用于可横向倾斜的多轮车辆的具有旋转装置的后部悬挂系统的制作方法
【专利摘要】一种用于可横向倾斜的多轮车辆的悬挂系统可以包括在第一纵臂和第二纵臂之间延伸的平衡器系统。该悬挂系统可以进一步包括在纵臂之间起作用的旋转装置。平衡器系统和旋转装置中的一个可以配置为提供扭矩以影响车辆的倾斜角并且平衡器系统和旋转装置中的另一个可以配置为抑制车辆的共振竖直运动。
【专利说明】
用于可横向倾斜的多轮车辆的具有旋转装置的后部悬挂系统
技术领域
[0001]本发明总体涉及可横向倾斜的多轮车辆例如机动车辆，以及更具体地涉及使用旋转装置的可横向倾斜的多轮车辆的后部悬挂。
【背景技术】
[0002]近年来，鉴于城市地区的持续扩大、在这些地区中运行的大量的车辆以及与之相关的问题包括例如交通拥堵、停车场短缺和环境污染，对机动车辆的创新设计的兴趣逐渐增长。这样的问题(也就是停车和拥挤)的一个解决方案是以允许多个车辆共享停车位或行驶车道的方式设计车辆。然而，为了使这样的解决方案可行，这样的车辆必须是小的并且尤其是窄的。因此，该类型的车辆的尺寸通常运载不超过一个或两个人。此外，由于它们小的尺寸和低重量，这样的车辆通常比常规的机动车辆需要更少的发动机功率输出，这还可以减少由这样的车辆引起的排放物而不影响车辆的驾驶性能。
[0003]因此，近年来已经做了各种尝试来开发具有三个或四个车轮的可横向倾斜的多轮车辆，这些车辆的整个车辆或一部分可以以类似于自行车或摩托车的方式朝向旋转中心(例如，弯道内侧)倾斜。换句话说，在转弯过程中可倾斜的车辆的车身和车轮可以向弯道倾斜以便在整个弯道车轮与车身保持平行。因此，像自行车或摩托车，这样的车辆在不稳定的平衡中是静止的并且将摔倒而无驾驶员或其它装置的任何外部校正。然而，与自行车或摩托车不同，其中通过移动驾驶员的重心(也就是通过来自驾驶员的输入)该车辆可以很容易地稳定，这样的可倾斜的多轮车辆通常在转弯过程中或例如在倾斜的道路上需要可以帮助使车辆稳定的悬挂。
[0004]因此，也已经开发了用于可横向倾斜的多轮车辆的各种创新的悬挂。例如，这样的悬挂通常包括可以形成扭矩以影响车辆的倾斜角的平衡装置。此外，为了安全和乘坐舒适性，这样的悬挂还应当在车辆的车身和车辆的车轮之间提供类似于常规机动车辆的悬挂弹簧/阻尼元件的弹簧/阻尼功能。
[0005]因此，可能需要提供用于可横向倾斜的多轮车辆的提供平衡功能和弹簧/阻尼功能的后部悬挂系统。进一步可能需要提供一种后部悬挂系统，该系统提供不影响该系统的平衡功能以允许重量和成本优化的悬挂部件的弹簧/阻尼功能。
【发明内容】
[0006]根据不同的示例性实施例，一种用于可横向倾斜的多轮车辆的悬挂系统可以包括在第一纵臂和第二纵臂之间延伸的平衡器系统。该悬挂系统可以进一步包括在纵臂之间起作用的旋转装置。平衡器系统和旋转装置中的一个可以配置为提供扭矩以影响车辆的倾斜角并且平衡器系统和旋转装置中的另一个可以配置为抑制车辆的共振竖直运动。
[0007]根据额外的不同的示例性实施例，一种用于可横向倾斜的多轮车辆的后部悬挂系统可以包括第一纵臂和第二纵臂。每个纵臂在车辆的后轮和车辆的车架纵梁之间延伸。该悬挂系统还可以包括在纵臂之间延伸的平衡器系统。平衡器系统可以配置为产生扭矩以影响车辆的车身的倾斜角。该悬挂系统可以进一步包括在纵臂之间起作用的旋转装置。旋转装置可以配置为抑制车辆的车身的共振竖直运动。
[0008]根据本发明的一个实施例，其中平衡器系统包含平衡器控制臂、与平衡器控制臂连接的铰接控制臂、以及附接于铰接控制臂的致动器。
[0009]根据本发明的一个实施例，其中旋转装置包含旋转弹簧/阻尼器元件。
[0010]根据额外的不同的示例性实施例，一种用于可横向倾斜的多轮车辆的后部悬挂系统可以包括第一纵臂和第二纵臂。每个纵臂可以在车辆的后轮和车辆的车架纵梁之间延伸。该悬挂系统还可以包括在纵臂之间延伸的平衡器系统。平衡器系统可以配置为抑制车辆的车身的共振竖直运动。该悬挂系统可以进一步包括在纵臂之间起作用的旋转装置。旋转装置可以配置为产生扭矩以影响车辆的车身的倾斜角。
[0011]根据本发明的一个实施例，其中平衡器系统包含与平衡器控制臂的相对端连接的两个竖直的弹簧/阻尼器元件。
[0012]根据本发明的一个实施例，其中旋转装置包含旋转致动器。
[0013]根据另一不同的示例性实施例，一种使可倾斜的多轮车辆稳定的方法可以包括在车辆的侧倾运动过程中通过定位在车辆的后部悬挂内的第一机构来分配第一负载以影响车辆的倾斜角。该方法可以进一步包括在车辆的颠簸/弹回运动过程中通过定位在车辆的后部悬挂内的第二机构来分配第二负载以抑制车辆的共振竖直运动。第二机构可以提供不同于第一机构的负载路径。
[0014]根据本发明的一个实施例，其中分配第一负载包含通过平衡器系统或旋转装置来分配第一负载。
[0015]根据本发明的一个实施例，其中分配第二负载包含通过平衡器系统或旋转装置来分配第二负载。
[0016]本发明的额外的目标和优势将部分地在随后的说明书中陈述，以及部分地从说明书是显而易见的，或者通过本发明的实施例了解。通过所附权利要求中特别指出的元件和组合将实现和获得本发明的各个目标和优势。
[0017]应当了解的是前述总体的说明和下面详细的说明仅是示例性和解释性的并且不限制本发明。
[0018]包含在该说明书中和组成该说明书的一部分的【附图说明】了本发明的实施例，并且与说明书一起用作解释本发明的原理。
【附图说明】
[0019]至少一些特征和优势将从以下与之相符的实施例的详细说明显而易见，说明应当参照附图进行考虑，其中:
[0020]图1是根据本发明的多轮可横向倾斜的车辆的示例性实施例的俯视图；
[0021 ]图2是图1的多轮可横向倾斜的车辆的侧视图；
[0022]图3是图1的多轮可横向倾斜的车辆的后视图；
[0023]图4是在图1的多轮可横向倾斜的车辆内的常规的后部悬挂系统的示意图；
[0024]图5是图4的常规的后部悬挂系统的透视图；
[0025]图6是在根据本发明的图1的多轮可横向倾斜的车辆内使用的后部悬挂系统的示例性实施例的示意图；
[0026]图7是在根据本发明的图1的多轮可横向倾斜的车辆内使用的后部悬挂系统的另一示例性实施例的示意图；
[0027]图8是在根据本发明的图1的多轮可横向倾斜的车辆内使用的后部悬挂系统的另一示例性实施例的示意图；
[0028]图9是在根据本发明的图1的多轮可横向倾斜的车辆内使用的后部悬挂系统的另一示例性实施例的示意图；
[0029]图10是图9的悬挂系统的透视图；
[0030]图11是在根据本发明的图1的多轮可横向倾斜的车辆内使用的后部悬挂系统的另一示例性实施例的示意图；
[0031]图12是在根据本发明的图1的多轮可横向倾斜的车辆内使用的后部悬挂系统的另一示例性实施例的示意图；以及
[0032]图13是在根据本发明的图1的多轮可横向倾斜的车辆内使用的后部悬挂系统的另一示例性实施例的示意图。
[0033]尽管以下详细的说明参照说明性的实施例，但其许多可选方案、修改和变化对本领域技术人员是显而易见的。因此，意图是更广泛地理解要求的主题。
【具体实施方式】
[0034]现在将详细参照不同的实施例，附图中说明了实施例的示例。不同的示例性实施例不是为了限制本发明。相反，本发明意在覆盖可选的方案、修改和等同物。
[0035]根据不同的示例性实施例，本发明预期用于可横向倾斜的多轮车辆的具有独立的倾斜和弹簧/阻尼功能的后部悬挂系统。以这种方式，该悬挂系统可以提供两种功能(也就是倾斜和阻尼)，而不影响任一功能的性能。例如，此处说明的示例性实施例可以使用平衡致动器和至少一个弹簧/阻尼元件，同时给每个功能提供独立的负载路径。例如，此处说明的不同的示例性实施例预期包含提供倾斜和阻尼功能之一的平衡器系统和提供其它功能的旋转装置的后部悬挂系统。例如，在不同的实施例中，平衡器系统可以通过平衡致动器提供倾斜功能同时旋转装置用作弹簧/阻尼元件。并且，在额外的不同的实施例中，平衡器系统通过至少一个弹簧/阻尼元件反而可以提供阻尼功能，同时旋转装置用作平衡致动器。
[0036]图1-3说明了根据本发明的多轮可横向倾斜的车辆的示例性实施例。如图1-3所示，车辆I可以包括四个车轮2a、2b、2c和2d。前轮2a安装在车辆I的前桥3a的右侧并且前轮2b安装在前桥3a的左侧。后轮2c安装在车辆I的右侧朝向车辆I的右侧后部纵臂12并且后轮2d安装在车辆I的左侧朝向车辆I的左侧后部纵臂。在不同的实施例中，车辆I设计为运输一个或两个人或乘员4。如图1-3的示例性实施例所示，根据不同的示例性实施例，可以设计车辆I以便在车辆I中两个乘员4一个坐在另一个的身后。根据额外的不同的实施例，车辆I还可以具有形成客舱以例如保护乘员4免受天气影响并且一旦事故发生提供额外保护的封闭的车身5。
[0037]本领域普通技术人员将了解图1-3中说明的车辆I仅是示例性的并且意在说明根据本发明的多轮可横向倾斜的车辆的一个实施例。因此，根据本发明的多轮可横向倾斜的车辆可以具有不同的车身设计、乘员配置和车轮的数量和/或配置而没有脱离本发明和权利要求的范围。例如，尽管参照图1 -3所说明和描述的车辆包括四个车轮2a、2b、2 c和2d，本发明的额外的不同的实施例预期仅具有三个车轮的车辆。而且，本领域普通技术人员将了解车辆I可以具有普通技术人员已知的任何类型的马达或电源，包括但不限于电动机、内燃机或它们的组合(也就是混合动力驱动)。
[0038]如图3的后视图所示，在车辆I的横向倾斜过程中车辆的车身5和车轮2a、2b、2c和2d都可以倾斜。换句话说，在车辆I的转弯过程中车身5和车轮2a、2b、2c和2d都可以向弯道倾斜以便在整个弯道车轮2a、2b、2c和2d与车身5大体上保持平行。因此，同样地，车辆I在不稳定的平衡中是静止的，并且将摔倒而无任何外部校正。因此，如上所述，车辆I需要悬挂系统，例如在转弯过程中可以帮助使车辆稳定并且提供增强的安全和乘坐舒适性(也就是通过阻尼车辆的颠簸/弹回运动)的后部悬挂系统。
[0039]图4和5说明了用于多轮横向倾斜的车辆例如车辆I的常规的后部悬挂系统的部件的示例性布置。悬挂系统10包括分别与车辆I的后轮2c、2d连接的一对纵臂12、13，以及分别通过例如一对各自的连杆18c、18d与纵臂12、13连接的平衡器系统14。平衡器系统14包括例如致动器(也就是扭矩装置)15，致动器15与平衡器控制臂16连接并且通过例如弹簧/阻尼元件20与车辆I的车身5(例如在车身托架19处)连接。平衡器控制臂16在悬挂系统10的纵臂
12、13之间延伸。以这种方式，正如本领域普通技术人员所了解的，平衡器系统14通过致动器15可以形成倾斜扭矩以影响车辆I的倾斜角。如上所述，为了抑制车辆I的振动，悬挂系统10还可以包括至少一个定位在平衡器控制臂16和车辆I的车身5之间的弹簧/阻尼元件20。然而，正如本领域普通技术人员所了解的，该结构将平衡器控制臂16与弹簧/阻尼元件20连接以便平衡器16还必须承载弹簧/阻尼元件20的悬挂和道路负载。换句话说，所有进入弹簧/阻尼元件20的竖直的力也进入平衡器控制臂16。
[0040]图6和7说明了根据本发明的用于多轮可横向倾斜的车辆例如车辆I的后部悬挂系统100、200的示例性实施例。类似于图4和5说明的常规的悬挂系统10，悬挂系统100、200包括平衡器系统104、204，平衡器系统104、204包含配置为形成扭矩以影响车辆I的倾斜角的致动器105、205和另外配置为抑制车辆I的向上和向下(也就是竖直)共振运动的弹簧/阻尼器元件112、212。然而，与系统10不同，悬挂系统100、200的每个给它们的每个倾斜和弹簧/阻尼功能提供单独的负载路径。根据不同的实施例，例如，悬挂系统100、200包括提供倾斜功能的平衡器系统104、204，以及提供弹簧/阻尼功能的旋转装置112、212。
[0041]在不同的示例性实施例中，后部悬挂系统100、200包括分别与每个车轮2c、2d连接的第一和第二纵臂102、103;202、203。根据不同的实施例，例如，悬挂系统100、200可以是以纵臂悬挂(或纵向连杆悬挂)的形式并且可以使用两个平行的臂来定位车轮2c、2d。因此，根据如图6和7所示的这样的实施例，每个纵臂102、103;202、203还可以包括用于将纵臂安装至(例如，在车身托架119、219处)车辆I的车架纵梁6(参见图1)的接合处111、211。
[0042]当悬挂系统100、200在使用中时，第一和第二纵臂102、103;202、203的每个分别与设置在后轮2c、2d的内部空间内的轮毂(未示出)连接。因此，当悬挂系统100、200在使用中时，纵臂102、103设置在车辆I的车架纵梁6(其与车身5连接)的两侧，以便第一纵臂102、202在后轮2c和车架纵梁6之间延伸并且第二纵臂103、203在后轮2d和车架纵梁6之间延伸。
[0043]此处使用的术语“车架纵梁”指的是任何类型的车辆车架纵梁，包括但不限于形成机动车辆的底盘(也就是车身)的主要结构的纵梁和形成附接于底盘的车架部分的副车架纵梁。
[0044]然而，本领域普通技术人员了解的是图6和7的悬挂系统100、200仅是示例性的，因为在不脱离本发明和权利要求的范围的情况下纵臂102、103;202、203可以具有不同的可供选择的结构(也就是形状和/或横截面)、长度、尺寸和/或连接/安装点。本领域普通技术人员了解的是例如平衡器接口(例如，其中连杆118(:、118(1;218(3、218(1与纵臂102、103;202、203连接)和轮毂之间的纵向长度d可以改变并且可以根据具体的悬挂应用和车辆内可用的封装空间进行选择。
[0045]通过本领域普通技术人员已知的任何方法和/技术，纵臂102、103; 202、203还可以配置为与后车轮2c、2d和车架纵梁6连接。此外，当悬挂系统100、200在使用中时，纵臂102、103;202、203可以配置为与用于驱动车辆I的不同类型的动力传动系统总成连接。正如本领域普通技术人员了解的，在不同的实施例中，例如如图6所示，车辆I可以包括轮毂电机(未示出)。如图7所示，在额外的不同的实施例中，车辆I可以包括分别与传动皮带224、225(它们相应地分别与车辆I的各自的车轮2c、2d连接)连接的第一和第二驱动轴222、223，和在驱动轴222、223之间起作用的通过传动轴221与车辆I的发动机/变速器250连接的动力传动系统差速器226。
[0046]悬挂系统100、200还包括在第一和第二纵臂102、103;202、203之间起作用的平衡器系统104、204。根据不同的实施例，如图6和7所示，每个平衡器系统104、204包括在纵臂102、103;202、203之间的横向方向上延伸的平衡器控制臂106、206、与平衡器控制臂106、206连接的铰接控制臂108、208、以及附接于铰接控制臂108、208的致动器105、205。在不同的实施例中，例如，铰接控制臂108、208配置为(例如通过接合处111、211和托架119、219)将平衡器控制臂106、206与车辆I的车身5连接并且将来自车身5的所有负载传递给平衡器控制臂106、206同时还允许车辆I的颠簸/弹回运动。
[0047]致动器105、205还附接于第一铰接控制臂108、208。以这种方式，当悬挂系统100、200在使用中时，致动器105、205可以给第一平衡器控制臂106、206施加扭矩以旋转第一平衡器控制臂106、206(例如，来影响车辆的车身5的倾斜角)而不承受来自车辆的车身5的负载。根据不同的实施例，例如第一平衡器控制臂106、206可以通过各自的连杆118c、118d;218c、218d与每个纵臂102、103;202、203枢转地连接。因此，当悬挂系统100、200在使用中时，由致动器105、205提供的旋转力(也就是抵消扭矩)可以通过连杆118c、118d;218c、218d被传递至纵臂102、103;202、203(以及车轮2(:、2(1)。
[0048]此处使用的术语“致动器”指的是可以产生扭矩的任何类型的装置或马达，包括但不限于电动马达和/或液压马达。因此，可以通过不同的能源例如包括电流、液压流体压力或气压来运行根据本发明的致动器并且致动器可以将能量转换为旋转运动。
[0049]每个悬挂系统100、200还包括在第一和第二纵臂102、103;202、203之间起作用的旋转装置112、212。根据不同的示例性实施例，旋转装置112、212包括在纵臂102、103;202、203之间形成横向路径的旋转弹簧/阻尼器元件112、212。正如本领域普通技术人员所了解的，旋转弹簧/阻尼器元件112、212可以包含不同的旋转阻尼机构包括但不限于不同的基于液体的液压机构例如叶片、缓冲器和磁流变阻尼元件。
[0050]在不同的示例性实施例中，还如图6和7所示，为了使车轮2c、2d的独立运动成为可能，悬挂系统100、200可以进一步包括定位在旋转装置112、212的路径内的齿轮120、220(例如具有固定的壳的差速器)。因此，当车辆I正在向弯道倾斜(例如，向右倾斜)时，齿轮120、220可以允许纵臂102、202向上移动并且使纵臂103、203向下移动。没有这样的齿轮的情况下，由旋转引起的变化(也就是在倾斜事件过程中)将在弹簧/阻尼器元件112、212中产生阻碍车辆的倾斜的不需要的力。在不同的实施例中，例如齿轮120、220具有大约-1的比值，意味着齿轮120、220可以使旋转输入反转。以该方式，如果纵臂102、202向上移动，则纵臂103、203可以向下移动相同的量。换句话说，齿轮120、220确保弹簧/阻尼器元件112、212不经历任何相对的旋转来影响车辆I的倾斜。
[0051]本领域普通技术人员了解的是图6和7的悬挂系统100、200仅是示例性的并且意在说明根据本发明的后部悬挂系统的不同的实施例，其中平衡器系统通过平衡致动器给悬挂提供倾斜功能，以及旋转装置通过旋转弹簧/阻尼器元件给悬挂提供弹簧/阻尼功能。
[0052]图8-13说明了本发明预期的悬挂系统300、400、500、600和700的额外的不同的示例性实施例，其中平衡器系统通过一对竖直的弹簧/阻尼器元件给悬挂提供弹簧/阻尼功能，以及旋转装置通过旋转致动器给悬挂提供倾斜功能。
[0053]图8-11说明了用于多轮可横向倾斜的车辆(例如车辆I)的后部悬挂系统300、400、500的示例性实施例，其使用安装到车轴的旋转致动器来提供悬挂的倾斜功能。而且，图12和13说明了用于多轮可横向倾斜的车辆(例如车辆I)的后部悬挂系统600、700的示例性实施例，其使用安装到车身的旋转致动器来提供悬挂的倾斜功能。
[0054]类似于图6和7所示的悬挂系统100、200，每个悬挂系统300、400、500、600、700包括分别与每个车轮2(:、2(1连接的第一和第二纵臂302、303;402、403;502、503;602、603;702、703。每个悬挂系统300、400、500、600、700还包括在第一和第二纵臂302、303;402、403;502、503;602、603;702、703之间起作用的平衡器系统304、404、504、604、704和在纵臂302、303;402、403;502、503;602、603;702、703之间的横向方向上延伸的平衡器控制臂306、406、506、606、706。然而，与系统100、200不同，每个平衡器系统304、404、504、604、704还包括与平衡器控制臂306、406、506、606、706的相对端连接并且在平衡器控制臂306、406、506、606、706和各自的纵臂302、303;402、403;502、503;602、603;702、703之间竖直延伸的两个竖直的弹簧/阻尼器元件312。、312(1;412。、412(1;512。、512(1;612。、612(1;712。、712(1。
[0055]在不同的实施例中，每个弹簧/阻尼器元件312c、312d;412c、412d;512c、512d;612c、612d;712c、712d可以包括减振器(例如图10中的407)和螺旋弹簧(例如图10中的409)。以该方式，当悬挂系统300、400、500、600、700在使用中时，弹簧/阻尼器元件312c、312(1;412(3、412(1;512(3、512(1;612(3、612(1;712(3、712(1配置为在车辆1的颠簸/弹回运动过程中被压缩和扩展以抑制本应变为的车辆I的向上和向下共振运动。因此，在图8-13的示例性实施例中，每个平衡器系统304、404、504、604、704用作每个悬挂系统的弹簧/阻尼元件而不是倾斜元件。
[0056]每个悬挂系统300、400、500、600、700还包括在第一和第二纵臂302、303 ； 402、403 ；502、503;602、603;702、703之间起作用的旋转装置305、405、505、605、705。根据不同的示例性实施例，参照图8-11，旋转装置305、405、505包括位于两个车轴部——右车轴部330c、430c、530c和左车轴部330d、430d、530d——之间的旋转致动器。如照图8_11所示，右车轴部330(3、430(3、530(:在纵臂302、402、502和旋转致动器305、405、505之间延伸，以及左车轴部330d、430d、530d在纵臂303、403、503和旋转致动器305、405、505之间延伸。以这种方式，当悬挂系统300、400、500在使用中时，致动器305、405、505可以施加扭矩以在两个车轴部330c、330d ； 430c、430d ； 530c、530d之间产生相对运动，例如，使得纵臂302、402、502向上移动并且使得纵臂303、403、503向下移动从而影响车辆的车身5的倾斜角。
[0057]如图8-10所示，根据不同的示例性实施例，每个车轴部330c、330d ； 430c、430d在它的每个端部处可以通过各自的轴承311c、311d;411c、411d与各自的纵臂302、303;402、403连接。例如，如上所述，右车轴部330c、430c与纵臂302、402固定连接，因此允许致动器305、405移动纵臂302、402。而且，左车轴部330d、430d与纵臂303、403固定连接，因此允许致动器305、405移动纵臂303、403。进一步如图8-10所示，车轴部330c、330d;430c、430d和各自的纵臂302、303;402、403通过各自的轴承311(:、311(1;411(3、411(1(例如，在车身托架319、419处)也与车辆的车身5连接。因此，当悬挂系统300、400在使用中时，可以通过车轴部330c、330d;430c、430d将由致动器305、405提供的旋转力(也就是补偿车辆的车身5的倾斜的抵消扭矩)传递至纵臂302、303 ； 402、403(和车轮2c、2d)。
[0058]如图11所示，以类似的方式在额外的不同的实施例中，每个车轴部530c、530d在它的每个端部处可以通过各自的单级齿轮527c、527d(例如，在轴承511c、511d处)与各自的纵臂502、503连接。因此在这样的实施例中，纵臂502、503可以围绕轴承511c、511d旋转，从而允许致动器505移动纵臂502、503。因此，当悬挂系统500在使用中时，可以通过车轴部530c、530d将由致动器505提供的旋转力(也就是抵消扭矩)传递至纵臂502、503(和车轮2c、2d)。
[0059]而且，如图8-11所示，当悬挂系统300、400、500在使用中时，纵臂302、303;402、403;502、503可以配置为与用于驱动车辆I的不同类型的动力传动系统总成连接。如图8所示，正如本领域普通技术人员所了解的，例如在不同的实施例中，车辆I可以包括轮毂电机(未示出)。
[0060]如图9和10所示，在额外的不同的实施例中，例如，车辆I可以包括第一和第二驱动轴422、423，第一和第二驱动轴422、423的每个端部具有万向节(未示出)以允许在轴之间的独立运动。换句话说，万向节允许动力传动系统连接以操作轴422、423的相对向上和向下运动(也就是其中轴422、423与纵臂402、403相接触的点相对于其中轴422、423与动力传动系统差速器426相接触的点的运动)。如图9和10所示，驱动轴422、423分别与传动皮带424、425连接，传动皮带424、425相应地分别与车辆I的各自的车轮2c、2d连接。动力传动系统差速器426(其通过传动轴421与车辆I的发动机/变速器450连接)连接驱动轴422、423并且驱动该轴422、423以驱动车轮2c、2d。
[0061 ]如图11所示，在进一步不同的实施例中，车辆I反而可以包括第一和第二车轴522、523(例如，没有万向节)和在车轴522、523之间起作用的动力传动系统差速器526。类似于图9和10的实施例，车轴522、523分别与传动皮带524、525(其相应地与车辆I的各自的车轮2c、2d连接)连接，以及动力传动系统差速器526(其通过传动轴521与车辆I的发动机/变速器550连接)驱动车轴522、523以驱动车轮2c、2d。然而，与图9和10的实施例相比，在图11的实施例中，由于轴承511c、511d与动力传动系统的车轴522、523(并且纵臂分别围绕轴承511c、511d旋转)直接连接，所以在车轴522、523与纵臂502、503相接触的点和车轴522、523与动力传动系统差速器526相接触的点之间没有相对运动。因此，在车轴522、523上不需要具有万向节来允许车轴之间的独立运动。然而，为了使这样的结构成为可能，还需要一对单级齿轮527c、527d来将致动器505的运动传递至纵臂502、503。
[0062]参照图12和13，根据额外的不同的实施例，悬挂系统600、700可以包括旋转致动器605、705。如图13所示，在不同的实施例中，例如旋转致动器705可以通过例如车身托架719与车辆I的车身5连接。类似于图8-11的实施例，当悬挂系统600、700在使用中时，致动器605、705可以施加扭矩以影响车辆的车身5的倾斜角而没有经受来自车辆的车身5的负载。
[0063]如图12所示，例如在不同的实施例中，对于使用轮毂电机(未示出)的具有动力传动系统总成的车辆I，致动器605可以定位在在纵臂602、603之间延伸的一系列的轴630c、630d、和630e之间。如图12所示，轴630c在纵臂602和齿轮620之间延伸，轴630e在齿轮620和致动器605之间延伸、以及轴630d在致动器605和纵臂603之间延伸。轴630c可以通过轴承611c与纵臂602枢转地连接，并且轴630d可以通过轴承61 Id与纵臂603枢转地连接。因此，当悬挂系统600在使用中时，可以通过车轴630c、630d和630e将由致动器605提供的旋转力(也就是抵消扭矩)传递至纵臂602、603(和车轮2c、2d)。
[0064]此外，为了使车轮2c、2d的独立运动成为可能，悬挂系统600还可以包括在车轴630c和630e之间(也就是在致动器605的路径内)的齿轮620(例如具有固定的壳的差速器)。以这种方式，当车辆I正在向弯道倾斜(例如，向右倾斜)时，齿轮620可以允许纵臂602向上移动并且使纵臂603向下移动。如上所述，没有这样的齿轮的情况下，由旋转引起的变化(也就是在倾斜事件过程中)将在致动器605中产生阻碍车辆的倾斜的不需要的相对运动。在不同的实施例中，例如齿轮620具有大约-1的比值，意味着齿轮620可以使旋转输入反转。以该方式，如果纵臂602向上移动，则纵臂603可以向下移动相同的量。换句话说，齿轮620确保致动器605不经历任何相对的旋转来影响车辆I的倾斜。
[0065]例如可以利用这样的实施例，通过使用另一装置(也就是除了致动器505以外)例如方向盘转角的倾斜的车辆I来产生车辆I的倾斜。例如，这样的车辆可以使用反打方向盘来产生车辆I的倾斜。换句话说，为了使车辆I向左斜向移动，向右操纵车辆I，从而引起使车辆I向左倾斜的离心力。因此，在这样的实施例中，致动器605将很少使用，并且仅在指定的情况下，例如当在成角度的斜坡上停车和/或当围绕弯道行驶时在紧急制动事件之后使用。在这样的情况下，车辆I可能处于不想要的角度(也就是经历倾斜)，但没有足够的速度通过反打方向盘来调整倾斜。
[0066]如图13所示，在额外的不同的实施例中，对于具有可供选择的动力传动系统布局的车辆1，致动器705可以通过在纵臂702、703之间起作用的差速器720与纵臂702、703连接。在这样的实施例中，动力传动系统总成可以包括第一和第二车轴722、723和在车轴722、723之间起作用的动力传动系统差速器726。车轴722、723分别与传动皮带724、725连接(其相应地与车辆I的各自的车轮2c、2d连接)，并且动力传动系统差速器726(其通过传动轴721与车辆I的发动机/变速器750连接)驱动车轴722、723以驱动车轮2c、2d。如图13所示，连杆730通过差速器720将纵臂703与纵臂702连接。因此，当悬挂系统700在使用中时，可以通过差速齿轮720和连杆730将由致动器705(其在纵臂702处还与差速器720连接)提供的旋转力(也就是抵消扭矩)传递至纵臂702、703 (和车轮2c、2d)。如上所述，差速器720还可以使车轮2c、2d的独立运动成为可能。因此，当车辆I正在向弯道倾斜(例如向右倾斜)时，齿轮720可以允许纵臂702向上移动，同时允许纵臂703向下移动。换句话说，如上所述，齿轮720可以具有大约-1的比值，从而使旋转输入反转。以该方式，如果纵臂702向上移动，则纵臂703可以向下移动相同的量。
[0067]如上所述，本领域普通技术人员了解的是图8-13的悬挂系统300、400、500、600、700仅是示例性的，并且在不脱离本发明名和权利要求的范围的情况下图8-13描绘的平衡器系统和旋转致动器总成可以具有不同的可供选择的结构、部件、部件的设置、和/或与纵臂的接合位置，它们与该接合位置连接以提供弹簧/阻尼和倾斜功能。例如，本领域普通技术人员了解的是对于每种类型的悬挂系统来说平衡器接口(例如，其中连杆与纵臂连接)与轮毂之间的纵向长度d可以改变并且可以根据特定的悬挂应用和车辆内的可用的封装空间进行选择。以相同的方式，悬挂系统的其它部件(例如驱动轴、旋转致动器轴等)与纵臂的不同的接合位置可以改变并且也可以根据特定的应用进行选择。
[0068]本领域普通技术人员进一步了解的是图8-13的实施例中所描绘的不同的动力传动系统总成的布局也是示例性的，并且本发明的教导可以应用于机动车辆的任何类型和/结构的动力传动系统。
[0069]参照图1-3的实施例的车辆1，以下说明书将说明用于使根据本发明的示例性实施例的可倾斜的多轮车辆稳定的方法。为了使车辆I在车辆I的侧倾运动过程中稳定，可以通过定位在车辆I的后部悬挂内的第一机构分配第一负载。为了使车辆I稳定，例如可以分配第一负载来影响车辆I的倾斜角。根据不同的示例性实施例，分配第一负载可以包含通过定位在车辆I的后部悬挂内的平衡器系统或旋转装置来分配第一负载。
[0070]如上所述，例如当车辆I绕弯时，车辆I可以向弯道倾斜以便车辆I的车轮2c、2d和车身5向弯道倾斜。在不同的实施例中，为了使车辆I稳定(例如阻止车辆I的翻倾)，定位在后部悬挂内的平衡器系统104、204(参见图6和7)可以用作抵消由车辆I的倾斜产生的扭矩。而且，在不同的实施例中为了使车辆I稳定，定位在后部悬挂内的旋转致动器305、405、505、605、705(参见图8-13)可以用作抵消由车辆I的倾斜产生的扭矩。以该方式，根据不同的实施例，分配第一负载可以影响车辆I的倾斜角。
[0071]为了使车辆在车辆I的颠簸/弹回运动过程中稳定，可以通过定位在车辆I的后部悬挂内的第二机构分配第二负载，其中第二机构提供不同于第一机构的负载路径。为了使车辆I稳定，例如，可以分配第二负载来抑制车辆I的共振竖直运动。根据不同的示例性实施例，分配第二负载可以包含通过定位在车辆I的后部悬挂内的平衡器系统或旋转装置来分配第二负载。以该方式，通过不同的机构可以为每个功能(也就是倾斜和弹簧/阻尼)提供单独的负载路径。
[0072]还如上所述，例如当车辆I越过道路中的凸块时，在车辆I的车身5和车辆I的车轮2c、2d之间可能形成振动运动。在不同的实施例中，为了使车辆I稳定(例如，阻止车辆I的向上和向下共振运动)，定位在后部悬挂内的旋转弹簧/阻尼器元件112、212(参见图6和7)可以用作减弱由不平的道路状况产生的振动运动。而且，在额外的不同的实施例中，为了使车辆1稳定，定位在后部悬挂内的具有竖直的弹簧/阻尼元件312(:、312(1;412(3、412(1;512(3、512(1;612(:、612(1;712(3、712(1(参见图8-13)的平衡器系统304、404、504、604、704可以用作减弱由不平的道路状况产生的振动运动。以该方式，根据不同的实施例，分配第二负载可以抑制车辆I的共振竖直(也就是向上和向下)运动。
[0073]因此，如图6和7所示在不同的实施例中，可以通过平衡器系统分配第一负载来影响车辆I的倾斜角度，以及可以通过旋转装置(例如旋转弹簧/阻尼器元件)分配第二负载来抑制车辆I的共振竖直运动。而在图8-13所示的额外的不同的实施例中，可以通过旋转装置(例如旋转致动器)分配第一负载来影响车辆I的倾斜角，以及可以通过平衡器系统分配第二负载来抑制车辆I的共振竖直运动。
[0074]尽管为了更便于理解本发明根据示例性实施例已经公开了本发明，但应当认识到在不脱离本发明的原理的情况下本发明可以实施为不同的方式。因此，本发明应当理解为包括不脱离所附权利要求所述的本发明的原理的可以实施的所有可能的实施例。而且，尽管本发明已经讨论了有关机动车辆和后部悬挂，但本领域普通技术人员应当理解的是本发明公开的教导对于具有通过任何类型的悬挂系统与车辆连接的车轮的任何类型的车辆同样有效。
[0075]除非另有说明，为了说明书和所附权利要求的目的，将表述数量、百分率或比例的数字，以及在说明书和权利要求书中使用的其它数值理解为在任何情况下由术语“大约”修饰。因此，除非有相反的表示，书面的说明书和权利要求中所述的数值参数是可以根据本发明要求获得的所需的性能而变化的近似值。至少，没有试图将本申请的等同原则限制为权利要求的保护范围，每个数值参数至少应该理解为根据报道的有效数字的数量以及应用通常的舍入技术。
[0076]应当理解的是该说明书和所附权利要求中使用的单数形式“一(a)”、“一(an)”和“该”包括多个所指物，除非清楚和明确地限定为一个所指物。因此，例如涉及“一 (an)致动器”包括两个或更多个不同的致动器。此处使用的术语“包括”和它的语法上的变体旨在非限制性的，以便列出的详述的项目不排除可以替代或加入到列出的项目的其它类似的项目。
[0077]不脱离本发明的教导的范围可以对本发明的系统和方法作出不同的修改和变化对本领域技术人员是显而易见的。根据对此处公开的教导的说明书和实施例的考虑，本发明的其它实施例对本领域技术人员是显而易见的。此处所述的说明书和实施例意在仅仅理解为是示例性的。
【主权项】
1.一种用于可横向倾斜的多轮车辆的悬挂系统，包含: 在第一纵臂和第二纵臂之间延伸的平衡器系统；以及 在所述纵臂之间起作用的旋转装置； 其中所述平衡器系统和所述旋转装置中的一个配置为提供扭矩以影响所述车辆的倾斜角并且所述平衡器系统和所述旋转装置中的另一个配置为抑制所述车辆的共振竖直运动。2.根据权利要求1所述的悬挂系统，其中所述第一纵臂和所述第二纵臂彼此平行。3.根据权利要求1所述的悬挂系统，其中，当所述悬挂系统在使用中时，所述第一纵臂和所述第二纵臂的每个配置为在所述车辆的后轮和所述车辆的车架纵梁之间延伸。4.根据权利要求1所述的悬挂系统，其中所述平衡器系统配置为提供所述扭矩并且所述旋转装置配置为抑制所述共振竖直运动。5.根据权利要求4所述的悬挂系统，其中所述平衡器系统包含平衡器控制臂、与所述平衡器控制臂连接的铰接控制臂、以及附接于所述铰接控制臂的致动器。6.根据权利要求4所述的悬挂系统，其中所述旋转装置包含旋转弹簧/阻尼器元件。7.根据权利要求1所述的悬挂系统，其中所述平衡器系统配置为抑制所述共振竖直运动并且所述旋转装置配置为提供所述扭矩。8.根据权利要求7所述的悬挂系统，其中所述平衡器系统包含与平衡器控制臂的相对端连接的两个竖直的弹簧/阻尼器元件。9.根据权利要求8所述的悬挂系统，其中所述竖直的弹簧/阻尼器元件的每个包括减振器和螺旋弹簧。10.根据权利要求7所述的悬挂系统，其中所述旋转装置包含旋转致动器。11.根据权利要求10所述的悬挂系统，其中所述旋转致动器是安装到车轴的。12.根据权利要求10所述的悬挂系统，其中所述旋转致动器是安装到车身的。13.根据权利要求1所述的悬挂系统，其中，当所述悬挂系统在使用中时，所述第一纵臂和所述第二纵臂配置为与所述车辆的各自的第一驱动轴和第二驱动轴连接。14.根据权利要求1所述的悬挂系统，进一步包含定位在所述旋转装置的路径内的齿轮。15.根据权利要求14所述的悬挂系统，其中所述齿轮是具有比值大约为-1的差速器。
【文档编号】B60G21/055GK105904929SQ201610098749
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年2月23日
【发明人】罗伯特·施帕尔, 马克·西蒙, 埃德蒙德·哈尔夫曼, 托马斯·格哈德斯, 雷纳·苏施莱克, 拉尔夫·辛茨恩, 丹尼尔·美因茨, 马丁·塞杰
【申请人】福特全球技术公司