专利名称：可调节悬架的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车辆用的悬架，其中所述悬架包括连接到车辆底盘的副车架(subframe)、连接到副车架的第一下控制臂和第二下控制臂。板簧(leaf spring)横向地安装到悬架中并且布置为与第一下控制臂和第二下控制臂连接并且与副车架连接。本发明还涉及一种用于调节悬架和板簧系统的方法。
背景技术：
用于诸如轿车或卡车的车辆的悬架通常包括不同尺寸的盘簧(coil spring)以便为特定的车辆设定正确的弹簧刚度(spring rate，弹簧振频)。悬架的弹簧刚度可以根据车 辆的重量、将使用的车辆或者驾驶员的偏好设定。为了能够满足列出的要求，需要保存具有不同弹簧刚度的多个盘簧。在装配过程中，当要求特定的弹簧刚度时，装配者需要在几十或者甚至几百组具有不同弹簧刚度的盘簧中找到正确的盘簧组。由于盘簧的数量很大，因此用于标记盘簧的系统会很复杂。能够将正确的弹簧组定位可能是困难并且耗时的。使用盘簧的另一个弊端在于它们很重并且体积大。在一些车辆中，使用板簧来替代盘簧。板簧可以纵向地或者横向地安装。通过使用不同类型的装置，可以改变板簧的特性。US2010/0320658A1披露了一种板簧装置，其中板簧的特性可以通过具有至少一个拉伸弹簧和/或压缩弹簧的设备来改变，以便改变所述设备可附接到的板簧的弹簧刚度，其中用于将拉伸弹簧和/或压缩弹簧安装在板簧上的安装装置连接到张力和/或压缩弹簧的第一端。所述设备还包括用于额外地影响板簧刚度的至少一个螺旋弹簧(spiralspring)以及用于机械地将螺旋弹簧连接到板簧并且用于可变地调节至少一个螺旋弹簧部分与板簧之间的间隔的附接装置。然而，该装置在机械上很复杂并且不允许容易地调节弹簧特性。显而易见，需要包括板簧的改进悬架。
发明内容
本发明涉及旨在通过如在独立权利要求中阐述的悬架来克服现有技术的问题。本发明涉及一种用于车辆的悬架。该悬架包括连接到车辆的底盘的副车架、连接到副车架的第一下控制臂和第二下控制臂。横向地安装在悬架中的板簧布置为连接到第一下控制臂与第二下控制臂并且直接地或者间接地连接到副车架。悬架包括第一弹簧座和第二弹簧座；第一弹簧座和第二弹簧座布置为沿着板簧可移动以允许板簧的弹簧刚度根据弹簧座的位置而改变。通过允许弹簧座采用沿着板簧的不同位置，可以改变板簧的弹簧刚度。通过改变弹簧刚度，使得车辆的悬架根据弹簧座定位在何处而更硬或更软。定位在板簧的中心附近的弹簧座提供较软的悬架，然而弹簧座位于板簧的边缘附近则提供较硬的悬架。由于在装配或保养或维修期间仅需要调节弹簧座的位置，使得容易地调节板簧的特性，即板簧的弹簧刚度。悬架可以包括板簧，其中板簧可以包括第一弹簧座和第二弹簧座将移动到的分离定位(discrete location),并且副车架可以包括与板簧的分离定位相对应的孔,其中第一弹簧座和第二弹簧座可以适于通过紧固装置紧固至副车架，所述紧固装置适于固定在副车架中的孔内以及弹簧座内。通过使分离定位固定，可以预先计算用于不同板簧的弹簧刚度，以便允许例如在装配过程中或者在保养或维修过程中进行更容易的设定。这使得适应特定客户需要的车辆的装配更容易。与此同时也使得通常的装配更容易。在装配过程中，取代具有允许不同悬架设置的大量盘簧的方式，具有不同特性的一个板簧或多个板簧结合选择弹簧座的位置的可能性可以覆盖很多种类的悬架设置。如果使用者不满意工厂设置，还允许使用者在例如车辆维修店改变悬架设置。
板簧的分离定位可以包括凸块(lump)、凹入部(indentation)、腔或突出部中的一个，并且弹簧座可以适于通过所述凸块、凹入部、腔或突出部而固定到板簧的分离定位。第一弹簧座和第二弹簧座能够通过可操作地连接到第一弹簧座和第二弹簧座的至少一个致动器移动。致动器可以是机械致动器或者替换地是电气或液压致动器。作为固定位置的替换方式(固定位置仅允许在要求接近板簧的装配或者保养/维修过程中来调节弹簧刚度)，可以允许在装配以后更换弹簧座。这可以通过将致动器附接到车辆的副车架来完成。将致动器附接到副车架而不是附接到板簧的原因是允许板簧在板簧的弹簧作用期间移动。致动器操作性地附接到弹簧座，以允许通过到致动器的输入信号来控制弹簧座的位置。输入信号可以例如来自驾驶员或者来自服务人员或者来自位于车辆中的传感器。一个优点是不需要移除车辆的部件以接近板簧。如前所述，板簧可以包括分离定位，但板簧也可以是光滑的以允许弹簧座的位置沿着板簧连续地改变。允许弹簧座连续地移动的原因是能够精细地调节板簧的弹簧刚度。第一弹簧座和第二弹簧座可以布置为通过副车架中的至少一个开口附接到副车架，其中在副车架中的至少一个开口可以具有横向延伸(extension,延度)。在副车架中的至少一个开口具有横向延伸的情形中，开口的延伸与第一弹簧座和第二弹簧座要移动到的分离定位的位置的延伸相对应。弹簧座可以布置为使得所述弹簧座可移动地附接到副车架中的开口，S卩，所述弹簧座的移动仅限于横向运动。弹簧座可以通过轴承装置或者允许横向运动而不允许纵向运动的任何其他装置附接到副车架中的开口。弹簧座的位置可以通过水平传感器(level sensor)的输出调节，所述水平传感器能够通过监控车轮相对于车辆本体的位置来确定车辆载荷。这对于弹簧座具有分离定位以及弹簧座能够连续移动的两种情形来说都是有效的。这可能是有用的，例如能够补偿重的负载，诸如例如拖车或者附接到车辆的其他形式的牵引车。弹簧座的位置可以通过致动器来调节。弹簧座的位置可以通过至少一个传感器的输出来动态地调节，所述至少一个传感器能够确定车辆的动态特性。这可以用于补偿改变的车辆动力，车辆动态特性可能由于车辆或者公路的变化情况而改变。这还可以用以补偿侧倾转向(roll steer)。弹簧座的位置可以通过致动器来调节。可以通过来自驾驶员的输入来调节弹簧座的位置，驾驶员能够通过调节舒适等级装置来设定期望的弹簧刚度舒适等级。驾驶员可能期望改变不同模式(诸如舒适模式或运动模式)之间的悬架设置。弹簧座的位置可以通过致动器来调节。悬架可以包括板簧，其中板簧包括第一板簧部件和第二板簧部件，第一板簧部件连接到第一下控制臂和副车架，第二板簧部件连接到第二下控制臂，第一弹簧座适于沿着第一板簧部件可移动并且第二弹簧座适于沿着第二板簧部件可移动。这允许在没有用于一个连续板簧的足够空间的地方使用板簧。替代地，板簧可以分为成角度安装的第一部件与第二部件。这允许在车辆的前悬架或后悬架中使用具有板簧的悬架，其中例如，发动机或者车辆的其他整体部件可以位于连续的板簧的路线中。本发明还涉及一种用于调节用于车辆的悬架的方法，其中可以通过沿着板簧移动弹簧座来调节板簧的弹簧刚度的值。 该方法可以包括将弹簧座远离板簧的纵向中心线移动相等的距离，以便增加弹簧刚度的值。该方法可以包括将弹簧座朝向板簧的纵向中心线移动相等的距离，以便减小弹簧刚度的值。该方法可以包括使弹簧座单独地沿着板簧移动，以便矫正车辆的侧倾。单独地表示弹簧座不必移动相等的距离。本发明还涉及一种用于车辆的悬架的板簧系统，其中板簧系统包括板簧和弹簧座，所述弹簧座适于沿着板簧可移动以允许板簧的弹簧刚度根据弹簧座的位置而改变。
图I示意性示出了车辆的后悬架；图2示意性示出了根据本发明的第一实施方式的板簧；图3示意性示出了根据本发明的第一实施方式的板簧装置；图4示意性示出了根据本发明的第二实施方式的板簧；图5示意性示出了根据本发明的第二实施方式的板簧装置。
具体实施例方式在附图中，相同的参考标记用于相似的特征。在描述中，横向方向(横向地以及近似地)表示沿着垂直于车辆的正常行驶方向的轴线的方向，即，从车辆的一侧到车辆的另一侧的方向。类似地，纵向方向(纵向地以及近似地)表示沿着正常行驶方向的轴线的方向，即，从车辆的后面到车辆的前面的方向。纵向中心线是沿着纵向方向在车辆的横向中心定位(即，位于距离车辆的两个纵向侧面相等距离处)的假想线。图I示意性示出了车辆的后悬架1，所述后悬架包括副车架2、第一下控制臂3、第二下控制臂4和板簧5。副车架2布置为附接到车辆的底盘。板簧5通过本技术领域中已知的任何合适的装置附接到第一下控制臂3和第二下控制臂4。图2不意性不出了根据本发明的第一实施方式的板簧5。板簧5包括第一弹簧座6和第二弹簧座7。第一弹簧座6和第二弹簧座7布置为可沿着板簧5移动。板簧5还包括第一分离定位8和第二分离定位9，弹簧座6、7布置为放置在所述第一分离定位和第二分离定位上。 分离定位可以由凸块、凹入部、腔或者突出部或类似特征形成，以使弹簧座6、7能够布置在特定的位置上。弹簧座6、7布置为设计为具有与板簧5的凸块、凹入部、腔或者突出部或类似特征相对应的特征。分离定位8、9可以在板簧5的整个宽度上延伸或者仅在板簧5的宽度的一部分上延伸。分离定位8、9可以由在板簧5的整个宽度上或者仅在板簧5的宽度的一部分上延伸的一个或多个部件形成。根据板簧所针对的车辆的类型，分离定位的数量可以是一个或多个。优选地，使用不止一个分离定位，以便实现在组装过程中改变弹簧刚度的可能性，以便能够根据顾客要求针对一种类型的车辆为弹簧刚度设定多个不同设置或者使车辆具有在装配之后改变弹簧刚度的可能性。板簧的弹簧刚度的值可以通过沿着板簧移动弹簧座来调节。将弹簧座远离板簧的纵向中心线移动相等的距离增加了弹簧刚度的值。将弹簧座朝向板簧的纵向中心线移动相等的距离减小了弹簧刚度的值。沿着板簧单独地移动弹簧座而在板簧的每侧上将弹簧刚度改变了不同的量。图3示意性示出了通过副车架2中的第一组孔10和副车架2中的第二组孔11而附接到副车架2的弹簧座6、7。弹簧座6、7通过本领域中已知的诸如螺栓或螺钉的适合紧固装置而紧固到副车架。紧固装置布置为在车辆的装配过程中紧固，并且布置为在例如车辆的保养过程中松开以便移动弹簧座，以便改变弹簧座的位置从而改变板簧5的弹簧刚度。第一组孔10和第二组孔11中的孔的数量优选地是相同的，但是如果应用要求的话可以不同。在图3中，成组的孔10、11中的孔之间的距离是均匀的。然而，成组的孔10、11中的孔之间的距离可以例如根据板簧5的弹簧刚度的期望的设置、装载与卸载的车辆的重量或者板簧5的设计而改变。孔10、11在副车架中的位置趋于与板簧5的分离定位8、9的位置相对应。这意味着孔10、11与板簧5的分离定位8、9对准，以使弹簧座6、7能够定位在分离定位8、9的其中一个处，以便通过适当的紧固装置紧固到副车架2。图4示意性示出了根据本发明的第二实施方式的板簧5。这里，致动器12紧固到副车架2。致动器12操作性地连接到弹簧座6、7，以使致动器12能够在指令到达致动器12时沿着箭头的方向(即，在车辆的横向方向上沿着板簧5)移动弹簧座6、7。致动器12可以使电致动器、液压致动器或者机械致动器。当然还可能是其他类型的致动器。致动器12布置为接收来自诸如传感器或者车辆控制系统的多种输出源的输出信号。输出信号转换为用于致动器12的适合的输入信号，以确定弹簧座6、7将要移动的距离。板簧可以包括如上所述的分离定位8、9，而且还可以是基本光滑的，以使致动器能够连续地调整弹簧座6、7的位置。第一弹簧座6不必移动与第二弹簧座7相等的距离，而是可以移动更大或更小的距离或者根本不移动，这取决于旨在如何调整悬架。当具有分离定位8、9的板簧5使用致动器12调节弹簧座6、7的位置时，所述弹簧座可以在弹簧座6、7的所有侧面上适于具有与板簧5的凸块、凹入部、腔或者突起部或者类似特征相对应的特征。弹簧座6、7布置为通过沿着板簧5在分离定位8、9之间滚动(S卩，通过例如在每个分离定位之间旋转四分之一转)而移动。在图中示出的弹簧座6、7的其他设计允许要在分离定位之间移动的弹簧座6、7的不同布置。紧固装置13、14用于将致动器12紧固到副车架2。紧固装置13、14可以是本技术领域中已知的任何适当的紧固装置。在图4中示出了分离的紧固装置13、14。图5示意性示出了根据本发明的第二实施方式的板簧5，其中致动器12通过紧固装置13、14紧固到副车架2。图5的副车架2还可以包括具有沿着板簧5的横向延伸的开口(未示出)。开口的尺寸与调整量相对应，所述调整量是理想的并且可以根据车辆的型号而改变。在这种情形中弹簧座6、7可以布置为紧固到开口，以使得所述弹簧座能够在开口中自由地延伸。使用的紧固装置可以是本领域中已知的任何紧固装置，以便允许螺栓或者螺钉等在开口中自由地延伸。开口可以具有与在本发明的第一实施方式中描述的孔10、11的内孔与外孔之间的距离相对应的延伸，而且可以具有超过或小于孔10、11的外孔与内孔之间距离的延伸。致动器12可以用于通过连接到车辆的水平传感器的输出信号来调整弹簧座的位置。该水平传感器可以是本领域中已知的适合于该应用的任何传感器。弹簧座的位置还可以通过致动器12并借助能够确定车辆动态特性的至少一个车辆传感器的输出信号来动态地调节。该车辆传感器可以是本领域中已知的适合于确定车辆动态特性的任何传感器。致 动器12还可以接收来自由车辆的驾驶员或者乘客操作的车辆控制系统的输出来作为输入信号。驾驶员可能能够通过调节舒适等级装置来设定理想的弹簧刚度舒适等级。适合的舒适等级装置可以是旋钮或标度盘或其他形式或模拟输出，但舒适等级装置也可能集成到车辆的数字控制系统中，并且可以通过改变数字值来调节，数字值转换成适于致动器12的模拟或数字信号。当致动器12是机械致动器时，致动器12可以通过这样的杆来操作，所述杆在一侧上带有右手螺纹并且在另一侧上带有左手螺纹。在所述杆的中间，套筒围绕所述杆利用对应的右手和左手螺纹来装配。套筒的旋转使弹簧座6、7沿着板簧5移动。悬架还可以这种方式适配使得板簧5包括第一板簧部件和第二板簧部件(未示出)，第一板簧部件连接到第一下控制臂和副车架，第二板簧部件连接到第二下控制臂。第一弹簧座适于沿着第一板簧部件可移动，并且第二弹簧座适于沿着第二板簧部件可移动。本发明的该变型可以与上述特征和实施方式中的任一个一起使用。对本发明功能进行适配，板簧5包括第一板簧部件和第二板簧部件，例如使用两个致动器，一个致动器用于各个板簧部件并且调节副车架2或类似物以便能够安装两个板簧部件，这落在本发明的范围内。弹簧座6、7紧固到致动器12的方式以实例示出并且不是限制性的。将弹簧座6、7紧固到致动器12的任何适合的方式都落在本发明的范围内。弹簧座6、7示出为定位在板簧5的顶部上。弹簧座6、7相对于板簧5的其他布置也落入本发明的范围内。上面提及与描述的实施方式仅作为实例给出并且不应该限定本发明。在如下所述的专利权利要求所要求的本发明范围内的其他解决方案、用途、目的和功能对于本领域的技术人员来说应该是显而易见的。
权利要求
1.用于车辆的悬架(I)，所述悬架(I)包括连接到所述车辆的底盘的副车架(2)、连接到所述副车架(2)的第一下控制臂(3)和第二下控制臂(4)、以及板簧(5)，所述板簧横向地安装在所述悬架(I)中并且布置为连接到所述第一下控制臂(3)和所述第二下控制臂(4)且直接地或间接地连接到所述副车架(2)，其特征在于，所述悬架(I)包括第一弹簧座(6)和第二弹簧座(7);所述第一弹簧座(6)和所述第二弹簧座(7)布置为能沿着所述板簧(5)移动，以允许所述板簧(5)的弹簧刚度根据所述弹簧座(6、7)的位置而改变。
2.根据权利要求I所述的悬架(1)，其特征在于，所述板簧(5)包括所述第一弹簧座(6)和所述第二弹簧座(7)将要移动到的第一分离定位(8)与第二分离定位(9)，并且所述副车架(2)包括与所述板簧(5)的所述分离定位(8、9)相对应的孔(10、11)，其中所述第一弹簧座(6)和所述第二弹簧座(7)适于通过紧固装置而紧固到所述副车架(2)，所述紧固装置适于固定在所述副车架(2)的所述孔(10、11)中以及所述弹簧座(6、7)中。
3.根据权利要求I或2所述的悬架(1)，其特征在于，所述板簧(5)的所述分离定位(8、9)包括凸块、凹入部、腔或突起部中的一个，并且所述弹簧座(6、7)适于通过所述凸块、凹入部、腔或突起部固定至所述板簧(5)的所述分离定位(8、9)。
4.根据权利要求I所述的悬架(1)，其特征在于，所述第一弹簧座(6)和第二弹簧座(7)能通过操作性地连接至所述第一弹簧座(6)和第二弹簧座(7)的至少一个致动器(12)移动。
5.根据权利要求4所述的悬架(1)，其特征在于，所述第一弹簧座(6)和第二弹簧座(7)的位置布置为沿着所述板簧(5)连续地改变。
6.根据权利要求4所述的悬架(1)，其特征在于，所述板簧(5)包括所述第一弹簧座(6)和所述第二弹簧座(7)要移动到的分离定位(8、9)。
7.根据权利要求5所述的悬架(I)，其特征在于，所述板簧(5)的所述分离定位(8、9)包括凸块、凹入部、腔或者突起部中的一个，并且所述弹簧座(6、7)适于通过所述凸块、凹入部、腔或者突起部固定到所述板簧(5)的所述分离定位(8、9)。
8.根据权利要求4-7中任一项所述的悬架(1)，其特征在于，所述第一弹簧座(6)和所述第二弹簧座(7 )布置为通过所述副车架(2 )中的至少一个开口附接至所述副车架(2 )，所述副车架(2)中的所述至少一个开口具有横向延伸。
9.根据权利要求4-8中任一项所述的悬架(I)，其特征在于，所述至少一个致动器(12)是电气致动器或液压致动器。
10.根据权利要求4-8中任一项中所述的悬架(1)，其特征在于，所述至少一个致动器(12)是机械致动器。
11.根据权利要求4-9中任一项所述的悬架(1)，其特征在于，所述至少一个致动器(12)通过至少一个水平传感器的输出来调节所述弹簧座(6、7)的位置，所述至少一个水平传感器能够通过监控车轮相对于车辆本体的位置来确定车辆载荷。
12.根据权利要求4-9中任一项所述的悬架(1)，其特征在于，所述至少一个致动器(12)通过至少一个传感器的输出来动态地调节所述弹簧座(6、7)的位置，所述至少一个传感器能够确定所述车辆的动态特性。
13.根据权利要求4-9中任一项所述的悬架(1)，其特征在于，所述至少一个致动器(12 )通过来自驱动器的输入来调节所述弹簧座(6、7 )的位置，所述驱动器能够通过调节舒适等级装置来设定期望的弹簧刚度舒适等级。
14.根据前述权利要求中任一项所述的悬架(I)，其特征在于，所述板簧(5)包括第一板簧部件和第二板簧部件，所述第一板簧部件连接至所述第一下控制臂(3)和所述副车架(2)，所述第二板簧部件连接至所述第二下控制臂(4)，所述第一弹簧座(6)适配成能沿着所述第一板簧部件移动并且所述第二弹簧座(7 )适配成能沿着所述第二板簧部件移动。
15.用于调节用于车辆的根据前述权利要求中任一项所述的悬架(I)的方法，其特征在于 -通过沿着所述板簧(5)移动所述弹簧座(6、7)来调节所述板簧(5)的弹簧刚度的值。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述方法包括 -将所述弹簧座(6、7)远离所述板簧(5)的纵向中心线移动相等的距离以便增加所述弹簧刚度的值。
17.根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于，所述方法还包括 -将所述弹簧座(6、7)朝向所述板簧(5)的纵向中心线移动相等的距离以便减小所述弹簧刚度的值。
18.根据权利要求15-17中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括 -将所述弹簧座(6、7)沿着所述板簧(5)单独地移动，以便矫正所述车辆的侧倾。
19.用于车辆的悬架(I)的板簧(5)系统,其特征在于,所述板簧(5 )系统包括板簧(5 )和弹簧座(6、7)，所述弹簧座适配成能沿着所述板簧(5)移动以允许所述板簧(5)的弹簧刚度根据所述弹簧座(6、7)的位置而改变。
全文摘要
本发明涉及一种用于车辆的悬架，该悬架包括连接到车辆的底盘的副车架、连接到副车架的第一下控制臂和第二下控制臂、以及板簧，所述板簧横向地安装在悬架中并且布置为连接到第一下控制臂和第二下控制臂并连接到副车架。悬架包括第一弹簧座和第二弹簧座；第一弹簧座和第二弹簧座布置为沿着板簧可移动，以允许板簧的弹簧刚度根据弹簧座的位置而改变。还公开了一种用于调节悬架的方法以及具有板簧的系统。
文档编号B60G11/107GK102774248SQ20121014058
公开日2012年11月14日 申请日期2012年5月8日 优先权日2011年5月10日
发明者奥克·马尔姆, 谢尔·舍斯藤 申请人:沃尔沃汽车公司