机动车辆特别是电动机动车辆的独立后车轮悬架系统的制作方法

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的机动车辆，特别是电动机动车辆的独立后车轮悬架系统，该系统包括左侧和右侧纵臂单元和左侧和右侧横向连杆，每个纵臂单元包括两个纵臂，每个横向连杆可以通过内端铰接在机动车辆底盘上，并且可以通过外端固定地连接到轮架上。

背景技术：

在作为簧载质量的机动车辆的车身和作为非簧载质量的车辆车轮之间使用弹性弹簧元件，以便通过不将由不平坦的地面引起的颠簸直接传递到车辆车身，提高了车辆乘员的乘坐舒适性，在汽车工程领域是众所周知的。此外，即使在不规则的地面上，也可以确保传递力所需的车轮-地面接触。由不平坦的地面煽动的车辆车身的振动通常通过使用设置在车辆车身和车轮轴之间的减震器来减弱。这里的弹性弹簧元件可以例如由柔性螺旋弹簧形成，并且可以是减震器的组成部分。

同时，在现有技术中已知各种形式的机动车辆车轮悬架。如今，独立车轮悬架主要用于机动车辆的前后轴和商用车辆上的刚性轴悬架(主要用于其后轴上)。

在刚性后轴的情况下，车轮附接区域的横向刚度和扭转刚度在驾驶时发生的动态应力下会影响车轮的姿态，也就是车轮轮距和车轮外倾角。现有技术公开了用于改进对上述刚度的控制的建议。

例如，us7,588,260b2描述了一种用于车辆悬架系统的悬架连杆组件，其包括位于车辆的底盘车架和车轮或轮胎之间的五臂刚性轴组件。五臂刚性轴组件通常包括刚性轴、上部和下部悬挂连杆、潘哈杆和弹簧减震器单元。在该组件中，刚性轴在一对车轮之间延伸并且横跨横向潘哈杆设置。刚性轴通过上部和下部悬挂连杆定位在前部和后部。上部和下部悬挂连杆还用于将刚性轴定位在扭转方向上。刚性轴的垂直位置由弹簧减震器单元确定。

悬架连杆组件包括具有三角形形状的悬架连杆，用于连接到车辆结构和车辆的刚性轴。悬架连杆组件还包括多个衬套，衬套连接到悬架连杆并且用于连接到车辆结构和车辆的刚性轴。在操作中，悬架连杆组件使得可以通过衬套的定位和刚度来控制刚性轴的横向刚度和横摆行为。悬架连杆组件还为刚性轴提供一定程度的横向偏转和横摆，其用于最小化后车轮在处理操纵期间转向的程度以及由于路面不规则引起的刚性轴的运动。此外，悬架连杆组件允许刚性轴(前/后、横向、横摆)的偏转模式彼此独立地变化，这对于其他连接装置是不可能的。

在车轮悬架的领域中也已知使用用于后车轮的独立车轮悬架。

us5,340,146a描述了一种用于机动车辆后车轮的独立车轮悬架系统，该系统包括用于可旋转地支撑后车轮的轮架。独立车轮悬架系统的目的是创造一种改进的独立车轮悬架，该悬架有效地改善了车辆的抗升力特性，而基本上不损害车辆的抗下蹲特性。轮架通过多个横向连杆和纵臂在竖直方向和车辆车身纵向方向上可移动地支撑。纵臂在其前端连接到车辆车身，并且在其后端连接到轮架。纵臂一体地设有延伸部分，该延伸部分从其后端沿远离其前端的方向延伸，以形成最后端。延伸部分与纵臂轴向对齐，并且在最后端处通过弹性体衬套连接到一个横向连杆。弹性体衬套以这样的方式构造，使得它在垂直方向上产生刚性连接，并且在纵向方向和车辆车身横向方向上，在纵臂和一个横向连杆之间产生柔性连接。

对于弹簧支柱悬架形式的独立车轮悬架，us4,779,893a提出使用第二平衡弹簧，该弹簧在弹簧支柱连接的轮架上施加反作用力，作为对伸缩弹簧支柱部分中的有害横向应力和过度摩擦的补救。

特别地，提出了悬架布局，其中支柱的下端固定地连接到车轮承载元件或转向节，弹簧底盘上的横向下横向或引导连杆也连接到转向节。主支撑弹簧定位在布局中，使得簧载质量的重量直接通过横向或引导连杆或以其他方式传递到转向节，从而避开支柱。为了实现低的车辆前端轮廓，或者出于其他原因，这种布局通常是期望的。

为了在这种布局中排除支柱的卡住情况上的横向应力和摩擦力，悬架布局包括连接的补偿装置。在优选形式中，平衡器包括第二弹簧元件，该第二弹簧元件安装在布局中，以便向转向节施加扭矩，该扭矩抵消由主负载应力施加到其上的扭矩。弹簧元件可以采用多种形式，但优选地由弹性体块或可选地扭转线缆组成，弹簧元件连接到转向节，以便通常经历变形载荷，该变形载荷导致弹簧支柱上的期望反扭矩。

us8,708,359b2提出了一种用于车辆的独立车轮悬架系统，其提供满足或超过要求标准的乘坐舒适性，但仅需要使用明显更少数量的部件。

车辆悬架包括由轮毂支架和支撑臂以及纵臂组成的组件，支撑臂在两个点处固定到轮毂支架并且从那里向内延伸到用于固定到底盘的支撑臂附接点，两个点在行进方向上彼此隔开一段距离，纵臂从组件沿横向方向延伸到支撑臂的横向方向朝向用于固定到底盘的后连接元件的纵臂连接点。纵臂优选地从组件沿向前方向延伸，并且优选地直接连接到轮毂支架。支柱可以向上延伸到用于固定到底盘的附接点，以便提供弹簧和减震器。支撑臂可以包括一对臂，其从附接点发散地延伸到两个点中的每一个。轮毂支架可以包括枢轴销，该枢轴销以纵向对齐的方式延伸并穿过支撑臂上的两个枢转点，以便由此限定两个点。枢轴销的相应端部提供了将纵臂附接到轮毂支架的便利点。

现有技术同样公开了用于紧凑结构的独立后车轮悬架的解决方案，旨在提供更多的内部空间或装载空间。

例如，us4,848,788a描述了一种用于具有前轮驱动的机动车辆的独立后车轮悬架，其允许更大的装载空间。此外，独立的后车轮悬架在转弯操纵中提供外转向轮的有利前束，并且用于在车轮压缩和回弹期间最小化车轮外倾角和轨道宽度的变化。

独立后车轮悬架包括上横向连杆和下横向连杆，其在车轮支架元件上枢转。轮架元件包括用于安装车轮的轴颈。上横向连杆在轴颈前方的位置处安装在轮架元件上。下横向连杆包括叉形外端，每个叉容纳衬套，衬套将横向连杆附接到轮架。悬架还包括弹簧元件、纵向支柱和伸缩式减震器。

de10014878a1还提出了一种独立的车轮悬架，其形式为机动车辆的多连杆车轮悬架。多连杆车轮悬架包括轮架，轮架具有用于可旋转地支撑车轮平面中的车轮的轴和通过优选弹性连接接头连接到轮架的横向连杆，至少一个前纵臂和一个后纵臂用于将轮架附接到车辆车身和带有减振器的弹簧元件。固定转向节连接到轮架上，用于接收纵臂的连接接头。纵臂基本上平行于车辆车身和固定转向节之间的车轮平面定向。这提供了轮架关于轴的补偿运动。

这种布置旨在确保可以避免在制动或转弯时轴上方的轮架部分的偏移位移(用于连接上横向连杆和前纵臂的外端)和轴下方的轮架部分的偏移位移(用于连接下横向连杆和后纵臂的外端)，因此，在控制臂的外端周围不会发生前束(向内倾斜)，控制臂的外端连接到轴后面的轮架的部分。

作用在轮架上的力被弹性连接接头吸收，轮架能够围绕轴进行限定的振荡或补偿运动。在此，轮架优选地通过纵臂向下和向后按压，从而减小了车轮壳体中的偏转所需的空间。这旨在确保有利的前束调节并且允许更好的车轮壳体设计形状，通过更好地利用朝向车轴的内部空间而在汽车中提供更大程度的舒适性。

de19611114b4还提出了一种具有弹簧支柱的非转向机动车辆车轴的独立车轮悬架，该弹簧支柱旨在允许车轴运动学的广泛调节以满足车辆要求，而不占用横向连杆的旋转运动的任何额外空间。独立车轮悬架包括具有减震器管和在其中引导并支撑在车辆车身上的半径杆上的减震器-活塞的减震器、作用在减震器管上并支撑在车辆车身上的弹簧、连接到减震器管的轮架、以及在每种情况下，在弹簧支柱的下部区域中并且连接到车辆车身的纵臂和横向连杆。半径杆从减震器管的两端伸出，并且当其在减震器管中滑动时在其端部处被密封，并且在另一端枢转地连接到横向连杆。固定地连接到轮架的纵臂是铰接的，使得它可以枢转但不能旋转，纵臂在基本上垂直且在车辆纵向方向上布置的平面中枢转地铰接在车辆车身上。

所描述的独立车轮悬架特别可以用在车厢(其中具有平坦负载地板的负载空间是有利的)和电动车辆中(其中盒状电池必须布置在车辆地板的大面积上)。

在汽车工程领域中还已知的是机动车辆，其主推进装置包括电动马达，该电动马达借助于由电化学能量存储装置或能量转换器产生的电流来操作。这里的电化学能量存储装置或能量转换器可以由至少一个可再充电的蓄电池或燃料电池堆形成。

在具有传统内燃发动机的机动车辆中，机动车辆的各种部件(驱动器、底盘、车身)的布置(“包装”)已经在数十年的发展中完善。具有电化学能量存储装置或能量转换器的机动车辆中的其他机动车辆部件的外部尺寸和连杆与具有传统内燃发动机的机动车辆的外部尺寸和连杆非常不同。因此，电动机动车辆需要其他解决方案来布置机动车辆内部的部件，特别是底盘和驱动器。

鉴于所提出的现有技术，特别是用于电动机动车辆的后车轮悬架领域，仍然提供了改进的范围。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种特别是电动机动车辆的紧凑的后车轮悬架，该后车轮悬架提供高度的乘坐舒适性并且同时具有可灵活使用的安装空间，该安装空间特别能够用于至少部分地容纳机动车辆的电传动系。

根据本发明，该目的通过具有权利要求1的特征的独立后车轮悬架系统来实现。从属权利要求进一步公开了本发明的特别有利的实施例。

必须指出的是，以下说明书中单独引用的特征和措施可以以任何技术上合适的方式彼此组合，并且可以阐述本发明的其他实施例。该说明书特别结合附图来表征和指定本发明。

根据本发明的机动车辆(特别是具有电传动系的机动车辆)的独立后车轮悬架系统包括左侧纵臂单元和右侧纵臂单元，每个单元包括两个纵臂、以及左侧和右侧横向连杆，每个连杆都可以通过内端铰接在机动车辆底盘上，并且可以通过外端固定地连接到机动车辆的轮架上。

每个纵臂单元的纵臂可以分别通过前端铰接在机动车辆底盘上和通过后端铰接在其中一个轮架上，从而在纵臂单元和横向连杆之间形成开放安装空间。

开放安装空间特别可以用于容纳机动车辆的电传动系的至少一部分。

所提出的独立后车轮悬架系统的横向连杆和纵臂的布置用于提供开放安装空间，特别是具有大体上矩形形状的安装空间，该安装空间在独立后车轮悬架系统的操作状态下没有纵臂或横向连杆的摆动运动。因此，该开放安装空间可以有利地分配给机动车辆的不构成底盘的一部分的其他部件，并且特别是分配给机动车辆的电传动系的至少一部分，例如电源。同时，在一个合适的实施例中，可以实现足够的旋转范围，用于垂直运动和/或在行进直行方向上或与其相反的方向上的运动。

在操作装配状态下，横向连杆的外端是相关横向连杆的面向轮架的端部。在操作装配状态下，横向连杆的内端是相关横向连杆的远离轮架的端部。

术语“在前面”和“前面”和“后面”和“后部”涉及机动车辆的预期行进直行方向。

本发明特别可以有利地用于电动机动车辆的后车轮悬架。出于本发明的目的，术语“机动车辆”特别是指汽车、卡车、半挂车或机动公交车。

每个纵臂单元的后臂在前端和后端处的铰接优选地由弹性体轴承衬套产生，其中弹性体轴承衬套的旋转轴彼此平行且垂直于纵臂定向。这代表了设计方面的简单方式，即为每个纵臂单元的纵臂提供足够的旋转范围。

在独立后车轮悬架系统的优选实施例中，在每个纵臂单元中，两个纵臂的铰接的前部位置和两个纵臂的铰接的后部位置可以在预期行进直行方向上布置在相同位置处并且在垂直方向上彼此分开一定距离。这是简单、紧凑的设计，为独立后车轮悬架系统运行期间纵臂的运动提供了指导。在此，每个纵臂单元的纵臂的运动对应于扁平连杆关于由弹性体轴承衬套限定的中性位置的运动。

在仅承受车辆车身静载荷的操作装配状态下，每个纵臂单元的两个纵臂优选地大体上水平定向。这用于确保在独立后车轮悬架系统的操作期间，每个纵臂单元的两个纵臂的铰接的后部位置保持彼此相同的垂直距离上一个布置在另一个之上，使得，纵臂单元的纵臂可以铰接在其上的轮架保持其三维取向。

两个横向连杆的内端的铰接优选地通过弹性体轴承衬套或球头节产生。这用于提供两个横向连杆的内端的简单设计的铰接，从而提供足够的运动自由度。

在两个横向连杆的内端的铰接通过弹性体轴承衬套产生的优选实施例中，弹性体轴承衬套大体上在行进直行方向上布置在相同位置。在这里，弹性体轴承衬套的旋转轴平行于行进直行方向，两个横向连杆在操作装配状态下大部分在行进直行方向上相互重叠，并且弹性体轴承衬套用于两个横向连杆中的一个的铰接布置在靠近另一个横向连杆的外端与一个轮架之间的连接的区域中。

出于本发明的目的，术语“大部分重叠”是指比例重叠超过50％，优选超过60％，更优选超过70％。

这用于提供两个横向连杆的非常紧凑的布置，并且借助于横向连杆的长度，为机动车辆的后车轮的垂直运动提供足够的旋转范围。

横向连杆至少部分地优选地在内端和外端之间具有曲率，该曲率形成为使得在操作装配状态下，两个横向连杆的弯曲部分的凹侧彼此面对。这用于实现两个横向连杆的特别紧凑的布置，从而实现独立的后车轮悬架系统。

在独立后车轮悬架系统的优选实施例中，设置两个轮架，每个轮架用于关于轴可旋转地支撑后车轮，其中每个轮架与一个横向连杆形成整体单元。特别地，每个轮架可以与一个横向连杆形成一体。

这提供了横向连杆和轮架之间的固定连接的特别紧凑的设计，并且允许在这两个部件之间进行有益的力传递。

每个用于固定弹簧减震器单元的装置用于通过将弹簧减震器单元通过其面向车轮的端部连接到整体单元，该装置优选地设置在每个整体单元上面向车轮的区域中。这允许独立车轮悬架的弹簧支柱型的已知优点的范围。此外，弹簧减震器单元可以布置在一个区域中，在该区域中它们可以有效地操作，而不会不利地撞击在纵臂单元和横向连杆之间的开放安装空间上。

在本发明的另一方面，提出了一种机动车辆，该机动车辆包括电传动系，电传动系包括至少一个电驱动马达、用于供应电驱动马达的电源和用于控制从电源到电驱动马达的电力供应的电力电子单元。在此，机动车辆配备有根据本发明的独立后车轮悬架系统。此外还设有右侧弹簧减震器单元和左侧弹簧减震器单元，其中弹簧减震器单元通过远离车轮的一端附接到机动车辆的底盘上并且通过面向车轮的一端附接到一个整体单元。电传动系至少部分地布置在纵臂单元和横向连杆之间的开放安装空间中。

以这种方式，可以提供一种电动机动车辆，该电动机动车辆由于根据本发明的独立后车轮悬架系统而具有良好的乘坐舒适性。此外，很大程度上可以避免对至少部分地容纳由独立后车轮悬架系统的部件施加的电传动系所需的安装空间的形状和尺寸的限制。通过这种方式，安装空间例如可以适配于电源，该电源又可以最佳地配置为由机动车辆的电驱动产生的要求。

这里，电源可以由至少一个电力存储装置(例如可再充电的蓄电池)和/或至少一个电力转换器(例如燃料电池堆)形成。

附图说明

在从属权利要求和附图的以下描述中公开了本发明的其他有利实施例，其中：

图1以俯视图示出了根据本发明的独立后车轮悬架系统在电动机动车辆中处于操作装配状态的示意图；和

图2以截面侧视图示出了根据图1的独立后车轮悬架系统的示意图。

具体实施方式

在不同的附图中，相同的部件总是设有相同的附图标记，因此这些通常也仅描述一次。出于简化的原因，字母“a”和“b”被附加到相关的附图标记，以便区分布置在左侧或右侧的类似部件，在这种情况下，布置在右侧和左侧的具有相同附图标记的部件可能是横向倒置设计。

图1以俯视图示出了根据本发明的独立后车轮悬架系统10在电动机动车辆中处于操作装配状态的示意图。

机动车辆包括电传动系，电传动系包括至少一个电驱动马达(未示出)、作为用于供应电驱动马达的电源70的可充电电池(蓄电池)和用于控制从电源70到电驱动马达的电力供应的电力电子单元72。

电源70和电力电子单元72布置在共同的壳体68内，该壳体68固定地连接到机动车辆的底盘62(图2)，以便限制其非簧载质量。

在独立的后车轮悬架系统10中，设置有两个轮架58a、58b(图1)，每个轮架用于关于轴66a、66b以车轮-轮胎组合的形式可旋转地支撑后车轮64a、64b。

独立后车轮悬架系统10包括左侧纵臂单元14a和右侧纵臂单元14b，它们布置在机动车辆的外侧并且每个包括两个纵臂16a、18a(图2)。每个纵臂单元14a、14b的两个纵臂16a、18a平行于机动车辆的行进直行方向76延伸并且一个在另一个上方在竖直方向上彼此隔开一段距离布置。每个纵臂单元14a、14b的纵臂16a、18a分别通过前端20a、22a铰接在机动车辆的底盘62上并且通过后端24a、26a铰接在一个轮架58a、58b上。每个纵臂单元14a、14b的纵臂16a、18a在前端20a、22a和后端24a、26a处的铰接由弹性体轴承衬套28a、30a、32a、34a产生。弹性体轴承衬套28a、30a、32a、34a的旋转轴36a、38a、40a、42a彼此平行定向并垂直于纵臂16a、18a。

从图2中可以最清楚地看出，在每个纵臂单元14a、14b中，两个纵臂16a、18a的铰接的前部位置和两个纵臂16a、18a的铰接的后部位置在与行进直行方向76平行的方向上布置在相同位置，并且在垂直方向上彼此分开一些距离。在图2所示的操作装配状态下，仅承受车辆车身的静载荷，每个纵臂单元14a、14b的两个纵臂16a、18a水平定向。在这种布置中，每个纵臂单元14a、14b的两个纵臂16a、18a、底盘62和轮架58a、58b形成扁平连杆。在后车轮64a、64b的压缩和回弹下，轮架58a、58b的三维定向(例如垂直布置的前面60a)被保持。

独立后车轮悬架系统10还包括左侧横向连杆48a和右侧横向连杆48b(图1)，每个都包括内端50a、50b和外端56a、56b。两个横向连杆48a、48b中的每一个通过内端50a、50b铰接在机动车辆的底盘62上。两个横向连杆48a、48b的内端50a、50b的铰接通过弹性体轴承衬套52a、52b产生。在替代实施例中，铰接也可以通过球头节产生。

横向连杆48a、48b各自通过其外端56a、56b固定地连接到轮架58a、58b中的一个。固定连接设计成使得每个轮架58a、58b与一个横向连杆48a、48b形成整体单元44、46，其中每个轮架58a、58b与相应的横向连杆48a、48b形成一体。在俯视图(图1)中，包括轮架58a、58b和横向连杆48a、48b的整体单元44、46大体上为l形。

用于两个横向连杆48a、48b的内端50a、50b的铰接的弹性体轴承衬套52a、52b在行进直行方向76上布置在相同位置处并且具有旋转轴54a、54b，该旋转轴54a、54b平行于行进直行方向76延伸。

应注意，包括左侧横向连杆48a和左侧轮架58a或右侧横向连杆48b和右侧轮架58b的整体单元44、46不是镜像对称的，并且它们也不能通过绕一点旋转而相互转换(点对称)。这允许两个横向连杆48a、48b尽管需要相对于纵臂单元14a、14b的对称位置，但是以图1所示的方式布置，其中两个横向连杆48a、48b在操作装配状态下大部分在行进直行方向76上彼此重叠。

在本实施例中，右侧横向连杆48b在行进直行方向76上布置在左侧横向连杆48a的前面。在另一个相应修改的实施例中，左侧横向连杆48a也可以布置在右侧横向连杆48b的前面。

横向连杆48a、48b的内端50a、50b在机动车辆的相对侧的方向上延伸到很远，用于铰接两个横向连杆48a、48b中的一个的弹性体轴承衬套52a、52b布置在靠近另一个横向连杆48a、48b的外端56a、56b与轮架58a，58b中的一个之间的连接的区域中。由此实现了横向连杆48a、48b的紧凑结构，并且同时实现了足以使后车轮64a、64b垂直运动的旋转范围。

横向连杆48a、48b的布置的紧凑性进一步增加，因为每个横向连杆48a、48b部分地在内端50a、50b和外端56a、56b之间具有曲率，该曲率形成使得在操作装配状态下两个横向连杆48a、48b的弯曲部分的凹面彼此面对。

每个纵臂单元14a、14b的纵臂16a、18a(图2)和/或横向连杆48a、48b(图1)可以由钢制成。然而，出于重量减轻的原因，每个纵臂单元14a、14b的纵臂16a、18a和/或横向连杆48a、48b也可大部分由复合材料制成。出于本发明的目的，术语“大部分”特别是指体积大于50％，优选体积大于70％，并且更优选体积大于90％的比例。特别地，该术语旨在包括纵臂和/或横向连杆完全由复合材料构成(即体积100％)的可能性。

复合材料可以采用例如纤维增强复合材料的形式。特别地，复合材料可以包括碳纤维增强塑料、玻璃纤维增强塑料和/或芳族聚酰胺纤维增强塑料。

此外，在独立后车轮悬架系统10中设有左侧弹簧减震器单元74a和右侧弹簧减震器单元74b。弹簧减震器单元74a、74b是通过远离车轮的一端附接到底盘62，并且通过面向车轮的一端附接到整体单元44、46中的一个，整体单元44、46包括轮架58a、58b和横向连杆48a、48b。在两个整体单元44、46中的每一个上，在面向车轮的区域中，设置有用于固定弹簧减震器单元74a、74b中的一个(未示出)的装置。

在图2所示的操作装配状态下，仅受到车身的静载荷，弹簧减震器单元74a、74b垂直布置，从而避免例如伸缩设计的弹簧减震器单元74a、74b中增加的摩擦或卡住。

在纵臂单元14a、14b和横向连杆48a、48b之间形成开放安装空间12(图1)，在独立后车轮悬架系统10的操作期间，安装空间不受每个纵臂单元14a、14b的纵臂16a、18a或横向连杆48a、48b的旋转运动的影响，并且因此，可以将其分配给不构成底盘一部分的机动车辆的其他部件。

在本示例性实施例中，开放安装空间12用于至少部分地容纳机动车辆的电传动系，壳体68的一端位于安装空间12中，恰好位于正面布置的横向连杆48b的旋转范围的开始前方，电源70和电力电子单元72位于所述壳体68内。

附图标记列表

10独立后车轮悬架系统

12安装空间

14纵臂单元

16纵臂

18纵臂

20前端

22前端

24后端

26后端

28弹性体轴承衬套

30弹性体轴承衬套

32弹性体轴承衬套

34弹性体轴承衬套

36旋转轴

38旋转轴

40旋转轴

42旋转轴

44整体单元

46整体单元

48横向连杆

50内端

52弹性体轴承衬套

54旋转轴

56外端

58轮架

60前面

62底盘

64后车轮

66轴

68壳体

70电源

72电力电子单元

74弹簧减震器单元

76行进直行方向