CN103879254A - 一种车辆悬架单元以及互连悬架系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆悬架单元以及互连悬架系统，其中车辆悬架单元包括外缸筒和内缸筒，外缸筒内设有活塞杆，活塞杆的上端设有内活塞，内活塞位于内缸筒；内缸筒的下端设有环形外活塞，环形外活塞位于外缸筒和活塞杆之间的环形腔体内；内缸筒具有内缸上油口和内缸下油口，外缸筒具有外缸上油口和外缸下油口。车辆悬架单元可同时提供弹性支撑和阻尼减震作用，多个该车辆悬架单元可以构成被动、半主动互连悬架系统。本发明的悬架系统可以针对不同的性能需求独立优化，极大的消除或改善了传统悬架系统的舒适性和操作稳定性之间的对立矛盾。另外，基于本发明的互联悬架系统，可以方便的进行车身高度调节而不影响悬架刚度性能。

Description

一种车辆悬架单元以及互连悬架系统

技术领域

本发明涉及一种车辆悬架单元以及具有该悬架单元的互连悬架系统。 

背景技术

一般来说，双轴四轮车辆悬架系统给车身提供垂向、俯仰、侧倾和扭曲的刚度以及阻尼。车辆舒适性和轮胎抓地性要求较小的悬架垂向和扭曲刚度，车辆横向和纵向操作稳定性要求较高的悬架侧倾和俯仰刚度。作为传统四轮独立悬架系统，不同的要求之间存在着矛盾，往往在悬架设计时需要在两者中做出妥协。 

横向稳定杆，又称防侧倾杆，能够在不影响垂向刚度和俯仰刚度情况下提供较高的侧倾刚度，但是同时提高了扭曲刚度，这样会导致越野路况的轮胎抓地性能大大减弱，并且会导致车身扭曲变形，应力疲劳，以及寿命减小等问题。 

在美国专利申请US20040080124、US20050001401中披露的悬架系统中四个双作用液压油缸通过两个独立管路互相连接，并与液压蓄能器结合起来，可以提供额外的侧倾刚度而不影响车身垂向、俯仰和扭曲刚度。车身垂向和俯仰刚度由并联的钢制螺旋弹簧提供，因此克服了横向稳定杆的缺点，同时提高了市区和越野路况的性能。但其存在的缺点是：随着悬架设计偏向更高的舒适性，减小的垂向刚度和俯仰刚度会导致：1、悬架防撞击限位块被击穿的概率大大增加，导致车辆乘员感觉不适；2、急加速和刹车时的抬头和点头现象明显导致过多的前后轮胎载荷变化从而影响到加速和刹车性能，即延长的加速时间和紧急刹车距离，而且视线变化导致安全风险，以及恶化的乘坐舒适性。 

在一项公告号为CN101765727的中国专利公开的互连悬架系统中，通过伺服阀门控制的方法来切换管路的连接方式，从而实现抗侧倾或者抗俯仰功能。但其缺点是成本和故障率较高，而且同一时刻只能提供一个方向的刚度， 无法同时抑制横向和纵向两个方向的车身角度变化。 

在美国专利US5480188披露的悬架系统中，每个轮胎使用两个双作用液压缸将抗侧倾和抗俯仰的互联悬架组合到一起，同时提供较高的侧倾和俯仰刚度。缺点是双倍的液压缸数量增加了安装支架的数量并占据更大的底盘空间，相应的增加了簧下质量并制约了车内乘坐空间；而且过高的俯仰刚度，在缺少一定俯仰阻尼的情况下，车辆前轮驶过障碍物时会将路面冲击传递到后轮，从而降低乘坐舒适性。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种车辆悬架单元以及具有该悬架单元的互连悬架系统，利用最小的底盘空间和质量，在提供悬架操作稳定性的情况下，同时改善车辆的舒适性。 

本发明所提供的车辆悬架单元包括外缸筒和内缸筒，所述外缸筒内设有与所述外缸筒同轴的活塞杆，所述活塞杆的上端设有内活塞，所述内活塞位于所述内缸筒中并将所述内缸筒分为内缸上腔和内缸下腔； 

所述内缸筒的下端设有环形外活塞，所述环形外活塞位于所述外缸筒和活塞杆之间的环形腔体内并将所述环形腔体分为外缸上腔和外缸下腔； 

所述内缸筒的上部设有与所述内缸上腔相连通的内缸上油口，所述内缸筒的上部或所述外缸筒的下部设有与所述内缸下腔相连通的内缸下油口； 

所述外缸筒的上部设有与所述外缸上腔相连通的外缸上油口，所述外缸筒的下部设有与所述外缸下腔相连通的外缸下油口。 

在本发明所述车辆悬架单元中，所述活塞杆的内部具有一通道，所述通道由所述活塞杆的下部延伸至上部，所述通道的上端与所述内缸下腔相连通，所述外缸筒的下部设有与所述通道的下端相连通的内缸下油口。 

在本发明所述车辆悬架单元中，所述内缸筒的筒壁内具有一通道，所述通道由所述内缸筒的筒壁的下部延伸至上部，所述通道的下端与所述内缸下腔相连通，所述内缸筒的上部设有与所述通道的上端相连通的内缸下油口。 

本发明还提供了一种互连悬架系统，包括四个如以上所述的车辆悬架单 元，其中第一车辆悬架单元安装在左前车轮，第二车辆悬架单元安装在右前车轮，第三车辆悬架单元安装在右后车轮，第四车辆悬架单元安装在左后车轮； 

所述第一车辆悬架单元的内缸上油口、第二车辆悬架单元的内缸下油口、第三车辆悬架单元的内缸下油口和第四车辆悬架单元的内缸上油口通过管路相连通并与第一气体蓄能器相连； 

所述第一车辆悬架单元的内缸下油口、第二车辆悬架单元的内缸上油口、第三车辆悬架单元的内缸上油口和第四车辆悬架单元的内缸下油口通过管路相连通并与第二气体蓄能器相连。 

在本发明所述的互连悬架系统中，所述第一车辆悬架单元的外缸上油口和外缸下油口通过管路相连通并与第三气体蓄能器相连； 

所述第二车辆悬架单元的外缸上油口和外缸下油口通过管路相连通并与第四气体蓄能器相连； 

所述第三车辆悬架单元的外缸上油口和外缸下油口通过管路相连通并与第五气体蓄能器相连； 

所述第四车辆悬架单元的外缸上油口和外缸下油口通过管路相连通并与第六气体蓄能器相连。 

在本发明所述的互连悬架系统中，所述第一车辆悬架单元的外缸下油口通过管路与第三气体蓄能器相连； 

所述第二车辆悬架单元的外缸下油口通过管路与第四气体蓄能器相连； 

所述第三车辆悬架单元的外缸下油口通过管路与第五气体蓄能器相连； 

所述第四车辆悬架单元的外缸下油口通过管路与第六气体蓄能器相连； 

所述第一车辆悬架单元、第二车辆悬架单元、第三车辆悬架单元和第四车辆悬架单元的外缸上油口分别与空气相连通。 

在本发明所述的互连悬架系统中，所述互连悬架系统还包括液压油箱以及液压泵，所述液压泵的进油口与所述液压油箱相连; 

所述液压泵的出油口通过管路经由第一单向阀、第一控制阀与所述第一车辆悬架单元的外缸下油口相连； 

所述液压泵的出油口通过管路经由第二单向阀、第二控制阀与所述第二车 辆悬架单元的外缸下油口相连； 

所述液压泵的出油口通过管路经由第三单向阀、第三控制阀与所述第三车辆悬架单元的外缸下油口相连； 

所述液压泵的出油口通过管路经由第四单向阀、第四控制阀与所述第四车辆悬架单元的外缸下油口相连。 

在本发明所述的互连悬架系统中，所述第一车辆悬架单元的外缸上油口、外缸下油口和所述第二车辆悬架单元的外缸上油口、外缸下油口通过管路相连通并与第三气体蓄能器相连； 

所述第三车辆悬架单元的外缸上油口、外缸下油口和所述第四车辆悬架单元的外缸上油口、外缸下油口通过管路相连通并与第四气体蓄能器相连。 

在本发明所述的互连悬架系统中，所述第一车辆悬架单元的外缸下油口和所述第二车辆悬架单元的外缸下油口通过管路相连通并与第三气体蓄能器相连； 

所述第三车辆悬架单元的外缸下油口和所述第四车辆悬架单元的外缸下油口通过管路相连通并与第四气体蓄能器相连； 

所述第一车辆悬架单元、第二车辆悬架单元、第三车辆悬架单元和第四车辆悬架单元的外缸上油口分别与空气相连通。 

在本发明所述的互连悬架系统中，所述互连悬架系统还包括液压油箱以及液压泵，所述液压泵的进油口与所述液压油箱相连; 

所述液压泵的出油口通过管路经由第一单向阀、第一控制阀和所述第一车辆悬架单元的外缸下油口以及所述第二车辆悬架单元的外缸下油口相连； 

所述液压泵的出油口通过管路经由第二单向阀、第二控制阀和所述第三车辆悬架单元的外缸下油口以及所述第四车辆悬架单元的外缸下油口相连。 

在本发明所述的互连悬架系统中，所述第一车辆悬架单元的外缸下油口、第二车辆悬架单元的外缸下油口、所述第三车辆悬架单元的外缸上油口和第四车辆悬架单元的外缸上油口通过管路相连通并与第三气体蓄能器相连； 

所述第一车辆悬架单元的外缸上油口、第二车辆悬架单元的外缸上油口、所述第三车辆悬架单元的外缸下油口和第四车辆悬架单元的外缸下油口通过 管路相连通并与第四气体蓄能器相连。 

在本发明所述的互连悬架系统中，所述互连悬架系统还包括液压油箱以及液压泵，所述液压泵的进油口与所述液压油箱相连； 

所述液压泵的出油口通过管路经由第一单向阀，第一控制阀和所述第一车辆悬架单元的外缸下油口、第二车辆悬架单元的外缸下油口、第三车辆悬架单元的外缸上油口以及第四车辆悬架单元的外缸上油口相连； 

所述液压泵的出油口通过管路经由第二单向阀、第二控制阀和所述第一车辆悬架单元的外缸上油口、第二车辆悬架单元的外缸上油口、第三车辆悬架单元的外缸下油口以及第四车辆悬架单元的外缸下油口相连。 

实施本发明的车辆悬架单元以及互连悬架系统，具有以下有益效果：本发明的车辆悬架单元可以同时提供弹性支撑和阻尼减震作用，而不需要额外的减震器，多个该车辆悬架单元可以构成被动、半主动的互连悬架系统，通过车辆悬架单元的内缸筒和外缸筒的内径以及气体蓄能器的尺寸等参数的调整，可以针对不同的性能需求独立优化，极大的消除或改善了传统悬架系统的舒适性和操作稳定性之间的对立矛盾。另外，基于本发明的互联悬架系统，可以方便的实现车身高度调节而不影响悬架刚度性能。 

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中： 

图1是本发明的车辆悬架单元的第一实施例的示意图； 

图2是本发明的车辆悬架单元的第二实施例的示意图； 

图3是本发明的互连悬架系统的第一实施例的示意图； 

图4是本发明的互连悬架系统的第二实施例的示意图； 

图5是本发明的互连悬架系统的第三实施例的示意图； 

图6是本发明的互连悬架系统的第四实施例的示意图； 

图7是本发明的互连悬架系统的第五实施例的示意图； 

图8是本发明的互连悬架系统的第六实施例的示意图； 

图9是本发明的互连悬架系统的第七实施例的示意图； 

图10是本发明的互连悬架系统的第八实施例的示意图。 

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。 

下面详细描述本发明的车辆悬架单元以及互连悬架系统的实施例，这些实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。 

在本发明的车辆悬架单元以及互连悬架系统的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“上”、“下”、“上端”、“下端”、“上部”、“下部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。 

如图1所示，为本发明的车辆悬架单元的第一实施例的示意图，该实施例的车辆悬架单元1包括内缸筒13和外缸筒14，其中外缸筒14内设有与外缸筒14同轴的活塞杆17，活塞杆17的下端设在外缸筒14内的底部上，活塞杆17的上端设有内活塞15，内活塞15位于内缸筒13中并将内缸筒13的内腔分为内缸上腔2和内缸下腔3，活塞杆17的内部具有一通道171，通道171由活塞杆17的下部延伸至上部，活塞杆17的上部设有连通活塞杆17的通道171与内缸下腔3的孔；内缸筒13的下端设有环形外活塞16，环形外活塞16位于外缸筒14和活塞杆17之间的环形腔体内并将环形腔体分为外缸上腔6和外缸下腔7；内缸筒13的内缸上腔2和内缸下腔3，以及外缸筒14的外缸上腔6和外缸下腔7相互隔离；内缸筒13的上部设有与内缸上腔2相连通的内缸上油口4，内缸下腔3与活塞杆17的通道171相连通，外缸筒14的下部设有与活塞杆17的通道171相连通的内缸下油口5，也即内缸下油口5与内缸下腔3相连通；在外缸筒14的上部设有与外缸上腔6相连通的外缸上油口8，外缸筒14的下部设有与外缸下腔7相连通的外缸下油口9。 

在本实施例中，为了方便车辆悬架单元1与车辆的其他部件相连接，进一步，在内缸筒13的上端设有上支座11，上支座11可以方便车辆悬架单元与车辆主体的连接；在外缸筒14的下端设有下支座12，下支座12可以方便车辆悬架单元与车辆的连接。 

本发明的车辆悬架单元1的相互隔离的内缸上腔2、内缸下腔3、外缸上腔6和外缸下腔7和与其相对应的内缸上油口4、内缸下油口5、外缸上油口8和外缸下油口9可以通过管路与气体蓄能器连接来提供弹性刚度。通过车辆悬架单元1的内缸筒13和外缸筒14的内径以及气体蓄能器的尺寸等参数的调整，可以针对不同的性能需求独立优化，极大的消除或改善了传统悬架系统的舒适性和操作稳定性要求之间的对立矛盾。 

在本实施例中，为了使车辆悬架单元1具有阻尼减震作用，可以在车辆悬架单元1的内缸上油口4、内缸下油口5、外缸上油口8和外缸下油口9分别连接有阻尼阀10，这样本发明的车辆悬架单元1可同时提供弹性支撑和阻尼减震作用，而不需要额外的减震器。使本发明的车辆悬架单元可应用于被动、半主动的悬架系统中。阻尼阀10可以是预设的不可调节式的，也可以设计成阀芯开度可调式的，通过悬架控制单元控制阻尼大小，可以在较小的能耗条件下，通过阻尼力的调节获得最佳的乘坐舒适性和操控稳定性。 

如图2所示，为本发明的车辆悬架单元的第二实施例的示意图，车辆悬架单元的第二实施例的结构与第一实施例的结构基本相同，仅在内缸下油口5的位置以及活塞杆17的结构上有所不同，在本实施例中，内缸下油口5设置在内缸筒13的上部，具体地，在本实施例中，内缸筒13的筒壁内具有一通道131，该通道131由内缸筒13的筒壁的下部延伸至上部，该通道131可以环筒壁的环形通道，或者也可以单独的一条或数条开在筒壁内的孔，通道131是环形通道时，内缸筒13为双筒壁结构，即内缸筒13的筒壁由外筒壁和内筒壁构成，通道131形成在内筒壁和外筒壁之间，通道131的下端与内缸筒13的内缸下腔3相连通，设在内缸筒13的上端的内缸下油口5与通道131的上端相连通，也即内缸下油口5与内缸下腔3相连通。在本实施例中，活塞杆17为实心活塞杆，相对于第一实施例的活塞杆为空心的，在相同的油缸尺寸条件下， 本实施例的活塞杆17的直径可以减小，外缸筒的容积会增大，或者，也可以说，在同样的面积差的条件下，油缸的尺寸可以做的小一些，使油缸更为紧凑，同时也简化了密封结构，可靠性和易加工性也大大改善。本实施例的车辆悬架单元的其他结构与第一实施例相同，不在赘述。 

如图3所示，为本发明的互连悬架系统的第一实施例的示意图，其为被动式互连悬架系统。如图所示，该互连悬架系统包括四个如以上所述车辆悬架单元，其中第一车辆悬架单元101安装在左前车轮，第二车辆悬架单元201安装在右前车轮，第三车辆悬架单元301安装在右后车轮，第四车辆悬架单元401安装在左后车轮。 

参看图3，在本实施例中，第一车辆悬架单元101的内缸上油口、第二车辆悬架单元201的内缸下油口、第三车辆悬架单元301的内缸下油口和第四车辆悬架单元401的内缸上油口通过管路相连通并与第一气体蓄能器21a相连形成封闭油路21；第一车辆悬架单元101的内缸下油口、第二车辆悬架单元201的内缸上油口、第三车辆悬架单元301的内缸上油口和第四车辆悬架单元401的内缸下油口通过管路相连通并与第二气体蓄能器22a相连形成封闭油路22。第一气体蓄能器21a和第二气体蓄能器22a以及其所在的封闭油路21、22用于提供额外的侧倾刚度，可以在不影响舒适性的情况下减小车辆转弯时的侧倾角度。 

第一车辆悬架单元101的外缸上油口和外缸下油口通过管路20相连通并与第三气体蓄能器101a相连；第二车辆悬架单元201的外缸上油口和外缸下油口通过管路20相连通并与第四气体蓄能器201a相连；第三车辆悬架单元301的外缸上油口和外缸下油口通过管路20相连通并与第五气体蓄能器301a相连；第四车辆悬架单元401的外缸上油口和外缸下油口通过管路20相连通并与第六气体蓄能器401a相连。第三至六气体蓄能器101a、201a、301a、401a相互独立，可以为互连悬架系统提供垂向弹簧刚度以及支撑车重和载荷。 

如图4所示，为本发明的互连悬架系统的第二实施例的示意图，其为被动式互连悬架系统。本实施例在第一实施例的基础上做了改进，具体是，在本实施例中，第一车辆悬架单元101的外缸下油口通过管路20第三气体蓄能器 101a相连；第二车辆悬架单元201的外缸下油口通过管路20与第四气体蓄能器201a相连；第三车辆悬架单元301的外缸下油口通过管路20与第五气体蓄能器301a相连；第四车辆悬架单元401的外缸下油口通过管路20与第六气体蓄能器401a相连；第一车辆悬架单元101、第二车辆悬架单元201、第三车辆悬架单元301和第四车辆悬架单元401的外缸上油口分别与空气相连通，由于外缸上腔与大气相连通，可以使环形活塞的有效受力面积最大。该实施例的其他结构与互连悬架系统的第一实施例的结构相同，不再赘述。 

如图5所述，为本发明的互连悬架系统的第三实施例的示意图，该实施例是在互连悬架系统的第一实施例的基础上做了进一步改进，增加了车身高度调节功能。 

参看图5，在本实施例中，互连悬架系统还包括液压油箱36以及液压泵32，液压泵32由马达31驱动，液压泵32的进油口与液压油箱36相连，液压泵32的出油口连接有溢流阀33，溢流阀33的出油口与液压油箱36相连。为了可以调节车身高度，液压泵32的出油口通过管路经由第一单向阀35a、第一控制阀37a与第一车辆悬架单元101的外缸上油口和外缸下油口相连；液压泵32的出油口通过管路经由第二单向阀35b、第二控制阀37b与第二车辆悬架单元201的外缸上油口和外缸下油口相连；液压泵32的出油口通过管路经由第三单向阀35c、第三控制阀37b与第三车辆悬架单元301的外缸上油口和外缸下油口相连；液压泵32的出油口通过管路经由第四单向阀35d、第四控制阀37d与第四车辆悬架单元401的外缸上油口和外缸下油口相连。 

参看图5，现以第一车辆悬架单元101为例说明车身高度调节是如何实现的，在需要增加第一车辆悬架单元101的高度时，第一控制阀37a将液压泵32与第一车辆悬架单元101的外缸上油口8、外缸下油口9连通，来自液压泵32的额外液压油推动第一车辆悬架单元101的内缸筒13相对外缸筒14上移，从而抬高车身。相反，当需要降低车身高度时，第一控制阀37a将第一车辆悬架单元101的外缸上油口8、外缸下油口9与液压油箱36连通，由于车身重力作用，第一车辆悬架单元101的外缸筒14内的液压油被压出，内缸筒13相对外缸筒14下移，车身高度降低。其他车辆悬架单元的高度调节与第一车 辆悬架单元101的高度调节相同，可以在悬架控制系统的控制下同时调节或单独调节。 

为了实现对车身高度的精确控制，在每个车辆悬架单元上设有用于检测内缸筒13相对外缸筒14的位移的位移传感器38，位移传感器38可以是线性位移传感器。在本实施例中，第一至第四控制阀37a、37b、37c、37d可以是电控阀，也可以是液控阀。 

车身高度调节时，第三至六气体蓄能器101a、201a、301a、401a的气体压力和体积基本保持不变，所以互连悬架系统的垂向和俯仰刚度性能不随车身高度调节而变化。 

本实施例的互连悬架系统在第一实施例的基础上所做的改进同样适用于互连悬架系统的第二实施例，即将第一车辆悬架单元101、第二车辆悬架单元201、第三车辆悬架单元301和第四车辆悬架单元401的外缸上油口分别与液压系统断开，而将第一车辆悬架单元101、第二车辆悬架单元201、第三车辆悬架单元301和第四车辆悬架单元401的外缸上油口分别与空气相连通。 

如图6所示，为本发明的互连悬架系统的第四实施例的示意图，其为被动式互连悬架系统。如图所示，该互连悬架系统包括四个如以上所述车辆悬架单元，其中第一车辆悬架单元101安装在左前车轮，第二车辆悬架单元201安装在右前车轮，第三车辆悬架单元301安装在右后车轮，第四车辆悬架单元401安装在左后车轮。 

参看图6，在本实施例中，第一车辆悬架单元101的内缸上油口、第二车辆悬架单元201的内缸下油口、第三车辆悬架单元301的内缸下油口和第四车辆悬架单元401的内缸上油口通过管路相连通并与第一气体蓄能器21a相连形成封闭油路21；第一车辆悬架单元101的内缸下油口、第二车辆悬架单元201的内缸上油口、第三车辆悬架单元301的内缸上油口和第四车辆悬架单元401的内缸下油口通过管路相连通并与第二气体蓄能器22a相连形成封闭油路22。第一气体蓄能器21a和第二气体蓄能器22a以及其所在的封闭油路21、22用于提供额外的侧倾刚度，可以在不影响舒适性的情况下减小车辆转弯时的侧倾角度。 

在本实施例的互连悬挂系统中，第一车辆悬架单元101的外缸上油口、外缸下油口和第二车辆悬架单元201的外缸上油口、外缸下油口通过管路相连通并与第三气体蓄能器18a相连形成封闭油路18；第三车辆悬架单元301的外缸上油口、外缸下油口和第四车辆悬架单元401的外缸上油口、外缸下油口通过管路相连通并与第四气体蓄能器19a相连形成封闭油路19。本实施例的互连悬挂系统在可以获得第一实施例的互连悬挂系统的性能的情况下，可以进一步降低车辆扭曲刚度，从而获得不平路面，也即越野路况下的更好的抓地性能，减轻或消除车身扭转应力。 

如图7所示，为本发明的互连悬架系统的第五实施例的示意，其为被动式互连悬架系统。该实施例是在互连悬架系统的第四实施例的基础上做了改进，具体，第一车辆悬架单元101的外缸下油口和第二车辆悬架单元201的外缸下油口通过管路相连通并与第三气体蓄能器18a相连形成封闭油路18；第三车辆悬架单元301的外缸下油口和第四车辆悬架单元401的外缸下油口通过管路相连通并与第四气体蓄能器19a相连形成封闭油路19；第一车辆悬架单元101、第二车辆悬架单元201、第三车辆悬架单元301和第四车辆悬架单元401的外缸上油口分别与空气相连通。该实施例的其他结构与互连悬架系统的第四实施例的结构相同，不再赘述。 

如图8所示，为本发明的互连悬架系统的第六实施例的示意，该实施例是在互连悬架系统的第四实施例的基础上做了进一步改进，增加了车身高度调节功能。 

参看图8，在本实施例中，互连悬架系统还包括液压油箱36以及液压泵32，液压泵32由马达31驱动，液压泵32的进油口与液压油箱36相连，液压泵32的出油口连接有溢流阀33，溢流阀33的出油口与液压油箱36相连。为了可以调节车身高度，液压泵32的出油口通过管路经由第一单向阀35a、第一控制阀35a和第一车辆悬架单元101的外缸上油口、外缸下油口以及第二车辆悬架单元201的外缸上油口、外缸下油口相连；液压泵32的出油口通过管路经由第二单向阀35b、第二控制阀37b和第三车辆悬架单元301的外缸上油口、外缸下油口以及第四车辆悬架单元401的外缸上油口、外缸下油口相连。 

参看图8，现以第一车辆悬架单元101和第二车辆悬架单元201为例说明车身高度调节是如何实现的，在需要增加第一车辆悬架单元101和第二车辆悬架单元201的高度时，第一控制阀37a将液压泵32与封闭油路18连通，来自液压泵32的额外液压油推动第一车辆悬架单元101和第二车辆悬架单元201的内缸筒13相对外缸筒14上移，从而抬高车身。相反，当需要降低车身高度时，第一控制阀37a将封闭油路18与液压油箱36连通，由于车身重力作用，第一车辆悬架单元101和第二车辆悬架单元201的外缸筒14内的液压油被压出，内缸筒13相对外缸筒14下移，车身高度降低。 

当调节车身高度时，第三气体蓄能器18a和第四气体蓄能器19a内气体压力和体积基本保持不变，所以互连悬架系统的垂向和俯仰刚度性能不随车身高度调节变化。车辆悬架单元的内缸筒的内缸上腔和内缸下腔的截面积接近相等，车身高度变化时，油液从一侧的车辆悬架单元的内缸上腔流向另一侧的车辆悬架单元的内缸筒的内缸下腔，故而第一气体蓄能器21a和第二气体蓄能器22a内气体压力和体积也基本保持不变，所以互连悬架系统的侧倾刚度不变。也就是说，高度调节不影响车辆悬架系统的刚度性能，也即是不影响舒适性和操作稳定性。 

为了实现对车身高度的精确控制，在每个车辆悬架单元上设有用于检测内缸筒13相对外缸筒14的位移的位移传感器38，位移传感器38可以是线性位移传感器。在本实施例中，第一至第二控制阀37a、37b可以是电控阀，也可以是液控阀。 

本实施例的互连悬架系统在第四实施例的基础上所做的改进同样适用于互连悬架系统的第五实施例，即将第一车辆悬架单元101、第二车辆悬架单元201、第三车辆悬架单元301和第四车辆悬架单元401的外缸上油口分别与液压系统断开，而将第一车辆悬架单元101、第二车辆悬架单元201、第三车辆悬架单元301和第四车辆悬架单元401的外缸上油口分别与空气相连通。 

参看图9，为本发明的互连悬架系统的第七实施例的示意图，其为被动式互连悬架系统。本实施例的互连悬架系统包括四个如以上车辆悬架单元的优选实施例所述的车辆悬架单元，其中第一车辆悬架单元101安装在左前车 轮，第二车辆悬架单元201安装在右前车轮，第三车辆悬架单元301安装在右后车轮，第四车辆悬架单元401安装在左后车轮。 

参看图9，在本实施例中，第一车辆悬架单元101的内缸上油口、第二车辆悬架单元201的内缸下油口、第三车辆悬架单元301的内缸下油口和第四车辆悬架单元401的内缸上油口通过管路相连通并与第一气体蓄能器21a相连形成封闭油路21；第一车辆悬架单元101的内缸下油口、第二车辆悬架单元201的内缸上油口、第三车辆悬架单元301的内缸上油口和第四车辆悬架单元401的内缸下油口通过管路相连通并与第二气体蓄能器22a相连形成封闭油路22。第一气体蓄能器21a和第二气体蓄能器22a以及其所在的封闭油路21、22用于提供额外的侧倾刚度，可以在不影响舒适性的情况下减小车辆转弯时的侧倾角度。 

在本实施例的互连悬挂系统中，第一车辆悬架单元101的外缸下油口、第二车辆悬架单元201的外缸下油口、第三车辆悬架单元301的外缸上油口和第四车辆悬架单元401的外缸上油口通过管路相连通并与第三气体蓄能器23a相连形成封闭油路23；第一车辆悬架单元101的外缸上油口、第二车辆悬架单元201的外缸上油口、第三车辆悬架单元301的外缸下油口和第四车辆悬架单元401的外缸下油口通过管路相连通并与第四气体蓄能器24b相连形成封闭油路24。 

本实施例的互连悬架系统中，封闭油路23、24提供车体垂向刚度和侧倾刚度，本实施例的互连悬架系统在满足互连悬架系统的第一实施例和第三实施例的性能条件下，能改善加速和刹车时的抬头，点头现象，从而进一步提高车辆操稳性能。 

参看图10，为本发明的互连悬架系统的第八实施例的示意，该实施例是在互连悬架系统的第五实施例的基础上做了进一步改进，增加了车身高度调节功能。 

参看图10，在本实施例中，互连悬架系统还包括液压油箱36以及液压泵32，液压泵32由马达31驱动，液压泵32的进油口与液压油箱36相连，液压泵32的出油口连接有溢流阀33，溢流阀33的出油口与液压油箱36相连。为 了可以调节车身高度，液压泵32的出油口通过管路经由第一单向阀35a、第一控制阀37a和第一车辆悬架单元101的外缸下油口、第二车辆悬架单元201的外缸下油口、第三车辆悬架单元301的外缸上油口以及第四车辆悬架单元401的外缸上油口相连；液压泵32的出油口通过管路经由第二单向阀35b、第二控制阀37b和第一车辆悬架单元101的外缸上油口、第二车辆悬架单元201的外缸上油口、第三车辆悬架单元301的外缸下油口以及第四车辆悬架单元401的外缸下油口相连。 

参看图10，现以第一单向阀35a和第一控制阀37a所在油路为例说明高度调节是如何实现的，当需要提升车身时，第一控制阀37a将液压泵32与封闭油路23连通,来自液压泵32的额外液压油推动第一车辆悬架单元101和第二车辆悬架单元201的内缸筒13相对外缸筒14上移，从而抬高第一车辆悬架单元101和第二车辆悬架单元201所在位置的车身。相反，当需要降低车身高度时，第一控制阀37a将封闭油路23与液压油箱36连通，由于车身重力作用，第一车辆悬架单元101和第二车辆悬架单元201的外缸筒14内的液压油被压出，内缸筒13相对外缸筒14下移，从而降低第一车辆悬架单元101和第二车辆悬架单元201所在位置的车身。 

为了实现对车身高度的精确控制，在每个车辆悬架单元上设有用于检测内缸筒13相对外缸筒14的位移的位移传感器38，位移传感器38可以是线性位移传感器。在本实施例中，第一至第二控制阀37a、37b可以是电控阀，也可以是液控阀。 

以上的互连悬架系统中的车辆悬架单元都采用互连悬架单元的第一实施例所示的互连悬架单元，需要理解的是，以上各互连悬架系统中的互连悬架单元可以用第二实施例的互连悬架单元替换，同样可以实现相同的功能。 

需要理解的是，在等效体积的条件下，各实施例中气体蓄能器的数目并不局限于图示中的数目，图示中的数目仅是示意性的。 

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保 护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。 

Claims (12)

1.一种车辆悬架单元，其特征在于，包括外缸筒和内缸筒，所述外缸筒内设有与所述外缸筒同轴的活塞杆，所述活塞杆的上端设有内活塞，所述内活塞位于所述内缸筒中并将所述内缸筒分为内缸上腔和内缸下腔；

所述内缸筒的下端设有环形外活塞，所述环形外活塞位于所述外缸筒和活塞杆之间的环形腔体内并将所述环形腔体分为外缸上腔和外缸下腔；

所述内缸筒的上部设有与所述内缸上腔相连通的内缸上油口，所述内缸筒的上部或所述外缸筒的下部设有与所述内缸下腔相连通的内缸下油口；

所述外缸筒的上部设有与所述外缸上腔相连通的外缸上油口，所述外缸筒的下部设有与所述外缸下腔相连通的外缸下油口。

2.根据权利要求1所述的车辆悬架单元，其特征在于，所述活塞杆的内部具有一通道，所述通道由所述活塞杆的下部延伸至上部，所述通道的上端与所述内缸下腔相连通，所述外缸筒的下部设有与所述通道的下端相连通的内缸下油口。

3.根据权利要求1所述的车辆悬架单元，其特征在于，所述内缸筒的筒壁内具有一通道，所述通道由所述内缸筒的筒壁的下部延伸至上部，所述通道的下端与所述内缸下腔相连通，所述内缸筒的上部设有与所述通道的上端相连通的内缸下油口。

4.一种互连悬架系统，其特征在于，包括四个如权利要求1至3任一项所述的车辆悬架单元，其中第一车辆悬架单元安装在左前车轮，第二车辆悬架单元安装在右前车轮，第三车辆悬架单元安装在右后车轮，第四车辆悬架单元安装在左后车轮；

所述第一车辆悬架单元的内缸上油口、第二车辆悬架单元的内缸下油口、第三车辆悬架单元的内缸下油口和第四车辆悬架单元的内缸上油口通过管路相连通并与第一气体蓄能器相连；

所述第一车辆悬架单元的内缸下油口、第二车辆悬架单元的内缸上油口、第三车辆悬架单元的内缸上油口和第四车辆悬架单元的内缸下油口通过管路相连通并与第二气体蓄能器相连。

5.根据权利要求4所述的互连悬架系统，其特征在于，

所述第一车辆悬架单元的外缸上油口和外缸下油口通过管路相连通并与第三气体蓄能器相连；

所述第二车辆悬架单元的外缸上油口和外缸下油口通过管路相连通并与第四气体蓄能器相连；

所述第三车辆悬架单元的外缸上油口和外缸下油口通过管路相连通并与第五气体蓄能器相连；

所述第四车辆悬架单元的外缸上油口和外缸下油口通过管路相连通并与第六气体蓄能器相连。

6.根据权利要求4所述的互连悬架系统，其特征在于，

所述第一车辆悬架单元的外缸下油口通过管路与第三气体蓄能器相连；

所述第二车辆悬架单元的外缸下油口通过管路与第四气体蓄能器相连；

所述第三车辆悬架单元的外缸下油口通过管路与第五气体蓄能器相连；

所述第四车辆悬架单元的外缸下油口通过管路与第六气体蓄能器相连；

所述第一车辆悬架单元、第二车辆悬架单元、第三车辆悬架单元和第四车辆悬架单元的外缸上油口分别与空气相连通。

7.根据权利要求5或6所述的互连悬架系统，其特征在于，所述互连悬架系统还包括液压油箱以及液压泵，所述液压泵的进油口与所述液压油箱相连;

所述液压泵的出油口通过管路经由第一单向阀、第一控制阀与所述第一车辆悬架单元的外缸下油口相连；

所述液压泵的出油口通过管路经由第二单向阀、第二控制阀与所述第二车辆悬架单元的外缸下油口相连；

所述液压泵的出油口通过管路经由第三单向阀、第三控制阀与所述第三车辆悬架单元的外缸下油口相连；

所述液压泵的出油口通过管路经由第四单向阀、第四控制阀与所述第四车辆悬架单元的外缸下油口相连。

8.根据权利要求4所述的互连悬架系统，其特征在于，

所述第一车辆悬架单元的外缸上油口、外缸下油口和所述第二车辆悬架单元的外缸上油口、外缸下油口通过管路相连通并与第三气体蓄能器相连；

所述第三车辆悬架单元的外缸上油口、外缸下油口和所述第四车辆悬架单元的外缸上油口、外缸下油口通过管路相连通并与第四气体蓄能器相连。

9.根据权利要求4所述的互连悬架系统，其特征在于，所述第一车辆悬架单元的外缸下油口和所述第二车辆悬架单元的外缸下油口通过管路相连通并与第三气体蓄能器相连；

所述第三车辆悬架单元的外缸下油口和所述第四车辆悬架单元的外缸下油口通过管路相连通并与第四气体蓄能器相连；

所述第一车辆悬架单元、第二车辆悬架单元、第三车辆悬架单元和第四车辆悬架单元的外缸上油口分别与空气相连通。

10.根据权利要求8或9所述的互连悬架系统，其特征在于，所述互连悬架系统还包括液压油箱以及液压泵，所述液压泵的进油口与所述液压油箱相连;

所述液压泵的出油口通过管路经由第一单向阀、第一控制阀和所述第一车辆悬架单元的外缸下油口以及所述第二车辆悬架单元的外缸下油口相连；

所述液压泵的出油口通过管路经由第二单向阀、第二控制阀和所述第三车辆悬架单元的外缸下油口以及所述第四车辆悬架单元的外缸下油口相连。

11.根据权利要求4所述的互连悬架系统，其特征在于，

所述第一车辆悬架单元的外缸下油口、第二车辆悬架单元的外缸下油口、所述第三车辆悬架单元的外缸上油口和第四车辆悬架单元的外缸上油口通过管路相连通并与第三气体蓄能器相连；

所述第一车辆悬架单元的外缸上油口、第二车辆悬架单元的外缸上油口、所述第三车辆悬架单元的外缸下油口和第四车辆悬架单元的外缸下油口通过管路相连通并与第四气体蓄能器相连。

12.根据权利要求11所述的互连悬架系统，其特征在于，所述互连悬架系统还包括液压油箱以及液压泵，所述液压泵的进油口与所述液压油箱相连；

所述液压泵的出油口通过管路经由第一单向阀，第一控制阀和所述第一车辆悬架单元的外缸下油口、第二车辆悬架单元的外缸下油口、第三车辆悬架单元的外缸上油口以及第四车辆悬架单元的外缸上油口相连；

所述液压泵的出油口通过管路经由第二单向阀、第二控制阀和所述第一车辆悬架单元的外缸上油口、第二车辆悬架单元的外缸上油口、第三车辆悬架单元的外缸下油口以及第四车辆悬架单元的外缸下油口相连。

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