CN101213099A - 车辆悬架装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种悬架装置，该悬架装置包括可被第一虚拟连杆(11)和第二虚拟连杆(12)等效替换的连杆机构，当横向力作用于轮胎接地点时，第一虚拟连杆(11)使车轮相对于车身向外倾角方向倾斜以增大横向力，第二虚拟连杆(12)虚拟地、可转动地连接在第一虚拟连杆(11)和车身(1)之间，并且布置成允许车轮(2)随着车轮在上下方向上的载荷变化相对于车身(1)在上下方向上移动。车轮相对于车身在外倾角方向上的转动中心(A)和在上下方向上的转动中心(B)按如下方式布置，即：使得通过由第二虚拟连杆(12)的位置变化而产生的轮胎接地点的横移量来消除由第一虚拟连杆(11)的位置变化而产生的轮胎接地点的横移量。

Description

车辆悬架装置

技术领域

本发明涉及能够控制车身姿态的车辆悬架装置或设备，更具体地涉及利用作用于轮胎的轮胎横向力控制外倾角的车辆悬架装置或设备。

背景技术

作为利用轮胎横向力改变外倾角的车辆悬架装置，例如在专利文献1(PCT申请公开No.2003-528771的公布日文译文)中提出了一种悬架装置，其可以独立于车轮的上下运动而改变外倾角。该悬架装置布置成使得在外倾角方向上的车轮运动的瞬时转动中心设置在比地面低的位置上，并且当有轮胎横向力作用时，该悬架装置可对转向外侧的外轮提供负外倾，对转向内侧的内轮提供正外倾。当在外倾角方向上的运动的瞬时转动中心设置在接近地面且在地面之上的位置时，该悬架装置布置成利用致动器等控制外倾角。

发明内容

本发明所要解决的问题

能够独立于车轮的上下运动而改变车轮外倾角的传统悬架装置是这样一种悬架结构，这种悬架结构的设计具有以新的方式设置的连杆，以便将在外倾角方向上的车轮运动的瞬时转动中心设置在期望的位置上。

当在外倾角方向上的运动的瞬时转动中心设置在地面之下且远离地面的位置时，车轮在外倾角方向上围绕外倾角方向上的运动的瞬时转动中心运动，因此，由于产生外倾角而导致轮胎接地点发生横向移动。

也就是说，在车辆稳定行驶状态下，当有轮胎横向力作用时，转向外侧的车轮围绕远离地面的、在外倾角方向上的运动的瞬时转动中心向负外倾方向倾斜，并且转向内侧的车轮围绕远离地面的、在外倾角方向上的运动的瞬时转动中心向正外倾方向倾斜。因此轮胎接地点就以一定的速度向转向内侧瞬时运动。通过该运动，在阻止转向的方向上、即朝向转向外侧的方向上产生轮胎横向力，并且该外倾角的增加使车辆的响应变差。

[0005]为了将该轮胎接地点的横向位移减小到零，可以将外倾角方向上的运动的瞬时转动中心设置在接近地面的位置上。将外倾角方向上的运动的瞬时转动中心设置在接近地面的位置上使外倾角减小到接近于零，并因此削弱外倾角的效果。

因此，为了将外倾角控制为合适的值，并同时减小轮胎接地点的横向位移，该悬架装置需要致动器来分别控制外倾角和轮胎接地点的横向位移。然而，增加这样的致动器就增加了成本。

因此，本发明就是考虑到上述这些问题而作出的。本发明的目的在于提供这样一种车辆悬架装置或设备，其能够在不削弱外倾角变化产生的效果的情况下，利用作用于轮胎上的横向力将外倾角控制为适当的值。

解决问题的方案

为了达到上述目的，根据本发明的车辆悬架装置或设备包括可由第一和第二虚拟连杆等效替换的连杆机构。第一虚拟连杆是这样一个虚拟连杆，在横向力作用于轮胎接地点时，其独立于车轮上下方向的位移使车轮相对于车身向外倾角方向和增大横向力的方向倾斜。

第二虚拟连杆是这样一个虚拟连杆，其虚拟地、可转动地连接在第一虚拟连杆和车身之间，并且布置成允许车轮随着车轮上下方向上的载荷变化而相对于车身在上下方向上运动。车轮在外倾角方向上的相对于车身的转动中心和车轮在上下方向上的相对于车身的转动中心按如下方式布置，即：在横向力作用于轮胎接地点的状态下，由于第二虚拟连杆的位置变化而产生的轮胎接地点的位移消除了由于第一虚拟连杆的位置变化而产生的轮胎接地点的位移。

发明效果

根据本发明的车辆悬架装置构造成包括可由第一和第二虚拟连杆等效替换的连杆机构，在横向力作用于轮胎接地点时，第一虚拟连杆独立于车轮上下方向的位移使车轮相对于车身向外倾角方向和增大横向力的方向倾斜，第二虚拟连杆虚拟地、可转动地连接在第一虚拟连杆和车身之间，并且布置成随着车轮上下方向上的载荷变化而使得车轮在上下方向上相对于车身进行运动。车轮在外倾角方向上的相对于车身的转动中心和车轮在上下方向上的相对于车身的转动中心按如下方式布置，即：在横向力作用于轮胎接地点的状态下，由于第二虚拟连杆的位置变化而产生的轮胎接地点的位移消除了由于第一虚拟连杆的位置变化而产生的轮胎接地点的位移。因此，该车辆悬架装置可以根据横向力来调整外倾角，同时不产生轮胎接地点的位移或减少轮胎接地点的位移。

附图说明

图1为根据本发明第一实施例的一个实例中的车辆悬架装置或设备的结构示意图；

图2为示出图1的悬架装置中的第一虚拟连杆及第二虚拟连杆的视图；

图3A为稳定状态下的视图(R/View，后视图)，用于示出当施加轮胎横向力时作用于轮胎上的力；

图3B为产生轮胎横向力的状态下的视图(R/View，后视图)，用于示出在施加轮胎横向力的情况下作用于轮胎上的力；

图3C为在施加轮胎横向力的情况下作用于轮胎上的力的(P/View，俯视图)视图，显示了由于接地点的移动而产生的轮胎侧滑；

图4A为示出本发明第一实施例的操作的视图，显示横移量Δyl1；

图4B为示出本发明第一实施例的操作的视图，显示横移量Δyl2；

图5A为示出轮胎接地点的横移量Δyl1以及外倾角γ的计算方法的视图；

图5B为示出轮胎接地点的横移量Δyl2的计算方法的视图；

图6为示出虚拟弹簧Kδ的视图；

图7为示出第一实施例的操作的视图；

图8为示出根据第二实施例的一个实例中的车辆悬架装置或设备的结构示意图；

图9为示出第二实施例的操作的视图；

图10为示出车轮上部横移量Δyl1u的计算方法的视图；以及

图11为示出第三实施例的操作的视图。

具体实施方式

以下将说明本发明的实施例。

首先，说明第一实施例。

图1为从车身的后侧看到的视图，用于展示根据本发明的车辆悬架装置或设备的原理。

在图1中，车辆包括车身1和车轮2。车轮2由旋转支撑部件3可旋转地支撑。连杆4和5的上端部通过旋转部件4a和5a与旋转支撑部件3可旋转地连接。连杆4和5基本在上下方向上延伸，并作为上下方向连杆。连杆4和5的下端部与倒T字形的连杆6可旋转地连接。连杆6为倒T字形。连杆4和5的下端部分别通过旋转部件4b和5b与连杆6的水平部分6a的两端可旋转地连接。连杆6的水平部分6a基本在水平方向上延伸。连杆4和5布置成使得连杆4和5的轴线延长线的交点位于比地面低的位置。

连杆7和8对应于上连杆和下连杆，并作为车辆宽度方向上的连杆在车辆宽度方向上横向延伸。连杆7和8的车身侧端部通过旋转部件7a和8a与车身1可旋转地连接。连杆7的车轮侧端部通过旋转部件7b与连杆6的竖直部分6b的端部可旋转地连接。连杆6的竖直端部6b基本在竖直方向上延伸。连杆8的车轮侧端部通过旋转部件8b与连杆6的竖直部分6b在更接近水平部分6a的位置上可旋转地连接。连杆7和8布置成使得连杆7和8的轴线延长线的交点在车辆宽度方向上位于内侧或车内侧。

弹性部件10可旋转地连接在连杆8和车身1之间。弹性部件10基本在上下方向上延伸，并且弹性部件10可以支撑车身重量。弹性部件10对应于减震器等。

从而，连杆6支撑为使得连杆6可以响应来自路面的上下方向的力输入而在上下方向上相对于车身1进行运动。此外，上述旋转支撑部件3支撑为使得旋转支撑部件3可以响应来自路面的横向力输入而在横向上相对于连杆6进行运动。在这种情况下，旋转支撑部件3在横向上的运动的瞬时转动中心A位于连杆4和5的轴线延长线的交点上。连杆6在上下方向上的运动的瞬时转动中心B位于连杆7和8的轴线延长线的交点上。

因此，在几何学上可以认为，车轮2可以通过来自路面的上下方向上的力输入而在上下方向上相对于车身1进行运动，通过来自路面的横向上的力输入而在外倾角方向上相对于车身1进行运动。此外，还可以认为车轮2在上下方向上的瞬时转动中心B位于连杆7和8的轴线延长线(各个延长线为连接连杆7或8两端的连接点的直线)的交点上；车轮2在外倾角方向上的瞬时转动中心A位于连杆4和5的轴线延长线(各个延长线为连接连杆4或5两端的连接点的直线)的交点上。

旋转支撑部件3可旋转地支撑车轮2，并且和连杆4、连杆5以及连杆6共同确定外倾角方向上的瞬时转动中心A。因此，如图2所示，图1中的旋转支撑部件3、连杆4、连杆5以及连杆6可以等效地替换为连接外倾角方向上的瞬时转动中心A和车轮2的第一虚拟连杆11。此外，连杆6、7和8确定上下方向上的瞬时转动中心B，并且可以认为连杆7和8通过连杆6与第一虚拟连杆11连接。因此可以用第二虚拟连杆12替换连杆6、7和8，该第二虚拟连杆12和第一虚拟连杆11在外倾角方向上的瞬时转动中心A处虚拟连接，并且将外倾角方向上的瞬时转动中心A和上下方向上的瞬时转动中心B虚拟连接。

在图1中，弹性部件10与连杆8连接。然而，作为选择，可以将弹性部件10与构成第二虚拟连杆12的任意一个悬架构成部件连接，该第二虚拟连杆12确定车轮2在上下方向上的位置。

此外，在图2中，虚拟弹簧14设置在第一虚拟连杆11和第二虚拟连杆12之间。虚拟弹簧14对应于可以假定为由下列部分形成的因素：由轮胎在外倾角方向上的位移导致的倾覆力矩、构成第一虚拟连杆11的悬架连杆的摩擦力以及旋转部件的弹性部件。可以认为虚拟弹簧14连接于第一虚拟连杆11和第二虚拟连杆12之间。

上面的说明涉及图1中示出的双横臂类型的悬架，以展示第一虚拟连杆11和第二虚拟连杆12。然而，本发明并不局限于这种类型。本发明同样也适用于滑柱式、多连杆式和纵臂式悬架、以及具有可由第一虚拟连杆11和第二虚拟连杆12替换的连杆结构的任何类型的悬架。

下面说明外倾角方向上的瞬时转动中心A和上下方向上的瞬时转动中心B的设置方法。

如上所述，在先技术的外倾角控制型悬架装置设置成当施加轮胎横向力的时候改变外倾角。因此，可以认为这种悬架装置具有图2中的第一虚拟连杆11，并且布置成确定第一虚拟连杆11的瞬时转动中心，即在外倾角方向上的瞬时转动中心A的位置，以便利用第一虚拟连杆11增加外倾角。

如上所述，这种悬架装置可以根据横向力而控制外倾角。但是，在这种悬架装置中，外倾角的增加会导致轮胎接地点的横向移动，并且外倾角的增加相应地会导致车辆的响应变差。换句话说，当车轮2在外倾角方向上的瞬时转动中心A设置在比地面低的位置时，如图3A和3B所示，在不控制外倾角的稳定状态下(图3A，后视图)，如图3B(后视图)所示，通过在轮胎上施加横向力使车轮2绕着外倾角方向的瞬时转动中心A转动。相应地，轮胎接地点就会瞬时向车辆的转向内侧或转向运动的内侧移动。从而，轮胎接地点以速度Vy向车辆转向运动的内侧移动。结果，在轮胎接地点中心的纵向速度V和轮胎行驶方向之间形成角度αy，并且会在阻止转向运动的方向上产生轮胎横向力(图3C，俯视图)。

因此，根据第一实施例，悬架装置(或设备)利用Δyl2调整横移量Δyl1，其中，横移量Δyl1是由于外倾角的变化导致第一虚拟连杆11围绕外倾角方向上的瞬时转动中心A转动、从而产生的轮胎接地点的横移量，横移量Δyl2是通过第二虚拟连杆12围绕上下方向上的瞬时转动中心B转动而导致的轮胎接地点的横移量。如上所述，通过设置第一虚拟连杆11以及第二虚拟连杆12，在被动悬架系统中，当出现轮胎横向力的时候，就可以独立而任意地设置车轮2的外倾角变化和轮胎接地点的横向位移。

如图4A所示，轮胎横向力导致外倾角变化，第一虚拟连杆11绕着外倾角方向上的瞬时转动中心A转动，且车轮2转动。因此，轮胎接地点的横向移动量为Δyl1。另一方面，车轮载荷随着由轮胎横向力引起的第一虚拟连杆11的转动而变化，并且决定车身在上下方向上的位置的第二虚拟连杆12随车轮的载荷变化而绕着上下方向上的瞬时转动中心B转动。结果，轮胎接地点在消除横移量Δyl1的方向上的横向移动量为Δyl2。

第一虚拟连杆11和第二虚拟连杆12转动所产生的轮胎接地点的横移量Δyl1和Δyl2、以及外倾角γ，由以下的方程式来表示。

Δyl1＝L1·tanγ                  …(1)

γ＝[-Fy·L1+(W+ΔW)·L3]/Kγ     …(2)

Δyl2＝-R[cosβ-cos(β-α)]       …(3)

R＝[(L4)²+(L2)²]^1/2               …(4)

β＝cos^-1[(L4)/(L2)]              …(5)

α＝β+sin^-1(ΔZ/R-sinβ)         …(6)

ΔZ＝R·sin[(ΔW·R·cosβ-Fy·R·cosβ+Kγ·γ)/Kδ]

                                  …(7)

Kδ＝Kw·(R·cosβ)²              …(8)

ΔW＝f(Fy)                        …(9)

在这些方程式中，L1至L4是如图5A和5B中所示定义的值。如图5A所示，L1是从外倾角的瞬时转动中心到轮胎接地点的垂直距离；L3是围绕瞬时转动中心A的外倾角的增加导致的轮胎接地点的移动量。如图5B所示，L2是在第二虚拟连杆12移动前的状态下，即在稳定状态下，瞬时转动中心A和上下方向上的瞬时转动中心B之间的水平距离；L4是在稳定状态下，瞬时转动中心A和瞬时转动中心B之间的垂直距离。

在上述方程式中，Fy是轮胎接地点处的横向力；W是稳定状态下的车轮载荷；ΔW(delta W)是车轮载荷相对于稳定状态的变化；Kγ是第一虚拟连杆11在外倾角方向上的刚度或刚性，例如倾覆力矩、衬套刚度；Kw是设置在第二虚拟连杆12上的对应于车轮端的虚拟弹簧；Kδ为与一个弹簧对应的值，该弹簧是通过在绕着瞬时转动中心B转动的第二虚拟连杆11上设置虚拟弹簧Kw作为对应于车轮端的弹簧而形成的弹簧，如图6所示；R是第二虚拟连杆的长度(即瞬时转动中心A和B之间的距离)；β是第二虚拟连杆12的倾斜角；α是第二虚拟连杆12的倾斜角变化；Δz是轮胎接地点的上下位移。

当轮胎横向力输入时，由第一虚拟连杆11产生的外倾角γ可以从轮胎接地点的力矩平衡中用上述方程式(2)表示。量Kγ是对应于一个弹簧(对应于图2中所示的虚拟弹簧14)的值，该弹簧抵抗绕瞬时转动中心A的力矩，防止第一虚拟连杆11由于悬架部件的变形而产生外倾角、轮胎的倾覆力矩和排斥力。

可以从轮胎接地点、瞬时转动中心A和外倾角γ之间的几何关系中，用方程式(1)来表示由第一虚拟连杆11所产生的轮胎接地点的横移量Δyl1以及由第一虚拟连杆11所产生的外倾角γ。

用方程式(3)表示由第二虚拟连杆12所产生的轮胎接地点的横移量Δyl2，方程式(3)中出现的R、β和α分别由方程式(4)、(5)和(6)表示。方程式(6)中的量ΔZ用方程式(7)表示，其由车身的车轮载荷、作用于轮胎上的横向力和由第一虚拟连杆11绕瞬时转动中心A产生的力矩来确定。

车轮载荷变化ΔW可以表示为作用于轮胎上的横向力Fy的函数，如方程式(9)所示，其中横向力Fy是变量。从而，在车辆行驶状态下，作用于轮胎上的横向力Fy和车轮载荷变化ΔW之间存在关系。因此，从车身的重心位置、侧倾刚度、车轮载荷分配和侧倾中心高度中，能够相对于瞬时转动中心A来设置瞬时转动中心B，以使得在给定的车辆行驶状态下，外倾角和轮胎接地点的横向位移等于所期望的值。

也就是说，由第一虚拟连杆11产生的外倾角γ由瞬时转动中心A和刚度Kγ确定。轮胎接地点的横向位移为由第一虚拟连杆11引起的外倾角变化所产生的轮胎接地点横向位移量和由第二虚拟连杆11绕着瞬时转动中心B转动所产生的轮胎接地点的横向位移量之和。因此，第一虚拟连杆11确定某种状态下所期望的外倾角量，并且通过相对于上述特性设置瞬时转动中心B，能够相互独立地调整外倾角的变化和轮胎接地点的横向位移。

根据第一实施例，相对于瞬时转动中心A设置瞬时转动中心B，使得由第二虚拟连杆12造成的轮胎接地点的横移量Δyl2大于由第一虚拟连杆11在外倾角方向上的倾斜造成的轮胎接地点向转向内侧的横移量Δyl1。即，瞬时转动中心B设置成使得由方程式(1)和(3)限定的轮胎接地点的横向位移满足条件|Δyl2|＞|Δyl1|。

如图7所示，通过这种设置，轮胎接地点至少从稳定状态下的位置移动到转向外侧。因此，该悬架系统可以实现期望的外倾角，同时，通过防止轮胎接地点从稳定状态下的位置移动到转向内侧，避免了由于外倾角的增加而使车辆的响应变差，从而防止了在阻碍车辆转向的方向上出现轮胎横向力。如图7所示，轮胎接地点从稳定状态下的位置移动到转向外侧，因此，产生朝向转向内侧的轮胎横向力。因此，该悬架系统可以相对于外倾角的增加改善车辆的响应。

当由第二虚拟连杆12产生的轮胎接地点的横移量Δyl2变得大于由于第一虚拟连杆11在外倾角方向上的倾斜造成的轮胎接地点向转向内侧的横移量Δyl1的时候，朝向转向内侧的轮胎横向力变大。因此，该悬架系统可以相对于外倾角的增加进一步改善车辆的响应。

此外，如方程式(1)～(9)所示，可以定义由第一虚拟连杆11产生的外倾角γ、由第一虚拟连杆11产生的轮胎接地点的横移量Δyl1以及由第二虚拟连杆12产生的轮胎接地点的横移量Δyl2，并且可以在数值上确定这些量。因此，可以通过计算瞬时转动中心A和B的位置而很容易地确定这些位置，以便满足横移量Δyl1和Δyl2的预定关系；并且不需要致动器或其它额外设备就可以很容易地达到计算的位置。

此外，该悬架系统可以控制外倾角并控制轮胎接地点的位移而不需要使用致动器或其它设备。从而，因为该悬架系统不需要使用致动器就可以调整外倾角，所以通过消除为各个车轮设置致动器的需求而显著降低成本。

以下说明本发明的第二实施例。

图8为从车辆的后侧观看到的根据第二实施例的一个实例中的车辆悬架装置或设备的结构示意图。

如图8所示，车轮32和制动盘33连接到转向节臂31上。在上下方向上延伸的连杆34通过两个衬套(弹性部件)35和36与转向节臂31连接。各个衬套35和36的轴向限定为衬套变形的方向。衬套35和36布置成使得垂直于衬套35轴向的正交轴线和垂直于衬套36轴向的正交轴线之间的交点位于比地面低的位置上。

上述连杆34的上端和下端通过带座球轴承(pillow ball)34a和34b与上连杆37和下连杆38的端部连接，上连杆37和下连杆38在车辆宽度方向上延伸。上连杆37和下连杆38的另一端可旋转地与图中未示的车身部件连接。上连杆37和下连杆38布置成使得上连杆37和下连杆38延长线之间的交点位于相对侧的车轮侧。

当横向力作用于轮胎时，衬套35和36发生弹性变形，从而改变车轮32的外倾角。上连杆37和下连杆38允许车轮32在上下方向上移动。在图8中，附图标记39是制动钳，附图标记40是轮毂。

在该悬架系统中，垂直于衬套35轴向的正交轴线和垂直于衬套36轴向的正交轴线的交点作为外倾角方向上的瞬时转动中心A。此外，上连杆37及下连杆38的延长线之间的交点作为上下方向上的瞬时转动中心B。

在第二实施例中，转向节臂31可旋转地支撑车轮32，并和衬套35、36以及连杆34共同确定外倾角方向上的瞬时转动中心A。因此，衬套35和36、连杆34以及转向节臂31可以由第一虚拟连杆11等效替换，该第一虚拟连杆11连接外倾角方向上的瞬时转动中心A和车轮2。上连杆37和下连杆38以及连杆34确定上下方向上的瞬时转动中心B，上连杆37和下连杆38通过连杆34与第一虚拟连杆11连接。因此，上连杆37和下连杆38以及连杆34可以由第二虚拟连杆12等效替换，如图2所示，该第二虚拟连杆12连接在外倾角方向上的瞬时转动中心A和上下方向上的瞬时转动中心B之间。

通过给车轮32施加横向力，图8中的衬套35和36发生变形，转向节臂3 1围绕瞬时转动中心A转动，并且外倾角发生变化。在这种情况下，因为瞬时转动中心A设置在比地面低的位置上，所以轮胎接地点就会在横向上移动。因此，上下方向上的瞬时转动中心B设置成防止轮胎接地点朝向转向内侧产生横向位移。

根据第二实施例，相对于外倾角方向上的瞬时转动中心A设置上下方向上的瞬时转动方向中心B，使得由第一虚拟连杆11在外倾角方向上的倾斜导致的轮胎接地点向转向内侧的横移量Δyl1和由第二虚拟连杆12导致的轮胎接地点向转向内侧的横移量Δyl2基本相等。具体地，由上述方程式(1)和(3)定义的轮胎接地点的横移量Δyl1以及Δyl2设置为|Δyl2|＝|Δyl1|。即，瞬时转动中心A与B设置成满足下面的方程式(10)。

R＝|L1·tanγ|/|cosα|         …(10)

因此，即使通过向车轮32施加横向力而使得外倾角发生变化，横移量Δyl1和Δyl2也会相互抵消。所以，如图9所示，轮胎接地点的横向位移基本等于零。因此，该悬架系统可以防止轮胎接地点的横向位移在阻止车辆转向的方向上产生横向力，从而可以防止由于这种横向力的产生而导致车辆的响应变差。此外，与通过使用如第一实施例中所描述的连杆机构来形成第一虚拟连杆11和第二虚拟连杆12的布置相比较，可以使用衬套35和36通过简单且低成本的结构来达到目的。此外，可以减轻重量。

在第二实施例中，如图9所示，瞬时转动中心A和B设置成将轮胎接地点的横向位移减少到接近于零。然而本发明并不限于这种布置。可以选择采用这样的布置，即：相对于瞬时转动中心A设置瞬时转动中心B，使得由第二虚拟连杆12转动造成的轮胎接地点的横移量Δyl2大于由第一虚拟连杆11转动产生的轮胎接地点的横移量Δyl1，并且轮胎接地点从稳定状态下的位置向转向外侧移动。在这种情况下，车轮32受到朝向转向内侧的横向力。因此，该悬架系统可以提高抵抗外倾角增加的车辆响应能力。

在所示的实例中，衬套作为弹性部件。但是本发明并不局限于此，也可以采用可弹性变形的部件，例如弹簧部件。

以下将说明本发明的第三实施例。

除了瞬时转动中心A和B的设置方法不同以外，第三实施例与第一实施例基本相同。因此，为相同部分赋予相同的附图标记，并且省略对相同部分的详细说明。

在第三实施例中，如图10所示，相对于瞬时转动中心A设置瞬时转动中心B，使得由第一虚拟连杆11在外倾角方向上的倾斜导致的车轮2上部朝向转向内侧的横移量Δyl1u和由第二虚拟连杆导致的轮胎接地点的横移量Δyl2基本相等。

即，瞬时转动中心A和B设置成使得由方程式(3)定义的轮胎接地点横移量Δyl2和车轮2上部的横移量Δyl1u满足如下条件，即：Δyl2的绝对值基本等于Δyl1u的绝对值。

车轮2上部的横移量Δyl1u可以用下面的方程式(11)表示。

Δyl1u＝L1·tanγ+2r·sinγ        …(11)

在方程式(11)中，r是车轮2的半径。

因此，可以通过设置瞬时转动中心A和B，使之满足下面的方程式(12)来实现|Δyl1u|≈|Δyl2|的条件，即，Δyl2的绝对值基本等于Δyl1u的绝对值的条件。

R＝|L1·tanγ+2r·sinγ|/|cosα|    …(12)

如图11所示，通过设置瞬时转动中心A和B，使之满足方程式(12)，就可以防止外倾角的变化导致轮胎接地点向转向内侧移动，并且防止车轮2上部的位置向转向内侧移动。因此，如图11所示，第三实施例的悬架系统可以达到和第一实施例相同的效果，并且还可以进一步防止车轮2上部的位置发生变化。

当车轮2的上部位置移动时，特别是在图11中车轮2上部位置向车身1移动的情况下，车轮2上部位置的变化改变轮罩间隙，使得传统车身结构在某些情况下不能使用。在第三实施例中，与此形成对比，瞬时转动中心A和B设置成防止车轮2的上部位置移动。因此，可以将第三实施例的悬架系统应用到传统车身构造中而不会产生问题。

第三实施例中的上述说明涉及这样的布置，即：瞬时转动中心A和B设置成防止车轮2的上部位置向转向内侧移动。然而，第三实施例并不局限于这样的布置。第三实施例还可以应用于这样的布置，即：车轮2的上部位置向转向内侧移动，只要在车轮上部位置向转向内侧移动时轮罩间隙处于允许的范围内即可。

在上述说明中，第三实施例应用于第一实施例的结构。然而，也可以将第三实施例应用于第二实施例的结构。

根据图示的实施例，车辆悬架装置或设备至少包括：可旋转地支撑车辆的车轮的旋转支撑部件；中间部件；第一调整机构，其布置成连接旋转支撑部件和中间部件，并且使车轮向改变外倾角的方向倾斜；以及第二调整机构，其布置成连接中间部件和车身，并且向消除第一调整机构导致的外倾角变化引起的轮胎接地点的横向移动或横向位移的方向移动轮胎接地点。该车辆悬架装置还可包括弹性部件，所述弹性部件包括与车身连接的上端部以及与中间部件和第二调整机构中的之一连接的下端部，并且布置成支撑车身重量。在所示的实例中，第一调整机构包括连接在支撑部件和中间部件之间、并布置成向改变外倾角的方向转动车轮的第一和第二连接部件；第二调整机构包括上连杆和下连杆，上连杆从连接中间部件上部的外侧端延伸到连接车身部件上部的内侧端，下连杆从连接中间部件下部的外侧端延伸到连接车身部件下部的内侧端。下连杆和上连杆设置成允许中间部件上下移动，并且向消除轮胎接地点的横向移动的方向移动轮胎接地点，其中，轮胎接地点的横向移动是由第一和第二连接部件导致的外倾角变化而引起的。

第一实施例中的旋转支撑部件3或转向节臂31可以作为旋转支撑部件。第一实施例中的连杆6或第二实施例的连杆34可以作为中间部件。第一实施例的连杆4和5或第二实施例的衬套35和36可以作为第一和第二连接部件。

Claims (11)

1.一种车辆悬架装置，包括：

连杆机构，可被第一虚拟连杆和第二虚拟连杆等效替换，当横向力作用于轮胎接地点时，所述第一虚拟连杆独立于车轮上下方向的位移使车轮相对于车身向外倾角方向和增大横向力的方向倾斜，所述第二虚拟连杆虚拟地、可转动地连接在所述第一虚拟连杆和车身之间，并且布置成允许车轮随着车轮在上下方向上的载荷变化而相对于车身在上下方向上移动；

其中，车轮在外倾角方向上相对于车身转动的转动中心和车轮在上下方向上相对于车身转动的转动中心布置成使得在横向力作用于轮胎接地点的状态下，通过由于所述第二虚拟连杆的位置变化而产生的轮胎接地点的位移来消除由于所述第一虚拟连杆的位置变化而产生的轮胎接地点的位移。

2.根据权利要求1所述的车辆悬架装置，其中，在外倾角方向上转动的转动中心和在上下方向上转动的转动中心按如下方式布置，即：使得当所述第一虚拟连杆的位置变化造成轮胎接地点向转向内侧移动的时候，由所述第二虚拟连杆的位置变化导致的轮胎接地点向转向外侧的位移等于或大于由于所述第一虚拟连杆的位置变化导致的轮胎接地点向转向内侧的位移。

3.根据权利要求1所述的车辆悬架装置，其中，在外倾角方向上转动的转动中心和在上下方向上转动的转动中心按如下方式布置，即：使得由所述第一虚拟连杆的位置变化导致的轮胎接地点向转向内侧的位移和由所述第二虚拟连杆的位置变化导致的轮胎接地点向转向外侧的位移基本彼此相等。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的车辆悬架装置，其中，当在外倾角方向上转动的转动中心位于地面之下的位置，并且在上下方向上转动的转动中心位于地面之上的位置并且位于相对侧的车轮侧时，由所述第一虚拟连杆的位置变化产生的轮胎接地点的横移量Δyl1、由所述第二虚拟连杆的位置变化产生的轮胎接地点的横移量Δyl2以及外倾角变化γ由以下方程式定义，并且在外倾角方向上转动的转动中心和在上下方向上转动的转动中心根据该方程式来布置；

Δyl1＝L1·tanγ

Δyl2＝-R[cosβ-cos(β-α)]

γ＝[-Fy·L1+(W+ΔW)·L3]/Kγ

其中，R是所述第二虚拟连杆的连杆长度，β是稳定状态下所述第二虚拟连杆的倾斜角，α是所述第二虚拟连杆的倾斜角相对于稳定状态的变化，L1是从在外倾角方向上转动的转动中心到地面的垂直距离，Fy是作用于轮胎接地点的横向力，W是稳定状态下的车轮载荷，ΔW是车轮载荷相对于稳定状态的变化，L3是轮胎接地点相对于稳定状态的位移，Kγ是所述第一虚拟连杆在外倾角方向上的刚度。

5.根据权利要求1所述的车辆悬架装置，其中，在外倾角方向上转动的转动中心和在上下方向上转动的转动中心按如下方式布置，即：使得当由于所述第一虚拟连杆的位置变化导致车轮向车身一侧倾斜的时候，车轮上部和车身之间的相对距离等于或大于阈值。

6.根据权利要求4所述的车辆悬架装置，其中，当在外倾角方向上转动的转动中心位于地面之下的位置，在上下方向上转动的转动中心位于地面之上的位置并且位于相对侧的车轮侧时，由所述第一虚拟连杆位置变化产生的车轮上部的横移量Δyl1u、由所述第二虚拟连杆位置变化产生的轮胎接地点的横移量Δyl2以及外倾角变化γ由以下方程式定义，并且在外倾角方向上转动的转动中心和在上下方向上转动的转动中心根据该方程式来布置；

Δyl1u＝L1·tanγ+2r·Sinγ

Δyl2＝-R[cosβ-cos(β-α)]

γ＝[-Fy·L1+(W+ΔW)·L3]/Kγ

其中R是所述第二虚拟连杆的连杆长度，β是稳定状态下所述第二虚拟连杆的倾斜角，α是所述第二虚拟连杆的倾斜角相对于稳定状态的变化，L1是从在外倾角方向上转动的转动中心到地面的垂直距离，r是车轮的半径，Fy是作用于轮胎接地点的横向力，W是稳定状态下的车轮载荷，ΔW是车轮载荷相对于稳定状态的变化，L3是轮胎接地点相对于稳定状态的位移，Kγ是所述第一虚拟连杆在外倾角方向上的刚度。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的车辆悬架装置，其中，所述第一虚拟连杆布置成利用弹性部件的刚度来改变外倾角。

8.一种车辆悬架装置，包括：

旋转支撑部件，其可旋转地支撑车轮；

一对上下方向上的连杆，其包括在车辆宽度方向上成对布置并与所述旋转支撑部件可旋转地连接的上端部，所述上下方向上的连杆布置成使得其在上下方向上的轴线延长线的交点位于地面之下的位置；

倒T字型连杆，其形状为倒T型，并且布置成使得所述上下方向上的连杆的下端部与所述倒T字型连杆的基本水平部件的两端可旋转地连接；

一对车辆宽度方向上的连杆，其在车宽度方向上延伸，在上下方向上成对布置，可旋转地连接在所述倒T字型连杆的基本竖直部件和车身部件之间，并且布置成使得其轴线延长线的交点在车辆宽度方向上位于内侧；以及

弹性部件，其在上下方向上延伸，可旋转地连接在车身部件与所述车辆宽度方向上的连杆和所述倒T字型连杆的水平部件中之一之间，并且布置成支撑车身重量。

9.一种车辆悬架装置，包括：

旋转支撑部件，其可旋转地支撑车辆的车轮；

中间部件；

第一调整机构，其布置成将所述旋转支撑部件与所述中间部件连接，并且使车轮向改变外倾角的方向倾斜；

第二调整机构，其布置成将所述中间部件与车身连接，并且向消除第一调整机构导致的外倾角变化所产生的轮胎接地点横向移动的方向移动轮胎接地点。

10.根据权利要求9所述的车辆悬架装置，其中，所述悬架装置还包括弹性部件，所述弹性部件包括与车身连接的上端部以及与所述中间部件和所述第二调整机构中之一连接的下端部，并且布置成支撑车身重量。

11.根据权利要求9或10所述的车辆悬架装置，其中，

所述第一调整机构包括：

第一和第二连接部件，其连接在所述旋转支撑部件和所述中间部件之间，并且布置成使车轮向改变外倾角的方向转动；以及

所述第二调整机构包括：

上连杆，其从连接所述中间部件上部的外侧端延伸到连接车身部件上部的内侧端，以及

下连杆，其从连接所述中间部件下部的外侧端延伸到连接所述车身部件下部的内侧端，所述下连杆和上连杆设置成允许所述中间部件上下移动，并且向消除轮胎接地点的横向移动的方向移动轮胎接地点，所述轮胎接地点的横向移动是由所述第一和第二连接部件导致的外倾角变化引起的。

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