DE3509440C2 - - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur
Steuerung der Spur und/oder des Sturzes von zwei quer zur
Fahrtrichtung eines Fahrzeugs einander gegenüberliegenden
Rädern des Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
Aus der DE-OS 31 39 792 ist eine Radaufhängung für eine
Hinterachse von Kraftfahrzeugen bekannt, bei der die
Radführungsglieder gelenkig am Fahrzeugaufbau gehalten und
die Räder gegenüber dem Aufbau bzw. dem Radführungsglied
elastisch verstellbar sind, wozu eine Verstellvorrichtung
vorgesehen ist, durch die eine vom Fahrzustand abhängige
und/oder unabhängige Radstellungsänderung der Spur und des
Sturzes einstellbar ist. Dabei wird der Vorteil erzielt, daß
in Abhängigkeit vom Fahrzustand des Kraftfahrzeugs die
Radstellung in Bezug auf den Sturz und die Spur selbsttätig
kompensiert wird. Außerdem kann eine Verstellung des Rades
entsprechend vorgegebener Parameter erfolgen. Die Verstellung
in Abhängigkeit vom Fahrzustand wird durch ein Regelgerät
erzielt, das von den Bedienungselementen, wie z. B.
Bremspedal, Fahrpedal, Lenkung in der Weise beeinflußt wird,
daß entsprechende Steuersignale zu Magnetventilen geleitet
werden, die wiederum die Stellzylinder ansteuern. Dieses
Ansteuern kann auch lastabhängig vorgenommen werden, in dem
am Rad entsprechende Geberelemente vorgesehen sind. Im
Prinzip umfaßt die zur fahrzustandsabhängigen Radverstellung
bzw. zur Kompensierung des Radsturzes sowie der Radspur
vorgesehene Verstelleinrichtung im wesentlichen zwei
Stellzylinder zur Beeinflussung des Radsturzes und der
Radspur. Sie arbeiten über ein Magnetventil mit einem
Regelgerät zusammen, das elektrische Steuersignale in
Abhängigkeit von der Wirkung der Bedienungsorgane auf den
Fahrzustand bei Geradeaus- und Kurvenfahrt empfängt. Entsprechend
der empfangenen Steuersignale werden die Ventile zum
Ein- und Ausfahren der Stellzylinder betätigt. Die Druckzuführung
erfolgt über eine Energieanlage, welche einen
Hydraulikspeicher mit einer Pumpe aufweist.
Da bei dieser vorbekannten Radaufhängung die Verstellvorrichtung
unmittelbar auf Radführungsglieder einwirkende
Stellzylinder umfaßt, kann es zu nachteiligen Rückwirkungen
von den Rädern her auf die Steuerung der Spur und/oder des
Sturzes kommen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Vorrichtung der in Rede stehenden Art anzugeben, daß eine
Rückwirkung von Kräften, die von den Rädern über Radträger
auf Stellmotore ausgeübt werden könnten, weitgehend unterbunden
wird.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs
genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des
kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt dabei den Vorteil,
daß die Verstellung auf mechanische Weise durchgeführt wird.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren
der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher
erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Rückansicht eines mit einer
Steuervorrichtung gemäß einer
ersten Ausführungsform der Erfindung ausgerüsteten
Fahrzeugs;
Fig. 2 eine vergrößerte vordere Teilansicht im Bereich eines
linken Hinterrades, die einen wesentlichen Teil
der Steuervorrichtung des Fahrzeugs
nach Fig. 1 enthält;
Fig. 3 eine graphische Darstellung der Abhängigkeit des
Sturzwertes von der Fahrgeschwindigkeit.
Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf ein mit einer
Steuervorrichtung gemäß einer
zweiten Ausführungsform der Erfindung ausgerüsteten
Fahrzeug;
Fig. 5 eine vergrößerte perspektivische Teilansicht
im Bereich eines linken Hinterrades, die einen wesentlichen
Teil der Steuervorrichtung
des Fahrzeugs nach Fig. 4 enthält;
Fig. 6 eine vergrößerte Längsschnittansicht entlang
der Linie VI-VI in Fig. 5;
Fig. 7 eine graphische Darstellung der Abhängigkeit der
Vorspur von der Fahrgeschwindigkeit.
Fig. 8 eine schematische Draufsicht auf ein mit einer
Steuervorrichtung gemäß einer
dritten Ausführungsform der Erfindung ausgerüstetes Fahrzeug;
Fig. 9 eine vergrößerte perspektivische Teilansicht
im Bereich eines linken Hinterrades und eine zugeordnete
Aufhängung, die einen wesentlichen Teil der
Steuervorrichtung des Fahrzeugs
nach Fig. 8 enthalten;
Fig. 10 einen vergrößerten Längsschnitt längs der Linie
IX-IX in Fig. 9;
Fig. 11 eine vergrößerte perspektivische schematische
Ansicht, welche die Federung der Aufhängung
nach Fig. 9 beschreibt;
Fig. 12 eine graphische Darstellung die Abhängigkeit
der Federung der Aufhängung
von der Spureinstellung des Hinterrades
nach Fig. 9 beschreibt; und
Fig. 13 die Abhängigkeit der Federung von der Fahrgeschwindigkeit.
Fig. 1 zeigt eine Rückansicht eines mit einer Steuervorrichtung
gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ausgerüsteten Fahrzeugs, wobei
mit 1 das ganze Fahrzeug und mit 9 die Steuervorrichtung
bezeichnet ist.
Das Fahrzeug 1 hat zwei antreibende Hinterräder 2, 2 ein
linkes und ein rechtes, die durch eine linke bzw. rechte
Antriebswelle 51, 51 angetrieben werden, wobei die Antriebswellen
mit den Hinterrädern durch einen linken bzw. rechten
Radträger 26, 26 verbunden sind und sich von einem
Differential 50 nach links bzw. rechts erstrecken, auf das
die Motorleistung von einem nicht dargestellten Motor übertragen
wird.
Das linke und das rechte Hinterrad 2, 2 sind so angeordnet,
daß sie durch einen linken bzw. rechten Stellmotor
4, 4 betätigbar sind, und jedes Hinterrad ist so ausgebildet,
daß es dabei aus der Vertikalen nach auswärts oder einwärts
kippbar ist, so daß es auf einen richtigen Sturzwert
einstellbar ist. Der linke und rechte Stellmotor
4, 4 werden durch eine Steuerschaltung 5 gesteuert,
mit der ein Fahrgeschwindigkeitssensor 6 zum
Erfassen einer Fahrgeschwindigkeit V des Fahrzeugs 1
verbunden ist, wobei die Fahrgeschwindigkeit V signalisiert
wird, um als Daten in die Steuerschaltung 5 eingegeben
zu werden. Durch die Stellmotoren 4, die
Steuerschaltung 5 und den Fahrgeschwindigkeitssensor 6
ist ein wesentlicher Teil der Steuervorrichtung
9 gebildet, um den Sturz jedes Hinterrades 2 entsprechend
der Fahrgeschwindigkeit V zu wechseln.
In Fig. 1 ist durch eine strichpunktierte Linie sowohl für das linke
als auch das rechte Hinterrad 2, 2 eine Position 2a des betreffenden
Rades dargestellt, die einen aus der Vertikalen
nach einwärts gekippten Rades 2 und damit einem negativen
Sturzwert entspricht.
Die Steuervorrichtung 9 wird im folgenden unter
Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 beschrieben.
Die Fig. 2 zeigt eine Vorderansicht einer linken hinteren
Aufhängung für das linke Hinterrad 2, wobei eine Anzahl von
Komponenten der Steuervorrichtung 9 gezeigt sind.
In Fig. 2 ist neben dem Fahrgeschwindigkeitssensor 6
ein manueller Schalter 7 mit der Steuerschaltung 5 verbunden,
die ein auf dem Fahrzeug befestigtes und später beschriebenes
Mikrocomputersystem enthält, und die Steuerschaltung 5
ist sowohl mit dem linken Stellmotor 4 als auch
mit dem nicht dargestellten rechten Stellmotor
verbunden. Die ganze linke hintere Aufhängung, welche den
linken Stellmotor 4 enthält, ist mit 20 bezeichnet.
Die linke hintere Aufhängung 20, die vom Typ einer Macferson-
Stütze ist, enthält des weiteren einen linken hinteren Arm
21 und einen linken hinteren Stoßdämpfer 23, auf dem eine
Spiral- bzw. Schraubenfeder 22 sitzt, wobei der Stoßdämpfer
23 auf dem transversalen inneren Teil eines Bodenbasisteils
24 mittels einer in Längsrichtung angeordneten Achse
25 auf dem transversalen äußeren Ende des hinteren Armes 21
drehbar bzw. verschwenkbar gelagert ist. Auf dem transversalen
äußeren Teil des Basisteils bzw. -abschnitts 24 des
Stoßdämpfers 23 ist der linke Radträger 26 mittels
einer in Längsrichtung angeordneten Achse 27 drehbar
gelagert. Der Radträger
26 ist so ausgebildet, daß er einen linken hinteren
Nebenträger 33 hält, an dem das linke Hinterrad 2 befestigt
ist, so wie es durch die strichpunktierte Linie in Fig. 2 gezeigt ist.
Auf dem oberen Teil des Radträgers 26 ist einerseits
ein davon aufwärts ragender und ein Stück damit bildender
angetriebener Hebel 28 ausgebildet. Andererseits
ist als eine Komponente des linken Stellmotors
4 ein Stellmotor 29 mit einem nicht dargestellten
Untersetzungsgetriebe an einem nicht dargestellten Fahrzeughalter
bzw. -getriebe fixiert, und eine nicht dargestellte
Abtriebswelle dieser Einheit ist mit einem Schrauben- und
Muttermechanismus 30 aus einer anderen Komponente des linken
Stellmotors 4 gekoppelt. Der Mechanismus 30
enthält eine mit der Abtriebswelle des Stellmotors 29
integral gekoppelte Gewindespindel 30a und eine angetriebene
Laufmutter 30b, die auf die Gewindespindel 30a geschraubt und
mit dem angetriebenen Hebel 28 durch einen Lenker 31
verbunden ist, wobei der Lenker 31 mit einem Ende
an dem Umfang der Laufmutter 30b drehbar angelenkt ist, und
mit dem anderen Ende an dem oberen Ende des angetriebenen
Hebels 28.
Bei der vorangegangenen Anordnung ist der linke hintere Arm
21 an seinem transversalen inneren Ende durch eine in
Längsrichtung angeordnete Achse 32 am Fahrzeugchassis
drehbar angelenkt, und der Stellmotor 29 wird
durch die Steuerschaltung 5 elektrisch gesteuert.
Wenn der Stellmotor 29 veranlaßt wird, eine Vorwärts-
oder Rückwärtsdrehung auszuführen, bewegt sich die Laufmutter
30b entsprechend in Richtung des Doppelpfeiles Hr-Hl
in 2 nach links oder rechts, wodurch der angetriebene
Hebel 28 zusammen mit dem Radträger 26 zwangsweise
im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn um die
Achse 27 verschwenkt wird und folglich eine entsprechende
Variation des Sturzes des linken Hinterrades 2
herbeiführt. Deutlicher ausgedrückt findet dann, wenn die
Laufmutter 30b veranlaßt wird, sich in Richtung des Pfeiles
Hr und damit nach rechts zu bewegen, eine Variation bzw.
Veränderung des Sturzes des Hinterrades 2 in Richtung
seines negativen Endes statt, wodurch das Hinterrad 2 aus
der Vertikalen nach einwärts in Richtung der Position 2a
in Fig. 1 zwangsweise bewegt wird. Wenn die Laufmutter 30b in
Richtung des Pfeiles Hl und damit nach links bewegt wird,
wechselt der Sturz des Hinterrades 2 in Richtung seines
positiven Endes, wobei das Hinterrad 2 aus der Vertikalen
nach auswärts gezwungen wird.
Relativ zu der vorangegangenen und der folgenden Beschreibung
der Anordnung und Funktion um das linke Hinterrad
ist es empfehlenswert, daß eine spiegelbildliche Symmetrie
um das rechte Hinterrad zweifelsfrei gehalten wird. Selbstverständlich
hat auch der rechte Stellmotor 4
eine Anordnung und eine Funktion ähnlich jener des linken
Stellmotors 4.
Im folgenden wird anhand der Fig. 3 die Funktion der
Steuervorrichtung 9 beschrieben.
Die Fig. 3 ist eine graphische Darstellung einer Funktion f
zwischen Sturzwert δ und der Fahrgeschwindigkeit
V.
Aus der Fig. 3 ist zu entnehmen, daß gemäß der Funktion f
für einen willkürlichen Wert der Fahrgeschwindigkeit V,
der einen vorgegebenen Wert Vr nicht überschreitet, der Sturzwert
δ gleich einer positiven Konstante k in der Nähe von Null
gesetzt ist, und daß für jene Werte der Fahrgeschwindigkeit
V, die den vorgegebenen Wert Vr überschreiten, der Sturzwert
δ einen linear abnehmenden Wert hat, wenn die Fahrgeschwindigkeit
V anwächst. In anderen Worten ausgedrückt
ist die Funktion f so gesetzt, daß f(V) in einem Vr nicht
überschreitenden Bereich von V gleich der Konstanten k gehalten
ist, und in einem Vr überschreitenden Bereich von V
die Funktion f(V) gleich -CV + (k + CVr) wird, wobei C eine
Konstante ist. Eine Folge davon ist, daß der wie f(V) eingestellte
Sturzwert δ in dem Vr überschreitenden Bereich
von V einen negativen Wert annimmt, so daß in diesem Bereich
sowohl das linke Hinterrad 2 als auch das rechte Hinterrad
auf der Vertikalen einwärts gekippt wird, wodurch das Fahrzeug
1 beim Drehen oder Wenden in den Fahreigenschaften erfolgreich
aufgewertet wird.
Übrigens kann anstelle der Funktion f eine frei gewählte Funktion
entsprechend empirischer Daten individueller Fahrzeuge
verwendet werden.
In der vorangegangenen Beschreibung wird, um einen Sturzwert
entsprechend einem laufend gegebenen Steuersignal Y zu
erzielen, dann, wenn jedes der Hinterräder 2 tatsächlich
von einem gewissen Sturzwert in den schließlich zu erzielenden
Winkel gekippt worden ist, das Hinterrad 2 üblicherweise
leicht aus dem anfänglichen gewissen Winkel gelenkt.
In dieser Hinsicht wird bei dieser Ausführung, obwohl es
erforderlich ist, den schließlichen Winkel gemäß dem Signal
Y mit einem Winkel davor zu vergleichen, solch ein Prozeß
durch einen nicht dargestellten internen elektrischen Schaltkreis
im Stellmotor 29 des Stellmotors
4 abgedeckt.
Außerdem können der linke und rechte Stellmotor
4, 4, die individuell für das linke bzw. rechte Hinterrad
2, 2 vorgesehen sind, vorzugsweise in eine einzige Einheit
modifiziert werden, die eine Verbindung oder ein Getriebe
zum Übertragen eines mechanischen Abtriebs aus ihr auf das
linke und rechte Hinterrad 2, 2 aufweist.
Wie aus der vorangegangenen Beschreibung zu entnehmen ist,
bewirkt gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung die
Steuervorrichtung 9 des Fahrzeugs 1, daß der
Sturz der Hinterräder 2 richtig geändert wird, um entsprechend
der erfaßten Fahrgeschwindigkeit V gesteuert zu
werden, wodurch es ermöglicht ist, den Sturz für verschiedene
Fahrgeschwindigkeiten, die von einer extrem niedrigen
Geschwindigkeit bis zu einer relativ hohen Geschwindigkeit
reichen, optimal wird, so daß die Fahreigenschaften des
Fahrzeugs 1 für verschiedene Fahrgeschwindigkeiten effektiv
aufgewertet wird, insbesondere wenn während der Fahrt
bei hohen Geschwindigkeiten um die Ecke gefahren wird.
Im folgenden wird eine Steuervorrichtung für Fahrzeuge
gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung anhand
der Fig. 4 bis 7 beschrieben.
In Fig. 4 ist in schematischer Darstellung eine Draufsicht
auf ein mit der Steuervorrichtung gemäß
der zweiten Ausführungsform ausgerüstetes Fahrzeug gezeigt,
wobei das ganze Fahrzeug mit 100 und die ganze
Steuervorrichtung mit 109 bezeichnet ist.
Das Fahrzeug 100 enthält einen in seinem vorderen Teil angeordneten
Getriebekasten 101 zum operativen Verbinden eines
Lenkrades 103 mit einem rechten und linken Vorderrad 101a
bzw. 101b, die entsprechend der Lenkoperation des Lenkrades
103 durch einen nicht dargestellten Fahrer gedreht werden.
Das Fahrzeug 100 weist außerdem ein linkes und ein rechtes
treibendes Hinterrad 102, 102 auf, die durch eine linke
bzw. rechte Antriebswelle 125, 125 angetrieben und in Drehung
versetzt werden, wobei die Antriebswellen mit den Hinterrädern
durch einen linken bzw. rechten Radträger
122, 122 verbunden sind und sich die Antriebswellen 125,
125 von einem Differential 150 nach links bzw. nach rechts
erstrecken, auf das die Motorleistung aus einem nicht dargestellten
Motor übertragen wird.
Das linke und rechte Hinterrad 102, 102 sind so angeordnet,
daß sie durch einen linken bzw. rechten Stellmotor
104, 104 betätigbar sind, und jedes Hinterrad ist jeweils
so ausgebildet, daß es dabei drehbar ist, um auf die richtige
Vor- oder Nachspur zwangsweise eingestellt zu werden.
Der linke und rechte Stellmotor 104, 104
werden durch eine Steuerschaltung 105 gesteuert, mit der
ein Fahrgeschwindigkeitssensor 106 zum Erfassen einer
Fahrgeschwindigkeit V des Fahrzeugs 100 verbunden ist,
wobei die Fahrgeschwindigkeit V zur Eingabe als Daten
in die Steuerschaltung 105 signalisiert wird.
Durch die Stellmotoren 104, die Steuerschaltung
105 und den Fahrgeschwindigkeitssensor 106 ist ein wesentlicher
Teil der Steuervorrichtung 109 gebildet,
so daß eine Spurgröße der Hinterräder 102 entsprechend
der Fahrzeuggeschwindigkeit V geändert wird.
In Fig. 4 ist für jedes der beiden Hinterräder 102, 102
durch eine strichpunktierte Linie eine Position 102a des betreffenden
Rades dargestellt, die einem auf eine Vorspur gezwungenen
Hinterrad 102 entspricht.
Die Steuerschaltung 109 wird anhand der Fig. 5
bis 7 im folgenden detailliert beschrieben.
Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht eines linken
Stellmotors 104 und einer linken hinteren Aufhängung
für das linke Hinterrad 102, wobei eine Anzahl von Komponenten
der Steuervorrichtung 109 gezeigt sind.
In Fig. 5 ist neben dem Fahrgeschwindigkeitssensor
106 ein manueller Schalter 107 mit der Steuerschaltung 105
verbunden, die ein später beschriebenes und auf dem Fahrzeug
befestigtes Mikrocomputersystem enthält, und die Steuerschaltung
105 ist mit dem linken Stellmotor 104 und ebenso
mit dem nicht dargestellten rechten Stellmotor
verbunden. Die ganze linke hintere Aufhängung ist mit 120 bezeichnet.
Die linke hintere Aufhängung 102, die vom Typ einer Macferson-
Stütze ist, enthält einen linken hinteren Arm 121, an dessen
transversalem äußeren Ende ein Radträger 122 mittels
einer in Längsrichtung angeordneten Achse drehbar
gehalten ist, und einen vertikal angeordneten linken hinteren
Stoßdämpfer 124, auf den eine Spiral- bzw. Schraubenfeder
123 gesetzt ist, wobei der Stoßdämpfer 124 an seinem unteren
Ende auf der Oberseite des Radträgers 122 fixiert
ist. Die in Querrichtung sich erstreckende linke Antriebswelle
125 ist an ihrem äußeren Endteil durch den mittleren
Teil des Radträgers 122 drehbar gehalten,
und an ihrem äußersten Ende ist einstückig damit ein hinterer
Nabenträger 126 zum Halten des linken Hinterrades 102 angebracht.
Der hintere Arm 121 ist mit seinem transversalen inneren Ende
mittels eines drehbaren Stützmechanismus 128 drehbar gehalten,
der einen in Längsrichtung angeordneten Bolzen 127 enthält,
der an einem nicht dargestellten Chassis des Fahrzeugs 100 fixiert
ist. Insbesondere enthält gemäß Fig. 6 der Stützmechanismus
128 die Achse 127, eine auf die Achse 127
aufgesetzte zylindrische Gummibuchse 129
und ein auf diese aufgesetztes
Lagerteil 130, das einen transversalen inneren Endabschnitt
des hinteren Arms 121 bildet. Durch den Stützmechanismus
128 ist der hintere Arm 121 so ausgebildet, daß er nicht
nur um den Bolzen 127 vertikal schwingen kann, sondern
aufgrund der Elastizität der Gummibuchse 129 auch horizontal hin-
und herbewegbar ist.
Im unteren Teil des Radträgers 122 sind aus einem
Stück damit ein Paar abwärts ragende Träger 131 ausgebildet,
die in Querrichtung voneinander beabstandet sind, und
zwischen den Trägern 131 ist ein in Längsrichtung sich erstreckender
Lenker 132 einerseits an ihrem hinteren Ende
drehbar gehalten. Andererseits enthält der linke
Stellmotor 104 ein vertikal angeordnetes Zahnsegment 133,
das an seinem vertikalen Zwischenteil mittels einer an dem
Fahrzeugkörper fixierten und in Querrichtung angeordneten
Achse 134 drehbar gehalten ist, wobei das Zahnsegment 133
in seinem oberen Teil einen gezahnten Abschnitt 136 und in
seinem unteren Teil ein Paar abwärts ragender und ein Stück
mit dem Zahnsegment bildende Träger 135, 135 aufweist, die
in Querrichtung voneinander beabstandet sind, wobei die Träger
135 so zusammenwirken, daß sie zwischen sich das vordere
Ende des Lenkers 132 drehbar halten.
Außerdem ist am Fahrzeugchassis als eine Komponente des
linken Stellmotors 104 eine ein nicht dargestelltes
Untersetzungszahnrad bzw. -getriebe enthaltende, in Längsrichtung
angeordneter Stellmotor 137 fixiert, und an
einer nicht dargestellten Abtriebswelle dieser Einheit ist
eine Schnecke 138 drehfest angeordnet, die mit dem gezahnten
Abschnitt 136 des Zahnsegments 133 kämmt. Der Stellmotor
137 wird durch die Steuerschaltung 105 elektrisch gesteuert.
Bei der vorstehenden Anordnung bewegt sich dann, wenn die
Schnecke 138 des Stellmotors 137 vorwärts oder rückwärts
gedreht wird, der Lenker 132 entsprechend in Richtung
des Doppelpfeiles Lf-Lr in Fig. 5 vorwärts oder rückwärts, wodurch
der hintere Arm 121 um eine durch einen longitudinalen
zentralen Punkt des Bolzens 127 gehende, im wesentlichen
vertikale Linie verschwenkt wird, während er an seinem transversalen
äußeren Ende eine gebogene Spur zieht, wodurch das
Hinterrad 102, das durch den einstückig an das transversale
äußerste Ende der Antriebswelle 125 angebrachten hinteren
Nabenträger 126 gehalten ist, in eine entsprechende Vor- oder
Nachspur gezwungen wird. Deutlicher ausgedrückt variiert dann,
wenn der Lenker 132 veranlaßt wird, sich in Richtung
des Pfeiles Lf vorwärts zu bewegen, die Spur des Hinterrades
102 in Richtung seines Vorspurendes, wodurch das Hinterrad
102 in Richtung der Position 102a in Fig. 4 gedreht wird;
und wenn der Lenker 132 in Richtung des Pfeiles Lr rückwärts
bewegt wird, ändert sich die Spur des Rades 102 in Richtung
seines Nachspurendes.
Relativ zur vorangegangenen und zur folgenden Beschreibung
der Anordnung und Funktion um das linke Hinterrad ist es
empfehlenswert, daß eine spiegelbildliche Symmetrie um das
rechte Hinterrad zuverlässig eingehalten wird. Selbstverständlich
hat auch der rechte Stellmotor 104
eine Anordnung und Funktion, die jener des linken
Stellmotors 104 ähnlich ist.
Im folgenden wird die Funktion der Steuervorrichtung
109 anhand von Fig. 7 beschrieben.
Fig. 7 ist eine graphische Darstellung einer Funktion
g zwischen Nachspur a-b
und der Fahrgeschwindigkeit V.
Wie aus Fig. 7 zu entnehmen ist, wird die Funktion g
für willkürliche Werte der Fahrgeschwindigkeit V als eine
lineare Funktion g(V) = -(k2/Vr2)V + k2 gesetzt, wobei k2
eine positive Konstante und Vr2 einen vorgegebenen Wert der Fahrgeschwindigkeit
V bedeuten. In anderen Worten ausgedrückt
ist die Funktion g so gesetzt, daß in einer Domäne von V ganz
in der Nähe von Null sich die Dimension a-b der positiven
Konstanten k2 nähert, wodurch die Hinterräder 102 in eine Nachspur
gezwungen werden, und in dem übrigen Bereich von V nimmt
sie mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit V monoton linear
ab, wobei sie auf diesem Weg einen Punkt a-b = 0 beim
vorgegebenen Wert Vr2 durchläuft, dann in einen negativen Nachspurbereich,
d. h. einen positiven Vorspurbereich eintritt, wo die
Hinterräder 102 in eine Vorspur gezwungen werden. Danach wird
für die Hinterräder 102 der Grad der Vorspur größer, wenn die
Fahrgeschwindigkeit V höher wird.
Gemäß dieser Ausführungsform wird wegen der Möglichkeit einer
solchen Spurvariation entsprechend der Fahrgeschwindigkeit
V das Fahrzeug 100 in den Fahreigenschaften in einem Hochgeschwindigkeitsbereich
erfolgreich aufgewertet, wobei zusätzlich
eine Reduzierung des Abriebs oder Verschleißes von Reifen
als auch eine verbesserte Kraftstoffkostenersparnis in
einem Niedriggeschwindigkeitsbereich erzielt werden kann.
Übrigens kann anstelle der Funktion g eine beliebige Funktion
angewendet werden, die empirischen Daten individueller Fahrzeuge
entspricht.
Aus der vorstehenden Beschreibung ist zu entnehmen, daß gemäß
der zweiten Ausführungsform der Erfindung die
Steuervorrichtung 109 des Fahrzeugs 100 die Spureinstellung
der Hinterräder 102 richtig geändert macht, so daß sie entsprechend
der erfaßten Fahrgeschwindigkeit V gesteuert wird,
wodurch es ermöglicht ist, die Spureinstellung für verschiedene
Fahrgeschwindigkeiten, die von einer extrem niedrigen
Geschwindigkeit bis zu einer relativ hohen Geschwindigkeit reichen,
optimal zu machen, so daß die Fahreigenschaften des Fahrzeugs
100 für verschiedene Fahrgeschwindigkeiten effektiv
erhöht werden kann.
Es ist auch leicht einzusehen, daß die oben beschriebene zweite
Ausführungsform auch auf die Vorderräder (101a, 101b des Fahrzeugs
100 angewendet werden kann.
Im folgenden wird eine Steuervorrichtung für Fahrzeuge
gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung anhand
der Fig. 8 bis 13 beschrieben.
Fig. 8 zeigt in schematischer Darstellung eine Draufsicht
auf ein mit einer Steuervorrichtung gemäß der dritten
Ausführungsform ausgerüstetes Fahrzeug, wobei das ganze
Fahrzeug mit 200 und die ganze Steuervorrichtung
mit 205 bezeichnet ist.
Wie in den vorangegangenen Ausführungsformen enthält das Fahrzeug
200 einen vorderen Getriebekasten 201, ein rechtes und
linkes Vorderrad 201a bzw. 201b, ein rechtes und linkes antreibendes
Hinterrad 202, 202, ein Lenkrad 203, ein Differential
250 und eine rechte und linke Antriebswelle 251, 251.
Die Spur jedes Hinterrades 202 wird auf später beschriebene
Weise mit der Steuervorrichtung 205
gesteuert. Die Steuervorrichtung 205 enthält einen
Fahrgeschwindigkeitssensor 206 zum Erfassen einer Fahrgeschwindigkeit
V des Fahrzeugs 200 und eine Steuerschaltung
207, die so ausgebildet ist, daß sie mit dem Fahrgeschwindigkeitssensor
206 zusammenwirkt, um daraus das Ergebnis
der Erfassung als einzugebende Daten zu erhalten, um dadurch
ein später beschriebenes Stellsignal zu erzeugen.
Außerdem sind das linke und rechte Hinterrad 202, 202 unabhängig
voneinander durch eine linke bzw. rechte hintere Aufhängung
208, 208 aufgehängt. Jede Aufhängung 208
hat eine Federungscharakteristik, die für
die Lenkeigenschaften des Fahrzeugs 200 in der Weise
verantwortlich ist, daß die Spur jedes Rades 202 veranlaßt
wird, sich mit dem Federn
der Aufhängung 208 zu variieren.
Die
linke und rechte Aufhängung 208, 208 sind mit einem linken
bzw. rechten Stellmotor 209, 209 versehen, die so
gesteuert werden, daß sie jeweils die richtigen charakteristischen
Variationen durch das Stellsignal aus der Steuerschaltung
207 veranlassen. In anderen Worten ausgedrückt ist die
Steuervorrichtung 205 so ausgebildet, daß sie die
Federung jeder Aufhängung 208 entsprechend
der Fahrgeschwindigkeit V variiert macht, um dadurch eine
dynamische Spur jedes Hinterrades 202 zu steuern, d. h.
dessen Spur während sich das Fahrzeug 200 dreht, wie es
später detailliert ausgeführt wird.
Nach Fig. 8 hat jedes Hinterrad 202 des Fahrzeugs 200 eine
in durchgezogener Linie dargestellte normale Position, die
durch die Federung der zugeordneten Aufhängung
208 hergestellt wird, die während der Geradeausfahrt für
eine vorgegebene Geschwindigkeit auf eine vorgegebene Geschwindigkeit
gesteuert wird. In dieser Hinsicht werden,
wie es später beschrieben wird, das linke und rechte Hinterrad
202, 202 bei Fahrt mit hoher Geschwindigkeit und beim Drehen
beispielsweise nach links dynamisch gesteuert, um in eine
Nachspur- bzw. Vorspur 202a, 202a gezwungen zu werden,
die durch eine strichpunktierte Linie angedeutet ist. Eine Folge davon
ist, daß jedes Hinterrad 202 beim Lenken in eine Kurve im Vergleich
zu einer nicht-dynamischen oder statischen Spursteuerung
dazu tendiert, einen größeren Schlupfwinkel zu haben, wodurch
die darauf einwirkende Kurvenkraft, die eine ins Zentrum der
Kurve gerichtete Kraft ist, erhöht wird, und folglich ist es
unwahrscheinlich, daß das verschwenkte bzw. gedrehte Rad 202
in tangentialer Richtung einer Kurvenbahn gleitet, so daß das
Fahrzeug 200 als Ganzes eine Lenkcharakteristik aufweist, die
auf eine Untersteuerung eingestellt ist.
Die mechanische Ausbildung der Steuervorrichtung
205 wird anhand der Fig. 9 und 10 im folgenden näher beschrieben.
Die Fig. 9 zeigt eine perspektivische Ansicht eines wesentlichen
Teils im Bereich des linken Hinterrades 202 von hinten, wobei der
wesentliche Teil die linke Aufhängung 208 des Fahrzeugs
200 enthält, wobei eine Anzahl von Komponenten der
Steuervorrichtung 205 gezeigt sind. Nach Fig. 9 ist
neben dem Fahrgeschwindigkeitssensor 206 ein manueller
Schalter 210 zur manuellen Auswahl eines Steuerbetriebs mit
der Steuerschaltung 207 verbunden, die ein später beschriebenes
und auf dem Fahrzeug befestigtes Mikrocomputersystem enthält,
und die Steuerschaltung 207 ist mit dem linken
Stellmotor 209 sowie mit dem nicht dargestellten rechten
Stellmotor verbunden.
Der linke Stellmotor 209 enthält einen durch das
Stellsignal aus der Steuereinheit 207
gesteuerten Stellmotor 211, wobei dieser Stellmotor
211 ein nicht dargestelltes Untersetzungsgetriebe und eine drehbare
Abtriebswelle 212 aufweist, die sich in Querrichtung eines
nicht dargestellten Chassis des Fahrzeugs 202 erstreckt, sowie
eine Gewindespindel 213, die auf der Abtriebswelle 212 fixiert ist.
Die Gewindespindel 213 kämmt mit einem in Querrrichtung angeordneten
Zahnsegment 215, das drehfest auf einer in Längsrichtung sich
erstreckenden drehbaren Achse 214 sitzt, die am Fahrzeugchassis
angebracht ist, wobei auf einem transversalen inneren
Ende der Achse 214 eine Anlenkstelle 216
sitzt, das aus einem Stück mit der Achse 214 ist, wobei
die Anlenkstelle 216 eine neutrale Position aufweist, in der
sie sich im wesentlichen horizontal und von der Achse 214
transversal auswärts erstreckt. Die Anlenkstelle
216 weist am transversalen äußeren Ende, das ein freies Ende
ist, eine Vertiefung auf, die durch Ausschneiden seines mittleren
Teiles erzeugt ist und durch die ein vorderer und hinterer
Abschnitt 216a bzw. 216b gebildet werden, die in Längsrichtung
des Fahrzeugchassis im Abstand voneinander angeordnet
sind, wobei in die Abschnitte 216a, 216b ein in Längsrichtung
angeordneter beweglicher Bolzen 217 mit seinen Enden
eingesetzt ist, der als Drehbolzen
dient. Wenn demgemäß der Stellmotor 211 eine Vorwärts-
oder Rückwärtsdrehung ausführt, dreht sich die Achse 214
entsprechend, wodurch die Anlenkstelle 216 um die Achse 214
schwenken muß, wobei ihr freies Ende längs einer vertikalen
gestreckt gebogenen Spur verschoben wird.
Die linke hintere Aufhängung 208 enthält einen Radträger
219, bei der auf der linken Seite eine
Hinterachse 218 gehalten ist, und einen Stoßdämpfer 221, der
mit einem unteren Ende auf der Oberseite der
Radträger 219 befestigt ist, wobei auf dem Stoßdämpfer 221
eine Spiral- bzw. Schraubenfeder 220 sitzt. Außerdem hat
der Radträger 219 auf der Vorderseite und auf der
Rückseite einen vorderen bzw. hinteren Drehbolzen 222 bzw.
223, der nach vorne bzw. nach hinten ragt. Der hintere Drehbolzen
223 ist mit dem beweglichen Bolzen 217 durch einen mobilen
seitlichen Lenker 224 verbunden, der sich in einer
neutralen Position im wesentlichen horizontal und in Querrichtung
zum Fahrzeugchassis erstreckt. Der Lenker 224
hat an seinem transversal äußeren Ende einen Lagerabschnitt
225, der drehbar auf dem hinteren Bolzen 223 sitzt, und an
seinem transversal inneren Ende einen andere Lagerabschnitt
226, der auf dem beweglichen Bolzen 217 drehbar sitzt. Andererseits
ist der vordere Bolzen 222 mit einem stationären Drehbolzen
227 durch einen stationären seitlichen hinteren Arm
228 verbunden, der sich in einer neutralen Position im wesentlichen
horizontal und in Querrichtung des Fahrzeugkörpers erstreckt.
Auch ist an dem transversal äußeren Ende des hinteren
Armes 228 ein Lagerabschnitt 229 vorgesehen, der drehbar auf
dem vorderen Bolzen 222 sitzt, und an dem transversal inneren
Ende des hinteren Armes 228 ist noch ein anderer Lagerabschnitt
230 ausgebildet, der auf dem stationären Bolzen 227
drehbar sitzt. Der Lenker 224 und der stationäre
hintere Seitenarm 228 sind so dimensioniert, daß sie
im wesentlichen gleichlang sind. Der stationäre Bolzen 227
ist parallel zum beweglichen Bolzen 217 angeordnet. Mit 233 ist
eine Spindel bezeichnet, die an ihrem unteren Ende mit
einem Paar Träger 234 drehbar verbunden ist, welche auf der
Unterseite der Radträger 219 ausgebildet sind.
Nach Fig. 10 wird die Befestigung zwischen dem Lagerabschnitt
230 am inneren Ende des stationären hinteren Seitenarms 228
und dem stationären Bolzen 227 durch einen Verbindungsmechanismus
bewirkt, der eine drehbar auf dem stationären Bolzen
227 sitzende Manschette 231 und eine fest auf der Manschette
231 sitzende rohrförmige Gummibuchse 232 aufweist,
wobei der Lagerabschnitt 230 auf der Gummibuchse 232
sitzt, wodurch der hintere Arm 228 effektiv so gehalten ist,
daß er nicht nur um den stationären Bolzen 227, sondern aufgrund
der Elastizität der Gummibuchse 232 auch in einer im wesentlichen
horizontalen Ebene schwenkbar sowie bis zu einem
gewissen Grad verwendbar ist. Ein solcher Verbindungsmechanismus
ist auch für die anderen Lagerabschnitte 225, 226 und
229 verwendet.
Die Federcharakteristik der linken hinteren Aufhängung
208 sowie die dadurch erhaltene Spurvariation des linken Hinterrades
202 wird im folgenden anhand von Fig. 11 detailliert
beschrieben, die eine schematische Darstellung ist, bei welcher
der vordere und hintere Zapfen 222 bzw. 223 und der bewegliche
bzw. stationäre Bolzen 217 bzw. 227 durch Punkte repräsentiert
sind und der bewegliche bzw. stationäre hintere Seitenarm 224 bzw.
228 durch Linienabschnitte.
Beim Fahren des Fahrzeugs 200 mit einer mittleren Geschwindigkeit
wird der bewegliche Bolzen 217
durch die Steuerschaltung 207 auf den Pegel so gesteuert,
daß er auch bei einem fixierten Pegel
des stationären Bolzens 227 auf einem vorgegebenen Pegel gehalten
wird. Unter einem solchen Zustand mittlerer Geschwindigkeit
wird im Fall, daß die Aufhängung 208 eine
richtige oder unverformte Position einnimmt, d. h. im Falle,
bei dem ein Aufhängungsausschlag Null ist, der Radträger
219 in eine richtige oder neutrale Position gesetzt,
wobei die Hinterachse 218 sich in einer horizontalen oder neutralen
Position 218a befindet, wodurch der vordere und hintere
Bolzen 222 bzw. 223 in einer neutralen Position 222a bzw. 223a
gehalten werden und dadurch die Hinterarme 224, 228 in die
erwähnte neutrale Position 224a bzw. 228a gesetzt werden, d. h.
horizontal gemacht werden. In diesem neutralen
Zustand liegen nach Fig. 11 die Bolzen 217, 227 und 222,
223, die hinteren Arme 224, 228 und die Hinterachse 218 alle
in einer horizontalen Ebene.
Wenn im Zustand mittlerer Geschwindigkeit das Hinterrad 202
veranlaßt wird zu stoßen oder rückzustoßen, d. h. wenn es
sich aus seiner normalen Position aufwärts oder abwärts bewegt,
nehmen der vordere und hintere Bolzen 222, 223, die hinteren
Arme 224, 228 und die Hinterachse 218 die nach oben geschwenkte
Position 222b, 223b bzw. 224b, 228b bzw. 218b oder die abwärts
geschwenkte Position 222c, 223c bzw. 224c, 228c bzw. 218c ein,
wobei die jeweiligen Höhen bzw. Pegel der stationären Bolzen
217, 227 unverändert bleiben. In einem solchen Stoß- oder Rückstoßzustand
werden unter der Annahme eines zwischen den Punkten
217, 222, 223 und 227 sich erstreckenden Rechtecks und was
leicht einzusehen ist, eine Seite dieses Rechtecks zwischen
den Punkten 222 und 223 und eine zugeordnete Seite zwischen
den Punkten 217 und 227 parallel zueinander und beide in
Längsrichtung des Fahrzeugkörpers ausgerichtet gehalten. Eine
Folge davon ist, daß die Hinterachse 218, die vom
Radträger 219 drehbar gehalten und davon im rechten Winkel
absteht, zuverlässig in Querrichtung des Fahrzeugchassis
ausgerichtet ist.
Demgemäß ist im Zustand mittlerer Geschwindigkeit, bei dem der
bewegliche Bolzen 217 auf dem vorgegebenen Pegel
gehalten wird, die Hinterachse 218 in Querrichtung ausgerichtet,
unbeachtet des Federungswiderstandes
der Aufhängung 208, so daß die Spur des
Hinterrades 202 durch den Federwiderstand
nicht geändert wird.
Beim Fahren des Fahrzeugs 200 mit hoher Geschwindigkeit wird
der mobile Bolzen 217 in Richtung des Pfeiles "Auf" von der
vorgegebenen Höhe aufwärts bewegt, so daß er in die in Fig. 11 gezeigte
Position 370 emporgehoben wird. Bei einem solchen Zustand
hoher Geschwindigkeit kommt der hintere Bolzen 223 in
dem Fall, bei dem der Ausschlag der Aufhängung
208 Null ist, d. h. in dem Fall des neutralen
Zustandes, in eine Position 223u, die etwas höher als
die neutrale Position 223a ist, während der vordere Bolzen 222
sowie der stationäre Bolzen 227 auf der gleichen Position gehalten
werden, wie im Zustand mittlerer Geschwindigkeit. Jedoch
hat unter Berücksichtigung des drehbar auf dem hinteren Bolzen
223 sitzenden, seitlich beweglichen Lagerabschnitts 225 unter der
Annahme eines von den Punkten 370, 223u, 222a und 227 aufgespannten
Vierecks eine Seite dieses Vierecks zwischen den Punkten
222a und 223u im wesentlichen die gleiche Position, wie
die Seite zwischen den Punkten 222 und 223 beim Zustand mittlerer
Geschwindigkeit, wobei die Spur des Hinterrades
202 nicht wesentlich geändert wird.
Bei hoher Geschwindigkeit
wird dann, wenn der Radträger 219 veranlaßt
wird, sich auf und nieder zu bewegen, der bewegliche hintere Seitenarm
224 um den in die hochgehobene Position 370 gelegten
mobilen Bolzen 217 auf- und abgeschwungen bzw. geschwenkt.
Gleichzeitig wird der stationäre hintere Seitenarm 228 um
den stationären Bolzen 227 auf- und abgeschwungen, während er
dieselbe Spur wie unter dem Zustand mittlerer Geschwindigkeit
zieht. Eine Folge davon ist, daß im Fall des Rückstoßzustandes,
bei dem der Radträger 229 abwärts verschoben
wird, der hintere Bolzen 223 in eine in Querrrichtung einwärtige
Position 323 relativ zum vorderen Bolzen 222 kommt, so daß das
Hinterrad 202 in eine Nachspur gezwungen wird.
Wird der Radträger 219 aufwärts verschoben,
gelangt der hintere Bolzen 223 in eine transversal
äußere Position 423, so daß das Hinterrad 202 in eine
Vorspur gezwungen wird.
Im Hinblick darauf wird im Zustand hoher Geschwindigkeit dann,
wenn sich das Fahrzeug 200 dreht, das eine der Hinterräder 202,
das auf der vom Drehzentrum fernen Seite liegt, zu einer
Ausfederung, und das andere, auf der dem Drehzentrum nahen
Seite liegende Hinterrad zu einer Einfederung gezwungen
wird. Eine Folge davon ist, daß selbst dann, wenn die
beweglichen Bolzen 217 beider Hinterräder 202 in die hochgehobene
Position 370 gesetzt werden, das Hinterrad 202 auf der fernen
Seite in eine Vorspur und das Hinterrad 202 auf der nahen Seite
in eine Nachspur gezwungen wird, wodurch der Grad der Untersteuerung
des Fahrzeugs 200 stärker bzw. strenger gemacht wird.
Im Gegensatz dazu wird während der Fahrt des Fahrzeugs 200
mit niedriger Geschwindigkeit der mobile Bolzen 217 in Richtung
des Pfeiles "Ab" von der Bezugshöhe abwärts bewegt. In
einem solchen Zustand niedriger Geschwindigkeit weist die
Aufhängung 8 eine Federcharakteristik auf, die jener
im Zustand hoher Geschwindigkeit entgegengesetzt ist, so daß
das Hinterrad 202 für die Einfederung in eine Vorspur
und für die Ausfederung in eine Nachspur gezwungen
wird, wodurch der Grad der Untersteuerung des Fahrzeugs
200 leicht gemacht wird.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung zu entnehmen ist, wird
gemäß dieser Ausführung bei einem mit einer Aufhängung
ausgerüsteten Fahrzeug, die eine Federcharakteristik hat,
welche eine Variation der Spur eines Hinterrades
veranlaßt, ein beweglicher Zapfen 217 so gesteuert, daß er entsprechend
einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs im wesentlichen
vertikal bewegt wird, so daß sich der bewegliche Bolzen 217 aufwärtsbewegt,
wenn die Fahrgeschwindigkeit hoch ist und abwärts,
wenn die Fahrgeschwindigkeit niedrig ist, wodurch
der Grad der Untersteuerung des Fahrzeugs im Zustand hoher
Geschwindigkeit stärker und im Zustand niedriger Geschwindigkeit
schwächer gemacht wird.
Fig. 12 zeigt eine graphische Darstellung, welche Änderungen
der Spur des Hinterrades entsprechend der Federcharakteristik
der Aufhängung 208 beschreibt, wobei Aus- und Einfederung auch mit Stoß und Rückstoß bezeichnet sind. In Fig. 12 ist die
durchgezogene Kurve einer Charakteristik bei einem relativ
niedrigen Wert der Fahrgeschwindigkeit V zugeordnet, und
die gestrichelte Kurve einer Charakteristik bei relativ hohem
Wert der Fahrgeschwindigkeit V, wobei die Charakteristik
so gesteuert wird, daß sie in einem Bereich kontinuierlich
variiert, der von einer extrem niedrigen Geschwindigkeit bis
zu einer hohen Geschwindigkeit reicht. Beispielsweise kann in
dem Fall, bei dem der bewegliche Bolzen 217 auf der vorgegebenen Höhe
gehalten ist, eine entsprechende Kurve die Achse der Ordinate
der gegebenen graphischen Darstellung gut im wesentlichen überlappen.
Übrigens ist es relativ zur vorangegangenen und zur folgenden
Beschreibung einer Anordnung und Funktion um ein linkes Hinterrad
empfehlenswert, daß eine spiegelbildliche Symmetrie um das
rechte Hinterrad zuverlässig eingehalten wird.
Im folgenden wird die Funktion der Steuervorrichtung
205 anhand von Fig. 13 beschrieben.
Fig. 13 zeigt eine graphische Darstellung einer Funktion
h, welche eine Relation zwischen der Verschiebung δ und
der Fahrgeschwindigkeit V beschreibt.
Nach Fig. 13 ist die Funktion h für beliebige Werte der
Fahrgeschwindigkeit V als eine lineare Funktion h(V) =
(k3/Vr3)V - k3 festgesetzt, wobei k3 eine positive Konstante
und Vr3 ein vorgegebener Wert der Fahrgeschwindigkeit V ist.
Anders ausgedrückt ist die Funktion h so festgesetzt, daß
in einer Domäne von V in unmittelbarer Nähe von Null sich
die Verschiebung δ einem negativen Wert -k3 nähert, wodurch
die Federcharakteristik der Aufhängung 208 so bestimmt wird,
daß die Hinterräder 202 für eine Ein- bzw. Ausfederung
auf Nachspur bzw.
in Vorspur gezwungen werden und im verbleibenden
Bereich von V nimmt sie monoton linear mit der Fahrgeschwindigkeit
V zu, wodurch sie auf dem Weg einen Punkt
δ = 0 bei dem vorgegebenen Wert Vr3 passiert, d. h. der bewegliche
Bolzen 217 auf die vorgegebene Höhe gesetzt wird, und sie tritt
dann in einen positiven Verschiebungsbereich ein, in welchem
die Federcharakteristik der Aufhängung 208 so bestimmt
wird, daß das Hinterrad 202 bei einer Ausfederung auf Vorspur und
bei einer Einfederung auf Nachspur gezwungen wird.
Gemäß dieser Ausführungsform kann wegen der Möglichkeit einer
solchen Spurvariation in Übereinstimmung mit der Fahrgeschwindigkeit
V das Fahrzeug im ganzen Bereich der Fahrgeschwindigkeit
V bezüglich der Fahreigenschaften erfolgreich
optimiert werden.
Übrigens kann anstelle der Funktion h eine beliebige Funktion
in Übereinstimmung mit empirischen Daten individueller Fahrzeuge
verwendet werden.
Aus der vorstehenden Beschreibung ist zu entnehmen, daß
gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung die
Steuervorrichtung 205 des Fahrzeugs 200 die Feder
charakteristik der Aufhängung 208, deren Variation
eine dynamische Spurvariation des Hinterrades 202 veranlaßt,
richtig so ändert, daß sie entsprechend der erfaßten
Fahrgeschwindigkeit V gesteuert wird, wodurch der Grad
der Untersteuerung stärker gemacht werden kann, wenn das
Fahrzeug 200 sich bei der Fahrt mit hohen Geschwindigkeiten
dreht, und schwächer, wenn das Fahrzeug 200 sich während
der Fahrt mit niedrigen Geschwindigkeiten dreht, so
daß bei jedem Wert der Fahrgeschwindigkeit V eine optimale
Untersteuerung erzielt werden kann.
Es ist auch leicht einzusehen, daß die oben beschriebene
dritte Ausführungsform auf eine vordere Aufhängung
für Vorderräder verwendet werden kann, wobei bei einer solchen
Anwendung im Gegensatz zur dritten Ausführungsform
ein beweglicher Bolzen vorzugsweise beim
Zustand hoher Geschwindigkeit aufwärts und beim Zustand niedriger
Geschwindigkeit abwärts verschoben werden kann.
Selbstverständlich können die vorstehenden drei Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung beliebig kombiniert werden.
Claims (11)
1. Vorrichtung zur Steuerung der Spur und/oder des Sturzes
von zwei quer zur Fahrtrichtung eines Fahrzeugs (1; 100;
200) einander gegenüberliegenden Rädern (2; 102; 202)
des Fahrzeugs in Abhängigkeit von wenigstens
einem den aktuellen Fahrzustand des Fahrzeugs
kennzeichnenden, von einem Meßwertgeber
gelieferten Meßwert, bei der der Meßwert einer Steuerschaltung
(5; 105; 207) zugeführt wird, die nach Maßgabe
des jeweiligen Meßwerts Stellsignale (Y, Y₂; Y₃)
an je einen jedem Rad zugeordneten
Stellmotor (4, 29; 104, 137; 209, 211) gibt, der ein
die Spur und/oder den Sturz des ihm zugeordneten Rads
steuerndes Stellglied (30a; 138; 213)
verstellt, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stellmotor
(4, 29; 104, 137; 209, 211) als Stellglied
eine Gewindespindel (30a; 138; 213) antreibt,
die über ein in sie eingreifendes Zahnglied (30b; 133;
215) und einen von dem Zahnglied verstellbaren
Gelenkmechanismus (31; 132; 224) an einen
Radträger (26; 131; 219) des dem Stellmotor
zugeordneten Rads angreift.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Gewindespindel (30a) quer zur Fahrzeuglängsrichtung
verläuft und daß eine auf der Gewindespindel (30a) sitzende
Laufmutter (30b) über einen Lenker (31) mit einem
Radträger (26) verbunden ist, der um eine in Fahrzeuglängsrichtung
verlaufende Achse (27) verstellbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gewindespindel (138) in Fahrzeuglängsrichtung
verläuft und daß in die Gewindespindel (138) ein um
eine quer zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Achse
(134) verschwenkbares Zahnsegment (133) eingreift,
das über einen von dem Zahnsegment (133) in Fahrzeuglängsrichtung
verstellbaren Lenker (132) mit einem
um eine vertikale Achse verschwenkbaren Radträger
(122) verbunden ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Radträger (122) um eine in Fahrzeuglängsrichtung
verlaufende Achse schwenkbar an einem Ende
eines Querlenkers (121) angelenkt ist, dessen anderes
Ende über eine Gummibuchse (129) mit einem in Fahrzeuglängsrichtung
verlaufenden Bolzen (127) verbunden ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gewindespindel (213) quer zur Fahrzeuglängsrichtung
verläuft und daß in die Gewindespindel (213)
ein um eine in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende
Achse (214) verschwenkbares Zahnsegment (215) eingreift,
das über einen ersten an seiner Anlenkstelle (216) am
Zahnsegment (215) von dem Zahnsegment (215) höhenverstellbaren
Lenker (224) mit einem um eine vertikale
Achse verschwenkbaren Radträger (219) verbunden ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
der Radträger (219) über einen parallel zu dem ersten
Lenker (224) verlaufenden Lenker (228) und eine Gummibuchse
(232) mit einem quer zur Fahrzeuglängsrichtung
verlaufenden Bolzen (227) verbunden ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Meßwertgeber, wie bekannt, ein Fahrgeschwindigkeitssensor
(6; 106; 206) ist und dementsprechend
der von diesem Fahrgeschwindigkeitssensor
(6; 106; 206) gelieferte Meßwert ein die
Fahrgeschwindigkeit (V) kennzeichnendes Signal
(u; u₂; u₃) ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerschaltung (5) positiven Sturzwerten
(R < 0) entsprechende Stellsignale (Y) an jeden Stellmotor
(4, 29) gibt, sofern die aktuelle Fahrgeschwindigkeit
(V) kleiner als eine vorgegebene Fahrgeschwindigkeit
(Vr ist und negativen Sturzwerten (R < 0) entsprechende
Stellsignale (Y) an jeden Stellmotor (4, 29)
gibt, sofern die aktuelle Fahrgeschwindigkeit (V)
größer als die vorgegebene Fahrgeschwindigkeit (Vr)
ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerschaltung (105) Nachspurwerten entsprechende
Stellsignale (Y₂) an jeden Stellmotor
(100, 137) gibt, sofern die aktuelle Fahrgeschwindigkeit
(V) kleiner als eine vorgegebene Fahrgeschwindigkeit
(Vr2) ist und Vorspurwerten entsprechende Stellsignale
(Y₂) an jeden Stellmotor (100, 137) gibt, sofern
die aktuelle Fahrgeschwindigkeit (V) größer als die
vorgegebene Fahrgeschwindigkeit (Vr2) ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Stellmotor (209, 211) ein Stellglied (213)
verstellt, das in Abhängigkeit von einer Einfederung
oder Ausfederung des ihm zugeordneten Rads (202) aus
einer Neutrallage diesem Rad (202) eine Nachspur oder
eine Vorspur erteilt, daß die Steuerschaltung (207),
sofern die aktuelle Fahrgeschwindigkeit (V) kleiner
als eine vorgegebene Fahrgeschwindigkeit (Vr3) ist,
ein Stellsignal (Y₃) an jeden Stellmotor (209, 211)
gibt, das eine Verstellung des Stellglieds (213)
im Sinne einer Nachspur bei einer Einfederung und
im Sinne einer Vorspur bei einer Ausfederung bewirkt,
und daß die Steuerschaltung (207), sofern
die aktuelle Fahrgeschwindigkeit größer als
die vorgegebene Geschwindigkeit (Vr) ist, ein Stellsignal
an jeden Stellmotor (209, 211) gibt, das eine
Verstellung des Stellglieds (213) im Sinne einer Vorspur
bei einer Einfederung und im Sinne einer Nachspur
bei einer Ausfederung bewirkt.
11. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschaltung (5;
105; 207) ein Wahlschalter (7; 107; 210) zugeordnet
ist, mittels dem wahlweise der Fahrgeschwindigkeitssensor
(6; 106; 206) an die Steuerschaltung
(5; 105; 207) anzuschließen ist oder der Steuerschaltung
(5; 105; 207) Signale (X; X₂, X₃) zuzuführen
sind, die festen Einstellungen des von
dem Stellmotor (4, 29; 104, 137; 209, 211) verstellten
Stellglieds (30a; 138; 213) entsprechen.
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