid pressure, which acts on a servo motor C that controls the amount of oil in two pairs of hydropneumatic springs B 1 and Bl or B3 and BA influenced, and is provided with a feedback device F , which reports back to the control device S the displacement of a drive piston 23 of the servo motor Can.

Der Servomotor C besteht aus einem Arbeitszylinder 20 und wirkt auf einen oberen Arbeitszylinder 21 und einen unteren Arbeitszylinder 22.The servomotor C consists of a working cylinder 20 and acts on an upper working cylinder 21 and a lower working cylinder 22.

Der Innenraum des Antriebszylinders 20 ist durch den Antriebskolben 23 in zwei Teile aufgeteilt. Der eine davon ist eine obere öllkammer b, die in Verbindung mit einer Ölleitung 16 steht, und der andere ist eine untere ölkammer c, die in Verbindung mit einer Ölleitung 15 steht.The interior of the drive cylinder 20 is divided into two parts by the drive piston 23. One of these is an upper oil chamber b, which is in communication with an oil line 16, and the other is a lower oil chamber c, which is in communication with an oil line 15.

Ein Arbeitskolben 24 des oberen Arbeitszylinders 21 bildet in diesem eine obere ölkammer d, die in Verbindung steht mit der hydropneumatischen Feder B1 durch eine Druckmittel-Leitung 26, und eine untere ölkammer e, die in Verbindung steht mit der hydropneumatischen Feder Ö2 durch eine Druckmittel-LeitungA working piston 24 of the upper working cylinder 21 forms in this an upper oil chamber d, which is in communication with the hydropneumatic spring B 1 through a pressure medium line 26, and a lower oil chamber e, which is in communication with the hydropneumatic spring Ö2 through a pressure medium -Management

27, während ein Arbeitskolben 25 des unteren Arbeitszylinders 22 in diesem eine obere ölkammer / bildet, die mit der hydropneumatischen Feder B 3 durch eine Druckmittel-Leitung 28 in Verbindung steht und eine untere ölkammer g, die mit der hydropneumatischen Feder BA durch eine Druckmittel-Leitung 29 in Verbindung steht27, while a working piston 25 of the lower working cylinder 22 forms in this an upper oil chamber / which is connected to the hydropneumatic spring B 3 through a pressure medium line 28 and a lower oil chamber g, which is connected to the hydropneumatic spring BA by a pressure medium Line 29 is in communication

Die Arbeitskolben 24 und 25 sind mit dem Antriebskolben 23 durch eine Kolbenstange 30 bzw. 31 verbunden, um sich mit diesem in derselben Richtung zu bewegen. The working pistons 24 and 25 are connected to the drive piston 23 by a piston rod 30 and 31, respectively. to move in the same direction with it.

Jeder Arbeuskolben 24 und 25 besitzt auf seiner anderen Seite eine weitere Kolbenstange 32 bzw. 33. Jede der Kolbenstangen 32 bzw. 33 trägt jeweils an ihrem freien Ende einen Kolbenschieber 37 eines Absperrventils Vl zwischen der Druckmittel-Leitung 26 und der Druckmittel-Leitung 27, bzw. einen Kolbenschieber 38 eines Absperrventils V2 zwischen den Druckmittel-Leitungen 28 und 29. Diese Kolbenschieber 37 bzw. 38 schließen oder öffnen die Wege zwischen den Druckmittel-Leitungen 26 und 27 bzw. den Druckmittel-Leitungen 28 und 29, indem sie mit dem Arbeitskolben 24 bzw. 25 bewegt werden.Each working piston 24 and 25 has a further piston rod 32 and 33 on its other side. or a piston valve 38 of a shut-off valve V2 between the pressure medium lines 28 and 29. These piston valves 37 and 38 close or open the paths between the pressure medium lines 26 and 27 or the pressure medium lines 28 and 29 by being connected to the Working piston 24 and 25 are moved.

Die hydropneumatischen Federn Bi, BI, BZ und S 4 sind allgemein bekannt. Ein Dämpferzylinder 39 ist mit der Karosserie des Fahrzeuges verbunden, während eine Kolbenstange 40, deren Kolbenteil sich innerhalb des Dämpfer-Zylinders befindet, mit einem Radaufhängungsteil verbunden ist. Ein als Feder wirkender hydropneumatischer Speicher 42 mit einem Gaspolster 41 ist mit dem Dämpferzylinder 39 verbunden. The hydropneumatic springs Bi, BI, BZ and S 4 are well known. A damper cylinder 39 is connected to the body of the vehicle, while a piston rod 40, the piston part of which is located inside the damper cylinder, is connected to a wheel suspension part. A hydropneumatic accumulator 42 acting as a spring and having a gas cushion 41 is connected to the damper cylinder 39.

Wenn das Fahrzeug eine Linkskurve fährt, zwingt die erzeugte, auf das Fahrzeug ausgeübte Fliehkraft den Fahrzeugaufbau, sich nach rechts zu neigen. Die auf die Fliehkraft ansprechende Steuervorrichtung läßt aber gleichzeitig Hochdrucköl in die obere ölkammer b des Antriebszylinders 20 eintreten und öl aus der unteren ölkammer c abfließen. Der Antriebskolben 23 und die Arbeitskolben 24 und 25 werden dementsprechend derart nach unten bewegt, daß die Kolbenschieber 37 und 38 die ölwege zwischen den Druckmittel-Leitungen 26 und 27 sowie zwischen den Druckmittel-Leitungen 28 und 29 schließen. Durch d»e Verschiebung der Arbeitskolben strömt öl aus den unteren ölkammern e und g der Arbeitszylinder 21 und 22 in die rechten hydropneumatischen Federn B 2 und BA durch die Druckmittel-Leitung 27 bzw. 29, während öl aus den linken hydropneumatischen Federn BX und 03 in die oberen Ölkammern c/und /"der Arbeitszylinder 21 und 22 durch die Druckmittel-Leitungen 26 und 28 strömt. Infolgedessen wird der rechte, d. ti. in einer Kurve der äußere Seitenteil der Karosserie des Fahrzeuges angehoben bzw. in seiner ursprünglichen Höhe aufrechterhalten, wodurch die durch die auf das Fahrwerk wirkende Fliehkraft erzeugte Wankbewegung des Fahrzeuges zweckmäßig ausgeglichen wird.When the vehicle makes a left turn, the centrifugal force generated on the vehicle forces the vehicle body to lean to the right. The control device responsive to the centrifugal force allows high pressure oil to enter the upper oil chamber b of the drive cylinder 20 and oil to flow out of the lower oil chamber c. The drive piston 23 and the working pistons 24 and 25 are accordingly moved downwards in such a way that the piston slides 37 and 38 close the oil paths between the pressure medium lines 26 and 27 and between the pressure medium lines 28 and 29. As a result of the displacement of the working pistons, oil flows out of the lower oil chambers e and g of the working cylinders 21 and 22 into the right hydropneumatic springs B 2 and BA through the pressure medium line 27 and 29, while oil flows out of the left hydropneumatic springs BX and 03 flows into the upper oil chambers c / and / ″ of the working cylinders 21 and 22 through the pressure medium lines 26 and 28. As a result, the right, i.e. in a curve, the outer side part of the body of the vehicle is raised or at its original height maintained, whereby the rolling motion of the vehicle generated by the centrifugal force acting on the chassis is expediently compensated.

Wenn sich der Antricbskolben 23 um einen der Fliehkraft entsprechenden Weg verschoben hat, wirkt die Rückführeinrichtung Fderart auf die Steuervorrichtung S ein, daß die weitere Zu- und Abfuhr von Öl zu den ölkammern b und c des Antriebszylinders 20 unterbunden wird. Die Karosserie wird daher in ihrer stabilsten Fahrtstellung gehalten.When the drive piston 23 has shifted by a distance corresponding to the centrifugal force, the return device Fderart acts on the control device S to prevent the further supply and discharge of oil to the oil chambers b and c of the drive cylinder 20. The body is therefore held in its most stable driving position.

Fährt nun das Fahrzeug eine Rechtskurve, so wirkt die Anlage analog in der entgegengesetzten Richtung.If the vehicle is now turning to the right, the system acts analogously in the opposite direction.

Wenn das Fahrzeug geradeaus fährt, wird der Servomotor C durch die Steuervorrichtung S in der in derWhen the vehicle is traveling straight ahead, the servomotor C is controlled by the control device S in FIG

Abbildung gezeigten Ruhestellung gehalten.Rested position shown in the figure.

Die Absperrventile VI und V 2 öffnen dementsprechend die ölwege zwischen den Druckmittel-Leitungen 26 und 27 sowie zwischen den Druckmittel-Leitungen 28 und 29, wodurch die ölkammer der hydropneumatischen Feder B1 mit jener der hydropneumatischen Feder Ö2 verbunden wird, während die ölkammer der hydropneumatischen Feder B 3 mit jener der hydropneumalischen Feder B4 verbunden wird. Daher wird jedes Paar der hydropneumatischen Federn öl und Bl bzw. Ö3 und ß4 dem gleichen öldruckstoß ausgesetzt, wenn eine der jeweiligen hydropneumatischen Federn Bi oder B 2 bzw. B 3 oder BA Stoßkräfte bei einseitigen Schlaglöchern oder Erhebungen der Straße aufnehmen muß. Dadurch wird eine weiche Abfederungswirkung des Fahrzeuges erzielt, indem bei Geradeausfahrt keine Wankbewegung des Fahrzeuges angeregt wird, wenn ein einzelnes Rad ein- oder ausfedert. The shut-off valves VI and V 2 accordingly open the oil paths between the pressure medium lines 26 and 27 and between the pressure medium lines 28 and 29, whereby the oil chamber of the hydropneumatic spring B 1 is connected to that of the hydropneumatic spring Ö2, while the oil chamber of the hydropneumatic Spring B 3 is connected to that of the hydropneumatic spring B4 . Therefore, each pair of hydropneumatic springs oil and Bl or Ö3 and SS4 of the same oil pressure shock is suspended when one of the respective hydro-pneumatic springs Bi or B 2 and B must absorb 3 or BA impact forces in unilateral potholes or bumps of the road. This achieves a soft cushioning effect for the vehicle in that, when driving straight ahead, no rolling movement of the vehicle is stimulated when a single wheel springs in or out.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for the active stabilization of vehicles with an automatic control device that determines the centrifugal force occurring when cornering with the help of a centrifugal transducer, with a servo motor designed as a double-acting drive cylinder and controlled by the control device, and with at least one working cylinder whose working piston matches the double-acting one The drive piston of the drive cylinder is mechanically connected and its two cylinder chambers are connected via pressure medium lines to a pressure medium spring on the left and the right side of the vehicle, respectively, the control device controlling the supply and discharge of pressure medium to the two cylinder chambers of the drive cylinder in such a way that When cornering, the working cylinder withdraws a pressure medium volume corresponding to the centrifugal force from the connected pressure medium spring on the inside of the curve and conveys it to the connected pressure medium spring on the outside of the curve to counteract a rolling motion of the vehicle body caused by centrifugal force, characterized in that a shut-off valve (Vl or V2 ^ is actuated by the working piston (24 and / or 25) of the working cylinder (21 or 22) at the same time, which is actuated when this working piston is moved (24 or 25) from its central position in both directions interrupts a pressure medium line (26 and 27 or 28 and 29) which, when driving straight ahead, uses the two connected pressure medium springs (hydropneumatic springs BX and B 2 or J53 and BA) to achieve a wheel pressure equalization connects with each other.

2. Device for active stabilization according to claim 1, characterized in that the shut-off valve (V \ or V2 ^ has a piston slide (37 or 38) which is connected to the working piston (24 or 25) of the working cylinder (21 or 22) is connected by a piston rod (32 or 33).

3. Device for active stabilization according to claims 1 and 2, in which the drive piston of the drive cylinder is connected on both sides by a piston rod with one working piston each, characterized in that each working piston (24 and 25) designed as a double-acting piston and in a double-acting working cylinder (21 or 22) assigned to the pressure medium springs (Bi and B 2 or B 3 and B 4) of the front and rear wheels of the vehicle, a piston rod on its side facing away from the drive piston (23) (32 or 33) which carries a piston slide (37 or 38) of a shut-off valve (V 1 or V 2) connected in parallel to the working cylinder (21 or 22).