CN104608580B - 耦合扭力梁桥式悬架系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种耦合扭力梁桥式悬架系统，其可包括拖曳臂和车身接合单元，所述拖曳臂分别联接至扭力梁的相对端，所述车身接合单元中的每一个设置于各个拖曳臂的前端部分中，并将各个拖曳臂与车身接合。每个车身接合单元可包括拖曳臂衬套、连杆支架、车身安装衬套和减震器，所述拖曳臂衬套联接至各个拖曳臂的前端部；所述连杆支架设置于所述拖曳臂衬套的前方，并在车辆的宽度方向上与所述拖曳臂衬套接合；所述车身安装衬套设置于所述拖曳臂衬套的外部，并在上述拖曳臂衬套的前方，安装于所述连杆支架中，并在车辆的高度方向上与车身的下部接合；所述减震器连接至所述连杆支架和邻接所述车身安装衬套的车身。

Description

耦合扭力梁桥式悬架系统

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年11月4日提交的韩国专利申请第10-2013-0132956号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。

技术领域

本发明涉及一种耦合扭力梁桥式悬架系统，更特别地涉及一种耦合扭力梁桥式悬架系统，其用于在车辆转向时同时改进外后车轮相对于推力和拖曳力的抗冲击特性和滚动特性，以及控制其相对于侧向力的移动(例如斜向)特性。

背景技术

通常，尽管具有诸如乘坐舒适性、驾驶稳定性等的设计性能因素的局限性，相比于独立型悬架系统，耦合扭力梁桥式悬架系统(下文称为CTBA)已主要用于紧凑型和中型车的后轮悬架系统，这是因为耦合扭力梁桥式悬架系统由于它们更简单的部件而具有轻质和低制造成本的优点。

图1为根据相关技术的一个实施例的CTBA的立体图。参照图1，根据相关技术的一个实施例的CTBA设置有在车辆的宽度方向上的扭力梁1、分别联接至扭力梁1的相对端的拖曳臂5，和用于在拖曳臂5处安装轮辋的承载架3。

用于在其上安装弹簧7的弹簧座9和用于与减震器11联接的减震器销13设置于拖曳臂5的后内部分。另外，车身接合单元15设置于拖曳臂5的前端部分，以联接至车身。每个车身接合单元15包括联接至拖曳臂5的前端部分的拖曳臂衬套21，和通过螺栓25联接至拖曳臂衬套21的安装支架23。

根据具有前述构造的CTBA，车轮由于扭力梁1的扭曲变形特性而变形，且除此之外，拖曳臂5的位置和车身接合单元15的构造导致车轮的变形。

考虑到车辆转向时的驾驶稳定性，车辆应该保持转向不足的趋势，为此目的，理想的是应该诱导转向车辆的后外车轮(下文称为后外车轮)前束(toe-in)，应该诱导转向车辆的后内车轮(下文称为后内车轮)后束(toe-out)。

然而，常规CTBA就其移动具有如下问题。

图2为示出了根据相关技术的一个实施例的施加有侧向力的耦合扭力梁桥式悬架系统的移动特性的俯视平面图。如图2所示，尽管根据相关技术的一个实施例的CTBA在施加有侧向力F1时就力学而言不可自由移动，但整个CTBA通过拖曳臂衬套21的变形而旋转，并在后外车轮W1处产生束角。即，当车辆转向时，凸起的后外车轮W1被施加侧向力F1，并因此有可能被诱导后束，而回弹的后内车轮W2被施加侧向力F1，并因此有可能保持之前的束角或被诱导前束，使得车辆通常转向过度，并因此导致转向稳定性的劣化。

由于CTBA相对于车身的机械瞬时旋转中心SP(即在接合至车身的拖曳臂衬套21的接合方向上延伸的线条的交叉点)位于车轮中心WC前方，因此后外车轮W1由于侧向力F1而具有后束的趋势，而后内车轮W2由于侧向力F1而具有前束的趋势。

近来，为了解决常规CTBA的这种转向稳定性问题，正在开发悬架系统以改进车身和拖曳臂5的车身接合单元的结构，使得CTBA相对于车身的瞬时旋转中心SP位于车轮中心WC后方。

图3为根据相关技术的另一实施例的耦合扭力梁桥式悬架系统的俯视平面图。参照图3，根据其他实施例的经改进的CTBA设置有连杆支架31作为车身与拖曳臂衬套21之间的车身接合单元15，使得瞬时旋转中心SP相对于车身位于车轮中心WC的后方。

即，连杆支架31的后端部在车辆的宽度方向上与拖曳臂衬套21平行接合，连杆支架31的前端部设置有车身装配件33，由此与车身的一个下部接合，所述车身装配件33可在旋转方向上相对于车身自由旋转。

在此情况中，车身装配件33通过连杆支架31联接至拖曳臂衬套21，并在车辆的高度方向上与车身接合，使得车身装配件33在车辆的宽度方向上在连杆支架31的前端部处与车身接合。

因此，CTBA相对于车身的瞬时旋转中心SP在连接装配件33的中心S1与拖曳臂衬套21的中心S2的延长线的交点处形成，并位于车轮中心WC的后方。

这样，在根据目前的实施例的CTBA中，相对于车身的瞬时旋转中心SP位于车轮中心WC的后方，使得其具有相对于侧向力F1和推力和拖曳力的如下移动特性。

图4a、图4b和图4c为示出了根据相关技术的另一实施例的施加有侧向力和推力和拖曳力的耦合扭力梁桥式悬架系统的移动特性的俯视平面图。

在图4a中，当后轮施加有侧向力F1时，凸起的后外车轮被诱导前束，而回弹后外转向车辆W2保持固定的前束角或被诱导后束，使得车辆通常转向不足以确保转向稳定性。

同时，当后轮被施加有推力和拖曳力F2以及侧向力F1时，基于瞬时旋转中心SP诱导CTBA旋转。即，在图4b中，在根据另一实施例的CTBA中，在其中后轮同时被施加有推力和拖曳力的双重冲击环境下(例如当车辆制动或经过减速带时)，CTBA的旋转通过后轮的对称旋转而抵消，由此确保驾驶稳定性。

然而，在图4c中，在其中后轮中的一个被不对称地施加有推力和拖曳力F2的单冲击环境中，对应的后轮被诱导后束，这使得CTBA的移动特性通常不稳定，由此劣化驾驶稳定性，如在根据相关技术的之前的实施例中那样。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

根据本发明的各个方面的耦合扭力梁桥式悬架系统可包括拖曳臂和车身接合单元，所述拖曳臂分别联接至扭力梁的相对端；所述车身接合单元的每个设置于各个拖曳臂的前端部分中，并将各个拖曳臂与车身接合，其中每个车身接合单元可包括拖曳臂衬套、连杆支架、车身安装衬套和减震器，所述拖曳臂衬套联接至各个拖曳臂的前端部分；所述连杆支架设置于所述拖曳臂衬套的前方，并在车辆的宽度方向上与所述拖曳臂衬套接合；所述车身安装衬套设置于所述拖曳臂衬套的外部并在所述拖曳臂衬套的前方，安装于所述连杆支架中，并在车辆的高度方向上与车身的下部接合；所述减震器连接至所述连杆支架和邻接所述车身安装衬套的车身。

所述连杆支架可包括袋状容纳部和水平部分，所述袋状容纳部形成为被所述拖曳臂衬套插入，并与所述拖曳臂衬套接合；所述水平部分形成为在所述袋状容纳部的外部，并在所述袋状容纳部的前方，且安装有所述车身安装衬套。所述减震器可连接至所述连杆支架的内前端部和车身，并可输出与施加力的速度成比例的阻尼力。所述减震器可通过安装衬套或球形接头连接至所述连杆支架的内前端部和车身。经过所述车身安装衬套的中心和所述拖曳臂衬套的中心的延长线与在车身的长度方向上经过所述拖曳臂衬套中心的中心线形成锐角，且CTBA的瞬时旋转中心设定为位于车轮中心的后方，所述延长线和另一延长线经过所述瞬时旋转中心。所述车身安装衬套可连接至车身的侧面构件的底面。

根据本发明的各个方面的耦合扭力梁桥式悬架系统(CTBA)可包括拖曳臂和车身接合单元，所述拖曳臂分别联接至扭力梁的相对端；所述车身接合单元的每个设置于各个拖曳臂的前端部分中，并将各个拖曳臂与车身接合，其中每个车身接合单元可包括拖曳臂衬套、连杆支架、车身安装衬套和减震器，所述拖曳臂衬套联接至各个拖曳臂的前端部分；所述连杆支架设置于所述拖曳臂衬套的前方，并与所述拖曳臂衬套接合；所述车身安装衬套安装于所述连杆支架中，并在车辆的高度方向上与车身的下部接合；所述减震器连接至所述连杆支架和邻接所述车身安装衬套的车身，其中CTBA的瞬时旋转中心可设定为位于车轮中心的后方，在所述CTBA的瞬时旋转中心处，延长线经过所述车身安装衬套的中心和所述拖曳臂衬套的中心。

所述连杆支架可包括袋状容纳部和水平部分，所述袋状容纳部形成为被所述拖曳臂衬套插入，并与所述拖曳臂衬套接合；所述水平部分形成为在所述袋状容纳部的外部，并在所述袋状容纳部的前方，且安装有所述车身安装衬套。所述减震器可连接至所述连杆支架的内前端部和车身，并输出与施加力的速度成比例的阻尼力。所述减震器可通过安装衬套或球形接头连接至所述连杆支架的内前端部和车身。经过所述车身安装衬套的中心和所述拖曳臂衬套的中心的延长线可与在车身的长度方向上经过所述拖曳臂衬套的中心的中心线形成锐角。所述车身安装衬套可连接至车身的侧面构件的底面。

根据本发明的各个方面，由于使用连杆支架，且相对于车身的瞬时旋转中心SP位于车轮中心WC的后方，因此当车辆转向时，通过侧向力，外后车轮被诱导前束，且内后车轮被诱导后束，由此确保了转向稳定性。

另外，在后轮中的一个被不对称地施加有推力和拖曳力时(例如当在粗糙道路上行驶时)的单冲击情况中，旋转连杆相对于车身的瞬时旋转中心CP变化，因此CTBA的瞬时旋转中心移动至施加推力和拖曳力的作用线的外部，由此减小后束的量。即，在后束的方向上相应的后轮的旋转量减小，以确保CTBA的总体驾驶稳定性。

通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的方法和设备所具有的其他特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。

附图说明

图1为根据相关技术的一个实施例的耦合扭力梁桥式悬架系统的立体图。

图2为示出了根据相关技术的一个例子的施加有侧向力的耦合扭力梁桥式悬架系统的移动特性的俯视平面图。

图3为根据相关技术的另一例子的耦合扭力梁桥式悬架系统的俯视平面图。

图4a、图4b和图4c为示出了根据相关技术的另一实施例的施加有侧向力和推力和拖曳力的耦合扭力梁桥式悬架系统的移动特性的俯视平面图。

图5为根据本发明的一个示例性耦合扭力梁桥式悬架系统的俯视图。

图6为适用于根据本发明的一个示例性耦合扭力梁桥式悬架系统的一个示例性车身接合单元的放大立体图。

图7a和图7b为示出了根据本发明的施加有推力和拖曳力的一个示例性耦合扭力梁桥式悬架系统的移动特性的俯视平面图。

具体实施方式

下面将对本发明的各个实施方案详细地作出引用，这些实施方案的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。

为了描述容易而显示图中所示的每个部件的尺寸和厚度，且本发明不限于此，为了清晰而夸大了部分和区域的厚度。另外，省略与描述不相关的零件以清楚描述本发明的示例性实施方案，在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件，这也适用于相关技术。

此外，当描述本发明的示例性实施方案时，为了易于描述，假设图5的上部定义为前方，下部定义为后方。根据本发明的各个实施方案的耦合扭力梁桥式悬架系统对称地或基本上对称地设置于车辆的每个后轮中，且为了易于描述，对一侧的描述适用于另一侧。

图5为根据本发明的各个实施方案的耦合扭力梁桥式悬架系统的俯视平面图，图6为根据本发明的各个实施方案的耦合扭力梁桥式悬架系统的放大立体图，且图7a和图7b为示出了根据本发明的各个实施方案的施加有推力和拖曳力的耦合扭力梁桥式悬架系统的移动特性的俯视平面图。

参照图5，耦合扭力梁桥式悬架系统(下文称为CTBA)在车辆的宽度方向上设置有扭力梁1，以及分别固定至扭力梁1的相对端的拖曳臂5。

弹簧座9在拖曳臂5的后内侧处形成，以安装弹簧。车身接合单元15设置于拖曳臂5的前端部分处，以联接至车身50。

在根据本发明的各个实施方案的CTBA中，每个车身接合单元15包括拖曳臂衬套21、连杆支架31、车身安装衬套33和减震器41。拖曳臂衬套21联接至拖曳臂5的前端部分。连杆支架31设置于拖曳臂衬套21的前方，并在车辆的宽度方向上与拖曳臂衬套21平行接合。

在此情况中，参照图6，袋状容纳部31a在连杆支架31的后端部处形成，以被拖曳臂衬套21插入并与拖曳臂衬套21接合，水平部分31b在袋状容纳部31a的前方在袋状容纳部31a的外部一体形成，并安装有车身安装衬套33。

车身安装衬套33在拖曳臂衬套21的前方设置于拖曳臂衬套21的外部，并与车身50的下部(其为在车辆高度方向上的侧面构件的下部)接合。

经过车身安装衬套33的中心S1和拖曳臂衬套21的中心S2的延长线L1与在车身50的长度方向上经过拖曳臂衬套21的中心的中心线L2形成锐角θ；延长线L1所经过的CTBA的瞬时旋转中心SP设定为位于车轮中心WC的后方。

减震器41连接至连杆支架31和邻接车身安装衬套33的车身50。减震器41通过安装衬套43连接至连杆支架31的内前端部和车身50，以允许减震器41在连杆支架31的移动中操作。在本发明的各个实施方案中，可使用球形接头以将减震器41连接至连杆支架31的内前端部和车身50。减震器41输出与施加力的速度成比例的阻尼力。

例如当车辆在粗糙道路上行驶时，推力和拖曳力F2在短时间内相对大量地施加。然而，例如当车辆转向时，侧向力F1在长时间内相对少量地施加。

根据作为推力和拖曳力F2和侧向力F1的施加力的特性，减震器41输出与施加力的速度成比例的阻尼力。即，当施加具有高速度的推力和拖曳力F2时，减震器41使用相对较强的阻尼力抑制连杆支架31的旋转，但当施加具有低速度的侧向力F1时，减震器41使用相对较小的阻尼力抑制连杆支架31的旋转。

车身安装衬套33安装于连杆支架31上，以用于将CTBA安装至作为侧面构件的下部的车身50。

CTBA相对于车身50的瞬时旋转中心SP在连接车辆安装衬套33的中心S1与拖曳臂衬套21的中心S2的延长线L1的交点处形成，并位于车轮中心WC的后方。

因此，根据本发明的各个实施方案的CTBA(其中车身安装衬套33和拖曳臂衬套21的中心S1和S2被连杆支架31用作枢转点)在拖曳臂5与车身50之间形成四节点连杆装置。

参照图7a，在CTBA中，当后轮施加有侧向力F1时，例如当车辆转向时，基于瞬时旋转中心SP旋转和凸出的后外轮W1被诱导前述，使得车辆通常转向不足，以确保转向稳定性。在此情况中，由于侧向力F1的相对更低的速度，减震器41输出相对较小的阻尼力，从而略微抑制连杆支架31的旋转。

参照图7b，在CTBA中，在其中后轮中的一个被不对称地施加有推力和拖曳力F2的单冲击环境中，或者在其中两个后轮被同时施加有推力和拖曳力的双冲击环境中，由于力F2的相对更高的速度，减震器41输出相对更大的阻尼力，从而强烈抑制连杆支架31的旋转。这样，连杆支架31的旋转量在后束方向上减小，以确保CTBA的总体驾驶稳定性。

为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”或“下”、“前”或“后”、“内”或“外”等被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方式的特征。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围旨在由所附权利要求书及其等价形式所限定。

Claims (13)

1.一种耦合扭力梁桥式悬架系统，其特征在于，其包括：

拖曳臂，所述拖曳臂分别联接至扭力梁的相对端；和

车身接合单元，所述车身接合单元中的每个设置于各个拖曳臂的前端部分中，并将各个拖曳臂与车身接合，其中

每个车身接合单元包括：

拖曳臂衬套，所述拖曳臂衬套联接至各个拖曳臂的前端部分；

连杆支架，所述连杆支架设置于所述拖曳臂衬套的前方，并在车辆的宽度方向上与所述拖曳臂衬套接合；

车身安装衬套，所述车身安装衬套设置于所述拖曳臂衬套的外部并在所述拖曳臂衬套的前方，所述车身安装衬套安装在所述连杆支架中，并在车辆的高度方向上与车身的下部接合；和

减震器，所述减震器连接至所述连杆支架和邻接所述车身安装衬套的车身。

2.根据权利要求1所述的耦合扭力梁桥式悬架系统，其中所述连杆支架包括：

袋状容纳部，所述袋状容纳部形成为被所述拖曳臂衬套插入，并与所述拖曳臂衬套接合；和

水平部分，所述水平部分形成为在所述袋状容纳部的外部，并在所述袋状容纳部的前方，且安装有所述车身安装衬套。

3.根据权利要求1所述的耦合扭力梁桥式悬架系统，其中所述减震器连接至所述连杆支架的内前端部和车身，并输出与施加力的速度成比例的阻尼力。

4.根据权利要求3所述的耦合扭力梁桥式悬架系统，其中所述减震器通过安装衬套或球形接头连接至所述连杆支架的内前端部和车身。

5.根据权利要求1所述的耦合扭力梁桥式悬架系统，其中：

经过所述车身安装衬套的中心和所述拖曳臂衬套的中心的延长线与在车身的长度方向上经过所述拖曳臂衬套的中心的中心线形成锐角；且

所述耦合扭力梁桥式悬架系统的瞬时旋转中心设定为位于车轮中心后方，所述延长线和另一延长线经过所述瞬时旋转中心。

6.根据权利要求1所述的耦合扭力梁桥式悬架系统，其中所述车身安装衬套连接至车身的侧面构件的底面。

7.一种耦合扭力梁桥式悬架系统，其特征在于，其包括：

拖曳臂，所述拖曳臂分别联接至扭力梁的相对端；和

车身接合单元，所述车身接合单元中的每一个设置于各个拖曳臂的前端部分中，并将各个拖曳臂与车身接合，其中

每个车身接合单元包括：

拖曳臂衬套，所述拖曳臂衬套联接至各个拖曳臂的前端部分；

连杆支架，所述连杆支架设置于所述拖曳臂衬套的前方，并与所述拖曳臂衬套接合；

车身安装衬套，所述车身安装衬套安装在所述连杆支架中，并在车辆的高度方向上与车身的下部接合；和

减震器，所述减震器连接至所述连杆支架和邻接所述车身安装衬套的车身；

其中所述耦合扭力梁桥式悬架系统的瞬时旋转中心设定为位于车轮中心的后方，在所述瞬时旋转中心处，延长线经过所述车身安装衬套的中心和所述拖曳臂衬套的中心。

8.根据权利要求7所述的耦合扭力梁桥式悬架系统，其中所述连杆支架包括：

袋状容纳部，所述袋状容纳部形成为被所述拖曳臂衬套插入，并与所述拖曳臂衬套接合；和

水平部分，所述水平部分形成为在所述袋状容纳部的外部，并在所述袋状容纳部的前方，且安装有所述车身安装衬套。

9.根据权利要求7所述的耦合扭力梁桥式悬架系统，其中所述减震器连接至所述连杆支架的内前端部和车身，并输出与施加力的速度成比例的阻尼力。

10.根据权利要求9所述的耦合扭力梁桥式悬架系统，其中所述减震器通过安装衬套或球形接头连接至所述连杆支架的内前端部和车身。

11.根据权利要求7所述的耦合扭力梁桥式悬架系统，其中经过所述车身安装衬套的中心和所述拖曳臂衬套的中心的延长线与在车身的长度方向上经过所述拖曳臂衬套的中心的中心线形成锐角。

12.根据权利要求7所述的耦合扭力梁桥式悬架系统，其中所述车身安装衬套连接至车身的侧面构件的底面。

13.根据权利要求7所述的耦合扭力梁桥式悬架系统，其中：

经过所述车身安装衬套的中心和所述拖曳臂衬套的中心的延长线与在车身的长度方向上经过所述拖曳臂衬套的中心的中心线形成锐角；且

所述耦合扭力梁桥式悬架系统的瞬时旋转中心设定为位于车轮中心后方，所述延长线和另一延长线经过所述瞬时旋转中心。