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Querverweis auf bezogene Anmeldungen
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2011-0132275 , eingereicht am 9. Dezember 2011, deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme hier aufgenommen ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine aktive Wankstabilisierungsvorrichtung (oder auch aktive Wankregelvorrichtung oder auch Wanksteuervorrichtung) eines Fahrzeugs (z. B. Kraftfahrzeugs). Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine aktive Wankstabilisierungsvorrichtung (aktives Wankstabilisationssystem, ARCS), welche aktiv das Wanken mit einer Stabilisatorstange steuert/regelt, welche an beiden Aufhängungssarmen durch ein Stabilisatorverbindungselement (z. B. eine Stabilisatorkoppelstange oder auch eine Pendelstütze) angeordnet ist.
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Beschreibung der bezogenen Technik
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Im Allgemeinen verbindet ein Aufhängungssystem eines Fahrzeugs eine Achse mit einem Fahrzeugkörper und verhindert, dass Vibrationen oder Stöße, welche von der Straße übertragen werden, während des Fahrens an den Fahrzeugkörper übertragen werden, um den Fahrkomfort zu verbessern.
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Das Aufhängungssystem weist auf eine Fahrwerks-Feder, welche Stöße verringert, die von der Straße übertragen werden, einen Stoßdämpfer, welcher die freie Vibration der Fahrwerks-Feder dämpft, um den Fahrkomfort zu verbessern, und eine Stabilisatorstange, welche das Wanken des Fahrzeugs verringert.
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Die Stabilisatorstange ist an dem Fahrzeugkörper angebracht und beide Endabschnitte davon sind jeweilig an einem unteren Arm oder einer Stützstrebe durch ein Stabilisatorverbindungselement (fest) angebracht.
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Folglich wird die Stabilisatorstange nicht betätigt, wenn das links und das rechte Rad gleichartig nach oben/nach unten bewegt werden, und verhindert ein Wanken eines Fahrzeugkörpers durch eine Torsionsfederkraft, wenn das linke und das rechte Rad unterschiedlich nach oben/nach unten bewegt werden.
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1 ist eine perspektivische Teilansicht eines Aufhängungssystems für ein Fahrzeug, welches eine aktive Wankstabilisierungsvorrichtung gemäß einer konventionellen Technik verwendet.
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Unter Bezugnahme auf 1 verbessert eine aktive Wankstabilisierungsvorrichtung eine Wankcharakteristik eines Fahrzeugs durch Verändern der Steifigkeit einer Stabilisatorstange 1 entsprechend eines Fahrzustands eines Fahrzeugs.
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Die aktive Wankstabilisierungsvorrichtung weist auf eine Stabilisatorstange 1, ein Stabilisatorverbindungselement 3, eine Verstelleinheit/(Ver-)Schiebeeinheit 5, welche an einem unteren Arm 7, welcher als ein Aufhängungsarm dient, angebracht ist, und eine Antriebsquelle 6.
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Die Stabilisatorstange 1 ist an einer Halterung 13 eines Unterrahmens 11 an einer Fahrzeugkörperseite durch eine Montagehülse 15 angebracht.
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Ein Ende des Stabilisatorverbindungselements 3 ist außerdem mit einem Ende der Stabilisatorstange 1 mittels eines Kugelgelenks (BJ) verbunden.
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Ein äußerer Endabschnitt des unteren Arms 7 ist mit einer unteren Seite eines Achsschenkelgelenks 17 verbunden und weist einen Gehäuseabschnitt 21 auf, um die Verstelleinheit 5 auszubilden.
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Die Verstelleinheit 5 weist (jeweilig) eine Gleitschiene (oder auch Führungsschiene) 23 an beiden (zwei) Seiten des Innenraums des Gehäuseabschnitts 21 an dem unteren Arm 7 in eine Fahrzeugbreitenrichtung auf, und ein Verbindungselement 25, welches mit einem unteren Ende des Stabilisatorverbindungselements 3 verbunden ist, ist zwischen den Gleitschienen 23 angeordnet, um in eine Fahrzeugbreitenrichtung geführt zu sein.
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Die Antriebsquelle 6 weist einen (Elektro-)Motor 19 auf, welcher einen Antriebsschaft (auch Antriebswelle) 27 aufweist, welcher in beide/zwei Richtungen betrieben wird/werden kann und welcher an einer Seite des Unterrahmens 11 angeordnet ist, und der Antriebsschaft 27 ist mit dem Verbindungselement 25 durch eine Schubstange 29 verbunden, um das/an dem Verbindungselement 25 zu ziehen oder um es zu drücken.
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Die konventionelle aktive Wankstabilisierungsvorrichtung, welche wie oben beschrieben konfiguriert ist, stellt eine Verbindungsposition des Stabilisatorverbindungselements 3 an dem unteren Arm 7 mittels des Betriebs des Motors 19 entsprechend des Fahrzustands des Fahrzeugs ein und regelt aktiv das Hebelverhältnis des Stabilisatorverbindungselements 3, um die Wankstabilität und Überschlagsstabilität des Fahrzeugs einzustellen/anzupassen.
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Da die obige aktive Wankstabilisierungsvorrichtung in einem engen Raum angebracht ist, welcher an einem unteren Abschnitt des Fahrzeugkörpers ausgebildet ist, muss das System kompakt sein, jedoch ist der Reibwiderstand der Verstelleinheit ein Faktor, welcher die Größenreduktion der Antriebsquelle 6 negativ beeinflusst.
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Hierfür gibt es seit Kurzem einen Bedarf für eine Verringerung des Reibwiderstands zwischen dem Verbindungselement 25 und den Gleitschienen 23 der Verstelleinheit 5, so dass die Kraftabgabeeffizienz (bzw. Leistungsabgabeeffizienz) des Motors 19 als eine Antriebsquelle 6 verbessert wird, um eine Größenreduktion zu ermöglichen.
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Die obigen Informationen, welche in dem Abschnitt „Hintergrund der Erfindung” offenbart sind, dienen lediglich zum besseren Verständnis des Hintergrundes der Erfindung und können deshalb Informationen enthalten, welche nicht den Stand der Technik bilden, wie er dem Fachmann in diesem Land (schon) bekannt ist.
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Die Informationen, welche in dem Abschnitt „Hintergrund der Erfindung” offenbart sind, dienen lediglich zum besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollten nicht als Bestätigung oder in irgendeiner Weise als Andeutung angesehen werden, dass diese Informationen zum Stand der Technik, wie er dem Fachmann (schon) bekannt ist, gehören.
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Erläuterung der Erfindung
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Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung schaffen eine aktive Wankstabilisierungsvorrichtung, welche die Vorteile hat, dass eine Rolle, deren auf die Kontaktfläche wirksame Nennlast der/für die Kontaktfläche groß ist, jeweils an einer oberen Seite und einer unteren Seite in einer jeweiligen Gleitschiene angeordnet ist, um einen Reibwiderstand zu minimieren, welcher durch eine vertikale Belastung und eine Momentbelastung erzeugt wird, welche auf eine Verstelleinheit wirken.
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Eine aktive Wankstabilisierungsvorrichtung, welche ein Antriebsmoment nutzt, welches von einer Antriebsquelle übertragen wird, um einen seitlichen Verbindungspunkt eines Stabilisatorverbindungselements, welches die beiden Seiten einer Stabilisatorstange mit einem jeweiligen Aufhängungsarm verbindet, an einem Aufhängungsarms entlang einer Verstelleinheit zu bewegen, so dass das Wanken eines Fahrzeugs aktiv gesteuert wird/werden kann, wobei die Verstelleinheit aufweisen kann: eine jeweilige Gleitschiene/zwei Gleitschienen, welche an zwei/beiden Seiten entlang einer Fahrzeugbreitenrichtung in einem Gehäuseabschnitt, welcher an einer oberen Seite des Aufhängungsarms ausgebildet ist, angeordnet sind, eine Lastfläche/Belastungsfläche ist an einer oberen Fläche und einer unteren Fläche ausgebildet, und eine Führungsfläche ist an einer inneren Seitenfläche ausgebildet, ein Verbindungselement, welches in dem Gehäuseabschnitt zugeordnet zu den Gleitschienen angeordnet ist und welches mit einem Endabschnitt einer Schubstange eines Antriebsschafts der Antriebsquelle und mit einem unteren Endabschnitt des Stabilisatorverbindungselements mittels eines Doppelkugelgelenks verbunden ist, eine Mehrzahl an Lastrollen/Belastungsrollen, welche rotierbar an einer oberen Fläche und einer unteren Fläche des Verbindungselements entlang einer Bewegungsrichtung mittels eines Rollenstifts (einer Mehrzahl an Rollenstiften) angeordnet sind und welche die Lastflächen der jeweiligen Gleitschiene berühren, und eine Mehrzahl an Führungsrollen, welche rotierbar an einer vorderen und an einer hinteren Seitenfläche des Verbindungselements mittels eines Rollenstifts (einer Mehrzahl an Rollenstiften) angeordnet sind und welche die Führungsfläche der jeweiligen Gleitschiene berühren.
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Eine obere Seitenfläche und eine untere Seitenfläche der Lastflächen können jeweilig senkrecht zur jeweiligen Führungsfläche sein.
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Eine erste Montagenut, in welcher die Lastrollen angeordnet sind, kann jeweilig an einer oberen Fläche und einer unteren Fläche des Verbindungselements zugeordnet zu der oberen Seitenfläche und der unteren Seitenfläche der Gleitschiene entlang der Längsrichtung ausgebildet sein.
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Eine zweite Montagenut, in welcher die Führungsrollen angeordnet sind, kann jeweilig an einer vorderen und einer hinteren Fläche des Verbindungselements zugeordnet zu der jeweiligen Führungsfläche der Gleitschiene ausgebildet sein.
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Der Aufhängungsarm kann ein unterer Arm sein, welcher ein Achsschenkelgelenk mit einem Unterrahmen verbindet.
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Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung wenden die Rollen auf das Verbindungselement an, welches an einem unteren Abschnitt des Aufhängungsarms angeordnet ist, und stellen die Verbindungsposition des Stabilisatorverbindungselements an dem Aufhängungsarm gemäß dem Fahrzustand des Fahrzeugs ein, um die Wankstabilität des Fahrzeugs aktiv zu steuern, so dass eine Überschlagstabilität des Fahrzeugs verbessert wird.
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Außerdem sind die Rollen, deren Nennlast der/für die Kontaktfläche groß ist, jeweilig an einer oberen Seite und an einer unteren Seite in der jeweiligen Gleitschiene angeordnet, um den Reibwiderstand zu minimieren, welcher durch die vertikale Belastung und die Momentbelastung erzeugt/verursacht ist, welche auf die Verstelleinheit wirken.
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Dadurch wird die Kraftabgabeeffizienz/Leistungsabgabeeffizienz des Motors verbessert, um eine Größenreduktion des Systems zu ermöglichen.
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Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Eigenschaften und Vorteile, welche aus den beiliegenden Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind, und der folgenden detaillierten Beschreibung, die zusammen dazu dienen bestimmte Grundsätze der vorliegenden Erfindung zu erklären, deutlich werden oder detaillierter ausgeführt werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine perspektivische Teilansicht eines Aufhängungsystems für ein Fahrzeug, auf welches eine konventionelle aktive Wankstabilisierungsvorrichtung angewendet ist.
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2 ist eine transparente, perspektivische Teilansicht einer Verstelleinheit einer beispielhaften aktiven Wankstabilisierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
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3 ist eine abgeschnittene, perspektivische Teilansicht einer Verstelleinheit einer beispielhaften aktiven Wankstabilisierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
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4 ist eine Querschnittsansicht einer Verstelleinheit einer beispielhaften aktiven Wankstabilisierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung
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Es wird nun im Detail Bezug auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und im Folgenden beschrieben werden. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit den beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wird, ist es klar, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu gedacht ist, die Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Die Erfindung ist im Gegenteil dazu gedacht, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abzudecken, sondern auch diverse Alternativen, Änderungen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen, die im Sinn und Umfang der Erfindung, wie durch die angehängten Ansprüchen definiert, enthalten sein können.
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Die Zeichnungen und die Beschreibung sind in ihrer Natur her als illustrativ und nicht einschränkend anzusehen. Ähnliche Bezugszeichen bezeichnen durchgehend ähnliche Elemente in der Beschreibung.
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2 ist eine transparente, perspektivische Teilansicht einer Verstelleinheit einer beispielhaften aktiven Wankstabilisierungsvorrichtung gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, 3 ist eine abgeschnittene, perspektivische Teilansicht einer Verstelleinheit einer beispielhaften aktiven Wankstabilisierungsvorrichtung gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, und 4 ist eine Querschnittsansicht einer Verstelleinheit einer beispielhaften aktiven Wankstabilisierungsvorrichtung gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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Bezugnehmend auf 2 bis 4 variiert eine aktive Wankstabilisierungsvorrichtung gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung einen Steifigkeitswert der Stabilisatorstange 1 abhängig von dem Fahrzustand des Fahrzeugs, um aktiv das Wanken des Fahrzeugs zu verbessern.
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Die aktive Wankstabilisierungsvorrichtung, wie in 1 gezeigt, weist auf eine Stabilisatorstange 1, ein Stabilisatorverbindungselement 3, eine Verstelleinheit 5, welche an einem unteren Arm 7, welcher ein Aufhängungsarm ist, ausgebildet ist, und eine Antriebsquelle 6.
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Zwei/beide Seiten der Stabilisatorstange 1 sind an einer jeweiligen Halterung 13 des Unterrahmens 11 in einer Fahrzeugkörperseite mittels einer Montagehülse 15 angeordnet.
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Ein oberes Ende des Stabilisatorverbindungselements 3 ist mit einem jeweiligen Ende der Stabilisatorstange 1 mittels eines Kugelgelenks (BJ) verbunden.
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Ein äußerer Endabschnitt des unteren Arms 7 ist mit einer unteren Seite des Achsschenkelgelenks 17 verbunden und bildet einen Gehäuseabschnitt 21 an einer Seite davon aus, um die Verstelleinheit 5 aufzunehmen.
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Die Verstelleinheit 5 weist unter Bezugnahme auf 2 auf zwei Gleitschienen 23, welche innerhalb des Gehäuseabschnitts 21 an einem unteren Arm 7 angeordnet sind, und ein Verbindungselement 25, welches mit einem unteren Ende des Stabilisatorverbindungselements 3 verbunden ist, ist zwischen den Gleitschienen 23 angeordnet, um in eine Fahrzeugbreitenrichtung geführt zu sein.
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Die Antriebsquelle 6 weist auf einen (Elektro-)Motor 19, welcher einen Antriebsschaft 27 aufweist, welcher vorwärts/rückwärts bewegbar ist, um an einer Seite des Unterrahmens 11 angeordnet zu sein, und der Antriebsschaft 27 ist mit dem Verbindungselement 25 durch die Schubstange 29 verbunden und drückt oder zieht das (an dem) Verbindungselement 25.
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Folglich stellt die aktive Wankstabilisierungsvorrichtung, welche eine solche Struktur, wie oben beschrieben, aufweist, eine Verbindungsposition des Stabilisatorverbindungselements 3 an einem unteren Arm 7 durch den Betrieb des Motors 19 abhängig von dem Fahrzustand des Fahrzeugs ein, um das Hebelverhältnis des Stabilisatorverbindungselements 3 zu variieren, so dass die Wankstabilität des Fahrzeugs aktiv gesteuert wird/werden kann, um die Überschlagstabilität des Fahrzeugs zu verbessern.
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Solch eine aktive Wankstabilisierungsvorrichtung ist in einem engen Raum angeordnet, welcher an einem Endabschnitt des Körperrahmens ausgebildet ist, und muss deshalb eine kompakte Struktur aufweisen. Dafür ist ein Reibwiderstand der Verstelleinheit 5 in zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung minimiert, um die Kraftabgabeeffizienz des Motors 19 zu verbessern, so dass die Antriebsquelle 6 kleiner ist/verkleinert werden kann.
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Nachstehend wird die Konfiguration der Verstelleinheit 5 unter Bezugnahme auf 3 und 4 beschrieben.
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Die Verstelleinheit 5 weist auf zwei Gleitschienen 23, ein Verbindungselement 25 und eine Mehrzahl an Lastrollen 31 und Führungsrollen 32.
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Die Gleitschienen 23 sind jeweilig an zwei/beiden Seiten des Gehäuseabschnitts 21 angeordnet, welcher an einer Seite des unteren Arms 7 entlang einer Fahrzeugbreitenrichtung ausgebildet ist.
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Ein Befestigungsabschnitt ist an einer vorderen Seite und einer hinteren Seite der jeweiligen Gleitschiene 23 angeordnet und ist in das Innere des Gehäuseabschnitts 21 eingebracht, um (z. B. fest) angebracht/befestigt zu sein.
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Beide Gleitschienen 23 weisen eine obere, seitliche Lastfläche F1, eine untere, seitliche Lastfläche F2, und eine innere, seitlichen Führungsfläche F3 auf, welche jeweilig an einer oberen Fläche, einer unteren Fläche und einer inneren Fläche ausgebildet sind.
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Die obere, seitliche Lastfläche F1 und die untere, seitliche Lastfläche F2 sind parallel zueinander angeordnet und die Führungsfläche F3 ist rechtwinklig zu der oberen, seitlichen Lastfläche F1 und zu der unteren, seitlichen Lastfläche F2 angeordnet.
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Das Verbindungselement 25 ist in dem Gehäuseabschnitt 21 zugeordnet zu den beiden seitlichen Gleitschienen 23 angeordnet, um mit einem Endabschnitt der Schubstange 29, welche mit dem Antriebsschaft 27 des Motors 19 verbunden ist, und gleichzeitig mit einem unteren Endabschnitt des Stabilisatorverbindungselements 3 mittels des Doppelkugelgelenks (2BJ) verbunden zu sein.
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Eine erste Montagenut 37 ist außerdem jeweilig an einer oberen Fläche und an einer unteren Fläche des Verbindungselements 25 entlang der Längsrichtung davon (auf beiden Seiten des Verbindungselements 25) ausgebildet, und eine zweite Montagenut 38 ist jeweilig an einer vorderen Seitenfläche und einer hinteren Seitenfläche davon (auf beiden Seiten des Verbindungselements 25) ausgebildet.
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Die Lastrollen 31 berühren eine (die) obere, seitliche Lastfläche F1 und eine (die) untere, seitliche Lastfläche F2 der Gleitschienen 23, um rotierbar in der jeweiligen ersten Montagenut 37, welche jeweils an dem Verbindungselement 25 entlang der Bewegungsrichtung ausgebildet ist, mittels Rollenstiften 33 angeordnet zu sein.
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In zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist die Anzahl der Rollen 31, welche in der jeweiligen ersten Montagenut 37 angeordnet sind, welche jeweils an dem Verbindungselement ausgebildet ist, gleich vier, diese Anzahl ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Anzahl an Rollen kann falls notwendig variiert werden.
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Außerdem berühren die Führungsrollen 32 die Führungsfläche F3 der Gleitschiene 23, um rotierbar in der jeweiligen zweiten Montagenut 38, welche an dem Verbindungselement 25 ausgebildet ist, mittels der Rollenstifte 33 angeordnet zu sein.
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Wenn das Fahrzeug folglich über eine Bodenwelle fährt, dann wirkt eine vertikale Last/Belastung auf das Verbindungselement 25, um das Verbindungselement anzuheben, wobei die oberen, seitlichen Lastrollen 31 die jeweilige Lastfläche F1 eng berühren, um die vertikale Last während des Wankens zu absorbieren.
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Wenn im Gegensatz dazu das Fahrzeug abprallt/zurückgestoßen wird, dann wirkt eine vertikale Last/Belastung auf das Verbindungselement 25, um das Verbindungselement nach unten fallen zu lassen, wobei die unteren, seitlichen Lastrollen 31 die jeweilige Lastfläche F2 eng berühren, um die vertikale Last während des Wankens zu absorbieren.
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Wenn außerdem Momentbelastungen aus verschiedenen Richtungen darauf übertragen werden, dann berühren die Führungsrollen 32 eng die Führungsfläche F3 der jeweiligen Gleitschiene 23, um die Momentbelastung während des Wankens zu absorbieren.
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Dadurch absorbieren die oberen, seitlichen Lastrollen 31, die unteren, seitlichen Lastrollen 31 und die Führungsrollen 32 effektiv die vertikale Belastung und die Momentbelastung aus jeder Richtung, so dass das Verbindungselement 25 sich an den Gleitschienen 23 reibungsfrei/leichtgängig verschiebt.
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Zur Erleichterung der Erklärung und genauen Definition der beigefügten Ansprüche werden die Begriffe obere(r) oder untere(r), vordere(r) oder hintere(r), innere(r) oder äußere(r), und etc. dazu verwendet, um Eigenschaften der beispielhaften Ausführungsformen mit Bezug auf Positionen dieser Merkmale, welche in den Zeichnungen gezeigt sind, zu beschreiben.
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Die vorhergehende Beschreibung von bestimmten beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung diente dem Zweck der Darstellung und Beschreibung. Sie sind nicht dazu gedacht, erschöpfend zu sein oder die Erfindung auf genau die offenbarten Formen zu beschränken, und offensichtlich sind viele Änderungen und Abwandlungen vor dem Hintergrund der obigen Lehre möglich. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Grundsätze der Erfindung und ihrer praktischen Anwendbarkeit zu beschreiben, um es dadurch dem Fachmann zu erlauben verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, sowie verschiedene Alternativen und Abwandlungen davon, herzustellen und anzuwenden. Es ist gewünscht, dass der Umfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche definiert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2011-0132275 [0001]
