DE2515843A1

DE2515843A1 - Neutral steering rear suspension for car - has trailing arms mounted in elastic pads with transverse strut to counteract slewing

Info

Publication number: DE2515843A1
Application number: DE19752515843
Authority: DE
Inventors: Albert Dr Ing Grotewohl
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1975-04-11
Filing date: 1975-04-11
Publication date: 1976-10-21

Abstract

The rear wheels of the vehicle are supported in such a way as to provide neutral steering when cornering. This prevents undue slewing, especially when front wheel grip is lost. The effect is provided by forward directed, horizontal stays (3) at the ends of which are mounted the wheels (1, 2). The stays are located on the chassis by means of elastic pad mountings (8). The stays are further jointed by a transverse strut (5) which gives the suspension vertical rigidity while being elastic to bending moments to allow different tracking curves for the wheels.

Description

Kraftfahrzeug mit lenkbaren Vorderrädern und nicht lenkbaren Hinterrädern Das Fahrverhalten eines Kraftfahrzeuges hängt von verschiedenen Faktoren ab. Von Bedeutung sind unter anderem seine Richtungsstabilität, seine Kurvenfahreigenschaften und seine Reaktionen auf Lenkbewegungen des Fahrers, wobei sich dabei die widersprüchlichen Forderungen gegenüberstehen, daß das Fahrzeug einerseits den vom Fahrer gewollten Lenkradbewegungen möglichst unverzögert und exakt folgen soll, und andererseits auf vorn Fahrer nicht gewollte Lenkradbewegungen -z.30 Verreißen des Lenkrades infolge eines Schrecks- möglichst wenig und möglichat träge reagieren soll. Motor vehicle with steerable front wheels and non-steerable rear wheels The driving behavior of a motor vehicle depends on various factors. from Its directional stability and cornering characteristics are important, among other things and his reactions to steering movements by the driver, whereby the contradicting ones Opposite demands are that the vehicle on the one hand wanted by the driver Steering wheel movements should follow as promptly and precisely as possible, and on the other hand Unintentional steering wheel movements in front of the driver -z.30 tearing of the steering wheel as a result should react as little and possibly sluggishly as possible.

Es hat sich nun bei fahrdynamischen Untersuchungen gezeigt, daß die max. Gierwinkelgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges -das ist die Geschwindigkeit, mit der sich dieses bein Kurvenfahren oder beim Schleudern um eine Hochachse dreht- bei instationärer Kurvenfahrt, d. h. bein Eiabiegen von einer Geraden in einen Kreisbogen, beim Übergang von einem Kreisbogen auf einen anderen Kreisbogen oder bei einem schlagartigen Verreißen des Lenkrades, erheblich höher sein kann als bei einer stationären Kreisfahrt, d. h. einer Kreisfahrt mit konstantem Kreisradius und konstanter Geschwindigkeit. (Automobilindustrie 3/74, Seite 56, Figuren 5 und 7). Dieee erhöhten Gierwinkelgeschwindigkeitsmaxima sind auf die Tatsache zurückzuführen, daß das Kraftfahrzeug ein schwingungsfähiges System um seine Hochachse darstellt, welches durch instationäre Lenkradeinschläge, Seitenwind usw. angestoßen wird. Die Gierwinkelgeschwindigkeitsamplitude ist dabei abhängig von der Größe des Lenkradeinschlages, von der Lenkradeinschlaggeschwindigkeit, von der Fahrzeuggeschwindigkeit und von weiteren Fahrzeugparametern. Da die überhöhten Gierwinkelgeschwindigkeiten etwa im gleichen Maße einen überhöhten Kraft schluß mit der Fahrbahn erfordern, können sie bei ungenügendem Fahrbahnkraftschluß zu einem frühzeitigen Ausbrechen des Kraftfahrzeuges führen.It has now been shown in vehicle dynamics studies that the max. yaw angle speed of a motor vehicle - this is the speed with which this rotates around a vertical axis when cornering or skidding- with unsteady cornering, d. H. when bending eggs from a straight line into an arc, at the transition from one circular arc to another circular arc or with a sudden one Tearing of the steering wheel, can be considerably higher than with a stationary circular drive, d. H. a circle travel with constant circle radius and constant speed. (Automotive industry 3/74, page 56, Figures 5 and 7). The increased yaw angular velocity maxima are based on the fact attributed to that the motor vehicle a represents a vibratory system around its vertical axis, which by unsteady Steering wheel turns, cross wind, etc. is triggered. The yaw angular velocity amplitude depends on the size of the steering wheel angle, on the steering wheel speed, the vehicle speed and other vehicle parameters. Since the inflated Yaw rates about the same amount an excessive power circuit Require with the road, they can with insufficient road adhesion to a lead to early breakaway of the motor vehicle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Fahrverhalten, insbesondere die Kurssicherheit, eines Kraftfahrzeuges mit lenkbaren Vorderrädern und nicht lenkbaren Hinterrädern, zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Aufhängung der Hinterräder in der Weise ausgebildet und bemessen ist, daß sich eine zumindest annähernd neutral steuernde Hinterachse ergibt. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, daß ein Kraftfahrzeug der zuvor genannten Art, dessen Hinterachse neutral steuernd ausgebildet ist, bei instationären Lenkeinschlägen (z.B. Verreißen der Lenkung) nicht mehr um seine Hochachse zu schwingen in der Lage ist. Dadurch ergibt sich der wesentliche Vorteil, daß die bei bekannten Fahrzeugen bei dynamischen Lenkeinschlägen sonst übliche sehr hohe max. Gierwinkelgeschwindigkeit stark herabgesetzt wird, weil sie nicht mehr über den -niedrigeren- stationären Wert hinausschwingt, wodurch auch die auftretende max. Bahngeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges und damit auch die auf das Kraftfahrzeug einwirkende max. Fliehkraft herabgesetzt werden. Die Gefahr, daß beim Verreißen der Lenkung der Kontakt zwischen Reifen und Straße verlorengeht, sinkt somit, so daß die Verkehrssicherheit erhöht wird.The invention is based on the task of driving behavior, in particular the course security, a motor vehicle with steerable front wheels and non-steerable Rear wheels, to improve. According to the invention, this object is achieved by that the suspension of the rear wheels is designed and dimensioned in such a way that an at least approximately neutral steering rear axle results. That suits it The knowledge that a motor vehicle of the aforementioned type, its rear axle is designed to be neutrally steerable, in the case of unsteady steering locks (e.g. tearing the steering) is no longer able to swing around its vertical axis. Through this there is the essential advantage that the known vehicles in dynamic Very high maximum yaw angle speed, which is otherwise usual for steering angles, is greatly reduced because it no longer swings beyond the -lower- stationary value, thereby also the occurring maximum path speed of the motor vehicle and thus the maximum centrifugal force acting on the motor vehicle can also be reduced. There is a risk of contact between the tire and the road if the steering breaks is lost, thus decreases, so that road safety is increased.

In Weiterbildung der Erfindung ist der u. a. durch Radführung, Radaufhängungsquernachgiebigkeit und Reifenrückstellmoment bestimmte Eigenlenkwinkel P E der Hinterräder zumindest annähernd genauso groß, aber entgegengerichtet bemessen wie der Reifenschräglaufwinkel αR der Hinterräder. Durch diese Maßnahme wird ein zumindest annähernd neutral steuerndes Verhalten der Hinterachse erzielt, weil die durch den Reifeschräglaufwinkel bewirkte Steuertendenz durch die durch den Sigealenk winkel hervorgerufene Steuertendenz abgebaut wird, so daß sich eine Hinterachse mit nahezu Ackermanneigenschaften ergibt.In a further development of the invention, the inter alia. through wheel guidance, wheel suspension transverse compliance and at least certain self-steering angles P E of the rear wheels and tire return torque almost as large, but measured in the opposite direction, as the tire slip angle αR of the rear wheels. This measure makes a at least approximately neutral controlled behavior of the rear axle achieved because of the tire slip angle Tax tendency caused by the Sigealenk angle caused Tax tendency is reduced, so that a rear axle with almost Ackermann properties results.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus,daß die Hinterräder an geschobenen, biege- und drehsteifen Längslenkern geführt sind, welche in der Nähe ihrer sie am Wagenaufbau anlenkenden, mit einfachen gummielastischen Körpern ausgestatteten Lagerungen durch eine formsteif an ihnen angeschlossene drehelastische Querstrebe miteinander verbunden sind, wobei die Querschnittsform der Querstrebe derart ausgebildet und bemessen ist, daß sie für vertikal an den Hinterrädern angreifende Kräfte biegesteif und für seitlich an den Hinterrädern angreifende Kraft in einem zumindest annähernd zur Kompensation des Schräglaufwinkels notwendigen Maße biegeweich ist.An advantageous embodiment of the invention is characterized by this from that the rear wheels are guided on pushed, flexurally and torsionally rigid trailing arms are, which in the vicinity of their articulating them on the car body, with simple rubber-elastic Bodies equipped bearings by a rigid torsionally connected to them Cross brace are interconnected, the cross-sectional shape of the cross brace is designed and dimensioned such that it acts vertically on the rear wheels Forces rigid and for forces acting laterally on the rear wheels in one at least approximately flexible dimensions necessary to compensate for the skew angle is.

Durch diese Maßnahme wird das gewünschte neutral steuernde Verhalten der Hinterachse konstruktiv einfach und ohne wesentlichen Aufwand verwirklicht. Die so entstandene Hinterachskonstruktion stimmt konstruktiv weitgehend mit der bekannten Verbundlenkerachse (VDI-Nachrichten, Nr.12, 22. Plärz 1974, Seiten 14/15) bzw. mit der bekannten Koppellenkerachse (ATZ-Automobiltechn. Zeitschrift 76 -1974- 10, Seiten 316 - 321) überein. Sie unterscheidet sich von diesen bekannten Achsen lediglich dadurch, daß ihre längslenker nicht gezogen, sondern geschoben werden und daß die drehelastische Querstrebe für seitlich an den Hinterrädern angreifende Kräfte -im Gegensatz zu den bekannten Achsen- biegeweich ausgebildet ist.This measure results in the desired neutral controlling behavior the rear axle is realized in a structurally simple manner and without significant effort. The resulting rear axle construction is largely identical to the well-known twist beam axle (VDI-Nachrichten, No.12, 22nd March 1974, pages 14/15) or with the well-known coupling link axle (ATZ-Automobiltechn. Zeitschrift 76 -1974- 10, pages 316 - 321). It differs from these well-known axes only because their trailing arms are not pulled, but pushed and that the torsionally elastic cross strut for laterally acting on the rear wheels Forces - in contrast to the known axes - is designed to be flexible.

Zwar ist es an sich bereits bekannt (Buch von M. Mitschke, "Dynamik der Kraftfahrzeuge", 1972, Seite 484, Bild 133.3a), daß der durch Seitenkräfte infolge üblicherweise vorhandener Radaufhängungselastizitäten bewirkte Eigenlenkwinkel /Q bei einem geschobenen Lenker im Gegensatz zu einem gezogenen Lenker dem Reifenschräglaufwinkel R entgegengerichtet ist, wodurch -im Vergleich zu einem gezogenen Lenkerdie Reifenelastizität und die Radaufhängungselastizität zusammen wie seitensteifere Reifen bei starrer Lagerung wirken. Es ist aber bisher nicht erkannt worden, daß diese an sich bekannte Eigenschaft eines geschobenen Lenkers dazu ausgenutzt werden kann, um zwecks Erzielung des zuvor beschriebenen vorteilhaften Fahrverhaltens eine neutral steuernde Hinterachse herzustellen.It is already known per se (book by M. Mitschke, "Dynamic der Kraftfahrzeuge ", 1972, page 484, Bild 133.3a), that the side forces as a result Usually existing wheel suspension elasticities caused self-steering angle / Q in the case of a pushed handlebar, in contrast to a pulled handlebar, the tire slip angle R is opposite, whereby the tire elasticity compared to a drawn handlebar and the suspension elasticity together like laterally stiffer tires with more rigid ones Storage work. However, it has not yet been recognized that this was known per se Property of a pushed handlebar can be used to achieve of previously described advantageous driving behavior a neutral to produce steering rear axle.

Gemäß der Erfindung wird in einfacher Weise und ohne wesentlichen konstruktiven Aufwand erreicht, daß das Kraftfahrzeug während der Fahrt nicht mehr um seine Hochachse schwingungsfähig ist, so daß ein Überschwingen des Kraftfahrzeuges beim Verreißen des Lenkrades, infolge Seitenwind, Gaswechsel oder anderen Störeinflüssen vermieden wird. Die Kraftschlußbeanspruchung mit der Fahrbahn wird dadurch herabgesetzt und somit ein vorzeitiges Ausbrechen des Fahrzeuges verhindert. Zwischen Lenkverhalten des Fahrzeuges und Lenkradwinkeleinschlagsgeschwindigkeit entsteht ein proportionaler Zusammenhang, so daß die widersprüchliche Forderung bei konventionellen Fahrzeugen, daß sie auf Verreißen der Lenkung möglichst träge und auf einen normalen Lenkradeinschlag möglichst lenktreu folgen sollen, entfällt. Die erfindungsgemäße Ausbildung der Hinterachse ist besonders gut für frontlastige, frontgetriebene Kraftfahrzeuge geeignet, deren Geradeauslauf im Vergleich zu einem heckgetriebenen, hecklastigen Kraftfahrzeug um ein Mehrfaches besser ist, so daß ein größerer Eigenlenkwirikel der Hinterachse -wie er sich gemäß der Erfindung ergibt- den Geradeauslauf des Kraftfahrzeuges nicht spürbar verschlechtert.According to the invention is done in a simple manner and without essential constructive effort achieved that the motor vehicle no longer while driving is capable of vibrating about its vertical axis, so that an overshoot of the motor vehicle when the steering wheel tears, as a result of cross winds, gas changes or other disturbances is avoided. The frictional connection with the road surface is thereby reduced and thus prevents the vehicle from breaking out prematurely. Between steering behavior of the vehicle and the speed of the steering wheel angle are proportional Context, so that the contradicting requirement for conventional vehicles, that they are as sluggish as possible on tearing the steering and on a normal steering wheel angle should follow as faithfully as possible, is not applicable. The inventive training of The rear axle is particularly suitable for front-heavy, front-wheel drive vehicles, their straight-line stability compared to a rear-wheel drive, rear-heavy motor vehicle is several times better, so that a larger Eigenlenkwirikel the rear axle - as it results according to the invention - the straight-line stability of the motor vehicle does not noticeably deteriorated.

Neben den fahrtechnischen Verbesserungen ergibt sich durch den erfindungsgemäßen Einsatz von aif,eschobenen Längslenkern angelenkten Hinterrädern der zusätzliche Vorteil, daß der für die Übertragung von Erschütterungen und Geräusche maßgebliche Erschütterungsabstand -das ist der Abstand zwischen den Anlenkpunkten der Vorderachse und der Hinterachse am Fahrzeugaufbau- bei gleichem Achsabstand größer wird, so daß Erschüterungen und Geräusche im Fahrzeuginnern geringer spürbar sind. Daneben ergibt sich als weiterer Vorteil, daß zwischen den beiden Längslenkern viel Platz für die Unterbringung des Fahrzeugtanks, des Reserverades etc. zur Verfügung steht.In addition to the technical improvements, the inventive Use of aif, shifted trailing arms articulated rear wheels of the additional Advantage that the decisive factor for the transmission of vibrations and noises Vibration distance - this is the distance between the articulation points of the front axle and the rear axle on the vehicle body is larger with the same center distance, see above that vibrations and noises are less noticeable inside the vehicle. Besides Another advantage is that there is a lot of space between the two trailing arms is available to accommodate the vehicle tank, the spare wheel, etc.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles werden die Erfindung sowie die Funktionsweise der Erfindung erläutert.Based on an embodiment shown in the drawing the invention and the mode of operation of the invention are explained.

In der Zeichnung zeigen Figuren 1 + 2 eine entsprechend der Erfindung ausgebildete Hinterachse eines Kraftfahrzeuges in der Drauf- und in der Seitenansicht und Figuren 3 + 4 schematische Darstellungen zur Erläuterung des Fahrverhaltens eines entsprechend der Erfindung ausgebildeten Kraftfahrzeuges.In the drawing, FIGS. 1 + 2 show one according to the invention trained rear axle of a motor vehicle in the plan and in the side view and FIGS. 3 and 4 are schematic representations to explain the driving behavior of a motor vehicle designed according to the invention.

Bei der in den Figuren 1 und 2 dargestellten bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Hinterachse sind die beiden Hinterräder 1 und 2 an geschobenen Längslenkern 3 und 4 geführt, welche biege- und drehsteif ausgebildet sind. Die Längslenker 3 und 4 sind über Lagerungen 6 und 7, welche mit einfachen gummielastischen Körpern ausgestattet sind und somit kugelige Bewegungen der Längslenker 3 und 4 gestatten, am nicht weiter dargestellten Fahrzeugaufbau 8 angelenkt.In the preferred embodiment shown in FIGS a rear axle designed according to the invention are the two rear wheels 1 and 2 guided on pushed trailing arms 3 and 4, which are flexurally and torsionally rigid are. The trailing arms 3 and 4 are on bearings 6 and 7, which with simple rubber-elastic bodies are equipped and thus spherical movements of the trailing arm 3 and 4 make it possible to be articulated on the vehicle body 8, not shown in any further detail.

Die mit Radträger 11 und 12 ausgestatteten Enden der beiden Lenker 3 und 4 weisen in die mit einem Pfeil gekennzeichnete Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges. Die beiden längslenker 3 und 4 sind in der Nähe ihrer sie am Wagenaufbau 8 anlenkenden Lagerungen 6 und 7 durch eine formsteif an ihnen angeschlossene drehelastische Querstrebe 5 miteinander verbunden. Die Querschnittsform dieser Querstrebe 5 ist derart ausgebildet und bemessen, daß sie für vertikal an den Hinterrädern angreifende Kräfte -d. h. also für die Radaufstandskräfte- biegesteif und für seitlich an den Hinterrädern 1 und 2 angreifende Kräfte, z.3. infolge von Seitenwind oder Fliehkräften, biegeweich ist. Der Querschnitt und das Profil der drehelastischen Querstrebe 5 ist dabei so gewählt, daß die hiegeweichheit um die Hochachse zumindest annähernd zur Kompensation des Schräglaufwinkels der Hinterräder 1 und 2 ausreicht. Er wird also so gewählt und bemessen, daß die Größe des sich unter der Einwirkung einer Seitenkraft einstellenden Eigenlenkwinkel fi E der Hinterrader 1 bzw. 2 zumindest annähernd genauso groß ist wie der sich unter der Einwirkung der Seitenkraft einstellende Reifenschräglaufwinkel der Hinterräder. Da die Richtung des sich einstellenden Eigenlenkwinkels g aufgrund der gewählten Achskonstruktion dem Reifenschräglaufwinkel entgegengerichtet ist, heben sich beide im Idealfall gegenseitig auf. Da für den Eigenlenkwinkel ß E und den Reifenachräg laufwinkel OQR in erster Näherung etwa die gleiche Abhängigkeit von der am Rad angreifenden Seitenkraft besteht, erfolgt diese Kompensation nicht nur für einen einzigen Betriebszustand, sondern im Gesamtfahrbereich. Demzufolge liegt das erfindungsgemäß angestrebte neutral steuernde Verhalten der Hinterachse ebenfalls im gesamten Betriebsbereich vor.The ends of the two links equipped with wheel carriers 11 and 12 3 and 4 point in the direction of travel of the motor vehicle indicated by an arrow. The two trailing arms 3 and 4 are in the vicinity of their articulating them on the car body 8 Bearings 6 and 7 by a torsionally flexible cross strut connected to them in a dimensionally stable manner 5 connected to each other. The cross-sectional shape of this cross strut 5 is designed in this way and dimensioned that they -d for vertically acting forces on the rear wheels. H. so for the wheel contact forces - rigid and for the side of the rear wheels 1 and 2 attacking forces, e.g. 3. as a result of cross winds or centrifugal forces, flexible is. The cross section and the profile of the torsionally elastic cross strut 5 is like this chosen that the local softness around the vertical axis at least approximately to compensate the slip angle of the rear wheels 1 and 2 is sufficient. So he is chosen that way and measured that the size of the adjusting under the action of a side force Self-steering angle fi E of the rear wheels 1 and 2 is at least approximately as large like the tire slip angle set under the action of the lateral force the rear wheels. Since the direction of the self-steering angle g is due to the selected axle construction the tire slip angle opposite ideally both cancel each other out. Since for the self-steering angle ß E and the tire slip angle OQR have approximately the same relationship as a first approximation from the side force acting on the wheel, this compensation does not take place only for a single operating state, but in the entire travel range. As a result lies the neutrally controlling behavior of the rear axle aimed at according to the invention also in the entire operating area.

In Figur 3 sind die beim Durchfahren einer Rechtskurve sich ergebenden Verhältnisse schematisch dargestellt. Gezeigt sind -in Drauf sichtlediglich die für das Verständnis der Erfindung notwendigen Teile des Eraftf2hrzeuges. Man erkennt die vom Fahrer mittels der nicht weiter gezeigten Lenkeinrichtung um den Lenkwinkel ß LV eingeschlagenen Vorderräder 9 und 10, den mit S bezeichneten Schwerpunkt des Fahrzeuges sowie die am Fahrzeugaufbau 8 angelenkten Hinterräder 1 und 2.In FIG. 3, the results when driving through a right-hand bend are shown Relationships shown schematically. Only those are shown on top Parts of the Eraftf2hrzeuges necessary for the understanding of the invention. One recognises by the driver by means of the steering device, not shown further, by the steering angle ß LV turned front wheels 9 and 10, the center of gravity of the marked S Vehicle as well as the rear wheels 1 and 2 articulated on the vehicle body 8.

Die Hinterräder sowie die zugehörige Querstrebe 5 sind einmal gestrichelt und einmal ausgezogen dargestellt. Die gestrichelte Darstellung gilt für den Fall, daß an den Hinterrädern keine Seitenkraft angreift. Unter der Einwirkung einer z.B. beim Durchfahren einer Rechtskurve an den Hinterrädern angreifenden Seitenkraft gilt für die beiden Hinterräder sowie die Querstrebe, deren Bezifferung für diesen Betriebsfall Jeweils mit einem Strich versehen ist, die ausgezogene Darstellung. Die beim Kurvenfahren an den Vorderrädern angreifenden Kräfte sind mit Fva bzw.The rear wheels and the associated cross strut 5 are dashed once and shown once drawn. The dashed illustration applies to the case that no lateral force acts on the rear wheels. Under the influence of e.g. lateral force acting on the rear wheels when driving through a right-hand bend applies to the two rear wheels as well as the cross strut, the numbering for this Operational case Each is provided with a line, the solid representation. The forces acting on the front wheels when cornering are denoted by Fva resp.

FVi , die am Schwerpunkt 5 angreifende Fliehkraft mit F und die an den Hinterrädern angreifenden Seitenkräfte mit Fha bzw. Fhi bezeichnet.FVi, the centrifugal force acting on the center of gravity 5 with F and the an Lateral forces acting on the rear wheels are denoted by Fha and Fhi, respectively.

Das Kraftfahrzeug durchfährt gemäß der in Figur 3 gezeigten Darstellung einen Kreis, dessen Mittelpunkt mit MF und dessen Radius (Abstand zwischen Schwerpunkt F und Mittelpunkt Mp ) mit 9SF beziffert sind.The motor vehicle drives through according to the illustration shown in FIG a circle, its center with MF and its radius (distance between center of gravity F and midpoint Mp) are numbered 9SF.

Eingezeichnet sind weiterhin die mit vv gekennzeichnete Bewegungrichtung der Vorderräder, dinit v gekennzeichnete Bewegungsrichtung des Fahrzeugschwerpunktes S sowie die mit vh bezeichnete Bewegungsrichtung der beiden Hinterräder. Die Bewegungsrichtung der Räder stimmt beim Angreifen von Seitenkräften bekanntlich nicht mit der Radebene überein. Diese Reifenschräglaufwinkel sind an den Vorderrädern mit ru und an den Hinterrädern mit °> Rh bezeichnet, wobei der RV Einfachheit halber wie bereits beim Lenkeinschlagwinkel LV auf die Darstellung der tatsächlich vorhandenen Unterschiede zwischen dem rechten und dem linken Rad verzichtet worden ist. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung und Bemessung der Hinterachse stimmt der Reifenschräglaufwinkel d, Rh der beiden Hinterräder gerade mit dem Eigenlenkwinkel ß Eh dieser Räder überein. Man erkennt, daß die durch den Reifenschräglaufwinkel αRh an sich bewirkte Übersteuerungstendenz der Hinterachse infolge der erfindungsgemäßen Ausbildung der Hinterachse durch den eine Untersteuerungstendenz bewirkenden Eigenlenkwinkel Eh kompensiert wird, so daß sich wie gewünscht eine neutral steuernde Hinterachse ergibt. Durch diese Maßnahme wird -wie bereits eingangs erwähnt- dem Kraftfahrzeug erfindungsgemäß die Fähigkeit genommen, während der Fahrt um seine Hochachse zu schwingen. Dies läßt sich -unter Zugrundelegung der in Figur 4 dargestellten vereinfachten Verhältnisserechnerisch erläutern.The direction of movement marked with vv is also shown the front wheels, dinit v marked direction of movement of the vehicle's center of gravity S as well as the direction of movement of the two rear wheels marked with vh. The direction of movement It is well known that the wheels do not match the wheel plane when lateral forces are applied match. These tire slip angles are on the front wheels with ru and marked on the rear wheels with °> Rh, the RV for the sake of simplicity as with the steering lock angle LV on the representation of the actually existing ones Differences between the right and the left wheel have been omitted. Because of the design and dimensioning of the rear axle according to the invention, the tire slip angle is correct d, Rh of the two rear wheels just match the self-steering angle ß Eh of these wheels. It can be seen that that caused by the tire slip angle αRh per se Oversteer tendency of the rear axle as a result of the inventive design Rear axle due to the self-steering angle Eh causing an understeering tendency is compensated, so that a neutral steering rear axle results as desired. As already mentioned at the outset, this measure makes the motor vehicle according to the invention the ability to swing around its vertical axis while driving. this can be computationally based on the simplified relationship shown in FIG explain.

In Figur 4 sind die in Figur 3 gezeigten Verhältnisse weiter vereinfacht worden. Insbesondere sind jeweils die beiden Räder einer Fahrzeugachse zu einem fiktiven Vorderrad 90 bzw. zu einem fiktiven Hinterrad 100 zusammengefaßt. Die Fahrzeuglängsachse ist mit A und die Bahnkurve, die der Fahrzeugschwerpunkt S beschreibt, mit B bezeichnet. Die in Figur 3 gewählten Bezeichnungen sind in sinngemäßer Form auch in Figur 4 verwendet worden. Zusätzlich eingezeichnet sind der Eigenlenkwinkel und der Schwimmwinkel α V des fiktiven Vorderrades 90, der Schwimmwinkel αS des Fahrzeugschwerpunktes S, der Gierwinkel # sowie der Winkel Y der sich aus der Summe von 8 und O(j zusammensetzt. Der 5' 5 Achsabstand des Fahrzeuges ist mit 1, der Abstand des Schwerpunktes S vom Vorderrad 90 mit 1V und der Kreismittelpunkt der hahnkurve B mit bezeichnet.In FIG. 4, the relationships shown in FIG. 3 are further simplified been. In particular, the two wheels of a vehicle axle are each one fictitious front wheel 90 or combined into a fictitious rear wheel 100. The longitudinal axis of the vehicle is denoted by A and the trajectory that describes the vehicle's center of gravity S is denoted by B. The designations chosen in FIG. 3 are also shown in FIG. 4 in a corresponding form been used. The self-steering angle and the float angle are also shown α V of the fictitious front wheel 90, the slip angle αS of the vehicle's center of gravity S, the yaw angle # and the angle Y which is the sum of 8 and O (j. The 5'5 center distance of the vehicle is 1, the distance of the center of gravity S from Front wheel 90 is denoted by 1V and the center of the circle of the cock curve B is denoted by.

Bei dem in Figur 4 dargestellten Kraftfahrzeug wird an der Hinterachse erfindungsgemäß der Eigenlenkwinkel durch den Schräglaufwinkel kompensiert. Der Eigenlenkwinkel ßEh ist also genauso groß wie der Reifenschräglaufwinkel αRh. Es handelt sich also um eine Hinterachse mit neutralen Lenkeigenschaften (Ackermanneigenschaften). Zur rechnerischen Untersuchung wird für das Schräglaufverhalten des Reifens vereinfachend ein linearer Zusammenhang zwischen Schräglaufwinkel und Seitenkraft zugrunde gelegt.In the motor vehicle shown in Figure 4 is on the rear axle according to the invention, the self-steering angle is compensated by the slip angle. Of the Self-steering angle ßEh is therefore just as large as the tire slip angle αRh. So it is a rear axle with neutral steering properties (Ackermann properties). For computational Investigation is made for the skew behavior of the tire, a linear relationship between the slip angle and Lateral force is used as a basis.

Unter Berücksichtigung der in Figur 4 dargestellten Verhältnisse gilt dann: Zur Zeit t beträgt der Schwimmwinkel des fiktiven Vorderrades 90 αV(t) = ß LV (t) - #EV -αRV. 1 Mit ßEV =#ß' . EVgs #z.# =#ß'V . (Fv+ ) sowie 1 αRV =#α'RV . FVgs #z.# =#α'RV(Fv + ) und 1 1V Us Fv = (1 - . GF . . γS ergibt sich daraus: 1 g 1V Vs #z.# αV (t) = ßLV (t) - (#ß'V+#α'RV) #(1 -).GF. . γs+# 1 g 1 αV= ßLV-Kγv.γS - K#V.# 2 1V Vs darin sind KγV= (#ß'V+#α'RV) (1-) . GF .Taking into account the relationships shown in FIG. 4, the following applies then: At time t the float angle of the fictitious front wheel is 90 αV (t) = ß LV (t) - #EV -αRV. 1 With ßEV = # ß '. EVgs # z. # = # Ss'V. (Fv +) and 1 αRV = # α'RV. FVgs # z. # = # Α'RV (Fv +) and 1 1V Us Fv = (1 -. GF.. ΓS this results in: 1 g 1V Vs # z. # αV (t) = ßLV (t) - (# ß'V + # α'RV) # (1 -). GF. . γs + # 1 g 1 αV = ßLV-Kγv.γS - K # V. # 2 1V Vs therein are KγV = (# ß'V + # α'RV) (1-). GF.

#z K#V= (#ß'V+#α'RV) . #z K # V = (# ß'V + # α'RV).

1 Dabei wird #ß'V aus Spurwinkeländerungsmeasungen infolge Seitenkraft und Einfederung ermittelt und der Reifenschräglaufwinkel α#V aus dem (gemessenen) Gough-Schaubild entnommen. 1 # Ss'V is made from measurements of changes in the toe angle determined as a result of the lateral force and deflection and the tire slip angle α # V taken from the (measured) Gough graph.

αV = ßLV - KγV . γ S - K#V.# 2a Mit dem aus Figur 4 entnehmbaren Beziehungwn vs = # SF . # . I = # SF .αV(t) und γS (t) = # (t) +αS(t) ergibt sich bei Berücksichtigung von IW αS (t) = (1 - ). αV (t) einmerseits 1 # (t) = vs .αV(t) 3 1 und anderseits IW γS= #(t) + (1 - ) .γW (t) 4 1 Einsetzen von 2 in 3 ergibt vS vS VS # = .ßLW- .KγVγS - . K#W .# 5 1 1 1 Daraus folgt 1 1 K#V γS = . ßLV - . # - . # 6 KγW vs KγV KγV t I K#V γS=ßLV- . # - . # 6a KγV vs.KγV KγV 2a in 4 ergibt IV Iv γS= # + (1 - ßLV - ( 1 - ) KγV.γS 1 1 IV - (1 - ) . K#V.# 7 1 Aus 6a im 7 folgt schließlich Iv 1 γS=#+ (1 - ) . . # 8 1 vs Durch Gleichsetzen von 6 und 8 erhält man schließlich: 9 # + ##################.#=##################### oder verallgemeinert #+ p = #+ 0 - # = q0 .ßLV (t). 9a Mit der Substitution y = £ ergibt sich eine lineare Differentialgleichung y + p y - q . 0 mit der allgemeinen Lösung wobei c als einzige Integrationskonstante aus den Anfangsbedingungen zu ermitteln ist.αV = ßLV - KγV. γ S - K # V. # 2a With the relationship v = # SF, which can be gathered from FIG. #. I = # SF .αV (t) and γS (t) = # (t) + αS (t) results when IW αS (t) = (1 -). αV (t) on the one hand 1 # (t) = vs. αV (t) 3 1 and on the other hand IW γS = # (t) + (1 -) .γW (t) 4 1 Insertion of 2 into 3 results in vS vS VS # = .ßLW- .KγVγS -. K # W. # 5 1 1 1 It follows that 1 1 K # V γS =. ßLV -. # -. # 6 KγW vs KγV KγV t IK # V γS = ßLV-. # -. # 6a KγV vs KγV KγV 2a in 4 gives IV Iv γS = # + (1 - ßLV - (1 -) KγV.γS 1 1 IV - (1 -). K # V. # 7 1 From 6a in 7 follows finally Iv 1 γS = # + (1 -). # 8 1 vs By equating 6 and 8 we finally get: 9 # + #################. # = ##################### or generalized # + p = # + 0 - # = q0 .ßLV (t). 9a With the substitution y = £ results a linear differential equation y + py - q.0 with the general solution where c is the only constant of integration to be determined from the initial conditions.

Wie man sieht, fehlt der Differentialgleichung 9a das elastische Rückstellglied mit # . Es liegt also keine homogene Schwingungsdifferentialgleichung mit entsprechenden Eigenfrequenzen vor. Das bedeutet, daß das Kraftfahrzeug infolge der erfindungsgemäß ausgebildeten, nämlich neutral steuernden Hinterachse bei einem zeitlich veränderlichen Lenkradeinschlag nicht schwingungsfähig ist. Beim Verreißen des Lenkrades wird daher die Gierwinkelgeschwindigkeit £ nicht wie bei den bekannten Kraftfahrzeugen über den stationären Wert hinaus schwingen, sondern sich exponentiell dem stationären Wert nähern. Dadurch werden unter anderem geschwindigkeits auch Gierwinkel#amplitudenüberhöhungen bei Resonanzerregung, also bei periodischen Lenkradeinschlägen, deren Erregerfrequenz mit der Eigengierfrequenz des Fahrzeuges übereinstimmt, vermieden.As can be seen, the differential equation 9a lacks the elastic restoring element with # . So there is no homogeneous oscillation differential equation with corresponding Natural frequencies before. This means that the motor vehicle as a result of the invention trained, namely neutrally steering rear axle with a time-varying The steering wheel is not capable of oscillation. If the steering wheel is torn, it will the yaw angular velocity £ does not exceed as in the known motor vehicles the stationary value swing out, but move exponentially to the stationary value Approach value. As a result, among other things, the yaw angle amplitude increases as well with resonance excitation, i.e. with periodic steering wheel turns, their excitation frequency coincides with the self-yaw frequency of the vehicle, avoided.

Claims

EXPECTATIONS

1. Motor vehicle with steerable front wheels and non-steerable rear wheels, characterized in that the suspension of the rear wheels (1, 2) is constructed in the manner and is measured that there is an at least approximately neutral steering rear axle results.

2. Motor vehicle according to claim 1, characterized in that the i.a. through wheel guidance, lateral wheel suspension compliance and tire reset torque certain self-steering angle ffi E of the rear wheels (1, 2) at least approximately the same large, but measured in the opposite direction to the tire slip angle 0CR R Rear wheels.

3. Motor vehicle according to claims 1 and 2, characterized in that that the rear wheels (1, 2) on pushed, flexurally and torsionally rigid trailing arms (3, 4) are performed, which in the vicinity of their articulating on the car body (8) with simple rubber-elastic bodies equipped bearings (6, 7) by a dimensionally stable torsionally elastic cross struts (5) connected to them are connected to one another, wherein the cross-sectional shape of the cross strut (5) is designed and dimensioned such that that they bend stiff for vertically acting forces on the rear wheels and for Forces acting laterally on the rear wheels in at least an approximate manner Compensation of the skew angle necessary wetness is flexible