CN110461629B - 用于控制车辆悬架设置的机电装置 - Google Patents

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Abstract

用于控制车辆悬架设置的机电设备。本文描述了用于控制车轮定位(例如外倾角、后倾角和/或束角)的机电设备。具体地，本文描述了用于以机电方式调节外倾角或外倾角和束角的外倾角调节设备，其可被改装至现有的车辆悬架上。

Description

用于控制车辆悬架设置的机电装置
相关申请的交叉引用
本专利要求2017年1月19日提交的题为“Electromechanical Devices forControlling Vehicle Suspension Settings”的美国临时专利申请No.62/447,912的优先权，其整体通过引用并入本文。
通过引用并入
本说明书中提及的所有公开和专利申请以如同每个单独公开或专利申请通过特定和单独地引用而并入的方式同样的程度通过引用全文并入本文。
技术领域
本文描述了用于控制车辆悬架设置的机电设备。例如，本文描述了用于控制车辆的车轮定位(外倾角、后倾角和束角)、防侧倾杆刚度和侧倾中心的机电装置和系统。具体地，本文描述了可以被改装至现有车辆悬架上的用于通过机电方式调节外倾角或者外倾角和束角的设备。
背景技术
任何车辆(例如汽车)的悬架系统上的位置设置显著地影响车辆的驾驶特性，包括操控、轮胎磨损、燃料效率、安全性、乘客舒适度等。通常在这些特性之间进行权衡，使得一组设置倾向于优化一些驾驶特性，而另一组设置倾向于优化其他驾驶特性。
例如，主要用于正常道路应用的车辆通常使用外倾角、后倾角和/或束角的更中性的设置，其优化了乘客舒适度，但牺牲了操控性能。另一方面，主要用于竞赛应用(例如赛车)的车辆通常使用更激进的设置，其优化了操控性能，但牺牲了乘客的舒适度。
如果车辆通常仅用于单一目的，则可以针对该应用适当地将设置固定。然而，有许多车辆用于多于一个目的，或者用在期望改变设置的一组以上的驾驶状况下。例如，许多现代跑车在工作周中用于通勤上班(需要乘客舒适性)，然后在周末用于运动/消遣用途(需要操控性能)。
可在车辆上调整以改变驾驶特性的悬架设置可以包括：弹簧刚度、阻尼率、车轮定位(例如外倾角、后倾角和束角)、防侧倾杆率、侧倾中心、轮胎压力等。尽管磁性或自适应阻尼器允许通过按下按钮或以自动方式方便地调节悬架系统的阻尼率，但所有其他设置必须手动调节，最常见的是由机械师来调节。对于经常超出其目的或在多于一组驾驶状况下使用车辆的人来说，经常改变设置是耗时且昂贵的。
因此，需要一种解决方案，其使得能够例如通过按下按钮或以自动方式快速且容易地改变悬架设置而不仅仅是阻尼率。此外，提供可以改装至现有悬架系统上的解决方案将尤为有用。本文描述了满足了这种需要的设备(例如装置和系统)以及制造和操作它们的方法。本文描述的任何设备可以手动、自动或半自动(例如，以机电方式、机器人方式等)调节一个或多个悬架设置，比如外倾角、束角、和后倾角、或这些的组合。
发明内容
本发明一般地涉及用于控制车辆的悬架设置的机电设备(装置和方法)以及制造和使用它们的方法。具体地，本文所述的机电系统通常包括在车辆上对车轮定位(外倾角、后倾角和/或束角)、防侧倾杆率和/或侧倾中心中的一个或多个进行控制的一个或多个装置。具体地，本文描述了用于控制外倾角和/或束角和/或后倾角的设备和方法。
一般而言，每个车轮的悬架设置可以由单个设备或多个设备共同或单独控制。设备可以被配置为可与车辆制造商的标准悬架系统或与售后悬架系统兼容。
本文所述的任何装置可以用在针对包括左轮(例如驾驶员侧的车轮)、右轮(例如乘客侧的车轮)、前轮或后轮的任何车轮的悬架上。例如，车辆可以具有被装配至前轮以仅对前部悬架设置进行控制的一个或多个装置。在另一示例中，车辆可以具有被装配至前轮和后轮以对前部和后部悬架设置进行控制的一个或多个装置。
一般而言，每个车轮的悬架设置可以独立于所有其他车轮来控制。例如，在前轮与后轮之间、和/或在左轮与右轮之间可以具有不同的悬架设置。
本文所述的设备包括用于对车轮定位设置(包括外倾角、后倾角和/或束角)进行控制的设备。一般来说，对于每个车轮，外倾角、后倾角和/或束角可以彼此独立地控制。例如，可以在不改变车轮的后倾角和/或束角的情况下改变车轮的外倾角。替代地，对于本文所述的任何设备，对车轮定位参数(外倾角、束角、后倾角)中的一个或多个的修改可以自动调节其他车轮定位参数中的一个或多个。例如，对轮胎的外倾角的修改可以自动修改同一轮胎的束角。
一般地，每个车轮的外倾角、后倾角和束角可以由单独的设备来控制。一个设备可以控制外倾角，而第二设备控制后倾角，第三设备控制束角。车辆的控制器可以被配置为使得可以仅改变特定车轮的特定定位设置。例如，车辆(例如用于控制车辆的车轮定位的控制器)可以被配置有用于仅控制一个车轮的外倾角的一个设备，其不控制车轮的后倾角或束角并且不控制任何其他(多个)车轮的定位设置。在另一示例中，车辆可以装配有四个设备：一个用于控制左前轮的外倾角；一个用于控制右前轮的外倾角；一个用于控制左前轮的束角；以及一个用于控制右前轮的束角。每个设备可以独立于所有其他设备而被控制，或者与一个或多个其他设备相结合地控制。替代地或附加地，可以使用单个设备控制所有车轮的一个或多个定位设置。例如，可以使用单个设备控制所有车轮的外倾角(或诸如前轮、后轮、右轮、左轮等车轮的子集)。替代地或附加的，可以使用多个设备控制单个车轮的单个定位设置。例如，可以使用两个设备控制单个车轮的外倾角。
本文所述的设备包括用于控制防侧倾杆(或以其他方式称为平衡杆、稳定杆等)设置的设备(例如装置、系统)。具体地，可以使用一个或多个装置控制一个或多个防侧倾杆的刚度。在车辆装配有前后防侧倾杆的情况下，可以将一个或多个装置装配至前防侧倾杆以控制前部刚度，或者装配至后防侧倾杆以控制后部刚度，或者装配至前后防侧倾杆两者以控制前部和后部刚度。
本文所述的设备包括用于控制侧倾中心设置的装置或系统。具体地，可以使用一个或多个装置控制车辆的一个或多个侧倾中心的设置。
本文所述的设备通常包括：至少一个结构构件，其被配置为支撑车辆的相关静态和动态负载；至少一个调节构件，其被配置为控制和改变结构构件的或与结构构件有关的至少一个悬架设置；以及至少一个驱动器，其被配置为驱动(多个)调节构件的平移。本文所述的任何设备通常可以安装至车辆的悬架的结构构件和/或车辆的框架。因此，本文所述的任何设备可以包括安装座(例如安装主体)，其保持或联接车辆的悬架的结构构件、和/或保持或联接车辆的框架。
所述至少一个结构构件可以是任何适当类型的结构构件，包括(但不限于)横梁、支撑件、轴、轨道、杆、壳体、导轨、安装座、支架、螺栓、螺母、螺杆(例如传动螺杆、丝杠、滚珠螺杆等)等。结构构件可保持静止或可以在旋转或线性维度上转变，或者在旋转和线性维度上转变。
所述至少一个调节构件可以是任何适当类型的调节构件，包括(但不限于)螺杆(例如传动螺杆、丝杠、滚珠螺杆等)、齿轮(例如正齿轮、斜齿轮、蜗轮等)、滑轮、皮带、轴、滑块、枢轴、杠杆臂、连接杆、凸轮等。调节构件可以在旋转或线性维度上转变，或者在旋转和线性维度上转变。
所述至少一个驱动器可以是任何适当类型的驱动器，包括(但不限于)机械致动器(例如电机等)、气动致动器、液压致动器、电致动器等。驱动器可以在旋转或线性维度上转变，或者在旋转和线性维度上转变。
一般地，用于对车辆的外倾角进行调节的设备通过在轴线方向上驱动悬架的一部分以对轮胎的从中心径向地偏置且位于轮胎的中心(旋转)轴线之上的区域施加力(推力或拉力)，来调节外倾角。这些外倾角调节设备通常包括机电致动器，其可以包括电动机(或其他致动器)并且修改车轮悬架的位于轮胎中心轴线之上的部分的位置。装置可以被安装至车轮悬架，优选地安装在基本上不添加至车轮的非簧载质量的区域中；因此，优选地可以远离车轮转向节(例如，毂)，包括在框架上，安装外倾角调节设备。本文所述的用于调节外倾角的任何设备还可以一般地包括保持器(一般描述为臂保持器，其包括悬架臂保持器或叉形支臂保持器)，其用于保持悬架的一部分，比如上叉形支臂或三角臂(在双横臂式悬架中)或者轴(麦弗逊式悬架的轴)，使得可以通过将具有保持器的部分相对于作为安装主体的一部分的支承表面运动而使其相对于安装主体运动。
例如，用于控制外倾角的设备可以包括：壳体，其包围设备的全部或一部分；安装主体，其包括可以优选地被配置为例如一个或多个支撑轨道的平移支承表面；保持器，比如臂保持器，其用于连接至悬架组件，其中平移支承表面位于保持器和安装主体之间；以及机电致动器(例如电动机)。保持器可以是线性导轨的一部分，例如，线性导轨可以通过支承表面连接至保持器并支持保持器。机电致动器可以包括低摩擦力滚珠螺杆和螺母组件(调节构件)，并且可以连接至线性导轨和/或保持器(例如机电致动器可以直接或间接地连接至保持器)以在支承表面上驱动保持器/线性导轨。例如，电动机(驱动器)可以被配置为旋转滚珠螺杆，从而平移线性导轨。例如，外倾角调节设备可以位于麦弗逊悬架系统中的支柱的顶上，并且安装至框架以在轴线方向上(内/外)平移支柱的顶部，从而改变轮胎的外倾角。
本文所述的装置通常被电子地控制。每个装置可以由其自身的电子系统、由另一装置的电子系统、由共同的集中电子系统、或者由电子系统的组合来控制。具体地，所述至少一个驱动器可以被电子地控制。例如，每个装置可以包括微控制器，其被配置为接收用户输入和/或传感器输入，并且将命令经由适当驱动电子器件发送至所述至少一个驱动器。
可以使用用于控制本文任何装置的电子系统来控制其他装置/系统/功能，无论它们是否在本文中有描述。例如，共同的集中电子系统在被装配至车辆时可以控制本文所述的许多装置，还控制车辆的磁阻尼器。
装置可以包括开环或闭环控制。对于开环操作，可以由用户以电磁方式调节悬架设置以使用户满意。调节的方法可以包括(但不限于)开关、按钮、用户接口等。
这些设备中的任何设备可以包括一个或多个传感器，包括(但不限于)位置传感器、编码器(例如线性的、旋转的、光学的等)、限位开关、接近传感器、温度(热)传感器、簧片开关、光传感器(例如紫外线、红外线等)、加速度计等。这些设备的闭环配置可以包括一个或多个这样的传感器，其可以使用来自这些传感器中的一个或多个的信息和/或用户输入(来自按钮、拨盘、屏幕/触摸屏、旋钮等)，以调节车轮定位的诸如外倾角、束角和/或后倾角的一个或多个方面。
设备可以被配置有多个分立的模式。模式可以对应于针对外倾角和/或束角和/或后倾角的预定位置。这些模式可以由车辆所有者、车辆制造商、维保技术员等来设置。用户可以经由诸如开关、按钮、用户接口(触摸屏)、小键盘、键盘、拨盘、旋钮、滑块等的输入或控制来选择这些模式。例如，设备可以配置有：用于正常道路用途的“正常”模式，其提供中性悬架设置(高舒适度、低操控性能)；用于轻性能用途的“运动”模式，其提供稍微改变后的悬架设置(中等舒适度、中等操控性能)；以及用于高性能用途的“竞赛”模式，其提供高度改变后的悬架设置(低舒适度、高操控性能)。这些模式设置可以对应于外倾角调节设备和/或束角调节设备、和/或后倾角调节设备的特定位置设置。它们可以被存储在例如电子控制器的存储器中。设备可以被配置有连续的调节范围，允许用户根据他/她的喜好微调设置。用户可以经由任何适当的输入(例如开关、按钮、用户接口等)进行调节。可以使用输出(例如拨盘、屏幕、LED等)来向用户告知当前正在使用的设置。例如，闭环装置可以包括开关组、旋转式拨盘和屏幕，从而使用开关组来选择悬架设置进行控制，使用旋转式拨盘来调节悬架设置，并且屏幕将当前设置报告给用户。这使得用户能够定制设置。
本文所述的任何装置可以包括屏幕或其他形式的输出装置以向用户告知一个或多个车轮上的悬架设置是否/何时偏离期望值。例如，如果车轮以足够的力撞击路缘改变了车轮的定位，则可以使用反馈传感器检测该情形并将其报告给用户。
本文所述的任何装置可以向用户提供除悬架设置以外的反馈数据，包括(但不限于)轮胎温度、轮胎温度曲线图、轮胎磨损、胎纹深度、轮胎损坏、轮胎变形、轮胎压力、车轮角度、车轮距离、车轮定位、车轮位移等。
本文所述的任何设备可以被配置为自动或半自动(例如利用辅助的用户输入或确认)地操作。可以使用一个或多个传感器间歇地或连续地监测特定变量。可以使用这些变量的值确定应当调节什么悬架设置(如果有的话)。传感器数据可被报告给电子控制系统、计算机等，其可以自动间歇地或连续地改变悬架设置而无需任何用户输入。传感器输入可以包括(但不限于)轮胎温度、轮胎温度曲线图、轮胎磨损、胎纹深度、轮胎损坏、轮胎变形、轮胎压力、车轮角度、车轮距离、车轮定位、车轮位移、车轮加速度(在任何方向上)、制动输入、油门输入、转向角、车轮滑移等。
闭环(或半闭环)装置可以被配置为自动/半自动地操作并且可以包括位于轮胎附近的温度传感器以监测该轮胎上的从轮胎的内边缘至外边缘、或从轮胎的外边缘至内边缘的温度曲线图。轮胎的温度曲线图可以用于确定当前设置的悬架设置是否为针对当前车辆用途或应用的最适当的设置。例如，当前用于急转弯的具有中性外倾角设置的车轮可能朝向轮胎的外边缘具有较高温度，表明更大的负外倾角会是必要的。在另一示例中，当前用于直线驾驶的具有更大的负外倾角的车轮可能朝向轮胎的内边缘具有更高的温度，表明更小的负外倾角(更中性的设置)会是必要的。
自动或半自动操作设备可以包括加速度计，其可以用于监测车辆的当前用途或应用。加速度计数据可以用于确定最适当的悬架设置。例如，可以使用一个或多个加速度计来测量车辆的纵向和/或侧向加速度以确定车辆是否正在转弯或直线驾驶。在另一示例中，可以将一个或多个加速度装配至一个或多个车轮或悬架组件以监测所述车轮或悬架组件的行为。
被配置为自动或半自动地操作的闭环/半闭环装置可以包括多于一种类型的传感器，以基于车辆的当前用途或应用来监测和确定最适当的悬架设置。例如，可以使用温度传感器来监测一个或多个轮胎的温度曲线图，并且可以使用加速度计来监测车辆的纵向和侧向加速度，这些数据输入的组合提供了车辆当前用途或应用的更完整的评估。
对于本文所述的任何设备(尤其是闭环或半闭环设备)，可以间歇地或连续地监测传感器和/或设置。此外，可以间歇地监测一些传感器和/或设置，而连续地监测其他传感器和/或设置。
对于本文所述的任何装置，用户可以经由任何适当的输入装置来控制悬架设置，任何适当的输入装置包括(但不限于)一个或多个开关、按钮、拨盘、用户接口、个人计算机、笔记本电脑、平板电脑、智能手机、触摸屏装置等。对于本文所述的任何设备，监测和/或调节悬架设置的目的可以包括(但不限于)减小或最小化轮胎磨损、增大或最大化性能、提高安全性、提高乘客舒适度、提供特定因素之间的折中等。
本文所述的任何设备可以应用于其中期望对悬架设置进行测量和/或控制的任何车辆，包括(但不限于)客车、汽车、公共汽车、卡车、摩托车、自行车、商用车辆、特种车辆、公路车辆、越野车辆、赛车、竞赛用车辆、前轮驱动车辆、后轮驱动车辆、全轮车、四轮驱动车辆等。
一般而言，本文所述的任何设备可以应用于任何悬架设置，包括(但不限于)固定轮轴、独立件、麦弗逊支柱、叉形支臂、双横臂、多连杆、空气悬架、板簧、扭杆悬架等。具体地，本文所述的任何设备和方法可以被配置用于改装现有悬架。因此，这些设备中的任何设备可以被配置用于通过具有如所示和所述的特定形状或轮廓来改装现有悬架，和/或用于安装至已知的元件，比如麦弗逊悬架的支柱和/或双横臂悬架的上叉形支臂(三角臂)等。
一般而言，本文所述的设备被配置为使得机电部分无需在高负载下操作，包括车辆重量的静态负载(例如框架所支撑的重量)或者当操作车辆时的动态重量。因此，本文所述的设备中的任何设备可以被配置为使得设备(例如外倾角调节设备)被分成支撑高负载或低负载的部分；支撑高负载的部分通常安装至框架并且支撑连接至悬架的保持器，而支撑低负载的部分联接至机电致动器并且驱动所支撑的保持器的运动以调节对齐。这允许机电致动器更有效和可靠地操作，而无需在重负载下运动或操作，允许使用更小和更轻的电机。
另外，本文所述的用于调节外倾角、束角或后倾角中之一的每个设备被配置为使得其允许仅在一个可预知的运动轴线上运动，而限制在其他(垂直的)轴线上的运动。
例如，用于调节具有悬架(其中该悬架包括上臂)的车辆的外倾角的设备可以包括：具有平移支承表面的安装主体，其中该安装主体被配置为刚性地连接至车辆的框架；被配置为保持上臂的端部的臂保持器，其中臂保持器可动地连接至平移支承表面，进一步地，其中平移支承表面被配置为允许臂保持器在第一平移轴线上运动，并限制臂保持器在横向于第一平移轴线的第二平移轴线或横向于第二平移轴线的第三平移轴线上运动；以及机电致动器，其联接至臂保持器以沿着平移支承表面在第一平移轴线上驱动臂保持器。
上臂可以指代悬架(尤其是已知悬架，比如麦弗逊式悬架、横臂(例如双横臂)悬架等)的任何部分。例如，上臂可以是麦弗逊悬架的支柱，或者是叉形支臂(例如双横臂)悬架的上叉形支臂的一端。
安装主体可以包括壳体和平移支承表面，并且可以被称为包括“导轨”(例如，在一些示例中的上导轨和下导轨)。安装主体可以例如刚性地连接至车辆的框架。车辆的框架通常指代机动车辆的其上附接了其他部件(例如车辆的骨架、车身壳体、底盘或单体壳)的主支撑结构，并且可以用作在本文的一些示例中所述的设备的机械底面。如本文中所用，安装主体与框架之间的刚性连接可以指代阻止或防止这两个主体之间的相对运动的连接，尽管它们可能通过一个或多个中间体(例如垫圈、环状物等)连接。
安装主体可以包括上安装主体和下安装主体，并且可以被配置为使得车辆的框架可以固定在上安装主体与下安装主体之间。具体地，当上臂保持器被配置为支柱保持器以保持麦弗逊式悬架的支柱时，安装主体可以包括上安装主体部分和下安装主体部分，如下文将更详细地描述的那样。在该配置中，可以从支柱钟形罩的钟形罩顶上对外倾角进行控制，这是因为上安装主体可以从支柱钟形罩的上方附接(并且为低负载支撑部分)，而下安装主体可以从支柱钟形罩下方附接(并且为高负载支撑部分)。车辆框架可以被保持在这两者之间。
在具有上安装主体和下安装主体的任何设备(尤其是本文所述的外倾角调节设备，包括适于联接至麦弗逊式悬架的支柱的那些设备)中，下安装主体可以包括平移支承表面。通常，平移支撑表面被配置为具有允许在单个平移轴线上运动的形状和取向。例如，平移支承表面可以包括在臂保持器的两侧上平行延伸的一个或多个(例如一对)轴。轴的外表面可以形成支承表面。轴可以是圆柱形的，和/或可以具有任何适当的截面(圆形、椭圆、矩形、三角形、六边形等)。轴可以被确定尺寸和定位以支撑高负载。
这些设备中的任何设备可以包括线性轴承(例如线性球轴承或衬套)，其刚性地连接至臂保持器并且可动地连接至平移支承表面。线性轴承可以被配置为能够在平移支承表面上(以低摩擦力)滑动，尤其当平移支承表面是轴(或一对轴)的一部分时。在一些变型中，一对线性轴承(例如在一对轴中每个轴上有一个)被刚性地连接至臂保持器。可以使用任何适当类型的线性轴承，包括滚动元件轴承(例如，滚珠轴承滑动件、滚珠滑动件、滚子滑动件、交叉滚子滑动件等)、平面轴承(例如，燕尾滑动件、复合滑动件、齿条滑动件)、衬套等。如上所述，臂保持器可以是线性导轨的一部分，或者可以连接至在平移支承表面上并且相对于安装主体运动的线性导轨。
一般而言，机电致动器可以包括联接至臂保持器以使其在第一平移轴线上运动的电动机。机电致动器的其他元件包括传动装置(例如齿轮传动总成，用于将电机的旋转运动转变为直线运动以沿着第一平移轴线推或拉)。一般而言，机电致动器可以一般被定位在与第一平移轴线平行的平面上，尽管其可以具有任何适当的取向。
在本文所述的任何设备中，机电致动器可以包括滚珠螺杆和滚珠螺母，其中滚珠螺母联接至臂保持器并且被配置为例如通过电机(或其他驱动器)的动作沿着滚珠螺杆来回被驱动。可以替代滚珠螺杆/滚珠螺母使用任何机械的线性致动器、或除了滚珠螺杆/滚珠螺母之外还使用任何机械的线性致动器。例如，可以使用其他螺杆机构(滚柱螺杆、丝杠、螺旋千斤顶等)、轮和轮轴、或凸轮。
一般而言，所述设备中的任何设备可以包括传感器，比如编码器，其被配置为监测设备的位置。例如，可以使用编码器来监测臂保持器的位置，从而监测被保持的悬架臂的位置(例如上叉形支臂位置、支柱位置等)。
在本文所述的任何设备中，臂保持器可以被配置为使得上臂的端部可以运动或者被固定。例如，臂保持器可以被配置为允许上臂(例如上叉形支臂端部)相对于臂保持器枢转。在一些变型中，臂保持器可以被配置为允许上臂像铰接一样枢转和运动。上臂保持器可以被配置为允许支柱枢转。
平移支承表面可以被配置为支撑大于最小负载阈值(例如，支撑车辆的重量的大部分)的负载(例如支柱负载和/或径向负载)，最小负载阈值比如为至少大约1000千克(kg)，例如，大约1500kg或更多、大约2000kg或更多、大约2500kg或更多、大约3000kg或更多、大约3200kg或更多、大约3500kg或更多、大约4000kg或更多等。因此，在设备包括两部分(或更多)安装主体(其中下安装主体支撑高负载)的变型中，高负载可以至少为该最小负载阈值，而上安装主体可以被配置为支撑小得多的负载(例如小于大约1000kg、小于大约900kg、小于大约800kg、小于大约700kg、小于大约600kg、小于大约500kg等)。
例如，一种调节车辆的外倾角的设备，该车辆具有带有上臂的悬架，所述设备可以包括：具有平移支承表面的安装主体，其中安装主体被配置为刚性地连接至车辆的框架；臂保持器，其被配置为保持上臂的端部，其中臂保持器可动地连接至平移支承表面，进一步地，其中平移支承表面被配置为允许臂保持器在第一平移轴线上运动，并且限制臂保持器在横向于第一平移轴线的第二平移轴线或横向于第二平移轴线的第三平移轴线上运动；线性轴承，其刚性地连接至臂保持器并且可动地连接至平移支承表面；机电致动器，其联接至臂保持器以沿着平移支承表面在第一平移轴线上驱动臂保持器；以及电子控制器，其配置为控制机电致动器的致动。
如上所述，本文所述的任何外倾角调节设备可以具体地被配置用于调节具有麦弗逊式悬架的车辆的外倾角，该麦弗逊式悬架包括被配置为支柱的上臂。例如，一种用于对具有包括支柱的悬架的车辆的外倾角进行调节的装置可以包括：具有平移支承表面的安装主体，其中安装主体被配置为刚性地连接至车辆的框架；支柱保持器，其被配置为保持支柱的端部，其中支柱保持器可动地连接至平移支承表面，进一步地，其中平移支承表面被配置为允许支柱保持器在第一平移轴线上运动，并且限制支柱保持器在横向于第一平移轴线的第二平移轴线上或横向于第二平移轴线的第三平移轴线上运动；以及机电致动器，其联接至支柱保持器以沿着平移支承表面在第一平移轴线上驱动支柱保持器。
如上所述，本文所述的任何设备可以包括电子控制器，其被配置为控制机电致动器的致动。机电控制器可以集成至所述装置中(例如在联接至安装主体的壳体之内)，或者其可以远离安装主体定位，并且可以经由有线或无线连接而连接。在一些变型中，电子控制器(其在本文中可被称为控制器或控制电路系统)可以包括诸如处理器、存储器、定时器/时钟、电源调节电路等的电路系统。电子控制器可以连接至电源(例如电池)，包括连接至车辆电源。
一种用于对具有包括支柱的悬架的车辆的外倾角进行调节的装置可以包括：上安装主体和下安装主体，其被配置为使得可以将车辆的框架固定至上安装主体与下安装主体之间，其中下安装主体包括平移支承表面；支柱保持器，其被配置为保持支柱的端部，其中支柱保持器可动地连接至平移支承表面，进一步地，其中平移支承表面被配置为允许支柱保持器在第一平移轴线上运动，并且限制支柱保持器在横向于第一平移轴线的第二平移轴线上或在横向于第二平移轴线的第三平移轴线上运动；机电致动器，其联接至支柱保持器以沿着平移支承表面在第一平移轴线上驱动支柱保持器；以及电子控制器，其被配置为操作机电致动器。
一种用于对具有包括支柱的悬架的车辆的外倾角进行调节的装置可以包括：上安装主体和下安装主体，其被配置为使得可以将车辆的框架固定至上安装主体与下安装主体之间，其中下安装主体包括由一个或多个轴形成的平移支承表面；支柱保持器，其被配置为保持支柱的端部，其中支柱保持器通过线性轴承可动地连接至形成平移支承表面的所述一个或多个轴，使得支柱保持器在第一平移轴线上运动，并且限制在横向于第一平移轴线的第二平移轴线上或横向于第二平移轴线的第三平移轴线上运动；机电致动器，其联接至支柱保持器以沿着平移支承表面在第一平移轴线上驱动支柱保持器；以及电子控制器，其被配置为操作机电致动器。
本文所述的任何设备可以被配置为改装至现有悬架上。例如，一种安装和/或操作用于对车辆的外倾角进行调节的设备(例如装置)的方法，该车辆具有包括支柱的悬架，所述方法可以包括：将所述设备放置在诸如麦弗逊式悬架之类的悬架的支柱的顶部上。这可以包括：将第一(例如，上)安装主体部分安装在支柱钟形罩之上，其可以包括在框架的第一上侧上(例如在车轮区域之上)；以及，例如通过主体框架中的开口将其连接至在主体框架的相对的下侧部分上的第二(例如，下)安装主体部分。第二安装主体部分可以支撑通过支柱的高负载，而第一安装主体部分不需要支撑高负载，并且可以包括随后可在低得多的负载条件下操作的机电致动器。支柱可以装配至支柱保持器中，并且由支柱保持器固定。在操作中，机电致动器可以通过在支承表面上在由支承表面限定的第一轴线上运动支柱保持器来驱动支柱的运动。该第一轴线可以在安装期间与车轮的轴线(例如大致为车轮的旋转轴线)对齐。通过自动地或手动地(例如使用用户控制以设置或调节外倾角)控制机电致动器(例如机电致动器的电机)，可以通过沿着第一平移轴线驱动支柱朝向轮胎或向外远离轮胎来调节外倾角，从而得到正或负的外倾角。可以对一个或多个另外的轮胎重复安装步骤。在操作中，控制器可以施加电力以驱动机电致动器在第一平移轴线上运动保持器(正或负的运动)。在本文所述的任何装置中，所述设备可以锁定或以其他方式固定保持器相对于安装主体的位置，使得该位置不会滑动或不慎改变。例如，机电致动器可以被配置为在不致动时锁定或保持该位置。可以包括单独的平移锁(禁止机电致动器的平移)作为机电致动器的一部分，例如，联接至线性致动器或作为线性致动器的一部分，防止运动直至锁被释放。替代地或附加地，可以包括所述锁作为保持器或平移导轨的一部分。锁可以是机电制动器。在本文所述的任何设备中，机电致动器(例如电动机)可以在车辆开着的同时保持启动，并且可以检测(包括使用诸如编码器的传感器)保持器的滑动或意外运动，因此检测外倾角的意外改变，并且可以自动地阻止和/或调回预期/目标位置。
在本文所述的任何设备中，该设备可以在任一端限制保持器的(例如包括保持器的平移导轨的)行程。这可以防止设备延伸超过平移支承表面。该设备还可以在第一次开启时通过在平移支承表面的极限值(例如保持器/平移导轨在平移支承表面上的受限路径)之间扫描来将位置初始化(例如编码器)。
在本文所述的设备的一些变型中，该设备被配置为利用横臂式悬架(也称为A臂或三角臂悬架)。具体地，本文描述了用于对具有上叉形支臂和下叉形支臂的车辆的外倾角进行调节的方法和设备。一种用于调节车辆的外倾角的系统，该车辆具有带有上叉形支臂和下叉形支臂的悬架(其中上叉形支臂具有第一端和第二端，即所述叉形件的“臂”)，所述系统可以包括：具有平移支承表面的安装主体，其中安装主体被配置为刚性地连接至车辆的框架；叉形支臂保持器，其被配置为保持上叉形支臂的第一端，使得上叉形支臂的第一端可以相对于叉形支臂保持器枢转，其中叉形支臂保持器可动地连接至平移支承表面，进一步地，其中平移支承表面被配置为允许叉形支臂保持器在第一平移轴线上运动，并且限制叉形支臂保持器在横向于第一平移轴线的第二平移轴线上或横向于第二平移轴线的第三平移轴线上运动；以及机电致动器，其联接至叉形支臂保持器以沿着平移支承表面在第一平移轴线上驱动叉形支臂保持器。
叉形支臂的第一端和第二端可以指代叉形件的没有在转向节(轮毂)和车轮(其为叉形支臂的第三端)附近连接的端部。一般而言，因为上叉形件通常具有可以联接至车辆的框架的两个端部，所以这些设备中的任何设备(例如系统)可以包括第二组外倾角调节组件(例如，第二安装主体、被配置为保持上叉形支臂的第二端的第二叉形支臂保持器、以及第二机电致动器)。例如，该系统可以包括：具有第二平移支承表面的第二安装主体，其中第二安装主体被配置为刚性地连接至车辆的框架；第二叉形支臂保持器，其被配置为保持上叉形支臂的第二端以使得上叉形支臂的第二端可以相对于第二叉形支臂保持器枢转，其中第二叉形支臂保持器可动地连接至第二平移支承表面，进一步地，其中第二平移支承表面被配置为允许第二叉形支臂保持器在第一平移轴线上运动，并且限制第二叉形支臂保持器在第二平移轴线或第三平移轴线上运动；以及第二机电致动器，其联接至第二叉形支臂保持器以沿着第二平移支承表面在第二平移轴线上驱动第二叉形支臂保持器。
例如，一种用于调节车辆的外倾角的系统，该车辆具有带有上叉形支臂和下叉形支臂的悬架，上叉形支臂具有第一端和第二端，所述系统包括：具有第一平移支承表面的第一安装主体，其中第一安装主体被配置为刚性地连接至车辆的框架；第一叉形支臂保持器，其被配置为保持上叉形支臂的第一端，使得上叉形支臂的第一端可以相对于第一叉形支臂保持器枢转，其中第一叉形支臂保持器可动地连接至第一平移支承表面，进一步地，其中第一平移支承表面被配置为允许第一叉形支臂保持器在第一平移轴线上运动，并且限制第一叉形支臂保持器在横向于第一平移轴线的第二平移轴线或横向于第二平移轴线的第三平移轴线上运动；以及第一机电致动器，其联接至第一叉形支臂保持器以沿着第一平移支承表面在第一平移轴线上驱动第一叉形支臂保持器；具有第二平移支承表面的第二安装主体，其中第二安装主体被配置为刚性地连接至车辆的框架；第二叉形支臂保持器，其被配置为保持上叉形支臂的第二端，使得上叉形支臂的第二端可以相对于第二叉形支臂保持器枢转，其中，第二叉形支臂保持器可动地连接至第二平移支承表面，进一步地，其中第二平移支承表面被配置为允许第二叉形支臂保持器在第一平移轴线上运动，并且限制第二叉形支臂保持器在第二平移轴线或第三平移轴线上运动；第二机电致动器，其联接至第二叉形支臂保持器以沿着第二平移支承表面在第二平移轴线上驱动第二叉形支臂保持器；以及电子控制器，其被配置为操作第一和第二机电致动器。
上述任何特征可以被包括在适于叉形件的系统中，包括电子控制器、杆形(例如轴状)平移支承表面、线性轴承等。可以使用单个电子控制器控制多个机电致动器；替代地，每个机电致动器可以联接至单个机电致动器。
上述任何特征可以包括在适于叉形件的系统中，包括电子控制器、轴状平移支承表面、线性轴承等。
本文还描述了对车辆的外倾角进行调节的方法，该车辆具有带有上叉形支臂和下叉形支臂的悬架，上叉形支臂具有第一端和第二端，所述方法包括：启动第一机电致动器以在与车辆框架刚性地连接的第一平移支承表面上驱动第一叉形支臂保持器，使得第一叉形支臂保持器在第一平移轴线上运动，其中第一叉形支臂保持器联接至上叉形支臂的第一端；以及启动第二机电致动器以在与车辆框架刚性地连接的第二平移支承表面上驱动第二叉形支臂保持器，使得第二叉形支臂保持器在第一平移轴线上运动，其中第二叉形支臂保持器联接至上叉形支臂的第二端。
启动第一机电致动器和启动第二机电致动器可以同时发生。替代地，启动第一机电致动器可以在启动第二机电致动器之后(紧接在其后，或者在其后的数秒或数分钟之内)发生。
启动第一机电致动器可以包括手动启动第一机电致动器。替代地，启动第一机电致动器可以包括自动地(或半自动地)启动第一机电致动器。
这些方法中的任何方法可以包括在调节第一机电致动器的同时调节悬架的束角，或者紧接在调节外倾角之前或之后调节束角。
本文还描述了用于对具有带有上臂和横拉杆的悬架的车辆的外倾角和束角进行调节的方法和设备。一般而言，这些方法可以包括本文所述的任何用于调节外倾角的设备，并且还可以包括用于调节束角的设备。例如，一种用于对具有带有上臂和横拉杆的悬架的车辆的外倾角和束角进行调节的设备可以包括：外倾角调节单元，其包括：安装主体，其具有平移支承表面，其中安装主体被配置为刚性地连接至车辆的框架；臂保持器，其被配置为保持上臂的端部，其中臂保持器可动地连接至平移支承表面，进一步地，其中平移支承表面被配置为允许臂保持器在第一平移轴线上运动，并且限制臂保持器在横向于第一平移轴线的第二平移轴线上或在横向于第二平移轴线的第三平移轴线上运动；以及第一机电致动器，其联接至臂保持器以沿着平移支承表面在第一平移轴线上驱动臂保持器；束角调节单元，所述束角调节单元包括：在远端的横拉杆安装座，其被配置为连接至横拉杆的一端；伸缩杆，其被配置为在远侧至近侧方向上延伸或缩回；第二机电致动器，其联接至伸缩杆并且被配置为驱动伸缩杆的旋转以使伸缩杆相对于横拉杆延伸或缩回；以及在近端的转向连杆安装座，其被配置为连接至车辆的转向齿条的连杆机构；以及电子控制器，其被配置为操作第一和第二机电致动器。
第二机电致动器可以包括平行于伸缩臂定位的电动机。转向连杆安装座可以是球接头。伸缩臂可以包括滚珠螺杆，滚珠螺杆相对于与横拉杆安装座刚性地联接的滚珠螺母旋转，或者包括任何其他线性致动器。束角调节单元可以包括一个或多个撑杆，其将第二机电致动器连接至横拉杆安装座以防止第二机电致动器相对于横拉杆安装座旋转。
因此，电子控制器可以在外倾角被调节时协调对束角的调节。
本文还描述了用于调节车轮的束角的设备，所述设备包括：前横拉杆；横拉杆安装座，其被刚性地连接至前横拉杆的远端；伸缩杆，其与前横拉杆成一条直线并且被配置为通过在横拉杆安装座内旋转而在远侧至近侧方向上延伸或缩回；机电致动器，其包括电动机，电动机平行于伸缩杆安装并且通过齿轮组联接至伸缩杆，其中机电致动器被配置为驱动伸缩杆的旋转以相对于前横拉杆延伸或缩回伸缩杆；以及在伸缩杆的近端的转向连杆安装座，其中转向连杆安装座被配置为连接至车辆的转向齿条的连杆机构。该设备还可以包括电子控制器，其被配置为操作机电致动器。该设备还可以包括后横拉杆，其在伸缩杆与转向连杆安装座之间成直线联接。横拉杆安装座可以被配置为与伸缩杆配合的滚珠螺母，进一步地，其中伸缩杆被配置为滚珠螺杆。该设备还可以包括一个或多个支索(例如撑杆)，其被刚性地连接至机电致动器(例如电动机)，并且可滑动地连接至轴承(例如它们可在其中运动的圈、环、通道等)，该轴承被刚性地连接至横拉杆安装座(例如滚珠螺母)，其可以保持机电致动器以防止其在所述装置被致动时围绕伸缩杆旋转。
附图说明
图1A示出装配至单轮上麦弗逊支柱悬架系统的设备(系统)的示例，其被配置为三个装置。图1B示出图1A所示的设备(系统)的侧视图。图1C示出图1A所示的设备(系统)的俯视图。
图2A示出装配至单轮上双横臂悬架系统的设备(系统)的示例，其被配置为四个装置。图2B示出图2A所示的设备(系统)的侧视图。图2C示出图2A所示的设备(系统)的俯视图。
图3A示出装配至单轮上双横臂悬架系统的设备(系统)的另一示例，其被配置为三个装置。图3B示出图3A所示的设备(系统)的侧视图。图3C示出图3A所示的设备(系统)的俯视图。
图4A是用于控制车轮定位的机电装置的示例，该装置被配置成控制麦弗逊支柱悬架系统的外倾角或后倾角。图4B是图4A所示的机电装置的特写。图4C是图3A所示的机电装置的侧视图，其中支柱钟形罩被剖开以示出该装置。图4D是图4A所示的机电装置的俯视图。图4E是图4A所示的机电装置的仰视图。
图5A是用于控制车轮定位的机电装置的示例，该装置被配置为控制车轮的束角。图5B是图5A中的机电装置的部分剖面侧视图。
图6A是用于控制车轮定位的设备(系统)的示例，该系统被配置为两个(相同)机电装置以控制双横臂悬架系统的外倾角。图6B是图6A所示的机电装置中的一个的特写。
图7A是用于控制防侧倾杆刚度的机电装置的示例。图7B是图7A中的机电装置的部分剖面侧视图。
图8A是用于控制车轮定位的机电装置的另一示例，该装置被配置为控制车轮的束角。图8B是图8A中的机电装置的部分剖面侧视图。
图9是中央控制单元的示例，其被配置为控制装配至车辆的多个装置。
图10A是装配至单个车轮的设备(系统)的示例，其包括测量轮胎温度的传感器阵列。图10B示出图10A所示的设备(系统)的侧视图。
图11A示出装配至单个车轮的设备(系统)的示例，其包括测量车轮角度的传感器阵列。图11B示出图11A所示的设备(系统)的侧视图。
图12A-图12G示出与图4A-图4E所示装置类似的用于控制车轮定位的机电设备的示例。具体地，图12A-图12G的设备是用于对具有带支柱的悬架的车辆的外倾角进行调节的设备。图12A示出安装在麦弗逊式悬架的支柱顶部上的用于控制外倾角的设备的正面透视图。该装置被配置为控制麦弗逊支柱悬架系统的外倾角或后倾角。图12B是安装至支柱钟形罩的顶部上的图12A的设备的顶部透视图。图12C是穿过图12B的设备的剖视图。图12D是在去除了外壳并且去除了一部分悬架(和框架)的情况下示出的图12A的设备的底部透视图。图12E是图12D的设备的顶部透视图。图12F和图12G分别示出穿过具有壳体罩和没有壳体罩的图12A的设备的可选剖视图。
图13A-图13H示出与图5A-图5B所示装置类似的用于控制车轮定位的机电设备的示例。在图13A-图13H中，该设备被配置为控制车轮的束角。图13A-图13B示出束角控制机电设备的透视图。图13C是穿过图13A-图13B的机电设备的剖面图。图13D是穿过图13A-图13B的机电设备的一部分的放大剖视图。图13E和图13F分别示出图13A-图13B的机电设备的侧部透视图和顶部透视图。图13G和图13F是相同机电设备的放大左透视图和放大右透视图。
具体实施方式
一般而言，本文描述了可以用于调节或控制车辆悬架的机电设备(装置、系统、组件等)。在一些实施例中，这些设备可以是用于以电气方式调节车轮定位(例如外倾角、束角和/或后倾角)的设备。在一些变型中，这些设备可以专用于外倾角、束角和/或后倾角中的一个或多个；多个设备可以组合成系统，它们可以共享对它们的操作进行协调的共同控制器。
本文所述的设备中的一些(尤其是外倾角调节设备)可以联接在车辆框架与悬架之间，悬架转而联接至车轮。因此，外倾角调节设备可以包括牢固地联接至车辆框架的安装主体、以及与悬架的优选靠近框架且远离车轮轮毂的部分联接的保持器(例如臂保持器)。例如，保持器可以是被配置为对悬架的上臂(比如麦弗逊式悬架的支柱)的端部/或者双横臂式悬架的上叉形件的端部进行保持的臂保持器。保持器可以与线性导轨联接或是其一部分；一般而言，保持器被配置为在第一(例如线性)平移轴线上运动，并且可以被限制在其他线性方向上运动。运动通常通过保持器在其上运动的平移支承表面，并且机电致动器直接或间接(例如，通过线性导轨)联接至保持器，以在第一平移轴线上沿平移支承表面向后和向前使其运动至期望位置，从而调整车轮的外倾角。
安装主体可以包括连接在一起的两个或更多部分，比如第一(例如上部)安装主体和第二(例如下部)安装主体；不同的部分可以被配置为支撑不同的负载。例如，第二安装主体可以被配置为支撑高负载，而第一安装主体可以仅需支撑较轻的负载，并且可以包括机电致动器。对安装主体的承载功能的划分可以帮助将机电致动器与通过设备施加的其他较大负载隔离，使得通过致动器所见的负载可以小得多且更均匀。
类似地，束角调节装置通常包括细长主体，该细长主体具有与横拉杆成直线联接(例如，在横拉杆与车辆的转向齿条之间)的伸缩杆。伸缩杆包括机械线性致动器(比如滚珠螺杆/滚珠螺母)，其由机电致动器致动。形成该设备的细长主体还可以具有两个或更多个连接在一起并将设备上的负载分开的部分。例如，细长主体的第一部分可以连接至机电致动器，并且细长主体的第二部分包括伸缩杆，与横拉杆成直线连接，并且被配置为支撑细长主体的第一部分的更高负载。例如，细长主体的第一部分可以包括在一端的横拉杆安装座和在第二端的转向连杆安装座。
本文还描述了用于控制车辆悬架设置的其他机电设备，并且其可被包括为用于修改或控制车辆定位(包括一个或多个车轮的定位)的系统的一部分。这些设备可以共享所有或一些特征。例如，本文还描述了被配置为对防侧倾杆的刚度设置进行控制的设备和被配置为对车辆的侧倾中心设置进行控制的设备，以及制造和使用它们的方法、用于控制它们的控制器、和包括它们的系统。一般而言，这些设备可以包括被配置为支撑车辆的相关静态和动态负载的一个或多个结构构件、被配置为控制和改变悬架设置的一个或多个调节构件、以及被配置为驱动(多个)调节构件的平移的一个或多个驱动器。在一些情况下，调节构件还可以被配置为结构构件，从而两者均对车辆的相关负载进行支撑并且还对悬架设置进行控制。一般而言，这些设备可以通过开环控制或闭环控制、或者半闭环(例如包括用户输入、确认或选择)来进行控制。这些设备中的任何设备还可以包括一个或多个传感器以对可被用于控制悬架设置的变量进行监测。
图1A-图1C示出用于控制车辆悬架设置的机电设备的变型，所示设备被配置为可兼容于麦弗逊支柱悬架几何结构。在该示例中，三个机电设备(例如装置)121、131、141控制车辆的一个车轮101的悬架设置。第一机电装置121位于支柱103的顶上，并且被配置为控制车轮101的外倾角和/或后倾角。第二机电装置131位于外横拉杆107与内横拉杆109之间(例如在横拉杆与转向齿条的连杆机构之间)，并且被配置为控制车轮101的束角。第三机电装置141位于防侧倾杆105与连杆106之间，并被配置为控制防侧倾杆105的刚度。一般来说，本文所述的束角调节设备可以用于利用包括前横拉杆部分和远侧附件和/或后横拉杆部分的电控(例如伸缩)设备代替传统横拉杆。这在下文中将在图13A-图13H中更详细地描述。
图1B和图1C示出在该示例中的机电装置121、131、141对悬架设置进行控制和调节的轴线。机电装置121通过在两条轴线(针对外倾角的一条轴线123，以及针对后倾角的一条轴线125)上平移支柱103的顶部来控制车轮101的外倾角和后倾角。机电装置131通过改变外横拉杆107与内横拉杆109之间的距离来控制车轮101的束角，从而有效地改变横拉杆的总长度。机电装置141通过改变防侧倾杆105与连杆106之间的距离来控制防侧倾杆105的刚度，从而有效地改变防侧倾杆105的长度。
本文所述的任何机电装置可以针对一个或多于一个车轮控制一个或多于一个悬架设置。可以使用任何数量的机电装置控制针对一个或多于一个车轮的悬架设置。车辆可以装配有被配置为针对任何数量的车轮对任何数量的悬架设置进行控制的一个或多个机电装置。对于给定的车轮，一个或多个机电装置可以被配置为控制所有或仅一些悬架设置。
本文所述的任何机电装置可以被配置为可兼容于任何悬架几何结构或悬架几何结构的型式，包括(但不限于)固定轮轴、独立件、麦弗逊支柱、叉形件、双横臂、多连杆、空气悬架、板簧和扭杆悬架。
图2A-图2C示出用于控制车辆悬架设置的机电设备的变型，这些装置被配置为可兼容于双横臂式悬架几何结构。在该示例中，四个机电装置221、231、241控制车辆的一个车轮101的悬架设置。首两个机电装置221是相同的并且位于上叉形件213的内枢轴点处，并且被配置为控制车轮101的外倾角和后倾角。第三机电装置231位于外横拉杆207与内横拉杆209之间，并且被配置为控制车轮101的束角。第四机电装置241位于防侧倾杆205与连杆206之间，并且被配置为控制防侧倾杆205的刚度。
图2B和图2C示出在该示例中的机电装置221、231、241对悬架设置进行控制和调节的轴线。机电装置221通过在两条轴线(针对外倾角的一条轴线223和针对后倾角的一条轴线225)上平移上叉形件213来控制车轮101的外倾角和后倾角。机电装置231通过改变外横拉杆207与内横拉杆209之间的距离来控制车轮101的束角，从而有效地改变横拉杆的总长度。机电装置241通过改变防侧倾杆205与连杆206之间的距离来控制防侧倾杆205的刚度，从而有效地改变防侧倾杆205的长度。
图3A-图3C示出用于控制车辆悬架设置的机电装置的其他变型，这些装置被配置为可兼容于双横臂悬架几何结构。在该示例中，三个机电装置321、231、241控制车辆的一个车轮101的悬架设置。第一机电装置321位于上叉形件213的外枢轴点附近，并且被配置为控制车轮101的外倾角。另外两个机电装置231、241与图2A-图2C中所述的那些相同。在该示例中，没有提供对车轮101的后倾角的控制。
图3B和图3C示出该示例中的机电装置321、231、241对悬架设置进行控制和调节的轴线。机电装置321通过平移上叉形件213的外枢轴点来控制车轮101的外倾角，从而有效地改变上叉形件213的长度。机电装置231、241如图2B和图2C所述控制车轮101的束角以及防侧倾杆205的刚度。
本文所述的任何机电装置可以与本文示例中所示不同地被配置或定位，只要它们使得能够控制一个或多个悬架设置即可。如图3A-图3C的示例中所示，车辆可以被配置为使得并非所有悬架设置均以机电方式控制。在图3A-图3C的示例中，车轮的后倾角是不受控制的，而外倾角、束角和防侧倾杆刚度是受控制的。
一般而言，本文所述的机电装置可以被配置为可兼容于车辆的原始悬架系统，或者根据需要在对悬架系统的原产几何结构进行最小修改的情况下而兼容于售后悬架系统。这使得将机电装置引入原始悬架系统导致的副作用(例如增大的非簧载质量、减小的刚度或硬度等)的潜在可能最小化。一般而言，本文所述的机电装置可以被配置为重量轻且坚固，并且可以位于使非簧载质量增大的潜在可能最小化的位置处(例如，远离车轮的轮毂/靠近车辆框架等)。
图4A-图4E示出用于控制车辆悬架设置的机电装置的变型，该装置被配置为控制麦弗逊支柱悬架系统的外倾角。在图4A中，设备(被配置为机电装置)421位于支柱103的顶上，并且安装至作为车辆框架的一部分或与车辆框架连接的车辆的支柱钟形罩415。图4B是图4A所示的机电装置421的特写。该设备包括具有被固定至车辆框架(例如固定至支柱钟形罩415)的两个部分的安装主体；在本示例中，安装主体的上部464连接在框架415之上，下部466连接在框架下方，螺栓468用于将这两个部分与刚性地保持在这两个部分之间的框架一起进行固定。该设备还包括支柱保持器465(被配置为球面轴承)，其为下平移导轨463的一部分。因此，通过在由一对轴(其被配置为保持器两侧上的线性轨道461)中的每一个的纵向外表面形成的平移支承表面上来回平移，支柱保持器可以沿着第一平移轴线488与下平移导轨一起运动。保持器(支柱保持器)可以刚性地连接至跨骑在这些线性轨道上的一个或多个线性轴承(未示出)。电磁致动器(包括电动机451、正齿轮459、以及包括滚珠螺杆453和滚珠螺母455的线性致动器)在第一平移轴线488上来回驱动保持器，以调节外倾角。图4C、图4D和图4E分别是图4A所示的机电装置421的局部侧面剖视图、俯视图和仰视图。
因此，机电装置421包括电动机451、两个正齿轮459(一组齿轮)、滚珠螺杆453、滚珠螺母455、上平移导轨457、下平移导轨463(下平移导轨可被固定至上平移导轨，并且它们两者与支柱保持器一起相对于上安装主体部分运动)、两个线性轨道461(形成平移支承表面，并且可以是下安装主体部分的一部分)和球面轴承465(本示例中的支柱保持器)。支柱保持器465可以刚性地或可动地联接至支柱103的顶部(例如，顶端，也被简称为端部)。在该示例中，支柱103的顶部固定在与下平移导轨463联接(例如，容纳在其中)的保持器(球面轴承)465的内部。下平移导轨463沿着线性轨道461以低滑动摩擦力在线性轴承(未示出)上滑动。因此，下平移导轨463刚性地连接至上平移导轨457，并且上平移导轨457刚性地连接至滚珠螺母455。滚珠螺母455配置为沿着滚珠螺杆453以低摩擦力来回被驱动，从而平移上平移导轨457、下平移导轨463、支柱保持器(球面轴承)465和支柱103的顶部。当支柱的底部固定至车轮组件(见图1A)时，对支柱103的顶部的平移改变了其角度，从而改变了车轮101的外倾角角度。滚珠螺杆453由能够支撑径向和推力负载的轴承(未示出)支撑，滚珠螺杆453被驱动以通过由电动机451驱动的正齿轮459绕其中心轴线旋转。在图4A-图4E所示的变型中，支柱保持器能够沿第一平移轴线488(例如，x)运动，但是限制在任何其他平移轴线上相对于安装主体运动；特别地，垂直于第一平移轴线的平移轴线(z或y)。
可以驱动电动机451顺时针或逆时针旋转，从而沿着滚珠螺杆453的线来回平移支柱103的顶部。电动机451可以由电子控制器(未示出)控制，并且可以包括编码器(未示出)以监测电动机451和/或支柱103的顶部的位置。机电致动器或设备的其他部分还可以包括可释放的锁，并且当接合时锁定支柱保持器相对于安装主体的位置并因此锁定车辆框架的位置。锁可以是机械锁，并且控制机电致动器的电子控制器可以控制锁的接合/脱开(例如，锁定/解锁)。
尽管上文示出的示例包括电动机，但本文所述的任何机电装置可以包括任何适当的驱动器中的任一个或多个，其可以是(但不限于)机械致动器(例如电机等)、气动致动器、液压致动器、或电致动器。任何驱动器可以在旋转或线性维度上转变，或者在旋转和线性维度上转变，并且该转变可以是可逆的。任何驱动器可以包括位置传感器(例如编码器等)。
本文所述的任何机电装置，尤其是安装主体，可以包括一个或多个结构构件，其可以是任何适当类型的结构构件，包括(但不限于)梁、法兰、支撑件、轴、轨道、杆、壳体、导轨、安装座、支架、螺栓、螺母、或螺杆(例如传动螺杆、丝杠、滚珠螺杆等)。结构构件可保持静止或可以在旋转或线性维度上转变，或者在旋转和线性维度上转变。
本文描述的任何机电装置可以包括一个或多个调节构件，例如线性致动器，其可以是任何适当类型的调节构件，包括(但不限于)螺杆(例如传动螺杆、丝杠、滚珠螺杆等)、齿轮(例如正齿轮、斜齿轮、蜗轮等)、滑轮、皮带、轴、滑块、枢轴、杠杆臂、连接杆、凸轮、平移导轨、滑架、或螺母(例如滚珠螺母等)。调节构件可以在旋转或线性维度上转变，或者在旋转和线性维度上转变。
图5A和图5B示出用于控制车辆悬架设置的机电装置的变型，该装置配置为控制车轮101的束角。在本示例中，机电装置531位于外横拉杆507与内横拉杆509之间。机电装置531包括电动机551、两个正齿轮559、滚珠螺杆553、滚珠螺母555、和轴承组569。外横拉杆507连接到滚珠螺母555，滚珠螺母555被配置为以低摩擦力沿着滚珠螺杆553来回被驱动，从而平移外横拉杆507。当外横拉杆507连接到车轮组件(见图1A、图2A和图3A)时，对外横拉杆507的平移改变了车轮101的束角角度。滚珠螺杆553由能够支撑径向和推力负载的轴承组569支撑，滚珠螺杆553通过由电动机551驱动的抵消(setoff)正齿轮559驱动以绕其中心轴线旋转。
本文所述的配置为对车轮的束角进行控制的任何机电装置可以被配置为位于转向器箱与车辆的车轮之间的任何位置处。例如，机电装置可以在外横拉杆与车辆组件之间位于外横拉杆的外端处。在另一示例中，机电装置可以在内横拉杆与转向器箱之间位于内横拉杆的内端处。机电设备(例如束角调节设备)可以完全代替横拉杆，在转向器箱与车轮组件之间延伸，并且(如下面图13A-图13H所示)可以包括与伸缩区域成直线连接的一个或多个“部分”横拉杆。一般来说，配置为对车轮的束角进行控制的机电装置将改变外横拉杆的外端与内横拉杆的内端之间的距离。
因此，本文所述的配置为对车轮的束角进行控制的任何机电装置可以被配置为控制转向轮或非转向轮的束角。对于非转向轮，机电装置可以位于前束臂(toe arm)上的任何位置。例如，机电装置可以在前束臂与车轮组件之间位于前束臂的外端处。在另一示例中，机电装置可以在前束臂与车辆的主体或底盘上的安装点之间位于前束臂的内端处。在另一示例中，机电装置可以完全代替前束臂，在车辆的主体或底盘上的安装点与车轮组件之间延伸。一般而言，配置为对非转向轮的束角进行控制的机电装置将改变前束臂的有效总长度。
图6A和图6B示出用于控制车辆悬架设置的机电装置的变型，该装置配置为控制双横臂悬架系统的外倾角。在该示例中，两个相同机电装置621分别在上叉形件213的第一端631和第二端632上位于上叉形件213的内枢轴点处。叉形件的端部通过与设备的平移导轨633的叉形支臂保持器633的枢转接头可枢转地附接至外倾角调节设备，使得叉形支臂可相对于叉形支臂保持器枢转。每个机电装置621包括机电致动器，该机电致动器包括电动机651、两个正齿轮659、滚珠螺杆653和滚珠螺母655。该设备还包括与叉形支臂保持器633连接(或在本示例中，与其形成为一体)的平移导轨663。安装主体671可以直接或间接地联接至框架(未示出)，并且可以包括或刚性地连接至形成平移支承表面的两个线性轨道661。该装置还包括轴承组669。包括叉形支臂保持器的平移导轨还可以包括线性轴承(未示出)，线性轴承骑跨在由平行的一对轨道(轴661)形成的平移支承表面上。
在本示例中，平移导轨的叉形支臂保持器被配置为保持上叉形支臂的一端；在本示例中，上叉形支臂包括通道，螺栓或螺杆638可以附接至该通道中以将其固定在叉形支臂保持器中。上叉形件213连接至平移导轨663，平移导轨663连接至滚珠螺母655。滚珠螺母655配置为以低摩擦力沿滚珠螺杆653来回被驱动，从而使平移导轨663平移。当上叉形件213连接至车轮组件(参见图2A和图3A)时，对上叉形件213的平移改变了车轮101的外倾角角度。滚珠螺杆653由能够支撑径向和推力负载的轴承组669支撑，滚珠螺杆653通过由电动机651驱动的一组正齿轮659驱动以绕其中心轴线旋转。在本示例中，安装主体、轴、和叉形支臂保持器配置为支撑相对高的负载(例如，高于负载阈值)，同时机电控制器被安装至安装主体并联接至平移框架(例如，叉形支臂保持器)并且不需要支撑这些高负载。
图7A和图7B示出用于控制车辆悬架设置的机电装置的变型，该装置被配置为控制防侧倾杆的刚度。在该示例中，机电装置741位于防侧倾杆205与连杆706之间。机电装置包括电动机751、两个正齿轮759、滚珠螺杆753、滚珠螺母755、连接法兰773、安装座768和轴承组769。安装座768连接至防侧倾杆205的端部，安装座768容纳轴承组769。滚珠螺杆753由轴承组769支撑，轴承组769能够支撑径向和推力负载。滚珠螺杆753通过由电动机751驱动的正齿轮759驱动以绕其中心轴线旋转。滚珠螺母755被配置为以低摩擦力沿滚珠螺杆753来回被驱动，从而平移连接法兰773并改变防侧倾杆205的端部与连杆706之间的距离。防侧倾杆205的端部与连杆706之间的距离表示防侧倾杆205的有效长度。如果防侧倾杆205的有效长度较长，则防侧倾杆205的刚度将较低。相反，如果防侧倾杆205的有效长度较短，则防侧倾杆205的刚度将较高。
本文所述的配置为对防侧倾杆的刚度进行控制的任何机电装置可以被配置为位于防侧倾杆上的任何位置处，或者位于防侧倾杆与车轮或悬架组件之间的任何位置处。机电装置可以间接地连接至车轮或悬架组件(例如，通过连杆等)，或者可以直接连接至车轮或悬架组件。
本文所述的配置为对防侧倾杆的刚度进行控制的任何机电装置可以被配置为控制任何防侧倾杆(包括(但不限于)前防侧倾杆或后防侧倾杆)的刚度。
图8A和图8B示出了用于控制车辆悬架设置的机电装置的另一变型，该装置配置为控制车轮101的束角。在该示例中，机电装置831位于外横拉杆807与内横拉杆809之间。机电装置包括电动机851、电机壳体852、滚珠螺杆853、轴联接器854、滚珠螺母855、和轴承组869。外横拉杆807连接至滚珠螺母855，滚珠螺母855配置为以低摩擦力沿着滚珠螺杆853来回被驱动，从而平移外横拉杆807。当外横拉杆807连接至车轮组件(见图1A、图2A和图3A)时，对外横拉杆807的平移改变了车轮101的束角角度。滚珠螺杆853由能够支撑径向和推力负载的轴承组件869支撑，滚珠螺杆853通过电动机851经由轴联接器854被驱动以绕其中心轴线旋转。在该示例中，由于电动机851输出轴经由轴联接器854直接联接至滚珠螺杆853，因此不需要齿轮等。
本文所述的任何机电装置可以包括或可以不包括用于驱动调节构件以调节悬架设置的齿轮。在使用齿轮的情况下，它们可以具有任何齿轮比(例如1:1、1:2、2:1、1:3、1:4等)。本文所述的任何机电装置的任何驱动器的输出轴可以直接联接至任何调节构件。在本文所述的任何机电装置中包括螺杆(例如滚珠螺杆、丝杠等)的情况下，至少一个驱动器的输出轴可以直接或间接地联接至螺杆，并且此外至少一个驱动器的输出轴可以相对于螺杆采取任何空间定向，包括平行、垂直、共线、重合、或与螺杆成任何角度。
本文所述的任何机电装置可以由电子控制器来控制。每个机电装置可以由其自身的控制系统、由另一装置的控制系统、由共同的集中控制系统、或者由控制系统的组合来控制。
图9示出了控制单元的变型，该控制单元被配置为对用于控制车辆悬架设置的机电装置进行控制。在该示例中，中央控制单元用于控制装配至车辆的所有四个车轮上的所有机电装置。一个或多个机电装置被装配在左前轮和右前轮中的每一个上，以控制每个前轮的外倾角、后倾角、束角和防侧倾杆刚度。此外，一个或多个机电装置被装配至左后轮和右后轮中的每一个上，以控制每个后轮的外倾角、束角和防侧倾杆刚度。中央控制单元被配置为接收用户输入数据和传感器输入数据，并将控制信号输出至所有机电装置，以便适当地控制和改变悬架设置。
本文所述的任何控制单元可以另外控制与本文所述的机电装置无关的其他悬架或车辆功能，包括(但不限于)磁阻尼器、自适应阻尼器、弹簧刚度和侧倾中心。
本文所述的任何机电装置可以包括一个或多个传感器，并且还可以包括闭环控制。
图10A和图10B示出了用于控制车辆悬架设置的机电装置的变型，其配置有反馈传感器。四个机电装置221、231、241控制车辆的一个车轮101的悬架设置，如图2A-图2C中所述。在该示例中，温度传感器阵列1081安装到上叉形件213并且位于车轮101上的轮胎表面之上以监测轮胎的温度。温度传感器阵列1081包括沿其长度的一个或多个温度传感器，以监测轮胎从内边缘到外边缘或从外边缘到内边缘的温度。
在一个示例中，温度传感器阵列1081可以包括两个分立传感器，一个位于轮胎的内边缘之上以监测内边缘的温度，一个位于轮胎的外边缘之上以监测外边缘的温度。
在另一示例中，温度传感器阵列1081可以包括三个分立传感器，一个位于轮胎的内边缘之上以监测内边缘的温度，一个位于轮胎的中心之上以监测中心的温度，并且一个位于轮胎的外边缘之上以监测外边缘的温度。
在又一个示例中，温度传感器阵列1081可以包括一个连续的传感器条，以监测轮胎上所有点处的温度并提供完整的温度曲线图。
本文所述的任何机电装置或装置的系统可以包括一个或多个温度传感器。具体地，温度传感器可以用于评估给定的一组悬架设置的适当性。具体地，温度传感器可以用于监测轮胎表面的温度，从而评估给定外倾角设定的适当性。例如，如果轮胎的外边缘的温度高于内边缘的温度，则可以命令被配置成控制外倾角的机电装置提供更多负的(或更小的正的)外倾角。在另一示例中，如果轮胎的内边缘的温度高于外边缘的温度，则可以命令被配置成控制外倾角的机电装置提供更小的负的(或更大的正的)外倾角。
图11A和图11B示出用于控制车辆悬架设置的机电装置的变型，其配置有反馈传感器。四个机电装置221、231、241控制车辆的一个车轮101的悬架设置，如图2A-图2C所述。在该示例中，位置传感器阵列1183安装至下叉形件211并且位于车轮101后面以监测车轮101的角度或位置。在该示例中，位置传感器阵列1183包括三个位置传感器1185、1187、1189。位置传感器1185、1187、1189被配置为监测车轮101的外倾角角度和束角角度。
在一个示例中，位置传感器阵列可以包括一个或多个分立传感器。在另一示例中，位置传感器阵列可以包括一个连续的传感器条以提供位置曲线图。
本文描述的任何机电装置或装置的系统可以包括一个或多个位置传感器。具体地，位置传感器可以用于评估给定的一组悬架设置的适当性。具体地，位置传感器可以用于监测车轮的束角角度。
本文所述的任何机电装置或装置的系统可以包括一种或多种类型的一个或多个传感器，包括(但不限于)位置传感器、编码器(例如线性、旋转、光学等)、限位开关、接近传感器、温度(热)传感器、簧片开关、光传感器(例如紫外线、红外线等)和加速度计。例如，机电装置可以包括一个或多个位置传感器以及一个或多个温度传感器。
对于包括本文所述的一个或多个传感器的任何机电装置或装置的系统，可以提供开环、部分闭环、全闭环、间歇闭环、连续闭环、半自动、或全自动控制。
对于包括本文所述的一个或多个传感器的任何机电装置或装置的系统，可以提供悬架设置的自动、连续、实时控制。
图12A-图12G示出用于对具有包括支柱1203的悬架(比如麦弗逊式悬架)的车辆的外倾角进行调节的设备1221的另一变型(例如，装置、系统等)。在该示例中，类似于图4A-图4E所示的设备，该设备包括刚性地连接至车辆框架(例如，支柱钟形罩1215)的安装主体。安装主体包括上安装主体1264和下安装主体1266。在该示例中，上安装主体被配置为连接至下安装主体以用于将车辆1215的框架保持在两者之间，使得安装主体的两个部分被刚性连接，如图12C所示。上安装主体和下安装主体中的每一个上的开口与穿过框架(支柱钟形罩1215)的开口对齐。下安装主体跨越该开口和支柱保持器1299(其被连接或形成为可动平移导轨1263的一部分)，在形成下安装主体的一部分的平移支承表面1298上的单个平移轴线上运动。在该示例中，平移支承表面是平行地横跨开口延伸的两个轴1290中的每一个的圆柱形外表面。平移轴线平行于这些轴的方向延伸。在图12A、12C和12F中，壳体1278覆盖上安装主体，并且柔性套管1279覆盖下安装主体，允许支柱保持器运动并保护设备免受碎屑的影响。
在该示例中，上壳体1278覆盖机电致动器；在图12B、12D、12E和12G中，上盖已被去除(尽管柔性下盖1279仍然在适当位置)。在该示例中，机电致动器包括电动机1251，其驱动与线性致动器联接的一对齿轮1259的旋转，线性致动器在此配置为滚珠螺杆1253和滚珠螺母1255。滚珠螺杆由齿轮旋转，使得滚珠螺母可以沿滚珠螺杆向前和向后行进；由于滚珠螺母与平移导轨/支柱保持器连接(例如，刚性连接)，因此滚珠螺杆的旋转驱动支柱保持器的运动。电控制器(未示出)与机电致动器通信并控制机电致动器的操作。
在操作中，当机电致动器的电动机使滚珠螺杆旋转并使滚珠螺母在第一平移轴线上向前或向后运动时，支柱保持器被机电致动器驱动，使得其在这对轴的平移支承表面1298上运动(例如，通过在平移导轨上/内的或平移导轨的一部分的滑动轴承/线性轴承的作用)。在该示例中，该第一平移轴线通常对齐至车轮的平面中(例如，在一些变型中，在车轮的旋转轴线的+/-30度内)。该设备被限制，使得平移导轨(因此，使得支柱保持器)在所有其他平移方向(例如，垂直于第一平移轴线的轴线)上受到限制。编码器(未示出)可以监测保持器/平移导轨的位置，并且可以向电控制器提供反馈。
如上所述，图12A-图12G所示的设备被配置为使得，通过例如悬架的支柱而加诸于设备上的高负载通过与安装主体的支撑或包括机电致动器的部分隔离的安装主体的单独部分传递至框架主体。在该示例中，上安装主体1263支撑机电致动器，并且不需要支撑高负载；机电致动器不需要在下安装主体1266所承受的高负载条件下操作。下安装主体1266支撑来自支柱1203的负载，并且该负载通过支柱保持器1299和平移导轨1263传递至形成下安装主体1266的平移支承表面1298的一对轴。下安装主体被配置为安装在车辆框架下方(例如，支柱钟形罩1215)，因此该负载通过装置传递至框架而不通过机电致动器。因此，下安装主体可以配置为处理大于约1000千克(kg)的最小负载阈值(例如，大约1500kg或更多、大约2000kg或更多、大约2500kg或更多、大约3000kg或更多、大约3200kg或更多、大约3500kg或更多、大约4000kg或更多等)。
图13A-图13H示出束角调节设备(例如束角调节单元)的另一示例，类似于上文针对图5A-5B和图8A-8B示出和描述的束角调节装置，该束角调节设备可以电调节车辆(例如车辆的车轮)的束角。在图13A中，束角调节单元1331包括在远端的横拉杆安装座1368，其配置为连接到横拉杆1360的一端。在一些变型中，横拉杆(前横拉杆1360)形成设备的一部分。在13A-13H中，横拉杆安装座将前横拉杆刚性地安装至伸缩杆的滚珠螺母1355上；滚珠螺杆(不可见)被保持在滚珠螺母内，并且通过滚珠螺母并部分地进入前横拉杆的远端。伸缩杆部分1381被配置为在远侧至近侧方向上延伸或缩回。伸缩杆可以包括线性致动器(例如，在该示例中，滚珠螺杆1353和滚珠螺母；滚珠螺母可以与横拉杆安装座1368具有相同的特征)，其由机电致动器作用(例如，电动机1351和齿轮组1359等)。机电致动器通过滚珠螺杆和滚珠螺母(在该示例中为横拉杆安装座)联接至伸缩臂，并驱动伸缩臂的旋转以使伸缩臂相对于横拉杆延伸或缩回。壳体1386(包括柔性部分1385)可以覆盖机电致动器和伸缩臂部分。
在该示例中，伸缩杆部分1381与这里示出为前横拉杆部分1360的一部分(例如，截头的)横拉杆成直线联接。该设备的后端包括转向连杆安装座1377。在一些变型中，第二横拉杆部分(后横拉杆部分)可以包括在伸缩杆与转向连杆安装座之间。该示例中的转向连杆安装座是球接头，允许枢转。伸缩杆部分可以通过由电动机驱动的旋转(其旋转由齿轮组传递)来伸长或缩短以旋转滚珠螺杆，滚珠螺杆在通过前横拉杆部分被刚性固定至对齐的其余部分(并因此固定至车辆框架)的一个或多个滚珠螺母中旋转。机电致动器与横拉杆的承载路径不成直线地定位；在图13A-13F中，机电致动器(例如电动机)与横拉杆的承载路径的其余部分平行地定位。这可以节省空间并且还保护机电致动器。
在图13A-13H中，转向连杆安装座1377位于近端并且被配置为连接至车辆的转向齿条的连杆机构(未示出)。该转向连杆安装座可以是球接头。
束角调节单元还包括一个或多个(图13E-图13H中示出两个)支索(撑杆1395)，其将机电致动器(例如电动机1351)连接至设备的主体框架。撑杆可滑动地连接至轴承1396，轴承1396刚性地(直接或如图所示间接地)连接至横拉杆安装座，以防止机电致动器在操作期间相对于横拉杆安装座旋转。
本文描述的任何方法可以实现为软件、硬件或固件，并且可以被描述为存储能够由处理器(例如计算机、平板电脑、智能手机等)执行的一组指令的非暂时性计算机可读存储介质，当该组指令由处理器执行时，使处理器控制执行以下步骤中的任何步骤，包括但不限于：显示、与用户通信、分析、修改参数(包括定时、频率、强度等)、确定、警告等。
当一个特征或元件在本文中被称为在另一特征或元件“上”时，它可以直接在另一特征或元件上，或者也可以存在中间特征和/或元件。相反，当一个特征或元件被称为“直接在”另一特征或元件“上”时，不存在中间特征或元件。还将理解，当一个特征或元件被称为“连接”、“附接”或“联接”至另一特征或元件时，它可被直接连接、附接或联接至另一特征或元件，或可以存在中间特征或元件。相反，当一个特征或元件被称为“直接连接”、“直接附接”或“直接联接”至另一特征或元件时，不存在中间特征或元件。尽管关于一个实施例进行了描述或示出，但是如此描述或示出的特征和元件可以应用于其他实施例。本领域技术人员还将理解，对与另一特征“相邻”设置的结构或特征的引用可具有与相邻特征重叠或位于相邻特征之下的部分。
这里使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并不旨在限制本发明。例如，如本文所用，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确说明。将进一步理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定所述特征、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件和/或其组。如这里所使用的，术语“和/或”包括相关所列项目中的一个或多个的任何和所有组合，并且可以缩写为“/”。
这里可以使用诸如“下方”、“之下”，“下”，“之上”、“上”等空间相对术语以方便说明，以如图中所示描述一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将会理解，除了图中所示的取向之外，空间相对术语还旨在包括使用或操作中的装置的不同取向。例如，如果图中的装置被倒转，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“之下”的元件将被定向在其他元件或特征“之上”。因此，示例性术语“下方”可以包括之上和下方的取向。装置可以以其他方式定向(旋转90度或在其他取向)，并且相应地解释本文使用的空间相对描述语。类似地，除非另有明确说明，否则本文使用术语“向上”、“向下”、“竖直”、“水平”等仅用于解释的目的。
尽管本文可以使用术语“第一”和“第二”来描述各种特征/元件(包括步骤)，但是这些特征/元件不应受这些术语的限制，除非上下文另有说明。这些术语可用于将一个特征/元件与另一特征/元件区分开。因此，下面讨论的第一特征/元件可能被称为第二特征/元件，并且类似地，下面讨论的第二特征/元件可能被称为第一特征/元件而不脱离本发明的教导。
在整个说明书和随后的权利要求书中，除非上下文另有要求，否则词语“包括”和诸如“包括了”和“包含”的变体意指可以在方法和物品(例如包括装置和方法的组合物和设备)中共同使用各种组件。例如，术语“包括”将被理解为暗示包括任何所述的元件或步骤，但不排除任何其他元件或步骤。
通常，本文描述的任何设备和方法应被理解为是包含性的，但是组件和/或步骤的全部或子集可以替代地是排他性的，并且可以表示为“由各组件、步骤、子组件或子步骤组成”或替代地“实质上由各组件、步骤、子组件或子步骤组成”。
如本说明书和权利要求书中所使用的，包括如在示例中使用的，并且除非另有明确说明，否则所有数字可以被读作好像以“大约”或“近似”一词开头，即使该术语没有明确地出现。当描述幅度和/或位置以指示所描述的值和/或位置在值和/或位置的合理预期范围内时，可以使用短语“大约”或“近似”。例如，数值可以具有这样的值，其是所述值(或值的范围)的+/-0.1％、是所述值(或值的范围)的+/-1％、所述值(或值的范围)的+/-2％、所述值(或值的范围)的+/-5％、所述值(或值的范围)的+/-10％等。此处给出的任何数值还应理解为包括大约或近似该值，除非上下文另有说明。例如，如果公开了值“10”，则还公开了“大约10”。本文引用的任何数值范围旨在包括其中包含的所有子范围。还应理解，当公开了一个值时，“小于或等于”该值、“大于或等于该值”以及值之间的可能范围也被公开，如本领域技术人员适当理解的那样。例如，如果公开了值“X”，则还公开了“小于或等于X”以及“大于或等于X”(例如，其中X是数值)。还应理解，在整个本申请中，数据以多种不同格式提供，并且该数据表示端点和起始点以及数据点的任何组合的范围。例如，如果公开了特定数据点“10”和特定数据点“15”，则应理解为大于、大于或等于、小于、小于或等于、和等于10和15以及在10和15之间均被认为公开。还应理解，还公开了两个特定单元之间的每个单元。例如，如果公开了10和15，则还公开了11、12、13和14。
尽管以上描述了各种说明性实施例，但是在不脱离由权利要求描述的本发明的范围的情况下，可以对各种实施例进行许多改变中的任何改变。例如，在替代实施例中可以经常改变执行各种所描述的方法步骤的顺序，并且在其他替代实施例中，可以完全跳过一个或多个方法步骤。各种装置和系统实施例的可选特征可以包括在一些实施例中而不包括在其他实施例中。因此，前面的描述主要是出于示例性目的而提供的，并且不应被解释为限制如权利要求中所阐述的本发明的范围。
本文包括的示例和图示通过说明而非限制的方式示出了可以实践主题的特定实施例。如上所述，可以利用并从中得出其他实施例，使得可以在不脱离本公开的范围的情况下进行结构和逻辑替换和改变。本发明主题的这些实施例在本文中可以单独地或共同地由术语“发明”来指代，仅仅是为了方便并且不意在将本申请的范围自愿地限制于所公开的任何单个发明或发明构思(如果事实上不止一个)。因此，尽管本文已说明和描述了特定实施例，但经计算以实现相同目的的任何布置可替代所展示的特定实施例。本公开旨在涵盖各种实施例的任何和所有改编或变型。在阅读以上描述后，上述实施例的组合以及本文未具体描述的其他实施例对于本领域技术人员而言将是显而易见的。

Claims (29)

1.一种用于调节车辆的外倾角的装置，所述车辆具有包括支柱的悬架，所述装置包括：
安装主体，其具有上安装主体、下安装主体和在下安装主体上的平移支承表面，其中所述安装主体被配置为能够在上安装主体与下安装主体之间刚性地连接至所述车辆的框架；
支柱保持器，其被配置为能够保持所述支柱的端部，其中所述支柱保持器可动地连接至所述平移支承表面，进一步地，其中所述平移支承表面被配置为能够允许所述支柱保持器沿第一平移轴线运动，并且限制所述支柱保持器沿横向于所述第一平移轴线的第二平移轴线或沿横向于所述第二平移轴线的第三平移轴线运动；以及
机电致动器，其被安装在上安装主体的顶部且联接至所述支柱保持器以沿着所述平移支承表面且沿所述第一平移轴线驱动所述支柱保持器。
2.根据权利要求1所述的装置，还包括电子控制器，其被配置为能够控制所述机电致动器的致动。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述电子控制器被配置为能够在调节外倾角时调节所述车辆的束角。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述平移支承表面包括在所述支柱保持器的两侧上平行地延伸的一对轴。
5.根据权利要求1所述的装置，还包括一个或多个线性轴承，其被刚性地连接至所述支柱保持器并且可动地连接至所述平移支承表面。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述机电致动器包括联接至所述支柱保持器以使其沿所述第一平移轴线运动的电动机。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述机电致动器包括滚珠螺杆和滚珠螺母，其中所述滚珠螺母联接至所述支柱保持器并被配置为能够沿着所述滚珠螺杆来回被驱动。
8.根据权利要求1所述的装置，还包括编码器，其被配置为能够监测所述支柱保持器的位置。
9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述平移支承表面被配置为能够支撑大于1500kg的径向负载。
10.一种用于调节车辆的外倾角的装置，所述车辆具有包括支柱的悬架，所述装置包括：
上安装主体和下安装主体，其被配置为能够使得所述车辆的框架能被固定在所述上安装主体与所述下安装主体之间，其中上安装主体上的开口与下安装主体上的开口对齐，其中所述下安装主体包括平移支承表面；
支柱保持器，其被配置为能够保持所述支柱的端部，其中所述支柱保持器可动地连接至所述平移支承表面，进一步地，其中所述平移支承表面被配置为能够允许所述支柱保持器沿第一平移轴线运动，并且限制所述支柱保持器沿横向于所述第一平移轴线的第二平移轴线或沿横向于所述第二平移轴线的第三平移轴线运动；
机电致动器，其被安装在上安装主体的顶部且通过上安装主体上的开口和下安装主体上的开口联接至所述支柱保持器，以沿着所述平移支承表面且沿所述第一平移轴线驱动所述支柱保持器；以及
电子控制器，其被配置为能够操作所述机电致动器。
11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述平移支承表面包括在所述支柱保持器两侧上平行地延伸的一对轴。
12.根据权利要求10所述的装置，还包括一个或多个线性轴承，其被刚性地连接至所述支柱保持器并且可动地连接至所述平移支承表面。
13.根据权利要求10所述的装置，其中，所述机电致动器包括联接至所述支柱保持器以使其沿所述第一平移轴线运动的电动机。
14.根据权利要求10所述的装置，其中，所述机电致动器包括滚珠螺杆和滚珠螺母，其中所述滚珠螺母被联接至所述支柱保持器并且被配置为能够沿着所述滚珠螺杆来回被驱动。
15.根据权利要求10所述的装置，还包括编码器，其被配置为能够监测所述支柱保持器的位置。
16.根据权利要求10所述的装置，其中，所述平移支承表面被配置为能够支撑大于1500kg的径向负载。
17.根据权利要求10所述的装置，其中，所述电子控制器被配置为能够在调节外倾角时调节所述车辆的束角。
18.一种用于调节车辆的外倾角的装置，所述车辆具有包括支柱的悬架，所述装置包括：
上安装主体和下安装主体，其被配置为能够使得所述车辆的框架能被固定在所述上安装主体与所述下安装主体之间，其中上安装主体上的开口与下安装主体上的开口对齐，其中所述下安装主体包括由一个或多个轴形成的平移支承表面；
支柱保持器，其被配置为能够保持所述支柱的端部，其中所述支柱保持器通过一个或多个线性轴承可动地连接至形成所述平移支承表面的所述一个或多个轴，使得所述支柱保持器沿第一平移轴线运动，并且限制所述支柱保持器沿横向于所述第一平移轴线的第二平移轴线或沿横向于所述第二平移轴线的第三平移轴线运动；
机电致动器，其被安装在上安装主体的顶部且通过上安装主体上的开口和下安装主体上的开口联接至所述支柱保持器的中心区域，以沿着所述平移支承表面且沿所述第一平移轴线驱动所述支柱保持器；以及
电子控制器，其被配置为能够操作所述机电致动器。
19.一种用于调节车辆的外倾角的设备，所述车辆具有带有上臂的悬架，所述设备包括：
安装主体，其具有上安装主体、下安装主体和在下安装主体上的平移支承表面，其中所述安装主体被配置为能够在上安装主体与下安装主体之间刚性地连接至所述车辆的框架；
臂保持器，其被配置为能够保持所述上臂的端部，其中所述臂保持器可动地连接至所述平移支承表面，进一步地，其中所述平移支承表面被配置为能够允许所述臂保持器沿第一平移轴线运动，并且限制所述臂保持器沿横向于所述第一平移轴线的第二平移轴线或沿横向于所述第二平移轴线的第三平移轴线运动；以及
机电致动器，其被安装在上安装主体的顶部且被联接至所述臂保持器以沿着所述平移支承表面且沿所述第一平移轴线驱动所述臂保持器。
20.根据权利要求19所述的设备，其中，所述安装主体包括上安装主体和下安装主体，并且被配置为能够使得所述车辆的框架能被固定在所述上安装主体与所述下安装主体之间。
21.根据权利要求20所述的设备，其中，所述下安装主体包括所述平移支承表面。
22.根据权利要求19所述的设备，其中，所述平移支承表面包括在所述臂保持器的两侧上平行地延伸的一对轴。
23.根据权利要求19所述的设备，还包括一个或多个线性轴承，其被刚性地连接至所述臂保持器并且可动地连接至所述平移支承表面。
24.根据权利要求19所述的设备，其中，所述机电致动器包括被联接至所述臂保持器以使其沿所述第一平移轴线运动的电动机。
25.根据权利要求19所述的设备，其中，所述机电致动器包括滚珠螺杆和滚珠螺母，其中所述滚珠螺母被联接至所述臂保持器并且被配置为能够沿着所述滚珠螺杆来回被驱动。
26.根据权利要求19所述的设备，还包括编码器，其被配置为能够监测所述臂保持器的位置。
27.根据权利要求19所述的设备，其中，所述臂保持器被配置为能够使得所述上臂的端部能相对于所述臂保持器枢转。
28.根据权利要求19所述的设备，其中，所述平移支承表面被配置为能够支撑大于1500kg的径向负载。
29.一种用于调节车辆的外倾角的设备，所述车辆具有带有上臂的悬架，所述设备包括：
安装主体，其具有上安装主体、下安装主体和在下安装主体上的平移支承表面，其中所述安装主体被配置为能够在上安装主体与下安装主体之间刚性地连接至所述车辆的框架；
臂保持器，其被配置为能够保持所述上臂的端部，其中所述臂保持器可动地连接至所述平移支承表面，进一步地，其中所述平移支承表面被配置为能够允许所述臂保持器沿第一平移轴线运动，并且限制所述臂保持器沿横向于所述第一平移轴线的第二平移轴线或沿横向于所述第二平移轴线的第三平移轴线运动；
线性轴承，其被刚性地连接至所述臂保持器，并且可动地连接至所述平移支承表面；
机电致动器，其被安装在上安装主体的顶部且被联接至所述臂保持器以沿着所述平移支承表面且沿所述第一平移轴线驱动所述臂保持器；以及
电子控制器，其被配置为能够控制所述机电致动器的致动。
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