CN107000517A - 车轮悬架 - Google Patents

Abstract

一种车轮悬架，包括车架，其适于与车身连接；还包括第一和第二车轮，其共同定义轮距宽度，其中，所述第一车轮通过第一组致动器连接至所述车架，所述第二车轮通过第二组致动器连接至所述车架，从而使得通过操纵所述致动器，能够使所述轮距宽度在窄轮距与宽轮距之间可调整，其特征在于，所述第一组致动器在所述车辆的横向方向上与所述第二组致动器重叠。

Description

车轮悬架

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的车轮悬架。本发明尤其涉及一种车轮悬架，其轮距宽度可以在窄轮距和宽轮距之间进行调整。在此意图使本发明的车轮悬架适用于乘用车。

背景技术

关于具有可变轮距宽度的车辆已经存在许多讨论。这种车辆在停车期间占用更少的空间，因为可以出于停车目的而将其设定在窄轮距位置。在较长且大致笔直的路线上，这种车辆也占用更少的空间，从而，由于这种大致笔直的路线可以以窄轮距位置行驶，使得可以将交通安排为具有更近的密度。当路线变得蜿蜒或出于任何原因而要求更高的车辆稳定性时，可以将上述车辆设定在宽轮距位置。车辆底座以及车辆的表面积也因此而增大，由此，车辆的稳定性也明显增强。由此获得一种车辆，其具有非常稳定的特性以及非常紧凑的特性，由此可以顺应条件而选择车辆的特性。摩托车的优点与乘用车的优点由此得到结合。

尽管已知具有可调轮距宽度的车辆具有许多优点，但具有可变轮距宽度的车辆尚未成功地大规模商业化。US 2003/0136592描述了一种悬架，其具有为履带车辆而开发的可变轨距宽度。然而，该悬架无法实现独立的弹簧安装和/或车轮的减震，因为车轮悬架并非独立的。因此，这样一种悬架不适于应用在乘用车中。

EP 2641860描述了一种轮距宽度可调的独立的车轮悬架。EP 2641860中提出的车轮悬架的优点是可以获得窄轮距和宽轮距的良好比例。这是将致动器可转动并且可伸出地连接至车架的结果。然而，支撑车轮的致动器的回转运动和线性运动的组合是复杂的，这使得以安全且操作可靠的方式实现大规模的应用基本上是不可能的。这种悬架尤其不适于可达到较高速度的轿车。

发明内容

本发明的目的在于提出一种车轮悬架，其具有良好的可变轮距宽度，能够实现车轮的独立的悬架和弹簧安装，并且可以经济地大规模应用。

出于上述目的，本发明提供一种车轮悬架，其适于与车身的连接，且包括：第一和第二车轮，其共同定义了轮距宽度，其中所述第一车轮被提供为通过第一组致动器连接至所述车身，所述第二车轮被提供为通过第二组致动器连接至所述车身，从而使得通过操纵所述致动器，能够使所述轮距宽度在窄轮距与宽轮距之间可调整，其特征在于，所述第一组致动器在所述车辆的横向方向上与所述第二组致动器重叠。

使致动器在车辆的横向方向上重叠，首先实现了使窄轮距相对于宽轮距的比例明显更容易得到最优化的效果。根据本发明，由于致动器在车辆的横向方向上至少部分地重叠，从而可以得到良好的窄轮距与宽轮距的比例，而不需要进行线性致动器与可回转致动器的组合。因此，可以仅使用例如在横向方向上互相重叠的线性致动器，其中，与具有类似致动器但不具有重叠的情况相比，上述重叠对上述比例具有强烈的积极影响。

上述致动器的重叠的另一个效果是，最大弹簧行程显著增加，特别是当车辆处于窄轮距位置时，且不希望出现的转向效应显著降低。这是由于在车辆的横向方向上车轮被悬架的位置与致动器被安装在车辆上的位置之间的距离。由于致动器在横向方向上互相重叠，从而致动器的在车辆的横向方向上看到的总长度比车轮之间的距离（轮距宽度）更大。这里应当指出的是，车轮与车身之间的连接部件越短，则车轮将具有越小的自由（由此最大弹簧行程较小），车轮的转向对其位置的影响就越大。由于作为上述重叠的结果，连接部件（由致动器形成）比传统结构（其中未采用致动器的重叠）中更长，从而车轮的运动学操作得到了最优化。这里的运动学操作决定了低频率下的悬架的性能，而动态操作决定了高频率下的悬架的性能。

这里应当指出的是，根据本发明的车轮悬架包括第一和第二组致动器，其中第一车轮通过第一组致动器被悬架，第二车轮通过第二组致动器被悬架。由此获得了独立的车轮悬架，其中每个车轮均可以相对于车辆的车身而独立地移动。这使得已知的独立车轮悬架（例如麦弗逊式悬架及双叉骨式悬架）的所有优点均在本发明的车轮悬架上得到实现。

所述第一组致动器和所述第二组致动器中的每一个致动器优选为连接至车身。通过将致动器枢转连接至车身使得仅有线性力通过上述致动器而被传递。上述枢转连接例如可以通过球窝接头而形成。

如在悬架领域所公知的，优选为使用所谓的橡胶衬套。致动器通常非常适合于吸收和传递线性力，由此，在优选实施例中可以最佳地使用致动器。致动器在车身上的枢转悬架还允许车轮的动态操作。

第一组致动器和第二组致动器中的每一个致动器均优选为线性致动器。线性致动器的一个例子为液压缸或电动缸。线性致动器非常适合于吸收和传递线性力。线性致动器还允许致动器的长度的改变，从而可以将轮距宽度在窄轮距和宽轮距之间改变。

第一组致动器中的每一个致动器优选为在第一车轮的位置处枢转连接至第一转向节，第二组致动器中的每一个致动器优选为在第二车轮的位置处枢转连接至第二转向节。通过将车轮从转向节处悬架并将每个转向节通过一组致动器而连接至车身，其中每个致动器枢转连接至上述转向节，能够获得独立的车轮悬架。这样一种独立的车轮悬架类似于双叉骨式悬架，其中车轮的外倾位置和转向位置是由转向节的位置决定的。

第一组致动器和第二组致动器中的每一组优选为包括至少一个下致动器和一个上致动器，其大致平行地延伸并优选为分别连接在位于轮轴的下方和上方区域内的车轮的位置处。通过提供类似于双叉骨式悬架、在车身和转向节之间延伸的下、上悬架部件，可以在悬架的任意位置处将车轮的外倾位置保持在最理想状态。由于下、上连接由致动器（其可以缩回和伸出）形成，从而甚至能够实现主动外倾控制。车辆的抓地性，特别是当通过弯道时，可以由此被显著提高。主动外倾控制在实际中仅应用于超级跑车，因为通过传统的悬架进行的主动外倾控制非常昂贵且复杂。利用根据本发明的车轮悬架，主动外倾控制将与可变轮距宽度一同变得简单和便宜。此处应当说明的是，具有上、下致动器是足以控制外倾的。然而优选地，上致动器将被连接在轮轴上方区域内的转向节的位置处，下致动器将被连接在轮轴下方区域内的转向节的位置处。这样，力的传递得到了最优化。对于特殊悬架，例如用于太阳能车辆的悬架，其中转向节具有特殊的设计，这种悬架不属于上述情况，可以将下、上致动器均安装在轮轴的上方。术语“下”和“上”在这里以彼此相对的意义而使用。

第一组致动器和第二组致动器中的每一组优选为还包括转向致动器，其与上、下致动器大致平行地延伸，且连接在从行驶方向上观察时位于轮轴的前方或后方区域内的车轮的位置处。在轮轴的前方或后方提供致动器，使得能够通过移动和/或操纵转向致动器而改变车轮的角位置。该车辆在这里可以被实施为具有被动转向（连接至方向盘且驾驶员可通过其正常地进行转向的转向装置），其中，转向致动器在车架的位置处连接至可往复移动的转向部件，以由此决定车轮的转向角。替代地或者与被动转向组合地，也可以通过操纵转向致动器而以简单的方式实现主动转向。当根据本发明的车辆在前侧和后侧均设有本发明的车轮悬架时，也可以以简单的方式获得四轮转向。在四轮转向中，已知在低速下后轮与前轮反向转向以由此减小转弯半径。在高速下，后轮与前轮同向转向以增强稳定性。这可以在采用根据本发明的车轮悬架的情况下通过控制致动器而以十分简单的方式实现。这里显然地，也可以通过相对于转向致动器而操纵下、上致动器来使车轮转向。转向致动器相对于上、下致动器的运动导致了车轮的转向。在这里，上述相对运动可以由转向致动器或下和/或上致动器而引发。

当第一组致动器和第二组致动器中的致动器被设置在相同位置且车辆向前直行时优选为具有大致相等的长度。因此能够获得平衡的悬架，其中，尽管彼此完全独立，但可以将一个车轮以与另一个车轮相同的方式悬架和转向。

优选为定义一个中心平面，其在车辆的行驶方向向上延伸，且该中心平面经过车轮悬架的重心，其中，第一组致动器和第二组致动器相对于该中心平面不对称地连接至车身。该不对称性首先表现为一种缺点，因为两个车轮上的相同的力是以不同方式传递到车身的。然而，测试和模拟表明，在力如何传递到车身方面的微小差异并不会胜过由致动器的重叠所带来的优点，即转向效应的降低和最大弹簧行程的增加。也可以替代性地通过L型连接而将致动器连接至车身和/或转向节，其中L的短边在其一端的位置处连接至车身或转向节，并且其中L的长边平行于致动器连接，以使致动器在偏离其纵向轴线一段距离的地方连接至车辆和 /或转向节。由此可以真正将与转向节和/或车辆的连接点设置为完全对称，并且致动器仍然不会相互抵触。

所述悬架优选为还包括用于每个车轮的悬架滑柱，该悬架滑柱被提供以控制车轮相对于车身的垂直运动。悬架滑柱是已知的，且被应用在例如麦弗逊式或双叉骨式悬架中。每个车轮的弹簧安装和避震可以由该悬架滑柱决定。上述悬架滑柱在这里可以是主动悬架滑柱或被动悬架滑柱。悬架滑柱将影响车轮的垂直运动，而致动器则大致决定车轮的水平运动。此处应当说明的是，悬架滑柱通常包括避震器和弹簧。在这里不必一定在悬架中将上述避震器和弹簧设置在一起。因此，避震器可以安装在转向节和车身之间，而弹簧可以安装在杆和车身之间。

第一组致动器和第二组致动器中的每一个致动器优选为具有壳体和相对于壳体可滑动的部件，并且其中，致动器的壳体在车辆的横向方向上基本完全互相重叠。通过致动器的壳体的所述基本完全重叠，窄轮距与宽轮距的比例得到最大化。车辆在窄轮距位置上的转向效应和悬架操作也通过壳体的所述基本完全重叠而得到最优化。

悬架优选为还包括控制模块，其被提供以基于车辆的转向输入和速度来控制致动器。基于预编程的算法和/或条件，控制模块可以在这里根据车辆被使用的条件而将致动器设置到窄轮距位置、宽轮距位置或中间位置。控制模块也可以实现如上所述的主动转向和主动外倾控制。

控制模块优选地提供为连接至车辆的侧面碰撞检测传感器，并且其中，控制模块基于上述侧面碰撞检测传感器而将致动器控制在宽轮距位置。测试和模拟显示，车辆在受到侧面冲击的情况下通常表现不佳。特别是在侧面碰撞的情况下对于冲击的吸收（以使对车辆的驾驶员和/或乘客的震动最小化）在实际中是困难的。由于根据本发明的车辆具有宽轮距位置，其中，宽轮距是通过伸出致动器而获得的，从而可以通过采用上述致动器而使得侧面冲击能够以简单的方式被具有本发明的车轮悬架的车辆所吸收。在该方面进行的模拟和计算是非常可期的，并且显示了如何能够将相当大一部分的侧面冲击吸收入致动器中，以使得对于车辆的驾驶员和/或乘客的震动最小化。因此，车辆的安全性大大增强了。通过在车辆上设置侧面碰撞检测传感器并将其连接至控制模块，即使当车辆（最初）处于窄轮距位置时，也可以获得由致动器吸收侧面冲击的优点。在窄轮距位置，控制模块将在即将发生冲击的情况下将车轮悬架设置到宽轮距位置，以使致动器在冲击发生的时刻可以起到对冲击的缓冲器的作用。这增强了具有根据本发明的车轮悬架的车辆的安全性。

附图说明

现在将基于如附图所示的示例性实施例进一步描述本发明。

在附图中：

图1示出了在前部和后部具有根据本发明的一个实施例的车轮悬架的车辆；

图2是具有根据本发明的一个实施例的车轮悬架的车辆处于所述窄轮距位置和所述宽轮距位置时的正视图；以及

图3是具有根据本发明的一个实施例的车轮悬架的车辆中悬架处于不同位置下的正视图。

相同或相似的部件在附图中用相同的附图标记表示。

具体实施方式

本发明涉及一种用于具有可变轮距宽度的车辆的车轮悬架。

具有可变轮距宽度的车辆可以具有三个或更多个车轮。在具有三个车轮的构造中，单个车轮将被设置在前部或后部，而两个车轮彼此间隔一定距离地分别被提供在后部或前部（上述距离为在车辆的横向方向上的距离）。上述两个车轮定义了轮距宽度。轮距宽度越大，则车辆越宽，抓地性越稳定。然而，轮距宽度越大，车辆将占用越多的空间。轮距宽度越窄，则车辆越窄，抓地性越不稳定。然而，轮距宽度越窄，车辆将占用越少的空间。明显地，其他因素也会影响车辆的稳定性。

本发明还可以应用于具有四个车轮的车辆。大多数商用乘用车具有四个车轮。在这里，上述四个车轮中最前面的两个通常是可转向的，以能够确定行驶的方向并且可以使车辆转向。尽管事实上本发明是特别为具有三个或四个车轮的商用乘用车而设计的，但显而易见的是，本发明同样可以应用于为特殊原因而设计的、并因此可以具有除三个或四个车轮以外的特殊数量的车轮的专用车辆。以下将基于具有四个车轮并通过前轮转向的车辆的示例来阐明根据本发明的悬架。然而，在本说明书的基础上，本领域技术人员将能够将该车轮悬架应用于其他构造的车辆中。因此，本发明不限于具有四个车轮的车辆的车轮悬架。

图1示出了具有两个前轮2、3和两个后轮4、5的车辆1。为了能够适宜地示出悬架的不同部件而仅示出了车辆1的基本结构（其不一定是车辆的支撑结构）。车轮2、3、4、5中的每一个围绕转向节6转动并且与其轴连接。该转向节可以具有不同的部件，例如用于制动车轮回转（例如通过制动盘或制动鼓的方式）目的的制动系统，或电动机（用于驱动车辆）。所述转向节连接至车轮悬架的中梁式车架7，其中，车轮悬架的中梁式车架7通常形成车身的一部分或者与车身一体地形成。这里在下文中仅用于描述的清楚性，而中梁式车架7在实际中不会像这样以独立部件的形式存在于车辆中。可以将中梁式车架与车身一体地形成。或者也可以单独地形成中梁式车架7，然后将其连接至车辆1。可以根据不同的原理而将转向节6连接至车架7。例如双叉骨原理或麦弗逊原理，或者独立车轮悬架的其他原理。

图1示出了如何将转向节6连接至车架7以获得两个车轮的独立悬架的一个示例。图1在这里示出了位于车辆的前轮位置处的根据第1实施例的车轮悬架，以及与第1实施例不同地、位于车辆的后轮位置处的根据第2实施例的车轮悬架。基于下面的说明和附图，本领域技术人员将理解，可以基于相同的原理而开发出进一步的变体。

安装在车辆上的车轮通常具有三个平移自由度和三个旋转自由度。为了安装车轮以使转向节仅允许向上运动（用于车辆的悬架），必须预先确定六个自由度中的五个。这在理论上可以通过在转向节和车辆之间提供五个连接，其中每个连接限制一个自由度，或者通过提供比五少N个连接，而再提供限制多于一个自由度的N个连接来实现。可以根据这些原理而实施具有上述的一组致动器的本发明。上述的一组致动器优选为包括用于限制六个自由度中的五个的五个部件。但是当一个部件被提供以限制多个自由度时，可以在悬架中使用更少的部件。

图1的车辆1的前轮和后轮都是基于双叉骨原理而被悬架的。在本说明书中，双叉骨原理在这里被定义为这样一种悬架原理：其中，至少两个横向连接（在车辆的横向方向），具体是上臂和下臂，在转向节6和车架7之间延伸，并且当转向节上下移动时，横向连接确定转向节的外倾位置。

在本说明书中，麦弗逊原理在这里被定义为这样一种悬架原理：其中，仅有一个横向连接，具体是下臂，在转向节6和车架7之间延伸，并且其中，当转向节上下移动时，这一个横向连接与悬架滑柱共同确定转向节的外倾位置。在双叉骨式悬架中，悬架滑柱的设置可以有更加自由的选择，因为悬架滑柱在悬架（上下移动）期间并不决定（或在更小程度上决定）车轮的外倾位置。

对于双叉骨式和麦弗逊式悬架，可以进一步提供转向连接以确定车轮的转向位置。该转向连接也在转向节6和车架7之间大致沿横向方向延伸。该转向连接优选为在轮轴所处的水平面上连接至转向节6的位置（以使其受到由车轮的外倾位置造成的可能影响最小）。

下臂优选为连接在轮轴下方的区域内。上臂（如存在）优选为连接在轮轴上方的区域内。

图1的车轮悬架基于双叉骨原理，即，每个转向节6通过下臂8和上臂9连接至车架7。这是针对图1的车辆1的前轮2、3和后轮4、5的悬架的情况而言的。前轮2、3还包括位于转向节6和车架7之间的转向连接10，其允许转向节被转向（即允许确定转向节的转向位置）。下臂8、上臂9和可选的转向臂10共同形成将转向节6连接至车架7的一组致动器。因此，车轮与悬架滑柱14和杆11一起被五个部件悬架，使得六个自由度中的五个被预先确定。在图1中，右前轮3的致动器以附图标记8、9和10标出。左前轮2的致动器以附图标记8'、9'和10'标出。右后轮5的致动器以附图标记8"和9"标出（在后轮4、5的车轮悬架中仅示出两个致动器，且其中一个致动器、悬架滑柱和杆11在此处被提供而用以限制多于一个自由度）。

每个致动器8、9、10在图1的示例中形成为线性致动器，更具体地为液压缸或电动缸。上述气缸在这里具有壳体和活塞。上述活塞可以通过液压驱动或电动驱动而缩入壳体和由壳体伸出，从而改变致动器8、9、10的长度。上述致动器以使左轮2的致动器在车辆的横向方向上与右轮3的致动器重叠的方式连接至车架7。对此将参考以下附图而在下文中而更详细地讨论。

根据图1所示的实施例，每个转向节6进一步通过杆11连接至车辆的中心区域。在图1的实施例中，杆11被实施为双杆，其中，两个细长元件11在车辆1的中心区域和转向节6之间平行延伸。杆11枢转连接至转向节6并枢转连接至车辆的中心区域。由此，杆11能够吸收在车辆的行驶方向上作用在转向节上的力。由此，致动器8、9、10能够免受在行驶方向上的力，从而使得上述致动器8、9、10仅须吸收在车辆的横向方向上作用在车轮上的力。当如图1所示提供两个杆11时，转向节上的扭矩（例如作为车轮的制动或驱动的结果）也可被杆11吸收。

每个转向节优选为还具有悬架滑柱（在图2和图3中用附图标记14表示），其被提供为确定车轮的垂直运动并吸收垂直方向上的力。在图1的结构中，提供杆以吸收轮轴周围的扭矩和在车辆纵向方向上的力，提供下、上致动器以吸收外倾扭矩和在车辆横向方向上的力，提供转向致动器以吸收转向扭矩，提供悬架滑柱以吸收向上方向的力。对于本领域技术人员来说显而易见的是，在实际中可以以使得悬架的整体连接能够限制自由度，而无需将每个连接明确地对应到一个自由度的方式来设置致动器。因此，这里显而易见地，转向致动器的操作会改变车轮的转向位置。然而当转向致动器保持静止时，下、上部致动器的操作也会改变转向位置。这表明一切都是相对的，并且取决于车轮悬架的其他连接的位置和/或运动。

图2示出了具有根据本发明的一个实施例的车轮悬架的车辆的正视图。图2在这里示出了根据本发明的车轮悬架如何实现车辆1的轮距宽度调整。在图2A中，该车辆被示出为具有窄轮距宽度12。在图2B中，车辆1被示出为具有宽轮距宽度13。

在如图2A所示的窄轮距位置中，其中车辆1具有窄轮距宽度，致动器8、9、10基本完全缩回。在如图2B所示的宽轮距位置中，其中车辆1具有宽轮距宽度，致动器8、9、10基本完全伸出。本领域技术人员在此将能够理解，中间位置也可以仅由部分伸出的致动器8、9、10占据，其中在上述中间位置，车辆具有位于所示的窄轮距位置12和宽轮距位置13之间的轮距宽度。

图2示出了致动器8、9、10是如何在车辆的横向方向上至少部分地相互重叠的（其中车辆的横向方向是与地面平行且与车辆1的（直行）行驶方向横切的方向）。在图2的示例性实施例中，致动器8、9、10为具有壳体和活塞的液压缸或电动缸，两个车轮2、3的致动器的壳体基本完全互相重叠。在另一个实施例中，也可以将致动器以另一种方式进行安装，以使得上述活塞互相重叠。通过上述在横向方向上的重叠可以实现不同的效果，这将在以下进行阐述。

在横向方向上重叠的第一个效果是窄轮距与宽轮距的比例明显变得更为良好。其中，宽轮距/窄轮距的理论最大比例传统为（无重叠） 2/1，而根据本发明的上述理论最大值为3/1。这是由于致动器的壳体互相重叠。出于计算该理论最大值的目的，车轮宽度和连接部件的尺寸忽略不计，这在实际中是不可能的。因此，在实际中永远无法有效地达到上述宽轮距/窄轮距的最大理论比例，从而该比例始终不佳。根据本发明的原理，设计出一种具有140cm的宽轮距及80cm的窄轮距的车辆。

上述重叠的第二个效果是，在车辆的上下移动期间，负外倾效应和转向效应更小（小于无重叠的类似情况）。这是横向连接的长度由于重叠而明显变大的结果。换言之，致动器8、9、10连接至车架7的点与致动器8、9、10连接至转向节6的点之间的距离足够大，以将负外倾效应和转向效应降至最小。

上述重合的第三个效果是悬架范围的明显增加，特别是在窄轮距位置下。这同样是由于致动器8、9、10连接至车架7的点与致动器8、9、10连接至转向节6的点之间在车辆的横向方向上的长度。该距离决定着车轮所能达到的最大弹簧行程（车轮在上下方向的运动）。这允许将车辆设计成在窄轮距位置也可以舒适地被悬架。

图2还示出了悬架滑柱14、14'。每个车轮均具有悬架滑柱14。悬架滑柱在车辆1，特别是车辆1中位于车架7的上方的区域，与转向节6（或一组致动器中的一个致动器）之间延伸。在图2A所示的实施例中，悬架滑柱14在这里也形成为致动器。这使得悬架滑柱14能够缩回至窄轮距位置及伸出至宽轮距位置，以在上述两种位置下（和在中间位置下）保持车辆的恒定行驶高度。如果悬架滑柱不形成为致动器，则在窄轮距位置下的行驶高度将变高，这也可能被驾驶员认为是可接受的。通过将悬架滑柱14直接连接至转向节6，使得该组致动器（致动器8、9、10）中的致动器免受垂直力。或者，也可以将悬架滑柱14连接至该组致动器中的一个构件。这样做的优点是，悬架滑柱不必能够改变长度以保持车辆的恒定行驶高度。然而其缺点在于，致动器8、9、10则必须还要承受垂直力/弯矩，且将因此而必须被赋予更强的形式。或者，还可以将悬架滑柱14连接至杆11。

此处应当注意的是，不必一定将悬架滑柱14实施为这样一种部件：其中将弹簧和避震器组合在悬架滑柱内。也可以单独提供弹簧和避震器。弹簧可以例如被提供在杆11上，而避震器可以被提供在转向节上。

图2还示出了杆11，其连接至车辆1的中心区域，且其吸收转向节6上处于车辆1的行驶方向上的力。致动器8、9、10由此而免受行驶方向上的力。通过与能够使致动器8、9、10免受向上方向的力的悬架滑柱进行组合，致动器将仅需要吸收车轮上的横向力。由于液压缸或电动缸（正如大多数线性致动器）均非常适用于吸收致动器在纵向方向上的力，从而可以出于上述目的而使用轻质、便宜的致动器。这使得车轮悬架在商用车中的经济的应用成为可能。也可以选择性地将杆11实施为致动器。通过与实施为致动器的悬架滑柱14进行组合，理论上可以将车辆提供为用于攀爬台阶，例如从而将车辆停在房子的门厅内。上述致动器-悬架滑柱将允许车轮被抬升，而上述致动器-杆可以向前移动车轮从而越过台阶。

图3示出了处于宽轮距位置的、具有根据本发明的一个实施例的车轮悬架的车辆1，其中在图3A中，车轮的悬架（由悬架滑柱14形成）被最大程度地压缩，并且其中在图3B中，车轮的悬架被最大程度地伸出。这里显而易见的是，术语“压缩”和“伸出”涉及车轮的垂直运动。车轮在行驶期间的垂直运动使得地面的不平坦能够被吸收。车辆1的稳定性因此而大大增强，特别是当车辆1以相当高的速度行驶时。这里显而易见的是，由于每个车轮3、4的独立悬架，上述悬架也将独立地动作。最大弹簧行程是由悬架滑柱14决定的，并且本领域技术人员可以根据车辆1的特性及其车轮悬架而对其进行优化。除了具有弹簧安装功能之外，悬架滑柱14通常也具有避震功能。

在车轮3的悬架（向上和向下移动，其中悬架滑柱被压缩或伸出）期间，致动器8、9、10围绕其与车架7的连接点转动。这里，本领域技术人员将理解，由于转向节6通过杆11连接至车辆的中心区域，从而该运动在实际中并不是纯粹的向上运动。在所示实施例中，杆11具有固定的长度，并且车轮的悬架将因此而具有车轮稍稍向前和/或向后移动的结果，以保持与车辆的中心区域（杆连接至此处）的恒定距离。考虑到这一点，可以为每个致动器8、9、10定义一个空间，其中该空间代表相应的致动器在车轮悬架期间的移动限制；该空间在图3B中以阴影区域示出。在实际中，该空间将是三维的。由于第一组致动器8、9、10（其延伸至车轮3）的致动器与第二组致动器8'、9'、10'（其延伸至车轮4）的致动器重叠，从而上述不同组的相应致动器是不对称地安装的。第一组的致动器相对于第二组的致动器不对称地设置，以使得为第一组致动器8、9、10的致动器定义的空间与为第二组致动器8'、9'、10'的致动器定义的空间不发生重叠。由于上述空间不重叠，所以车轮3可以独立于另一个车轮4被悬架，而一组中的致动器8、9、10不会与另一组中的致动器发生相撞。

这里的对称和不对称是相对于一个向上延伸并处于车辆行驶方向上、且经过车辆的中心（或重心）的平面而进行观察的。这里应当指出的是，车辆通常被制造为尽量对称的，以便能够平衡运动学影响（以使对于车辆左手侧的运动学影响与对于车辆的右手侧的运动学影响基本相同），从而使得重量在车辆1的左手侧和右手侧之间大致均等地分配。

可以通过例如将致动器8设置在致动器8'的前方或后方（按照在车辆的行驶方向上观察）而非对称地设置相应的致动器8、9、10。或者也可以通过例如将致动器8设置在致动器8'的上方或下方而非对称地设置致动器。由于限定致动器的运动的空间可以是复杂的三维形式，从而还可以进行上述示例的组合以避免重叠和近似最大对称。可以将致动器偏心地连接至转向节和车辆，从而使得当在转向节和车辆的位置上的连接点对称时，致动器仍然互相交叉。

相应致动器的不对称设置可以通过其在车架7上的不对称定位，或者其在转向节6上的不对称设置，或者优选为通过其组合来实现。每个致动器优选为通过橡胶衬套连接至车架7，由此致动器可以相对于车架7自由转动。每个致动器优选为还通过橡胶衬套连接至转向节6，以使致动器也可以相对于转向节6自由转动。通过将致动器设置在两个上述衬套之间，主要的力将被传递至与该致动器的纵向方向相一致的致动器上。即由此可以最佳地使用致动器以在致动器的纵向方向上传递力。

由于致动器在横向方向上的重叠，固定左轮3的车轮悬架的至少一些部件被连接至车辆1的右半部，而固定右轮4的车轮悬架的至少一些部件被连接至车辆1的左半部。这产生了比传统悬架更大的杠杆，由此，根据本发明的悬架的车轮具有更多的运动自由。特别地，在横向方向上固定车轮的车轮悬架的部件以上述方式连接至车辆1。

转向致动器10优选为在车架7的位置处连接至转向部件（未示出）。该转向部件可以以常规的方式而连接至车辆的转向装置（通常通过转向杆）以便顺应转向装置的角位置而进行往复运动。被动转向是通过将转向致动器10连接至转向部件而获得的。“被动”在这里被理解为意味着没有转向致动器10的电子或液压控制。当转向致动器10被设置在预定位置，且转向部件往复运动时，转向致动器10也将由此而共同往复移动，从而车轮3和4的转向位置相应地改变。这样可以使车辆以常规方式转向。

除了被动转向之外，也可以通过根据本发明的车轮悬架而以简单的方式获得主动转向。然后，通过操纵转向致动器，例如通过将液压缸或电动缸10缩回或伸出以由此干预相关车轮的转向位置来实现主动转向。主动转向的优点在于，其可以一个车轮一个车轮地实现（而被动转向将对上述两个车轮3、4产生相同的影响）。主动转向的另一个优点在于，可以通过控制模块而被数字化地应用，以执行预定的算法并由此增强车辆1的稳定性。通过上述主动转向，可以实现新形式的防滑控制、制动控制或四轮转向。车辆的制动可以通过给出所谓的牵引吨位（towin）来获得。这意味着将右轮转向左，而将左轮转向右。由此通过常规的制动系统实现了自动制动，而无需对车轮本身进行制动。这样，本发明的悬架可以形成制动系统的备用系统。

根据本发明的车轮悬架还允许主动外倾控制。车轮的外倾位置是由车轮相对于车辆纵轴的角位置决定的。外倾位置决定着车轮的轮胎胎面相对于地面的位置。显而易见的是，轮胎的胎面越平行于地面，则车辆1的重量将越好地分布在车轮的表面区域上，从而抓地性越好。车轮的最佳外倾位置可能在实际中受到不同的原因/条件的影响，其例子有车轮的悬架、车辆通过弯道、以及车轮的转向位置。例如当以高速通过弯道时，轮胎将发生变形，从而不再将其胎面平放在地面上。最佳的外倾位置被定义为车轮的轮胎胎面平放在地面上时的车轮位置。从车轮的最佳外倾位置的任何偏离或车轮的最佳外倾位置的任何影响在此都对车轮在地面上的抓地性造成负面影响。由于根据本发明的车轮悬架具有下臂8和上臂9，并且这些臂被实施为致动器，因此可以通过操纵相应的下、上致动器8、9来单独地调整每个车轮的外倾位置。这里可以通过控制模块来执行主动外倾控制，其中采用了选择性地将诸如行驶速度和车轮的转向位置等驾驶条件考虑在内的预定算法。

上述车辆优选为包括控制模块，其用于控制致动器8、9、10并选择性地用于控制悬架滑柱14。上述控制模块在此首先适用于控制车辆1的轮距宽度。轮距宽度可以手动设置或者可以基于预定算法或其组合来确定。控制模块还可以具有逻辑或算法以优化车辆的控制。车轮悬架可能被设计为，在窄轮距位置下车轮的最大转向位置是受到限制的（从而车辆在窄轮距位置下具有较大的转弯半径）。然而，通过至少部分地伸出致动器8、9、10，车轮3、4被赋予更多的空间，从而使得车轮的最大转向角增加，转弯半径变小。可以对上述情况进行预编程，以使控制模块最佳地控制车轮悬架。因此，控制模块也可以实现主动转向和主动外倾控制。还可以将控制模块提供为用以改善空气动力学，例如通过减小高速下的轮距宽度以使车辆的前表面积减小。

模拟表明，致动器8、9、10非常适用于吸收横向冲击。出于该目的，车辆优选为具有侧面碰撞检测传感器，其适用于检测即将发生的侧面冲击并适用于将相应的信号发送至控制模块。当控制模块接收到这样的信号时，控制模块将优选地完全伸出致动器8、9、10，以使车轮变为处于宽轮距位置。上述车辆不仅在宽轮距位置下具有最大的稳定性，而且横向冲击也可以被吸收入致动器8、9、10，从而使得车辆1的驾驶员和/或乘客免受这些冲击。由此，具有根据本发明的悬架的车辆的安全性得到显著增强。传统车辆对于侧面冲击非常敏感，因为侧面冲击几乎是无法被吸收的。通过将根据本发明的致动器伸出，能够通过上述致动器最大程度地吸收这些侧面冲击，以使得这些冲击对于车辆1的车身的影响为最小。

本领域技术人员基于上述描述将能够理解，可以以不同的方式并基于不同的原理来实施车轮悬架。本发明在此不限于以上所述的结构。以上所述的实施例和附图仅仅是说明性的，并且仅用于增加对本发明的理解。因此，本发明不限于本文中描述的实施例，而是在权利要求中进行限定的。

Claims (14)

1.一种车轮悬架，其适于与车身连接，该车轮悬架包括：第一和第二车轮，其共同定义了轮距宽度，其中，当所述车轮悬架连接至所述车辆时，所述第一车轮通过第一组致动器连接至所述车身，所述第二车轮通过第二组致动器连接至所述车身，从而使得通过操纵所述致动器能够使所述轮距宽度在窄轮距和宽轮距之间为可调整的，其特征在于，所述第一组致动器在所述车辆的横向方向上与所述第二组致动器重叠。

2.如权利要求1所述的车轮悬架，其特征在于，所述第一组致动器和所述第二组致动器中的每一个致动器枢转连接至所述车身。

3.如前述权利要求中任意一项所述的车轮悬架，其特征在于，所述第一组致动器和所述第二组致动器中的每一个致动器为线性致动器。

4.如前述权利要求中任意一项所述的车轮悬架，其特征在于，所述第一组致动器中的每一个致动器在所述第一车轮的位置处枢转连接至第一转向节，所述第二组致动器中的每一个致动器在所述第二车轮的位置处枢转连接至第二转向节。

5.如权利要求4所述的车轮悬架，其特征在于，每个所述转向节枢转连接至杆的第一端，所述杆的第二端被设置为枢转连接至所述车辆的中心区域，以使在所述车辆的行驶方向上作用在所述转向节上的力基本被所述杆吸收。

6.如前述权利要求中任意一项所述的车轮悬架，其特征在于，所述第一组致动器和所述第二组致动器中的每一组包括至少一个下致动器和至少一个上致动器，二者大致平行地延伸，并优选为连接至分别位于轮轴的下方和上方的区域内的所述车轮的位置处。

7.如权利要求6所述的车轮悬架，其特征在于，所述第一组致动器和所述第二组致动器中的每一组还包括转向致动器，其与所述上、下致动器大致平行地延伸，且优选为连接在当从行驶方向上观察时位于所述轮轴的前方或后方区域内的所述车轮的位置处。

8.如权利要求7所述的车轮悬架，其特征在于，所述转向致动器在所述车身的位置处连接至可往复移动的转向部件，以由此决定所述车轮的转向角。

9.如前述权利要求中任意一项所述的车轮悬架，其特征在于，当所述第一组致动器和所述第二组致动器的致动器被设置在相同位置时，这些制动器具有大致相等的长度。

10.如前述权利要求中任意一项所述的车轮悬架，其特征在于，优选为定义一个中心平面，其在车辆的行驶方向向上延伸，且所述中心平面穿过所述车轮悬架的重心走向，其中，所述第一组致动器和所述第二组致动器相对于所述中心平面不对称地连接至所述车身。

11.如前述权利要求中任意一项所述的车轮悬架，其特征在于，所述悬架还包括用于每个所述车轮的悬架滑柱，所述悬架滑柱被设置为用于控制所述车轮相对于所述车身的垂直运动。

12.如前述权利要求中任意一项所述的车轮悬架，其特征在于，所述第一组致动器和所述第二组致动器中的每一个致动器具有壳体和相对于所述壳体可滑动的部件，并且其中，所述致动器的所述壳体在所述车辆的横向方向上基本完全互相重叠。

13.如前述权利要求中任意一项所述的车轮悬架，其特征在于，还提供控制模块，其基于所述车辆的转向输入和速度而控制所述致动器。

14.如权利要求13所述的车轮悬架，其特征在于，所述控制模块设置为连接至所述车辆的侧面碰撞检测传感器，并且其中，所述控制模块基于所述侧面碰撞检测传感器而将所述致动器控制在所述宽轮距位置。