CN100486823C - 悬架装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在车辆中使用的悬架装置，车辆包括车身、车身侧构件、车轮和车轮侧构件，该装置包括：液压悬架设备，其适合于设置在车身侧构件和车轮侧构件之间；第一储液器，其经由油液通道连接到液压悬架设备，并且当油液通道中的液压油的压力超过第一预设油压时第一储液器允许液压油从油液通道流入第一储液器中，油液通道包括位于其中间点和液压悬架设备之间的第一部分和位于其中间点和第一储液器之间的第二部分；和第二储液器，其经由比油液通道的第二部分短的连接通道连接到油液通道的中间点，并且当油液通道中的液压油的压力超过比第一预设油压高的第二预设油压时第二储液器允许液压油从油液通道流入第二储液器中。
Description
技术领域
本发明涉及悬架装置，其包括液压悬架设备(例如，所谓的“液压悬架油缸”)和连接到该悬架设备的至少两个储液器。
背景技术
专利文献1(日本专利申请公布No.63-130419)、专利文献2(日本专利申请公布No.63-78806)和专利文献3(日本专利申请公布No.63-49512)中的每一个都公开了一种悬架装置，其包括为车辆的车轮设置的液压悬架油缸、连接到该悬架油缸的两个储液器、和设置在这两个储液器之间的可切换阀。
在上述悬架装置中，当可切换阀在其关闭状态和打开状态之间切换时，与悬架油缸连通的储液器的数量被改变，由此两个储液器整体上的弹簧常数在高值和低值之间改变。
发明内容
所以本发明的目的是提供一种悬架装置，其包括液压悬架设备和经由油液通道连接到该悬架设备的两个储液器，并且其有效地防止油液通道发生脉动。
下面，将说明并解释被视为在本申请中可要求保护的本发明的各种模式(下面在恰当的地方将称为可要求保护模式)的一些示例。可要求保护模式至少包括与所附权利要求相对应的各个模式，但可以另外包括本发明的更宽或更窄的模式，或甚至不同于本发明的一个或多个发明。以下模式(1)至(10)中的每一个都类似所附权利要求地标号，并且如果恰当的话依赖于其他一个或多个模式，以帮助理解可要求保护模式并指示和阐明其元件或技术特征的可能组合。但是应当理解到，本发明不限于下面仅出于举例说明目的将说明的以下模式的元件或技术特征或者其组合。还应当理解到以下模式的每一个应当这样构造，即不仅考虑到与其直接相关的解释，而且考虑到对本发明优选实施例的详细说明，并且在另外的可要求保护模式中，可以向以下任何特定模式增加或从其删除一个或多个元件或者一个或多个技术特征。
(1)一种在车辆中使用的悬架装置，所述车辆包括车身、车身侧构件、车轮和车轮侧构件，所述装置包括：液压悬架设备，所述液压悬架设备适合于设置在所述车身侧构件和所述车轮侧构件之间；第一储液器，所述第一储液器经由油液通道连接到所述液压悬架设备，并且当所述油液通道中的液压油的压力超过第一预设油压时所述第一储液器允许所述液压油从所述油液通道流入所述第一储液器中，所述油液通道包括位于其中间点和所述液压悬架设备之间的第一部分和位于其所述中间点和所述第一储液器之间的第二部分；和第二储液器，所述第二储液器经由比所述油液通道的所述第二部分短的连接通道连接到所述油液通道的所述中间点，并且当所述油液通道中的所述液压油的所述压力超过比所述第一预设油压高的第二预设油压时所述第二储液器允许所述液压油从所述油液通道流入所述第二储液器中。所述液压悬架设备可以是所谓的“液压悬架油缸”。
在本悬架装置中，包括第一储液器和第二储液器的至少两个液压储液器并联连接到液压悬架设备。当油液通道中的液压油的压力超过第一预设油压时，液压油流入第一储液器中；并且当油液通道中的液压油的压力超过比第一预设油压高的第二预设油压时，液压油流入第二储液器中。
优选的是第二预设油压比第一预设油压高出适当的量。例如，第二油压可以被预设成可能被视为对本悬架装置过高的值，或者可以防止液压过度增大的值。在这些情况下，第二储液器用作调压设备。本悬架装置可以采用例如并联连接到液压悬架设备的两个或三个液压储液器。在悬架装置采用三个液压储液器的情况下，本发明可应用到三个液压储液器中的两个液压储液器。
在油液通道中的液压(以下在恰当的地方称为“系统压力”)高于第一预设油压并低于第二预设油压的状态下，在操作悬架设备时，液压油在液压悬架设备和第一储液器之间流动。
同时，当系统压力超过第二预设压力时，液压油也被供应到第二储液器。由此，第一和第二储液器整体上的弹簧常数被降低。所以，当一定量的液压油流出悬架设备时(例如，当悬架油缸的行程被改变一定量时)，系统压力的增大量被有效地减小并由此可以防止系统压力过度增大。
另一方面，当系统压力降低到第二预设压力之下时，禁止液压油流入和流出第二储液器。如果来自第一储液器的液压油在连接通道连接到油液通道的油液通道中间点处流向悬架设备，则连接通道将会发生气蚀(cavitation)，并且由于在中间点处液压的变化，连接通道将发生脉动。脉动可能产生异常噪音或不利地影响悬架设备的操作。
相反，在根据本发明的悬架装置中，第一储液器经由包括第一部分(位于其中间点和悬架设备之间)和第二部分(位于中间点和第一储液器之间)的油液通道连接到悬架设备，并且第二储液器经由比油液通道的第二部分短的连接通道而连接到油液通道的中间点。由此，第一储液器经由油液通道的第一部分和第二部分连接到悬架设备，并且第二储液器经由连接通道和油液通道的第一部分连接到悬架设备。油液通道的第一部分为第一和第二储液器共用，油液通道的第二部分为第一储液器专用(以下在恰当的地方称为“第一个别通道”)，并且连接通道为第二储液器专用(以下在恰当的地方称为“第二个别通道”)。因为根据模式(1)第二个别通道比第一个别通道短，所以与第二个别通道比第一个别通道长的情况相比，可以更有效地防止第二个别通道发生脉动。由此，可以限止异常噪音的产生，并且可以减小对悬架设备的不利影响。
第二个别通道可以比第一个别通道短，使得第二个别通道的长度L2对第一个别通道的长度L1的比值L2/L1不大于1/2、不大于1/3、不大于1/5或不大于1/7，并且更优选地，不大于1/10、不大于1/20、不大于1/30或不大于1/50。
(2)如模式(1)所述的悬架装置，其中所述第一储液器和第二储液器中的每一个都容纳有弹性体，所述弹性体的弹性变形允许所述液压油流入到所述第一储液器和第二储液器的所述每一个中，并且其中所述第一储液器具有允许所述液压油流入其中的最低允许油压来作为其第一初始油压，而所述第二储液器具有允许所述液压油流入其中并高于所述第一初始油压的最低允许油压来作为其第二初始油压。
弹性体可以由大量的加压气体(例如大量高压空气)提供，或者由弹簧提供。第一初始油压可以等于第一预设油压。第二初始油压可以等于或低于第二预设油压。
(3)如模式(1)或(2)所述的悬架设备，其中所述第一储液器和第二储液器中的每一个都包括壳体和分隔构件，所述分隔构件将所述壳体的内部空间分成两部分，所述两部分中的一部分提供填充所述液压油的液压室并且所述两部分中的另一部分容纳有弹性体，所述弹性体经由所述分隔构件弹性地对填充所述液压室的所述液压油施压。
分隔构件可以由诸如伸缩管、膜片或者囊的柔性构件提供，或者由活塞提供。在分隔构件由活塞提供的情况下，弹性体可以由弹簧提供。
在弹性体由大量加压气体提供的情况下，可以通过增大或减小充入储液器中的气体压力而增大或减小上述第一或第二储液器的第一或第二初始油压；并且在弹性体由弹簧提供的情况下，可以通过增大或减小弹簧的预设负载而增大或减小第一或第二储液器的第一或第二初始油压。
(4)如上述模式(1)至(3)中任一项所述的悬架装置，还包括可切换阀，所述可切换阀设置在所述油液通道和所述第二储液器之间，并且当所述油液通道中的所述液压油的所述压力超过所述第二预设油压时所述可切换阀可以从其关闭状态切换到其打开状态。
可切换阀可以是如下将说明的电磁操作阀或者调压阀。
(5)如模式(4)所述的悬架装置，其中所述可切换阀包括电磁操作阀，当所述油液通道中的所述液压油的所述压力超过所述第二预设油压时所述电磁操作阀可以从其关闭状态切换到其打开状态。
(6)如模式(4)所述的悬架装置，其中所述可切换阀包括调压阀，当通过从所述油液通道中的所述液压油的所述压力减去所述连接通道中的所述液压油的所述压力而获得的压差超过基准压力时所述调压阀可以从其关闭状态切换到其打开状态。基准压力可以是由与调压阀相关联的弹簧所产生的偏置压力。
电磁操作阀或调压阀设置在第二储液器和油液通道之间，即设置在连接通道(即第二个别通道)中。在电磁操作阀或调压阀的关闭状态中，禁止液压油流入第二储液器中，并且在电磁操作阀或调压阀的打开状态中，允许液压油流入第二储液器中。根据模式(5)或(6)，第二储液器的第二初始油压(即最低允许油压)可以采用任何值，只要其不高于第二预设油压。例如，第二初始油压可以等于或低于第一储液器的第一初始油压。
(7)如模式(1)至(6)中任一项所述的悬架装置，其中所述连接通道的长度不大于预定值。
连接通道越长，则可以越有效地限制脉动。连接通道可以不长于10mm、不长于20mm、不长于50mm、不长于100mm或不长于200mm。
(8)如模式(1)至(7)中任一项所述的悬架装置，其中所述第一储液器和第二储液器中的每一个都包括壳体和分隔构件，所述分隔构件将所述壳体的内部空间分成两个室，所述两个室中的一个室位于所述油液通道和所述连接通道中相应一个这一侧并提供填充所述液压油的液压室，并且所述两个室中的另一个室与所述液压室相对并提供经由所述分隔构件弹性地对填充所述液压室的所述液压油施压的弹性室。
根据模式(8)，第一和第二储液器中的每一个都用作压力变化吸收设备。
(9)一种在车辆中使用的悬架装置，所述车辆包括车身、车身侧构件、车轮和车轮侧构件，所述装置包括：液压悬架设备，其适合于设置在所述车身侧构件和所述车轮侧构件之间；和至少两个储液器，包括分别经由具有不同长度的第一油液通道和第二油液通道并联地连接到液压悬架设备的第一储液器和第二储液器。
如模式(9)所述的悬架设备可以采用根据模式(1)至(8)的任何技术特征。
(10)一种在车辆中使用的悬架装置，所述车辆包括车身、车身侧构件、车轮和车轮侧构件，所述装置包括：液压悬架设备，其适合于设置在所述车身侧构件和所述车轮侧构件之间；第一储液器，其经由油液通道连接到所述液压悬架设备，并且当所述油液通道中的液压油的压力超过第一预设油压时所述第一储液器允许所述液压油从所述油液通道流入所述第一储液器中；和第二储液器，其连接到所述油液通道的中间点，并且当所述油液通道中的所述液压油的所述压力超过比所述第一预设油压高的第二预设油压时所述第二储液器允许所述液压油从所述油液通道流入所述第二储液器中。
如模式(10)所述的悬架设备可以采用根据模式(1)至(9)的任何技术特征。例如，根据模式(1)，第二储液器可以设置在比设置第一储液器的位置更靠近液压悬架设备的位置处。
附图说明
通过结合附图阅读对本发明优选实施例的以下详细说明，本发明的上述和可选的目的、特征及优点将被更好地理解，附图中：
图1是作为本发明第一实施例的悬架装置的相关部分的示意图；
图2是表示悬架装置的减振器的行程和该装置的系统压力之间的关系的曲线图；
图3是与图1相对应的示意图，示出了作为本发明第二实施例的另一个悬架装置的相关部分；和
图4是与图1相对应的示意图，示出了作为本发明第三实施例的另一个悬架装置的相关部分。
具体实施方式
下面，将参照附图说明作为本发明实施例的悬架装置。虽然为车辆的四个车轮(即，左前和右前车轮以及左后和右后车轮)分别设置了每个都根据本发明的四个悬架装置，但将说明四个悬架装置中例如为左前车轮设置的一个悬架装置作为这四个装置的代表，并且将省略对其他三个装置的说明。
在图1中，标号10指示作为一种所谓“液压悬架油缸”(即一种液压悬架设备)的减振器。减振器10为机动车的左前车轮12而设置在位于车轮12一侧上的车轮侧构件14和位于车辆车身一侧上的车身侧构件16之间。减振器10包括筒形壳体20、可滑动地容纳在壳体20的内部空间中的活塞22、和在其一端处固定到活塞22的活塞杆24。在本实施例中，壳体20被固定到车轮侧构件14，使得壳体20在向上或向下方向上不可相对于车轮侧构件14移动；并且活塞杆24在其另一端处固定到车身侧构件16，使得活塞杆24在向上或向下方向上不可相对于车身侧构件16移动。
在减振器10中，壳体20的内部空间被活塞22分成两个液压室30、32，并且活塞22具有连通通道34，该连通通道34具有限流器并且两个液压室30、32通过该连通通道34而彼此连通。当车轮侧构件14和车身侧构件16中的一个在向上或向下方向上相对于另一个移动时，壳体20和活塞22在相同的方向上相对于彼此移动。由此，减振器10表现出与活塞22相对于壳体20的移动速度相对应的阻尼效应。未示出的阻尼特性控制致动器改变连通通道34的横截面积，并由此控制减振器10的阻尼特性。
减振器10的两个液压室30、32中的一个液压室32经由流动通道40并联地连接到第一储液器42和第二储液器44。
第一储液器42和第二储液器44中的每一个都包括壳体48和将壳体48的内部空间分成两个室的分隔构件50，这两个室即位于流动通道40一侧上的液压室52和与液压室52相对的气室54。液压室52填充液压油，而气室54容纳用作弹性体的大量加压气体(例如，高压空气)。液压室52中油液的压力和气室54中气体的压力被保持为彼此相等。当液压油流入液压室52中时，液压室52的容积增大并且由此气室54的容积减小，因此气室54中的气压增大并且由此液压室52中的油压增大。填充气室54的高压气体的初始压力越高，则允许液压油流入每个储液器42、44中的最低允许油压就越高。所以，如果恰当，每个储液器42、44的最低允许油压将被称为其初始油压。在本实施例中，第一储液器42的初始油压等于第一预设油压；而第二储液器44的初始油压等于比第一预设油压高的第二预设油压。此外，两个储液器42、44中的每一个都是其中由囊来提供分隔构件50的囊式。
流动通道40包括公共通道60以及分别连接到第一储液器42和第二储液器44的第一个别通道62和第二个别通道64。换言之，减振器10和第一储液器42通过公共通道60和第一个别通道62连接到彼此；而减振器10和第二储液器44通过公共通道60和第二个别通道64连接到彼此。由此，公共通道60和第一个别通道62彼此协作来提供油液通道，并分别提供该油液通道的第一部分和第二部分。此外，第二个别通道64连接到公共通道60的连接点66提供了油液通道的中间点；并且第二个别通道64提供了连接到油液通道的中间点的连接通道。
第二个别通道64比第一个别通道62短，并且因此第二储液器44比第一储液器42更接近减振器10。
在本实施例中，第二个别通道64的长度L2不超过100mm，并且第二个别通道64的长度L2对第一个别通道62的长度L1的比值L2/L1等于二十分之一(1/20)。
通常，当外力在向上或向下方向上施加到车轮侧构件14或车身侧构件16上时，减振器10的液压室32中的油压被改变，并且活塞22在向上或向下方向上相对于壳体20移动，因此减振器10向第一储液器42供应或者从第一储液器42接收一定量的液压油。第二储液器44的初始油压高于第一储液器42的初始油压，并且减振器10的液压室32中的油压的正常变化不会超过作为第二储液器44初始油压的第二预设油压。由此，减振器10和第一储液器42彼此传送一定量的液压油。
另一方面，当很大的力在向上或向下方向上施加到车轮侧构件14或车身侧构件16上(例如大载荷承载在车辆上)，并且由此减振器10的液压室32中的油压超过第二储液器44的第二预设油压时，减振器10也向第二储液器44供应或者从第二储液器44接收一定量的液压油。结果第一储液器42和第二储液器44整体上的弹簧常数如图2中虚线所示地降低。所以，当减振器10的活塞杆24的行程被改变一定量时，即当一定量的液压油流出或流入减振器10的液压室32时，与施加小的力的上述情况相比，流动通道40中的油压(即系统油压)的变化量被减小了。由此，本悬架装置可以防止系统油压过度增大而超过允许油压。也就是说，即使减振器10可以在其全行程上操作，本悬架装置的系统油压也不会超过允许油压。由此，本悬架装置可以防止过大的力被施加到例如其界定流动通道40的管路系统，并因此享有改善的耐久性。基于悬架装置的允许油压来预设与第二储液器44相对应的第二油压。
如果第二个别通道64比第一个别通道62长，那么第二个别通道64将发生脉动，因此可能产生异常噪音并且减振器10的操作可能受到不利影响。更具体而言，本悬架系统可以采用其中系统油压高于第二预设油压的低弹簧常数状态、以及其中系统油压低于第二预设油压并且禁止液压油流入或流出第二储液器44的高弹簧常数状态。在悬架装置的高弹簧常数状态中，如果来自第一储液器42的液压油在第二个别通道64连接到公共通道60的连接点(即中间点)66处流向减振器10，则第二个别通道62可能发生气蚀，并且因为在连接点66处油压的变化第二个别通道64可能发生脉动。
相反，在本实施例中，第二个别通道64比第一个别通道62短。所以，可以有效地防止第二个别通道64发生脉动，可以减小由脉动引起的异常噪音，并且可以减小噪音对减振器10的影响。
在本实施例中，基于悬架装置的允许油压来预设与第二储液器44相对应的第二油压。但是，第二储液器44的第二油压可以以不同方式预设，只要第二预设油压高于与第一储液器42相对应的第一预设油压。
图3示出了本发明的第二实施例。第二实施例与图1所示的第一实施例的不同之处在于，第二实施例额外地采用了在连接到第二储液器44的第二个别通道64中设置的调压阀100。当系统油压(即流动通道40的油压)超过与第二储液器44相对应的第二预设油压时，调压阀100从其不允许液压油流入第二储液器44中的关闭状态切换到其允许液压油流入第二储液器44中的打开状态。由此，当流动通道40的油压超过第二预设油压时，允许液压油流入第二储液器44。所以，第二实施例可以享有与第一实施例相同的优点。
在第二实施例中，第二储液器44的初始油压低于第二预设油压，并且当通过从流动通道40中的油压减去连接通道64中的油压所获得的压差超过弹簧施加到调压阀100°的压力时，调压阀100被打开以允许液压油流入第二储液器44。由此，第二预设油压等于第二储液器44的初始油压加上由弹簧施加到调压阀100的偏置压力。
图4示出了本发明的第三实施例。第三实施例与图3所示的第二实施例的不同之处在于，第三实施例采用电磁操作开/关阀102来代替调压阀100，并且额外地采用了设置在流动通道40中以检测系统油压的压力传感器110、以及主要由计算机构成并连接到开/关阀102的线圈和压力传感器110的悬架ECU(电子控制单元)112。当由压力传感器110检测到的系统油压超过与第二储液器44相对应的第二预设油压时，悬架ECU 112供应电流到开/关阀102的线圈，以将阀102从其关闭状态切换到其打开状态。结果也允许液压油流入第二储液器44中。由此，第三实施例可以享有与第一实施例和第二实施例相同的优点，例如可以防止系统油压过度增大。
在其中采用调压阀100或电磁操作开/关阀102的第二和第三实施例的每一个中，不一定要求将第二储液器44的初始油压预设为高于第一储液器42的初始油压。也就是说，第二储液器44的初始油压可以等于或低于第一储液器42的初始油压。
第一储液器42和第二储液器44中的每一个都不限于上述囊式的。例如，每个储液器42、44可以是伸缩管式、膜片式或者活塞式的。两个储液器42、44可以是彼此不同的类型。此外，两个储液器42、44中的每一个都可以具有任意弹簧常数。
在上述三个实施例的每一个中，减振器10用作液压悬架设备。但是，例如弹性力产生设备可以被用作根据本发明的液压悬架设备，该弹性力产生设备产生与车轮侧构件14和车身侧构件16在向上或向下方向上的相对位移量相对应的弹性力。
应当理解到，本发明可以以本领域技术人员可想到的其他变化和改进(例如，“发明内容”中说明的那些)来实施，而不背离所附权利要求中定义的本发明的精神和范围。
本申请基于2004年9月10日递交的日本专利申请No.2004-263537，其内容通过引用而包含于此。
Claims (9)
1.一种在车辆中使用的悬架装置，所述车辆包括车身、车身侧构件、车轮和车轮侧构件，所述悬架装置包括：
液压悬架设备，所述液压悬架设备设置在所述车身侧构件和所述车轮侧构件之间；
第一储液器，所述第一储液器经由油液通道连接到所述液压悬架设备，并且当所述油液通道中的液压油的压力超过第一预设油压时所述第一储液器允许所述液压油从所述油液通道流入所述第一储液器中，所述油液通道包括位于其中间点和所述液压悬架设备之间的第一部分和位于其所述中间点和所述第一储液器之间的第二部分；和
第二储液器，所述第二储液器经由连接通道连接到所述油液通道的所述中间点，并且当所述油液通道中的所述液压油的所述压力超过比所述第一预设油压高的第二预设油压时所述第二储液器允许所述液压油从所述油液通道经由所述连接通道流入所述第二储液器中，
所述悬架装置的特征在于，所述连接通道比所述油液通道的所述第二部分短，并且
当所述油液通道中的所述液压油的所述压力低于所述第二预设油压时，所述液压油不从所述第二储液器流入所述油液通道中。
2.如权利要求1所述的悬架装置，其中所述第一储液器和第二储液器中的每一个都容纳有弹性体，所述弹性体的弹性变形允许所述液压油流入到所述第一储液器和第二储液器的所述每一个中，并且其中所述第一储液器具有允许所述液压油流入其中的最低允许油压来作为其第一初始油压，而所述第二储液器具有允许所述液压油流入其中并高于所述第一初始油压的最低允许油压来作为其第二初始油压。
3.如权利要求1所述的悬架装置，其中所述第一储液器和第二储液器中的每一个都包括壳体和分隔构件，所述分隔构件将所述壳体的内部空间分成两部分，所述两部分中的一部分提供填充所述液压油的液压室并且所述两部分中的另一部分容纳有弹性体，所述弹性体经由所述分隔构件弹性地对填充所述液压室的所述液压油施压。
4.如权利要求1所述的悬架装置，还包括可切换阀，所述可切换阀设置在所述油液通道和所述第二储液器之间，并且当所述油液通道中的所述液压油的所述压力超过所述第二预设油压时所述可切换阀从其关闭状态切换到其打开状态。
5.如权利要求4所述的悬架装置，其中所述可切换阀包括电磁操作阀，当所述油液通道中的所述液压油的所述压力超过所述第二预设油压时所述电磁操作阀从其关闭状态切换到其打开状态。
6.如权利要求4所述的悬架装置，其中所述可切换阀包括调压阀，当所述油液通道中的所述液压油的所述压力和所述连接通道中的所述液压油的所述压力的差超过基准压力时所述调压阀从其关闭状态切换到其打开状态。
7.如权利要求1至6中任一项所述的悬架装置，其中所述连接通道的长度与所述第二部分的长度的比值不大于1/2。
8.如权利要求1所述的悬架装置，其中所述第一储液器和第二储液器中的每一个都包括壳体和分隔构件，所述分隔构件将所述壳体的内部空间分成两个室，所述两个室中的一个室位于所述油液通道和所述连接通道中相应一者的一侧并用作填充所述液压油的液压室，并且所述两个室中的另一个室与所述液压室相对并用作经由所述分隔构件弹性地对填充所述液压室的所述液压油施压的弹性室。
9.如权利要求1所述的悬架装置，其中所述液压悬架设备包括：筒形壳体，所述筒形壳体连接到所述车身侧构件和所述车轮侧构件中的一个；活塞，所述活塞将所述筒形壳体的内部空间分成两个液压室，所述两个液压室的每一个都填充所述液压油并且所述两个液压室中的一个与所述油液通道连通，其中所述活塞具有连接在所述两个液压室之间的限流器通道；和活塞杆，所述活塞杆在其相反两端中的一端处连接到所述活塞，并且在其相反两端中的另一端处连接到所述车身侧构件和所述车轮侧构件中的另一个。
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