DE2223250B2 - Einrichtung zur aktiven stabilisierung von fahrzeugen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur aktiven Stabilisierung von Fahrzeugen mit einer selbsttätigen Steuervorrichtung, die bei Kurvenfahrt mit Hilfe eines ft.s Fliehkraftgebers die auftretende Fliehkraft ermittelt, mit einem als doppelt wirkender Antriebszylinder ausgebildeten und durch die Steuervorrichtung gesteuerten Servomotor und mit mindestens einem Arbeitszylinder, dessen Arbeitskolben mit dem doppelt wirkenden Antriebskolben des Antriebszylinders mechanisch verbunden ist und dessen zwei Zylinderräume über Druckmittel-Leitungen jeweils mit einer Druckmittelfeder auf der linken bzw. der rechten Fahrzeugseite in Verbindung stehen, wobei die Steuervorrichtung die Zu- und Ableitung von Druckmittel zu den beiden Zylinderräumen des Antriebszylinders derart steuert, daß der Arbeitszylinder bei Kurvenfahrt ein der Fliehkraft entsprechendes Druckmittelvolumen aus der angeschlossenen Druckmittelfeder auf der Kurveninnensei- W. abzieht und in die angeschlossene Druckmittelfeder auf der Kurvenaußenseite fördert, um einer durch die Fliehkraft hervorgerufenen Wankbewegung des Fahrzeugaufbaus entgegenzuwirken.

Eine derartige Stabilisierungseinrichtung ist aus der DT-AS 10 50 669 bekannt. Bei der dort beschriebenen und dargestellten Einrichtung sind die vorzugsweise von Federbälgen gebildeten Luftfedern an jeder Radachse mit je einem Antriebszylinder und Arbeitszylinder verbunden. Die Neigung des Fahrzeugrahmens bzw. des Wagenkastens läßt sich durch ein Steuerventil so einregeln, daß sich der Wagenkasten durch die auftretenden Fliehkräfte aus der eingeregelten Schrägstellung waagerecht oder in eine positive Kurvenneigung einstellt. Ein Druckmittelausgleich von der einen zur anderen Fahrzeugseite, um bei Geradeausfahrt den Raddruck auszugleichen, ist nicht vorgesehen.

Gegenstand der DT-AS 11 05 290 sowie der als Zusatz hierzu durch die DT-AS 12 54 482 bekannt gewordene Gegenstand ist eine Vorrichtung zur Kurvenstabilisierung des Wagenkastens bei Kraftfahrzeugen, bei der auf die kurvenäußere Seite des Wagenkastens mittels eines Drehflügel-Verstellmotors eine aufrichtende Kraft ausgeübt wird, der über einen Drehstab-Stabilisator auf die Radführungselemente einer Achse wirkt. Die bekannte Einrichtung setzt somit die Verwendung eines Drehstabes voraus, dessen beide Teile an der Verbindungsstelle entgegen der Fliehkraftwirkung gegeneinander verstellbar sind. Ein derartiger Drehstab-Stabilisator läßt sich nicht überall einbauen.

Auch die Vorrichtung zur Unterdrückung der Wankbewegung bei Kraftfahrzeugen gemäß der FR-PS 14 52 827 ist mit mindestens einem Stabilisatorstab ausgestattet, der mit den Tragarmen der Räder über hydraulische oder pneumatische durch einen Verteiler gesteuerte Torsionszylinder verbunden ist. Die Zufuhr des Druckmediums zu den Zylindern ist so gesteuert, daß die Neigung der Karosserie proportional zu dem Winkel ist, um den der Torsionsstab gedreht wird, und auf die Innenseite der Kurve zu gerichtet ist.

Aus der DT-OS 19 47 824 ist es bekannt, den Strömungsfluß in einer Ausgleichsleitung von Druckmittel verdrängenden Federelementen auf beiden Seiten eines Fahrzeugs bei Kurvenfahrt durch ein fliehkraftgesteuertes Organ zu unterbrechen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur aktiven Stabilisierung von Fahrzeugen zu schaffen, die das Fahrzeug unabhängig vom Krümmungsradius einer Kurve und von der Fahrgeschwindigkeit in einer unveränderlichen stabilen Lage hält, einer durch die Fliehkraft hervorgerufenen Wankbewegung des Fahrzeugaufbaus entgegenwirkt, eine weiche Abfederung gewährleistet und bei Geradeausfahri auf unebener Straße keine Wankbewegung des Fahrzeuga'jfbaus anregt.

Diese Aufgabe ist bei einer Einrichtung zur aktiven

Stabilisierung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß von dem Arbeitskolben des Arbeitszylinders gleichzeitig ein Absperrventil betätigt wird, das bei einer Vc. Schiebung dieses Arbeitskolbens aus seiner Mittellage in beiden Richtungen eine Druckmittel-Leitung umsrbricht. welche bei Geradeausfahrt die beiden angeschlossenen Druckmittelfedern zur Erzielung eines Raddruckausgleichs miteinander verbindet.

Curch diese Maßnahmen wird erreicht, daß das Fahrzeug stets in seiner stabilsten Lage und in einem passenden Neigungswinkel gehalten wird, weil die Rückführeinrichtung die von der selbsttätigen Steuervorrichtung ermittelte Größe proportional dem Neigungswinkel der Karosserie regelt. Bei Geradeausfahrt dagegen können durch Unebenheiten der Straße verursachte Schwingungen sich nicht schädlich auswirken, weil die ölwege der beiden angeschlossenen Druckmittelfedern offen gehalten werden und verbunden bleiben.

in weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Absperrventil einen Kolbenschieber auf, der mit dem Arbeitskolben des Arbeitszylinders durch eine Kolbenstange verbunden ist. Zum Etetätigen der Arbeitskolben ist der Antriebskolben des Antriebszylinders auf beiden Seiten durch eine Kolbenstange mit je einem Arbeitskolben verbunden, wobei jeder als doppelt wirkender Kolben ausgebildete Arbdtskolben in einem den Druckmittelfedern der Vorder- bzw. Hiruerräder des Fahrzeugs zugeordneten doppelt wirkenden Arbeitszylinder verschiebbar ist und auf seiner vom Antriebskolben abgewandten Seite eine Kolbenstange aufweist, die einen Kolbenschieber eines dem Arbeitszylinder parallel geschalteten Absperrventils trägt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.

Diese zeigt einen schematischen Schnitt durch eine Einrichtung zur aktiven Stabilisierung eines Fahrzeugs nach der Erfindung.

Die Zeichnung zeigt hydrodynamische Federn B1 und Bl bzw. B3 und BA zum Stützen der linken und rechten Vorder- bzw. Hinterräder des Fahrzeuges. Das Fahrzeug weist eine selbsttätige Steuervorrichtung 5 auf, welche die auf das Fahrzeug wirkende Fliehkraft ermittelt, wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt, und die ermittelte Fliehkraft in Strömungsmitteldruck umwandelt, welcher aut einen Servomotor C wirkt, der die ölmenge in zwei Paaren von hydropneumatischen Federn B 1 und Bl bzw. B3 und B4 beeinflußt, sowie mit einer Rückführeinrichtung F versehen ist, welche die Verschiebung eines Antriebskolbens 23 des Servomotors Can die Steuervorrichtung 5zurückmeldet.

Der Servomotor C besteht aus einem Arbeitszylinder 20 und wirkt auf einen oberen Arbeitszylinder 2t und einen unteren Arbeitszylinder 22.

Der Innenraum des Antriebszylinders 20 ist durch den Antriebskolben 23 in zwei Teile aufgeteilt. Der eine davon ist eine obere Ölkammer b, die in Verbindung mit einer Ölleitung 16 steht, und der andere ist eine untere ölkammer c, die in Verbindung mit einer Ölleitung 15 steht.

Ein Arbeilskolben 24 des oberen Arbeitszylinders 21 bildet in diesem eine obere ölkammer d, die in Verbindung steht mit der hydropneumatischen Feder B ί durch eine Druckmittel-Leitung 26, und eine untere Öikammer e, die in Verbindung steht mit der hydropneu-

27, während ein Arbeitskolben 25 des unteren Arbeitszylinders 22 in diesem eine obere ölkammer / bildet, die mit der hydropneumatischen Feder B3 durch eine Druckmittel-Leitung 28 in Verbindung steht, und eine untere ölkammer g, die mit der hydropneumatischen Feder ß4 durch eine Druckmittel-Leitung 29 in Verbindung steht.

Die Arbeilskolben 24 und 25 sind mit dem Antriebskolben 23 durch eine Kolbenstange 30 bzw. 31 verbunden, um sich mit diesem in derselben Richtung zu bewegen.

Jeder Arbeitskolben 24 und 25 besitzt auf seiner anderen Seite eine weitere Kolbenstange 32 bzw. 33. Jede der Kolbenstangen 32 bzw. 33 trägt jeweils an ihrem freien Ende einen Kolbenschieber 37 eines Absperrventils Vl zwischen der Druckmittel-Leitung 26 und der Druckmittel-Leitung 27, bzw. einen Kolbenschieber 38 eines Absperrventils Vl zwischen den Druckmittel-Leitungen 28 und 29. Diese Kolbenschieber 37 bzw. 38 schließen oder öffnen die Wege zwischen den Druckmittel-Leitungen 26 und 27 bzw. den Druckmittel-Leitungen 28 und 29, indem sie mit dem Arbeitskolben 24 bzw. 25 bewegt werden.

Die hydropneumatischen Federn öl, Bl, B3 und B4 sind allgemein bekannt. Ein Dämpferzylinder 39 ist mit der Karosserie des Fahrzeuges verbunden, während eine Kolbenstange 40, deren Kolbenteil sich innerhalb des Dämpfer-Zylinders befindet, mit einem Radaufhängungsteil verbunden ist. Ein als Feder wirkender hydropneumatischer Speicher 42 mit einem Gaspolster 41 ist mit dem Dämpferzylinder 39 verbunden.

Wenn das Fahrzeug eine Linkskurve fährt, zwingt die erzeugte, auf das Fahrzeug ausgeübte Fliehkraft den Fahrzeugaufbau, sich nach rechts zu neigen. Die auf die Fliehkraft ansprechende Steuervorrichtung läßt aber gleichzeitig Hochdrucköl in die obere ölkammer b des Antriebszylinders 20 eintreten und öl aus der unteren ölkammer c abfließen. Der Antriebskolben 23 und die Arbeitskolben 24 und 25 werden dementsprechend derart nach unten bewegt, daß die Kolbenschieber 37 und 38 die ölwege zwischen den Druckmittel Leitungen 26 und 27 sowie zwischen den Druckmittel-Leitungen 28 und 29 schließen. Durch die Verschieoung der Arbeitskolben strömt Öl aus den unteren Ölkam mern eund gacr Arbeitszylinder 2! und 22 in die rechten hydropneumatischen Federn Bl und Ö4 durch die Druckmittel-Leitung 27 bzw. 29, während Öl aus den linken hydropneumatischen Federn ßl und 33 in die oberen Ölkammern d und faer Arbeitszylinder 21 und 22 durch die Druckmittel-Leitungen 26 und 28 strönii Infolgedessen wird der rechte, d. h. in einer Kurve der äußere Seitenteil der Karosserie des Fahrzeuges angehoben bzw. in seinei ursprünglichen Höhe aufrechterhalten, wodurch die durch die auf das Fahrwerk wirkende Fliehkraft erzeugte Wankbewegung des Fahrzeuges zweckmäßig ausgeglichen wird.

Wenn sich der Antriebskolberi 23 um einen der Fliehkraft entsprechenden Weg verschoben hat, wirkt die Rückführeinrichtung /derart auf die Steuervorrichtung 5 ein, daß die weitere Zu- und Abiuhr von öl zu den ölkammern b und c des Antnebszylinders 20 unterbunden wird. Da- Karosserie wird daher in ihrer stabilsten Fahrtstellung gehalten.

Fährt nun das Fahrzeug eine Rechtskurve, so wirkt die Anlage analog in der entgegengesetzten Richtung.

Wenn das Fahrzeug geradeaus fährt, wird der Servo

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Die Absperrventile Vi und V 2 öffnen "ίί'·"¹«·'"' ■!'''ml ihr Ölwi'i'c ,-WiSi¹I)CIi dni lirui-kniiH:·!-! i"H'ii"en 2β inn) 27 sowie /wischen den Oruckmiltei-I 0''¹IiWi 28 Mini W W(^IiHTh die (^Iknmnicr rli'r ti\'Hrnn|v'ifn,tii- -cheii !'''dee 'M mil jener der hy()rf>niioui"^l"i^>-clii^>n '^ ler ft 7 verbunden wird wahrend die Oik'ininvi- >ίοτ ¹V; 'rop'l'^%' 'M'-'i ι ^- · 'Iu' il l'eder rt X mn 'one'- i!or ''^'!rciniMüi;;!; ' ;·^!-··η ledci' H 4 verbunden wird !>ι|-,.:- i'-ir ■' ι-d.j.-ν i'-ii;· "⁴I^- ^'.drnnnciimnfisclion Γ·">ν!·-"·η ^:i I und ß2 b/w ff 'nd /?4 item gleichen Öldruckstoß ausge-.^,i u.enti .·π, ι··:· ^;.-woi|i!:en hydropncumatischen !-Vdoi >> ^r' ' '».Ι.¹: ·^:·ί >(->-■·« ^{ί; 3} -nter 'ίΊ StnlU-riifie bei einsoiiicen ^ehl:i"!'>''hern mior i-'rhebuniTon ι)οτ· Sirai'e -,ufnehpnTi 'r.nrt P/.ulnroh « ^d ivnt* weiche \bfedei-unvJ⁴-^ irLimo _tins i^ihr/'ni'e'. o'/ieli ''iriem hei (!ora|c;imf:ihri 1··->ιηο W;miN'wi'i'iipi! de* ί·:ι''·'""'ϋ·.>ο^ an-

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Claims (3)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur aktiven Stabilisierung von Fahrzeugen mit einer selbsttätigen Steuervorrichtung, die bei Kurvenfahrt mit Hilfe eines Fliehkraftgebers die auftretende Fliehkraft ermittelt, mit einem als doppelt wirkender Antriebszylinder ausgebildeten und durch die Steuervorrichtung gesteuerten Servomotor und mit mindestens einem _]0 Arbeitszylinder, dessen Arbeitskolben mit dem doppelt wirkenden Antriebskolben des Antriebszylinders mechanisch verbunden ist und dessen zwei Zylinderräume über Druckmittel-Leitungen jeweils mit einer Druckmittelfeder auf der linken bzw. der rechten Fahrzeugseite in Verbindung stehen, wobei die Steuervorrichtung die Zu- und Ableitung von Druckmittel zu den beiden Zylinderräumen des Antriebszylinders derart steuert, daß der Arbeitszylinder bei Kurvenfahrt ein der Fliehkraft entsprechendes Druckmittelvolumen aus der angeschlossenen Druckmittelfeder auf der Kurveninnenseite abzieht und in die angeschlossene Druckmittelfeder auf der Kurvenaußenseite fördert, um einer durch die Fliehkraft hervorgerufenen Wankbewegung des Fahrzeugaufbaus entgegenzuwirken, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Arbeitskolben (24 und/oder 25) des Arbeitszylinders (21 bzw. 22) gleichzeitig ein Absperrventil (Vl bzw. Vl) betätigt wird, das bei einer Verschiebung dieses Arbeitskolbens (24 bzw. 25) aus seiner Mittellage in beiden Richtungen eine Druckmittel-Leitung (26 und 27 bzw. 28 und 29) unterbrich:, welche bei Geradeausfahrt die beiden angeschlossenen Druckmittelfedern (hydropneumatische Federn B\ und Bl bzw. S3 und ß4) zur Erzielung eines Raddruckausgleichs miteinander verbindet.

2. Einrichtung zur aktiven Stabilisierung nach Anipruch 1, dadurch gekennzeichnet, dsß das Absperrventil (VX oder Vl) einen Kolbenschieber (37 bzw. 38) aufweist, der mit dem Arbeitskolben (24 bzw. 25) des Arbeitszylinders (21 bzw. 22) durch eine Kolbenstange (32 bzw. 33) verbunden ist.

3. Einrichtung zur aktiven Stabilisierung nach den Ansprüchen 1 und 2, bei der der Antriebskolben des Antriebszylinders auf beiden Seiten durch eine Kolbenstange mit je einem Arbeitskolben verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Arbeitskolben (24 und 25), der als doppelt wirkender Kolben ausgebildet und in einem den Druckmittelfedern (Bi und Bl bzw. S3 und B4) der Vorder- bzw. Hinterräder des Fahrzeugs zugeordneten doppelt wirkenden Arbeitszylinder (21 bzw. 22) verschiebbar ist, auf seiner vom Antriebskolben (23) abgewandten Seite eine Kolbenstange (32 bzw. 33) aufweist, die einen Kolbenschieber (37 bzw. 38) eines dem Arbeitszylinder (21 bzw. 22) parallel geschalteten Absperrventils (V \ bzw. V 2) trägt.