带独立悬挂车轮并主动控制车身高度的悬架系统的车辆技术方案

技术编号:1163008 阅读:237 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种车辆包括:悬挂着的车身;至少两个车轮,每个车轮分别装于一个车轮支承上,每个车轮支承分别安装在一个悬架装置上,悬架装置包括悬架支承以及相对于悬架支承引导车轮支承的装置,悬架装置允许车轮支承相对于悬架支承竖直移动,移动的距离足以产生所需的竖直悬架运动;至少一个车轮安置在车身横向一侧,至少另一个车轮安置在车身横向另一侧。每个悬架支承通过高度变化机构连接着车身,高度变化机构可改变悬架支承相对于车身的相对高度;每个高度变化机构被高度控制装置操纵;车辆具有用于高度控制装置的中央控制装置;高度控制装置在车身每侧的动作相协调,从而在车身的该侧每个悬架支承的相对高度同时改变。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及车辆、特别是道路车辆的地面接触系统。其涉及相对于车身引导车轮,以及控制车身的水平面,特别是高度和侧倾。
技术介绍
车轮导向系统的作用是在悬架竖直移动时确保严格控制车轮平面相对于底盘(车架)或车身的位置。一般而言,容易确定出车辆的对称平面。这个纵向竖直平面将被作为底盘的参考基准。需要提及的是,“车轮平面”是这样一个平面,其垂直于车轮的旋转轴线并且穿过轮胎或装配在车轮上的弹性罩体的地面接触区域的中心。通常,车轮相对于底盘竖直移动的结构被称作“竖直悬架”。“外倾”或“外倾角”是车轮平面与一条垂直于地面的直线之间的角度。“转向”是指车轮平面绕一条垂直于地面且穿过轮胎在地面上的接触区域中心的直线转动。最后,“侧倾”或“车身侧倾”指的是车身绕纵向轴线的倾斜。对车轮平面进行导向将直接引起轮胎在地面上的姿势的变化,并且因此而影响轮胎的受力以及导致轮胎是否处在有利于传递力、特别是横向力的位置。目前公知的是这些力对于车辆性能以及安全性而言都是重要的。众所周知,目前使用的道路车辆在沿曲线转弯时,由于悬架的作用,会出现侧倾动作。实际上,离心力将导致负载被向着曲线外侧传递,结果导致位于曲线外侧的车轮悬架的压力增加,而曲线内侧的悬架松弛,因而产生侧倾。侧倾不但会破坏乘客的舒适感,还会破坏车辆在道路上的抓地性能,特别是由于侧倾引起的车轮外倾角变化。目前最常采用的减小侧倾的方法是使用一个或多个所谓的“防侧倾”杆。遗憾的是,防侧倾杆只能通过施加反作用力矩来限制侧倾。由于其基本原理,其只能限制侧倾的量,而不能完全防止车轮在不利于轮胎适当操作的方向上的外倾角变化。另外,尽管能够减小侧倾,但负载传递依然发生,而这种在轮胎上的不均匀负载分布将趋向于导致车轮的整体抓地能力下降。专利申请EP 0 878 378中公开了一种包括外倾角控制机构的车辆,从垂直于车辆纵向轴线的竖直平面中看,该外倾角控制机构构成一个可变形的平行四边形。这种车辆使用竖直悬架系统,其具有位于车轮中的滑块。车辆的乘客室也可以相对于底盘倾斜,以使得乘客不会受到离心力引起的横向力的太大影响。这种系统能够严格控制车轮平面和车身的定向。然而,这种结构非常庞大。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是实现对车身高度和/或侧倾的主动控制,同时又能获得同样的车轮平面相对于地面的自由度以及同样的对车轮平面的严格控制。通过控制车身高度,可以实现车辆在地面之上的高度的变化,例如根据速度或地面自然形态发生变化。主动侧倾控制可以实现例如反向侧倾(车身向曲线内侧侧倾),即车身沿着与传统车辆的侧倾方向相反的方向侧倾。本专利技术的另一个目的是提供更紧凑的结构,其能够例如在车轮之间留下更多有用空间,特别是用于容纳机械设备和/或提供乘客室的空间。本专利技术提出了一种车辆,其具有·悬挂着的车身;·至少两个车轮,每个车轮分别装于一个车轮支承上,每个车轮支承分别安装在一个悬架装置上,所述悬架装置包括悬架支承以及相对于悬架支承引导车轮支承的装置,悬架装置允许车轮支承相对于悬架支承竖直移动,移动的距离足以产生所需的竖直悬架运动;·至少一个所述车轮安置在车身横向一侧,至少另一个所述车轮安置在车身横向另一侧;其中·每个悬架支承通过高度变化机构连接着车身,所述高度变化机构可改变悬架支承相对于车身的相对高度;·每个高度变化机构被高度控制装置操纵;·车辆具有用于所述高度控制装置的中央控制装置;·高度控制装置在车身每侧的动作相协调,从而在车身的该侧每个悬架支承的相对高度同时改变;·对于每个车轮,所述高度变化机构包括一个形成可变形的平行四边形的装置,所述平行四边形在其一侧带有所述悬架支承,并且在其另一侧永久性附着在车身上,高度控制装置使所述平行四边形变形。优选地,如果车辆具有至少三个车轮,其中至少一个中央车轮安置在车辆的对称平面内,所述车轮控制装置的动作相协调,用于在每个悬架支承的相对高度变化过程中维持车身的纵向高度。然而,优选地,车辆具有至少四个车轮,其中至少两个车轮安置在车身的横向一侧,至少另外两个车轮安置在车身的横向另一侧。优选地,对于这种车辆,位于车身同一侧的高度控制装置包括单一的驱动元件。优选地,车辆包括四个车轮,以及前轴和后轴,每个车上的所述平行四边形分别具有前部和后部,前轴上的车轮的平行四边形以它们的后部铰接在车身上,后轴上的车轮的平行四边形以它们的前部铰接在车身上。优选地,所述平行四边形在基本上平行于车辆中央平面的平面内延伸。优选地,位于车辆同一侧的车轮上的平行四边形被机械地互联,并且被一个公共的驱动元件控制。还优选高度变化机构向位于车辆同一侧的各悬架支承施加基本相同的高度变化值。优选地,所述中央控制装置使得车身一侧的高度变化不同于车身另一侧的高度变化。优选地,所述中央控制装置使车身两侧的高度变化相同。优选地,车辆包括至少一个用于截止高度控制装置的高度制动器,所述高度制动器被中央控制装置以下述方式控制,即在高度变化过程中释放高度控制装置。优选地,所述悬架装置的竖直移动基本上发生在车轮平面内。还优选悬架装置包括一个大致竖直定向的杆和一个引导所述杆平移的套筒,所述套筒安装在所述悬架支承上,套筒与悬架支承之间在竖直方向上不存在相对运动,所述车轮支承呈叉状跨越安装在所述杆的两端。还优选所述套筒通过枢轴安装在悬架支承上,所述枢轴允许车轮相对于悬架支承转向。附图说明通过下面对有关四轮车辆的附图所作描述,可以更好地理解本专利技术。图中的例子不对本专利技术构成任何限制,并且本专利技术实际上可以更广泛地应用于具有布置在车辆横向两侧的至少两个车轮的车辆。附图包括·图1是根据本专利技术的车辆的悬架系统的透视图;·图2是图1所示悬架系统沿车轮轴线方向的局部投影图;·图3是图1中的悬架系统局部竖直投影图;·图4和5是类似于图2的视图,示出了根据本专利技术的高度变化机构的两个不同位置;·图6示出了根据本专利技术的高度控制装置的一个实施例;·图7至9是根据本专利技术的车辆沿直线驾驶时的前视图;·图10是图7所示车辆在沿曲线向右侧转弯时的前视图。具体实施例方式图1、2和3详细示出了根据本专利技术的车辆悬架系统的一个实施例。这里所示的元件为左前侧车轮导向元件。车轮本身未在图2和3中示出。在这些图中,车轮2通过竖直悬架装置5连接着悬架支承4。悬架支承4通过高度变化臂3连接着车身。臂3可以绕水平横向的臂轴线ab相对于其在车身上的固定部11回转。接下来,悬架支承4可以绕同样是水平横向的支承轴线as相对于臂3回转。因此可以看出,臂的回转动作使得车身高度可以相对于竖直悬架5的运动独立变化。这一点体现了本专利技术的一个原理,根据该原理,高度控制的作用与竖直悬架的作用相组合。高度控制涉及不是很快但持久的变化。这种控制优选被规划,以使其能耗较低。对于悬架,这使得其能够快速且频繁地移动。车轮2可以绕枢转轴线ap转向。转向是通过作用在转向杠杆13上的转向轨迹杆8而控制的。转向轨迹杆由转向摇杆9控制,转向摇杆9被安装成绕高度变化臂的固定部11上的竖直摇动轴线ar枢转。接下来,摇杆被一个转向系统(未示出)操纵。高度变化臂3被一个千斤顶(这里未示出)控制,该千斤顶一方面连接着车身,另一方面连接着所述高度变化臂上的一个突起10。在这个优选实施例中,竖直悬架系统是使用竖直滑块、例如专利申请EP 0 878 本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种车辆,包括:.悬挂着的车身(1);.至少两个车轮(2),每个车轮分别装于一个车轮支承上,每个车轮支承分别安装在一个悬架装置(5)上,所述悬架装置包括悬架支承(4)以及相对于悬架支承引导车轮支承的装置,悬架装置允许车轮支承相对于悬架支承竖直移动,移动的距离足以产生所需的竖直悬架运动;.至少一个所述车轮安置在车身横向一侧,至少另一个所述车轮安置在车身横向另一侧;其中:.每个悬架支承通过高度变化机构(3,7,11,12)连接着车身,所述高度变化机构可改变悬架支承相对于车身(1)的相对高度;.每个高度变化机构被高度控制装置(15,16,17,18)操纵;.车辆具有用于所述高度控制装置的中央控制装置(19);.高度控制装置在车身每侧的动作相协调,从而在车身的该侧每个悬架支承的相对高度同时改变;.对于每个车轮,所述高度变化机构包括一个形成可变形的平行四边形(GHIJ)的装置,所述平行四边形在其一侧接收所述悬架支承(4),并且在其另一侧永久性附着在车身上,高度控制装置使所述平行四边形变形。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:丹尼尔劳伦特丹尼尔沃尔泽
申请(专利权)人:米其林研究和技术股份公司
类型:发明
国别省市:CH[瑞士]

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