DE3342152A1

DE3342152A1 - Anordnung zum verstellen der aufhaengungen und der lenkeinrichtung eines kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE3342152A1
Application number: DE19833342152
Authority: DE
Inventors: Seita Kanai; Hirotaka Hiroshima Kanazawa
Original assignee: Toyo Kogyo Co Ltd
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1982-11-22
Filing date: 1983-11-22
Publication date: 1984-05-24
Also published as: DE3342152C2; US4573705A

Description

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TOIO KOGYO GO., LTD Aki-gun, Hiroshima-ken (Japan)

Anordnung zum Verstellen der Aufhängungen und der Lenkeinrichtung eines Kraftfahrzeuges

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug mit Aufhängungen mit verstellbarer Charakteristik und mit einer Lenkeinrichtung mit verstellbarer Charakteristik. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Anordnung zum Verstellen derartiger Aufhängungen und einer deratigen Lenkeinrichtung.

In Kraftfahrzeugen dienen Aufhängungen zur Aufnahme des Gewichts des Fahrzeuges und zur Aufnahme von .otopbelastungen, die sonst von der Verkehrsfläche auf das Fahrzeug übertragen werden würden. Es ist bekannt, dass die Aufhängungen einen beträchtlichen Einfluß auf den Fahrkomfort sowie auf Stampf- und Rollbewegungen und auf das stabile Lenkverhalten und die Manövrierfähigkeit des Fahrzeugs haben. Daher ist erkannt worden, dass durch Veränderung der Charakteristik der Aufhängungen die Manövrierfähigkeit des Fahrzeuges in verschiedener Hinsicht verändert werden kann. Beispielsweise ist in der am 25· Januar 1979 eingereichten und am 30. July 1980

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als Offenlegungsschrift 55-109008 offengelegten japanischen Gebrauchsmusteranmeldung 54—8394- zum Verstellen der Aufhängungen ein System vorgeschlagen worden, in dem die hinteren Stoßdämpfer ein größeres Absorptionsvermögen haben als die vorderen Stoßdämpfer, so dass bei der Lenkung des schnellfahrenden Fahrzeuges eine Untersteuerung erzielt wird. Durch diese Steuerung kann die Stabilität des Lenkverhaltens des Fahrzeuges verbessert werden. In der genannten Gebrauchsmusteranmeldung wird ferner vorgeschlagen, das Absoprtionsvermögen der vorderen Stoßdämpfer gegenüber dem Absorptionsvermögen der hinteren Stoßdämpfer herabzusetzen, so dass das Fahrzeug dann bei einer Lenkung während langsamer Fahrt ein neutrales oder übersteuerndes Lenkverhalten besitzt.

In der am 8. April 1980 eingereichten und am 6. November 1981 als Offenlegungsschrift 56-147107 offengelegten japanischen Patentanmeldung 55-^6386 ist vorgeschlagen worden, die Stoßdämpfer derart zu steuern, dass ihr Absorptionsvermögen erhöht wird, wenn das Fahrzeug bei einer einen vorherbestimmten Wert übersteigenden Geschwindigkeit einen Lenkeinschlag erhält, der einen vorherbestimmten Wert überschreitet. Durch die dort vorgeschlagene Steuerung wird die Ro11geschwindigkeit des Fahrzeuges unter einem bestimmten 7/ert gehalten, so dass die Lenkbarkeit des Fahrzeuges und der Fahrkomfort verbessert werden.

Auch für Lenkmechanismen von Kraftfahrzeugen sind angesichts des beträchtlichen Einflusses dieser Mechanismen auf das Stabilitätsverhalten und die Lenkbarkeit von Fahrzeugen verschiedene Vorschläge gemacht worden«, In

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neuester Zeit werden zahlreiche Fahrzeuge mit eber Servolenkung ausgestattet, um das Lenken zu erleichtern. Zur Verbesserung von Servolenkungen sind bereits verschiedene Vorschläge gemacht worden. Beispielsweise ist in der am 14. Oktober 1978 eingereichten und am 22. April 1980 als Offenlegungsschrift 55-55058 offengelegten japanischen Patentanmeldung 53-126368 vorgeschlagen worden, Hydropumpen von Servolenkungen in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit, von der Belastung der lenkbaren Bänder und/oder dem Widerstand gegen eine Lenkbewegung derart zusteuern, dass durch Zufuhr von Drucköl in einer geeigneten Menge zu dem Servozylinder ein stabiles Lenkverhalten gewährleistet wird.

Die vorgenannten früheren Vorschläge betreffen getrennte Verbesserungen hinsichtlich der Aufhängungen und hinsichtlich des Lenkmechanismus, und es können mit ihnen gewisse Vorteile erzielt werden. Diese bekannten Maßnahmen zur getrennten Verbesserung der Aufhängung und d?s Lenkmechanismus können jedoch nicht in allen Fällen zu befriedigenden Ergebnissen führen, weil verschiedene Personen hinsichtlich des Verhaltens des Fahrzeuges, z.B. hinsichtlich seines Fahrkomforts, seiner Lenkbarkeit usw. verschiedene Wünsche haben und daher durch eine einzige Maßnahme nicht den Forderungen aller Personen Genüge getan werden kann.

Daher besteht eine Aufgabe der Erfindung in der Schaffung einer Anordnung, mit der die Aufhängungen und der Lenkmechanismus in enger Abhängigkeit voneinander so verstellt werden können, dass für jede Person ein von ihr gewünschtes Lenkverhalten, und eine gewünschte Stabilität des Lenkverhaltens und ein gewünschter Fahrkomfort erzielt wird.

Eine weitere ^-ufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Anordnung zum Vers bellen von in zwei Gruppen geteilten Aufhängungen derart, dass die Aufhängungen der beiden Gruppen unterschiedliche Charakteristiken erhalten.

Ferner besteht eine Aufgabe der Erfindung in der Schaffung einer Anordnung zum Verstellen der vorderen und der hinteren Aufhängungen getrennt voneinander und zum Verstellen des Lenkmechanismus in Abhängigkeit vom Verstellen der Aufhängungen.

Außerdem hat die Erfindung die Aufgabe, eine Anordnung zu schaffen, mit der die beiden vorderen Aufhängungen getrennt von den beiden hinberen Aufhängungen derart verstellt werden können, dass das Fahrzeug ein gewünschtes Lenkverhalten erhält.

Zur Lösung dieser und anderer Aufgaben der Erfindung besitzt gemäß der Erfindung ein Kraftfahrzeug eine Karosserie, die Karosserie tragende Räder, einschließlich von lenkbaren Rädern, eine erste Aufhängeanordnung zwischen der Karosserie und mindestens einem der Räder, eine zweite AufhängeanOrdnung zwischen der Karosserie und mindestens einem der anderen Räder, eine zum Lenken der lenkbaren Räder dienende Lenkeinrichtung, wobei die erste Aufhängeanordnung eine erste 7/iderstandseinrichtung besitzt, die Vertikalbewegungen der Karosserie relativ zu den Rädern mit einer ersten './iderstandscharakberistik entgegenwirkt, die zweite Aufhängung eine zweite V/iderstandseinrichtung besitzt, die Vertikalbewegungen der Karosserie relativ zu den Rädern mit einer zweiten Widerstandscharakteristik entgegenwirkt, eine erste Verstelleinrichtung zum Verstellen mindestens einer der beiden '.Yiderstandscharakteristiken der Aufhängeanordnungen derart, dass das Verhältnis der

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ersten zu der zweiten Widerstandscharakteristik verändert wird, eine zweite Vers teileinrichtung zum Verstellen der Lenkcharakteristik der Lenkeinrichtung und eine Steuereinrichtung zur Abgabe eines Steuersignals, das mit einer Verstellung des Verhältnisses der ersten zu der zweiten Widerstandscharakteristik der ersten und der zweiten Aufhängeanordnung in Beziehung steht und der zweiten Verstelleinrichtung zugeführt wird und "bewirkt, dass die Lenkcharakteristik der Lenkeinrichtung in Abhängigkeit von der Veränderung des Verhältnisses der ersten zu der zweiten Widerstandscharakteristik der ersten und der zweiten Aufhängeanordnung verändert wird. Bei Vierradfahrzeugen mit einer Aufhängung für jedes der vier Räder kann die erste Aufhängeanordnung aus den beiden vorderen Aufhängungen bestehen, so dass diese gemeinsam verstellbar sind und im wesentlichen dieselben Widerstands-Charakteristiken haben, und die zweite Aufhängeanordnung kann aus den beiden hinteren Aufhängungen bestehen, so dass diese anders einstellbar sind als die beiden vorderen Aufhängungen. Bei dieser Anordnung kann zwischen dem Widerstand der beiden hinteren Aufhängungen ein Verhältnis eingestellt werden, mit dem ein erwünschtes Lenkverhalten erzielt wird. Man kann auch die Y/iderstandscharakteristik nur der beiden vorderen oder nur der beiden hinteren Aufhängungen verstellen. In einer anderen Ausführungsform kann die erste Aufhängeanordnung aus der rechten vorderen und der linken hinteren Aufhängung und die zweite Aufhängeanordnung aus der linken vorderen und der rechten hinteren Aufhängung bestehen.

Eine Aufhängung für ein Kraftfahrzeug besitzt gewöhnlich einen Dampfer, ·.;. er eine Dämpungscharakteristik hat, und

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eine Feder mit einem Federkoeffizienten. Bei einer derartigen Aufhängung wird die Widerstandscharakteristik durch die Dämpfungscharakteristik und/oder die Federkonstante bestimmt-, so dass durch Änderung eines oder beider dieser Parameter die '/Jiderstandscharakteristik verändert werden kann, lim eine Verstellung der Federkonstante zu ermöglichen, besteht die Feder vorzugsweise aus einer Luftfeder.

Bei einem handbetätigten Lenkmechanismus kann dessen Übersetzungsverhältnis mittels der Steuereinrichtung verstellbar sein. Bei einer Servolenkung kann deren Hilfskraftcharakteristik verstellbar sein.

Gemäß der Erfindung erfolgt die Veränderung der Lenkcharakteristik in einer bestimmten Beziehung zu der Verstellung des Verhältnisses der ersten zu der zweiten VTiderstandscharakteristik der ersten und der zweiten AufhängeanOrdnung derart, dass jede durch eine Veränderung dea Verhältnisses der Widerstandscharakteristiken bedingte Änderung des Lenkverhaltens des Fahrzeuges dadurch verstärkt oder· geschwächt werden kann$ dass das Lenkverhalten des Fahrzeuges durch eine Veränderung der Lenkcharakteristik derart verändert wird, dass das Fahrzeug eine gewünschte Manövriercharakteristik erhält. Durch eine Veränderung des Verhältnisses der ersten zu der zweiten Widerstandscharakteristik der ersten und der zweiten Aufhängeanordnung wird das Lenkverhalten des Fahrzeuges verändert. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Untersteuerung eines Fahrzeuges noch verstärkt v/erden, so dass das Fahrzeug dann ein relativ schwerfälliges Lenkverhalten besitzt, oder die Untersteuerung kann vermindert werden, so dass das Fahrzeug auf eine Betätigung der Lenkeinrich-

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ortung relativ schnell anspricht. Durch die Maßnahmen gemäß der Erfindung kann somit das Lenkverhalten in einem weiten Bereich beeinflußt werden»

Ein untersteuerndes Fahrzeug kann mit einer handbetätigbaren Einrichtung zum Verändern des Verhältnisses der ersten zu der zweiten Widerstandscharakteristik zwecks Erzielung einer schwachen und einer starken Untersteuerung versehen werden. Wenn die Aufhängungen zur Erzielung einer starken Untersteuerung eingestellt v/erden sollen, kann gleichzeitig damit die Servolenkung derart verstellt werden, dass die von der Servolenkung erzeugte Hilfskraft vermindert wird. Dabei fühlt der Fahrer deutlich, dass die Untersteuerung verstärkt worden ist. Wenn dagegen die von der Servolenkung erzeugte Hilfskraft verstärkt wird, kann der Fahrer stärkere Untersteuerung nicht wahrnehmen. Ähnliches gilt für eine Verminderung der Untersteuerung durch eine entsprechende Verstellung der Aufhängung. Dieses Lenkverhalten des Fahrzeuges kann beiseiner Herstellung bestimmt oder das Fahrzeug kann mit einer geeigneten handbetätigbaren Einrichtung, beispielsweise einem handbetätigbaren Schalter, versehen werden, mit dem der Fahrer ein bestimmtes Lenkverhalten auswählen kann₀

Man kann die Widerstandscharakteristiken der Aufhängeanordnungen ferner in Abhängigkeit von einem oder mehreren der Parameter verändern, die die Betriebsbedingungen des Fahrzeuges bestimmen, beispielsweise in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit und der Belastung des Fahrzeuges und dem Lenkeinschlag. Mit dieser Anordnung kann man ein geeignetes Lenkverhalten unter beliebigen Betriebsbedingungen gewährleisten. Beispielsweise kann das Fahrzeug

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für eine Untersteuerung ausgelegt seis, die bei einer Beschleunigung des Fahrzeuges verstärkt wird. In diesem Fall wird bei einer Beschleunigung des Fahrzeuges die von der Servolenkung erzeugte Hilfskraft verstärkt, so dass das Fahrzeug bei hoher Geschwindigkeit ein stabiles Lenkverhalten hat, während das Fahrzeug bei langsamer Fahrt gut auf eine Betätigung der Lenkung anspricht. Wenn dagegen bei einer Beschleunigung des Fahrzeuges die von der Servolenkung erzeugte Hilfskraft verstärkt wird, kann der Fahrer bei schneller Fahrt nicht die stärkere Untersteuerung wahrnehmen, die ein stabiles Lenkverhalten gewährleistet. Ein derartiges Fahrzeug spricht bei langsamer Fahrt auf eine Betätigung der Lenkung nur weich an, Bei einem handbetätigten Lenkmechanismus kann man anstelle der von der Servolenkung erzeugten Hilfskraft das Übersetzungsverhältnis des Lenkmechanismus verändern.

In einer Ausführungsform der Erfindung kann man daher eine der in der Tabelle angegebenen Fahreigenschaften und damit ein erwünschtes Lenkverhalten des Fahrzeuges erzielen.

Aufhangung	Lenkmechanismus	Über setzungs verhältnis	Fahrgefühl
Untersteuerung	Servo- HiIfskraft	hoch niedrig
stark schwach	schwach stark	niedrig hoch	sportlich
stark schwach	stark schwach	weich.

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Zum besseren Verständnis der vorstehend angegebenen und weiterer Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden bevorzugte Ausührungsformen der Erfindung nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt

Figur 1 schaubildlich ein Kraftfahrzeug nach einer Ausführungsform der Erfindung,

Figur 2 schematisch die in der Ausführungsform gemäß der Figur 1 verwendete Anordnung zum Verstellen der Aufhängungen und der Lenkung,

Figur 3 in einer der Figur 2 ähnlichen, schematischen Darstellung eine andere Ausfuhrungsform,

Figur 4 in einem Diagramm die Beziehung zwischen der zur Betätigung der Lenkung auszuübenden Kraft und der Zentripetalbeschleunigung,

Figur 5 in einem Diagramm die Beziehung zwischen der zur Betätigung der Lenkung auszuübenden Kraft und der Giergeschwindigkeit,

Figur 6 in einem Diagramm die Beziehung zwischen dem Lenkeinschlag und der Zentripetalbeschleunigung,

Figur 7 in einem Diagramm die Beziehung zwischen dem Lenkeinschlag und der Giergeschwindigkeit,

Figur 8 in einem Diagramm die Steuerung der Hydropumpe des Lenkmechanismus in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Fahrzeuges,

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Figur 9 in einem Diagramm die Beziehung zwischen dem hydraulischen Druck und dem Lenkmoment,

Figur 10 in einem Diagramm die Beziehung zwischen dem Lenkmoment und der Zentripetalbeschleunigung,

Figur 11 schaubildlich ein Kraftfahrzeug nach einer anderen Äusführungsform der Erfindung,

Figur 12 schematisch die Anordnung zum Verstellen der Aufhängungen und der Lenkung in der Ausführungsform gemäß der Figur 11,

Figur 13 schaubildlich ein Kraftfahrzeug nach einer weiteren Äusführungsform,

Figur 14 die Anordnung zum Verstellen der Aufhängungen und der Lenkung in der Äusführungsform gemäß der Figur 13,

Figur 15 schematisch eine Anordnung zum Verstellen der Aufhängungen nach einer weiteren Äusführungsform der Erfindung und

Figur 16 ein Schaltschema einer Schaltungsanordnung, die in einer weiteren Äusführungsform der Erfindung ver-wendet wird. Die

Figuren Y] bis 19

sind Impulsdiagramme der Eingangs- und Ausgangssignale der Schaltungsanordnung gemäß der Figur 16.

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Figur 20 ist ein Schaltschema einer Schaltungsanordnung, die in einer weiteren Ausführungsform verwendet wird, und

Figur 21 ist ein Blockschaltschema einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Das in den Figuren 1 und 2 gezeigte Kraftfahrzeug besitzt einen Lenkmechanismus mit einem Lenkrad 10, das mit einer Lenkspindel 12 verbunden ist, die ihrerseits mit einer Ritzelwelle 16 verbunden ist. Diese ist mit einem Lenkritzel 14 ausgebildet, das mit einer Zahnstange 20 kämmt, die auf einer Zahnstangenwelle 18 ausgebildet ist. Diese ist durch Drehen des Ritzels quer zur Längsrichtung des Fahrzeuges bewegbar. Die Zahnstangenwelle 18 ist an ihren entgegengesetzten Enden mit je einem der Achsschenkel 22 und 24 verbunden, die an lenkbaren Vorderrädern 26 und 28 vorgesehen sind und Lenkkräfte auf diese Räder übertragene

Zur Unterstützung des Lenkvorganges ist ein hydraulisch betätigtes Servolenksystem 30 vorgesehen. Dieses besitzt ein an der Ritzelwelle 16 vorgesehenes Steuerventil 31 und einen auf der Zahnstangenwelle 18 vorgesehenen Servozylinder 32. Zum Beaufschlagen des Servozylinders 32 mit einem Öldruck dient eine Hydropumpe, die von einem Verbrennungsmotor 34 angetrieben wird. Die Pumpe 36 fördert Drucköl über eine Druckleitung 38 zu dem Steuerventil 31, das je nach dem Drehsinn des Lenkrades 10 das Drucköl an einen Ölkanal 40 oder 42 abgibt. Sin Kolben 32a teilt das innere des Servozylinders 32 in zwei ulkammern 32b und 32c, in die je einer der Ölkanäle 40 und 42 mündet. Der andere dieser Kanäle wird durch das Steuerventil 31 mit einer Rücklaufleitung 44 verbunden, die zu der Saugseite der Pumpe 36 führt.

Die Rücklaufleitung 44 enthält ein Magnetventil 46, das

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die Menge des zu der Ölpumpe 36 zurückgeführten Drucköls steuert. Mit dem Magnetventil 46 ist auch die Druckleitung 38 über eine Überströmleitung 48 verbunden. Das Magnetventil 46 hat eine getastete Magnetspule 46a, die zum Betätigen eines Ventilkolbens 46b dient und mit einer Steuerschaltung 50 verbunden ist, die von einer Stromquelle 51 gespeist wird und der Magnetspule 46a ein Steuersignal in Abhängigkeit von Signalen zuführt, die von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 52 und einem handbetätigbaren Schalter 54 kommen. Der Ventilkolben 46b wird axial über eine Strecke verschoben, die der von der Schal bung 50 an die Magnetspule 46a abgegebenen elektrischen Leistung proportional ist, und steuert dadurch den durch die Überströmleitung 48 abgezweigten Clstrom und damit den hydraulischen Druck, mit dem der Serverzylinder " 32 beaufschlagt wird.

Das in der Figur 1 gezeigte Fahrzeug besitzt eine Karosserie B und vordere Aufhängungen, die zwischen der Karosserie B und den Vorderrädern 26 und 28 vorgesehen sind. Das Fahrzeug besitzt ferner zwei Hinterräder 56 und 58, die die Karosserie B über hintere Aufhängungen tragen. In der Figur 2 sind die Aufhängungen allgemein mit 60 bezeichnet. Jede vordere Aufhängung besitzt einen vorderen Stoßdämpfer 66a, der von einer Feder 62 und einem Öldämpfer 64 gebildet wird. Jede hintere Aufhängung besitzt einen hinteren Stoßdämpfer 66b. Der Öldämpfer 64 jedes Stoßdämpfers ist von einer Luftfeder 68 umgeben, die aus einem geeigneten elastischen Material besteht. Der Öldämpfer 64 hat eine nicht gezeigte verstellbare Drosselstelle, die aus einer in dem Kolben des Dämpfers 64 ausgebildeten, im Durchmesser verstellbaren Drosselöffnung besteht« Zur Steuerung

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des Durchmessers der Drosselöffnung dient ein nicht gezeigter Ventilkorben, der die Kolbenstange 67 des Dämpfers 64 durchsetzt und von einer Magnetspule derart um seine eigene Achse gedreht werden kann, dass der Durchmesser der Drosselöffnung vermindert und dadurch das Dämpfungsvermögen vergrößert wird. In der Figur 1 sind die Magnetspulen für die vorderen Stoßdämpfer 66a mit 69a und die Magnetspulen für die hinteren Stoßdämpfer 66b mit 69b bezeichnet. Diesen Magnetspulen werden Ausgangssignale der Steuerschaltung 50 zugeführt. Die Stoßdämpfer sind von der in der US-PS 4 313 529 angegebenen Art.

Die Luftfedern 68 für die vorderen Stoßdämpfer 66a sind durch Luftleitungen 70a mit einer vorderen Steuerluftkammer 72a verbunden. Die Verbindung zwischen den Luftleitungen 70a und der Luftkammer 72a wird durch Magnetventile 74a gesteuert, denen Aus gangs signale der Steuerschaltung 50 zugeführt werden-können. Die Luftfedern der hinteren Stoßdämpfer 66b sind durch Luftleitungen 70b mit einer hinteren Steuerluftkammer 72b verbunden. Die Verbindung zwischen den Luftleitungen 70b und der Luftkammer 72b wird durch Magnetventile 74b gesteuert.

Wenn im Betrieb die Magnetspule 46a des Magnetventils 46 stromlos ist, wird der Ve-utilkolben 46b in einer Stellung gehalten, in der er die Überstromleitung 38 schließt und in der die Rücklaufleitung 44 zu der Ölpumpe 36 offen ist. Infolgedessen wird dem Servozylinder 32 ein starker Ölstrom zugeführt, so dass eine starke Hilfskraft erzeugt wird. Bei zunehmender Geschwindigkeit des Fahrzeuges nimmt das von der Steuerschaltung 50 an die Magnetspule 46a abgegebene Ausgangssignal allmählich zu,

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so dass der Ventilkolben 46b derart verschoben wird, dass er die Überströmleitung 48 aufsteuert und die Drosselöffnung allmählich vergrößert. Jetzt nimmt der durch die Überströmleitung 48 abgezweigte Ölstrom allmählich zu, beispielsweise entsprechend der Kurve a in der Figur 8. Ferner wird der hydraulische Druck, mit dem der Servozylinder 32 beaufschlagt wird, durch das Steuerventil 31 in Abhängigkeit von einer Veränderung der zur Betätigung der Lenkung ausgeübten Kraft z.B. entsprechend der Kurve a in Figur 9» gesteuert.

In diesem Fall können die Magnetspulen 69a der vorderen Stoßdämpfer 64 stromlos sein, so dass ihr Dämpfungsvermögen relativ gering ist. Ferner können die Magnetventile 74a derart betätigt werden, dass eine relativ kleine Federkonstante erhalten wird. In den hinteren Aufhängungen kann den hinteren Magnetspulen 69b Strom zugeführt werden und können die Magnetventile 74-b stromlos sein.

Dann kann der handbetätigbare Schalter 5^ geschlossen werden, so dass in den vorderen Aufhängungen Strom durch die Magnetspulen 69a fließt und die Magnetventile 74a stromlos sind und dass die Magnetspulen 69b stromlos sind und den Magnetventilen 74b Strom zugeführt wird. Auf diese Weise kann man das Verhältnis des Dämpfungsvermögens der vorderen Aufhängungen zu dem Dämpfungsvermögen der hinteren Aufhängungen und das Verhältnis der Federkonstante der vorderen Aufhängungen zu der jj'ederkonstante der hinteren Aufhängungen und damit auch das Lenkverhalten des Fahrzeuges verändern. Gleichzeitig wird die von der Steuerschaltung 50 an die Magnetspule

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46a abgegebene Leistung verringert, so dass der Ventilkolben 46b im Sinne einer stärkeren Drosselung der Überströmleitung 48 bewegt und daher dem Servozylinder 32 mehr Drucköl zugeführt wird, wie dies beispielsweise durch die Kurve b in der Figur 8 dargestellt ist. Infolgedessen nimmt der hydraulische Druck, mit dem der Servozylinder 32 beaufschlagt wird, beispielsweise gemäß der Kurve b in Figur 9 zn» Ferner wird die von dem Fahrer zur Betätigung der Lenkung auszuübende Kraft von der Kurve a zu der Kurve b in der Figur 10 vermindert.

Die Anordnung kann aber auch so getroffen v/erden, dass durch das Schließen des handbetätigbaren Schalters 54 die von der Steuerschaltung 50 der Magnetspule 46a zugeführte Leistung erhöht wird, so dass der dem Servozylinder 32 zugeführte Druckölstrom beispielsweise von der Kurve b zu der Kurve a in Figur 8 verändert wird.

In der Figur 4 ist die Beziehung zwischen der zur Betätigung der Lenkung auszuübenden Kraft und der Zentripetalbeschleunigung dargestellt. In der Figur 5 ist die Beziehung zwischen der zur Betätigung der Lenkung auszuübenden Kraft und der Giergeschwindigkeit dargestellt. In den Zeichnungen stellt die Linie I die Charakteristik dar, die in einem relativ stark untersteuernden Fahrzeug mit handbetätigtem Lenkmechanismus erhalten wird, und stellt dxe Linie II die Charakteristik dar, die in einem relativ schwach untersteuernden Fahrzeug mit einem handbetätigten Lenkmechanismus erhalten wird. Für ein relativ stark untersteuerndes Fahrzeug mit Servolenkung stellt die Kurve A die Charakteristik für den Fall einer starken Hilfskraft und die Kurve B die Charakteristik für den Fall einer schwachen Hilfskraft dar. Bei einem relativ schwach unter-

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-ansteuernden Fahrzeug wird die zur Betätigung der Lenkung auszuübende Kraft bei einer starken Hilfskraft entsprechend der Kurve C und bei einer schwachen Hilfskraft entsprechend der Kurve D verändert. Die Untersteuerung kann durcn Verstellung der vorstehend beschriebenen Aufhängungen und die Hilfskraft kann durch Verstellung der Servolenkung verändert werden. Man kann die Charakteristik von der durch die Kurve A dargestellten ZLi der durch die Kurve D dargestellten oder von der durch die Kurve B dargestellten zu der durch die Kurve D dargestellten vorändern.

Sine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in der "Figur 3 gezeigt. In dieser Ausführungsform wird die Kydropurnpe 36 nicht wie in der vorhergehenden Ausführungsform von dem Verbrennungsmotor 34- angetrieben, sondern sie ist mit einem Elektromotor 34-a verbunden, der von der Steuerschaltung 50 gesteuert wird«, Der Förderstrom der Ölpumpe 36 ist von der Drehzahl des Antriebsmotors 34a abhängig, dessen Drehzahl durch die Ausgangsleistung der Steuerschaltung 50 bestimmt wird. In anderer Hinsieht ist die Anordnung dieselbe wie in der vorhergehenden Ausführungaform. Daher sind einander entsprechende Teile in beiden .aisführun^af ormen mit denselben Bezugs zeichen bezeichnet und werden die ausführlichen Beschreibungen nicht wiederholt.

In der Ausführungsforia gemäß den Figuren 11 und 12 wird die Erfindung auf ein Kraftfahrzeug mit handbetätigtem Lenkmechanismus angewendet. Gemäß der Figur 11 ist die Lenkspindel 12 in einen oberen Spindelteil 12a und einen unteren Spindelteil 12b geteilt und sind diese beiden SpindeIteile durch ein Untersetzungsgetriebe 80

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miteinander verbunden. Gemäß der iⁿigur 12 ist der obere Spindelteil 12a an seinem unteren Ende mit einem Zahnkranz 82 ausgebildet, der mit einem Zwischenrad 84- kämmt, das mittels einer Vorgelegewelle 92 in einem Gehäuse 90 drehbar gelagert ist. Die axial miteinander fluchtenden Spindelteile 12a und 12b sind in dem Gehäuse 90 mit Lagern 86 bzw. 88 gelagert. Das Zwischenrad 84 ist einstückig mit einem zweiten Zwischenrad 94 ausgebildet, das im Durchmesser kleiner ist als das Zwischenrad 84. Auf dem unteren Spindelteil 12b ist drehbar ein Zahnrad 96 gelagert, das mit dem Zwischenrad 94 kämmt.

Zum Verbinden des unteren Spindelteils 12b wahlweise mit dem oberen Spindelteil 12a und mit dem oberen Spindelteil 12a und mit dem Zwiuchenrad 96 ist der obere Spindelteil 12a an seinem unteren Ende mit einer axialen Keilverzahnung 98 und der untere Spindelteil 12b mit einer Keilverzahnung 100 ausgebildet. Ferner ist das Zwischenrad 96 mit einer Keilverzahnung 102 ausgebildet. Eine Innenkeilverζahnung einer Kupplungsmuffe 104 steht mit der Keilverzahnung 100 des unteren Spindelteils 12b im Eingriff. Die Kupplungsmuffe 104 ist zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung axial verschiebbar. In der ersten Stellung kuppelt die Muffe 104 die Keilverzahnungen 98 und 100 miteinander. In der zweiten Stellung kuppelt die Muffe 104 die Keilverzahnungen 100 und 102 miteinander. Daher ist der untere Spindelteil 12b mit dem oberen Spindelteil 12a in der ersten Stellung der Muffe 104 direkt gekuppelt und in der zweiten Stellung der Muffe 104 über den Zahnkranz 84 und die Zwischenräder 94 und 96 verbunden.

Die Kupplungsmuffe 104 ist mit einer Schaltgabel 106 versehen, die auf einer Achse 112 verschiebbar gelagert ist«,

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Eine Feder 114 trachtet, die Muffe 104 mittels der Schaltgabel 106 in die zweite Stellung zu verschieben. Am einen Ende der Stange 112 ist eine Magnetspule 110 angeordnet, durch die die Muffe 104 mittels der Schaltgabel 106 gegen die Wirkung der Feder 114 in die erste Stellung bewegbar ist. Die Magnetspule 110 ist derart mit dem Ausgang der Steuerschalbung 50 verbunden, dass bei einer Betätigung des handbetätigbaren Schalters 54 das Übersetzungsverhältnis des Lenkmechanismus verändert wird. Die Aufhängungen werden ebenso verstellt wie in den vorhergehenden Ausführungsformen, so dass keine ausführliche Beschreibung erforderlich ist.

In der in den Figuren 13 und 14 gezeigten Ausführungsformen der Erfindung wird dieselbe Servolenkung verwendet wie in der Ausführungsform gemäß den Figuren 1 und 2, so dass keine ausführliche Beschreibung erforderlich ist. Einander entsprechende Teile sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Die Ausführungsform gemäß den Figuren 13 und 14 unterscheidet sich von den vorhergehenden Ausführungsf ormen dadurch, dass nur die Charakteristik der hinteren Aufhängungen verstellbar ist. Durch "Veränderung des DämpfungsVermögens der öldämpfer 64 der hinteren Aufhängungen kann man das Verhältnis des Dämpfungsvermögens der vorderen Aufhängungen zu dem Dämpfungsvermögen der hinteren Aufhängungen verändern. Durch 7eränderung der-Federkonstante der Luftfeder 68 jeder der hinteren Aufhängungen kann man das Verhältnis der Federkonstante der vorderen Aufhängung zu der Federkonstante der hinteren Aufhängung verändern. Durch diese Veränderungen wird das Lenkverhalten des Fahrzeuges verändert. Im Falle einer Verstellung der hinteren Aufhängungen erfolgt natürlich, ebenfalle eine Verstellung der Servolenkung, indem die Steuerschaltung 50 ein Ausgangssignal an die Magnetspule

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46a des Lenksteuerventils 46 abgibt.

In der in der Figur 15 gezeigten Ausführungsform der Erfindung sind die Luftfeder 68 der vorderen rechten Aufhängung und die Luftfeder 68 der hinteren linken Aufhängung durch je ein Magnetventil 7^a mit einer gemeinsamen Luftkammer 72 durch je ein Magnetventil 74b und sind die Luftfedern 68 der linken vorderen Aufhängung und der rechten hinteren Aufhängung über je ein Magnetventil 7^b mit einer gemeinsamen Luftkammer 72 verbunden. Ferner sind die Magnetspule 69a des vorderen rechten Dämpfers 64 und die Magnetspule 69b des linken hinteren Dämpfers 64 mit demselben Ausgang der Steuerschaltung 50 verbunden, so dass diese beiden Magnetspulen gleichzeitig stromdurchflossen sind. Die Magnetspule 69a des linken vorderen Dämpfers 64 und die Magnetspule 69b des rechten hinteren Dämpfers 64 sind/fnit demselben Ausgang der Steuerschaltung 50 verbunden. Infolgedessen werden die vordere rechte und die linke hintere Aufhängung in derselben Weise verstellt und werden die linke vordere und die rechte hintere Aufhängung jeweils in derselben YJeise verstellt. Dabei gibt wie in der vorhergehenden Ausführungsform die Steuerschaltung ein Ausgangssignal an den Lenkmechanismus ab, wenn der handbetätigbare Schalter 5^ geschlossen ist, so dass bei einer Verstellung der Aufhängungen das Lenkverhalten verändert werden kann. Wenn die Ausgangssignale der Steuerschaltung 50 an die Magnetspulen 69a und 69b des rechten vorderen und des linken hinteren Dämpfers 64 angelegt werden, sind die Magnetspulen 69a und 69b des linken vorderen und des rechten hinteren Dämpfers 64 stromlos. Ferner bewirkt die Steuerschaltung, dass bei mit der Luftkammer 72 verbundenen Luftfedern 68 des rechten vorderen und des linken hinteren Dämpfers 64 die anderen

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Luftfedern 68 von der entsprechenden Luftkammer 72 getrennt sind.

In dem in der .Figur 16 gezeigten Äusführungsbeispiel besitzt die Steuerschaltung 50 einen Frequenz-Spannungs-Umsetzer 501, der mit dem Ausgang des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 52 verbunden ist und das von diesem abgegebene Frequenzsignal in ein Spannungssignal umsetzt. Der Ausgang des Umsetzers 501 ist mit dem Minuseingang eines Vergleichers 502 verbunden. Die elektrische Stromquelle ist mit einem Bezugsspannungskreis 503 verbunden, der die in der .Figur 17 durch die Linie a dargestellte, dreieckige Bezugsspannung erzeugt. Der Ausgang der Schaltung 503 ist über einen Widerstand Hl mit dem Pluseingang des Vergleichers 502 verbunden. Dieser Pluseingang liegt über einen ..Vider— stand E2 an Erde. Die elektrische Stromquelle 5I ist über den handbetätigbaren Schalter 5^■■» einen Inverter 504 und einen Widerstand R3 mit dem Plus;eingang des Vergleichers 502 verbunden, dessen Ausgang mit der Basis eines Transistors Tl verbunden ist» Der Kollektor des Transistors T1 kann nil Jer Liagnot spule 46a der 3erA^rolenkung verbunden sein, ",vährend der JSmitter des Transistors T1 geerdet ist. Bei offenem Schalter 54 vergleicht cer Vergleiche!? 502 das Ausr;anr;ssignal des Frequenz-Spannungs-Umsetzers 501 mit dem Ausgangssignal des Bezugsspannungskreises 503 und erzeugt der Vergleicher 502 das in der Figur 18 gezeigte Impulssignal. Das Ausgangssignal des Vergleichers 502 bewirkt, das:; eier Transistor T1 durchgeschaltet wird und daher Strom durch die ijagnetspule 46a fließt. Die Impulsbreite ΤΊ des Ausgangssignals dos Vergleichers 502 ist von der Geschwindigkeit des Fahrzeuges abhängig. Das Verhältnis der Impulsbreite Tl zu der Periode T den dreieckigen Ausgangssignals der Schaltung 503 "jestimmt das Tastverhältnis und die ihm proportionale elektrische Leistung, die der

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Magnetspule 46a zugeführt wird. Der Ventilkorben 46b des Steuerventils 46 wird dann über eine Strecke verschoben, die dem Tastverhältnis proportional ist. Bei einer Zunahme der Geschwindigkeit des Fahrzeuges nimmt das Tastverhältnis zu und wird daher die Überströmleitung 48 stärker gedrosselt. Durch Schließen des Schalters wird der Pegel des an den Pluseinpjang des Vergleichers 502 angelegten Signals vermindert; dies ist durch eine Linie b in der Figur 17 dargestellt, so dass gemäß der Figur 19 die Impulsbreite des Ausgangssignals des Vergleichers 502 vermindert und der Überströmkanal 48 weiter aufgesteuert wird.

Gemäß der Figur 16 ist der handbetätigbare Schalter 54 mit den Basen der Transistoren T2 und T3 verbunden, deren Kollektoren mit den Magnetspulen 69a und den Hagnetventilen 74b verbunden sein können, die in der Figur 2 gezeigt sind. Die Emitter der Transistoren T2 und T3 sind geerdet. Der handbetätigbare Schalter 54 ist ferner über einen Inverter 505 mit den Basen der Transistoren T4 und T5 verbunden, deren Kollektoren mit den Magnefespulen 69b und den Magnetventilen 74a verbunden sind, die in der Figur 2 gezeigt sind. Die Emitter der Transistoren T4 land T5 sind geerdet. Bei geschlossenem Schalter 54 fließt daher Strom durch die Magnetspulen 69a und die Magnetventile 74b, während die Magnetsp\ilen 69b und die Magnetventile 74a stromlos sind. Bei offenem Schalter 54 dagegen sind die Magnetspulen 69a und die Magnetspulen 74b ebenso wie die Magnetspule 46a stromlos und fließt Strom durch die Magnetspulen 69b und die Magnetventile 74a.

In einer anderen Aus führungsform kann man den Inverter 504 weglassen, so dass bei geschlossenem Schalter 54

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Das Signal an den Pluseingang des 7ergleichers 502 mit einem höheren Pegel angelegt wird und die Verstellungen die entgegengesetzten Wirkungen haben.

Die in der Figur 20 gezeigte Steuerschaltung 500 unterscheidet sich von der Steuerschaltung 50 der Figur 16 nur dadurch, dass ein Ausgangssignal eines Lenkeinschlagsensors 506 an den Minuseingang eines Vergleichers 507 angelegt wird, der an die Stelle des handbetätigt) ar en Schalters 5^ der Schaltung nach Figur 16 tritt. Der Pluseingang des Vergleichers 507 ist mit der Stromquelle 51 verbunden. Bei einem einen vorherbestimmten Wert übersteigenden Lenkeinschlag erzeugt der Vergleicher ein Ausgangssignal, das eine Änderung der Charakteristiken der Aufhängungen und des Lenkmechanismus bewirkt.

Der Vergleicher 507 der Figur 20 kann durch die in der Fi^rur 21 gezeigte Schaltung 508 ersetzt werden. Diese besibzt einen Frequenz-Spannungs-Umsetzer 509, der mit dem Ausgang des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 52 verbunden ist und ein G-eschwindigke its signal V erzeugt, das an eine Multipliziereinrichtung 510 angelegt werden kann, die ein aus Rechteckiiapuluen bestehendes Geschwindigkeits-

P
quadratsignal V erzeugt. In der Multipliziereinrichtung wird durch die Multiplikation des Geschwindigkeitsquadratsignals V und eines von dem Lenkeinschlagsensor 506 abge-

p gebenen Lenkeinschlägsignals θ ein Signal θ V erzeugt, das über eine Pufferschaltung 512 an einen Verstärker angelegt wird.

uusführungsbeispiele der Erfindung wurden vorstehend beschrieben und sind in den Zeichnungen dargestellt« Die Erfindung ist jedoch nicht auf Einzelheiten dieser Ausführungsbeispiele eingeschränkt, die im Rahmen des Erfinduncsgedarikens abgeändert werden können.

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Claims

PATMTANSPRÜCHE

1. Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch eine Karosserie, die Karosserie tragende Räder, einschließlich von lenkbaren Rädern, eine erste Aufhangeanordnung zwischen der Karosserie und mindestens einem der Räder, eine zweite Aufhängeanordnung zwischen der Karosserie und mindestens einem der anderen Räder, eine zum Lenken der lenkbaren Räder dienende Lenkeinrichtung, wobei die erste Aufhänge anordnung eine erste 7/iderstandseinrichtung besitzt, die Vertikalbewegungen der Karosserie relativ zu den Rädern mit einer ersten Widerstandscharakteristik entgegenwirkt, die zweite Aufhängung äine zweite Widerstandseinrichtung besitzt, die Vertikalbewegungen der Karosserie relativ zu den Rädern mit einer zweiten Widerstandscharakteristik entgegenwirkt, eine erste Verstelleinrichtung zum Verstellen mindestens einer der beiden Widerstandscharakteristiken der Aufhängeanordnungen derart, dass das Verhältnis der ersten zu der zweiten V/iderstandscharakteristik verändert wird, eine zweite Verstelleinrichtung zum Verstellen der Lenkcharakteristik der Lenkeinrichtung und eine Steuereinrichtung zur Abgabe eines Steuersignals, das mit einer Verstellung des Verhältnisses der ersten zu der zweiten V/iderstandscharakteristik der ersten und der zweiten Aufhänge anordnung in Beziehung steht und der zweiten Verstelleinrichtung zugeführt wird und bewirkt, dass die Lenkcharakteristik der Lenkeinrichtung in Abhänr5igkeit von der Veränderung des Verhältnis der ersten zu der zweiten Widerstandscharakteristik der ersten und der zweiten Aufhängeanordnung verändert wird.

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2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Räder Vorderräder und Hinterräder umfassen und dass die erste Aufhangeanordnung vordere Aufhängungen zwischen der Karosserie und den Vorderrädern und die zweite AufhängeanOrdnung hintere Aufhängungen zwischen der Karosserie und den Hinterrädern "besitzt*

3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkeinrichtung eine Hydraulik zum Erzeugen einer die Lenkung unterstützenden Hilfskraft und die zweite Verstelleinrichtung eine Einrichtung zum Verändern der Lenkcharakteristik durch Verändern der genannten Hilfskraft besitzt.

4. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verstelleinrichtung eine Einrichtung zum Verändern des Verhältnisses der ersten zu der zweiten V/iderstandseharakteristik durch Verändern der ersten und der zweiten 'üfiderstandscharakteristik besitzt.

5. Kraftfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verstelleinrichtung eine Einrichtung zum Verändern des Verhältnisses der ersten zu der zweiten V/iderstandscharakteristik durch Verändern nur der zweiten ;7idersbandscharakteristik besitzt.

6. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite .Viderstandseinrichtung je einen üldäiapfer besitzt und dass die erste Verstelleinrichtung eine Einrichtung zum Verändern des üämp.c'un'jsvermögens der Dämpfer besitzt.

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7. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Widerstandseinrichtung je eine Luftfeder und die erste Verstelleinrichtung eine Einrichtung zum Verändern der Federkonstanten der Luftfedern besitzt.

8. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor vorgesehen ist, der ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal erzeugt, und dass die Steuereinrichtung eine Einrichtung zur Steuerung der zweiten Verstelleinrichtung in Abhängigkeit von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal "besitzt.

9. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Räder ein linkes und ein rechtes Vorderrad und ein linkes und ein rechtes Hinterrad umfassen und dass die erste Aufhängeanordnung je eine Aufhängung für das rechte Vorderrad und das linke Hinterrad und die zweite Aufhängeanordnung je eine Aufhängung für das linke Vorderrad und das rechte Hinterrad "besitzt.

10. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkeinrichtung einen handbetätigbaren Lenkmechanismus mit einem veränderbaren übersetzungsverhältnis und die zweite Verstelleinrichtung eine Einrichtung zum Verändern des Übersetzungsverhältnisses beniozt,

He Kraftfahrzeug nach Anspruch 3? dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung eine Einrichtung zum Erzeugen eines Steuersignals besitzt, das bei einer Erhöhung des Verhältnisses der ersten zu der z.veiben .viderGtandscharakteristik der ersten und der zweiten .-■.ufh&.n.jeanord-

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nung eine Verminderung der die Lenkung unterstützenden Hilfskraft bewirkt.

12. Kraftfahrzeug nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, dasr; die Steuereinrichtung eine Einrichtung zum Erzeugen eines Steuersignals besitzt, das bei einer Erhöhung des Verhältnissen der ersten zu der -zweiten >/iderstandschar akt er ist ik der ersten und der zweiten Aufhängeanordnung eine Vergrößerung der die Lenkung unterstützenden Hilfskraft bewirkt.

13. Kraftfahrzeug nach Anspruch 10, dadurdh. gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung eine Einrichtung zum Erzeugen eines Steuersignals besitzt, das bei einer Erhöhung des Verhältnisses der ersten zu der zweiten Widerstandscharakteristik der ersten und der zweiten Aufhängeanordnung eine Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses des Lenkmechanismus bewirkt.

14-ο Kraftfahrzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung eine Einrichtung zum Erzeugen eines Steuersignals besitzt, das bei einer Erhöhung des Verhältnisses der ersten zu der zweiten V/iderstandscharakteristik der ersten und der zweiten Aufhängeanordnung eine Verminderung des Übersetzungsverhältnisses des Lenkmechanismus bewirkt.

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