DE102014114861A1

DE102014114861A1 - Fahrzeug-Aufhängungsvorrichtung mit einer Stange und einer Karosserie-Lastreaktionskomponente zum Regeln der Bodenfreiheit

Info

Publication number: DE102014114861A1
Application number: DE201410114861
Authority: DE
Inventors: Jeffrey A. Mosher; Scott A. Kolp; Robert G. Izak
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2013-10-18
Filing date: 2014-10-14
Publication date: 2015-04-23
Also published as: CN104553652B; US20150108726A1; US9150078B2; CN104553652A

Abstract

Eine Aufhängungsvorrichtung für ein Fahrzeug umfasst eine Stange, die mit einer fahrerseitigen und einer beifahrerseitigen Aufhängungseckenbaugruppe funktional verbindbar ist, um sich zwischen diesen zu erstrecken, und die an der Fahrzeugkarosserie zwischen den Aufhängungseckenbaugruppen drehbar anbringbar ist. Die Aufhängungsvorrichtung umfasst auch eine Karosserie-Lastreaktionskomponente, die mit der Karosserie und/oder der Stange funktional verbindbar ist. Die Karosserie-Lastreaktionskomponente gelangt in Eingriff, um eine Reaktionskraft an der Karosserie zum Regeln einer vertikalen Verschiebung der Karosserie zu liefern.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegenden Lehren umfassen allgemein eine Aufhängungsvorrichtung für ein Fahrzeug, das eine Karosserie-Lastreaktionskomponente aufweist, die ausgebildet ist, um eine Reaktionskraft zwischen einer Stange, die an Aufhängungskomponenten befestigt ist, und einer Fahrzeugkarosserie zu schaffen.
HINTERGRUND
Fahrzeug-Aufhängungssysteme sind konstruiert, um die Übertragung von Straßenkräften auf die Fahrzeugkarosserie zu regeln, um die Bodenfreiheit des Fahrzeugs zu regeln und um die Übertragungsverteilung von Querlasten an den Reifen zu regeln (d. h. eine geringfügige Verschiebung der gefederten Masse um eine Längsachse, welche während einer relativ schnellen Kurvenfahrt auftreten kann). Jede dieser Funktionen wird durch verschiedene Komponenten des Aufhängungssystems geregelt, um Bedienungs- und Komfortziele zu erreichen.
ZUSAMMENFASSUNG
Einen Aufhängungsvorrichtung für ein Fahrzeug weist eine Stange auf, die mit einer fahrerseitigen und einer beifahrerseitigen Aufhängungseckenbaugruppe funktional verbindbar ist, um sich zwischen diesen zu erstrecken, und die an der Fahrzeugkarosserie zwischen den Aufhängungseckenbaugruppen drehbar anbringbar ist. Die Aufhängungsvorrichtung weist auch eine Karosserie-Lastreaktionskomponente auf, die mit der Karosserie und/oder der Stange für eine Bewegung mit diesen funktional verbindbar ist. Die Karosserie-Lastreaktionskomponente kann ein nichtlinearer Federstoßfänger sein, wie beispielsweise ein Einfederungsanschlag oder ein beliebiger anderer geeigneter elastischer Stoßfänger, oder sie kann eine aktiv gesteuerte Karosserie-Lastreaktionskomponente sein, wie beispielsweise ein Kraftaktuator. Die Karosserie-Lastreaktionskomponente ist ausgebildet, um in Eingriff zu gelangen, um auf Karosserie-Lastkräfte zu reagieren, wenn sich die Stange relativ zu der Karosserie ausreichend dreht. Die Karosserie-Lastreaktionskomponente regelt die vertikale Verschiebung der Karosserie. Wie hierin verwendet, gelangt die Karosserie-Lastreaktionskomponente bei einer Ausführungsform mit einer passiven Karosserie-Lastreaktionskomponente (die nicht aktiv gesteuert wird) dann ”in Eingriff”, wenn die Karosserie-Lastreaktionskomponente zusammengedrückt wird. Bei einer Karosserie-Lastreaktionskomponente, die aktiv gesteuert wird, gelangt die Karosserie-Lastreaktionskomponente. dann ”in Eingriff”, wenn die Karosserie-Lastreaktionskomponente betätigt wird, um eine Reaktionskraft zu schaffen. Beispielsweise dreht eine ausreichende abwärts gerichtete Kraft an der Karosserie die Stange relativ zu der Karosserie, um zu bewirken, dass die Karosserie-Lastreaktionskomponente entgegengesetzt zur Stange reagiert. Darüber hinaus kann eine ausreichende relative Bewegung beider Aufhängungseckenbaugruppen in Aufwärtsrichtung bezogen auf die Karosserie die Stange relativ zu der Karosserie drehen, um zu bewirken, dass die Karosserie-Lastreaktionskomponente entgegengesetzt zur Stange reagiert. Die Stange und die Karosserie-Lastreaktionskomponente tragen somit zusammen dazu bei, Änderungen in der Bodenfreiheit des Fahrzeugs zu regeln, indem sie gegen eine vertikale Bewegung der Fahrzeugkarosserie Widerstand leisten.
Jede der Eckenbaugruppen kann einen Eckeneinfederungsanschlag aufweisen. Bei solchen Ausführungsformen sind die Stange und die Karosserie-Lastreaktionskomponente derart ausgebildet, dass die Karosserie-Lastreaktionskomponente in Eingriff gelangt, um vor einer Kompression der Eckeneinfederungsanschläge auf eine abwärts gerichtete Karosseriekraft zu reagieren, wenn sich die Stange unter einer ausreichenden abwärts gerichteten Kraft an der Karosserie relativ zu der Karosserie dreht. Zusätzlich können die Stange und die Karosserie-Lastreaktionskomponente derart ausgebildet sein, dass die Karosserie-Lastreaktionskomponente durch einen zentralen Abschnitt der Stange zusammengedrückt wird. Diese Ausrichtung der Karosserie-Lastreaktionskomponente relativ zu der Stange ermöglicht, dass die Karosserie-Lastreaktionskomponente eine Belastung durch die Stange vermeidet, wenn die Stange verdreht wird, da sich die Enden der Stangen in entgegengesetzte Richtungen bewegen, wie beispielsweise während eines einzelnen Radbewegungsereignisses, und dass sie eine Belastung durch die Stange während einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs vermeidet. Daher muss die hinzugefügte Karosserie-Lastreaktionskomponente die Federkonstante nicht beeinflussen, die jeweils durch die Eckenaufhängungsbaugruppen bei einzelnen Radbewegungsereignissen ausgeübt wird.
Bei einer Ausführungsform ist die Karosserie-Lastreaktionskomponente an der Fahrzeugkarosserie angebracht, und die Stange weist einen nichtlinearen zentralen Abschnitt zwischen Befestigungsorten an der Fahrzeugkarosserie auf. Der nichtlineare zentrale Abschnitt ist ausgebildet, um eine Karosseriebelastung auf die Karosserie-Lastreaktionskomponente zu übertragen, wenn sich die Stange dreht. Der nichtlineare zentrale Abschnitt umfasst gebogene Abschnitte mit einem geraden Abschnitt zwischen den gebogenen Abschnitten. Bei einer anderen Ausführungsform weist der nichtlineare zentrale Abschnitt einen geraden Abschnitt mit einer Erweiterung auf, die sich von diesem erstreckt. Bei dieser Ausführungsform ist die Karosserie-Lastreaktionskomponente an dem Erweiterungsabschnitt der Stange angebracht. Bei einer noch anderen Ausführungsform ist eine zweite Karosserie-Lastreaktionskomponente mit der Karosserie und/oder der Stange für eine Bewegung mit diesen funktional verbindbar. Die zweite Karosserie-Lastreaktionskomponente ist ausgebildet, um in Eingriff zu gelangen, wenn sich die Stange relativ zu der Karosserie in einer Richtung entgegengesetzt zu einer Drehrichtung der Stange, bei welcher die erste Karosserie-Lastreaktionskomponente in Eingriff gelangt, ausreichend dreht. Die zweite Karosserie-Lastreaktionskomponente wirkt somit als ein Ausfederungsanschlag.
Bei einer beliebigen der verschiedenen Ausführungsformen kann die Bodenfreiheit ebenso aktiv variiert werden, indem die Position der Karosserie-Lastreaktionskomponente relativ zu der Stange eingestellt wird. Beispielsweise kann die Karosserie-Lastreaktionskomponente ein Kraftaktuator sein. Der Aktuator kann an der Fahrzeugkarosserie funktional anbringbar sein. Der Controller kann mit dem Aktuator funktional verbunden und ausgebildet sein, um den Aktuator zu aktivieren, um auf Karosseriekräfte zur aktiven Steuerung der Bodenfreiheit zu reagieren. Eine statische Steuerung der Bodenfreiheit kann durch eine Auswahl der Position oder der Höhe der Karosserie-Lastreaktionskomponente erreicht werden.
Die vorstehenden Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehren werden leicht anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der besten Weisen zum Ausführen der vorliegenden Lehren ersichtlich, wenn die Beschreibung mit den begleitenden Zeichnungen in Verbindung gebracht wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Perspektivdarstellung eines Abschnitts einer ersten Ausführungsform eines Fahrzeugs mit einer ersten Ausführungsform eines Aufhängungssystems, das eine erste Ausführungsform einer Aufhängungsvorrichtung aufweist.
2 ist eine schematische Seitenansichtsdarstellung eines Abschnitts des Aufhängungssystems von 1 und zeigt eine Stange, die an der Fahrzeugkarosserie angebracht und von einer ersten Ausführungsform einer Karosserie-Lastreaktionskomponente beabstandet ist, die ein Federstoßfänger ist, der an der Fahrzeugkarosserie angebracht ist.
3 ist eine schematische Seitenansichtsdarstellung eines Abschnitts des Aufhängungssystems von 1 und 2 und zeigt die Stange, die sich dreht, um die Karosserie-Lastreaktionskomponente zusammenzudrücken.
4 ist eine schematische Seitenansichtsdarstellung eines Abschnitts des Aufhängungssystems von 1–3 und zeigt, dass sich die Stange verdreht und von dem Federstoßfänger beabstandet bleibt.
5 ist eine schematische Perspektivdarstellung eines Abschnitts einer zweiten Ausführungsform eines Fahrzeugs mit einer zweiten Ausführungsform eines Aufhängungssystems, das eine zweite Ausführungsform einer Aufhängungsvorrichtung aufweist.
6 ist eine schematische Seitenansichtsdarstellung des Aufhängungssystems von 5 und zeigt eine Stange, die an der Fahrzeugkarosserie angebracht ist, und das Aufhängungssystem mit einer zweiten Ausführungsform einer Karosserie-Lastreaktionskomponente, die ein Federstoßfänger ist, der an der Stange angebracht und von der Fahrzeugkarosserie beabstandet ist, und die in gestrichelten Linien in die Karosserie hinein zusammengedrückt gezeigt ist, wenn sich die Stange relativ zu der Karosserie dreht.
7 ist eine schematische Seitenansichtsdarstellung eines Abschnitts einer dritten Ausführungsform eines Aufhängungssystems, das eine Aufhängungsvorrichtung mit einer dritten Ausführungsform einer Karosserie-Lastreaktionskomponente aufweist, die ein aktiv gesteuerter Aktuator ist, und sie zeigt in gestrichelten Linien die relativ zu der Fahrzeugkarosserie in eine zweite Position bewegte Stange.
8 ist eine schematische Perspektivdarstellung eines Abschnitts einer vierten Ausführungsform eines Fahrzeugs mit einer vierten Ausführungsform eines Aufhängungssystems, das eine vierte Ausführungsform einer Aufhängungsvorrichtung aufweist.
9 ist eine schematische Darstellung in einer Draufsicht des Aufhängungssystems von 8.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszeichen überall in den verschiedenen Ansichten auf gleiche Komponenten beziehen, zeigt 1 einen Teil eines Fahrzeugs 10, das eine Fahrzeugkarosserie 12 und ein Aufhängungssystem 14 aufweist. Die Fahrzeugkarosserie 12 ist als ein Abschnitt eines Unterrahmens gezeigt. Wie hierin verwendet, kann eine ”Fahrzeugkarosserie” eine beliebige Komponente der gefederten Masse des Fahrzeugs 10 sein, die ein Karosserieelement, ein Rahmenelement, ein Unterrahmenelement oder eine beliebige Last tragende Komponente umfasst, die durch das Aufhängungssystem 14 getragen wird.
Das gezeigte Aufhängungssystem 14 ist ein vorderes Aufhängungssystem und umfasst eine fahrerseitige Aufhängungseckenbaugruppe 16A und eine beifahrerseitige Aufhängungseckenbaugruppe 16B. Die Aufhängungseckenbaugruppen 16A, 16B umfassen Komponenten, welche die Fahrzeugkarosserie 12 und das Lenksystem des Fahrzeugs (nicht gezeigt) mit einer fahrerseitigen Reifen- und Radbaugruppe 18A bzw. einer beifahrerseitigen Reifen- und Radbaugruppe 18B verbinden, die beide in Durchsicht gezeigt sind. Jede Aufhängungseckenbaugruppe 16A, 16B ist ausgebildet, um eine Dämpfung zwischen der ungefederten Masse des Fahrzeugs 10 und den Straßenlastkräften zu schaffen, die auf die entsprechenden Reifen- und Radbaugruppen 18A, 18B wirken, wie Fachleute verstehen werden.
Das Aufhängungssystem 14 umfasst auch eine Aufhängungsvorrichtung 20 mit einer Stange 22 und einer Karosserie-Lastreaktionskomponente 24. Die Stange 22 weist ein erstes und ein zweites Ende 26A, 26B auf. Das erste Ende 26A ist funktional mit der Aufhängungseckenbaugruppe 16A verbunden, und das zweite Ende 26B ist funktional mit der Aufhängungseckenbaugruppe 16B verbunden. Spezieller sind die Enden 26A, 26B mittels Endverbindungen 28A, 28B mit unteren Querlenkern 30A, 30B verbunden. Die Stange 22 erstreckt sich somit in Querrichtung zwischen den Aufhängungseckenbaugruppen 16A, 16B. Dies ermöglicht, dass die Stange 22 während einer Querbeschleunigung für eine Verteilung von Querlasten an den Reifen sorgt, wie sie beispielsweise bei einer Kurvenfahrt auftreten können.
Ein erstes und ein zweites Befestigungsmerkmal 32A, 32B, wie beispielsweise Buchsen, sind an der Karosserie 12 an einem ersten und an einem zweiten Befestigungsort 34A, 34B befestigt, die sich in Querrichtung zwischen den Aufhängungseckenbaugruppen 16A, 16B befinden. Die Stange 22 ist an den Befestigungsorten 34A, 34B um eine Achse 36 drehbar. Die Karosserie-Lastreaktionskomponente 24 ist an der Karosserie 12 für eine Bewegung mit dieser befestigt. Mit anderen Worten ist ein Ende der Karosserie-Lastreaktionskomponente 24 an der Karosserie 12 befestigt. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Karosserie-Lastreaktionskomponente 24 ein nichtlinearer Stoßfänger, wie beispielsweise ein Federstoßfänger, der eine nichtlineare Federkonstante liefert, wenn er zusammengedrückt wird. Die Karosserie-Lastreaktionskomponente 24 kann auch als ein Federstoßfänger, ein Einfederungsanschlag oder ein Stoßfängeranschlag bezeichnet werden.
Die Stange 22 ist ausgebildet, um die Karosserie-Lastreaktionskomponente 24 zwischen der Stange 22 und der Karosserie 12 zusammenzudrücken, wenn sich die Stange 22 relativ zu der Karosserie 12 ausreichend dreht. Die Kompression der Karosserie-Lastreaktionskomponente 24 schränkt eine weitere vertikale Verschiebung der Karosserie 12 ein und nimmt zumindest einen Teil der Energie der Stange 22 und der Karosserie 12 auf. Wenn beispielsweise eine abwärts gerichtete Kraft F, die in 3 gezeigt ist, auf die Karosserie 12 ausgeübt wird, beispielsweise aufgrund einer erhöhten Last in dem Fahrzeug 10 oder aufgrund einer abwärts gerichteten aerodynamischen Kraft an dem Fahrzeug 10, dreht sich die Stange 22 relativ zu der Karosserie 12 in einer Drehrichtung R1 um eine Achse 36, die sich durch die Befestigungsmerkmale 32A, 32B erstreckt. Beispielsweise dreht sich die Stange von einer ersten Position 22A, die in 2 gezeigt ist, zu einer zweiten Position 22B, die in 3 gezeigt ist. Die Stange 22 dreht sich, da sie an den Befestigungsorten 34A, 34B relativ zu ihren Enden 26A, 26B abwärts gedrückt wird. Wenn sich die Stange 22 in der ersten Position 22A befindet, ist die Karosserie-Lastreaktionskomponente 24 von der Stange 22 beabstandet (d. h., dass sie frei von einem Kontakt mit dieser ist).
Ein zentraler Abschnitt 38 der Stange 22 erstreckt sich von zwei relativ geraden Abschnitten 40A, 40B an den Befestigungsorten 34A, 34B und umfasst zwei Biegungen 42A, 42B zwischen den geraden Abschnitten 40A, 40B und einem relativ geraden Zwischenabschnitt 39, der ausgebildet ist, um die Karosserie-Lastreaktionskomponente 24 zusammenzudrücken. Aufgrund dieser Form wird die Stange 22 als eine ”Y”-Stange bezeichnet. Wenn sich die Stange 22 relativ zu der Karosserie 12 dreht, wirkt der zentrale Abschnitt 24 daher wie ein Hebel, um die Karosserie-Lastreaktionskomponente 24 zusammenzudrücken. Die Stange 22 und die Karosserie-Lastreaktionskomponente 24 sind derart ausgebildet, dass eine Kompression unter einer Kraft F auftritt, die größer als ein vorbestimmter Betrag oder gleich diesem ist. Die gemeinsame Bewegung der Reifen- und Radbaugruppen 18A, 18B relativ zu der Karosserie 12 bewirkt auch, dass sich die Stange 22 dreht, um die Karosserie-Lastreaktionskomponente 24 auf die gleiche Weise zusammenzudrücken. Beispielsweise bewirken im Wesentlichen gleiche Kräfte U1, U2, die in Aufwärtsrichtung auf die Reifen- und Radbaugruppen 18A, 18B wirken (wie es in 1 gezeigt ist), die Drehbewegung der Stange 22.
Jede Aufhängungseckenbaugruppe 16A, 16B weist jeweils einen Stoßdämpfer 48 mit einer Strebe 50, die sich in einem Strebengehäuse 51 bewegt, eine Schraubenfeder 52 und einen Eckeneinfederungsanschlag 54 an einer oberen Befestigungsseite 56 der Feder 52 auf. In 1 und 2 ist eine Staubabdeckung 58, die an den Aufhängungseckenbaugruppen 16A, 16B von 5–6 und 8–9 gezeigt ist, von jeder Aufhängungseckenbaugruppe 16A, 16B entfernt, so dass die Eckeneinfederungsanschläge 54 teilweise sichtbar sind. Der Eckeneinfederungsanschlag 54 der Eckenaufhängungsbaugruppe 16A ist mit dem Eckeneinfederungsanschlag 54 der Eckenaufhängungsbaugruppe 16B im Wesentlichen identisch. Eine abwärts gerichtete Kraft F an der Karosserie 12 von zumindest dem vorbestimmten Betrag oder ausreichend große aufwärts gerichtete Kräfte U1, U2 an den Reifen- und Radbaugruppen 18A, 18B bewirken eine ausreichende Drehung an der Stange 22 in der Richtung R1, um die Karosserie-Lastreaktionskomponente 24 in Eingriff zu bringen. Wenn die abwärts gerichtete Kraft F oder die aufwärts gerichteten Kräfte U1, U2 groß genug sind (d. h. um einen gewissen vorbestimmten Betrag größer als der vorbestimmte Betrag, der einen Eingriff der Karosserie-Lastreaktionskomponente 24 bewirkt), tritt auch eine Kompression der Eckeneinfederungsanschläge 54 auf, nachdem die Karosserie-Lastreaktionskomponente 24 zusammengedrückt ist (d. h. sich im Eingriff befindet). Die Wechselwirkung der Stange 22 mit der Karosserie-Lastreaktionskomponente 24 auf diese Weise ermöglicht, dass die Federkonstante der Karosserie-Lastreaktionskomponente 24 derart ausgewählt wird, dass eine konsistente Übertragungsverteilung von Querlasten an den Reifen geschaffen wird, während ermöglicht wird, dass relative weiche Eckenaufhängungsbaugruppen 16A, 16B verwendet werden, wenn dies gewünscht ist.
Dementsprechend erfolgt eine ”Drehung” der Stange 22, wenn eine Bewegung der gesamten Stange 22 um die Achse 36 an beiden Befestigungsorten 34A, 34B vorliegt. Das Hinzufügen der Karosserie-Lastreaktionskomponente 24 in Kombination mit der Stange 22 und deren zentralem Abschnitt 38, der zum Zusammendrücken der Karosserie-Lastreaktionskomponente 24 ausgebildet ist, ermöglicht daher, dass die Karosserie-Lastreaktionskomponente 24 Änderungen in der Bodenfreiheit H bewirkt (in der relativen vertikalen Position eines vorbestimmten Abschnitts der Karosserie 12 (wie beispielsweise der Unterseite der Karosserie 12) bezüglich einer niedrigsten Ausdehnung beider Reifen- und Radbaugruppen 18A, 18B).
Umgekehrt ist eine ”Verdrehung” der Stange 22 eine relative Bewegung zwischen den zwei Enden 26A, 26B, wie sie bei einem einzelnen Radereignis auftreten kann, wenn sich eine Reifen- und Radbaugruppe 18A, 18B relativ zu der anderen Reifen- und Radbaugruppe 18A, 18B in einer vertikalen Richtung bewegt. In 4 ist eine Aufwärtsbewegung des ersten Endes 26A durch den Pfeil A1 gezeigt und eine Abwärtsbewegung des zweiten Endes 26B durch den Pfeil A2 gezeigt, was die relative Bewegung der Reifen- und Radbaugruppe 18A in Aufwärtsrichtung angibt. Wie es in 4 dargestellt ist, bewirken einzelne, eine Verdrehung der Stange 22 bewirkende Straßenereignisse nicht, dass die Stange 22 die Karosserie-Lastreaktionskomponente 24 zusammendrückt, oder sie bewirken bestenfalls eine minimale Kompression der Karosserie-Lastreaktionskomponente 24. Mit anderen Worten ist die Karosserie-Lastreaktionskomponente 24 frei von einem Kontakt mit der Stange 22, oder sie weist einen minimalen Kontakt mit der Stange 22 mit einer lediglich minimalen Kompression auf, was von der Größe der Karosserie-Lastreaktionskomponente 24 abhängt. Dies liegt daran, dass bei einem einzelnen Radereignis lediglich ein Teil des Betrags der vertikalen Bewegung an einer einzelnen der Reifen- und Radbaugruppen 18A, 18B an dem zentralen Abschnitt 38 der Stange 22 wahrgenommen wird. Stattdessen beeinflusst die Federkonstante der Aufhängungseckenbaugruppe 16A oder 16B an der Reifen- und Radbaugruppe 18A oder 18B, die in das einzelne Radereignis eingebunden ist, eine Bewegung der einzelnen Reifen- und Radbaugruppe. Dementsprechend ermöglicht die Aufhängungsvorrichtung 20 mit der Stange 22 und der Karosserie-Lastreaktionskomponente 24, wie sie beschrieben sind, dass eine Federkonstante der Karosserie-Lastreaktionskomponente 24 eine nichtlineare Federkonstante zum Steuern der Bodenfreiheit ist. Die Federkonstante der Eckenaufhängungsbaugruppen 16A, 16B kann von der Federkonstante der Karosserie-Lastreaktionskomponente 24 verschieden sein und muss nicht ausgebildet sein, um die Bodenfreiheit zu beeinflussen; die Eckenaufhängungsbaugruppen 16A, 16B können daher mit möglicherweise weicheren und bequemeren Federkonstanten für einzelne Radereignisse ausgebildet sein.
Die Stange 22 und die Karosserie-Lastreaktionskomponente 24 sind derart ausgebildet, dass eine leichte Verschiebung der gefederten Masse um eine Längsachse, wie beispielsweise bei einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs, keine Kompression der Karosserie-Lastreaktionskomponente 24 bewirkt. Während eines Kurvenfahrtereignisses kann die gefederte Masse des Fahrzeugs 10 leicht um eine Längsachse (nicht gezeigt, aber rechtwinklig zu der Achse 36) verschoben werden, was bewirkt, dass sich eine Reifen- und Radbaugruppe 16A oder 16B um einen im Wesentlichen gleichen Betrag von der Fahrzeugkarosserie 12 wegbewegt, wie sich die andere Reifen- und Radbaugruppe 16A oder 16B näher zu der Fahrzeugkarosserie 12 hin bewegt, wobei keine Verschiebung des zentralen Abschnitts 38 relativ zu der Fahrzeugkarosserie 12 auftritt.
5 und 6 zeigen ein Fahrzeug 100 mit einer anderen Ausführungsform eines Aufhängungssystems 114 und einer Aufhängungsvorrichtung 120. Identische Bezugszeichen werden für Komponenten verwendet, die mit denjenigen identisch sind, die unter Bezugnahme auf die Ausführungsform von 1–4 beschrieben sind, und die Beschreibung solcher Komponenten bezogen auf 1–4 gilt für die gleichen Komponenten in 5–6. Die Aufhängungsvorrichtung 120 weist eine Stange 122 auf. Die Stange 122 weist einen nichtlinearen zentralen Abschnitt 138 zwischen den Befestigungsmerkmalen 32A, 32B auf. Der nichtlineare zentrale Abschnitt 138 umfasst einen geraden Abschnitt 140, der einen Erweiterungsabschnitt 139 aufweist, der sich von dem geraden Abschnitt 140 in Abwärtsrichtung erstreckt. Aufgrund dieser Form kann die Stange 122 als eine ”Y”-Stange bezeichnet werden. Die Karosserie-Lastreaktionskomponente 24 ist an dem Erweiterungsabschnitt 139 der Stange 122 angebracht. Wenn eine abwärts gerichtete Kraft F auf die Karosserie 12 ausgeübt wird, so dass sich die Stange 122 dreht, wie es durch den Pfeil R1 in 6 in einer gestrichelten Linie angegeben ist, bewegt sich der Erweiterungsabschnitt 139 zu der gedrehten Position 139A, wodurch sich die Karosserie-Lastreaktionskomponente 24 zu der zusammengedrückten Position 24A bewegt, in welcher die Karosserie-Lastreaktionskomponente 24 zwischen dem Erweiterungsabschnitt 139 und der Karosserie 12 zusammengedrückt ist. Aufgrund der Anordnung der Karosserie-Lastreaktionskomponente 24 an einem zentralen Abschnitt 138 der Stange 122 ist die Aufhängungsvorrichtung 120 ebenso derart ausgebildet, dass eine minimale oder keine Kompression der Karosserie-Lastreaktionskomponente 24 während einzelner Radereignisse oder während einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs erfolgt, wie unter Bezugnahme auf 1–4 diskutiert wurde.
7 zeigt eine Aufhängungsvorrichtung 120A, die eine Stange 122A aufweist, die mit der Stange 122 von 5 und 6 identisch ist, außer dass ein Erweiterungsabschnitt 139B, der sich von dem geraden Abschnitt 140 erstreckt, ausgebildet ist, um eine Schwenkverbindung 141 an einem Ende 142 eines Kraftaktuators 180 verschwenkbar anzubringen. Die Stange 122A kann als eine ”Y-Stange” bezeichnet werden. Der Kraftaktuator 180 ist eine Karosserie-Lastreaktionskomponente und weist ein anderes Ende 143 auf, das an einer Schwenkverbindung 144 an der Fahrzeugkarosserie 12 verschwenkbar angebracht ist. Die Karosserie 12 weist einen Hohlraum 189 auf, in dem der Aktuator 180 untergebracht ist, und die Schwenkverbindung 144 befindet sich an einer Wand 190 der Karosserie 12 an einem Ende des Hohlraums 189.
Der Aktuator 180 ist ausgebildet, um durch ein beliebiges geeignetes Mittel betätigt zu werden, beispielsweise hydraulisch oder elektrisch unter der Steuerung eines Controllers (C) 184. Beispielsweise werden der Betrag der Drehung (falls diese vorhanden ist) der Stange 122A um die Achse 36, beispielsweise zu einer zweiten Position 122B, die in gestrichelten Linien gezeigt ist, aufgrund von abwärts gerichteten Kräften an der Fahrzeugkarosserie 12, und die damit verbundene Änderung in der Bodenfreiheit der Fahrzeugkarosserie 12 durch die Reaktionskraft gesteuert, die durch den Aktuator 180 geliefert wird. Der Aktuator 180 weist einen Körper 186 und einen ausfahrbaren Kolben 188 auf, der relativ zu dem Körper 186 steuerbar linear bewegbar ist. Bei einer Ausführungsform, bei welcher der Aktuator 180 ein hydraulischer Aktuator ist und hydraulisch betätigt wird, weist der Körper 186 eine innere Hydraulikkammer auf, und der Controller 184 steuert den Hydraulikdruck in der Kammer, um die Bewegung der Stange 122A auf eine ähnliche Weise zu steuern wie bei einer steuerbaren hydraulischen Strebe. Bei einer Ausführungsform, bei welcher der Kraftaktautor 180 elektrisch aktiviert wird, kann der Körper 186 einen Elektromagnet oder einen Elektromotor umfassen, der den Kolben 188 bewegt, wenn elektrische Energie unter der Steuerung des Controllers 184 von einer Batterie (nicht gezeigt) geliefert wird. Fachleute werden leicht einsehen, dass verschiedene geeignete steuerbare Aktuatoren verwendet werden können. Die Betätigung des Aktuators 180 auf diese Weise wird als ein Eingriff des Aktuators 180 bezeichnet. Der Aktuator 180 ermöglicht daher eine aktive Steuerung der Bodenfreiheit des Fahrzeugs. Obgleich lediglich ein nahes Ende 26B auf einer Seite der Stange 122A in 7 gezeigt ist, bewegt sich das nahe Ende 26A auf der anderen Seite der Stange zu einer ähnlichen Position wie das nahe Ende 26B der einen Seite, wenn der Aktuator 180 betätigt wird, und die Stange 122A wird nicht verdreht.
8 und 9 zeigen ein Fahrzeug 200 mit einer anderen Ausführungsform eines Aufhängungssystems 214 und einer Aufhängungsvorrichtung 220. Identische Bezugszeichen werden für Komponenten verwendet, die mit denjenigen identisch sind, die unter Bezugnahme auf 1–4 beschrieben sind, und die Beschreibung solcher Komponenten unter Bezugnahme auf 1–4 gilt für die gleichen Komponenten in 8–9. Die Aufhängungsvorrichtung 220 umfasst eine Stange 222. Die Stange 222 weist einen nichtlinearen zentralen Abschnitt 238 zwischen den Befestigungsmerkmalen 32A, 32B auf. Der nichtlineare zentrale Abschnitt 238 umfasst einen geraden Abschnitt 240, der einen Erweiterungsabschnitt 239 aufweist, der sich von dem geraden Abschnitt 240 abwärts erstreckt. Eine erste Karosserie-Lastreaktionskomponente 24 ist an einer ersten Seite 260 des Erweiterungsabschnitts 239 der Stange 222 angebracht. Die erste Seite 260 ist im Wesentlichen in Rückwärtsrichtung in dem Fahrzeug 200 ausgerichtet, wenn sich die Stange 222 in der ersten Position befindet, wie es in 8 gezeigt ist. Eine zweite Karosserie-Lastreaktionskomponente 224 ist an einer zweiten Seite 262 des Erweiterungsabschnitts 239 der Stange 222 angebracht. Die zweite Seite 262 ist im Wesentlichen in Vorwärtsrichtung in dem Fahrzeug 200 ausgerichtet, wenn sich die Stange 222 in der Position befindet, die in 8 gezeigt ist. Bei der gezeigten Ausführungsform sind sowohl die erste als auch die zweite Karosserie-Lastreaktionskomponente 24, 224 nichtlineare Federstoßfänger. Bei anderen Ausführungsformen können eine oder beide der Karosserie-Lastreaktionskomponenten 24, 224 ein Federstoßfänger sein, der einen nichtlinearen Federstoßfänger, einen Stoßfängeranschlag oder einen aktiv gesteuerten Kraftaktuator umfasst.
Eine Fahrzeugkarosserie 212 ist mit einem Abschnitt 264 hinter der ersten Karosserie-Lastreaktionskomponente 24 angeordnet, ähnlich wie die Karosserie 12 in 5. Die Karosserie 212 weist auch einen Abschnitt 266 auf, der im Wesentlichen vor der zweiten Karosserie-Lastreaktionskomponente 224 positioniert ist. In 8 und 9 ist die Karosserie 212 als eine einheitliche Komponente gezeigt, die einen Hohlraum 268 bildet. Die Stange 222 ist derart ausgebildet, dass der Erweiterungsabschnitt 239 mit den Stoßfängern 24, 224 in dem Hohlraum 268 positioniert ist. Die Karosserie 212 ist nicht auf diese Konfiguration beschränkt, und sie kann auf eine beliebige Weise ausgebildet sein, so dass sich ein Abschnitt der Karosserie 212 hinter der ersten Karosserie-Lastreaktionskomponente 224 befindet und sich ein Abschnitt vor der zweiten Karosserie-Lastreaktionskomponente 24 befindet. Es können separate Komponenten der Fahrzeugkarosserie den vorderen und den hinteren Abschnitt bereitstellen.
Wenn die abwärts gerichtete Kraft F auf die Karosserie 212 ausgeübt wird, so dass sich die Stange 222 in der Richtung des Pfeils R1 von 8 dreht, bewegt sich der Erweiterungsabschnitt 239 in Richtung des hinteren Abschnitts 264 der Karosserie 212, wodurch die erste Karosserie-Lastreaktionskomponente 24 in eine komprimierte Position bewegt wird, in der die erste Karosserie-Lastreaktionskomponente 24 eine Reaktionskraft liefert, indem sie beispielsweise zwischen dem Erweiterungsabschnitt 239 und dem Abschnitt 264 der Karosserie 212 zusammengedrückt wird. Wenn die Kraft F entfernt wird und/oder wenn sich beide Reifen- und Radbaugruppen 18A, 18B relativ zu der Karosserie 212 abwärts bewegen, neigt die Karosserie 212 zum ”ausfedern”, was bewirkt, dass sich die Stange 222 relativ zu der Karosserie 212 in der entgegengesetzten Richtung R2 dreht. Dies bewirkt, dass sich der Erweiterungsabschnitt 239 in Richtung des Abschnitts 266 der Karosserie 212 bewegt, wenn sich die Stange 222 in der Richtung R2 dreht. Dadurch wird bewirkt, dass die zweite Karosserie-Lastreaktionskomponente 224 eine Reaktionskraft liefert, indem sie beispielsweise zwischen dem Erweiterungsabschnitt 239 und dem vorderen Abschnitt 266 der Karosserie 212 zusammengedrückt wird. Aufgrund der Anordnung der Karosserie-Lastreaktionskomponenten 24, 224 an dem zentralen Abschnitt 238 der Stange 222 ist die Aufhängungsvorrichtung 220 auch derart ausgebildet, dass eine minimale oder keine Reaktionskraft der Karosserie-Lastreaktionskomponenten 24, 224 während einzelner Radereignisse oder während einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs vorhanden ist, wie unter Bezugnahme auf 1–4 erläutert wurde. Wenn die Karosserie-Lastreaktionskomponenten 24, 224 beispielsweise Federstoßfänger sind, wie in 8 und 9, sind sie ausgebildet, um während einzelner Radereignisse im Wesentlichen frei von einem Kontakt mit der Stange 222 zu sein.
Alternativ können die Karosserie-Lastreaktionskomponente 24 oder 224 und die Stange 22, 122, 122A oder 222 bei einer beliebigen der Ausführungsformen derart ausgebildet sein, dass die Ausrichtung der Karosserie-Lastreaktionskomponente 24 manuell variiert werden kann, um eine statische Steuerung der Bodenfreiheit zu schaffen. Beispielsweise kann die Karosserie-Lastreaktionskomponente 24 an verschiedenen Befestigungspositionen an der Stange 22, 122 oder 222 anbringbar sein, um den Betrag der Drehung der Stange 22 oder 122 zu verändern, der zum Zusammendrücken der Karosserie-Lastreaktionskomponente 24 erforderlich ist.
Obgleich die besten Weisen zum Ausführen der vielen Aspekte der vorliegenden Lehren im Detail beschrieben wurden, werden Fachleute, die diese Lehren betrifft, verschiedene alternative Aspekte zum Ausüben der vorliegenden Lehren erkennen, welche innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche liegen.

Claims

Aufhängungsvorrichtung für ein Fahrzeug; wobei das Fahrzeug eine Karosserie, eine fahrerseitige Aufhängungseckenbaugruppe und eine beifahrerseitige Aufhängungseckenbaugruppe aufweist, wobei die Aufhängungsvorrichtung umfasst: eine Stange, die mit den Aufhängungseckenbaugruppen funktional verbindbar ist, um sich zwischen diesen zu erstrecken, und die an der Karosserie zwischen den Aufhängungseckenbaugruppen drehbar anbringbar ist; eine Karosserie-Lastreaktionskomponente, die mit der Karosserie und/oder mit der Stange für eine Bewegung mit diesen funktional verbindbar ist; wobei die Karosserie-Lastreaktionskomponente in Eingriff gelangt, um eine Reaktionskraft an der Karosserie zu liefern, wenn sich die Stange relativ zu der Karosserie ausreichend dreht, so dass die Karosserie-Lastreaktionskomponente eine vertikale Verschiebung der Karosserie regelt.
Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Karosserie-Lastreaktionskomponente ein Federstoßfänger ist; und wobei die Stange ausgebildet ist, um sich relativ zu der Karosserie zu drehen, wenn eine ausreichende abwärts gerichtete Kraft auf die Karosserie wirkt, um dadurch zu bewirken, dass die Stange den Federstoßfänger zwischen der Karosserie und der Stange zusammendrückt.
Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Stange ausgebildet ist, um sich relativ zu der Karosserie zu drehen, wenn sich beide Aufhängungseckenbaugruppen relativ zu der Karosserie ausreichend aufwärts bewegen, um dadurch zu bewirken, dass die Karosserie-Lastreaktionskomponente eine Reaktionskraft an der Karosserie liefert.
Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Stange einen zentralen Abschnitt aufweist; wobei die Stange und die Karosserie-Lastreaktionskomponente derart ausgebildet sind, dass die Karosserie-Lastreaktionskomponente eine Reaktionskraft gegen den zentralen Abschnitt liefert, wenn sich die Stange relativ zu der Karosserie ausreichend dreht; und wobei die Stange und die Karosserie-Lastreaktionskomponente derart ausgebildet sind, dass die Karosserie-Lastreaktionskomponente im Wesentlichen frei von einer Belastung bleibt, wenn sich Enden der Stange in entgegengesetzte Richtungen bewegen.
Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Stange an einem ersten und an einem zweiten Befestigungsort drehbar an der Karosserie anbringbar ist; und wobei die Karosserie-Lastreaktionskomponente mit einem Abschnitt der Stange in Eingriff gelangt, der sich in Querrichtung zwischen dem ersten und dem zweiten Befestigungsort befindet.
Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Karosserie-Lastreaktionskomponente ein Federstoßfänger ist, der an der Karosserie anbringbar ist; wobei die Stange einen nichtlinearen zentralen Abschnitt zwischen den Befestigungsorten aufweist; wobei der nichtlineare zentrale Abschnitt einen geraden Abschnitt zwischen zwei gebogenen Abschnitten umfasst; wobei der gerade Abschnitt die Karosserie-Lastreaktionskomponente zusammendrückt, wenn sich die Stange dreht, wodurch der nichtlineare zentrale Abschnitt der Stange als ein Hebel wirkt, um die Karosserie-Lastreaktionskomponente zusammenzudrücken, wenn sich die Stange dreht.
Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Karosserie-Lastreaktionskomponente an der Stange angebracht ist.
Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Stange einen nichtlinearen zentralen Abschnitt zwischen den Befestigungsorten aufweist; wobei der nichtlineare zentrale Abschnitt einen geraden Abschnitt und einen Erweiterungsabschnitt umfasst, der sich von dem geraden Abschnitt erstreckt; und wobei die Karosserie-Lastreaktionskomponente an dem Erweiterungsabschnitt angebracht ist und durch diesen in Eingriff gelangt, wodurch der nichtlineare zentrale Abschnitt als ein Hebel wirkt, um die Karosserie-Lastreaktionskomponente in Eingriff zu bringen, wenn sich die Stange dreht.
Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Karosserie-Lastreaktionskomponente ein Aktuator ist, der verschwenkbar an der Stange und der Fahrzeugkarosserie angebracht ist; wobei ein Controller funktional mit dem Aktuator verbunden ist; und wobei der Controller ausgebildet ist, um den Aktuator zum Liefern einer Reaktionskraft auf Fahrzeugkarosserielasten zu aktivieren, wodurch die Bewegung der Stange relativ zu der Fahrzeugkarosserie gesteuert wird, um eine Bodenfreiheit aktiv zu steuern.
Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Karosserie-Lastreaktionskomponente eine erste Karosserie-Lastreaktionskomponente ist; und ferner umfassend: eine zweite Karosserie-Lastreaktionskomponente, die mit der Karosserie und/oder der Stange für eine Bewegung mit diesen funktional verbindbar ist; wobei die Stange ausgebildet ist, um die zweite Karosserie-Lastreaktionskomponente in Eingriff zu bringen, wenn sich die Stange relativ zu der Karosserie ausreichend in einer Richtung entgegengesetzt zu einer Drehrichtung der Stange dreht, die einen Eingriff der ersten Karosserie-Lastreaktionskomponente bewirkt.