DE2437266A1

DE2437266A1 - Stabilised front axle suspension - with transversely sprung damper pads to correct for braking irregularities

Info

Publication number: DE2437266A1
Application number: DE2437266A
Authority: DE
Inventors: Hans-Hermann Dipl Ing D Braess
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1974-08-02
Filing date: 1974-08-02
Publication date: 1976-02-12
Also published as: DE2437266B2

Abstract

The front wheels are connected, by their axle stubs, to diagonal support struts (6, 7) with one pair of support struts connected to a transverse support in front of the wheels, and one pair to a transverse support behind the wheels. The transverse supports are fitted with elastic pads which allow some axial displacement during cornering and during uneven braking. The suspension is designed to be self compensating when subjected to uneven forces and thus enables the driver to have better control for cornering and braking.

Description

Radaufhängung für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft eine Radaufhängung für Kraftfahrzeuge, insbesondere für die gelenkten Vorderräder von Personenkraftwagen mit nachgiebig mittel- oder unmittelbar am Rahmen bzw. Aufbau gelagerten Radführungsgliedern, welche an Querverbundglieder angeschlossen sind. Wheel suspension for motor vehicles The invention relates to a wheel suspension for motor vehicles, in particular for the steered front wheels of passenger cars with flexible wheel guide links directly or indirectly mounted on the frame or body, which are connected to transverse links.

Die Aufrechterhaltung der Fahrtrichtungsstabilität bei ungleichen Bremskräften an den Rädern einer Achse, stellt infolge der hierfür auftretenden Kursabweichung (Schiefziehen) ein schwieriges Problem dar. Aus der DT-PS 1 077 538 wurde erstmals der sogenannte negative Lenkrollhalbmesser bekannt, der bei ungleichen oder einseitigen Bremskräften an den Vorderrädern ohne Mithilfe des Fahrers einen Gegeneinschlag bewirkt, der dem Giermoment infolge der unsymmetrischen Bremsung entgegenwirkt und einen Ausgleich der Schiefziehwirkung bei richtiger Wahl der Größe des negativen Lenkrollhalbmessers ermöglichen soll. Maintaining the direction of travel stability with unequal Braking forces on the wheels of an axle, represents as a result of this occurring Course deviation (skewing) is a difficult problem. From DT-PS 1 077 538 the so-called negative steering roll radius became known for the first time, the unequal or one-sided braking forces on the front wheels without the assistance of the driver Counter-impact causes the yaw moment as a result of the asymmetrical braking counteracts and a compensation of the skewing effect with the correct choice of size of the negative roll radius should allow.

Die konstruktive Realisierung des negativen Lenkrollhalbmessers bereitet jedoch insofern Schwierigkeiten, als daß die Bremsscheibe mit Bremssattel tief im Rad angeordnet werden muß, und daß u. U. die nahe der Bremsscheibe befindlichen Gelenke in nachteiliger Weise aufgeheizt werden. The constructive realization of the negative steering roll radius prepares However, difficulties insofar as that the brake disc with brake caliper deep in the Wheel must be arranged, and that possibly those located near the brake disc Joints are disadvantageously heated up.

Außerdem müssen im Interesse eines genügenden Freiganges von Spurstange und Radaufhängungsteilen bei allen Zuständen der Radeinfederung und des Radeinschlages häufig.andere Nachteile in Kauf genommen werden, z. B. kurzer Lenkhebel mit daraus resultierend höheren Spurstangenkräften, höher gelegte, schmalere Querlenker mit größeren Beanspruchungen, größere Spreizungswinkel mit ungünstigerer Sturzcharakteristik beim Radeinschlag.In addition, in the interest of sufficient clearance from the tie rod and suspension parts in all states of wheel deflection and wheel angle Frequently, other disadvantages are accepted, e.g. B. short steering lever with it resulting in higher tie rod forces, higher, narrower wishbones with greater stresses, larger angles of spread with less favorable fall characteristics when turning the wheel.

Ein weiterer Nachteil des konstruktiven negativen Lenkrollhalbmessers kann darin gesehen werden, daß auch das Lenkrad im allgemeinen in Richtung der automatischen Lenkkorrektur eingeschlagen wird. Da, wie Untersuchungen dieser Fahrsituation gezeigt haben, die Fahrer vor allem auf die Lenkmomentinformation reagieren, ist es möglich, daß der (automatisch) richtige Lenkeinschlag vom Fahrer unbewußt reduziert wird. Das würde eine Verschlechterung der Kurshaltung bedeuten. Another disadvantage of the constructive negative steering roll radius can be seen in the fact that the steering wheel is also generally in the direction of the automatic Steering correction is taken. There, as studies of this driving situation have shown the drivers react primarily to the steering torque information, it is possible to that the (automatically) correct steering angle is unconsciously reduced by the driver. That would mean a deterioration in the course stance.

Zur Behebung dieser Nachteile wird eine Radaufhängung mit eine dem negativen Lenkrollhalbmesser vergleichbaren Wirkung geschaffen, durch die das Fahrzeug bei unsymmetrischer Bremsung (z. B. bei Ausfall eines Bremskreises bei diagonaler Bremsaufteilung) bei Geradeaus- oder Kurvenfahrt ohne wesentliche Abweichung vom gewünschten Kurs spurtreu abzubremsen ist, und bei der das Lenkmoment für den Fahrer relativ freizügig ausgelegt werden kann. To overcome these disadvantages, a suspension with a negative roll radius comparable effect created by the vehicle in the case of asymmetrical braking (e.g. if a brake circuit fails with a diagonal Brake distribution) when driving straight ahead or cornering without significant deviation from the the desired course is to be braked in the correct direction, and in which the steering torque for the driver can be interpreted relatively freely.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei Radführungsgliedern, die zusammen mit Querverbindungsgliedern, welche die Radführungsglieder beider Räder einer Achse verbinden und elastisch am Rahmen bzw. Aufbau angelenkt sind gelöst durch einen ideellen Lenkpol der außerhalb der Spurweite liegt. Dadurch führt der Radträger bei ungleich auftretenden Bremskräften eine Drehbewegung um eine ideelle Schwenkachse aus (im Grundriß als Lenkpol zu bezeichnen), die außerhalb der Spurweite liegt, so daß sich ein Lenkeinschlag wie beim negativen Lenkrollhalbmesser einstellt, dessen konstruktive Realisierung aber nicht benötigt. This object is achieved according to the invention in wheel guide members that together with cross-links, which the wheel guide links of both wheels connect an axle and articulated elastically on the frame or structure are released by an ideal steering pole that is outside the track width. This leads the Wheel carrier when unevenly occurring Braking forces a rotary movement around an ideal swivel axis (to be called the steering pole in the plan), the outside the track width, so that there is a steering angle as with the negative roll radius adjusts, but does not require its constructive realization.

Durch ein Querverbundglied, das durch einen Kurvenstabilisator und nach einer weiteren Ausführung durch eine Querblattfeder gebildet wird, ist gewährleistet, daß einerseits bei symmetrischer Bremsung kein Radeinschlag erfolgt, daß andererseits aber beide Räder die (automatische) Lenkkorrektur ausführen können. By means of a cross-link, which is supported by a curve stabilizer and is formed by a transverse leaf spring according to a further embodiment, it is ensured that on the one hand there is no wheel lock with symmetrical braking, that on the other hand but both wheels can perform the (automatic) steering correction.

Durch die Elastizitäten in Radaufhängung und Lenkung können bei geeigneter Wahl der Lage und Größe der Steifigkeiten zusätzlich in bekannter Weise ein seitenkraftuntersteuerndes Vorspuränderungsverhalten erzielt werden. Da der konstruktive Lenkrollhalbmesser positiv ausgeführt werden kann, tritt ein Lenkmoment auf, das in gleicher Richtung wie die Giermoment-Störung wirkt, und so den Fahrer zu einer (geringfügigen) Unterstützung der Korrekturwirkung anregt. Due to the elasticities in the suspension and steering, with suitable Choice of the position and size of the stiffnesses in a known manner, a side force understeering Toe-in change behavior can be achieved. Because the constructive steering roll radius can be carried out positively, a steering torque occurs in the same direction how the yaw moment disturbance works, and thus the driver to a (minor) support which stimulates corrective action.

Eine Kombination der erfindungsgemäßen Gestaltung einer Vorderachse mit einem ideellen Lenkpol mit einem Fahrzeug, welches eine Diagonal-Bremsaufteilung aufweist, ergibt in besonders vorteilhafter Weise ein Gesamtsystem, bestehend aus einem lenkstabilen Bremssystem und einem bremsstabilen Lenksystem. A combination of the inventive design of a front axle with an ideal steering pole with a vehicle that has a diagonal brake division has, results in a particularly advantageous manner an overall system consisting of a steerable braking system and a braking stable steering system.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 eine Draufsicht der Radaufhängung und Fig. 2 eine schematische Darstellung der Bewegungsabläufe bei einem einseitigen Bremsvorgang. An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. 1 shows a plan view of the wheel suspension and Fig. 2 is a schematic representation of the movement sequences in a one-sided braking process.

Die Radaufhängung eines gelenkten Rades 1 umfaßt ein als Querlenker 2 ausgebildetes Radführungsglied, welches mit einem Radträger 3 des Rades 1 verbunden ist. Am Lenkhebel 4 des Radträgers 3 ist eine Spurstange 5 angelenkt, die mit einem Lenkgetriebe (nicht gezeigt) in Verbindung steht. The suspension of a steered wheel 1 comprises a wishbone 2 formed wheel guide member which is connected to a wheel carrier 3 of the wheel 1 is. On the steering lever 4 of the wheel carrier 3, a tie rod 5 is articulated with a Steering gear (not shown) is in connection.

In Figur 1 ist nur der untere Querlenker des Radführungsgliedes dargestellt, dessen Lenkarme 6 und 7 mit ihren freien Enden jeweils an Querverbundglieder (Zwischenträger 8 und 9) gelenkig gelagert sind, über die die Lenker 2 jeder Radseite miteinander verbunden sind. Diese Zwischenträger 8 und 9 sind quer zur Mittellängsachse Y-Y des Fahrzeuges elastisch in Lagern 10 und 11 am Fahrzeugaufbau gehalten. In Figure 1, only the lower wishbone of the wheel guide member is shown, the steering arms 6 and 7 of which with their free ends are each connected to cross-link members (intermediate carrier 8 and 9) are articulated, via which the links 2 on each side of the wheel with one another are connected. These intermediate carriers 8 and 9 are transverse to the central longitudinal axis Y-Y of the vehicle held elastically in bearings 10 and 11 on the vehicle body.

Der in Fahrtrichtung F gesehen, vor der senkrechten Radmittenquerebene X-X angeordnete Zwischenträger 8 ist in Lagern 10 mit einer großen Elastizität in Richtungen 12 und 13 gehalten, wogegen der hinter der senkrechten Radmittenquerebene X-X angeordnete Zwischenträger 9 in Lagern 11 mit geringer Elastizität in Richtungen 14 und 15 gehalten ist. In radialer Richtung sollen die Lager 10 und 11 der Zwischenträger 8 und 9 nur eine geringe Elastizität aufweisen. The one seen in the direction of travel F, in front of the vertical wheel center transverse plane X-X arranged intermediate carrier 8 is in bearings 10 with a great elasticity in Directions 12 and 13 held, while that behind the vertical wheel center transverse plane X-X arranged intermediate carriers 9 in bearings 11 with low elasticity in directions 14 and 15 is held. In the radial direction, the bearings 10 and 11 should be the intermediate carrier 8 and 9 have only a low elasticity.

Wie aus Figur 1 weiter zu erkennen ist, bildet sich durch die Anordnung und die elastische Lagerung (Federschwerlinie F5) der unteren Querlenker sowie der Spurstange 5 eine außerhalb der Spurweite S angeordnete-ideelle Schwenkachse 16 des Rades 1, die im Grundriß als Lenkpol zu bezeichnen ist. As can also be seen from Figure 1, is formed by the arrangement and the elastic mounting (spring center of gravity F5) of the lower wishbones and the Tie rod 5 has an ideal pivot axis 16 arranged outside the track width S of the wheel 1, which is to be referred to in plan as the steering pole.

Tritt nun z. B. eine einseitige Bremskraft B am linken Rad 1 auf, so wird der Querlenker in einer Weise verstellt, daß sich ein relativ starker elastischer Weg des Rades 1 entgegen der Fahrtrichtung F einstellt (Figur 2). In Verbindung mit dem Lenkgestänge stellt sich nun, wie Figur 2 zeigt, ein erzwungener Lenkradschlag ein. Der linke untere Querlenker 2 bewegt sich mit seinem zugeordneten Rad 1 elastisch in die strichpunktiert dargestellte Lage (Figur 2). Now occurs z. B. a one-sided braking force B on the left wheel 1, so the wishbone is adjusted in such a way that a relatively strong elastic Adjusts the path of the wheel 1 against the direction of travel F (Figure 2). In connection With the steering linkage, as FIG. 2 shows, a forced steering wheel deflection arises a. The lower left wishbone 2 moves elastically with its associated wheel 1 in the position shown in phantom (Figure 2).

Das rechte Rad wird über seinen Querlenker ebenfalls in eine gleiche Winkelstellung wie das linke Rad gebracht. Das nicht gebremste rechte Rad stellt sich hierdurch automatisch in die zur Korrektur der Schiefziehwirkung richtigen Stellung ein.The right wheel is also in the same position via its wishbone Angular position brought like the left wheel. The right wheel that is not braked turns This automatically switches to the correct ones for correcting the crooked effect Position.

Somit kann durch die miteinander verbundenen Querlenker des linken und des rechten Fahrzeugrades 1 die Schiefziehwirkung bei einseitiger Bremskraft B kompensiert werden. Die einseitige Bremskraft dreht das Rad 1 infolge der außerhalb der Spurweite S liegenden ideellen Schwenkachse 16 zur nicht gebremsten Seite hin ein. Hierdurch werden Seitenführungskräfte der Vorderräder erzeugt, die ein - bezogen auf die Fahrzeughochachse - dem Bremsmoment entgegengesetztes Ausgleichsmoment bilden. Trotz einseitiger Bremsung wird somit das Fahrzeug spurtreu gehalten. Thus, through the interconnected wishbones of the left and of the right vehicle wheel 1, the pulling effect with one-sided braking force B to be compensated. The one-sided braking force turns the wheel 1 as a result of the outside the ideal pivot axis 16 lying on the track width S towards the unbraked side a. This creates cornering forces of the front wheels, which are included on the vertical axis of the vehicle - form the opposite compensation torque to the braking torque. Despite one-sided braking, the vehicle is kept on track.

Die Größe des Einschlagwinkels am gebremsten Rad braucht durch die Kopplung mit dem nicht gebremsten Rad zur Aufbringung des Ausgleichsmomentes nur etwa halb so groß zu sein, wie ohne die Einbeziehung des nicht gebremsten Rades. The size of the steering angle on the braked wheel needs through the Coupling with the non-braked wheel to apply the balancing torque only to be about half as big as without the inclusion of the unbraked wheel.

Bei symmetrischer Bremsung (gleiche Bremskräfte an den Rädern) gleichen sich dagegen die Kräfte von beiden Rädern in den Zwischenträgern trotz nachgiebiger Lagerung der Zwischenträger 8 und 9 aus Die Radaufhängung kann in vorteilhafter Weise auch mit einem Bremssystem, welches eine Diagonalaufteilung der Bremskreise aufweist, kombiniert werden. Hierdurch ergibt sich bei einem Bremsvorgang ein Gesamtsystem, welches ein stabiles Eigenlenkverhalten des Fahrzeuges bewirkt. Denn bei Auslegung der Radaufhängung mit durch Zwischenträger 8 und 9 gekoppelte untere Querlenker 2 wird bei nur zwei diagonal gebremsten Rädern (z. Be vorne links und hinten rechts) über die beiden Vorderräder ein Ausgleichsmoment aufgebracht, wobei außerdem noch zusätzlich ein Hinterrad zur Führung verbleibt. Das gemeinsame Zusammenspiel dieser Radaufhängung mit der Diagonal-Bremskreisaufteilung ist bezüglich der Bremsstabilität bei Geradeaus- sowie bei Kurvenfahrt vorteilhaft, welches auch bei blockierten Rädern ein in seinem Fahrverhalten stabiles, lenkfähiges und spurtreues Fahrzeug ergibt. With symmetrical braking (same braking forces on the wheels) the same on the other hand, the forces from both wheels in the intermediate girders are more flexible Storage of the intermediate carriers 8 and 9 The suspension can be in advantageously also with a braking system that has a diagonal division the brake circuits, are combined. This results in a braking process an overall system, which causes a stable self-steering behavior of the vehicle. Because when designing the suspension with coupled by intermediate carriers 8 and 9 lower wishbone 2 is used with only two diagonally braked wheels (e.g. Be front left and rear right) a balancing torque is applied to the two front wheels, in addition, a rear wheel remains for guidance. The common The interaction of this wheel suspension with the diagonal brake circuit distribution is related to the braking stability when driving straight ahead as well as when cornering advantageous, which one too if the wheels are locked, the vehicle is stable, steerable and directional Vehicle results.

Claims

1. Suspension for motor vehicles, especially those that are steered Front wheels of passenger cars, with yielding directly or indirectly on the frame or structure mounted wheel guide members, which are coupled to cross-link members are characterized by an ideal steering pole (16) outside the track width (S) lies.

2. Wheel suspension according to claim 1, characterized in that the Cross-link (intermediate carrier 8) is formed by a curve stabilizer.

3. Wheel suspension according to claim 1, characterized in that the Transverse composite member (intermediate carrier 8) is formed by a transverse leaf spring.

4. Wheel suspension according to Claims 1 to 3, characterized in that that - seen in the direction of travel (F) - in front of the vertical wheel center transverse plane (X-X) Transverse composite member (intermediate carrier 8) arranged in bearings (10) transversely to the central longitudinal axis (Y-Y) of the vehicle is mounted more elastically on the structure (16) than that behind the vertical wheel center transverse plane (X-X) in bearings (11) on the body further Cross link (intermediate carrier 9).

5. Suspension for motor vehicles, especially those that are steered Front wheels of passenger cars with a diagonal division of the brake circuits are provided and are flexibly supported directly or indirectly on the frame or body Have wheel guide members, which are connected to cross-link members, marked by an ideal steering pole (16) which is outside the track width (S). Blank page