CN102862457A - 半主动车轮悬架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有弹簧系统（1）的车轮悬架，弹簧系统（1）具有第一弹簧元件（2）和至少一个第二弹簧元件（3），第一弹簧元件（2）保持在两个支承元件（4，5）之间。第一弹簧元件（2）具有第一执行器（6），同时第二弹簧元件（3）也具有与第一执行器（6）相独立的第二执行器（7）。

Description

半主动车轮悬架

技术领域

本发明涉及一种具有弹簧系统的车轮悬架，该弹簧系统具有第一弹簧元件和至少一个第二弹簧元件，该第一弹簧元件保持在两个支承元件之间。

背景技术

DE 10 2004 019 991 A1号德国专利文件公开了一种具有主弹簧和附加弹簧的车轮悬架。该附加弹簧由塑料制成。减震器的壳体通过附加弹簧支承抵靠在车身上。为了产生可控制的或者部分主动的机动车辆底盘，提供了一种可激活的活塞配置，该附加弹簧相对于车身的支承位置可以通过该可激活的活塞配置相对于活塞杆的纵轴调节。总的弹簧行程可以通过改变附加弹簧的支承位置而减少或者增加。例如，如果附加弹簧的底部相对于车身向下移置，这将导致附加弹簧的支承部高于位于主弹簧上的附加弹簧的支承部。相反地，该附加弹簧的底部向上移置将导致减轻附加弹簧上的负载，在这种情况下，主弹簧的支承部和剩余弹簧压缩行程将会增大。这可以允许在车辆加载和卸载过程中的水平控制接合，其中车身只能通过附加弹簧升高或者降低。

DE 10 2009 016 229 A1号德国专利文件引用了DE 10 2006 056 762 A1号德国专利文件，该DE 10 2006 056 762 A1号德国专利文件公开了一种设置在悬架支柱轴上的高度调节装置。主动地设置在圆顶轴承上的执行器具有电动机和执行机构，该执行机构具有旋转安装在内套筒上、并以不可轴向移置的方式保持的执行环，该执行机构的外圆周合并有执行槽。由于该执行槽，只能在三个阶段很缓慢且很不利地调节高度。相比之下，在DE 10 2009 016 229 A1号德国专利文件中，水平控制能够更有效地执行，因此该执行器具有驱动部，该驱动部适宜地可操作地与第一执行部以及第二执行部相接合，其用于在驱动部和两个执行部之间进行相对高度调节。

DE10 2005 001 740 B3号德国专利文件公开了一种具有安装在弹簧板之间的弹簧的悬架支柱。两个弹簧板中的其中一个可以通过执行器调节。该执行器驱动螺纹主轴，该螺纹主轴通过螺母可操作地连接至可调节的弹簧板。至少一个轴向挡块在该弹簧板的端位置起作用。执行器的壳体具有碰撞盘，该轴向挡块可以承载抵靠在碰撞盘上。

DE 41 10 651 A1号德国专利文件公开了一种具有两个主弹簧的弹簧系统，其设置成对共用轴上的车轮并行作用。并行连接的一个主弹簧可以开启或关闭，因此这两个弹簧可以进行不同程度地负载。可变换或可调节的控制元件控制各自的主弹簧，其中为了提高转弯稳定性，并行连接且属于共用轴的弹簧可以通过传动装置串联连接。

DE10 2004 018 701 B3德国专利文件公开了一种用于限制与减震器相互作用的弹簧的弹簧行程的装置。附加弹簧限制最大弹簧行程且连接至安装在车体上的结构。该附加弹簧具有两个串联连接的弹簧元件，在该两个串联连接的弹簧元件之间设置有盘形凸轮。作动筒以下述方式与该盘形凸轮相互作用，以便于两个弹簧元件均起作用：在第二变换位置的作动筒对盘形凸轮起作用且横越第一弹簧元件，而且在第一变换位置的作动筒释放盘形凸轮。

DE10 2005 031 012 A1号德国专利文件公开了一种减震器的压力截止器。轴向弹性的弹性体具有中央柱。保护器通过使保护器承抵在位于朝向压力截止器的减震器表面上来确定该压力截止器的最小操作长度。

EP1 681 188 B1号欧洲专利文件描述了一种操作弹簧托架的方法。该弹簧托架具有第二弹簧，该第二弹簧的支承力可以通过电动执行器来调节以便于达到支承元件与支承负载的限定距离。由第二弹簧的预应力产生的支承力将该支承负载提高到一定水平，在该水平上，该支承力大于保持该支承负载处于正常水平所需的支承力。两个弹簧串联连接。

因此，例如，机动车辆的车轮悬架可以具有高度调节装置，利用该高度调节装置，基于无负载的车辆的车道与车身底部的恒定距离也可以设置为用于负载的车辆。但是，该高度也可以根据特别需求或者负载而个别设置。例如，在城市行进时，该距离可以设置为特别高以便于即使路肩或者颠簸不会构成任何风险。对于跑车型、即更迅速的驾驶方式，为了获得空气动力学效应，可以降低车体。在这方面，这种类型的水平控制装置完全是有利的。但是，这种类型的水平控制装置的安装非常复杂且用于构造空间的需求增加，具体说，具有非常狭小的构造空间的状况是不利的。而且，该水平控制装置的成本昂贵且具有增加车辆重量的负担，其在油耗方面具有负面影响。

发明内容

鉴于此技术背景，本发明的目的是提供一种本文开始部分所提及的类型的车轮悬架，特别是关于具有特别简单的构造的弹簧系统，该弹簧系统仅需要很少部件，因此降低了复杂性和减轻了车轮悬架的重量，而且消除了上文所述的水平控制装置和弹簧系统的其他缺陷。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种具有弹簧系统的车轮悬架，弹簧系统具有第一弹簧元件和至少一个第二弹簧元件，其中第一弹簧元件保持在两个支承元件之间，

其中，

第一弹簧元件具有第一执行器，同时第二弹簧元件也具有与第一执行器相独立的第二执行器。

根据本发明所述的车轮悬架，第一和第二弹簧元件以及第一和第二执行器的中心轴是一致的。

根据本发明所述的车轮悬架，第一弹簧元件具有线性弹簧特性，第二弹簧元件具有非线性弹簧特性。

根据本发明所述的车轮悬架，第一执行器和第二执行器均设置在共用支承元件上。

根据本发明所述的车轮悬架，第一执行器具有在纵剖面中观察时为环状的操作区域。

根据本发明所述的车轮悬架，第二执行器具有容纳有第二弹簧元件的壳体。

根据本发明所述的车轮悬架，第一弹簧元件设计为钢弹簧，第二弹簧元件设计为橡胶弹簧。

应当指出，权利要求中个别限定的技术特性可以以任何技术上有利的方式彼此结合，且形成本发明的更多实施例。此外，具体实施方式，特别是结合附图1，表征和具体说明了本发明。

本发明的意图为，第一弹簧元件具有第一执行器，同时第二弹簧元件也具有与该第一执行器相独立的第二执行器。

例如，第一弹簧元件可以设计为主弹簧，该主弹簧设计为线性螺旋弹簧，第一弹簧元件安装在两个优选设计为弹簧板的支承元件之间。该弹簧板以公知的方式连接至相应的部件。

在本发明的上下文中，如果将第二弹簧元件设计为设置在第一弹簧元件内的附加弹簧，即优选地，使得两个弹簧元件的两个中心线是一致的、即重合的，则是有利的。

第一弹簧元件可以具有线性弹簧特性，第二弹簧元件能够具有非线性弹簧特性。在这方面，可以优选地将第二弹簧元件设计为钢弹簧、橡胶弹簧、气动弹簧或者诸如此类。

如果将第一弹簧元件的第一执行器设置在上支承元件上，即设置在上弹簧板上，则是有利的。在这种情况下，第一执行器可以直接作用于弹簧元件的底部且可以调节所述底部。如果将第一执行器设计为在纵剖面观察时具有环状操作区域则是有利的，其由执行器按照生成的操作信号来起动，即从中立位置沿着弹簧元件的中心轴远离上支承元件或者在朝向上支承元件的方向移动。因此，第一弹簧元件可以根据操作信号个别地拉紧或者放松。当然，该操作区域可能设计为在圆周方向观察时为连续的或者中断的。如果操作区域在圆周方向观察时不是中断的设计，则实质上产生了套筒状操作区域。只提供两个连接至弹簧元件的操作凸出部作为操作区域也是可以想象到的。该操作凸出部可能相对于中心轴彼此相对设置。

在另一优选实施例中，第二弹簧元件的第二执行器如第一执行器一样也设置在同一支承元件上，因此，两个执行器的中心轴也是一致的。第二执行器也可以以类似于第一执行器操作的方式直接作用在第二弹簧元件上。在纵剖面观察时的环状操作区域在这里也是可以想象到的，其中所述的第一执行器的实施例也可以适用于第二执行器。在一优选实施例中，执行器具有容纳第二弹簧元件的壳体。第二弹簧元件优选设计为橡胶弹簧，该橡胶弹簧可以用其承载侧支承对抗与上支承元件相对的下支承元件，且其与承载侧相对的操作侧容纳在壳体内。连接至操作侧的已知操作元件容纳在壳体内，因此，第二弹簧元件同样可沿着中心轴移动。在中立位置，承载侧可以支承对抗下支承元件或对抗下弹簧板，而且可以从壳体内移出或者移入到壳体内。

优选地，悬架系统具有两个并联设置的弹簧元件或者弹簧，其中心轴优选为一致的，其中这两个弹簧元件将非簧载质量连接至簧载质量。两个弹簧元件优选都可以在其底部（半）主动调节。平行连接造成两个弹簧元件之间的静态支承负载的限定分布，这两个弹簧元件可以被这两个弹簧元件的底部调节所移置。弹簧元件的可想象到的例子为钢弹簧、橡胶弹簧或者气动弹簧。例如，如果将线性弹簧和非线性弹簧相结合，则整个模块的弹簧特性的变化起因于两个弹簧之间的支承部的移置。每一弹簧元件的一个执行器的使用的优点也包括在静态支承负载中，该静态支承负载能够在不影响车辆水平位置时在两个弹簧元件之间移置。

对于车辆中的使用，可以仅在前轴两侧设置两个执行器，或者仅在后轴两侧设置两个执行器。当然，也可以在前轴和后轴的每侧设置两个执行器。除了在轴或者在车辆水平位置的变化外，驾驶动态或者驾驶舒适度受到通过移置支承位置（与执行器的运动相反）来改变弹簧特性（线性/非线性）的影响。随着执行器在相同方向运动，也可以产生主动滚动补偿、以及主动起动转矩补偿或者制动转矩补偿。各自的执行器均可以通过控制信号电起动。当整合到总（半）主动悬架系统中时，控制装置和传感器配置安装在执行器配置旁边。当然，在车辆的中央控制单元（CPU）中实现独立的控制装置的功能是可以想象到的。例如，在这种情况下，在垂直方向上的非簧载质量和簧载质量之间的距离、车辆速度、转向角、偏航率等等均可以作为输入信号。驾驶员的需要也可以通过HMI（人机界面）进行输入。当与持续可变的减震器系统合并后，来自减震器控制的信号同样可以进行输入。

附图说明

以下参考附图中的示例性实施例对本发明的详情和效果进行更详细的解释，其中：

附图1显示了弹簧系统在纵剖面的示意图。

附图标记

1   弹簧系统

2   第一弹簧元件

3   第二弹簧元件

4   上支承元件/弹簧板

5   下支承元件/弹簧板

6   第一执行器

7   第二执行器

8   第一执行器6的操作区域

9   第二执行器7的壳体

10  第二弹簧元件3的承载侧

X1  中心线1

X2  中心线2

具体实施方式

附图1显示了机动车辆的车轮悬架（未明确示出）的弹簧系统1。

弹簧系统1具有第一弹簧元件2和至少一个第二弹簧元件3，第一弹簧元件2保持在两个支承元件4和5之间。支承元件4和5设计成以公知的方式优选不移置地固定在其他部件（未示出）上的弹簧板4和5。在这一方面，可以称为上支承元件4和下支承元件5。

本发明的意图是，第一弹簧元件2具有第一执行器6，同时第二弹簧元件3也具有与第一执行器6相独立的第二执行器7。第二弹簧元件3设置在第一弹簧元件2中。第二执行器7被第一执行器6所包围。但是，弹簧元件2和3、以及执行器6和7的各自的中心轴X1和X2是一致的。

第一执行器6和第二执行器7优选为都设置在上支承元件4上，即设置在共用的支承元件4上。但是，将执行器6和7都设置在下支承元件5上也是可以想象到的。执行器6或7中的一个配置在上支承元件4上、执行器7或6中的另一个配置在下支承元件5上也是可能的。

第一弹簧元件2设计为具有线性弹簧特性的螺旋弹簧2。例如第二弹簧元件3设计为具有非线性弹簧特性的橡胶弹簧。

如纵剖面中可以看出的，第一执行器6具有实质上为环状设计的操作区域8。该操作区域8直接连接至第一弹簧元件2。大体上，第一执行器6可以以第一弹簧元件2进一步拉紧或者放松的方式从中立位置沿中心轴X1移动。第一执行器6可以被固定在上支承元件4上或者与上支承元件4合为一体。

第二执行器7具有壳体9，第二弹簧元件3可以插入壳体9中或者从中移出。第二弹簧元件3，其也可以称为附加弹簧3，具有承载侧10和朝向壳体9的相对的操作侧。在附图1中所示的示例中，承载侧10与下支承元件5间隔开，操作侧容纳在壳体9内且不可见。大体上，承载侧10可以在中立位置在一定预应力下支承对抗下支承元件5。如附图1所示，第二弹簧元件3的预应力可以通过第二执行器7增大或者减小或者完全消失。

执行器6和7都可以通过信号接收与处理传感器配置以及控制装置机制而起动，从而使弹簧系统1可以以最有利于车辆的方式或者符合驾驶员需求的方式通过第一和/或第二执行器的特定起动个别设置，其中两个执行器6和7在任何情况下均可配合其他执行器6或7进行各自调节。类似地，两个执行器6和7可以相互独立地起动，这意味着，在本发明的范围内，弹簧系统1不仅仅通过单个执行器来调节。由于两个执行器6和7可以相互独立地起动，因此可以进行弹簧系统1的特定微调。

Claims (7)

1.一种具有弹簧系统（1）的车轮悬架，其特征在于，弹簧系统（1）具有第一弹簧元件（2）和至少一个第二弹簧元件（3），其中第一弹簧元件（2）保持在两个支承元件（4，5）之间，

其中，

第一弹簧元件（2）具有第一执行器（6），同时第二弹簧元件（3）也具有与第一执行器（6）相独立的第二执行器（7）。

2.根据权利要求1所述的车轮悬架，其特征在于，

第一和第二弹簧元件（2，3）以及第一和第二执行器（6，7）的中心轴（X1，X2）是一致的。

3.根据权利要求1或2所述的车轮悬架，其特征在于，

第一弹簧元件（2）具有线性弹簧特性，第二弹簧元件（3）具有非线性弹簧特性。

4.根据前述权利要求中的任一项权利要求所述的车轮悬架，其特征在于，

第一执行器（6）和第二执行器（7）均设置在共用支承元件（4，5）上。

5.根据前述权利要求中的任一项权利要求所述的车轮悬架，其特征在于，

第一执行器（6）具有在纵剖面中观察时为环状的操作区域。

6.根据前述权利要求中的任一项权利要求所述的车轮悬架，其特征在于，

第二执行器（7）具有容纳有第二弹簧元件（3）的壳体（9）。

7.根据前述权利要求中的任一项权利要求所述的车轮悬架，其特征在于，

第一弹簧元件（2）设计为钢弹簧，第二弹簧元件（3）设计为橡胶弹簧。

Images