机动车车轮的悬架系统技术方案

本发明专利技术涉及一种悬架系统（１），其被设计用于将一个车轮支撑连接到车身（５）上，所述系统包括装置（４），其可以使车轮支撑相对于车身具有一定的相互独立的外倾自由度和变形自由度，所述悬架系统包括一抗侧倾装置（１００），其可以控制车身的侧倾，所述抗侧倾装置被设计还用于影响外倾角变动，使外倾变动成为所述车轮的垂直变形与位于同一轴上的相对车轮的垂直变形之差的函数。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及车辆的接地系统，特别涉及了悬架系统，更特别地涉及车轮的导向。本专利技术的
技术实现思路
和在本申请中使用的术语已经在公开号为WO01/72572的国际申请中详细说明了。读者可以参考该申请，尤其是该申请的前三页。本专利技术涉及悬架系统，该悬架系统使车轮支撑相对于车身具有一定的外倾自由度和悬架垂直变形自由度，其中之间悬架彼此独立。专利申请EP1070609就公开了这样一个装置。这些系统与当前在车辆上使用的大多数产品相比，使车轮具有更多的自由度。这些系统可以通过“被动”的方式工作，即其构造使得作用在车辆上的力可以产生一个在所需方向上的外倾变动。该变动可以是随意的、或通过控制方式受控。相反，如果外倾变动主要由一个执行器产生，则该动作就是“主动的”。本专利技术的一个目的就是例如在车辆转弯时，增强、加快或促进所需的外倾变动。在实际中不可避免地存在摩擦、刚性或惯性，从而限制或阻止外倾变动。因此希望至少在某些行驶状态下，正确引导外倾变动。本专利技术的另一个目的是简化这种系统的设计，特别是与悬架弹簧的推力轴线的位置相关的设计。事实上，已经发现悬架弹簧的推力轴线的位置大大影响了悬架系统的动态平衡，其中悬架弹簧将车身的负载传递到车轴上。作为实例，当单向或双向垂直力作用在悬架上时，这种影响是非常灵敏的。因此，为了优化现有技术中系统的操作，定位弹簧推力轴线位置的自由度必须非常小。希望增加这种设计的自由度，以便能够例如选择弹簧的位置，可以优化车身下方空间的使用或减少弹簧的数量。通过前述弹簧系统可以实现这些目的，根据本专利技术，该弹簧系统还包括一抗侧倾装置，随着车身的侧倾，该抗侧倾装置对外倾的影响可变。优选地，在本专利技术的系统中，车轮支撑被设计用于支撑一半径为“r”的与地面接触的车轮，车轮支撑相对于车身的外倾具有一个旋转瞬心，该旋转瞬心位于地面上方0.3r到地面下方1.0r之间的范围内，更优选地是位于地面下方0.5r处。根据本专利技术，抗侧倾装置优选地包括一预设一定转矩的抗侧倾杆，其安装在车身上且可相对于车身转动，所述抗侧倾杆以相对于车身平移的方式被牢牢固定。根据本专利技术的一个实施例，该抗侧倾装置包括容纳有流体的腔室，其体积可随着悬架的垂直变形而变化。优选地，该抗侧倾装置可以被主动控制。优选地，本专利技术的装置的构造使得在悬架小幅度垂直变形时，地面施加在车轮接触区域的横向力(Fy)不超过0.1P的限度，优选地为0.05P，其中“P”为轴负载。本专利技术的装置的结构优选使得在悬架小幅度垂直变形时，在没有地面施加的横向力下，外倾变动不大于2°。优选地，抗侧倾装置的结构使得在悬架小幅度单向垂直变形时，悬架弹簧动作和悬架元件上的抗侧倾装置共同产生的推力轴线与理想推力轴线的交叉点最大相距距离“d”，其中该距离“d”等于轴距(widthof the axle)的6.5％。优选地，所述抗侧倾装置的布局使其可以影响在同一方向上的外倾变动和车身侧倾角变动。优选地，抗侧倾装置包括一连接到悬架元件上的臂，所述臂相对于所述悬架平均位置的垂直方向倾斜，这样所述臂的上端比下端更接近于车轮平面，更优选地，臂相对于垂直方向倾斜的角度大于5°。优选地，悬架系统包括一摇臂，其一端连接在车身上，另一端连接在悬架元件上，摇臂与车身的连接允许具有所述的外倾自由度。优选地，所述旋转瞬心位于地面下方，这样当所述横向力指向车辆内侧时，接触区域地面施加在车轮上的横向力会使车轮支撑沿减少外倾的方向相对于车身倾斜，当所述横向力指向车轮外侧时，会使车轮支撑沿增加外倾的方向相对于车身倾斜。优选地，本专利技术的系统还包括一相对的车轮支撑，其用于支撑所述车轴上的一相对的车轮，所述相对的车轮支撑与对称配置的第一车轮支撑的摇臂相连，从而使悬架系统可以在同一根轴上引导和悬挂该两个车轮。优选地，本专利技术的系统包括控制转向的装置，其将车轮支撑连接到摇臂上。这些转向控制装置还可以以转向取决于外倾方式，将车轮支撑连接到摇臂上。本专利技术还涉及一种车辆，该车辆装备有本专利技术的系统。该车辆的同一轴上可以装备两个装置，所述装置相对于车辆纵向轴线基本对称地布置。这两个装置可以互相连接从而每个车轮支撑的外倾运动被连接在一起。如果该悬架装置包括一可控制执行器，则后者就可作为车辆驱动参数的函数来控制。该车辆还可以在同一轴上包括两个独立装置，每个都被一个执行器独立地控制。下面将说明本专利技术的几个实施例来解释其特征和原理。很自然地，本专利技术可能有许多其他变形实施例。附图说明图1、1a、2和3是从纵向看的示意图，表示根据本专利技术第一实施例的系统的原理和操作；图4、5、5a、5b和5c是从纵向看的示意图，表示根据本专利技术第二实施例的系统的原理和操作；图6是从纵向看的示意图，表示本专利技术第二实施例的变形实施例；图7和8是从纵向看的示意图，表示本专利技术其他实施例的系统的原理；图9，10和11是从纵向看的示意图，表示根据本专利技术的车辆的原理。附图不是按比例绘制的。图1为根据本专利技术的悬架系统1的纵向平面视图。该平面视图(即二维图)非常方便，因为它清晰地表示了根据本专利技术的系统与现有技术的系统的区别之处。悬架系统1包括一个用来保持车轮2平面PR的车轮支撑3、上臂7和下臂8、摇臂4和悬架弹簧6。半径为“r”的车轮2通过其接触区域AC与地面S接触。上臂7和下臂8的外端(相对于打算使用该系统的车辆而言)铰接到车辆支撑3，它们的内端铰接到摇臂4。摇臂4铰接到车身5(示意地表示)上。这样，悬架系统1的构造给予车轮支撑一个相对于车身5的外倾自由度，这是因为车轮支撑能够相对于车身倾斜，以及一个悬架自由度，这是因为车轮支撑能够以一种已知的方式，例如“多臂(multi-arm)”系统方式，来承受基本上垂直的移动。根据本专利技术，悬架系统包括一个抗侧倾装置100。在图1示意地示出的实施例中，该抗侧倾装置包括一基本上横向于车辆延伸的杆101，且通过一个或多个轴承103可绕着轴线104转动地安装在车身上。抗侧倾杆101具有一个弯曲端105，其相对于轴线104充当一个力臂。这个通常为水平的力臂通过杆102连接到悬架的移动元件上，此时移动元件为下臂8。途中示出了抗侧倾装置101的左侧部分。已知抗侧倾装置的右侧部分(与左侧部分对称，在图中未示出)与相对的车轮的悬架元件相连。采用车轮2与地面S单点接触的古典理论，这种在平面内移动的旋转瞬心必须共线的理论，使外倾移动的旋转瞬心(CIR r/c)位于车轮平面PR和另外两个旋转瞬心所在线的交叉点，所述另外两个旋转瞬心就是摇臂相对于车身移动的瞬心(CIR b/c)和车轮支撑相对于摇臂的移动的瞬心(CIR r/b)。这个运动学理论普遍适用于悬架系统领域。因而可以理解通过结构的选择，即构成悬架系统的不同元件的尺寸和方向(通过确定悬架元件的特征轴的位置)的选择，可以获得外倾移动旋转瞬心(CIR r/c)的一个所需位置。图1示出了一个处于平均位置的悬架系统，该平均位置可以这样确定，即对应于在平坦路面上沿直线行驶额定负载的车辆的位置。抗侧倾装置的一个功能是限制车身侧倾。事实上，当车身5倾斜时(例如转弯时)，即当一个车轮相对于其他车轮的垂直变形方向基本相反时，抗侧倾装置通过在悬架的最大变形部分施加力来抵抗这种侧倾运动，相反减少传递到悬架变形较小部分的载荷。这就是抗侧倾装置的功能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于将车轮支撑（３，３ａ，３ｂ）连接到车身（５）上的悬架系统（１，１ａ，１１，１１ａ，１１ｂ，１５，１６，１７，１８），所述系统包括装置（４，４ａ，４１，４１ａ，４１ｂ，４２，４４，４５），该装置可以使车轮支撑相对于车身具有彼此独立的一定的外倾自由度和一定的悬架变形自由度，所述悬架系统包括一可控制车身侧倾的抗侧倾装置（１００，１０１），所述抗侧倾装置另外布置成使其可以影响外倾变动，使外倾变动成为所述车轮的垂直变形与位于同一轴上的相对车轮的垂直变形之差的函数。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：F安德烈，M布隆德莱，G戈古，L塞拉，
申请(专利权)人：米其林技术公司，米其林研究和技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]