DE102023109407A1

DE102023109407A1 - suspension system for a motor vehicle

Info

Publication number: DE102023109407A1
Application number: DE102023109407.6A
Authority: DE
Inventors: Dirk Kuxhausen
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2023-04-14
Filing date: 2023-04-14
Publication date: 2024-10-17
Also published as: KR20240153258A

Abstract

Ein Aufhängungssystem für ein Kraftfahrzeug umfasst eine gekoppelte Verbundlenkerachse mit einem zentralen Querträger, der an beiden Enden mit einem jeweiligen Längslenker gekoppelt ist, wobei jeder Längslenker mit einer ersten Lagerbuchse an einer Vorderseite zur drehbaren Befestigung an einer Fahrzeugkarosserie des Kraftfahrzeugs und mit einem Radträger an einer Rückseite zur Befestigung eines Rads des Kraftfahrzeugs an dem Aufhängungssystem ausgebildet ist; und zwei Diagonallenker, wobei jeder Diagonallenker mit der Rückseite eines jeweiligen der Längslenker verbunden ist und eine zweite Lagerbuchse aufweist, um drehbar an der Fahrzeugkarosserie seitlich einwärts von dem jeweiligen Längslenker angebracht zu werden, sodass die beiden zweiten Lagerbuchsen um dieselbe Fahrzeugquerachse wie die beiden ersten Lagerbuchsen drehbar sind.A suspension system for a motor vehicle comprising a coupled twist beam axle having a central cross member coupled at both ends to a respective trailing arm, each trailing arm being formed with a first bearing bush at a front side for rotatably attaching to a vehicle body of the motor vehicle and with a wheel carrier at a rear side for attaching a wheel of the motor vehicle to the suspension system; and two diagonal arms, each diagonal arm being connected to the rear side of a respective one of the trailing arms and having a second bearing bush for rotatably attaching to the vehicle body laterally inward of the respective trailing arm, such that the two second bearing bushes are rotatable about the same vehicle transverse axis as the two first bearing bushes.

Description

Technisches Gebiettechnical field

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Aufhängungssystem für ein Kraftfahrzeug und ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Aufhängungssystem.The present invention relates to a suspension system for a motor vehicle and a motor vehicle with such a suspension system.

Hintergrundbackground

Eine gekoppelte Verbundlenkerachse (englisch: „Coupled Torsion Beam Axle“, CTBA), auch Verbundlenker-Hinterachse genannt, ist eine Art der Automobilaufhängung, die auf einem H-förmigen Träger basiert. Sie umfasst einen zentralen Querträger, der seitlich angeordnet und beidseitig mit je einem in Längsrichtung angeordneten Längslenker gekoppelt ist, wobei jeder Längslenker an einer Vorderseite über eine Gummibuchse drehbar an der Fahrzeugkarosserie gelagert ist und an einer Hinterseite einen Radträger zur Befestigung eines der Hinterräder des Fahrzeugs aufweist. Der Querträger des H hält die beiden Längslenker zusammen und sorgt für die Rollsteifigkeit der Aufhängung, indem er sich verdreht, wenn sich die beiden Längslenker vertikal zueinander bewegen. Eine solche CTBA hat eine einfache Struktur und eine geringe Anzahl von Bauteilen und ist daher kostengünstig, leicht zu warten und sehr langlebig. Daher werden CTBAs vor allem in kleinen Fahrzeugen eingebaut.A coupled torsion beam axle (CTBA), also called a twist beam rear axle, is a type of automotive suspension based on an H-shaped beam. It comprises a central cross member arranged laterally and coupled to a longitudinally arranged trailing arm on each side, with each trailing arm being pivotally mounted on the vehicle body at a front side via a rubber bushing and having a wheel carrier at a rear side for attaching one of the vehicle's rear wheels. The cross member of the H holds the two trailing arms together and provides the roll stiffness of the suspension by twisting when the two trailing arms move vertically relative to each other. Such a CTBA has a simple structure and a small number of components and is therefore inexpensive, easy to maintain and very durable. Therefore, CTBAs are mainly installed in small vehicles.

CTBAs werden manchmal mit sogenannten Watt-Gestängen kombiniert, vgl. z.B. die Druckschrift DE 10 2006 033 755 A1 . Ein Watt-Gestänge umfasst zwei horizontale, seitliche Stangen gleicher Länge, die an jeder Seite des Fahrgestells angebracht sind, und eine kurze vertikale Stange, die in der Mitte der Achse dazwischen angebracht ist und deren Mittelpunkt gezwungen ist, sich entlang einer vertikalen Linie zu bewegen. Das Watt-Gestänge ermöglicht es der Achse des Fahrzeugs, sich vertikal zu bewegen, während eine seitliche Bewegung verhindert wird, wodurch ein Übersteuern bei Kurvenfahrten vermieden wird. Die Kombination eines CTBA mit einem Watt-Gestänge kann also den Fahrkomfort verbessern. Dies geht jedoch auf Kosten einer größeren Anzahl von (beweglichen) Teilen und einer höheren Komplexität.CTBAs are sometimes combined with so-called Watt rods, see e.g. the publication DE 10 2006 033 755 A1 . A Watt's linkage comprises two horizontal, lateral rods of equal length attached to each side of the chassis and a short vertical rod attached at the center of the axle between them, whose center is forced to move along a vertical line. The Watt's linkage allows the axle of the vehicle to move vertically while preventing lateral movement, thus avoiding oversteer when cornering. Combining a CTBA with a Watt's linkage can thus improve ride comfort. However, this comes at the cost of a larger number of (moving) parts and greater complexity.

Mehrlenkeraufhängungen können die Fahreigenschaften eines Fahrzeugs weiter verbessern. Aufgrund ihrer wesentlich höheren Komplexität und Kosten werden sie jedoch in der Regel nicht für Kleinfahrzeuge (insbesondere nicht für Fahrzeuge des A-C-Segments) eingesetzt.Multi-link suspensions can further improve the handling characteristics of a vehicle, but due to their significantly higher complexity and cost, they are generally not used for small vehicles (especially those in the A-C segment).

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the Invention

Somit besteht ein Bedarf, Lösungen für eine Fahrzeugaufhängung zu finden, die das Fahrverhalten und den Fahrkomfort verbessern und gleichzeitig weniger komplex sind, sodass sie sich für kostengünstige Fahrzeuge eignen.There is therefore a need to find vehicle suspension solutions that improve handling and ride comfort while being less complex, making them suitable for low-cost vehicles.

Zu diesem Zweck stellt die vorliegende Erfindung ein Aufhängungssystem gemäß Anspruch 1 und ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 10 bereit.To this end, the present invention provides a suspension system according to claim 1 and a motor vehicle according to claim 10.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst ein Aufhängungssystem für ein Kraftfahrzeug eine gekoppelte Verbundlenkerachse mit einem zentralen Querträger, der an beiden Enden mit einem jeweiligen Längslenker gekoppelt ist, wobei jeder Längslenker mit einer ersten Lagerbuchse an einer Vorderseite zur drehbaren Befestigung an einer Fahrzeugkarosserie des Kraftfahrzeugs und mit einem Radträger an einer Rückseite zur Befestigung eines Rads des Kraftfahrzeugs an dem Aufhängungssystem ausgebildet ist; und zwei Diagonallenker, wobei jeder Diagonallenker mit der Rückseite eines jeweiligen der Längslenker verbunden ist und eine zweite Lagerbuchse aufweist, um drehbar an der Fahrzeugkarosserie seitlich einwärts von dem jeweiligen Längslenker angebracht zu werden, sodass die beiden zweiten Lagerbuchsen um dieselbe Fahrzeugquerachse wie die beiden ersten Lagerbuchsen drehbar sind.According to one aspect of the invention, a suspension system for a motor vehicle comprises a coupled twist beam axle having a central cross member coupled at both ends to a respective trailing arm, each trailing arm being formed with a first bearing bush at a front side for rotatably attaching to a vehicle body of the motor vehicle and with a wheel carrier at a rear side for attaching a wheel of the motor vehicle to the suspension system; and two diagonal arms, each diagonal arm being connected to the rear side of a respective one of the trailing arms and having a second bearing bush for rotatably attaching to the vehicle body laterally inward of the respective trailing arm, such that the two second bearing bushes are rotatable about the same vehicle transverse axis as the two first bearing bushes.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Kraftfahrzeug ein Aufhängungssystem gemäß der Erfindung.According to a further aspect of the invention, a motor vehicle comprises a suspension system according to the invention.

Eine Idee der vorliegenden Erfindung besteht darin, die seitliche Steifigkeit einer herkömmlichen CTBA zu erhöhen, indem zwei Diagonallenker eingeführt werden, die die Längslenker der CTBA mit dem Unterboden des Fahrzeugs verbinden. Durch die Verbesserung der Quersteifigkeit kann ein schnelleres Ansprechen der Hinterachse erreicht werden. Die spezifische Konfiguration der Diagonallenker kann in diesem Zusammenhang genutzt werden, um das Lenkverhalten weiter abzustimmen, zum Beispiel um ein neutrales oder untersteuerndes Verhalten des Systems zu erreichen. Die Vorspur und die Steifigkeit können beispielsweise durch die Konfiguration der Länge der Diagonallenker zwischen Längslenker und Karosserie eingestellt werden. Zusätzlich oder alternativ können die Buchsen des Systems angepasst werden, um das Verhalten des Systems zu verbessern, insbesondere im Hinblick auf den Fahrkomfort.One idea of the present invention is to increase the lateral stiffness of a conventional CTBA by introducing two diagonal links that connect the trailing arms of the CTBA to the underbody of the vehicle. By improving the lateral stiffness, a faster response of the rear axle can be achieved. The specific configuration of the diagonal links can be used in this context to further tune the steering behavior, for example to achieve a neutral or understeering behavior of the system. The toe-in and stiffness can be adjusted, for example, by configuring the length of the diagonal links between the trailing arm and the body. Additionally or alternatively, the bushings of the system can be adjusted to improve the behavior of the system, especially with regard to driving comfort.

Die oben genannten Effekte und Vorteile werden mit der vorliegenden Erfindung erreicht, ohne dass die Anzahl der beweglichen Teile wesentlich erhöht werden muss. Im Gegenteil, die Erfindung benötigt weniger bewegliche Teile als mehrgliedrige oder auf Wattglieder basierende Lösungen. Die Lösung ist daher kostengünstig und hat eine verbesserte Haltbarkeit. Daher eignet sich die Erfindung besonders für preiswerte/kleine Personenkraftwagen oder jedes andere Fahrzeug, das auf eine CTBA angewiesen ist. Fahrkomfort und Kofferraumvolumen werden im Vergleich zu diesen Standardsystemen nicht negativ beeinflusst.The above-mentioned effects and advantages are achieved with the present invention without having to significantly increase the number of moving parts. On the contrary, the invention requires fewer moving parts than multi-link or Watt-link-based solutions. The solution is therefore cost-effective and has improved durability. Therefore, the invention is suitable especially for low-cost/small passenger cars or any other vehicle that relies on a CTBA. Driving comfort and trunk volume are not negatively affected compared to these standard systems.

Es versteht sich, dass der hierin verwendete Begriff „Fahrzeug“ oder ein anderer ähnlicher Begriff Kraftfahrzeuge im Allgemeinen wie beispielsweise Personenkraftwagen umfasst, einschließlich Sport Utility Vehicles (SUV), Bussen, Lastkraftwagen, verschiedenen Nutzfahrzeugen und dergleichen, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-in-Hybridfahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativen Kraftstoffen beinhaltet (z.B. Kraftstoffe, die aus anderen Ressourcen als Erdöl stammen). Vorliegend wird unter einem Hybridfahrzeug ein Fahrzeug verstanden, welches zwei oder mehr Energiequellen aufweist, zum Beispiel sowohl benzinbetriebene als auch elektrisch angetriebene Fahrzeuge.It is understood that the term "vehicle" or other similar term as used herein includes motor vehicles in general, such as passenger cars, including sport utility vehicles (SUVs), buses, trucks, various commercial vehicles, and the like, and includes hybrid vehicles, electric vehicles, plug-in hybrid vehicles, hydrogen-powered vehicles, and other alternative fuel vehicles (e.g., fuels derived from resources other than petroleum). As used herein, a hybrid vehicle is understood to mean a vehicle that has two or more energy sources, for example, both gasoline-powered and electric-powered vehicles.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous embodiments and further developments arise from the subclaims.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann jeder Diagonallenker als Stange ausgebildet sein, die an einem Ende mit der Rückseite des jeweiligen Längslenkers verbunden ist und an dem jeweils anderen Ende die zweite Lagerbuchse aufweist.According to a further development of the invention, each diagonal link can be designed as a rod which is connected at one end to the rear side of the respective trailing arm and has the second bearing bush at the other end.

So kann das Design so einfach und leicht wie möglich gehalten werden.This allows the design to be kept as simple and light as possible.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann der Querträger ein gekrümmtes Profil aufweisen.According to a further development of the invention, the cross member can have a curved profile.

Der Querträger kann z.B. ein C-förmiges Seitenprofil haben. Der Querträger kann ebenfalls in vertikaler Richtung gekrümmt sein. Zum Beispiel kann er einen mittleren Abschnitt haben, der im Vergleich zu seinen beiden seitlichen Enden nach oben gebogen ist.For example, the cross member may have a C-shaped side profile. The cross member may also be curved in the vertical direction. For example, it may have a central section that is curved upwards compared to its two lateral ends.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann jeder Diagonallenker mit dem jeweiligen Längslenker rückwärtig von einer Radmitte eines an dem jeweiligen Radträger des jeweiligen Längslenkers montierten Rades verbunden sein.According to a development of the invention, each diagonal link can be connected to the respective trailing arm rearwardly from a wheel center of a wheel mounted on the respective wheel carrier of the respective trailing arm.

Die Diagonallenker sind somit konstruktionsbedingt in Längsrichtung hinter den Radmitten an den Längslenkern befestigt. Gleichzeitig koppeln die Diagonallenker an einer gegenüber den Radmitten in Längsrichtung nach vorne verschobenen Position an die Karosserie an (ebenso wie die Lagerbuchsen der Längslenker der CTBA, die auf der gleichen Fahrzeugquerachse liegen wie die Lagerbuchsen der Diagonallenker).Due to their design, the diagonal control arms are therefore attached to the trailing arms in the longitudinal direction behind the wheel centers. At the same time, the diagonal control arms are coupled to the body at a position that is shifted forwards in the longitudinal direction compared to the wheel centers (as are the bearing bushes of the trailing arms of the CTBA, which are located on the same transverse axis of the vehicle as the bearing bushes of the diagonal control arms).

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann jeder Diagonallenker mit dem jeweiligen Längslenker an einem hinteren Seitenende des jeweiligen Längslenkers verbunden sein.According to a further development of the invention, each diagonal link can be connected to the respective trailing arm at a rear side end of the respective trailing arm.

Daher können die Diagonallenker an den Längslenkern an deren hinteren Enden befestigt werden. Im Allgemeinen kann die Vorspur angepasst werden, indem eine hintere Befestigungsposition der Diagonallenker an den Längslenkern festgelegt wird, die ihre Befestigungsposition in Längsrichtung fixiert und gleichzeitig die Länge der Diagonallenker vorgibt (d.h. den Abstand zwischen dem Befestigungspunkt an dem Längslenker und der zweiten Lagerbuchsenposition an der Fahrzeugkarosserie). Die Vorspur kann verbessert werden, indem der Befestigungspunkt an den Längslenkern weiter nach hinten verlegt wird. Auf diese Weise lässt sich das Ansprechverhalten des Fahrzeugs abstimmen, z.B. von einem direkten zu einem weniger direkten Ansprechverhalten.Therefore, the diagonal arms can be attached to the trailing arms at their rear ends. In general, toe-in can be adjusted by specifying a rear attachment position of the diagonal arms to the trailing arms that fixes their attachment position in the longitudinal direction and at the same time specifies the length of the diagonal arms (i.e. the distance between the attachment point on the trailing arm and the second bearing bush position on the vehicle body). Toe-in can be improved by moving the attachment point on the trailing arms further back. In this way, the vehicle's response can be tuned, e.g. from a direct to a less direct response.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann jeder Diagonallenker an dem jeweiligen Längslenker seitlich drehbar gelagert sein.According to a further development of the invention, each diagonal link can be mounted laterally rotatably on the respective trailing link.

Andererseits kann die Längsposition der Diagonallenker an den Längslenkern festgelegt werden.On the other hand, the longitudinal position of the diagonal control arms can be determined on the trailing arms.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann jeder Diagonallenker mit einer als dritte Lagerbuchse oder Kugelgelenk ausgebildeten Montageschnittstelle an dem jeweiligen Längslenker befestigt sein.According to a further development of the invention, each diagonal arm can be fastened to the respective trailing arm with a mounting interface designed as a third bearing bush or ball joint.

Die Diagonallenker können z.B. mit einer einfachen Gummibuchse oder ähnlichem an den Längslenkern befestigt werden. Alternativ kann auch ein Kugelgelenk für mehr Flexibilität sorgen.The diagonal control arms can be attached to the longitudinal control arms with a simple rubber bushing or something similar. Alternatively, a ball joint can provide more flexibility.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung können die Diagonallenker derart angeordnet sein, dass die zweiten Lagerbuchsen nebeneinander an der Fahrzeugkarosserie montierbar sind, wobei jede zweite Lagerbuchse seitlich versetzt zu einer Längsmittelachse des Kraftfahrzeugs auf unterschiedlichen Seiten zu der Längsmittelachse angeordnet ist.According to a further development of the invention, the diagonal links can be arranged such that the second bearing bushes can be mounted next to one another on the vehicle body, wherein every second bearing bush is arranged laterally offset to a longitudinal center axis of the motor vehicle on different sides of the longitudinal center axis.

Somit sind vier Lagerbuchsen entlang derselben Fahrzeugquerachse angeordnet: Die beiden ersten Lagerbuchsen der CTBA befinden sich wie üblich seitlich außen, während seitlich innen in der Fahrzeugmitte die beiden zweiten Lagerbuchsen der Diagonallenker um dieselbe Achse drehbar gekoppelt sind.Thus, four bearing bushes are arranged along the same transverse axis of the vehicle: The first two bearing bushes of the CTBA are located on the outside as usual, while the second two bearing bushes of the diagonal control arms are coupled to the inside of the vehicle center and are rotatably coupled around the same axis.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann das Kraftfahrzeug ferner einen an einer Unterseite der Fahrzeugkarosserie mittig zu der Fahrzeugquerachse angeordneten Montageträger umfassen, der zur Aufnahme der zweiten Lagerbuchsen des Aufhängungssystems nebeneinander entlang der Fahrzeugquerachse ausgebildet ist.According to a further development of the invention, the motor vehicle can further comprise a mounting bracket arranged on an underside of the vehicle body centrally to the vehicle transverse axis, which is designed to accommodate the second bearing bushes of the suspension system side by side along the vehicle's transverse axis.

Eine solche zentrale Halterung am Unterboden des Kraftfahrzeugs kann mit einer Verstärkungsmontageplatte kombiniert werden, um eine ausreichend sichere und feste Befestigung an der Fahrzeugkarosserie zu gewährleisten. Gleichzeitig trägt die Halterung zur Erhöhung der Karosseriesteifigkeit bei.Such a central bracket on the underbody of the vehicle can be combined with a reinforcement mounting plate to ensure a sufficiently safe and firm attachment to the vehicle body. At the same time, the bracket helps to increase the rigidity of the body.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert.The present invention is explained in more detail below with reference to the embodiments shown in the schematic figures.

Kurze Beschreibung der FigurenShort description of the characters

Die beiliegenden Figuren sollen ein weiteres Verständnis der Erfindung vermitteln und bilden einen Bestandteil der vorliegenden Offenbarung. Sie veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen der Erfindung und viele der genannten Vorteile der Erfindung ergeben sich im Hinblick auf die folgende detaillierte Beschreibung. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, sofern nichts anderes ausgeführt ist.

1 zeigt schematisch eine Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug mit einem Aufhängungssystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
2 zeigt schematisch das Aufhängungssystem von 1 von hinten.
In 3 sind Details des Aufhängungssystems der 1 und 2 dargestellt.
4 zeigt ein Kraftfahrzeug mit einem beispielhaften Aufhängungssystem im Betrieb.
5 zeigt das Aufhängungssystem der 1 bis 3 während des Betriebs.

The accompanying figures are intended to provide a further understanding of the invention and form a part of this disclosure. They illustrate embodiments of the invention and, in conjunction with the description, serve to explain principles and concepts of the invention. Other embodiments of the invention and many of the noted advantages of the invention will become apparent upon consideration of the following detailed description. The elements of the drawings are not necessarily shown to scale with respect to one another. In the figures, like reference characters designate like or functionally equivalent elements unless otherwise specified.

1 shows schematically a plan view of a motor vehicle with a suspension system according to an embodiment of the invention.
2 shows schematically the suspension system of 1 from behind.
In 3 are details of the suspension system of the 1 and 2 shown.
4 shows a motor vehicle with an exemplary suspension system in operation.
5 shows the suspension system of the 1 to 3 during operation.

Obwohl hierin spezifische Ausführungsbeispiele veranschaulicht und beschrieben werden, wird dem Fachmann klar sein, dass eine Vielzahl von alternativen und/oder gleichwertigen Implementierungen die dargestellten und beschriebenen spezifischen Ausführungsbeispiele ersetzen können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Im Allgemeinen deckt die Anmeldung sämtliche Anpassungen oder Variationen der hierin beschriebenen spezifischen Ausführungsbeispiele ab.Although specific embodiments are illustrated and described herein, it will be apparent to those skilled in the art that a variety of alternative and/or equivalent implementations may be substituted for the specific embodiments shown and described without departing from the scope of the present invention. In general, this application covers any adaptations or variations of the specific embodiments described herein.

Detaillierte Beschreibung der AusführungsbeispieleDetailed description of the embodiments

1 zeigt schematisch eine Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug 10 mit einem Aufhängungssystem 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 2 zeigt schematisch das Aufhängungssystem 1 aus 1 von hinten. 1 shows schematically a plan view of a motor vehicle 10 with a suspension system 1 according to an embodiment of the invention. 2 shows schematically the suspension system 1 from 1 from behind.

Das Aufhängungssystem 1 umfasst eine gekoppelte Verbundlenkerachse 2 mit einem zentralen Querträger 2a, der an beiden Enden mit je einem Längslenker 2b verbunden ist, z.B. durch Schweißen in üblicher Weise. Jeder Längslenker 2b ist mit einer ersten Lagerbuchse 2c an einer Vorderseite zur drehbaren Befestigung an einer Fahrzeugkarosserie 11 des Kraftfahrzeugs 10 ausgebildet. Bei der Lagerbuchse 2c kann es sich beispielsweise um eine Gummibuchse handeln, wie sie üblicherweise für diesen Zweck verwendet wird. Jeder Längslenker 2b ist ferner mit einem Radträger 2d an einer Rückseite zur Befestigung eines Rades 12 des Kraftfahrzeugs 10 an dem Aufhängungssystem 1 ausgestattet. Auch die Radträger 2d können in einer aus konventionellen Systemen bekannten Weise ausgebildet sein.The suspension system 1 comprises a coupled twist beam axle 2 with a central cross member 2a, which is connected at both ends to a trailing arm 2b, e.g. by welding in a conventional manner. Each trailing arm 2b is designed with a first bearing bush 2c on a front side for rotatable attachment to a vehicle body 11 of the motor vehicle 10. The bearing bush 2c can be, for example, a rubber bush as is usually used for this purpose. Each trailing arm 2b is further equipped with a wheel carrier 2d on a rear side for attaching a wheel 12 of the motor vehicle 10 to the suspension system 1. The wheel carriers 2d can also be designed in a manner known from conventional systems.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Lösungen umfasst das vorliegende System 1 außerdem zwei Diagonallenker 3. Jeder Diagonallenker 3 ist als Stange ausgebildet, die an einem Ende mit der Rückseite eines der Längslenker 2b verbunden ist und am jeweils anderen Ende eine zweite Lagerbuchse 4 aufweist, die seitlich einwärts vom jeweiligen Längslenker 2b drehbar an der Fahrzeugkarosserie 11 gelagert ist. Die Diagonallenker 3 mit ihren zweiten Lagerbuchsen 4 sind derart angeordnet, dass die beiden zweiten Lagerbuchsen 4 um dieselbe Fahrzeugquerachse 6 drehbar sind wie die beiden ersten Lagerbuchsen 4 (siehe 1 oben, die Ausrichtung der ersten Lagerbuchsen 2c und der zweiten Lagerbuchsen 4 ist achsparallel zur Fahrzeugquerachse 6, d.h. unter 0° zur Fahrzeugquerachse 6).In contrast to conventional solutions, the present system 1 also comprises two diagonal control arms 3. Each diagonal control arm 3 is designed as a rod which is connected at one end to the rear of one of the longitudinal control arms 2b and has at the other end a second bearing bush 4 which is rotatably mounted on the vehicle body 11 laterally inwardly of the respective longitudinal control arm 2b. The diagonal control arms 3 with their second bearing bushes 4 are arranged in such a way that the two second bearing bushes 4 can be rotated about the same vehicle transverse axis 6 as the two first bearing bushes 4 (see 1 above, the alignment of the first bearing bushes 2c and the second bearing bushes 4 is axially parallel to the vehicle transverse axis 6, ie at 0° to the vehicle transverse axis 6).

Die Diagonallenker 3 sind derart angeordnet, dass die zweiten Lagerbuchsen 4 nebeneinander an der Karosserie 11 montierbar sind, wobei jede zweite Lagerbuchse 4 seitlich versetzt zu einer Längsmittelachse 7 des Kraftfahrzeugs 10 auf unterschiedlichen Seiten in Bezug auf die Längsmittelachse 7 angeordnet ist. Dazu umfasst das Kraftfahrzeug 10 an einer Unterseite der Karosserie 11 einen mittig zur Fahrzeugquerachse 6 angeordneten Montageträger 8, der zur Aufnahme der zweiten Lagerbuchsen 4 des Aufhängungssystems 1 nebeneinander entlang der Fahrzeugquerachse ausgebildet ist.The diagonal links 3 are arranged in such a way that the second bearing bushes 4 can be mounted next to one another on the body 11, with every second bearing bush 4 being arranged laterally offset from a longitudinal center axis 7 of the motor vehicle 10 on different sides in relation to the longitudinal center axis 7. For this purpose, the motor vehicle 10 comprises a mounting bracket 8 on an underside of the body 11, which is arranged centrally to the vehicle transverse axis 6 and is designed to accommodate the second bearing bushes 4 of the suspension system 1 next to one another along the vehicle transverse axis.

Jeder Diagonallenker 3 ist mit dem jeweiligen Längslenker 2b am hinteren, nach hinten versetzten Ende von einem Radmittelpunkt 12a des Rades 12, d.h. von einem durch den Radträger 2d definierten Befestigungspunkt des Rades 12, verbunden.Each diagonal link 3 is connected to the respective longitudinal link 2b at the rear, rearwardly offset end of a wheel center 12a of the wheel 12, ie from a fastening point of the wheel 12 defined by the wheel carrier 2d.

3 zeigt Details der Diagonallenker 3. Wie zu erkennen ist, weist der Querträger 2a ein gekrümmtes Profil in Form eines C auf. Wie weiter zu erkennen ist, ist jeder Diagonallenker 3 mittels einer als Lagerbuchse ausgebildeten Montageschnittstelle 5 (in alternativen Ausführungsformen kann zu diesem Zweck auch ein Kugelgelenk verwendet werden) seitlich drehbar an dem jeweiligen Längslenker 2b angebracht. 3 shows details of the diagonal control arms 3. As can be seen, the cross member 2a has a curved profile in the shape of a C. As can also be seen, each diagonal control arm 3 is attached to the respective longitudinal control arm 2b in a laterally rotatable manner by means of a mounting interface 5 designed as a bearing bush (in alternative embodiments, a ball joint can also be used for this purpose).

Das in den 1 bis 3 gezeigte System 1 verbessert den Fahrkomfort und das Fahrverhalten beim Lenken im Vergleich zu einer herkömmlichen CTBA erheblich, wie nun anhand der 4 und 5 erläutert wird. 4 zeigt ein Kraftfahrzeug 10 mit einer herkömmlichen CTBA als Hinterachse im Betrieb. 5 zeigt das Aufhängungssystem 1 der 1 bis 3 im Betrieb.The 1 to 3 System 1 shown significantly improves driving comfort and steering behavior compared to a conventional CTBA, as can now be seen from the 4 and 5 is explained. 4 shows a motor vehicle 10 with a conventional CTBA as rear axle in operation. 5 shows the suspension system 1 of the 1 to 3 operational.

In dem in 4 und 5 dargestellten beispielhaften Fahrszenario fährt das jeweilige Fahrzeug 10 eine Linkskurve (vgl. Richtung der Vorderräder 9 auf der jeweiligen Vorderachse 12; die Hinterräder 9 sind nicht gelenkt). Wie in 4 angedeutet, erzeugt das herkömmliche System ein deutliches Übersteuern (große Seitenkraft Fy) an den Hinterrädern 9. Das System 1 von 5 hingegen leidet nicht unter diesem Effekt, da die Diagonallenker 3 die Seitensteifigkeit erhöhen und dadurch ein Übersteuern verhindern oder zumindest abschwächen (wie in 5 schematisch dargestellt, sind die Räder 9 in diesem Fall neutral oder minimal untersteuernd).In the 4 and 5 In the exemplary driving scenario shown, the respective vehicle 10 drives a left turn (cf. direction of the front wheels 9 on the respective front axle 12; the rear wheels 9 are not steered). As in 4 As indicated, the conventional system generates a significant oversteer (large lateral force Fy) on the rear wheels 9. The system 1 of 5 does not suffer from this effect, as the diagonal links 3 increase the lateral stiffness and thus prevent or at least reduce oversteering (as in 5 shown schematically, the wheels 9 are in this case neutral or minimally understeering).

Bei einer Standard-CTBA überträgt das kurvenäußere Rad 9 bei einer Kurvenfahrt wie in 4 die am Reifenaufstandspunkt entstehende Seitenkraft auf die CTBA 2. Da es sich um eine starre Achse handelt, reagieren die beiden ersten Buchsen 2c der CTBA 2 um ihre Hoch- und Längsachse. Die CTBA 2 dreht sich derart, dass sich der Längslenker 2b des kurvenäußeren Rades 9 nach innen zur Fahrzeugmitte 10 und der Längslenker 2b des kurveninneren Rades 9 nach außen dreht. Beim kurvenäußeren Rad 9 bewirkt dies ein dynamisches Vorspurverhalten, beim kurveninneren Rad 9 wird durch die Elastizität der Hauptbuchsen 2c ein dynamisches Nachspurverhalten hervorgerufen. Die Folge ist ein Seitenkraftübersteuern.With a standard CTBA, the outside wheel 9 transmits the torque when cornering as in 4 the lateral force generated at the tire contact point on the CTBA 2. Since it is a rigid axle, the first two bushings 2c of the CTBA 2 react around their vertical and longitudinal axes. The CTBA 2 rotates in such a way that the trailing arm 2b of the outside wheel 9 turns inwards towards the vehicle center 10 and the trailing arm 2b of the inside wheel 9 turns outwards. In the outside wheel 9, this causes dynamic toe-in behavior, while in the inside wheel 9, the elasticity of the main bushings 2c causes dynamic toe-out behavior. The result is lateral force oversteer.

Bei dem in 5 gezeigten System 1 sind die beiden Diagonallenker 3 an einem Ende mit der zweiten Lagerbuchse 4 (z.B. einem Gummilager) auf der gleichen Achse wie die erste Lagerbuchse 2c in der Mitte der Fahrzeugkarosserie 11 befestigt, um ein Seitenkraftübersteuern zu vermeiden. Das andere Ende der Diagonallenker 3 ist über eine Montageschnittstelle 5 (z.B. eine Gummibuchse oder ein Kugelgelenk) am hinteren Ende des jeweiligen Längslenkers 2b der CTBA 2 hinter der Radmitte 9a befestigt.In the 5 In the system 1 shown, the two diagonal links 3 are attached at one end to the second bearing bush 4 (eg a rubber bearing) on the same axis as the first bearing bush 2c in the middle of the vehicle body 11 in order to avoid lateral force oversteer. The other end of the diagonal links 3 is attached via a mounting interface 5 (eg a rubber bush or a ball joint) to the rear end of the respective trailing arm 2b of the CTBA 2 behind the wheel center 9a.

Durch den definierten Abstand zwischen dem Radmittelpunkt 9a und dem Abstützpunkt des Diagonallenkers 3 wird bei einer seitlichen Krafteinleitung durch das Rad 9 über den Radaufstandspunkt ein Drehmoment erzeugt, das eine Verdrehung der CTBA 2 bewirkt. Durch die Abstützung des Diagonallenkers 3 hinter der Mitte 9a des Rades 9 verdreht sich die CTBA 2 im Gegensatz zur Standard-Gelenkachse ohne Diagonallenkers 3 in entgegengesetzter Richtung. Je nach Ausführung der Gummilager bleibt die Spur des äußeren Rades 9 neutral, ebenso wie die des inneren Rades 9, oder das äußere Rad 9 wird in die Vorspur gedrückt, während das innere Rad 9 in die Nachspur geht.Due to the defined distance between the wheel center 9a and the support point of the diagonal link 3, a torque is generated when a lateral force is introduced through the wheel 9 via the wheel contact point, which causes the CTBA 2 to twist. Due to the support of the diagonal link 3 behind the center 9a of the wheel 9, the CTBA 2 twists in the opposite direction to the standard joint axle without a diagonal link 3. Depending on the design of the rubber bearings, the track of the outer wheel 9 remains neutral, as does that of the inner wheel 9, or the outer wheel 9 is pressed into the toe-in while the inner wheel 9 goes into the toe-out.

Mit anderen Worten: Die höhere Seitensteifigkeit der hier vorgestellten Lösung führt zu einer geringeren seitlichen Bewegung und damit zu einem seitlichen Untersteuern oder einem neutralen Fahrverhalten, je nach der spezifischen Konfiguration der Diagonallenker 3 und ihrer Lagerbuchsen 4, 5 (d.h. Vorspur oder neutrales Verhalten unter Seitenkräften).In other words, the higher lateral stiffness of the solution presented here leads to a lower lateral movement and thus to a lateral understeer or a neutral driving behavior, depending on the specific configuration of the diagonal links 3 and their bearing bushes 4, 5 (i.e. toe-in or neutral behavior under lateral forces).

Die Diagonallenker 3 drehen sich jeweils links und rechts auf einer Fahrzeugquerachse 6' hinter der Radmitte 9a (an der dritten Lagerbuchse 5) und auf der durch die erste und zweite Lagerbuchse 2c, 4 definierten Fahrzeugquerachse 6. Beim Ein- und Ausfedern hat die Hysterese in dieser Konfiguration keinen negativen Einfluss auf den Fahrkomfort. Bei Fahrten auf holpriger Fahrbahn mit dem System nach 5 hat die CTBA 2 mit Diagonallenker 3 beispielsweise keinen negativen Einfluss auf die Erhöhung der Hysterese und beeinträchtigt somit nicht den Fahrkomfort.The diagonal control arms 3 rotate to the left and right on a vehicle transverse axis 6' behind the wheel center 9a (on the third bearing bush 5) and on the vehicle transverse axis 6 defined by the first and second bearing bush 2c, 4. When compressing and rebounding, the hysteresis in this configuration has no negative influence on driving comfort. When driving on bumpy roads with the system according to 5 For example, the CTBA 2 with diagonal link 3 has no negative influence on the increase in hysteresis and therefore does not affect driving comfort.

Beide Diagonallenker 3 sind prinzipiell in der Länge verstellbar. Ein Vorteil des vorliegenden Systems 1 liegt in der Symmetrisierung der hinteren Gesamtspur und gleichzeitig der Symmetrisierung des Schubwinkels (die Gesamtspur ist durch die Konstruktion der CTBA 2 definiert; aufgrund von Toleranzen in der Fahrzeugkarosserie 11, an der die CTBA 2 montiert ist, kann die Spur für hinten links und hinten rechts zu Abweichungen davon führen).Both diagonal control arms 3 are in principle adjustable in length. One advantage of the present system 1 is the symmetrization of the overall rear track and, at the same time, the symmetrization of the thrust angle (the overall track is defined by the design of the CTBA 2; due to tolerances in the vehicle body 11 on which the CTBA 2 is mounted, the track for the rear left and rear right can lead to deviations from this).

Neben der Länge der Diagonallenker 3 und ihrer Einbaulage an den Längslenkern 2b können auch die Form und das Material der ersten und zweiten Lagerbuchsen 2c, 4 gewählt werden, um das Verhalten des Systems 1 zu optimieren und/oder einzustellen.In addition to the length of the diagonal control arms 3 and their installation position on the longitudinal control arms 2b, the shape and material of the first and second bearing bushes 2c, 4 can also be selected in order to optimize and/or adjust the behavior of the system 1.

Der Mittelträger 8 zur Befestigung der Diagonallenker 3 befindet sich vor dem Querträger 2a an der Karosserie 11 genau auf der gleichen Drehachse der ersten und zweiten Lagerbuchsen 2c der CTBA 2. Je nach Karosserieform könnte der Träger 8 auch die Karosseriesteifigkeit z.B. am Tunnel eines Abgassystems oder hinter dem Hauptbatteriepaket eines Elektrofahrzeugs erhöhen, was ein zusätzlicher Vorteil wäre.The central support 8 for fastening the diagonal links 3 is located in front of the cross member 2a on the body 11 exactly on the same axis of rotation of the first and second bearing bushes 2c of the CTBA 2. Depending on the body shape, the support 8 could also increase the body rigidity, eg at the tunnel of an exhaust system or behind the main battery pack of an electric vehicle, which would be an additional advantage.

In der vorangegangenen detaillierten Beschreibung sind verschiedene Merkmale zur Verbesserung der Stringenz der Darstellung in einem oder mehreren Beispielen zusammengefasst worden. Es sollte dabei jedoch klar sein, dass die obige Beschreibung lediglich illustrativer, nicht jedoch beschränkender Natur ist. Sie dient der Abdeckung aller Alternativen, Modifikationen und Äquivalente. Viele andere Beispiele werden dem Fachmann aufgrund seiner fachlichen Kenntnisse in Anbetracht der obigen Beschreibung unmittelbar klar sein. Die Ausführungsbeispiele wurden ausgewählt und beschrieben, um die der Erfindung zugrundeliegenden Prinzipien und ihre Anwendungsmöglichkeiten in der Praxis darstellen zu können, sodass Fachleuten ermöglicht wird, die Erfindung und ihre verschiedenen Ausführungsbeispiele in Bezug auf den beabsichtigten Einsatzzweck optimal zu modifizieren und zu nutzen.In the foregoing detailed description, various features have been combined in one or more examples for the sake of clarity of illustration. It should be understood, however, that the above description is merely illustrative and not restrictive. It is intended to cover all alternatives, modifications and equivalents. Many other examples will be readily apparent to those skilled in the art based on their skill in the art in view of the above description. The embodiments were chosen and described in order to illustrate the principles underlying the invention and their possible applications in practice, so that those skilled in the art can best modify and utilize the invention and its various embodiments for their intended use.

Bezugszeichenlistelist of reference symbols

11: Aufhängungssystemsuspension system
22: gekoppelte Verbundlenkerachsecoupled twist beam axle
2a2a: Querträgercrossbeam
2b2b: Längslenkertrailing arm
2c2c: erste Lagerbuchsefirst bearing bush
2d2d: Radträgerwheel carrier
33: Diagonalträgerdiagonal beams
44: zweite Lagerbuchsesecond bearing bushing
55: Montageschnittstellemounting interface
6, 6'6, 6': Fahrzeugquerachsevehicle transverse axle
77: Längsmittelachselongitudinal center axis
88: Montageträgermounting bracket
99: Radwheel
9a9a: Radmittewheel center
1010: Kraftfahrzeugmotor vehicle
1111: Fahrzeugkarosserievehicle body
1212: Vorderachsefront axle
FxFx: Längskraftlongitudinal force
FyFy: Seitenkraftlateral force
OO: Übersteuerungoverdrive

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102006033755 A1 [0003]

Claims

Suspension system (1) for a motor vehicle (10), comprising: a coupled twist beam axle (2) with a central cross member (2a) coupled at both ends to a respective trailing arm (2b), each trailing arm (2b) being formed with a first bearing bush (2c) on a front side for rotatable attachment to a vehicle body (11) of the motor vehicle (10) and with a wheel carrier (2d) on a rear side for attachment of a wheel (12) of the motor vehicle (10) to the suspension system (1); and two diagonal control arms (3), each diagonal control arm (3) being connected to the rear of a respective one of the trailing arms (2b) and having a second bearing bush (4) for being rotatably mounted on the vehicle body (11) laterally inwardly of the respective trailing arm (2b), such that the two second bearing bushes (4) are rotatable about the same vehicle transverse axis (6) as the two first bearing bushes (4).

Suspension system (1) according to claim 1 , wherein each diagonal link (3) is designed as a rod which is connected at one end to the rear side of the respective longitudinal link (2b) and has the second bearing bush (4) at the other end.

Suspension system (1) according to claim 1 or 2 , wherein the cross member (2a) has a curved profile.

Suspension system (1) according to one of the Claims 1 until 3 , wherein each diagonal link (3) is connected to the respective trailing arm (2b) rearwardly from a wheel center (12a) of a wheel (12) mounted on the respective wheel carrier (2d) of the respective trailing arm (2b).

Suspension system (1) according to one of the Claims 1 until 4 , wherein each diagonal link (3) is connected to the respective trailing arm (2b) at a rear side end of the respective trailing arm (2b).

Suspension system (1) according to one of the Claims 1 until 5 , wherein each diagonal link (3) is laterally rotatably mounted on the respective longitudinal link (2b).

Suspension system (1) according to one of the Claims 1 until 6 , wherein each diagonal link (3) is fastened to the respective longitudinal link (2b) by means of a mounting interface (5) designed as a third bearing bush or ball joint.

Suspension system (1) according to one of the Claims 1 until 7 , wherein the diagonal links (3) are arranged such that the second bearing bushes (4) can be mounted next to one another on the vehicle body (11), wherein each second bearing bush (4) is arranged laterally offset to a longitudinal center axis (7) of the motor vehicle (10) on different sides to the longitudinal center axis (7).

Motor vehicle (10) with a suspension system (1) according to one of the Claims 1 until 8 .

Motor vehicle (10) after claim 9 , further comprising a mounting bracket (8) arranged on an underside of the vehicle body (11) centrally to the vehicle transverse axis (6), which is designed to receive the second bearing bushes (4) of the suspension system (1) next to one another along the vehicle transverse axis (6).