DE102013219147A1

DE102013219147A1 - Roll-Lenkungs-Einstellvorrichtung und Verfahren zum Einstellen des Roll-Lenkens

Info

Publication number: DE102013219147A1
Application number: DE102013219147.2A
Authority: DE
Inventors: James L. Luttinen; Timothy J. Schabel
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-10-03
Filing date: 2013-09-24
Publication date: 2014-04-03
Anticipated expiration: 2033-09-25
Also published as: US20140091542A1; DE102013219147B4; US8814185B2; CN103707920B; CN103707920A

Abstract

Eine Roll-Lenkungs-Einstellvorrichtung für ein Fahrzeug enthält eine Einsatzhülse, die eine Öffnung aufweist, die so konfiguriert ist, dass die Einsatzhülse eine Übermaßpassung mit dem Spurstangenkugelzapfen aufweist, wenn der Spurstangenkugelzapfen durch die Öffnung verläuft. Die Einsatzhülse weist ein Außengewinde auf und ist so konfiguriert, dass sie bei dem Außengewinde an den Spurstangenhebel geschraubt ist. Eine Entfernung zwischen dem Spurstangenhebel und der Spurstange ist durch Drehen der Einsatzhülse relativ zu dem Spurstangenhebel bei dem Außengewinde einstellbar. Das Einstellen der Entfernung zwischen dem Spurstangenhebel und der Spurstange ändert den Winkel der Spurstange und dadurch die Roll-Lenkung.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegenden Lehren enthalten allgemein eine Vorrichtung zum Einstellen des Roll-Lenkens (von engl.: ”ride steer”) in einem Fahrzeug und ein Verfahren zum Einstellen des Roll-Lenkens.
HINTERGRUND
Fahrzeuglenkungssysteme und -aufhängungssysteme enthalten eine Anzahl miteinander verbundener Komponenten. Die Abmessungsschwankung der Komponenten und die bei Verbindungen eingeführte geometrische Schwankung können eine größere Schwankung des Roll-Lenkens als einen Schwellenbetrag erzeugen und können dadurch eine Einstellung zum Korrigieren des Roll-Lenkens erfordern. Das ”Roll-Lenken” ist die Änderung des Spurwinkels eines Fahrzeugrads, die bei der Aufhängungsbewegung während des Rollens auftritt (d. h. eine Vorspur oder eine Nachspur eines Rads von oben nach unten, die auftritt, wenn sich das Aufhängungssystem nach oben und unten bewegt, während das Fahrzeug auf der Straße fährt).
Kraftfahrzeugaufhängungen sind so ausgelegt, dass sie die Übertragung vertikaler Kräfte an eine Fahrzeugkarosserie minimieren (unterbinden), während sie die für die Richtungssteuerung (Wegverfolgung) erforderlichen seitlichen Kräfte erzeugen. Typische Aufhängungslenkermechanismen sind so konfiguriert, dass sie das obere Ende des Reifeninneren schräg stellen (den Sturz ändern), während sich das Rad nach oben bewegt, um eine gewünschte Orientierung des Reifens zu der Straßenoberfläche aufrechtzuerhalten, wenn die Fahrzeugkarosserie während einer Kurvenfahrt relativ zu dem Boden rollt. Da Kraftfahrzeugreifen seitliche Kräfte hauptsächlich wegen Unterschieden zwischen der Richtung, in die der Reifen rollt, gegenüber der Fahrtrichtung auf dem Boden (dem Schlupfwinkel) erzeugen, muss das Aufhängungssystem ebenfalls irgendeine Roll-Lenkung (eine Spuränderung) steuern, wenn sich ein Rad vertikal bewegt. Die Roll-Lenkung ist verhältnismäßig empfindlich für den Winkel der Spurstange.
Die Anzahl der Fahrwerkskomponenten, die zusammengesetzt werden, um ein Aufhängungssystem zu erzeugen, zuzüglich der Abmessungsschwankung von Teilen und der bei Verbindungen eingeführten geometrischen Schwankung können eine Schwankung des Roll-Lenkens erzeugen, die größer als ein optimal akzeptabler Betrag ist.
Frühere Kugelgelenke enthielten einen Spaltring mit Außengewinde, der in den Spurstangenhebel geschraubt wird. Daraufhin gelangt ein verjüngter Kugelzapfen mit einem verjüngten Innendurchmesser des Spaltrings in Eingriff, um die Hülse auszudehnen und mit dem Spurstangenhebel zu verriegeln. Allerdings ist eine solche Hülse nicht dafür konfiguriert, die Roll-Lenkungshöhe einzustellen, da die Hülse wegen ihres geteilten Wesens nur bei der Anfangsmontageposition fest mit dem Spurstangenhebel in Eingriff ist. Ohne den Spaltring, den Spurstangenhebel und den verjüngten Kugelzapfen zu demontieren, kann die Roll-Lenkung nicht eingestellt werden.
Einige Aufhängungssysteme nutzen eine aktive Aufhängungstechnologie, die vertikale Störungen der Fahrzeugkarosserie dadurch minimiert, dass sie den Reifen unter der Anweisung eines Controllers um einen gesteuerten Betrag entweder nach oben zieht oder nach unten schiebt, damit er Straßenprofiländerungen folgt, wobei anstelle von Federn aktive (d. h. steuerbare) Krafterzeugungskomponenten verwendet sind. Bei minimierten vertikalen Störungen werden seitliche Störungen leichter wahrgenommen. Da ein Reifen außerdem seitliche Kräfte erzeugt, wenn er unter einem Schlupfwinkel zu der Fahrtrichtung rollt, erfordern aktive Aufhängungen eine Roll-Lenkung von nahezu null, um unerwünschte Seitenkraftstörungen zu minimieren.
ZUSAMMENFASSUNG
Es wird eine Roll-Lenkungs-Einstellvorrichtung für eine Fahrzeuglenkungsanordnung geschaffen, die die leichte und genaue Einstellung eines Roll-Lenkens in einem Fahrzeug ermöglicht, ohne irgendeine Demontage des Lenkungssystems zu erfordern und ohne die Haltbarkeit zu opfern. Die Roll-Lenkungs-Einstellvorrichtung enthält eine ringförmige Einsatzhülse, die eine zentrale Öffnung aufweist, die so konfiguriert ist, dass die Einsatzhülse mit dem Spurstangenkugelzapfen eine Übermaßpassung aufweist, wenn der Spurstangenkugelzapfen durch die zentrale Öffnung verläuft. Die Einsatzhülse weist ein Außengewinde auf, das dafür konfiguriert ist, in ein Innengewinde geschraubt zu werden, das an einer Innenoberfläche des Spurstangenhebels bei einer Öffnung in dem Spurstangenhebel definiert ist. Durch Drehen der Einsatzhülse wird eine Entfernung zwischen dem Spurstangenhebel und der Spurstange so eingestellt, dass das Außengewinde relativ zu dem Innengewinde des Spurstangenhebels bewegt wird. Dementsprechend ändert das Einstellen der Entfernung zwischen dem Spurstangenhebel und der Spurstange den Winkel der Spurstange und dadurch die Roll-Lenkung.
Die Einsatzhülse kann an einem Außenrand einen Flansch aufweisen, der Rasten definiert. Der Flansch ist dafür konfiguriert, zwischen dem Spurstangenhebel und der Spurstange positioniert zu werden, wenn die Einsatzhülse in den Spurstangenhebel geschraubt wird. Außerdem kann die Roll-Lenkungs-Einstellvorrichtung einen Stift enthalten, der durch eine andere Öffnung in dem Spurstangenhebel benachbart zu dem Spurstangenkugelzapfen verläuft. Der Stift wird hier auch als ein Taktungsbolzen oder Taktungsstift bezeichnet und ist so konfiguriert, dass er wahlweise positionierbar ist, um den Flansch bei irgendeiner der Rasten zu berühren, um die Einsatzhülse zu verriegeln, und wahlweise einfahrbar ist, um zu ermöglichen, dass die Einsatzhülse gedreht wird. Dadurch ist die Entfernung zwischen dem Spurstangenhebel und der Spurstange einstellbar, indem der Flansch gedreht wird und das Außengewinde der Einsatzhülse entlang des Innengewindes des Spurstangenhebels bewegt wird.
Außerdem kann der Spurstangenhebel einen vorspringenden Ring aufweisen, der einen Spalt aufweist und der die Öffnung mit der Innengewindeoberfläche definiert. Die Vorrichtung kann eine Sicherungsschraube enthalten, die durch den vorspringenden Ring über den Spalt verläuft. Die Sicherungsschraube ist so konfiguriert, dass sie in einer Richtung um die Einsatzhülse drehbar ist, um den vorspringenden Ring zu lösen, um die Einstellung der Einsatzhülse zu erleichtern, und in einer entgegengesetzten Richtung drehbar ist, um den vorspringenden Ring nach der Einstellung um die Einsatzhülse anzuziehen.
Da die Roll-Lenkungs-Einstellvorrichtung in der Weise wirkt, dass sie eine Entfernung zwischen dem Spurstangenhebel und der Spurstange einstellt, wird nur die Roll-Lenkung des mit dem Spurstangenhebel verbundenen Fahrzeugrads beeinflusst. Das heißt, die Einstellvorrichtung beeinflusst nicht die Roll-Lenkung beider Vorderräder, wie es der Fall wäre, wenn die erforderliche Einstellung die mittlere Spurstange der Lenkungsanordnung oder dergleichen anheben würde. Somit wird eine genauere Roll-Lenkungs-Einstellung ermöglicht.
Die Einstellvorrichtung ermöglicht ein Verfahren zum Einstellen eines Roll-Lenkens des Fahrzeugs, das das Messen eines Parameters, der die Roll-Lenkung eines Rads des Fahrzeugs angibt, an einer Ausrichtmaschine, das Bestimmen einer Einstellung auf eine Entfernung zwischen einer Spurstange und einem Spurstangenhebel auf der Grundlage des gemessenen Parameters, um eine vorgegebene optimale Roll-Lenkung zu erhalten, enthält. Daraufhin wird ein Stift, der durch den Spurstangenhebel verläuft, eingefahren, um einen Flansch zu entriegeln, der von einer in den Spurstangenhebel geschraubten Einsatzhülse ausgeht. Daraufhin kann der Flansch gedreht werden, um die Einsatzhülse und einen an die Einsatzhülse angepassten Spurstangenkugelzapfen relativ zu dem Spurstangenhebel zu bewegen, wodurch eine Entfernung zwischen der Spurstange und dem Spurstangenhebel eingestellt wird. Zum Beispiel kann der Flansch in einer vorgeschriebenen Richtung eine vorgeschriebene Anzahl von Flanschrasten an dem eingefahrenen Stift vorbei gedreht werden. Es wird angemerkt, dass das Einstellverfahren keine Demontage irgendeiner der Aufhängungs- oder Lenkungskomponenten erfordert.
Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehren gehen leicht aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Ausführungsarten der vorliegenden Lehren in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen hervor.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung in einer perspektivischen Teilansicht eines Abschnitts eines Fahrzeugaufhängungssystems und -lenkungssystems, die eine Roll-Lenkungs-Einstellvorrichtung zeigt.
2 ist eine schematische Darstellung in einer perspektivischen Teilansicht und in einer Querschnittsansicht des Aufhängungssystems, des Lenkungssystems und der Roll-Lenkungs-Einstellvorrichtungen bei der Linie 2-2 in 1.
3 ist eine schematische Darstellung in einer perspektivischen Teilansicht der Roll-Lenkungs-Einstellvorrichtung aus 1 und 2.
4 ist eine schematische Darstellung eines vorderen Abschnitts eines Fahrzeugs mit dem Lenkungssystem aus 1 in einer Ausrichtmaschine.
5 ist ein Ablaufplan eines Verfahrens zum Einstellen des Roll-Lenkens.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
In den Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszeichen überall in den mehreren Ansichten auf gleiche Komponenten beziehen, zeigt 1 einen Abschnitt eines Fahrzeugs 10 mit einem Abschnitt eines Lenkungssystems 12 und eines Aufhängungssystems 13, der eine Roll-Lenkungs-Einstellvorrichtung 14 enthält. Wie oben erläutert wurde, ermöglicht die Roll-Lenkungs-Einstellvorrichtung 14 jederzeit während der Lebensdauer des Fahrzeugs 10 eine leichte und genaue Einstellung des Roll-Lenkens an dem montierten Fahrzeug 10, ohne eine Demontage irgendeines Abschnitts des Fahrzeugs 10 zu erfordern.
Genauer weist das Lenkungssystem 12 eine Spurstange 20 auf, die mit dem Spurstangenhebel 16 des Radträgers 15 verbunden ist. Mit dem Radträger 15 ist eine Bremsscheibe 19 verbunden. Eine Bremsscheibe 19 ist an dem Vorderrad 18A auf der Fahrerseite aus 4 angebracht. Wie in 4 gezeigt ist, weist das Lenkungssystem 12 eine Spurstange 20 auf, die mit einer mittleren Lenkungsspurstange 22, die über ein Zahnradgetriebe und andere Komponenten mit einer Lenksäule 21 verbunden ist und schließlich durch ein Lenkrad 23 gesteuert wird, funktional verbunden ist. Wie am besten in 2 gezeigt ist, weist ein Spurstangenkugelzapfen 24 einen Kugelabschnitt 26 auf, der in einer Kugeltasche 25 der Spurstange 20 sitzt. Der Kugelabschnitt 26 kann sich relativ zu der Spurstange 20 drehen, während er sich mit dem Spurstangenhebel 16 relativ zu der Spurstange 20 bewegt. Wie in 2 gezeigt ist, ist in die Tasche 25 eine Buchse 27 eingepasst, um den Widerstand des Kugelabschnitts 26 gegen Drehung relativ zu der Spurstange 20 zu verringern. Die Buchse 27 kann Polyamid, Kunststoff oder ein anderes geeignetes Material sein. Eine Kappe 31 hält die Buchse 27 innerhalb der Tasche 25.
Die Vorrichtung 14 enthält eine Einsatzhülse 28, die zwischen dem Spurstangenkugelzapfen 24 und den Spurstangenhebel 16 positioniert ist. Die Einsatzhülse 28 kann Stahl oder irgendein anderes geeignetes Material sein. Die Einsatzhülse 28 weist einen Abschnitt 29 mit einem Außengewinde 30 auf, das mit einem Innengewinde 32 einer Innenoberfläche 35 des Spurstangenhebels 16 in einer Öffnung 33 eines vorspringenden Rings 34 des Spurstangenhebels 16 gepaart ist. Die Öffnung 33 ist hier als eine erste Öffnung des Spurstangenhebels 16 bezeichnet. Dies ermöglicht, die Einsatzhülse 28 bei der Anfangsmontage des Fahrzeugs 10 bis in eine vorgegebene Anfangsposition in den Spurstangenhebel 16 zu schrauben. Wie hier weiter diskutiert wird, setzt die vorgegebene Anfangsposition eine Anfangsentfernung D zwischen dem Spurstangenhebel 16 und der Spurstange 20 fest. Obwohl die relative Position der Einsatzhülse 28 und des Spurstangenkugelzapfens 24 zu dem Spurstangenhebel 16 wie hier beschrieben eingestellt werden kann, um eine gewünschte Roll-Lenkung bereitzustellen, bewegen sich der Spurstangenkugelzapfen 24, die Einsatzhülse 28 und der Spurstangenhebel 16 während des Betriebs des Fahrzeugs 10 nicht relativ zueinander.
Die Einsatzhülse 28 ist allgemein ringförmig mit einer Mittelöffnung 36, die koaxial mit dem Außengewinde 30 ist. Die Mittelöffnung 36 ist so konfiguriert, dass die Einsatzhülse 28 mit einem Zapfenabschnitt 38 des Spurstangenkugelzapfens 24 eine Übermaßpassung aufweist, wenn der Spurstangenkugelzapfen 24 durch die Mittelöffnung 36 verläuft. Genauer weist der Zapfenabschnitt 38 allgemein eine Kegelstumpfform auf. Die Einsatzhülse 28 ist so geformt, dass die Mittelöffnung 36 mit einer gepaarten Kegelstumpfform verjüngt ist, um die Übermaßpassung mit dem Spurstangenkugelzapfen 24 bereitzustellen. Das heißt, wenn der Spurstangenkugelzapfen 24 bei der Montage von unter dem Spurstangenhebel 16 her in die Öffnung 36 eingeführt wird, gelangt die Außenoberfläche des Spurstangenkugelzapfens 24 bei der Öffnung 36 mit der Innenoberfläche der Einsatzhülse 28 in Kontakt, was die Übermaßpassung erzeugt. Ein Gewindeabschnitt 39 des Spurstangenkugelzapfens 24 verläuft über die Einsatzhülse 28 hinaus. Um die Position des Spurstangenkugelzapfens 24 relativ zu der Einsatzhülse 28 aufrechtzuerhalten, ist um den Spurstangenkugelzapfen 24 bei dem Gewindeabschnitt 39 eine Gewindemutter 41 angeordnet.
Wenn die Einsatzhülse 28 und der Spurstangenkugelzapfen 24 in den Spurstangenhebel 16 eingebaut worden ist, wobei der Kugelabschnitt 26 in der Kugeltasche 25 der Spurstange 20 liegt, können Einstellungen des Roll-Lenkens vorgenommen werden, ohne die Komponenten zu demontieren. Das heißt, die Einsatzhülse 28 und der Spurstangenkugelzapfen 24 können durch Drehen der Einsatzhülse 28 relativ zu dem Spurstangenhebel 16 entlang einer vertikalen Achse A durch den Spurstangenkugelzapfen 24 nach oben und unten bewegt werden, um das Außengewinde 30 entlang des Innengewindes 32 zu bewegen. Um beim Drehen der Einsatzhülse 28 zu helfen, kann die Einsatzhülse 28 mit einem Flansch 40 konfiguriert sein, der radial von dem ringförmigen Körperabschnitt 42 der Einsatzhülse 28 ausgeht. Wie am besten in 3 zu sehen ist, kann der Flansch 40 den gesamten Spurstangenkugelzapfen 24 umschreiben. Der Flansch 40 weist einen Außenrand 44 auf, der Rasten 46 definiert, und ist zwischen dem Spurstangenhebel 16 und der Spurstange 20 positioniert, wenn die Einsatzhülse 28 in den Spurstangenhebel 16 geschraubt ist.
Der Spurstangenhebel 16 weist eine andere Gewindeöffnung 48 auf, die benachbart und allgemein parallel zu der Öffnung 33 des vorspringenden Rings 34 ist. Die Gewindeöffnung 48 ist hier als eine zweite Öffnung des Spurstangenhebels 16 bezeichnet. Durch die Gewindeöffnung 48 verläuft ein Gewindestift 50, der auch als Taktungsbolzen oder Taktungsstift bezeichnet wird. Der Flansch 40 und der Stift 50 sind so konfiguriert, dass der Stift 50 in Kontakt mit dem Flansch 40 positioniert werden kann, um mit einer Raste 46 in Eingriff zu gelangen, um die Drehung der Einsatzhülse 28 relativ zu dem Spurstangenhebel 16 zu verhindern. Der Endabschnitt 52 des Stifts 50, der mit dem Flansch 40 in Kontakt ist, weist kein Gewinde auf. Dadurch, dass ein Werkzeug in den Kopfabschnitt 54 eingeführt wird, so dass die Unterseite 53 des Stifts 50 den Flansch 40 freigibt, indem sie in einer höheren Position als die obere Oberfläche 55 des Flanschs 40 ist und dadurch den Flansch 40 entriegelt, kann der Stift 50 eingefahren werden. Daraufhin kann der entriegelte Flansch 40 gedreht werden, wobei er die Einsatzhülse 28 für eine Nettobewegung nach oben oder unten entlang der Achse A entlang des Außengewindes 30 bewegt. Mit der Bewegung der Einsatzhülse 28 bewegt sich ebenfalls der Spurstangenkugelzapfen 24, der mit Übermaßpassung in der Einsatzhülse 28 sitzt, sowie die Spurstange 20, da der Kugelabschnitt 26 in der Kugeltasche 25 erfasst ist. Somit wird eine Entfernung D zwischen dem Spurstangenhebel 16 und der Spurstange 20 ebenfalls geändert. Alternativ kann die Entfernung D zwischen einer effektiven Mittelachse A2 der Spurstange 20 und einer effektiven Mittelachse A3 des Spurstangenhebels 16 oder irgendeine andere zwischen der Spurstange 20 und dem Spurstangenhebel 16 ausgemessene allgemein vertikale Entfernung gemessen werden. Da sich die Entfernung D ändert, ändert sich notwendig ebenfalls der Winkel A1 der effektiven Mittelachse A2 der Spurstange 20 zu der effektiven Mittelachse A3 des Spurstangenhebels 16 und ändert sich somit die resultierende Roll-Lenkung des Rads 18A.
Um die Leichtgängigkeit zu erhöhen, mit der die Einsatzhülse 28 gedreht werden kann, kann der vorspringende Ring 34 des Spurstangenhebels 16 ein Spaltring sein. Das heißt, der vorspringende Ring 34 kann wie in 3 gezeigt einen Spalt 56 aufweisen. Der vorspringende Ring 34 kann so konfiguriert sein, dass durch den vorspringenden Ring 34 über den Spalt 56 eine Sicherungsschraube 58 verläuft. Die Sicherungsschraube 58 kann so konfiguriert sein, dass sie in einer Richtung wie etwa in Uhrzeigerrichtung drehbar ist, um den vorspringenden Ring 34 um die Einsatzhülse 28 zu lösen, indem sie ermöglicht, dass sich der Spalt 56 etwas erweitert. Durch Lösen der Sicherungsschraube 58 und dadurch, dass ermöglicht wird, dass sich der vorspringende Ring 34 etwas erweitert, was den Widerstand für die Einstellung der Einsatzhülse 28 durch Drehen des Flanschs 40 verringert, wird das Spiel zwischen dem Innengewinde 32 und dem Außengewinde 30 erhöht. Nach der gewünschten Einstellung der Position der Einsatzhülse 28 kann die Sicherungsschraube 58 in einer entgegengesetzten Richtung wie etwa entgegen der Uhrzeigerrichtung gedreht werden, um den vorspringenden Ring 34 um die Einsatzhülse 28 anzuziehen, was das Spiel zwischen den Gewinden 30, 32 verringert und die relative Position der Einsatzhülse 28, des Spurstangenkugelzapfens 24 und der Spurstange 20 zu dem Spurstangenhebel 16 sichert.
Die Anzahl der Rasten 46 des Flanschs 40 und die Gewindesteigung P des Außengewindes 30 können so gewählt werden, dass mit jeder Raste 46, die an dem eingefahrenen Stift 50 vorbeigeht, während die Einsatzhülse 28 gedreht wird, eine gewünschte Einstellung der Entfernung D erzielt wird. Zum Beispiel kann der Flansch 40 zwanzig Rasten 46 aufweisen und kann das Innengewinde 30 eine Gewindesteigung P von zwei Millimetern aufweisen. Drehen der Einsatzhülse 28 in der Weise, dass eine Raste 46 an dem Stift 50 vorbeigeht, veranlasst dann, dass die Entfernung D im Wesentlichen auf einen Zehntelmillimeter eingestellt wird. Somit wird der eingefahrene Stift 50 als ein Sichtreferenzanzeiger verwendet, um die gewünschte Einstellung erzielen zu helfen. Nachdem der Flansch 40 der Einsatzhülse 28 in eine gewünschte eingestellte Position gedreht worden ist, wird der eingefahrene Stift 50 durch Drehen eines in den Kopf 54 eingeführten Werkzeugs (nicht gezeigt) neu positioniert, damit er mit einer Flanschraste 46 in Kontakt ist, um den Flansch 40, die Einsatzhülse 28 und den Spurstangenkugelzapfen 24 in der eingestellten Position zu verriegeln.
4 zeigt einen vorderen Abschnitt des an einer Ausrichtmaschine 60 angeordneten Fahrzeugs 10. Die Ausrichtmaschine 60 ist sowohl mit dem Vorderrad 18A auf der Fahrerseite als auch mit dem Vorderrad 18B auf der Beifahrerseite funktional verbunden. Ein Computer 62 empfängt Informationen hinsichtlich der Ausrichtung jedes der Räder 18A, 18B relativ zu anderen Komponenten an dem Fahrzeug 10, wie sie durch die Ausrichtmaschine 60 bestimmt werden. Zum Beispiel kann der Computer 62 Informationen empfangen, die die Roll-Lenkung jedes der Räder 18A, 18B betreffen. In 4 sind das Lenkungssystem 12 und Abschnitte des Aufhängungssystems 13 nur schematisch gezeigt. Das Lenkungssystem 12 zeigt die Spurstange 20, den Spurstangenhebel 16 und den Spurstangenkugelzapfen 24 mit der Einstellvorrichtung 14. Die Spurstange 20 ist mit der mittleren Spurstange 22 des Lenkungssystems 18 verbunden. Das Rad 18B auf der Beifahrerseite weist im Wesentlichen dieselben funktional damit verbundenen Komponenten einschließlich eines Spurstangenhebels 16, einer Spurstange 20 und eines Spurstangenkugelzapfens 24 mit einer getrennten Einstellvorrichtung 14 auf. Das Aufhängungssystem 13 enthält bei jedem Rad 18A, 18B einen oberen Lenker 66A und einen unteren Lenker 66B. Jeder Lenker 66A, 66B ist mit einem Rahmenabschnitt der Fahrzeugkarosserie 70 und mit einem Radträger 72, von dem der Spurstangenhebel 16 ein Abschnitt ist, schwenkbar verbunden. Der Spurstangenhebel 16 verläuft in 4 aus der Blattseite heraus. Ein Radlager 74 verbindet den Radträger 72 mit dem Rad 18A oder 18B und ermöglicht, dass sich das Rad 18A oder 18B relativ zu dem Radträger 72 dreht. An den Rädern 18A, 18B sind Reifen 76A, 76B angebracht. Verschiedene Sensoren der Ausrichtmaschine 60 leiten die relative Position des Rads 18A zu einem feststehenden Element 61 wie etwa dem Boden oder einer anderen ebenen Oberfläche und die relative Position des Rads 18B zu dem feststehenden Element weiter. Durch einen in dem Computer 62 gespeicherten Algorithmus, der auf den erfassten Informationen beruht, können eine Fahrspur und eine Roll-Lenkung berechnet werden. Daraufhin kann der Algorithmus eine notwendige Einstellung auf die Entfernung D aus 2 bestimmen, die zu einer gewünschten Roll-Lenkung führt.
Die Einstellung der Entfernung D aus 2 zum Ändern des Roll-Lenkens an dem Rad 18A auf der Fahrerseite beeinflusst nicht die Roll-Lenkung des Rads 18B auf der Beifahrerseite. Die zu dem Rad 18B auf der Beifahrerseite benachbarte Einstellvorrichtung 14 kann getrennt eingestellt werden.
Wie in 4 angegeben ist, ist ein aktives Aufhängungssystem (AS) 64 mit der Fahrzeugkarosserie 70 und mit dem oberen Lenker 66A des Rads 18A auf der Fahrerseite und mit dem oberen Lenker 66B des Rads 18B auf der Beifahrerseite funktional verbunden. Die aktive Aufhängung 64 kann irgendein Typ einer steuerbaren Aufhängung wie etwa eine magnetorheologische Strebe oder dergleichen sein, die auf der Grundlage der erfassten Rückkopplung von Positionssensoren durch einen Controller 68 gesteuert werden kann, um an der Fahrzeugkarosserie 70 gesteuerte Kräfte bereitzustellen, um Straßenkräften entgegenzuwirken und um jede durch die Fahrt erzeugte Bewegung der Fahrzeugkarosserie 70 nach oben oder unten im Wesentlichen zu beseitigen. Mit den durch das aktive Aufhängungssystem 64 beseitigten vertikalen Kräften können Kräfte in Längsrichtung und seitliche Kräfte für einen Fahrzeuginsassen stärker bemerkbar sein. Dadurch, dass ermöglicht wird, dass eine optimale Roll-Lenkung erzielt wird, kann die Einstellvorrichtung 14 die seitlichen Kräfte auf die Karosserie 70 verringern.
In dem Ablaufplan aus 5 ist ein Verfahren zum Einstellen des Roll-Lenkens 100 gezeigt. Das Verfahren 100 kann in einem Fahrzeug mit irgendeinem einer Vielzahl von Typen von Aufhängungssystemen einschließlich eines aktiven Aufhängungssystems verwendet werden. Das Verfahren 100 beginnt bei Block 102, wo an einer Ausrichtmaschine 60 ein Parameter gemessen wird, der die Roll-Lenkung eines Rads 18A (oder 18B) des Fahrzeugs 10 angibt. Gemäß dem Verfahren 100 kann im Block 104 eine Einstellung der Entfernung D zwischen der Spurstange 20 und dem Spurstangenhebel 16 bestimmt werden. Die Einstellung beruht auf dem gemessenen Parameter aus dem Block 102 und ist die Einstellung, die notwendig ist, um eine vorgegebene Roll-Lenkung zu erzielen. Die vorgegebene Roll-Lenkung und der Algorithmus, der die Roll-Lenkung mit der Entfernung D zwischen der Spurstange 20 und dem Spurstangenhebel 16 in Beziehung setzt, sind in einem Prozessor des Computers 62 gespeichert, der den Algorithmus ausführt.
Wenn im Block 104 die Einstellung berechnet worden ist, kann der Stift 50 im Block 106 eingefahren werden, um den Flansch 40 zu entriegeln. Das Einfahren und Positionieren des Stifts 50 kann durch ein in den Kopfabschnitt 54 des Stifts 50 eingeführtes Werkzeug (nicht gezeigt) erfolgen. Daraufhin kann im Block 108 die Sicherungsschraube 58 an dem geschlitzten vorspringenden Ring 34 des Spurstangenhebels 16 gelöst werden, um zwischen dem Außengewinde 30 und dem Innengewinde 32 ein erhöhtes Spiel bereitzustellen. Das erhöhte Spiel ermöglicht die Leichtgängigkeit der Bewegung der Innenhülse 28, die im Block 110 durch Drehen des von der in den Spurstangenhebel 16 geschraubten Einsatzhülse 28 ausgehenden Flanschs 40 ausgeführt wird. Das Drehen des Flanschs 40 bewegt nicht nur die Einsatzhülse 28, sondern auch einen Spurstangenkugelzapfen 24, der in die Einsatzhülse 28 passt, und die Spurstange 20, in der der Spurstangenkugelzapfen 24 liegt, um die berechnete Einstellung zu erzielen.
Optional können die geforderte Drehrichtung des Flanschs 40 und die Anzahl der Rasten 46, die an dem eingefahrenen Stift 50 vorbeigehen müssen, durch den in dem Controller 68 gespeicherten Algorithmus vor dem Block 110 berechnet werden und kann der Block 110 auf der Grundlage der berechneten Anzahl von Rasten 46 ausgeführt werden. Alternativ kann die Drehung des Flanschs 40 auf dem Lesen einer Umrechnungstabelle oder im Fall eines Controllers 62 einer Nachschlagetabelle, die die Einstellungsentfernung mit der Anzahl der Rasten 46, an denen der eingefahrene Stift 50 vorbeigehen muss, in Beziehung setzt, beruhen. Nach dem Drehen des Flanschs 40 im Block 110 wird im Block 112 der Verriegelungsstift 50 neu positioniert, um eine Flanschraste 46 in Eingriff zu bringen, um die Einsatzhülse 28 und den Spurstangenkugelzapfen 24 relativ zu dem Spurstangenhebel 16 zu verriegeln und dadurch die eingestellte Entfernung D aufrechtzuerhalten. Im Block 114 wird die Sicherungsschraube 58 angezogen, um das Gewindeverbindungsspiel zu entfernen.
Obwohl die besten Ausführungsarten der vielen Aspekte der vorliegenden Lehren ausführlich beschrieben worden sind, erkennt der Fachmann auf dem Gebiet, auf das sich diese Lehren beziehen, verschiedene alternative Aspekte, um die vorliegenden Lehren, die im Schutzumfang der beigefügten Ansprüche liegen, zu verwirklichen.

Claims

Roll-Lenkungs-Einstellvorrichtung für eine Lenkungsanordnung, die einen Spurstangenhebel aufweist, der eine erste Öffnung definiert und der eine Innenoberfläche aufweist, die koaxial zu der ersten Öffnung verläuft, wobei das Innengewinde durch die Innenoberfläche definiert ist, wobei die Lenkungsanordnung ferner eine Spurstange und einen Spurstangenkugelzapfen, der den Spurstangenhebel und die Spurstange funktional verbindet, aufweist, wobei die Vorrichtung umfasst: eine ringförmige Einsatzhülse, die eine zentrale Öffnung aufweist, die so konfiguriert ist, dass die Einsatzhülse mit dem Spurstangenkugelzapfen eine Übermaßpassung aufweist, wenn der Spurstangenkugelzapfen durch die zentrale Öffnung verläuft; und wobei die Einsatzhülse ein Außengewinde aufweist, das koaxial mit der zentralen Öffnung ist und so konfiguriert ist, dass es in das Innengewinde des Spurstangenhebels geschraubt ist, wobei eine Entfernung zwischen dem Spurstangenhebel und der Spurstange dadurch eingestellt werden kann, dass die Einsatzhülse gedreht wird, um das Außengewinde relativ zu dem Innengewinde des Spurstangenhebels zu bewegen.
Roll-Lenkungs-Einstellvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Spurstangenhebel eine zweite Öffnung aufweist, die zu der ersten Öffnung benachbart ist, wobei die Vorrichtung ferner umfasst: einen Stift, der durch die zweite Öffnung in dem Spurstangenhebel verläuft; wobei die Einsatzhülse einen Körperabschnitt koaxial mit der zentralen Öffnung aufweist und einen Flansch aufweist, der von dem Körperabschnitt radial nach außen verläuft; wobei der Flansch einen Außenrand aufweist und an dem Außenrand Rasten definiert; wobei der Flansch zwischen dem Spurstangenhebel und der Spurstange positioniert ist, wenn die Einsatzhülse in den Spurstangenhebel geschraubt ist; wobei der Stift so konfiguriert ist, dass er wahlweise für den Eingriff mit irgendeiner der Rasten und dadurch zum Verriegeln der Einsatzhülse positioniert werden kann und wobei er dafür konfiguriert ist, dass er wahlweise eingefahren wird, um zu ermöglichen, dass der Flansch gedreht wird, wobei die Entfernung dabei durch Drehen des Flanschs, um das Außengewinde der Einsatzhülse entlang des Innengewindes des Spurstangenhebels zu bewegen, eingestellt werden kann.
Roll-Lenkungs-Einstellvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Flansch den Spurstangenkugelzapfen umschreibt.
Roll-Lenkungs-Einstellvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Rasten so konfiguriert sind, dass das ausreichende Drehen des Flanschs, um zu veranlassen, dass eine Raste an dem Stift vorbeigeht, die Entfernung im Wesentlichen um einen Zehntelmillimeter einstellt.
Roll-Lenkungs-Einstellvorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Flansch zwanzig Rasten aufweist und wobei das Außengewinde eine Gewindesteigung von zwei Millimetern aufweist.
Roll-Lenkungs-Einstellvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Spurstangenhebel einen vorspringenden Ring aufweist, der die erste Öffnung definiert, wobei der vorspringende Ring einen Spalt aufweist; und wobei die Roll-Lenkungs-Einstellvorrichtung ferner umfasst: eine Sicherungsschraube, die durch den vorspringenden Ring über den Schlitz verläuft und so konfiguriert ist, dass sie in einer Richtung gedreht werden kann, um den vorspringenden Ring um die Einsatzhülse zu lösen, um die Einstellung der Einsatzhülse zu erleichtern, und nach der Einstellung der Einsatzhülse in einer entgegengesetzten Richtung gedreht werden kann, um den vorspringenden Ring um die Einsatzhülse anzuziehen.
Roll-Lenkungs-Einstellvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Spurstangenkugelzapfen einen Zapfenabschnitt mit einer Kegelstumpfform aufweist; und wobei die zentrale Öffnung der Einsatzhülse ausreichend verjüngt ist, um die Übermaßpassung mit dem Zapfenabschnitt zu ermöglichen.
Verfahren zum Einstellen eines Roll-Lenkens an einem Fahrzeug, wobei das Verfahren umfasst: Messen eines Parameters, der die Roll-Lenkung eines Rads des Fahrzeugs angibt, an einer Ausrichtmaschine; Bestimmen einer Einstellung auf eine Entfernung zwischen der Spurstange und einem Spurstangenhebel, um eine vorgegebene Roll-Lenkung zu erzielen; wobei die Bestimmung auf dem gemessenen Parameter beruht; wobei der Spurstangenhebel mit dem Rad funktional verbunden ist; wobei die Spurstange mit einer Lenksäule funktional verbunden ist; Einfahren eines Stifts, der durch den Spurstangenhebelarm verläuft, um dadurch einen Flansch zu entriegeln, der radial von einem Körperabschnitt einer Einsatzhülse ausgeht; wobei der Körperabschnitt ein Außengewinde aufweist, das in ein Innengewinde geschraubt ist, das durch eine Innenoberfläche des Spurstangenhebels bei einer Öffnung an dem Spurstangenhebel definiert ist; wobei ein Spurstangenkugelzapfen bei einer zentralen Öffnung der Einsatzhülse in die Einsatzhülse passt und die Spurstange und den Spurstangenhebel funktional verbindet; und nachdem der Stift eingefahren worden ist, Drehen des Flanschs, um das Außengewinde der Einsatzhülse entlang des Innengewindes des Spurstangenhebels zu bewegen, um die Einstellung auf die Entfernung zu erzielen.
Verfahren nach Anspruch 8, das ferner umfasst: vor dem Drehen des Flanschs, Lösen einer Sicherungsschraube an einem gespaltenen vorspringenden Ring des Spurstangenhebels, durch den die Einsatzhülse verläuft; nach dem Drehen des Flanschs, Positionieren des Stifts in der Weise, dass er mit dem Flansch in Kontakt steht, und dadurch Verriegeln der Einsatzhülse und Aufrechterhalten der Einstellung auf die Entfernung; und Anziehen der Sicherungsschraube, um den Spurstangenkugelzapfen zu befestigen.
Verfahren nach Anspruch 8, das ferner umfasst: Berechnen einer Anzahl von entlang eines Außenrands des Flanschs definierten Rasten, die sich an dem eingefahrenen Stift vorbeibewegen müssen, um die Einstellung auf die Entfernung zu erzielen; und wobei das Drehen des Flanschs ein Drehen in der Weise ist, dass sich die berechnete Anzahl von Rasten an dem Stift vorbeibewegen.