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DE68917601T2 - Regelungsvorrichtung. - Google Patents

Regelungsvorrichtung.

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DE68917601T2
DE68917601T2 DE68917601T DE68917601T DE68917601T2 DE 68917601 T2 DE68917601 T2 DE 68917601T2 DE 68917601 T DE68917601 T DE 68917601T DE 68917601 T DE68917601 T DE 68917601T DE 68917601 T2 DE68917601 T2 DE 68917601T2
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DE
Germany
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vehicle
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hydraulic
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HARVEY BAILEY ENG Ltd
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft Kraftfahrzeuge.
  • Die Erfindung betrifft insbesondere eine aktive Wanksteuereinrichtung für ein Fahrzeug, das bereits mit Radaufhängungssystemen ausgestattet ist, bestehend aus Federn und Dämpfungselementen.
  • Das Fahrverhalten und die Fahreigenschaften von Fahrzeugen sind im wesentlichen eine Kompromißlösung, da die Radaufhängungssysteme nicht die volle Bandbreite der verschiedenen Fahrzeugbewegungsarten bewältigen können.
  • Radaufhängungssysteme mit Federn und Dämpfungselementen sorgen gewöhnlich für ein akzeptables Fahrverhalten während das Fahrzeug entlang einer geraden Linie fährt. Wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt, neigt es dazu, unter Einfluß der durch die Kurvenbewegung entstehenden Querkräfte um die Längsachse zu rollen bzw. zu wanken.
  • Herkömmliche Feder- und Stoßdämpfer-Radaufhängungssysteme sind zur Beschränkung des Rollens auf ein Minimum ausgelegt, wobei manchmal zusätzliche Maßnahmen ergriffen werden, wie z. B. den Einsatz von Querstabilisatoren, die das Rollen noch weiter minimieren. Gewöhnlich wird man aber doch eine gewisse Rollwirkung verspüren, die sich als unangenehm für Fahrer und Fahrgäste erweist und lose Gegenstände im Fahrzeug in Bewegung versetzt. Es ist daher wünschenswert, daß das Fahrzeug in Kurven entlang seiner Querachse horizontal bleibt.
  • Allgemein vergleichbare und bekannte Steuersysteme werden in den Druckschriften GB-A-2 097 730 (D1), EP-A-0 114 757 (D2) und FR-A-1 374 399 (D3) beschrieben.
  • In der Druckschrift D1 wird ein System beschrieben, bei dem das Rollen durch einen Hydraulikzylinder eingeschränkt wird. In der Druckschrift D2 werden Sensoren beschrieben, mit deren Hilfe Ausgleichskräfte für die Stabilisierungsfunktion zur Wirkung kommen. Keine der beiden Druckschriften führt allerdings ein Stabilisatorsystem an, das entweder als Originalausstattung an einem Fahrzeug vorgesehen ist oder als Nachrüstungsteil an einem bestehenden Fahrzeug, das ein herkömmliches Aufhängungssystem aufweist, angebracht werden kann. Dieser Vorteil der vorliegenden Erfindung wird dadurch erzielt, daß jedes Rad und die zugehörenden Teile der ungefederten Masse mit der gefederten Masse des Fahrzeugs über Komponenten der erfindungsgemäßen Stabilisierungsvorrichtung verbunden sind, die durch das/die Betätigungselement/e bewegt werden. Diese Teile der Stabilisierungseinrichtung sind jedoch zu dem vorhandenen Fahrzeugaufhängungssystem (z. B. den Feder- und Federbeinanordnungen 60 zusätzlich und unabhängig dazu vorgesehen.
  • Die GB-B-895 095 (D4) beschreibt eine Stabilisierungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wobei in Kurven eine der Rollkraft entgegenwirkende Kraft auf die ungefederte Masse aufgebracht wird. Die Rückstellkräfte werden jedoch über Dämpfer in Form von Querstabilisatoren 5, 6, 7 und 8 aufgebracht. Dabei wird ein federelastisches Element zwischen dem Betätigungselement und der ungefederten Masse angeordnet.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft das Vorsehen einer Wanksteuereinrichtung für ein Fahrzeug, das bereits mit einer oder mehreren bekannten Formen von Radaufhängungssystemen ausgestattet ist, wobei die Einrichtung nur dann aktiv ist, wenn sich das Fahrzeug in einer Kurvenfahrt befindet, um die Fahrzeugwankbewegung zu korrigieren und das Fahrzeug bei einer Kurvenfahrt in Querrichtung im wesentlichen ausgeglichen zu halten.
  • Die Erfindung sieht eine aktive Wanksteuereinrichtung 10 für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 1 vor.
  • Die auf die Belastung der Betätigungsmittel ansprechenden Mittel können ein elektrisches Signal erzeugen und für dieses Signal entsprechende Signalverarbeitungsmittel enthalten.
  • Die Signalverarbeitungsmittel können einen Computer enthalten, der auch zum Empfangen von elektrischen Eingangssignalen von einer Quelle geeignet ist, unabhängig von der Belastung der Betätigungsmittel.
  • Die Signale von der unabhängigen Quelle können Signale von einem Querbeschleunigungsmesser beinhalten und die Signale von den auf die Belastung der Betätigungsmittel ansprechenden Mittel können von einer Kraftmeßdose ausgehen.
  • Die Zufuhr von Hydraulikfluid zum/zu den Hydraulikbetätiger/n kann durch ein Servoventil gesteuert werden, das in einem Hydraulikaggregat enthalten ist, welches eine Hydraulikpumpe und einen Druckspeicher enthält.
  • Es können auch andere Steuereinrichtungen verwendet werden oder statt eines Servoventils kann z. B. ein Magnetventil mit Pulsbreitenmodulation verwendet werden.
  • Das bzw. die Servoventil/e können durch ein Signal der Signalverarbeitungsmittel gesteuert werden.
  • Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
  • Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Form einer Wanksteuereinrichtung und
  • Fig. 2 eine Verbindungsart zur Verwendung mit der in der Fig. 1 dargestellten Wanksteuereinrichtung.
  • In bezug auf die Abbildungen besteht eine Wanksteuereinrichtung 10 aus zwei doppeltwirkenden, hydraulischen Betätigungselementen 12 und 14, die bug- und heckseitig am Fahrzeug (nicht abgebildet) angeordnet sind und die jeweils zwischen dem vorderen bzw. dem hinteren Radpaar wirken, was später unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben wird.
  • Jedes hydraulische Betätigungselement enthält einen Zylinder 12A, 14A, einen Kolben 12B, 14B und eine Kolbenstange 12C, 14C.
  • Das hydraulische Betätigungselement 12 kann mittels geeigneter Verbindungen (siehe Fig. 2) zwischen der ungefederten Masse 54, 76, z. B. ein Dreieckslenker, an dem die Vorderräder des Fahrzeugs montiert sind, angebracht werden und das hintere, hydraulische Betätigungselement 14 kann ebenfalls mittels geeigneter Verbindungen zwischen den beiden Enden der Fahrzeughinterachse angebracht werden. Auf diese Weise kann für jedes Räderpaar des Fahrzeugs mit Hilfe von entsprechenden Verbindungen ein einziges Betätigungselement verwendet werden, um das Rollen des Fahrzeugs zu korrigieren, das auftritt, wenn das Fahrzeug durch eine Kurve fährt. Obwohl für die Wanksteuereinrichtung in Fig. 1 ein hydraulisches Betätigungselement für das vordere wie auch für das hintere Radpaar des Fahrzeugs gezeigt wird, ist unter Umständen nur ein hydraulisches Betätigungselement mit geeigneten Verbindungen für das vordere Radpaar notwendig, um das Fahrzeug in Kurven in seiner Querachse horizontal zu halten.
  • Die Wanksteuereinrichtung 10 enthält auch ein Hydraulikaggregat mit einer Hydraulikpumpe 18, die Hydraulikflüssigkeit von einem Vorratsbehälter 20 aufnimmt und Hydraulikflüssigkeit zu den Servoventilen 22 und 24 der jeweiligen hydraulischen Betätigungselemente 12 und 14 zuführt. Das Hydraulikaggregat enthält eine Rückleitung 26 zum Vorratsbehälter 20.
  • Das bzw. die Servoventil/e 22 und 24 können durch ein Magnetventil, das eine Pulsbreitenmodulation durchführen kann, ersetzt werden, oder durch irgend eine andere Art eines elektrisch gesteuerten Hydraulikventils.
  • Das oder die Servoventile 22 und 24 können entsprechend gesteuert werden, so daß Hydraulikflüssigkeit über die Rückleitung 26 zum Vorratsbehälter zurückgeführt wird oder Hydraulikflüssigkeit über Leitungen 28 und 30 zum oberen Abschnitt der hydraulischen Betätigungselemente 12 und 14 oder über Leitungen 32 und 34 zum unteren Abschnitt der hydraulischen Betätigungselemente zugeführt wird.
  • Der Hydraulikaggregat-Kreislauf enthält ebenso Druckspeicher 36 und 38.
  • Die Betätigung der Servoventile 22 und 24 wird durch eine Steuereinheit geregelt, die einen vorprogrammierten bzw.
  • programmierbaren Computer 4 enthält, der von Kraftmeßdosen 42 und 44 an den Betätigungselementen 12 und 14 elektrische Signale erhält und über Eingänge von einem oder mehreren Querbeschleunigungsmessern 46 sowie Eingänge von anderen Quellen 48 und 50 verfügt, bei denen es sich z. B. um Wegfühler und Lagesensoren handeln kann.
  • Diese elektrischen Eingangssignale werden alle vom Computer verarbeitet, um ein Ausgangssignal für die Servoventile 22 und 24 zu erzeugen und Hydraulikflüssigkeit je nach Bedarf zu einem oder beiden hydraulischen Betätigungselementen 12 und 14 zuzuführen und von denselben abzuleiten, so daß das Fahrzeug in Kurven in seiner Querachse im wesentlichen horizontal gehalten wird.
  • In Fig. 2 ist eine schematische Darstellung einer Wanksteuereinrichtung gezeigt, die der vorliegenden Erfindung entspricht und an der Federaufhängung 52 eines Fahrzeugs (nicht abgebildet) angebracht ist. Jedes Rad 52 ist an einem Dreieckslenker 54 befestigt, der bei 56 gelenkig mit dem Chassis 58 des Fahrzeugs verbunden ist. Zwischen jedem Dreieckslenker 54 und dem Fahrzeugaufbau 58 ist ein herkömmliches Feder- und Dämpferbein 60 angebracht.
  • Die Wanksteuereinrichtung besteht aus einem Betätigungselement 62 mit einem Zylinder 62A, einem Kolben 62B und einer Kolbenstange 62C, zusammen mit einem Servoventil 64 und einer Kraftmeßdose 66.
  • Jeder Dreieckslenker 54 weist einen Kurbelarm 54A auf und der Zylinder 62A ist mit einem Kurbelarm 54A verbunden, während die Kolbenstange 62C mit dem anderen Kurbelarm 54A verbunden ist.
  • Elektrische Signale von der Kraftmeßdose 66 werden einem Computer (nicht abgebildet) zugeführt, der dem Computer 40 in der Beschreibung bezüglich Fig. 1 ähnlich ist, und das Servoventil 64 empfängt vom Computer ein Steuersignal, so daß der Computer auch zu den Eingängen 46, 48 und 50 analoge Eingänge erhält. Dieses Servoventil ist Bestandteil eines Hydraulikkreislaufes (nicht abgebildet), ähnlich zu dem Hydraulikkreislauf in Fig. 1, d. h. ein Kreislauf bestehend aus Pumpe, Behälter und Druckspeicher.
  • Durch Ausfahren bzw. Einfahren des Betätigungselements 62 wird der Drehlenker 54 um seinen Gelenkpunkt 56 gedreht.
  • Wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt und zum Wanken in Richtung des Pfeils A tendiert, so daß das rechte Element 60 komprimiert wird und sich das linke Element ausdehnt, wird das Signal vom Computer zum Servoventil 64 derart sein, daß Hydraulikflüssigkeit von der rechten Seite des Zylinders 62A wegströmen und Hydraulikflüssigkeit zur linken Seite des Zylinders 62 hinströmen kann, wodurch das Betätigungselement 62 verkürzt wird und sich das linke Element 60 komprimiert und das rechte Glied 60 ausdehnt, so daß das Fahrzeug in der Kurve im wesentlichen horizontal gehalten wird.
  • Während das Fahrzeug entlang einer geraden Linie fährt, ist die Wanksteuereinrichtung 10 außer Kraft und das Eigengewicht des Fahrzeugs und die dynamischen Kräfte, die auf das Fahrzeug wirken, werden von den vorhandenen Radaufhängungen der Fahrzeugräder aufgenommen.
  • Während das Fahrzeug entlang einer geraden Linie fährt, könnten von der Kraftmeßdose 42 und 44 und auch von den anderen Quellen 48 und 50 elektrische Signale erzeugt werden. Die Logik der Signalverarbeitung ist allerdings derart ausgebildet, daß der Computer 40 keine Ausgangssignale an ein oder beide Servoventil/e 22 und 24 sendet, wenn kein Eingang vom Querbeschleunigungsmesser 46 vorliegt, der die Kräfte des Fahrzeugs mißt, wenn es in einer Kurve fährt.
  • Es wird ferner dargelegt, daß eine Wanksteuereinrichtung gemäß vorliegender Erfindung nicht Bestandteil des Fahrzeugaufhängungssystems ist. Die Wanksteuereinrichtung gemäß vorliegender Erfindung ist nicht aktiv, während das Fahrzeug entlang einer geraden Linie fährt bzw. still steht, seine Funktion besteht darin, Kräften entgegenzuwirken, die am Fahrzeug auftreten, wenn es in einer Kurve fährt, so daß das Fahrzeug in seiner Querachse im wesentlichen horizontal gehalten wird.
  • Die Wanksteuereinrichtung der vorliegenden Erfindung bewirkt daher, daß das Fahrzeug in seiner Querachse, d. h. um die Längsachse des Fahrzeugs, horizontal gehalten wird, und sie ist nicht Bestandteil der normalen Fahrzeugaufhängung.
  • Die Wanksteuereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist lastempfindlich, d. h., wenn sich die Belastungen an einem oder beiden hydraulischen Betätigungselement/en je nach dem Kurvenmoment ändern, variieren die Signale, die von der Kraftmeßdose ausgehen, und die Korrekturbewegung der hydraulischen Betätigungselemente, die von der Steuerung der entsprechenden Servoventile abhängt, wird je nach aufgebrachter Belastung variieren.

Claims (12)

1. Aktive Wanksteuereinrichtung (10) für ein Fahrzeug mit einer gefederten Masse (58) und einer ungefederten Masse (52, 54), wobei die gefederte Masse ein Radpaar (52) enthält, mit mindestens einem Betätigungsmittel, das zum Entgegenwirken gegen Kräfte festgelegt ist, die eine Bewegung zwischen der gefederten Masse (58) und der ungefederten Masse (52, 54) des Fahrzeugs zu bewirken versuchen, wobei das Betätigungsmittel ein doppeltwirkendes hydraulisches Betätigungselement (52) enthält, und Mitteln (42, 44; 66) zum Erzeugen eines Signals derart, daß die Betätigungsmittel (12, 14; 62) als eine Funktion des Signals betätigt werden, um Kräfte auf die gefederte Masse (58) und die ungefederte Masse (52) des Fahrzeugs aufzubringen und den dynamischen Belastungen entgegenzuwirken, welche versuchen, das Fahrzeug ins Wanken zu bringen, wobei jedes Rad (52) des Paares mit der gefederten Masse (58) des Fahrzeugs mittels einer Feder- und Dämpferaufhängung (60) verbunden ist, die Betätigungsmittel ein zugehöriges Verbindungselement (54A) enthalten, durch das diese mit jeder ungefederten Masse (54) des Fahrzeugs und jeder gefederten Masse (58) des Fahrzeugs verbunden sind, die Betätigungsmittel (12, 14, 62) von der Feder- und Dämpferaufhängung (60) unabhängig sind und die Feder- und Dämpferaufhängung (60) die alleinige Radaufhängung bei einer relativ geradlinigen Fahrt bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Erzeugen eines Signals auf die auf die Betätigungsmittel (12, 14, 62) wirkenden Belastungen ansprechen, und die Betätigungsmittel (12, 14; 62) nur dann betätigt werden, wenn dynamische Wankkräfte ermittelt werden, und das hydraulische Betätigungselement ein doppeltwirkender Zylinder (62) ist, der sich quer zum Fahrzeug erstreckt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, in der das Paar der Fahrzeugräder die Vorderräder des Fahrzeugs enthält.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, in der das Paar der Fahrzeugräder die Hinterräder des Fahrzeugs enthält.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, in der eine aktive Wanksteuereinrichtung für beide Paare der Fahrzeugräder vorgesehen ist.
5. Einrichtung nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, in der das Verbindungselement einen Arm (54A) enthält, der starr an einem verschwenkbaren Arm (54) von jedem Rad des einen oder von jedem der Radpaare des
Fahrzeugs festgelegt ist, wobei eine Stange (62C) an dem Kolben (62B) des Betätigungselements (62) angebracht ist, welches an einen der Arme angebracht ist, wobei sich weiterhin eine weitere Stange zu einem der Arme erstreckt und wobei eine weitere Stange vorgesehen ist, die sich vom Betätigungselement erstreckt und an dem anderen der Arme (54A) angebracht ist.
6. Einrichtung nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, in der die Mittel (42, 44; 66), die auf die Belastung der Betätigungsmittel ansprechen, ein elektrisches Signal erzeugen, und Mittel für die Verarbeitung des Signals enthalten sind.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, in der die Verarbeitungsmittel elektrische Signale von einer Quelle (46) erhalten, die unabhängig von der Belastung der Betätigungsmittel ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 6, in der die unabhängige Quelle einen Querbeschleunigungsmesser (46) enthält.
9. Einrichtung nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, in der die Mittel, die auf die Belastung der Betätigungsmittel ansprechen, eine Kraftmeßdose (66) enthalten.
10. Einrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 6 bis 9, in der das Betätigungselement über eine Hydraulikfluidversorgung verfügt, mit einer Pumpe (18), einem Vorratsbehälter (20) und einem Druckspeicher (36, 38), wobei die Hydraulikversorgung zum Betätigungselement über ein Servoventil (22, 24) gesteuert wird und das Servoventil durch ein Ausgangssignal von den Signalverarbeitungsmitteln (40) gesteuert wird.
11. Einrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 6 bis 10, in der die Signalverarbeitungsmittel (40) einen Computer enthalten, der zum Steuern des Servoventils (22, 24) derart programmiert ist, daß das Betätigungselement auf die Radaufhängungsmittel wirkt, um das Fahrzeug in einem im wesentlichen ausgeglichenen Zustand um die Längsachse des Fahrzeugs zu halten.
12. Fahrzeug mit einer Einrichtung nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche.
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