DE19500869A1 - Fahrzeug-Rollsteuersystem - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rollsteuersystem für ein Kraftfahrzeug.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Rollsteuer­ system zur Verfügung zu stellen, das nur aktiv ist, wenn ein oder mehrere überwachte Fahrzeugzustände anzeigen, daß Roll­ steuerung erforderlich ist.

Zu diesem Zweck umfaßt ein Rollsteuersystem gemäß der vor­ liegenden Erfindung für ein Fahrzeug mit einem Paar von Rädern, von denen jedes drehbar auf einer Achse angeordnet ist, einen Torsionsstab, einen ersten Arm, der sich im wesentlichen senkrecht zum Torsionsstab erstreckt, wobei der erste Arm an einem Ende fest an dem Torsionsstab befestigt ist und am anderen Ende mit einer der Achsen verbunden werden kann, einen zweiten Arm, der sich im wesentlichen senkrecht zum Torsionsstab erstreckt, wobei der zweite Arm an einem Ende drehbar an dem Torsionsstab montiert ist und an dem anderen Ende mit der anderen Achse verbunden werden kann, und einem Drehsteuermittel, das eine Verbindung zwi­ schen dem zweiten Arm und dem Torsionsstab herstellt, wobei das Drehsteuermittel bei der Feststellung eines vorbestimm­ ten Fahrzeugzustandes betätigbar ist, um die Drehung des zweiten Armes relativ zum Torsionsstab im wesentlichen zu verhindern oder zu gestatten, wobei das Drehsteuermittel eine Bremsfläche, die am Torsionsstab nahe dem besagten einen Ende des zweiten Armes befestigt ist, und ein Bremsmit­ tel aufweist, das am zweiten Arm montiert und betätigbar ist, um die Bremsfläche reibungsmäßig zu greifen, damit eine Rotation des zweiten Armes relativ zum Torsionsstab im wesentlichen verhindert wird.

Die vorliegende Erfindung wird nun beispielsweise unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeuges mit einer ersten Ausführungsform des Fahrzeug-Rollsteuer­ systems gemäß der vorliegenden Erfindung vorn und hinten am Fahrzeug ist;

Fig. 2 eine Seitenansicht des Fahrzeug-Rollsteuersystems an der Vorderseite des in Fig. 1 gezeigten Fahrzeugs ist;

Fig. 3 eine Seitenansicht des ersten Arms des in Fig. 2 ge­ zeigten Fahrzeug-Rollsteuersystems ist;

Fig. 4 eine Seitenansicht des zweiten Arms ist, wobei der hydraulische Betätiger (gezeigt im Querschnitt) und der Hebelarm des Fahrzeug-Rollsteuersystems in Fig. 2 gezeigt sind;

Fig. 5 ein schematisches Diagramm eines Teils des hydrauli­ schen und elektrischen Steuerkreises des in Fig. 2 gezeigten Fahrzeug-Rollsteuersystems ist; und

Fig. 6 und 7 den Fig. 4 bzw. 2 ähnliche Ansichten einer zweiten Ausführungsform des Fahrzeug-Rollsteuer­ systems gemäß der vorliegenden Erfindung sind.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Fahrzeug 10 mit einem Paar von Vorderrädern 12, von denen jedes drehbar auf einer Achse 14 montiert ist, mit einem Paar von Hinterrädern 16, von denen jedes drehbar auf einer Achse 18 montiert ist und einem jedem Rad zugeordneten Stoßabsorptionssystem 20. Ein Fahr­ zeug-Rollsteuersystem 22 gemäß der vorliegenden Erfindung ist den Vorderrädern 12 und ein Fahrzeug-Rollsteuersystem 24 gemäß der vorliegenden Erfindung ist den Hinterrädern 16 zu­ geordnet. Die Fahrzeug-Rollsteuersysteme 22, 24 sind im wesentlichen die gleichen, jedoch mit Modifikationen, die lediglich gemacht wurden, um eine Anpassung an das Fahrzeug 10 zu erlauben.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 bis 5 mehr im Detail weist das Fahrzeug-Rollsteuersystem 22 für die Vorderseite des Fahr­ zeugs einen Torsionsstab 26, einen ersten Arm 28 und einen zweiten Arm 30, eine durch eine Bremsscheibe 32 definierte Bremsfläche und ein Bremsmittel auf, das teilweise durch einen hydraulisch betätigbaren Bremssattel 34 bestimmt ist.

Der Torsionsstab 26 ist durch ein Paar elastischer Halterun­ gen 36 in konventioneller Art an dem Fahrzeug montiert, um sich längs zwischen den Rädern 12 zu erstrecken. Der erste Arm 28 (Fig. 3) ist an einem Ende 38 durch eine gezahnte Ver­ bindung 40 an dem Torsionsstab 26 fixiert. Das andere Ende 42 des ersten Armes 28 ist mit der Achse 14 eines der Vorder­ räder 12 verbunden. Der zweite Arm 30 (Fig. 4) ist an einem Ende 44 an dem Torsionsstab 26 mittels eines Lagers 46 dreh­ bar montiert. Das andere Ende 48 des zweiten Armes 30 ist mit der Achse 14 des anderen Vorderrades 12 verbunden. Die ersten und zweiten Arme 28, 30 erstrecken sich, wenn das Fahrzeug steht, im wesentlichen parallel zueinander und im wesentlichen senkrecht zum Torsionsstab 26.

Die Bremsscheibe (Rotorscheibe) 32 (Fig. 4) ist im wesent­ lichen ringförmig und in ihrer Mitte 50 an dem Torsionsstab 26 durch eine gezahnte Verbindung 52 im wesentlichen benach­ bart dem Ende 44 des zweiten Armes 30 und dem Lager 46 be­ festigt. Der Bremssattel 34 (Fig. 2) ist an dem zweiten Arm 30 montiert, und ein Brückenteil 54 davon überspannt einen Teil des Umfanges 56 der Bremsscheibe 32. Der Bremssattel 34 umfaßt außerdem ein Gehäuse 58, das eine Fluidkammer 60 be­ stimmt, in der ein Kolben 62 montiert ist, der eine Gleit­ dichtpassung mit dem Gehäuse aufweist, sowie einen Schenkel 64. Wie Fig. 2 zeigt, ist das Gehäuse 56 mit dem einen Ende des Brückenteils 54 und der Schenke 1 64 mit dem anderen Ende des Brückenteils 54 verbunden. Der Bremssattel 34 ist derart an dem zweiten Arm 30 montiert, daß der Bremssattel sich eine begrenzte Strecke auf den zweiten Arm zu und von diesem weg bewegen kann. Die Bremsbacken 65, 67 sind an dem Schen­ kel 64 bzw. an dem Kolben 62 befestigt, so daß ein Reibmate­ rialbelag an jeder Bremsbacke zu den Bremsflächen auf der Bremsscheibe 32 weist.

Die Fluidkammer 60 (siehe Fig. 5) ist durch eine Fluidlei­ tung 66 mit einer Fluiddruckquelle 82 strömungsmäßig verbun­ den. Ein magnetisch betätigtes Ventil 68 kann in der Fluid­ leitung 66 angeordnet werden, wobei das Ventil auf eine nor­ malerweise geschlossene Position vorgespannt ist. Ein Fluid­ reservoir 80 liefert Hydraulikfluid zu der Fluiddruckquelle 82 durch eine Fluidleitung 84. Ein Einwegventil 86 ist in der Fluidleitung 84 angeordnet, um Fluß von Fluid von der Fluiddruckquelle 82 zum Fluidreservoir 80 zu verhindern. Ein Rückschlagventil 88 kann in einer die Fluidkammer 60 mit dem Fluidreservoir verbindenden Fluidleitung 90 angeordnet wer­ den, um den Druck in der Fluidkammer auf ein vorgegebenes Maximum zu begrenzen. Das Vorhandensein des Magnetventils 68, des Rückschlagventils 88 und der Fluidleitung 90 sind optional, erlauben jedoch einen selbstansaugenden und entlüf­ teten hydraulischen Kreis.

Die Fluiddruckquelle 82 umfaßt eine Fluidkammer 92, die mit Fluidleitungen 66 und 84 verbunden ist. Ein Kolben 94 be­ sitzt eine Dichtungspassung in der Fluidkammer 92 und wird durch eine Mutter 96, die in Gewindeeingriff mit einer Schraube 98 steht, hin- und herbewegt. Die Schraube 98 wird durch ineinandergreifende Zahnräder 100, die mit einem Gleichstrommotor 102 verbunden sind, drehangetrieben. Die Betätigung des Gleichstrommotors 102 treibt den Kolben 94, um den Fluiddruck in der Fluidkammer 92 zu erhöhen oder zu senken.

Der Betrieb des Gleichstrommotors 102 und des magnetisch betätigten Ventils 68 (sofern vorhanden) wird durch ein elektronisches und/oder computerisiertes Steuerungsmodul 70 (Fig. 5) gesteuert. Das Steuerungsmodul 70 betätigt den Gleichstrommotor 102 und das Magnetventil 68 in Abhängigkeit von vorgegebenen Fahrzeugzuständen, die durch Signale von einem Lenksensor 72 (der den Lenkwinkel der Vorderräder 12 überwacht) und/oder einen Seiten-g-Sensor 74 (der die seit­ liche Beschleunigung des Fahrzeugs überwacht) bestimmt wer­ den. Das Steuerungsmodul 70 kann auch Signale, die von einem Drehwegsensor 76 (der den Verschiebungswinkel zwischen dem Torsionsstab 26 und dem zweiten Arm 30 überwacht) und/oder einem Fahrzeugdrehzahlmesser 78 und/oder irgendeinen anderen relevanten Parameter für die Bestimmung des erforderlichen Betriebszustandes des Ventils 68 heranziehen.

Wenn das Steuerungsmodul 70 feststellt, daß Rollsteuerung erforderlich ist, sendet das Steuerungsmodul ein Signal zu dem magnetisch betätigten Ventil 68, um das Ventil zu öff­ nen, und sendet ein Signal zu dem Gleichstrommotor 102, um den Motor zu betätigen, damit der Kolben 94 bewegt wird, um den Fluiddruck in der Fluidkammer 92 zu erhöhen. Diese Aktion erhöht den Fluiddruck in der Fluidkammer 60, damit der Kolben 62 relativ zum Gehäuse 58 bewegt wird, um den Reibbelag an der Bremsbacke 67 gegen die Bremsscheibe 32 zu drücken, und durch Reaktionskraft den Reibbelag auf der Bremsbacke 65 gegen die Bremsscheibe zu drücken. Folglich wird die Bremsscheibe 32 durch die Bremsbacken 65, 67 rei­ bungsmäßig gegriffen, wodurch der zweite Arm 30 relativ zum Torsionsstab 26 im wesentlichen blockiert und Rollsteuerung für das Fahrzeug 10 bereitgestellt wird.

Wenn das Steuerungsmodul 70 feststellt, daß Rollsteuerung nicht länger erforderlich ist, sendet das Steuerungsmodul ein Signal zu dem Gleichstrommotor 102, um den Kolben 94 an­ zutreiben, damit der Fluiddruck in der Fluidkammer 92 redu­ ziert wird, und sendet dann ein Signal zu dem magnetisch be­ tätigten Ventil 68, um das Ventil zu schließen. Der Fluid­ druck in der Fluidkammer 60 wird reduziert, um den Griff der Bremsbacken 65, 67 an der Bremsscheibe 32 zu lösen, was der Bremsscheibe ermöglicht, sich relativ zu dem Bremssattel 34 zu drehen, wodurch eine Rotation des zweiten Armes 30 rela­ tiv zu dem Torsionsstab 26 ermöglicht wird.

Wie Fig. 2 zeigt, kann ein Tragrohr 120 auf dem Torsionsstab 26 montiert sein. Die Fluiddruckquelle 82 kann zusammen mit zugeordneten Komponenten wie dem Fluidreservoir 80, dem magnetisch betätigten Ventil 68, dem Einwegventil 86 und dem Rückschlagventil 88 auf dem Tragrohr 120 montiert sein, wobei Teile der Fluidleitungen 66, 90 zu dem Bremssattel 34 flexibel sind. Diese Anordnung gestattet es, daß das Fahr­ zeug-Rollsteuersystem 22 als ein separater Modul zusammenge­ baut wird (mit Ausnahme des Steuerungsmoduls 70 und der zuge­ ordneten Sensoren 72-78), um anschließend an einem Fahrzeug 10 angebracht zu werden. Außerdem schützt das Tragrohr 120 den Torsionsstab 26. Das gleiche Steuerungsmodul 70 kann so­ wohl für das vordere als auch für das hintere Fahrzeug-Roll­ steuersystem 22, 24 verwendet werden und so eine zugeordnete Rollsteuerung für den Vorder- und den Hinterteil des Fahr­ zeugs 10 schaffen.

Das magnetisch betätigte Ventil 68 kann so vorgespannt sein, daß es normalerweise offen ist, jedoch schließbar, wenn es bei Feststellung der vorbestimmten Fahrzeugzustände von dem Steuerungsmodul 70 betätigt wird. Andere Formen von Fluid­ druckquellen können neben der oben beschriebenen Anordnung benutzt werden. Der Bremssattel 34 kann durch einen Bremssat­ tel mit einem Paar von auf entgegengesetzten Seiten der Bremsscheibe angeordneten Kolben ersetzt werden, an jedem von denen eine Bremsbacke befestigt ist und von denen jeder durch Fluiddruck bewegbar ist. In diesem Fall könnte der Bremssattel fest auf dem zweiten Arm 30 montiert sein. Als eine weitere Alternative kann auf den Hydraulikkreis verzich­ tet werden und der oder die Kolben im Bremssattel können direkt durch einen vom Steuerungsmodul 70 gesteuerten Gleich­ strommotor betätigt werden.

In der zweiten, in den Fig. 6 und 7 gezeigten Ausführungs­ form eines Fahrzeug-Rollsteuersystems sind Teilen, die denen der ersten oben beschriebenen Ausführungsform entsprechen, gleiche Bezugszahlen gegeben. In dieser zweiten Ausführungs­ form ist die Bremsfläche durch eine Bremstrommel 122 be­ stimmt, die im wesentlichen ringförmig ist und die in ihrer Mitte 124 durch eine gezahnte Verbindung 52 am Torsionsstab 26 befestigt ist. Das Bremsmittel ist durch einen Bremszylin­ der 126 und ein Paar von Bremsbacken 128 bestimmt. Durch den Bremszylinder 126 erstreckt sich eine Bohrung 130, die eine Fluidkammer definiert, und aus der an jedem Ende ein Kolben (nicht dargestellt) hervorsteht. Jeder Kolben wirkt auf ein Ende jeder Bremsbacke 128, und das andere Ende jeder Brems­ backe ist gelenkig an einer Verlängerung 132 des zweiten Arms 30 angebracht. Jede Bremsbacke 128 umfaßt eine Rücken­ platte 134, auf der ein Reibbelagsmaterial 136 befestigt ist, und zeigt in Richtung der inneren Umfangsfläche 138 der Bremstrommel 122. Der Rest des Hydraulikkreises ist wie in Fig. 5 gezeigt, wobei der Bremssattel 34 durch den Bremszylin­ der 126 ersetzt ist. Wird die Notwendigkeit einer Rollsteue­ rung festgestellt, wird der Hydraulikkreis wie oben beschrie­ ben betätigt, um den Fluiddruck in der Fluidkammer in dem Bremszylinder 126 zu erhöhen. Diese Druckerhöhung veranlaßt die Kolben in dem Bremszylinder 126, sich nach außen zu bewe­ gen, um den Reibbelag 136 an den Bremsbacken 128 auf die innere Fläche 138 der Bremstrommel 122 zu drücken. Folglich ist die Bremstrommel 122 durch die Bremsbacken 128 reibungs­ mäßig ergriffen, wodurch der zweite Arm 30 relativ zu dem Torsionsstab 26 im wesentlichen blockiert ist, und eine Rollsteuerung für das Fahrzeug 10 geschaffen wird.

In einer Modifikation dieser zweiten Ausführungsform könnte der Hydraulikkreis weggelassen werden, und die Kolben in dem Bremszylinder können direkt durch einen Gleichstrommotor be­ tätigt werden.

Claims (5)

1. Fahrzeug-Rollsteuersystem (22, 24) für ein Fahrzeug (10) mit einem Paar von Rädern (12, 16), von denen jedes an einer Achse (14, 18) drehbar gelagert ist, umfassend einen Torsionsstab (26); einen ersten Arm (28), der sich im wesentlichen senkrecht zu dem Torsionsstab erstreckt, wobei der erste Arm an einem Ende (38) an dem Torsions­ stab befestigt ist und am anderen Ende (42) mit einer der Achsen verbunden werden kann; einen zweiten Arm (30), der sich im wesentlichen senkrecht zu dem Tor­ sionsstab erstreckt, wobei der zweite Arm an einem Ende (44) drehbar am Torsionsstab montiert ist und am anderen Ende (48) mit der anderen Achse verbunden werden kann; und ein Drehsteuermittel, das eine Verbindung zwischen dem zweiten Arm und dem Torsionsstab herstellt, wobei das Drehsteuermittel bei der Feststellung eines vorbe­ stimmten Fahrzeugzustandes betätigbar ist, um die Dre­ hung des zweiten Armes relativ zum Torsionsstab im wesentlichen zu verhindern oder zu gestatten, wobei das Drehsteuermittel eine Bremsfläche (32, 122), die am Torsionsstab nahe dem besagten einen Ende des zweiten Armes befestigt ist, und ein Bremsmittel (34, 126) auf­ weist, das am zweiten Arm montiert und betätigbar ist, um die Bremsfläche reibungsmäßig zu greifen und so eine Drehung des zweiten Armes relativ zum Torsionsstab im wesentlichen zu verhindern.

2. Fahrzeug-Rollsteuersystem nach Anspruch 1, worin die Bremsfläche durch eine Bremsscheibe (32) bestimmt ist und das Bremsmittel einen Bremssattel (34) aufweist, welcher einen Teil des Umfangs der Bremsscheibe über­ spannt, und ein Paar von Bremsbacken (65, 67), die an dem Bremssattel angebracht sind und bei Bewegung eines oder mehrere Kolben (62), die gleitend in dem Bremssat­ tel montiert sind, mit entgegengesetzten Seiten der Bremsscheibe reibungsmäßig in Eingriff kommen.

3. Fahrzeug-Rollsteuersystem nach Anspruch 1, worin die Bremsfläche durch eine Bremstrommel (122) definiert ist und das Bremsmittel einen Bremszylinder (126) aufweist, der innerhalb der Bremstrommel angeordnet ist, und ein Paar von Bremsbacken (128), die bei einer Bewegung eines oder mehrerer Kolben, die gleitend in dem Bremszylinder angebracht sind, mit der Bremstrommel reibungsmäßig in Eingriff kommen.

4. Fahrzeug-Rollsteuersystem nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, worin der oder die Kolben (62) durch den Druck eines hydraulischen Fluids bewegt werden.

5. Fahrzeug-Rollsteuersystem nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, worin der oder die Kolben (62) durch einen Gleichstrommotor (102) bewegt werden.