DE10258166A1

DE10258166A1 - Querlenker für eine verstellbare Aufhängungsbaugruppe

Info

Publication number: DE10258166A1
Application number: DE10258166A
Authority: DE
Inventors: Robert P Carlstedt; James B Chamberlin; Ragnar H Ledesma; Nancy L Saxon; Dennis A Kramer; Doyle R Downey; Joseph Cubalchini; Monte G Williams
Original assignee: Meritor Light Vehicle Technology LLC
Current assignee: ArvinMeritor Technology LLC
Priority date: 2001-12-19
Filing date: 2002-12-12
Publication date: 2003-07-24
Also published as: US20030111812A1; FR2833528B1; FR2833528A1

Abstract

Es wird eine Aufhängungsbaugruppe für ein Fahrzeug bereitgestellt, die einen Rahmen umfaßt, auf dem obere und untere Querlenker im Abstand voneinander gelagert sind, die drehbar mit dem Rahmen verbunden sind. Ein Achsschenkel ist zwischen den Querlenkern gelagert und trägt ein Rad. Die Ausrichtung des Achsschenkels definiert die Radstellung, die Nachlauf, Sturz, Spur und Spurbreite umfaßt. Der Achsschenkel wird in Reaktion auf mechnische Eingabe von einem Lenkrad um seine Achse gedreht. Ein erstes und ein zweites Stellglied kann auf einem der Querlenker gelagert sein und mit einem Abschnitt des Achsschenkels verbunden sein. Ein drittes Stellglied kann auf dem anderen Querlenker gelagert sein und mit einem anderen Abschnitt des Achsschenkels verbunden sein. Mindestens ein Sensor erfaßt Fahrbedingungen des Fahrzeugs wie zum Beispiel Bremsen, Fahrzeuggierung und Lenkposition. Ein Steuergerät ist mit den Sensoren und den Stellgliedern verbunden, um die Stellglieder so zu steuern, daß wenigstens eines von Nachlauf, Sturz, Spur und Spurbreite in Reaktion auf die Fahrbedingungen des Fahrzeugs eingestellt wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft eine verstellbare Aufhängung zur Verwendung bei einer herkömmlichen mechanischen Lenkung, und die Erfindung betrifft insbesondere eine verstellbare Aufhängung an oberen und unteren Querlenkern, mit der die Radstellung eingestellt wird.

Trotz technischer Fortschritte in der Automobilindustrie sind moderne Fahrzeuge weiterhin auf mechanische Lenksysteme angewiesen, um das Fahrzeug zu lenken. Das heißt, eine Eingabe von einem Lenkrad wird über mechanische Verbindungen und Zahnräder auf die Räder übertragen, um die Räder zu lenken. Es wurde eine vollkommen elektrische Lenkung vorgeschlagen, bei der es keine mechanischen Verbindungen gibt - nur Stellglieder, die durch eine elektronische Eingabe gesteuert werden. Diese Systeme haben jedoch unter Umständen Probleme mit der Zuverlässigkeit, wo im Falle eines Stromausfalles bei dem System die Lenkkontrolle verlorengehen kann.

Es wurden einige mechanische und elektrische Hybridsysteme vorgeschlagen, bei denen die Stellung des Rades in Reaktion auf das Fahrverhalten des Fahrzeugs eingestellt wird. Das Fahrzeug wird mechanisch gelenkt, und die Radstellung wird auf eine gewünschte Position eingestellt, um Fahrzeugstabilität und Fahrverhalten zu verbessern. Die Radstellung kann Radnachlauf, Sturz, Spur und Spurbreite umfassen. Zu den vorgeschlagenen Systemen gehören jedoch normalerweise zahlreiche Gestänge, die unter Umständen schwer unterzubringen sind. Einige Systeme wurden für McPherson-Federbeinanordnungen entwickelt, eignen sich aber vielleicht nicht für Aufhängungsanordnungen mit oberem und unterem Querlenker. Alle vorgeschlagenen Systeme sind insoweit hochspezialisiert, als sie nur für ein oder zwei Arten der Einstellung der Radstellung konstruiert wurden. Es besteht daher ein Bedarf an einem Einstellsystem für eine Aufhängungsanordnung mit oberem und unterem Querlenker, das leicht unterzubringen ist und mehr Aspekte der Radstellung einstellt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG UND VORTEILE

Die vorliegende Erfindung stellt eine Aufhängungsbaugruppe für ein Fahrzeug bereit, die einen Rahmen umfaßt, der obere und untere Querlenker, die drehbar mit dem Rahmen verbunden sind, im Abstand voneinander trägt. Ein Achsschenkel ist zwischen den Querlenkern gelagert und trägt ein Rad. Die Ausrichtung des Achsschenkels definiert die Radstellung, die Nachlauf, Sturz, Spur und Spurbreite umfaßt. Der Achsschenkel wird in Reaktion auf mechanische Eingaben von einem Lenkrad um seine Achse gedreht. Ein erstes und ein zweites Stellglied kann auf einem der Querlenker gelagert und mit einem Abschnitt des Achsschenkels verbunden sein. Ein drittes Stellglied kann auf dem anderen Querlenker gelagert und mit einem anderen Abschnitt des Achsschenkels verbunden sein. Mindestens ein Sensor erfaßt Fahrbedingungen des Fahrzeugs wie zum Beispiel Bremsen, Fahrzeuggierung und Lenkposition. Ein Steuergerät ist mit den Sensoren und den Stellgliedern verbunden, um die Stellglieder so zu steuern, daß wenigstens eines von Nachlauf, Sturz, Spur und Spurbreite in Reaktion auf die Fahrbedingungen des Fahrzeugs eingestellt wird.

Demzufolge stellt die obengenannte vorliegende Erfindung ein Einstellsystem für eine Aufhängungsanordnung mit oberem und unterem Querlenker bereit, das leicht unterzubringen ist und mehr Aspekte der Radstellung einstellt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verständlich; in den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Vorderansicht der einstellbaren Lenkbaugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Draufsicht der in Fig. 1 gezeigten Lenkbaugruppe;
Fig. 3 eine Draufsicht eines unteren Querlenkers mit einem ersten und einem zweiten Stellglied;
Fig. 4 eine Vorderansicht eines oberen Querlenkers mit einem dritten Stellglied; und
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Steuerung für die einstellbare Lenkbaugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Ein einstellbares Aufhängungssystem 10 ist in Fig. 1 und 2 dargestellt. Die Aufhängung 10 ist von dem Typ, der einen oberen Querlenker 14 und einen unteren Querlenker 16 umfaßt. Ein erster Abschnitt 18 des oberen Querlenkers 14 und des unteren Querlenkers 16 ist jeweils drehbar mit einem Fahrzeugrahmen 12 verbunden. Es ist nur eine Seite der Vorderradaufhängung des Fahrzeugs dargestellt. Ein zweiter Abschnitt 20 der Querlenker 14 und 16 trägt einen Achsschenkel 21 über eine erste und eine zweite Verbindung 24 bzw. 26. Der Achsschenkel 21 trägt ein Rad 22 zur Drehung um eine Achse A. Die Ausrichtung der Achse A definiert die Radstellung wie zum Beispiel Sturz und Nachlauf, wie aus Fig. 1 bzw. 2 hervorgeht.
Ein Lenkrad 28 ist über ein Getriebe 30, wie zum Beispiel ein Zahnstangengetriebe, und ein Gestänge 32 mit dem Achschenkel 21 mechanisch verbunden, wie in der Technik wohlbekannt ist. Die Räder 22 werden gedreht, wenn das Lenkrad 28 den Achsschenkel 21 durch das Getriebe 30 und das Gestänge 32 um die Achse A dreht. Die Verbindungen 24 und 26 sind normalerweise Kugelgelenke, die erlauben, daß sich der Achsschenkel 21 während der Auf und Abbewegung des Rades 22, wenn sich der Achsschenkel um seine Achse A dreht, relativ zu den Querlenkern 14 und 16 dreht.
Die Radposition, die aus der mechanischen Eingabe von dem Lenkrad resultiert, kann unter Umständen keine wünschenswerte Radstellung liefern. Während einer scharfen, schnellen Wendung kann zum Beispiel eine größere Spurbreite erwünscht sein, bei der die gegenüberliegenden Räder weiter voneinander beabstandet sind, um eine erhöhte Stabilität zu liefern. Analog dazu kann ein besonderer Nachlauf oder Sturz oder eine besondere Spur für eine besondere Fahrbedingung des Fahrzeugs wünschenswert sein. Um ein wünschenswerteres Fahrverhalten des Fahrzeugs bereitzustellen, sollten vorzugsweise mehrere unterschiedliche Aspekte der Radstellung gleichzeitig eingestellt werden.
Die vorliegende Erfindung stellt mindestens drei Stellglieder bereit, die mit dem Achsschenkel 21 verbunden sind, um eine Vielzahl von Aspekten der Radstellung einzustellen. Bei dem verwendeten Stellgliedern kann es sich um eine hydraulische, pneumatische, elektrische oder irgendeine andere geeignete Art von Stellglied handeln. Gemäß Fig. 2 sind das erste Stellglied 34 und das zweite Stellglied 36 auf dem oberen Querlenker 14 im allgemeinen koplanar zueinander angeordnet. Die Stellglieder 34 und 36 sind im allgemeinen parallel zu dem oberen Querlenker 14, um in einer herkömmlichen Aufhängungsanordnung mit oberem und unterem Querlenker besser untergebracht werden zu können. Die Stellglieder 34 und 36 sind quer zueinander angeordnet und bilden zusammen die erste Verbindung 24. Auf diese Weise können die Stellglieder 34 und 36 die erste Verbindung 24 vorwärts, rückwärts, nach innen und/oder nach außen bewegen. Ein Stellglied kann ausfahren und das andere kann gleichzeitig einfahren, um die Verbindung 24 vorwärts oder rückwärts zu bewegen. Beide Stellglieder 34 und 36 können gleichzeitig um denselben Betrag ausfahren und einfahren, um die Verbindung 24 nach innen oder nach außen zu bewegen.
Der untere Querlenker 16 umfaßt ein drittes Stellglied 38, das die zweite Verbindung 26 liefert, um die zweite Verbindung 26 nach innen und/oder nach außen zu bewegen. Das erste Stellglied 34, das zweite Stellglied 36 und das dritte Stellglied 38 können die Verbindungen 24 und 26 und somit den Achsschenkel 21 in jede gewünschte Ausrichtung bewegen, um die gewünschten Radstellungen zu bewirken.
Das erste Stellglied 34 und das zweite Stellglied 36 können auf einem unteren Querlenker 16 angeordnet sein, wie in Fig. 3 gezeigt. Analog dazu kann das dritte Stellglied 38 auf dem oberen Querlenker 14 angeordnet sein, wie in Fig. 4 gezeigt.
Ein Steuersystem für das einstellbare Aufhängungssystem 10 ist in Fig. 5 schematisch dargestellt. Ein Steuergerät 40 kann mit dem ersten Stellglied 34, dem zweiten Stellglied 36 und dem dritten Stellglied 38 verbunden sein, um die Stellglieder so zu steuern, daß der Achsschenkel 21 in Reaktion auf das Fahrverhalten des Fahrzeugs in eine gewünschte Ausrichtung bewegt wird. Das heißt, das Steuergerät 40 bestimmt eine gewünschte Radstellung, um Fahrzeugstabilität und Fahrverhalten in Reaktion auf erfaßte Fahrzeugbedingungen zu verbessern. Zu diesem Zweck können Sensoren wie zum Beispiel ein Lenkgestängepositionssensor 42, ein Bremsvorgang über ein ABS- System 44, die Fahrzeuggierung 46 oder irgendwelche anderen nützlichen Informationen von einem Sensor 48 durch das Steuergerät 40 verarbeitet werden, um eine gewünschte Radstellung zu bestimmen.
Die Erfindung wurde veranschaulichend beschrieben, und es versteht sich, daß die verwendete Terminologie im Sinne einer Beschreibung und nicht im Sinne einer Einschränkung gedacht ist. Offensichtlich sind angesichts der obigen Lehre viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung möglich. Es versteht sich daher, daß die Erfindung im Rahmen der beigefügten Ansprüche auch anders als speziell beschrieben praktiziert werden kann.

Claims

1. Aufhängungsbaugruppe für ein Fahrzeug, die folgendes umfaßt:
einen Rahmen;
einen ersten und einen zweiten Querlenker, die im Abstand voneinander angeordnet sind, wobei die Querlenker erste und zweite, einander gegenüberliegende Abschnitte aufweisen und die ersten Abschnitte drehbar mit dem Rahmen verbunden sind;
einen Achsschenkel, der auf dem ersten Abschnitt des ersten Querlenkers an einer ersten Verbindung und auf dem zweiten Abschnitt des zweiten Querlenkers an einer zweiten Verbindung gelagert ist, wobei die Verbindungen Sturz, Nachlauf, Spur und Spurbreite definieren;
ein erstes und ein zweites Stellglied, die mit dem ersten Querlenker in Verbindung stehen und die erste Verbindung relativ zu dem Rahmen bewegen;
ein drittes Stellglied, das mit dem zweiten Querlenker in Verbindung steht und die zweite Verbindung relativ zu dem Rahmen bewegt;
einen Sensor, der Fahrbedingungen des Fahrzeugs erfaßt; und
ein Steuergerät, das mit dem Sensor und den Stellgliedern verbunden ist und die Stellglieder steuert, um wenigstens eines von Nachlauf, Sturz, Spur und Spurbreite in Reaktion auf die Fahrbedingungen des Fahrzeugs einzustellen.

2. Baugruppe nach Anspruch 1, bei der der erste Querlenker ein oberer Querlenker ist und der zweite Querlenker ein unterer Querlenker ist.

3. Baugruppe nach Anspruch 1, bei der der erste Querlenker ein unterer Querlenker ist und der zweite Querlenker ein oberer Querlenker ist.

4. Baugruppe nach Anspruch 1, die ferner ein Lenkgestänge umfaßt, das mit dem Achsschenkel mechanisch verbunden ist, wobei ein Lenkrad mit dem Lenkgestänge mechanisch verbunden ist, um den Achsschenkel durch Betätigung des Lenkgestänges um eine durch die Verbindungen definierte Achse zu drehen.

5. Baugruppe nach Anspruch 4, bei der der Sensor einen Lenkgestängepositionssensor umfaßt, der die Stellung des Lenkgestänges erfaßt.

6. Baugruppe nach Anspruch 1, bei der der Sensor einen Bremssensor in einem ABS-Bremssystem umfaßt.

7. Baugruppe nach Anspruch 1, bei der der Sensor einen Fahrzeuggiersensor umfaßt.

8. Baugruppe nach Anspruch 1, bei der das erste und das zweite Stellglied im allgemeinen koplanar sind.

9. Baugruppe nach Anspruch 8, bei der die Stellglieder zu den Querlenkern im allgemeinen parallel sind.

10. Baugruppe nach Anspruch 1, bei der die Verbindungen durch Kugelgelenke bereitgestellt werden, wobei die Stellglieder mit den Kugelgelenken verbunden sind.

11. Baugruppe nach Anspruch 1, bei der die Stellglieder auf den Querlenkern gelagert sind.

12. Verfahren zum Einstellen einer Aufhängungsbaugruppe, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

a) von einem Lenkrad wird eine mechanische Eingabe zu voneinander beabstandeten Rädern übertragen;

b) die Räder werden in Reaktion auf die mechanische Eingabe gedreht;

c) Fahrbedingungen des Fahrzeugs werden erfaßt;

d) das erste, zweite und dritte Stellglied wird an jedem der Räder in Reaktion auf die Fahrbedingungen des Fahrzeugs betätigt; und

e) die Stellung der Räder wird mit den Stellgliedern auf eine gewünschte Position eingestellt.

13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem Schritt c) das Erfassen der Fahrzeuggierung umfaßt.

14. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem Schritt c) das Erfassen einer Lenkradstellung umfaßt.

15. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem Schritt c) das Erfassen eines Bremssignals umfaßt.

16. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem Schritt e) das Einstellen des Nachlaufs umfaßt.

17. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem Schritt e) das Einstellen des Sturzes umfaßt.

18. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem Schritt e) das Einstellen der Spur umfaßt.

19. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem Schritt e) das Einstellen der Spurbreite umfaßt.