CN101104381A - 轮式车辆的悬架系统以及配备有该悬架系统的轮式车辆 - Google Patents

Abstract

提供一种用于轮式车辆(20)的悬架系统，所述悬架系统适于支撑所述车辆(20)的至少一个车轮(1)，该悬架系统包括至少一个适于由于所述至少一个车轮(1)在基本垂直方向上运动而被启动的减振装置(2)，所述悬架系统进一步包括与所述至少一个减振装置(2)流体连接的电力产生装置，以便所述至少一个减振装置(2)的启动导致产生电能。此外，所述悬架系统包括用于至少部分吸收所产生的电能的装置，所述对于电能的吸收导致所述至少一个减振装置(2)的刚度在被吸收电能的作用下被改变。

Description

轮式车辆的悬架系统以及配备有该悬架系统的轮式车辆

技术领域

本发明涉及汽车应用领域。特别地，本发明涉及用于轮式车辆的悬架系统或模块和配备有该悬架系统或模块的轮式车辆。更具体地，本发明涉及一种悬架系统或模块，其适于支撑车辆的至少一个车轮，以充分缓冲所述至少一个车轮如在遇颠簸时等可能易于受到的震动。此外，本发明涉及一种配备有减振装置的悬架系统，其中，在所述至少一个车轮的垂直移动期间，所述减振装置的刚度可根据环境主动地变化，所述环境例如行车状况和/或驾驶员的命令的结果。更详细地，本发明涉及一种悬架系统或模块，其中减振装置可被用作适于启动电力产生装置的致动装置，并且其中提供了用于至少部分吸收所产生的电力的装置，所以所述减振装置的运转可以在被吸收的电力的作用下被主动地改变或调节。

背景技术

从汽车工业开始以来，悬架系统就代表着汽车和/或其它交通工具必不可少的一部分。悬架系统提供了双重用途，作用于小汽车的操作和制动以得到良好有效的运行安全性和驾驶乐趣，以及保持车辆拥有者的舒适度并适当地防止道路噪音、颠簸、振动或类似情况；该悬架系统也保护车辆本身和任何货物或行李免受损害和磨损。

普通悬架系统包括弹簧和阻尼器(或减震器)；弹簧用于减缓冲击，同时减震器用于控制弹簧的运动。特别地，减震器用于抑制车辆在其弹簧上的上下运动，否则就会引起共振。考虑到车轮、毂及轮轴的未支承在弹簧上的重量、不时的刹车以及根据轮胎的弹性而上下变动的差异弹跳，减震器还必须抑制大量的车轮弹跳。

然而，开发能够提供充分性能的悬架系统对汽车制造商而言是一项非常艰难的任务；特别地，这是因为悬架系统的阻尼率和刚度严重地影响着车辆的安全性和舒适性。事实上，如果说，一方面，具有低阻尼和刚度的悬架系统提供驾驶乐趣和舒适性，因而更适宜用于“普通”的车辆，另一方面，具有增强的阻尼和刚度的悬架系统则提供了改进汽车操作性能的可能性，因此更适宜用于赛车。因此，汽车制造商为开发能够提供适当兼顾舒适性和操作性的悬架系统付出了很多努力。特别地，其刚度可以根据驾驶状况和/或路况或驾驶员的命令而改变的悬架系统的开发被给予了极大关注。这种悬架系统一般称为半主动或主动悬架系统。半主动悬架系统根据不同的自调平方案和如液压气动和液气悬架等不同的系统、包括如气垫和可切换减震器等装置。全主动悬架系统使用车况电子监视，加上以可主动作用于车辆悬架的力作用于该悬架以对其传递机械功的装置。这是实时作用的以便直接控制汽车的运动。

然而，不论本领域中已知类型的主动和半主动悬架系统提供的所有的优点，这些悬架系统仍然被一些缺陷所影响。尤其是，影响已知悬架系统的第一个很重要的缺陷在于这些悬架系统的阻尼值或刚度不能连续变化。另外，影响现有技术的悬架系统的进一步的缺陷涉及机械复杂性，及在普通行车状况下所允许的驾驶性能和驾驶感觉上的微小的改进，因此他们的使用限于高端车辆，这时较高的花费可以是合理的。另一个影响现有技术的主动和半主动两种悬架系统的缺陷涉及这些系统需要非常复杂的电子控制装置的事实。而且，现有技术的机械悬架系统需要很大空间，因此整个车辆要有理想布局通常是不可能的。除了复杂度和相应费用之外，主动悬架的主要缺陷是它们所要求从车辆发动机得到的机械电能的量。主动悬架在特定环境下要求的峰值电能可能极大地缩减车辆运动的可用电能。主动方案的一个附加缺陷是给车辆增加了重量，并且需要一复杂的系统以便将安装在每个悬架内的致动器连接到通常作为车辆发动机附件安装的主发电部件。因此，考虑到上面所指出的问题和/或缺陷，本发明的一个目的就是提供一种悬架系统或模块，其能够克服影响现有技术的悬架系统也就是现有技术的半主动和主动悬架系统的缺陷。另外，本发明的一个目的是提供一种悬架系统，其可以适当且连续地改变阻尼值或刚度。本发明进一步的目的是提供一种复杂性降低的悬架系统。本发明的另一个目的是提供一种悬架系统，其适当兼顾汽车操作和驾驶乐趣或舒适。本发明的更进一步的目的是提供没有或具有少量机械连接的悬架系统，这样可以使车辆内的该悬架系统的封装最优化而致使整个车辆布局的改进。本发明的进一步的目的是提供一种悬架系统，其整体质量小于机械悬架系统的质量。最后，本发明的更进一步的目的是提供一种悬架系统，其中产生的摩擦力小于机械悬架系统中的摩擦力。

发明内容

为此，根据本发明，上述目的的实现是通过提供一种适于支撑车辆的至少一个车轮的悬架系统，其包括外加电力产生装置的减震器从而所述车轮易受到的震动被用来产生电能，其中减震器的运转可以在所收集和/或所耗散的电能的作用下被改变。换句话说，产生电能和至少部分收集和/或耗散所产生电能的可能性使得可以控制减震器的刚度，这样得到主动悬架系统的功能性。而且，吸收的电能可以通过控制设备容易地进行控制，因此既不需要附加的机械连接也不需要其它复杂的设备。此外，两个或更多减震器(例如支撑设置于车辆的一个公用轴上的车轮的两个减震器)的刚度可被同时控制，因而得到悬架系统的功能，其中公用轴上的车轮有相同的动作。可选地，可以独立且分别地控制车辆的每个减震器的刚度，因而获得完全独立的悬架系统的功能，其中每个车轮以自己的方式运转而不影响该车辆的其它车轮。另外，特别是在那些使用电动机来产生电能的情况下，该电动机也可被供以电能，导致也致动减震器的可能性，因而得到全主动悬架系统的功能性。

特别地，根据本发明的第一实施例，这些目标通过如权利要求1要求保护的悬架系统而实现，即用于轮式车辆的悬架系统，所述悬架系统适于支撑所述车辆的至少一个车轮，且包括至少一个适于由于所述至少一个车轮在基本垂直的方向上的运动而被启动的减振装置。所述悬架系统进一步包括电力产生装置，其与所述至少一个减振装置流体连接，因而所述至少一个减振装置的启动导致产生电能。

根据本发明的进一步实施例，提供了如权利要求2要求保护的悬架系统，即一种悬架系统，其进一步包括至少部分吸收和/或耗散所产生的电能的装置，对电能的吸收导致所述至少一个减振装置在被吸收的电能的作用下被改变刚度。

根据本发明的更进一步的实施例，提供了如权利要求5要求保护的悬架系统，即一种悬架系统，其中所述电力产生装置进一步包括至少一个电动机，其适于由于所述至少一个减振装置的启动而被启动。

根据本发明的另一个实施例，提供了如权利要求15要求保护的悬架系统，即一种悬架系统，其中所述至少一个电动机适于被电启动，且由于所述至少一个电动机的电启动，导致所述至少一个减振装置通过所述至少一个电动机被启动。

根据本发明的一个进一步的实施例，提供了如权利要求18要求保护的悬架系统，即一种悬架系统，其中所述电力产生装置进一步包括与所述至少一个减振装置和所述至少一个电动机两者都流体连接的至少一个流体机器，因而作为所述至少一个车轮在基本垂直的方向上的移动的结果，所述至少一个减振装置的启动导致了所述流体机器通过流体被启动、且所述至少一个电动机通过所述至少一个流体机器被启动。

根据本发明的一个更进一步的实施例，提供了如权利要求19要求保护的悬架系统，即一种液压悬架系统，其中流体机器包括至少一个液压双向旋转泵。

根据本发明的又一个实施例，提供了如权利要求25要求保护的悬架系统，即一种适于支撑至少第一车轮和第二车轮的悬架系统，且包括适于作为所述至少第一车轮的运动的结果而被启动的至少第一减振装置，和适于作为所述至少第二车轮的运动的结果而被启动的至少第二减振装置，所述系统包括与所述第一和第二减振装置分别流体连接的第一和第二电力产生装置，因此所述第一和第二减振装置其中之一或两者的启动将导致产生电能。

根据本发明的又一个实施例，提供了如权利要求28要求保护的悬架系统，即一种悬架系统，其中所述第一电力产生装置包括适于作为所述第一减振装置启动的结果而被启动的第一电动机，且其中所述第二电力产生装置包括适于作为所述第二减振装置启动的结果而被启动的第二电动机。

根据本发明的又一个实施例，提供了如权利要求29要求保护的悬架系统，即一种悬架系统，其中所述第一电力产生装置进一步包括与所述第一减振装置和所述至少一个电动机两者流体连接的第一流体机器，因此由于所述第一车轮在基本垂直方向上的运动引起的所述第一减振装置的启动导致了所述第一流体机器通过流体也被启动，且导致所述第一电动机通过所述第一机器被启动，且其中所述第二电力产生装置进一步包括与所述第二减振装置和所述第二电动机流体连接的第二流体机器，因此由于所述第二车轮在基本垂直方向上的运动引起的所述第二减振装置的启动导致了所述第二流体机器通过所述流体也被启动，且导致所述第二电动机通过所述第二流体机器被启动。

最后，根据本发明的又一个实施例，提供了如权利要求30至35的其中之一要求保护的轮式车辆，即一种轮式车辆，其包括至少一个车轮，其中所述至少一个车轮由权利要求1至24其中之一所要求保护的悬架系统支撑。

本发明的进一步实施例、特征和/或详述在从属权利要求中描述。

附图说明

下文中，将参照本发明的特别的和/或优选的实施例的附图进行说明；然而，必须注意本发明不限于公开的实施例，而是公开的实施例仅涉及本发明的特定实例，本发明的范围由附加的权利要求书所限定。特别地，在图中：

图1涉及根据本发明的悬架系统或模块的第一实施例的示意图；

图2a涉及根据本发明的悬架系统或模块的另一实施例的示意图；

图2b涉及根据本发明的悬架系统或模块的另一实施例的示意性示图；

图3a涉及适用于根据本发明的悬架系统中的电能产生和吸收装置的电气布局的示意图；

图3b涉及适用于根据本发明的悬架系统或模块中的另一电能产生和吸收装置的电气布局的示意图；及

图4涉及适用于根据本发明的悬架系统或模块中的另一电能产生和吸收装置的电气布局的示意图。

具体实施方式

虽然本发明是参照下面详细叙述的实施例以及附图来进行描述的，但是应该理解下面的详细叙述以及附图不应将本发明的范围限定于所公开的详细的说明性的实施例，而是所描述的说明性的实施例仅作为本发明的各个方面的例子，本发明的范围由附加的权利要求书限定。

从上面公开的内容清楚可见，本发明应该理解为在用于汽车领域的应用时有显著的优势；特别地，本发明应该理解为在为了支撑所述车辆的车轮和充分缓冲在驾驶中所述车轮易受到的震动的目的而应用于轮式车辆时有显著的优势。因此，下面将结合轮式车辆的车轮和/或其它部件给出根据本发明的悬架系统的相应实施例的例子。然而，必须注意注意本发明的可能的实现方式不限于轮式车辆的某个特例；正相反，本发明适用于任何其他使用往复装置作为支撑装置并且需要主动地控制所述往复装置的往复速度或刚度的情况。特别地，本发明也适用于所有必须要减震并且需要主动地控制其减震功能的情况。例如，本发明也可适用于必须被弹性支撑的装置，例如在工作时产生振动的装置，因而产生了缓冲这些振动的需要。因此，从下面的公开内容中可以清楚得知，本发明也可用于其它应用中，特别是用于其它汽车应用中，例如为了主动地缓冲由驱动发动机产生的振动。从而，必须理解本发明适用于主动地缓冲任何类型的振动、而不仅是驾驶中车辆的车轮所易受到的震动。

本发明基于以下的考虑，即如果减振装置被用作支撑设备，涉及到该设备的振动和/或震动就引起了这些减振装置的往复运动，例如由发动机或机械在工作时产生的振动或车轮在行驶中所易受到的震动，可以被用来产生电能。特别地，本发明基于的原理是如果产生的电能至少部分被耗散和/或吸收，那么减振装置的往复运动可被充分地控制。更详细地，本发明基于的考虑是如果电动机由于减振装置的往复运动而启动，那么该电动机可被用作阻尼器。将减振装置的往复运动转换为电动机的转动的装置是一种传动装置或变速箱。事实上，如果减振装置的线性往复运动被转换为电动机转子的旋转运动，那么发动机施加于其转子的旋转上的力矩可被转换为抑止减振装置所需的力。另外，该力可通过控制作为发电机工作的发动机产生的电能和/或电流而得到控制，从而导致有可能充分控制减振装置的阻尼功能。事实上，如果电动机产生的电能或电流被至少部分耗散和/或收集，由电动机施加到转子的旋转上的摩擦力可能因为耗散和/或收集的电能或电流的作用而改变，其中所述旋转由减振装置的往复运动强加到转子上。因此，减振装置的往复速度和刚度也可能在被吸收和/或耗散的电能或电流的作用下而改变，这样导致可主动控制这种往复速度或刚度，即可主动控制减振装置的功能的可能性。减振装置的线性往复运动被转换为电动机转子的旋转运动的方式根据实际情况可能会有变化；例如，为此，流体机器(如水压机)可以置于减振装置和电动机之间，该流体机器与该减振装置之间流体地连接，并适于被所述减振装置通过流体启动，流体机器的启动导致电动机也转动起来。在这种情况下，不需要为控制减振装置的阻尼功能而附加设备例如比例阀等。相反地，如上所述，阻尼功能可通过控制对由作为发电机工作的电动机所产生的电流或电能的吸收而直接和主动地进行控制。例如，可变电阻器，即允许电阻值变化的电阻器(如电位计)可以用来与电动机结合，以使吸收的电能直接取决于电阻值；从而，减振装置的阻尼功能也可通过控制电位计的电阻值而得到控制。

在下文中，将参照图1描述根据本发明的悬架系统或模块的第一实施例。

在图1中，标记20代表车辆或其一部分如，车的底盘。车辆20包括通过悬臂1b如Y字型臂机械连接到该底盘的车轮1；所述悬臂1b通过枢轴连接件20a连接车辆20的底盘，允许车轮1在行驶中如遇颠簸等时沿箭头方向(在基本垂直的方向上)往复运动。驱动发动机1 a如电动机安放在车轮1的毂中，从而通过电动机1a的电致动(通过向电动机1a供给电流)得到驱动或旋转车轮1所需的驱动力矩。可选地，可提供一主发动机如一内燃机(图1中未显示)用于驱动车轮1；在这种情况下，车轮1通过传动装置如机械或机电差动或类似装置(图1中也未显示)机械耦接到该主发动机。弹簧3枢转地置于车辆20的底盘和悬臂1b之间；特别地，如图1所示，该弹簧3的第一端部通过第一枢轴连接件3a连接到车辆20的底盘，同时弹簧3的第二端部(与所述第一端部相对)通过第二枢轴连接件3b连接到悬臂1b。以相同方式，减振装置2置于车辆20的底盘和悬臂1b之间；而且，该减振装置的第一端部通过第一枢轴连接件2a枢转地连接到车辆20的底盘，同时减振装置2的第二端部(与所述第一端部相对)通过第二枢轴连接件2b枢转地连接到悬臂1b。根据实际情况，减振装置2可以包括汽缸，如液压缸、空气缸或气缸等。提供弹簧3用于支撑加载到悬架上的汽车静态重量，并且吸收车轮1如在行驶中遇颠簸等时可能易受到的冲击和/或震动。提供减振装置2用于控制弹簧3的运动以抑止车辆20在弹簧3上的上下运动以防止共振。减振装置2通过管子7和8与流体机器4流体连接，所述管子7和8分别连接了减振装置2和流体机器4的输入部分，也连接了减振装置2和流体机器4的输出部分。流体机器4可包括液压泵(如固定排量的液压泵)、空气或气体泵或类似物。在优选使用液压泵的那些情况下，也提供液压缸作为减振装置2。根据本发明，作为车轮1在基本垂直的方向上(如图1中箭头所示)的运动的结果，流体机器4适于通过流过管子7和8的流体而被启动如旋转。流体机器4机械耦接到电能或电流产生装置5(如作为发电机工作的电动机)。即，作为车轮1的垂直运动的结果(导致减振装置也被启动，从而流体流过管子7和8)，流体机器4的启动导致电力产生装置5也被启动(如电动机5的转子被转动)。电力产生装置5连接到电能电子单元10，而该电能电子单元10由电子控制单元11控制。通过下面的公开会更清楚，为了至少部分吸收或耗散由电能或电流产生装置5所产生的电能或电流，所以提供电能电子单元10；为此，电能电子单元10可包括可变电阻器(如电位计)或合成电阻或类似物。电子控制单元11的目的是控制电能电子单元10的功能，如调整电能电子单元10的电位计。最后，提供两个止回阀9a和9b，目的是为了补偿线路中不可避免的流体泄露，以保证维持蓄液池6所需的液位也为了维持整个线路所需的压力。在可选实施例中，可使用加压蓄液器替代蓄液池以避免液压泵的气穴现象。

下面将仍参照图1，在此描述悬架系统或模块的运行；特别是，在下面公开的内容中，为方便起见将假设减振装置2由液压缸组成且流体机器4由水压机如液压泵组成。相应地，也假设蓄液池6用于容纳液压机液体如油或类似物，管子7和8是液压管，且止回阀9a和9b是液压止回阀。然而，如上所述，下面公开的内容也应用于其它减振装置、流体机器和管子，例如气动减振装置，空气或气体泵和用于气体、空气的管子或类似物。

在运行中，车轮1在行驶中如遇颠簸等(但同样地，也包括车辆20的底盘由于例如主驱动发动机或向车辆装货时发生的摆动)时发生的往复运动被传送到液压缸2，从而液压缸2也在基本垂直的方向上下往复运动。液压缸2依靠液压管路(液压管7和8)连接到水压机4，因而该水压机4象液压发动机一样工作，从而水压机4通过连接件5a驱动电动机5。特别地，根据本发明，驱动电动机5可理解为电动机5的转子被转动。从而，电动机5作为发电机工作，即，产生电能或电流。因此，电动机5对由液压泵4传动的旋转运动施加阻力。从而，液压泵4和管子7和8中的液压机流体对液压缸2的往复运动施加相应阻力。换句话说，液压缸不是自由地上下往复运动，因为自由地上下往复运动只是如果该液压缸2没有流体地连接到液压泵和电动机5的情况；相反地，液压缸2的往复速度和刚度取决于由液压泵4结合电动机5施加的阻力。而且，该阻力与电动机5的转子受到的阻力相关，而电动机5的转子受到的阻力又取决于电能电子单元10和电子控制单元11控制或驱动转子的方式。特别地，该阻力取决于由电动机5产生的且通过电能电子单元10和电子控制单元11耗散或吸收的那部分电能或电流。通过改变电能电子单元10的设置，吸收或耗散的电流值可被改变，这又导致了电动机5施加的阻力的改变，因而，也导致了液压缸2的往复速度和/或刚度被相应改变。因此，肉眼可见的效果就是，系统像一个粘性阻尼器一样运行。

下面将参照图3a、图3b和图4给出电流或电能可能被充分吸收和/或耗散的方式的另外的详细内容；目前可以说图1所示的系统排除了液压管路中对于伺服阀的任何需要；其理由就是液压缸2和水压机或液压泵之间是直接连接，所以转子的旋转是车轮运动的直接作用，意味着液压悬架系统像机械变速箱一样工作。

当然，可以提供适于收集关于行车状况和/或车辆20的动态运转的数据的检测装置(例如在电子控制单元11中)；从而，电动机5的功能(电流或电能的吸收)可以由电子控制单元11通过电能电子单元10作为收集数据的功能来加以控制，这样可使减振装置的功能适应于所述行车条件和/或车辆的运转。同样地，电动机5的功能(特别是，电流或电能的吸收)可以根据驾驶员的命令通过电子控制单元11和电能电子单元10进行控制。

下面结合图3a和3b，描述相应的设备实例，其适于至少部分吸收或耗散由电动机5产生的电流或电能，并且因而适用于根据本发明的悬架系统中；在图3a和3b中，与参照前面图中已经描述过的相同的特征以相同的附图标记来表示。

特别地，在图3中，标号5r代表可变电阻器(例如，电位计)，即其电阻可以改变和/或控制的电阻器。图3a中所述的方案包括单个的电位计5r，其适用于优选使用直流电动机5的那些情况下。在图3a的实施例中，电阻器5r的电阻可在电子控制单元11的控制下改变，例如，如上所述，取决于行车状况和/或车辆的运转或者甚至根据驾驶员的命令。改变电阻器5r的电阻导致电阻器5r所耗散或吸收的电流或电能也被相应改变。特别地，如果电阻器5r的电阻增加，较小的电流流过所述电阻器5r；因而，因为液压泵4(未显示在图3a中)的作用，较小的阻力(较小力矩)由电动机5施加到所述电动机5的转子的旋转上。从而，减振装置2(也未显示在图3a中)的刚度或阻尼功能也减小。相反地，当电阻器5r的电阻在电子控制单元11的控制下减小时，由电动机5施加到其转子旋转上的阻力(反力矩)则增加，导致液压缸2的刚度或阻尼功能也增加。因此，其结果就是液压缸2的(且从而整个悬架系统的)刚度或阻尼功能是电阻器5r的实际阻值的作用，所以液压缸2作用到悬架系统上的阻尼值可以通过改变或调节电阻器5r的电阻而改变。

在优选使用三相电动机5如无刷三相电动机时，可应用图3b所示的设计图；在这种情况下，三个可变电阻器(如，三个电位计)5r1、5r2和5r3被并联到发动机5的连接器上。同样，电位计5r1、5r2和5r3的电阻值可以在电子控制单元11的控制下被改变或调节；图1中所示的减振装置2(液压缸2)的阻尼功能或刚度可以通过适当地推动电位计5r1、5r2和5r3因而被任意改变。

在图3a和3b两者所示的实例中，可以使系统工作在主动和/或再生模式；特别地，如图3a和3b两者所示，将电压加到发动机线圈上是可能的，例如在附加电子控制单元的控制下，驱动连接到电池组(见由虚线表示的元件)的另一电能电子单元以将发动机5作为致动器使用；在这种情况下，图1中的水压机4像泵一样工作，其在管子7和8之间加以压力差，并且因此向液压缸2加力，在这种情况下，液压缸2是一个双效液压缸。因而，图1的悬架系统作为一个真正的主动悬架系统工作，意思是悬架系统的设置可被主动地改变并且实时地适应于车辆的运转或行车状况；特别地，这可以通过充分监测车辆和/或行车状况而获得。

在下文中，将参照图4公开适用于根据本发明的悬架系统的另外的电气和/或电子设备的电气布局图，其中，照常地，参照前面图中已经描述过的特征用相同的附图标记来代表。

由图4清楚可见，电能电子单元10包括并联的多个切换装置25和与所述多个切换装置25也并联的电容器组26；在图4所述的特定实施例中，每个切换装置25包括两个串联的切换件。例如，所述切换件可由双极晶体管、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或类似物组成。该切换装置25的运行，特别地，切换件的运行由电子控制单元11通过连接线11b来控制，由此每个单个切换件可被致动，即接通或切断。此外，电能电子单元10的每个切换装置通过连接线25a连接到电动机5，该电动机5又依次机械连接和或/耦接到水压机或液压泵4。

图4所示的模块的运行可以概括为以下内容。一旦产生了从电动机5收集电能的需要，例如由检测装置监测到的由于特定的行车状况和/或车辆的运转被提供给这一端(如与电子控制单元11组合)，作为电子控制单元11通过连接线11b向电能电子单元10提供的信号的结果，电能电子单元10的切换装置被接通；这导致产生直流电并且电容器组26被充电，从而，在电容器组26的两端产生了电压。该电压可用于产生相应电流，该电流又可以靠耗散装置如电阻来耗散。工作循环(开关的与周期相关的开或关的时长)可以由电子控制单元11来控制；特别地，工作循环可根据实际情况增加或减小。增加工作循环导致较多的电流被电能电子单元10吸收，因而导致电动机施加到电动机5的转子的旋转运动上的力矩增加；从而，相应增加的阻力被施加到图1的液压泵4的旋转和液压缸2的往复运动上，所以液压缸2的往复速度降低。同样地，降低切换装置接通或关闭的工作循环，导致较少的电流或电能被电能电子单元10吸收；因而电动机5施加到其转子的旋转运动上的摩擦力矩较少。从而，较少的阻力被施加到液压泵4的旋转上，导致图1中的液压缸2的刚度降低。

可看出上面结合图4所公开的电气布局在使用以交流电工作的三相电动机的情况下特别有优势；然而，相同的工作原理可以应用于其它方案，如以直流电工作的单相发动机。同样地，根据实际情况可以使用不同数量的切换装置和或/切换件。

下面，将参照图2a公开根据本发明的悬架系统或模块的另一实施例；同样，在图2a中，已经参照前面图中描述过的相同的特征使用相同的附图标记来表示。

图2a与图1的实施例之间最重要的不同在于，图2a中的实施例适用于包括至少两个车轮的车辆20中，如置于一个公用轴上的两个车轮；特别地，这两个车轮可以是车辆的两后轮也可以是两前轮。

从图2a中清楚可见，图右侧的车轮21通过悬臂21b(如Y字型悬臂)和相应枢轴连接件20b枢转地连接到车辆20的底盘，以使车轮21自由地在图2a中箭头的方向上(基本垂直)上下往复。另外，另一个弹簧23置于车辆20的底盘和悬臂21b之间；特别地，该弹簧23的第一端部通过枢轴连接件23a枢转地连接到车辆20的底盘，同时弹簧23的第二端部(与所述第一端部相对)通过枢轴连接件23b枢转地连接到悬臂21b。以相同方式，第二减振装置(如，液压缸)22被置于车辆20的底盘和悬臂21b之间；特别地，由图2a清楚可见，该减振装置22的第一端部通过枢轴连接件22a枢转地连接到车辆的底盘，同时所述减振装置22的第二端部(与所述第一端部相对)通过枢轴连接件22b枢转地连接到悬臂21b。驱动发动机如电驱动发动机21a可安放在车轮21的毂中，以提供驱动所述车轮21所需的机械力矩，同时车轮1可由相应驱动发动机1a驱动；然而，如上所述，车辆20也可由主发动机(未显示在图2a中)如内燃机来驱动。减振装置22通过管子27和28与液压管路包括流体机器4并最终与止回阀9a和9b及蓄液池6流体地连接(如液压地连接)。特别地，由图2a清楚可见，减振装置22的输出连接到流体机器4的输入，同时减振装置22的输入连接到流体机器4的输出。在减振装置2和减振装置22和流体机器4之间未提供控制阀，意味着减振装置2和减振装置22和流体机器4之间的连接是直接连接。

图2a所示的悬架系统的运行可以概括为以下内容，其中，为方便起见再次假设提供两个液压缸2和22用作减振装置，同时提供液压泵4，该液压泵4机械连接到电动机5，而电动机5被电能电子单元10结合电子控制单元11加以驱动和/或控制；然而，如图1中所示的实施例的情况中所述，根据本发明的其它方案也是可能的，如气压缸以及其它流体机器。相同地，也可提供其它方案来代替电动机产生电流或电能。

由图2a清楚可见，因为提供了单个液压泵和单个电动机，并且所述液压泵4液压地连接到液压缸2和22两者，导致当电动机5由于两个车轮1和21的其中之一的往复运动而被液压泵4启动时、液压缸2和22的阻尼功能(刚度)通过控制由电动机5产生的电能或电流的吸收而同时得到控制。因而，在电能电子单元10和电子控制单元11的控制下，通过改变对由电动机5产生的电流或电能的吸收，两个液压缸2和22可以得到相同的阻尼功能。这意味着用图2a所述的实施例，可以得到相依赖的“互连”悬架系统。当然，图3a、3b和4所述的每个方案都适用于图2b的悬架系统情况中，所以就提出了既然这些方案适用于图2a的实施例中，是否也可应用到图1的实施例中的考虑。在一些情况下和/或对于一些特殊的车辆，提供一种其中每个单个车轮的运转不被任何其它车轮影响的悬架系统可能较方便；这种悬架系统在以下公开内容中被称为“独立”悬架系统，下面将结合图2b描述其实例。

图2b与图2a的实施例之间最重要的不同之处在于，在图2b的实施例中，有两个独立和分离的机电回路。特别地，由图2b清楚可见，两个液压缸2和22中的每一个都与相应流体机器流体地连接，该流体机器则机械地耦接到相应电力产生装置。同时可能提供不同类型的减振装置以及流体机器和电力产生装置，图2b中所述的实施例的运行将在下面描述，再次假设提供液压缸作为减振装置，提供液压泵液压地连接到所述液压缸，且提供电动机作为电流或电力产生装置。同时图2b左侧所示的部件已经参照图2a公开(所以对于这些部件不再需要附加的注释)，这时可以说提供了一种附加液压管路，其包括通过液压管27和28液压地连接到液压缸22的附加液压泵24。此外，所述第二液压泵24机械地耦接到第二电动机25。最后，在管子27和28之间提供附加的止回阀29a和29b及附加的蓄液池26以使液压机液体流过管子27和28。电动机5和25的运行由电子控制单元11通过两个相应电能电子单元10和10a来控制。与图1和2a所述的情况类似，通过电子控制单元11控制电动机5和25的运行，意味着由电子控制单元11控制对由两个电动机5和25产生的电流或电能的吸收。为此，图3a、3b和4中的每个方案都可以适用于图2b所述的实施例中。

图2b所述的实施例的最重要的方面在于，即两个发动机5和25可被分别控制；特别地，这意味着由所述两个发动机产生的电流或电能的吸收或可以在该唯一电子控制单元11结合如图4所述的电能电子单元或结合图3a和3b所述的可变电阻器的控制下分别地被改变。因此，两个液压缸2和22中的每个的阻尼功能取决于对由电动机5和25所产生的电流的吸收。特别地，液压缸2的阻尼功能可以通过改变对来自电动机5的电流的吸收而被改变，同时液压缸的阻尼功能可以通过改变对来自电动机25的电流的吸收而被改变。因为，对于来自两个电动机5和25的电流的吸收可以分别地被改变和/或控制，则两个液压缸2和22中的阻尼功能也可被分别地改变。那意味着利用如图2b所述的实施例，可以实现独立的悬架系统，其中每个车轮的运转不被任何其它车轮的运转所影响。当然，如图2b所述的实施例的工作原理也可以用来实现这样一种悬架系统，其适于支撑两个以上车轮且这些车轮中的每一个都独立运转。为此，对于每个车轮，提供相应的液体或液压系统就足够了，且所述相应的液体或液压系统包括至少一个流体机器或液压机器和适于被所述流体机器或液压机器启动的电流产生装置(电动机)。

总之，从上面给出的公开内容中可以得到，根据本发明的悬架系统，可以至少部分地克服影响先有技术的悬架系统的问题。特别地，根据本发明的悬架系统可以改变其减振装置的阻尼值(刚度)；此外，不需要止回阀也不需要液压控制。特别地，这可以降低悬架系统的复杂性并且一样非常廉价地实施，并且因此适用于任何类型的汽车而不仅是高性能汽车中。因为需要更少的空间，根据本发明的悬架系统也可以更好地优化整个车辆的布局。此外，对于阻尼功能的控制可以通过吸收电流或电能例如通过控制并联到电动机的电阻而直接实现。此外，对阻尼功能的控制可以针对每个吸收装置(也就是每个车轮)而单独使用，或可选地，两个或多个减振装置的阻尼功能可以同时使用。因而，既可以实现独立的、半独立的，也可以实现互联的悬架系统。在电动机和减振装置之间也没有必要有机械连接，因此为了优化封装，电动机和流体机器(液压泵)可以布置在最好的方位。该悬架系统的整体质量小于纯机械的悬架系统。最终，根据本发明的悬架系统比纯机械悬架系统的摩擦力小。也可使根据本发明的悬架系统通过使用发动机作为启动器，使用流体机器或液压机器用作泵以便向减振装置施加力而工作在主动或再生模式。

当然，应该理解可以对上述实施例进行广泛的改变和变更而不偏离本发明的保护范围。因此，必须理解本发明的保护范围不限于所述的实施例而是由附加的权利要求书所限定。

Claims (35)

1.一种用于轮式车辆(20)的悬架系统，所述悬架系统适于支撑所述车辆的至少一个车轮(1)，并包括至少一个适于因所述至少一个车轮(1)在基本垂直方向上的运动而被启动的减振装置(2)，

其特征在于，所述悬架系统进一步包括与所述至少一个减振装置(2)流体地连接的电力产生装置，以便所述至少一个减振装置(2)的启动导致电力的生成。

2.根据权利要求1所述的悬架系统，其特征在于，所述悬架系统进一步包括用于至少部分吸收所产生的电力的装置，所述对于电力的吸收导致所述至少一个减振装置(2)的刚度在被吸收电力的作用下被改变。

3.根据权利要求2所述的悬架系统，其特征在于，所述悬架系统进一步包括用于对电力的吸收进行控制的装置。

4.根据权利要求3所述的悬架系统，其特征在于，所述对电力的吸收进行控制的装置包括至少一个电子控制单元(11)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的悬架系统，其特征在于，所述电力产生装置进一步包括至少一个适于因所述至少一个减振装置(2)的启动而被启动的电动机(5)。

6.根据权利要求5所述的悬架系统，其特征在于，所述用于至少部分吸收所产生的电力的装置包括电设置在所述至少一个电动机(5)和所述至少一个电子控制单元(11)之间的装置，该装置用于在所述至少一个电子控制单元(11)的控制下至少部分耗散由所述电动机(5)产生的电力。

7.根据权利要求7所述的悬架系统，其特征在于，所述耗散装置包括至少一个电连接到所述至少一个电动机(5)的电阻器。

8.根据权利要求8所述的悬架系统，其特征在于，所述至少一个电阻器包括至少一个可变电阻器。

9.根据权利要求5所述的悬架系统，其特征在于，所述用于至少部分吸收所产生的电力的装置包括电连接到所述至少一个电动机(5)的电力电子单元(10)。

10.根据权利要求5所述的悬架系统，其特征在于，所述用于至少部分吸收所产生的电力的装置包括至少一个电力电子单元(10)。

11.根据权利要求10所述的悬架系统，其特征在于，所述至少一个电力电子单元(10)包括多个电并联的切换装置(25)。

12.根据权利要求11所述的悬架系统，其特征在于，所述电力电子单元(10)进一步包括与所述多个切换装置(25)并联的至少一个电容器组(26)。

13.根据权利要求11或12所述的悬架系统，其特征在于，所述多个切换装置(25)包括多个晶体管。

14.根据权利要求13所述的悬架系统，其特征在于，所述晶体管包括一个或多个双极晶体管、IGBT晶体管和MOSFET晶体管。

15.根据权利要求5至14中任一项所述的悬架系统，其特征在于，所述至少一个电动机(5)适于被电启动，并且在于所述至少一个电动机(5)的电启动导致所述至少一个减振装置(2)通过所述至少一个电动机(5)被启动。

16.根据权利要求15所述的悬架系统，其特征在于，进一步包括用于对所述至少一个电动机(5)的电启动进行控制的装置。

17.根据权利要求16所述的悬架系统，其特征在于，所述用于对所述至少一个电动机的电启动进行控制的装置包括用于控制供给所述至少一个电动机(5)的电力的装置。

18.根据权利要求5至17中任一项所述的悬架系统，其特征在于，所述电力产生装置进一步包括至少一个流体机器(4)，所述流体机器(4)与所述至少一个减振装置(2)和所述至少一个电动机(5)两者流体地连接，以便因所述至少一个车轮(1)在基本垂直方向上的运动引起的所述至少一个减振装置(2)的启动导致所述流体机器(4)通过流体也被启动，并且导致所述至少一个电动机(5)通过所述至少一个流体机器被启动。

19.根据权利要求18所述的悬架系统，其特征在于，所述悬架系统是液压系统，以及所述流体机器(4)包括至少一个液压泵。

20.根据权利要求19所述的悬架系统，其特征在于，所述至少一个液压泵是固定排量的液压泵。

21.根据权利要求20所述的悬架系统，其特征在于，所述液压泵是双向液压泵。

22.根据权利要求19至21中任一项所述的悬架系统，其特征在于，所述至少一个减振装置包括至少一个液压致动器。

23.根据权利要求22所述的悬架系统，其特征在于，所述至少一个液压致动器包括至少一个液压缸。

24.根据权利要求23所述的悬架系统，其特征在于，所述至少一个液压缸是双效液压缸。

25.根据权利要求1至24中任一项所述的悬架系统，其特征在于，所述悬架系统适于支撑至少第一车轮(2)和第二车轮(21)，并且在于所述悬架系统包括适于因所述至少第一车轮(1)的运动而被启动的至少第一减振装置(2)和适于因所述至少第二车轮(21)的运动而被启动的至少第二减振装置(22)，并且在于所述悬架系统包括分别与所述第一和第二减振装置流体地连接的至少第一和第二电力产生装置，以便所述第一和第二减振装置两者或其中之一的启动导致产生电力。

26.根据权利要求25所述的悬架系统，其特征在于，所述悬架系统包括用于分别至少部分吸收由所述第一和第二电力产生装置所产生的电力的第一和第二装置。

27.根据权利要求26所述的悬架系统，其特征在于，所述悬架系统包括用于分别在所述第一和第二电力吸收装置处控制对电力的吸收的装置，以便在所述第一和第二电力吸收装置处的电力的吸收导致所述第一和第二减振装置的刚度被分别地且独立地改变。

28.根据权利要求25至27中任一项所述的悬架系统，其特征在于，所述第一电力产生装置包括适于因所述第一减振装置(2)的启动而被启动的第一电动机(5)，并且在于所述第二电力产生装置包括适于因所述第二减振装置(22)的启动而被启动的第二电动机(25)。

29.根据权利要求28所述的悬架系统，其特征在于，所述第一电力产生装置进一步包括第一流体机器(4)，所述第一流体机器(4)与所述第一减振装置(2)和所述至少一个电动机(5)两者流体地连接，以便因所述第一车轮(1)在基本垂直方向上的运动引起的所述第一减振装置(2)的启动导致所述第一流体机器(4)通过流体也被启动，并且导致所述第一电动机(5)通过所述第一机器被启动，并且在于所述第二电力产生装置进一步包括第二流体机器(24)，所述第二流体机器(24)与所述第二减振装置(22)和所述第二电动机(25)两者流体地连接，以便因所述第二车轮(21)在基本垂直方向上的运动引起的所述第二减振装置(22)的启动导致所述第二流体机器(24)通过流体也被启动，并且导致所述第二电动机(25)通过所述第二流体机器被启动。

30.一种包括至少一个车轮(1)的轮式车辆(20)，其特征在于，所述至少一个车轮(1)由权利要求1至24中任意一项要求保护的悬架系统支撑。

31.根据权利要求30所述的轮式车辆(20)，其特征在于，所述车辆包括至少两个车轮和至少两个如权利要求1至24中任意一项要求保护的悬架系统，所述至少两个悬架系统中的每一个支撑所述至少两个车轮中一个。

32.根据权利要求30所述的轮式车辆(20)，其特征在于，所述车辆包括至少四个车轮和至少四个如权利要求1至24中任意一项要求保护的悬架系统，所述至少四个悬架系统中的每一个支撑所述至少四个车轮中的一个。

33.一种包括至少四个车轮的轮式车辆(20)，其特征在于，所述轮式车辆(20)包括至少两个车轮(1，21)，并且在于所述轮式车辆(20)包括支撑所述至少两个车轮的如权利要求24至29中任意一项要求保护的悬架系统。

34.根据权利要求33所述的悬架系统，其特征在于，所述至少两个车轮置于所述车辆的一个公用轴上。

35.一种如权利要求34所述的轮式车辆，其特征在于，所述车辆包括至少四个车轮，所述至少四个车轮中的两个置于所述车辆的第一公用轴上，所述至少四个车轮中的两个置于所述车辆的第二公用轴上，置于所述第一公用轴上的两个车轮由如权利要求24至29中任意一项要求保护的第一悬架系统支撑，置于所述车辆的第二公用轴上的两个车轮由如权利要求24至29中任意一项要求保护的第二悬架系统支撑。

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