CN111032380A - 设置有载荷响应装置的悬架 - Google Patents

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Abstract

一种车辆悬架，包括：轮毂托架(2)，轮毂(6)适于安装在所述轮毂托架(2)上；至少一个悬架臂(6)，所述悬架臂(6)具有通过球形接头(7)连接至轮毂托架(2)的外端(6a)以及适于附接至所述车辆的悬架结构(S)的内端(6b)；以及减震器(4)。至少一个载荷响应装置被布置在所述悬架臂(6)上，所述载荷响应装置包括传感器(30)，所述传感器(30)能够响应于施加到所述悬架臂(6)的载荷而生成输出信号，其中，提供控制单元(40)，所述控制单元(40)被构造为接收由所述传感器(10)生成的所述输出信号并通过阀(V)调节所述减震器的刚度，所述阀(V)适于改变包含在所述减震器(4)中的流体的通道横截面。

Description

设置有载荷响应装置的悬架
技术领域
本发明总体上涉及车辆悬架。
背景技术
众所周知，悬架通常包括弹簧元件、减震器以及由臂、铰链、杆或杠杆组成的连接部件，它们共同构成结构系统，该结构系统支撑车辆的悬挂结构并将该悬挂结构连接到车轮并传递作用力。
一个特殊的示例是所谓的麦弗逊悬架，为简单起见，在下文中将对其进行引用。这样的悬架的特征在于，减震器是“结构性的”，即，它与轮毂托架具有刚性的连接。这种约束消除了轮毂托架的五个自由度中的两个，因此，在最常见的解决方案中，需要三点臂加转向杆。
在这种悬架解决方案中，三点臂几乎仅承受径向载荷(车轴x和y，水平面XY，参见图1)，所述径向载荷例如由车轮沿曲线行驶时受到的力或由制动和加速产生的载荷产生。
另一方面，由于轮毂托架和弹簧减震器系统是一体结合的(“结构式”减震器)，所以轴向载荷(即沿销钉指向的——车辆竖直轴线z)不会传递到三点臂；因此，该臂通过车轮以高低速运动引导，而不经受该方向的直接载荷。
发明内容
根据本发明，提出一种根据权利要求1或根据权利要求3的用于车辆的悬架。
以这种方式，可以具有一种悬架，该悬架具有至少一个连接构件，该连接构件被构造为产生用于调节车辆行为的输出。
根据一个实施例，载荷响应装置包括能够响应于施加到连接构件的载荷而生成输出信号的传感器。通过对联接构件所承受的载荷的测量，可以确定车辆是否正在加速/制动或转弯。例如，在横向放置的悬架臂的情况下，如果车辆处于弯道，则在悬臂上检测到的力将直接与向心力成正比，即速度越高，曲率半径越小，而车辆不会在路面上打滑。通过在悬架臂上插入传感器，可以瞬间确定向心力的强度，并且可以通过将该测量结果发送到车辆的控制单元来修改车辆本身的行为，例如，通过在车辆的速度接近车辆可以在不打滑的情况下转弯的最大速度(通过将向心力等同于路面和轮胎之间的摩擦力来发现该速度)情况下自动降低车辆的速度，或者通过适当地作用于半主动悬架的减震器或主动悬架的执行器，以改善道路抓地力(通过使减震器变硬，轮胎和道路之间的接触力会更恒定，抓地力更佳)，并获得更多的运动性能。因此，传感器将例如通过改变包含在半主动悬架的减震器中的流体的阻尼系数或通过修改包含在减震器中的流体的通道横截面的尺寸来控制车辆的运动和/或减震器的刚度，和/或将控制主动悬架的致动器。
在检测作用在连接构件上的力以具有车辆可以转弯的最大速度的近似值的情况下，可能需要使用其他传感器来确定轮胎的摩擦系数，例如温度和/或湿度传感器。
类似地，如果传感器被放置在承受来自加速和制动的载荷的连接构件上，则可以检测车辆的加速和制动，并因此基于由传感器提供的信号来干预车辆的行为。
根据另一实施例，载荷响应装置包括至少一个流体装置，该流体装置能够响应于施加到连接构件的载荷而生成流体压力。根据一个具体实施例，这种压力控制阀，该阀改变容纳在减震器中的流体通道横截面的尺寸，从而改变减震器的刚度。根据另一实施例，流体连接到流体装置的流体致动器适于被放置在轮毂托架与减震器之间，和/或在轮毂托架与弹簧元件之间，以响应于由流体装置生成的流体压力而使减震器和/或弹簧元件沿着调节轴线移动。
优选地，还提供压力倍增器，其流体连接在流体装置和流体致动器之间。
当车辆转弯时，流体装置压缩，将其中包含的流体发送到减震器的流体通道横截面的调节阀。此外，流体也可以被发送到压力倍增器，该压力倍增器又将流体输送到位于轮毂托架与减震器和/或弹簧元件之间的流体致动器。
以这种方式，连接构件由于向心力而被压缩得越多，则弹簧/减震器的底座升高得越高，从而使车辆的车身变直和/或使减震器变硬。
根据替代性实施例，位于轮毂托架与减震器和/或弹簧元件之间的流体致动器由位于连接构件上的传感器控制，该传感器能够响应于施加到连接构件的载荷而生成输出信号。
类似地，如果流体装置被放置在承受来自加速和制动的载荷的连接构件上，则可以使系统响应于车辆的制动和加速，因此可以基于由载荷响应装置提供的输出信号而干预车辆的行为。
附图说明
从下面的详细描述中，本发明的其他特征和优点将变得显而易见，通过非限制性示例的方式并参考附图提供该详细描述，其中
图1是笛卡尔坐标系中车辆的示意图；
图2示意性地示出根据本发明的悬架的第一实施例；
图3示意性地示出不是根据本发明的悬架的实施例；
图4示意性地示出根据本发明的悬架的第二实施例；
图5是图4中悬架细节的透视图；以及
图6是沿图5的线A-A截取的横截面图。
具体实施方式
参考图2、3和4，显示了以1共同表示的麦弗逊型悬架。
然而，应理解，本发明不限于这种类型的悬架，而是通常应用于车辆的任何类型的悬架，其中，在车辆的悬架结构和车轮之间的连接构件上，在加速、制动或转向的情况下可以检测到载荷。
就本发明而言，“连接构件”是指将车辆的悬架结构连接至轮毂并传递作用力的任何部件(臂、铰链、杆、杠杆、轮毂托架等)。
图2所示的悬架1包括轮毂托架2，车轮的轮毂(未示出)可安装在该轮毂托架2上，轮毂托架包括上端2a和下端2b。
悬架1还包括弹簧减震器单元3，其包括减震器4和弹簧5。弹簧减震器单元3具有刚性连接至轮毂托架2的上端2a的下端3a和适于连接至车辆的悬挂结构S的上端3b。
悬架1还包括具有叉状的三点悬架臂6，该三点悬架臂6大致横向于车辆的纵向(和行驶)方向布置。悬架臂6具有通过球铰链连接到轮毂托架2的下端2b的外端6a，以及适于通过铰链连接到车辆的悬挂结构S的两个内端6b(对应于悬架臂的两个臂)。在图2中，以7表示放置在悬架臂的外端6a处获得的座中的球形接头，以8表示布置在悬架臂的内端6b中形成的相应的座中的消音块衬套。
至少一个载荷响应装置位于悬架臂6上和/或位于悬架臂的外端的铰链上和/或位于悬架臂的内端的铰链上和/或位于轮毂托架上。这种载荷响应装置能够响应于施加到悬架臂6的载荷而产生输出。
在图2的示例中，载荷响应装置被构造为能够响应于被施加到悬架臂6的载荷而产生输出信号的传感器。特别地，示出了位于悬架臂6的各个臂上的两个传感器10，位于相应的消音块衬套8和容纳该消音块衬套的相应的座之间的两个传感器20，以及位于在悬架臂6的外端6a处获得的球形接头7和容纳该球形接头7的座之间的传感器30。
传感器10、20和30还允许人们单独检测在车辆转弯、加速/制动时悬架臂6承受的载荷。正确放置后，传感器还可以区分由于加速度引起的载荷和由制动引起的载荷。
传感器10、20、30可以是应变传感器、压力传感器或位移传感器，或者是任何其他类型的适于检测臂所承受的载荷的传感器。
传感器10、20、30可操作地连接至控制单元40，该控制单元40被构造为接收由传感器10、20、30产生的输出信号，并且可以被构造为基于这样的输出信号来调节车辆的运动。
可替代地或组合地，控制单元40可以被构造为调节减震器4的粘性阻尼系数，或基于传感器10、20、30的输出信号控制阀V以调节减震器中包含的流体通道横截面。
可替代地或组合地，控制单元40可以被配置为控制位于轮毂托架与减震器和/或弹簧构件之间的流体侧倾控制缸(未示出)，或基于输出信号控制主动悬架致动器(未显示)。
来自传感器10、20、30的输出信号可以与来自放置在车辆上的其他传感器的输出信号结合以获得更高的精确度。例如，有用的传感器可以是温度计和/或湿度计，以估计轮胎摩擦系数。
参考图3，在此示出了不是根据本发明的实施例。相同的附图标记被分配给与前述实施例的元件相对应的元件。将不再描述这些元件。
在图3的实施例中，载荷响应装置被构造为能够响应于施加到悬架臂6的载荷而产生流体压力(例如，通过压缩缸)的液压缸50(在该示例中，两个液压缸位于悬架臂6的臂上)。流体连接至液压缸50的侧倾控制致动器或缸60被布置在轮毂托架2与弹簧减震器单元3之间，以响应于由液压缸50生成的流体压力来调节弹簧减震器单元3的高度。压力倍增器70可以安装在液压缸50和侧倾控制缸60之间。
根据替代性实施例(未示出)，可以仅使用弹簧或仅使用减震器来代替弹簧减震器单元。
根据替代性实施例(未示出)，可以代替液压缸提供另一种类型的流体装置，其被定位在接头或消音块衬套的区域中或在任何的连接构件的区域中，所述流体装置可以具有任何构造(例如膜或可变形的壁)，以在载荷被施加到连接构件本身后产生流体出口/入口。
当车辆转弯时，液压缸50压缩，将其中包含的流体发送到压力倍增器70，该压力倍增器70再将流体发送到位于轮毂托架2和弹簧减震器单元3之间的侧倾控制缸60中。
流量测量传感器(未显示)可以位于缸50和缸60之间。这种流量测量传感器可操作地连接到控制单元(未示出)，该控制单元被构造为接收由传感器产生的输出信号，并且可以被构造为在可能的温度和/或湿度传感器的帮助下基于这种输出信号调节车辆的运动。
可替代地或组合地，控制单元可以被构造为基于流量测量传感器的输出信号来调节减震器4的粘性阻尼系数和/或控制主动悬架致动器(未示出)。
由上述系统实现的控制可以与通过位于车辆上的传感器实现的控制相结合。
根据另一实施例(未示出)，可以设置成在轮毂托架与弹簧-减震器单元、弹簧或减震器之间设置连接到其流体储存器的侧倾控制缸，并且该缸由控制单元基于由布置在悬架的一个或多个连接构件上的传感器提供的信号来控制。
参考图4，在此示出了本发明的第二实施例。相同的附图标记被分配给与前述实施例的元件相对应的元件。将不再描述这些元件。
在图4的实施例中，载荷响应装置被构造为能够响应于施加到悬架臂6的载荷产生流体压力(例如，通过压缩缸)的液压缸50(在该示例中，位于悬架臂6的臂上的两个缸，或者位于接头区域的流体装置50，或者位于消音块衬套区域的流体装置50)。减震器可通过调节阀V随包含在其中的流体通道横截面尺寸的变化而改变其刚度。该阀又由载荷响应装置50的流体压力控制。
根据替代实施例(未示出)，可以代替液压缸在连接构件的区域中定位另一种流体装置，该流体装置可以具有任何构造(例如膜或可变形壁)，以在载荷被施加到连接构件后生成流体出口/入口。
参考图5和图6，特别是在球形接头7处可见布置有流体装置50。该球形接头通常包括用于连接至轮毂托架2的球柄7a，球形接头主体7b和插入在球柄7a和球形接头主体7b之间的塑料轴承7c。球形接头还包括由弹性材料制成的支撑件7d，该支撑件7d设置有由金属材料制成的电枢7e，球形接头的主体7b通过该支撑件7d连接至悬架臂6的端部6a。在所示的示例中，流体装置50被制成为在由弹性体材料制成的支撑件7d中的一对腔室，并填充有流体。流体装置50的腔室通过小连接管51流体连接到调节阀V。
当车辆转弯时，流体装置50压缩，将其中包含的流体发送到调节阀V，调节阀V调节减震器的刚度。
流量测量传感器(未显示)可以位于缸50和减震器的调节阀之间。流量测量传感器可操作地连接到控制单元(未示出)，该控制单元被构造为接收由传感器产生的输出信号，并且该控制单元可以被构造成在可能的温度和/或湿度传感器的帮助下基于这样的输出信号来调节车辆的运动。
可替代地或与其组合地，控制单元(未示出)可以被构造为基于流量测量传感器的输出信号来调节减震器4的粘性阻尼系数，和/或控制主动悬架致动器(未示出)。
由上述系统执行的控制可以与通过位于车辆上的传感器执行的控制相结合。

Claims (3)

1.一种车辆悬架，包括：轮毂托架(2)，车轮轮毂(6)适于安装在所述轮毂托架(2)上；至少一个悬架臂(6)，所述悬架臂(6)具有通过球形接头(7)连接至轮毂托架(2)的外端(6a)和适于附接至所述车辆的悬挂结构(S)的内端(6b)；以及减震器(4)，
其中，至少一个载荷响应装置被布置在所述悬架臂(6)上，所述载荷响应装置包括传感器(10)，所述传感器(10)能够响应于施加到所述悬架臂(6)的载荷而生成输出信号，
其中，提供控制单元(40)，所述控制单元(40)被构造为接收由所述传感器(10)生成的所述输出信号并通过阀(V)调节所述减震器的刚度，所述阀(V)适于改变包含在所述减震器(4)中的流体的通道横截面。
2.根据权利要求1所述的悬架，其中，所述控制单元(40)被构造为基于所述输出信号来调节所述车辆的运动。
3.一种车辆悬架，包括：轮毂托架(2)，车轮轮毂能够安装在所述轮毂托架(2)上；至少一个悬架臂(6)，所述悬架臂(6)具有通过球形接头(7)连接至所述轮毂托架(2)的外端(6a)和适于附接至所述车辆的悬架结构(S)的内端(6b)；以及减震器(4)，
其中，至少一个载荷响应装置被安装在所述球形接头(7)处，所述载荷响应装置包括流体装置(50)，所述流体装置(50)能够响应于施加到所述球形接头(7)的载荷生成流体压力，并且其中，流体连接至所述流体装置(50)的阀(V)适于改变通过所述减震器(4)的流体通道横截面，以改变所述减震器(4)的刚度。
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