CN104228509A - 被动控制的可调整悬架高度的悬架 - Google Patents

Abstract

一种用于车辆的悬架系统，具有车辆车身和道路车轮，包括将道路车轮连接到车辆车身的悬架角部。悬架角部保持道路车轮和道路表面之间的接触。悬架系统包括布置在悬架角部处的囊，用于响应于在车轮处产生的力泵送流体且保持一定量的流体。悬架系统还包括与囊流体连通的蓄积器，用于选择性地通过囊蓄积的流体和将流体释放到囊。悬架系统另外包括阀，其用于选择性地将蓄积的流体保持在蓄积器中和从蓄积器释放流体。囊的高度响应于被囊保持的流体的量而变化，以在悬架角部处设定车辆的悬架系统高度。

Description

被动控制的可调整悬架高度的悬架

技术领域

本发明涉及用于车辆的被动控制的可调整悬架高度的悬架(adjustableride height suspension)。

背景技术

目前的路面行驶车辆和越野行驶车辆通常使用悬架系统，其通常包括具有弹簧、减震器和联动装置的系统，其将车辆车身连接到车辆的车轮。因为作用在车辆车身上的大部分力通过道路和轮胎之间的接触路径传递，车辆悬架的其中一个主要目标是保持车辆的道路车轮和道路表面之间的接触。另外，悬架的设计还影响车辆车身相对于道路表面的高度。

车辆悬架系统通常对车辆的路面抓持/操控和制动有贡献，以及能提供舒适性和使得道路噪声、颠簸和振动与车辆乘客隔离。因为这些目标通常存在矛盾，所以悬架系统的调节涉及针对每一个车辆目的用途进行适当折中。例如，用于运动用途车辆的悬架可以被调节以吸声一些驾驶舒适性，而增强操作者的控制，而用于豪华车辆的悬架可以针对相反的目的调节。

发明内容

一种用于车辆的悬架系统，具有车辆车身和道路车轮，包括将道路车轮连接到车辆车身的悬架角部。悬架角部配置为保持道路车轮和道路表面之间的接触。悬架系统包括囊，其布置在悬架角部处，其特点是其具有可变高度，且配置为响应于在车轮处产生的力而泵送流体且保持一定量的流体。悬架系统还包括与囊流体连通的蓄积器。蓄积器配置为选择性地蓄积通过囊泵送的流体且随后按要求将流体释放回到液压系统，所述液压系统流体地将蓄积器连接到囊。悬架系统另外包括与蓄积器流体连通的阀。阀配置为选择性地将可蓄积的流体保持在蓄积器中和从蓄积器释放蓄积的流体。囊的高度响应于通过囊保持的流体量而变化，即通过流体选择性地膨胀和塌缩，由此在悬架角部处设定车辆车身相对于道路表面的高度，即悬架系统高度。

悬架系统可以另外包括传感器，其配置为检测被囊保持的流体体量且产生表示该量的信号。进而，悬架系统可以包括控制器，其配置为接收表示被囊保持的流体量的信号，和调节所述阀，以选择性地通过蓄积器蓄积和释放流体。

悬架角部可以包括将车轮连接到车辆车身的控制臂和布置在控制臂和车辆车身之间的缓冲器。用在悬架角部中的缓冲器配置为在车辆于道路表面上行驶时对车轮处产生的力进行缓冲。进而，在车辆于道路表面上行驶时在车轮处产生的力可以使得控制臂移位且又促动囊以泵送流体。

蓄积器可以安装到车辆车身和缓冲器中的一个。

囊包括包括大致环形形状，其限定中空的中间部分。另外，缓冲器可以包括紧固构件，其延伸经过中间部分。

囊可以布置在缓冲器和车身之间，且在这种情况下紧固构件固定到车身。

囊可以布置在缓冲器和控制臂之间，且在这种情况下紧固构件被固定到控制臂。

囊可以包括第一囊和第二囊。在这种情况下，第一囊可以布置在缓冲器和车身之间且第二囊可以布置在缓冲器和控制臂之间。

车身可以包括布置为接收第一囊的第一空穴，且控制臂可以包括布置为接收第二囊的第二空穴。

另一方面，本发明还提供一种用于车辆的悬架系统，所述车辆具有车辆车身和道路车轮，所述悬架系统包括:车辆悬架角部，将道路车轮连接到车辆车身且配置为保持道路车轮和道路表面之间的接触；囊，布置在悬架角部处，其特点是其具有可变高度，且配置为响应于在车轮处产生的力而泵送流体且保持至少一定量的流体；贮存器，与囊流体连通且配置为选择性地蓄积通过囊泵送的流体和将流体释放到囊；和阀，与贮存器流体连通且配置为选择性地将蓄积的流体保持在贮存器中和从蓄积器释放蓄积的流体；其中囊的高度响应于通过囊保持的流体量而变化，由此在悬架角部处设定车辆车身相对于道路表面的高度。

悬架系统进一步包括:传感器，配置为检测通过囊保持的流体量且产生表示该量的信号；和控制器，配置为接收表示被囊保持的流体量的信号，和调节所述阀以选择性地通过贮存器蓄积和释放流体。

在上述悬架系统中，角部包括控制臂和缓冲器，所述控制臂将道路车轮连接到车辆车身，所述缓冲器布置在控制臂和车辆车身之间且配置为在车辆于道路表面上行驶时对在道路车轮处产生的力进行缓冲，且其中在道路车轮处产生的力使得控制臂移位且又促动所述囊以泵送流体。

在上述悬架系统中，贮存器安装到车辆车身和缓冲器中的一个。

在上述悬架系统中，囊包括大致环形形状，其限定了中空的中间部分，其中缓冲器包括紧固构件，所述紧固构件延伸通过中间部分。

在上述悬架系统中，囊布置在缓冲器和车辆车身之间，且其中紧固构件固定到车辆车身。

在上述悬架系统中，囊布置在缓冲器和控制臂之间，且其中紧固构件固定到控制臂。

在上述悬架系统中，囊包括第一囊和第二囊。

在上述悬架系统中，第一囊布置在缓冲器和车辆车身之间且第二囊布置在缓冲器和控制臂之间。

在上述悬架系统中，车辆车身包括布置为接收第一囊的第一空穴，且控制臂包括布置为接收第二囊的第二空穴。

在下文结合附图进行的对实施本发明的较佳模式(一个或多个)和实施例(一个或多个)做出的详尽描述中能容易地理解上述的本发明的特征和优点以及其他的特征和优点。

附图说明

图1是根据本发明的具有悬架系统的机动车辆的平面图。

图2是如图1所示的车辆的一类悬架角部的示意性横截面视图，其具有弹簧、缓冲器、控制臂和膨胀状态下的可膨胀囊，其中囊设置在缓冲器和控制臂之间。

图3是如图2所示的悬架角部的示意图，其中囊被显示为处于塌缩状态。

图4是如图1所示的另一类悬架角部的示意性横截面视图，其具有支柱、控制臂和膨胀状态下可膨胀囊，其中囊被设置在支柱和车辆车身之间。

图5如图4所示的悬架角部的示意性横截面视图，其中囊被显示为处于塌缩状态。

图6是囊的示意性透视图。

图7是配置为用于控制所述悬架系统的液压回路的示意图。

具体实施方式

参见附图，其中相同的附图标记指示相同的部件，图1显示了机动车辆10的示意图，其包括车身12。车辆10还包括配置为推进车辆的动力传动系14。如图1所示，动力传动系14包括发动机16和变速器18。动力传动系14也可以包括一个或多个电动机/发电机以及燃料电池，两者都未显示，但是采用这样的装置的动力传动系构造是本领域技术人员所理解的。

车辆10还包括多个道路车轮，包括前车轮20和后车轮22。虽然有四个车轮，即一对前车轮20和一对后车轮22，如图1所示，但是具有更少或更多数量车轮的车辆还是可以的。如所示的，车辆悬架系统24操作性地将车身12连接到前车轮和后车轮20、22，用于保持车轮和道路表面13之间的接触，且用于保持车辆的操作。悬架系统24可以包括上控制臂26、下控制臂28、减震器或缓冲器30和连接到前车轮和后车轮20、22每一个的弹簧32。虽然悬架系统24的具体构造显示在图1-3中，但是其他的车辆悬架设计可类似地被想到(例如使用支柱(strut)34，如图4-5所示的各悬架角部36所代表的)。

悬架系统24还包括多个转向节38，每一个转向节配置为经由道路车轮毂和轴承组件(未示出)支撑相应车轮20、22。图2-3显示了悬架系统24的代表性角部36，其包括代表性的转向节38。每一个转向节38可以经由上控制臂26和下控制臂28操作地连接到车身12，且其响应于道路输入而运动受到减震器(即缓冲器30)以及弹簧32或支柱34的组合的控制。缓冲器30或支柱34配置为在车辆10行驶经过道路表面13时对在车轮20、22处产生的力进行缓冲或阻尼。

如图2-6所示，悬架系统24还包括布置在每一个悬架角部(suspensioncorner)36的囊40。囊40构成容器，所述容器可被流体填充且配置为选择性地在额外流体44被保持在其中时体积膨胀而在流体从中去除时收缩。囊40特征在于可变高度42(如图6所示)，其中膨胀高度42a如图2和4所示，且塌缩高度42b如图3和5所示。囊40依照缓冲器30或支柱34定位。囊40配置为在车辆10经过道路表面13且车轮相对于道路表面垂直地运动时响应于在车轮20、22处产生的力和位移而泵送流体44。在车辆10运行过程中的任何时候，囊40通常保持一定量的流体44。囊40所保持的一定量流体在下控制臂28和车辆车身12之间建立有效的距离47。

如图7所示，悬架系统24另外包括与囊40经由流体管系统50流体连通的贮存器48。贮存器48配置为收集选择性地积聚的流体44，所述流体通过囊40泵送，且随后根据要求将流体释放回到流体管50。泵52经由流体管50与贮存器48流体连通。泵52使得从贮存器48接收的流体44加压且将加压流体输送到蓄积器54。蓄积器54被阀56控制，以选择性地积聚或保持加压流体44且在被促动时将流体释放到囊40。阀56可以是单向压力阀，其可以被如后文详述的控制器调节。因而，囊40的高度42响应于从蓄积器54经由阀56供应而来的流体44的量而改变。进而，在囊40选择性地被流体44填充和排放时，每一个囊的变化高度42在每一个悬架角部36处相对于道路表面13设置车辆车身12的高度，即58。囊40的高度42可以通过阀56以不连续的间隔或高度梯度而改变，或基本上按照需要无级地改变。

如图4-5和7所示，悬架系统24也可以包括传感器60，所述传感器配置为检测被囊40保持的流体44的量，例如通过感知流体压力。传感器60也可以产生表示被囊40保持的流体44的量的信号。另外如图1所示，车辆10包括控制器62，其配置为接收通过传感器60产生的信号。进而，控制器62调节所述阀56，以选择性地积聚和释放被蓄积器54保持的流体44。控制器62可以是专用于调节所述阀56的单独控制单元，以便响应于道路条件、车辆速度和其他预设变量、车辆车身控制器或整合的车辆中央处理单元来改变悬架系统高度58。这种预设变量可以被选择，且随后在车辆10的测试和开放过程中针对每一个变量经验地建立适当的车辆悬架系统高度58，以用于随后编程到控制器62中。

如图2-3所示，缓冲器30可以布置在下控制臂28和车辆车身12之间。因而，在车轮20、22处产生的力使得下控制臂28移位且又促动囊40并让囊40循环变化，从而包含在囊中的一定量流体44被泵出。如图2所示，蓄积器54可以安装到缓冲器30或安装到车辆车身12(如图3所示)。在悬架角部36采用支柱34的情况下，蓄积器54可以类似地安装到支柱(如图3所示)或安装到车辆车身12(如图5所示)。如图6所示，囊40包括大致环形状40a，其限定中空的中间部分40b。缓冲器30包括紧固构件64，所述紧固构件延伸通过中间部分40b且使用互补的带螺纹螺母66，以用于将缓冲器保持到车辆10。

如图4-5所示，在囊40布置在支柱34和车辆车身12之间的情况下，紧固构件64经由带螺纹螺母66固定到车辆车身12，例如在避震塔(shocktower)68处。虽然在图4-5中囊40被布置在支柱34和车身12之间，如图2-3的实施例中，但是囊也可以布置在缓冲器30和下控制臂28之间。如所示的，紧固构件64延伸通过下控制臂28且随后经由带螺纹螺母66固定到控制臂。悬架系统24也可以在每一个角部36处包括多于一个的囊40。每一个角部36可以包括布置在缓冲器30或支柱34中之任一与车辆车身12之间一个囊40，且还包括布置在缓冲器或支柱与下控制臂28之间的第二囊40。这种孪生的囊构造允许用于车辆10的悬架系统高度58具有更大的变化范围。如图4-5所示，车辆车身12包括布置为接收第一囊40的第一空穴70，且如图2-3所示，控制臂包括布置为接收第二囊40的第二空穴72。

控制器62可以编程为选择性地调节流体44到第一和/或第二囊40的输送，这取决于基于道路条件的期望悬架系统高度58、车辆10的速度和车辆操作者期望的通常性能。因而，通过捕获悬架铰接运动产生的动能，悬架系统24提供了成本有效的调节车辆悬架系统高度的方法。另外，由于减小的悬架系统高度(其有利地影响车辆的空气拖曳系数)，悬架系统24可以有助于减少车辆10的燃料消耗。进而，悬架系统24实现车辆悬架系统高度的调节，而不借助于通常避免使用标准弹簧和缓冲器的完全气动的悬架。

附图中的详细的描述和显示是对本发明的支持和描述，而本发明的范围仅通过权利要求限定。尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。进而，附图所示的实施例或本发明说明书提到的各种实施例的特点不应被理解为是彼此独立的实施例。相反，实施例的一个例子中所述的每一个特点可以与其他实施例的一个或多个其他期望特点组合，形成并未参考附图所述的其他实施例因而，这种其他实施例落入所附权利要求的范围。

Claims (10)

1.一种车辆，包括:

车辆车身；

道路车轮，配置为保持与道路表面接触；

车辆悬架角部，将道路车轮连接到车辆车身且配置为保持道路车轮和道路表面之间的接触；

囊，布置在悬架角部处，其特点是其具有可变高度，且配置为响应于在道路车轮处产生的力而泵送流体且保持至少一定量的流体；

蓄积器，与囊流体连通且配置为选择性地蓄积通过囊泵送的流体和将流体释放到囊；和

阀，与蓄积器流体连通且配置为选择性地将蓄积的流体保持在蓄积器中和从蓄积器释放蓄积的流体；

其中囊的高度响应于通过囊保持的流体量而变化，由此在悬架角部处设定车辆车身相对于道路表面的高度。

2.如权利要求1所述的车辆，进一步包括:

传感器，配置为检测通过囊保持的流体量且产生表示该量的信号；和

控制器，配置为接收表示被囊保持的流体量的信号，和调节所述阀以选择性地通过蓄积器蓄积和释放流体。

3.如权利要求1所述的车辆，其中角部包括控制臂和缓冲器，所述控制臂将道路车轮连接到车辆车身，所述缓冲器布置在控制臂和车辆车身之间且配置为在车辆于道路表面上行驶时对在道路车轮处产生的力进行缓冲，且其中在道路车轮处产生的力使得控制臂移位且又促动所述囊以泵送流体。

4.如权利要求3所述的车辆，其中蓄积器安装到车辆车身和缓冲器中的一个。

5.如权利要求3所述的车辆，其中囊包括大致环形形状，其限定了中空的中间部分，其中缓冲器包括紧固构件，所述紧固构件延伸通过中间部分。

6.如权利要求5所述的车辆，其中囊布置在缓冲器和车辆车身之间，且其中紧固构件固定到车辆车身。

7.如权利要求5所述的车辆，其中囊布置在缓冲器和控制臂之间，且其中紧固构件固定到控制臂。

8.如权利要求1所述的车辆，其中囊包括第一囊和第二囊。

9.如权利要求8所述的车辆，其中第一囊布置在缓冲器和车辆车身之间且第二囊布置在缓冲器和控制臂之间。

10.如权利要求9所述的车辆，其中车辆车身包括布置为接收第一囊的第一空穴，且控制臂包括布置为接收第二囊的第二空穴。