用于车辆的悬架系统的制作方法

本申请要求2016年12月14日提交的韩国专利申请No.10-2016-0170811的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的悬架系统。更具体地，本发明涉及这样一种用于车辆的悬架系统，其能够使用作为虚拟臂的虚拟连杆模块代替传统的臂并且起到比传统的臂更长的臂的作用。

背景技术：

悬架系统设置在车辆中车轴与车身之间，从而在驱动车辆时通过减轻传递的振动或冲击能量以提高乘坐舒适度和行驶稳定性。

悬架系统必须满足基本的条件，其中：有效地吸收驱动车辆时来自道路的不规则输入，从而提高乘坐舒适度；适当地控制由驾驶员操纵或道路曲折而引起的车身摇动，从而提高驾驶便利度；当车辆行驶在不平整的道路上时，将轮胎胎面上的竖直负载保持在合适的程度，从而确保操纵性能以及转向、制动或行驶时的稳定性。

车轮的几何位置是满足以上条件的非常重要的因素。根据相对于车身的相对运动，车轮位置变化很大，并且车辆的整体性能可能取决于变化后的车轮位置。

近来，开发了多连杆(multi-link)类型的悬架系统并且将其应用于乘用车。根据多连杆类型的悬架系统，可以使用多于三个连杆通过理想运动(ideal kinematics)而有效地吸收从道路输入的冲击和振动以及车身的振动。

多连杆类型的悬架系统能够提高性能，但有限制而无法获得理想的车轮位置。由于多连杆类型的悬架系统使用多个连杆，因此部件的数量和体积增加，制造成本也增加，并且由此可用的空间减少。

另外，由于悬架系统在车辆中所占据的空间非常大，因而难以在混合动力电动车辆中布置电池模块，或者难以在氢燃料车辆(hydrogen vehicle)中布置氢燃料箱(hydrogen tank)。

公开于本发明的背景部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的各个方面致力于提供一种用于车辆的悬架系统，其具有的优点在于：实现了虚拟连杆，所述虚拟连杆代替悬架系统中的传统的臂并且起到比传统的臂更长的臂的作用。

本发明的各个方面致力于提供一种用于车辆的悬架系统，其具有的优点在于：可以有效地利用在较小的虚拟连杆模块代替悬架系统中的传统的臂时所形成的剩余空间。

根据本发明示例性实施方案的用于车辆的悬架系统，其可以包括可旋转地支撑车轮的转向节以及将所述转向节与车身连接的多个臂。

所述多个臂中的一个臂可以是由虚拟连杆模块形成的虚拟连杆，并且所述虚拟连杆向所述转向节施加约束力的点可以形成在虚拟空间。

所述旋转连杆模块可以包括：上虚拟臂，其包括从虚拟接头延伸的两个臂以形成三角形；下虚拟臂，其包括从虚拟接头延伸的两个臂以形成不同于上虚拟臂形成的三角形的三角形；其中，所述上虚拟臂的两个臂的端部各自连接至转向节；所述下虚拟臂的两个臂的端部各自连接至车身。

所述上虚拟臂的两个臂的端部可以分别由内侧接头和外侧接头形成，所述下虚拟臂的两个臂的端部可以分别由内侧接头和外侧接头形成。

水平橡胶衬套可以分别用于所述上虚拟臂的内侧接头和外侧接头，并且水平橡胶衬套可以分别用于所述下虚拟臂的内侧接头和外侧接头。

球窝接头可以用于所述虚拟接头，以使得所述上虚拟臂和所述下虚拟臂相对转动。

所述虚拟连杆向所述转向节施加约束力的点可以是交线与延长线相交形成的交点；由所述上虚拟臂形成的三角形的延伸面与由所述下虚拟臂形成的三角形的延伸面相交于所述交线；所述延长线连接所述下虚拟臂的两臂的端部。

所述交点与所述虚拟接头之间的所述交线可以形成所述虚拟连杆。

所述上虚拟臂的内侧接头可以布置得比所述上虚拟臂的外侧接头更低，而所述下虚拟臂的内侧接头可以布置得比所述下虚拟臂的外侧接头更高。

根据本发明另一示例性实施方案的用于车辆的悬架系统，其可以包括可旋转地支撑车轮的转向节以及将所述转向节与车身连接的多个臂，其中，所述多个臂中的一个臂是由虚拟连杆模块形成的虚拟连杆，并且所述虚拟连杆模块包括从虚拟接头延伸的各自具有两个臂的上虚拟臂和下虚拟臂，从而使所述虚拟连杆向所述转向节施加约束力的点在虚拟空间形成。

所述上虚拟臂的两个臂可以从虚拟接头延伸形成三角形，并且所述上虚拟臂的两个臂的端部可以各自连接至所述转向节。所述下虚拟臂的两个臂可以从虚拟接头延伸以形成不同于上虚拟臂形成的三角形的三角形，并且所述下虚拟臂的两个臂的端部可以各自连接至车身。

所述上虚拟臂的两个臂的端部可以分别由内侧接头和外侧接头形成，所述下虚拟臂的两个臂的端部可以分别由内侧接头和外侧接头形成。

水平橡胶衬套可以分别用于所述上虚拟臂的内侧接头和外侧接头，并且水平橡胶衬套可以分别用于所述下虚拟臂的内侧接头和外侧接头。

球窝接头可以用于所述虚拟接头，以使得所述上虚拟臂和所述下虚拟臂相对转动。

所述虚拟连杆向所述转向节施加约束力的点可以是交线与延长线相交形成的交点；由所述上虚拟臂形成的三角形的延伸面与由所述下虚拟臂形成的三角形的延伸面相交于所述交线；所述延长线连接所述下虚拟臂的两臂的端部。

所述交点与所述虚拟接头之间的所述交线可以形成所述虚拟连杆。

所述上虚拟臂的内侧接头可以布置得比所述上虚拟臂的外侧接头更低，而所述下虚拟臂的内侧接头可以布置得比所述下虚拟臂的外侧接头更高。

根据本发明示例性实施方案的悬架系统包括代替悬架系统的传统的臂的较小的虚拟连杆模块。由于所述较小的虚拟连杆模块在更小的空间中起到比传统的臂更长的臂的作用，所以可以提高行驶性能。

另外，由于较小的虚拟连杆模块代替传统的臂，所以剩余空间增大。因此，可以有效地布置混合动力电动车辆的电池或者氢燃料车辆的氢燃料箱。

本发明的方法和装置具有其他的特征和优点，这些特征和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1为根据本发明示例性实施方案的悬架系统的立体图。

图2为根据本发明示例性实施方案的应用于悬架系统的虚拟连杆模块的立体图。

图3为用于解释通过虚拟连杆模块所设定虚拟连杆的有效长度的示意图，所述虚拟连杆模块应用于根据本发明示例性实施方案的悬架系统。

图4为用于解释根据本发明示例性实施方案的悬架系统的效果的示意图。

应当了解，所附附图并非按比例地绘制，而仅是为了说明本发明的基本原理的各种特征的适当简化的画法。本文所包含的本发明的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由所要应用和使用的环境来确定。

在这些图中，贯穿附图的多幅图，相同的附图标记涉及本发明的相同或等同的部分。

具体实施方式

下面将详细参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，应当理解本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。

为了明确地描述本发明，将省略与本发明无关的部分。

图1为根据本发明示例性实施方案的悬架系统的立体图。

参考图1，根据本发明示例性实施方案的悬架系统包括转向节K，上控制臂UCA，前下控制臂LCA，前束控制臂TCA和虚拟连杆模块VLM。另外，悬架系统进一步包括减振装置，所述减振装置包括螺旋弹簧和减振器。

同时，在本发明示例性实施方案中虚拟连杆模块VLM代替后下控制臂，但不限定于此。根据本发明示例性实施方案的虚拟连杆模块VLM可以代替下列臂中的至少一个：应用于独立类型的悬架系统的前下控制臂LCA、上控制臂UCA和前束控制臂TCA，以及应用于另一类型的悬架系统的拖臂(trailing arm)。

转向节K可旋转地支撑车轮。

上控制臂UCA包括一个或两个臂。在本发明示例性实施方案中，上控制臂UCA通过冲压钢板以具有肋部(rib)而形成。

也就是说，上控制臂UCA布置在车辆的宽度方向，所述上控制臂UCA的中部部分通过外侧接头2而连接至转向节K的上端部，并且所述上控制臂UCA的两个自由端部分别通过前内侧连接部分4和后内侧连接部分6而连接至车身。

前下控制臂LCA布置在车辆的宽度方向，所述前下控制臂LCA的外端部通过外侧接头8而连接至转向节K的下侧部分，并且所述前下控制臂LCA的内端部通过内侧接头10而连接至车身。

在附图中示例为，球窝接头用于外侧接头2和8，但是外侧接头2和8并不限于球窝接头。例如，水平橡胶衬套可以用于外侧接头2和8。水平橡胶衬套可以用于内侧连接部分4和6以及内侧接头，但是内侧连接部分4和6以及内侧接头并不限于水平橡胶衬套。

前束控制臂TCA布置在车辆的宽度方向，所述前束控制臂TCA的外端部通过外侧接头12而连接至转向节K的前中部分，并且所述前束控制臂TCA的内端部通过内侧接头14而连接至车身。

水平橡胶衬套可以用于外侧接头12和内侧接头14，但是外侧接头12和内侧接头14并不限于水平橡胶衬套。

图2为根据本发明示例性实施方案的应用于悬架系统的虚拟连杆模块的立体图，而图3为用于解释通过虚拟连杆模块所设定虚拟连杆的有效长度的示意图，所述虚拟连杆模块应用于根据本发明示例性实施方案的悬架系统。

参考图2和图3，虚拟连杆模块VLM包括上虚拟臂UVA，下虚拟臂LVA，和虚拟接头24。上虚拟臂UVA具有三角形，并且上虚拟臂UVA的顶点形成在连接部分。进一步地，下虚拟臂LVA具有三角形，并且下虚拟臂LVA的顶点形成在连接部分。

在本说明书中示例为，虚拟连杆模块VLM代替后下控制臂。因此，虚拟连杆模块VLM的安装方向以及连接部分的位置将会相对于后下控制臂而描述。然而，当虚拟连杆模块VLM代替系统的另一臂时，虚拟连杆模块VLM的安装方向以及连接部分的位置可以改变。

上虚拟臂UVA布置在车辆的宽度方向，并且包括从虚拟接头24延伸的两个臂，以形成三角形。内侧接头16和外侧接头18各自布置在两个臂的后端部，并且两个臂的前端部连接至一点。

此处，上虚拟臂UVA的内侧接头16和外侧接头18连接至接合部分SPT的前侧部分，所述接合部分SPT通过将转向节K的后侧中部部分沿车辆的宽度方向向车身弯曲而形成。

另外，下虚拟臂LVA布置在车辆的宽度方向，并且包括从虚拟接头24延伸的两个臂，以形成三角形。内侧接头20和外侧接头22各自布置在两个臂的后端部，并且两个臂的前端部连接至一点。

此处，下虚拟臂LVA的内侧接头20和外侧接头22在车辆的宽度方向各自连接至车身的下侧部分。

另外，上虚拟臂UVA的前端部以及下虚拟臂LVA的前端部通过虚拟接头24而连接至一点。

也就是说，上虚拟臂UVA形成三角形，其在内侧接头16、外侧接头18和虚拟接头24包括三个顶点；下虚拟臂LVA形成三角形，其在内侧接头20、外侧接头22和虚拟接头24包括三个顶点。

因此，上虚拟臂UVA的内侧接头16和外侧接头18以及下虚拟臂LVA的内侧接头20和外侧接头22布置在虚拟接头24后方，并且虚拟接头24朝向前方布置。

另外，水平橡胶衬套用于上虚拟臂UVA的内侧接头16和外侧接头18以及下虚拟臂LVA的内侧接头20和外侧接头22，而球窝接头用于虚拟接头24。然而，上虚拟臂UVA的内侧接头16和外侧接头18，下虚拟臂LVA的内侧接头20和外侧接头22，以及虚拟接头24，均不限定于此。球窝接头可以用于上虚拟臂UVA的内侧接头16和外侧接头18以及下虚拟臂LVA的内侧接头20和外侧接头22，而水平橡胶衬套可以用于虚拟接头24。

同时，在本发明示例性实施方案中，外侧接头18和22靠近车轮布置，而内侧接头16和20靠近车身布置。

虚拟连杆模块VLM形成虚拟臂(此后将其称为“虚拟连杆”)，其中，根据上虚拟臂UVA、下虚拟臂LVA和虚拟接头24的连接，虚拟连杆在虚拟点向转向节K施加约束力。

参考图3，将在下文中说明如何确定虚拟连杆的有效长度，所述虚拟连杆为由虚拟连杆模块形成的虚拟下控制臂。

参考图3，设定通过连接上虚拟臂UVA的三个接头形成的虚拟三角形截面为上虚拟臂UVA，而通过连接下虚拟臂LVA的三个接头形成的虚拟三角形截面为下虚拟臂LVA。

由上虚拟臂UVA形成的三角形和由下虚拟臂LVA形成的三角形不限定于图3中所示的三角形。为说明方便，假设根据本发明示例性实施方案的上虚拟臂UVA和下虚拟臂LVA的截面为直角三角形。在本示例中，上虚拟臂UVA的内侧接头16和外侧接头18连接至转向节K，而下虚拟臂LVA的内侧接头20和外侧接头22连接至车身。另外，假设在上虚拟臂UVA的外侧接头18相交的两边相互成直角，在下虚拟臂LVA的外侧接头22相交的两边相互成直角。

此时，虚拟连杆VL为不实际存在的虚拟臂，但虚拟连杆VL的长度根据上虚拟臂UVA和下虚拟臂LVA的布置而可长可短。另外，当车轮根据行驶状况运动时，转向节K根据虚拟连杆VL的长度划出运动轨迹。

虚拟连杆VL的长度将如下确定。

当由上虚拟臂UVA的内侧接头16和外侧接头18以及虚拟接头24形成的三角形从外侧接头18朝向内侧接头16移动时形成的虚拟延伸面，以及当由下虚拟臂LVA的内侧接头20和外侧接头22以及虚拟接头24形成的三角形从外侧接头22朝向内侧接头20移动时形成的虚拟延伸面，两者彼此相交形成虚拟交线30。

另外，形成连接下虚拟臂LVA的内侧接头20和外侧接头22的延伸线28。

此时，交线30与延伸线28在车身侧彼此相交的交点CP起到向转向节K施加约束力的点的作用。因此，虚拟连杆VL从交点CP沿着交线30形成，并且虚拟连杆VL的长度设定为从交点CP至虚拟接头24的长度。

此处，为使由上虚拟臂UVA的三角形形成的虚拟延伸面与由下虚拟臂LVA的三角形形成的虚拟延伸面彼此相交并且形成交线30，上虚拟臂UVA的内侧接头16布置为相对于水平线比上虚拟臂UVA的外侧接头18低。也就是说，连接外侧接头18和内侧接头16的线与水平线之间形成预定的坡角A。另外，下虚拟臂LVA的内侧接头20布置为相对于水平线比下虚拟臂LVA的外侧接头22高。也就是说，在连接外侧接头22和内侧接头20的线与水平线之间形成预定的坡角B。

此时，能够根据上虚拟臂UVA的坡角A以及下虚拟臂LVA的坡角B而改变交线30与延伸线28在车身侧彼此相交的交点CP的位置。因此，可以根据应用虚拟连杆VL的车辆类型而决定上虚拟臂UVA的坡角A以及下虚拟臂LVA的坡角B。另外，能够根据上虚拟臂UVA的坡角A以及下虚拟臂LVA的坡角B而改变交点CP与虚拟接头24之间的距离(即，虚拟连杆VL的长度)。

虚拟连杆VL在虚拟接头24形成与转向节K的虚拟连接点，并且通过上虚拟臂UVA和下虚拟臂LVA，虚拟连杆VL在交点CP形成与车身的虚拟连接点，因此虚拟连杆VL能够起到虚拟的后下控制臂的作用。

同时，在图2、图3和图4中示出，连接上虚拟臂UVA的内侧接头16和外侧接头18的延伸线26，与连接下虚拟臂LVA的内侧接头20和外侧接头22的延伸线28，相交于交点CP。但是本示例是由于假设上虚拟臂UVA和下虚拟臂LVA的截面为直角三角形。

在上虚拟臂UVA截面不为直角三角形从而无法容易地连接至转向节K的情况下，通过连接上虚拟臂UVA的内侧接头16和外侧接头18，而形成在图3中以虚线表示的延伸线26a。延伸线26a不在交点CP与虚拟臂VL相交。

图4为用于解释根据本发明示例性实施方案的悬架系统的效果的示意图。

参考图4，虚拟连杆VL并不在视觉上存在，但虚拟连杆向转向节K施加约束力的点(即，交点“CP”)通过虚拟连杆模块VLM在虚拟空间形成。交点CP在车辆的宽度方向上布置为比起虚拟连杆模块VLM与车身的实际连接部分更向内侧靠近中央。因此，虚拟连杆VL的长度设置得长。

另外，虚拟接头24设置在与前下控制臂LCA的外侧接头8相同的高度，并且形成虚拟连杆VL与转向节K的虚拟连接点。前下控制臂LCA的内侧接头10设置在与虚拟连杆LV相同的平面。因此，虚拟连杆VL能够决定向转向节K施加的约束力的方向。

因此，根据作为虚拟的后下控制臂的虚拟连杆VL的预定的长度和预定的方向，车轮W呈现划出运动轨迹的几何特征。

根据本发明示例性实施方案，由于使用较小的虚拟连杆模块VLM，而不是传统的后下控制臂，虚拟连杆模块VLM可以布置在与上控制臂UCA尺寸相近的空间中。另外，虚拟连杆起到比上控制臂UCA更长的虚拟的后下控制臂的作用。因此，虚拟连杆模块可以布置在有限的空间中，并且能够获得具有高行驶性能的悬架系统。

另外，由于较小的虚拟连杆模块VLM代替悬架系统中的传统的臂，所以可以在剩余的空间中有效地布置混合动力电动车辆的电池或者氢燃料车辆的氢燃料箱。

为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上部”、“下部”、“内”、“外”、“上”、“下”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“背后”、“内侧”、“外侧”、“向内”、“向外”、“内部”、“外部”、“向前”和“向后”被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方式的特征。

前面对本发明的具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的具体形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其各种选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等同形式所限定。