用于车辆底盘车轮悬架的悬架系统的底盘装置的制造方法
【专利摘要】一种用于车辆的底盘(100)的车轮悬架(110)的悬架系统的底盘装置(10)，该底盘装置具有一个气动悬架系统(20)，该气动悬架系统具有用于接收压缩空气填充的一个气动弹簧室(30)，其中，一个机械弹簧装置(40)以一个第一连接区段(42)并且以一个第二连接区段(44)被安排在该气动弹簧室(30)中，该第一连接区段被支撑在该气动弹簧室(30)的第一对立区段(32)上，该第二连接区段被支撑在该气动弹簧室(30)的第二对立区段(34)上，其中，这两个对立区段(32，34)中的至少一个对立区段具有一个转换区段(50)，该转换区段被设计用于改变该连接区段(42，44)的力吸收。
【专利说明】
用于车辆底盘车轮悬架的悬架系统的底盘装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于车辆底盘车轮悬架的悬架系统的底盘装置，并且涉及一种用于改变车辆底盘的底盘特性的方法。
【背景技术】
[0002]众所周知，车辆根据其使用情况而装备有不同的底盘。具体地讲，这时会遇到两种使用差异。首先，存在着将舒适驾驶放在重要位置的车辆或驾驶者。其次，存在着将运动式驾驶放在重要位置的驾驶者或车辆。可称为“舒适”或“运动”的这两种根本上的使用差异具体是在底盘区域中通过对相应的悬架系统装置或底盘装置的选择而存在不同。舒适型车辆经常装备有气动悬架，从而使之可以为车辆提供特别舒适的悬架系统舒适性。运动车辆通常装备有钢制弹簧，用以确保所希望的运动式底盘特性。
[0003]已知的解决方案的缺点在于，底盘的运动式性能和舒适性能的组合通常会引起相反的性能并且因此是不可能的。先前提出的关于单独的弹簧钢解决方案的用于在舒适设定与运动设定之间变化的复杂阀门安排的解决方案构建了一种可能的、但在变化可能性的广度方面仍不能令人满意的解决方案。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是至少部分地消除上述缺点。具体地讲，本发明的目的是以成本有效且简单的方式在底盘的运动式底盘特性与舒适底盘特性之间准许尽可能灵活的转换能力。
[0005]上述目的是由根据本发明的底盘装置以及由根据本发明的方法来实现的。说明书以及附图将显现本发明的进一步的特征和细节。在此，与根据本发明的底盘装置相关联描述的特征和细节当然也在各自情况中与根据本发明的方法相关联地适用并且反之亦然，因此，关于披露的本发明的多个单独方面是或者始终可以相互参照。
[0006]根据本发明的用于车辆底盘车轮悬架的悬架系统的底盘装置具有一个气动悬架系统。所述气动悬架系统装备有被设计用于接收压缩空气填充的一个气动弹簧室。此外，根据本发明的底盘装置的突出之处在于，一个机械弹簧装置被安排在该气动弹簧室中。所述机械弹簧装置装备有第一连接区段，该第一连接区段被支撑在该气动弹簧室的第一对立区段上。此外，该机械弹簧装置装备有第二连接区段，该第二连接区段被支撑在该气动弹簧室的第二对立区段上。这两个对立区段中的至少一个对立区段装备有一个转换区段，该转换区段被设计用于改变该连接区段的力吸收。
[0007]因此，根据本发明的底盘装置是基于根本上已知的气动悬架系统。因此在此还提供了一个气动悬架系统，该气动悬架系统借助于具有对应压缩空气填充的气动弹簧室可以提供基本的且特别舒适的底盘调优。此时为了能够以根据本发明的方式甚至在气动悬架系统的情况下也提供运动式底盘特性，可以开发该气动悬架系统，使其效果为此时在该气动弹簧室内安排一个机械弹簧装置。
[0008]机械弹簧装置在本发明的背景内应理解为意味着可以通过改变其几何尺寸而获得弹簧效应并且因此获得弹簧装置部件的可用弹性的任何形式的弹簧装置。具体地，在此涉及如进一步更详细解释的螺旋弹簧或钢制弹簧。
[0009]还为了能够将机械弹簧装置的对应的弹簧效应传递给车轮悬架，该弹簧装置装备有至少两个连接区段。所述这些连接区段例如可以是弹簧板或者可以具有被定位安排在该弹簧装置的上端和下端处的弹簧板。因此，该弹簧装置可以通过这两个连接区段而被支撑在该气动室内以用于相反的两个方向的力吸收。换言之，此时可以经由该气动弹簧室的对立区段和该弹簧装置的连接区段来将力从该车轮悬架引入到该弹簧装置中。在该弹簧装置的相反末端处，所述力经由该第一连接区段和该第一对立区段而再次传递到该气动室并且从那里传递到车辆中。因此该机械弹簧装置经由这些连接区段与这些对立连接区段之间的相互关系而可以被安排作为在道路与车辆底盘之间的力路径的一部分。
[0010]根据本发明的核心概念现在是在机械弹簧装置可转换的力路径中设计上述安排的功效。这是由该转换区段来确保的，该转换区段此时不再直接作用在该气动悬架系统或该机械弹簧装置上，而是影响力路径的功效。这是通过以下事实而变得可能的:该转换区段作用在相应的对立区段上并且通过那里的连接区段改变了弹性或力吸收的可能性。这应该被理解为尤其意味着力吸收的开启和关闭。这种实施例的一个可能性是，能承受不同弹性构型的一种流体被容纳在一个对应的转换空间中。例如，可以使用一种可磁化流体(进一步更详细解释)，该可磁化流体在磁场的作用下具有高的阻力以及相应低的弹性。如果磁场的作用缺失，则这种可磁化流体可以被提供为具有高弹性并且因此具有低的阻力。
[0011]如从上述解释中清楚的，此时可以借助相应对立区段的转换区段来转换该连接区段的力吸收的基本能力。因此如果该机械弹簧装置在力路径中的安排是令人希望的，则开启力吸收。当开启了该转换区段时，这导致该底盘特性被支撑在该机械弹簧装置的至少一部分上。换言之，运动式底盘特性由此是有可能的，并且因此可以基本上提供传统的钢制弹簧底盘的特性。
[0012]如果，相反的，该转换区段被关闭并且通过弹性方面的增加和因此在力吸收可能性方面的减少因此使该机械弹簧装置从力路径中移除，该车辆底盘的悬架性能基本上仅仅或最大程度地基于该气动悬架。
[0013]如现在清楚的，可以进行两个通常的底盘设定之间的切换，而不会对实际起作用的弹簧功能件(即，气动悬架或机械弹簧装置)产生任何机械影响。此时这不再是将气动悬架系统调整到钢制悬架系统的范围中或将钢制悬架系统配置得特别舒适的折衷，而是在两个实际上根本相反的底盘方向之间进行的实际切换。换言之，根据本发明的底盘装置可以被称为组合式钢制弹簧与气动弹簧底盘。
[0014]通过根据本发明对底盘装置的设计可以获得多个不同的优点。具体地，由此可以通过推动按钮来在钢制弹簧底盘与气动弹簧底盘之间进行切换。在此，在关于底盘特性的变化方面的广度显著比在将单底盘构型适配到对应所希望的驾驶模式的情况下所有可能的广度更大。此外，底盘类型的部件(例如在气动悬架系统的情况下的高度的变化)在此可以如所希望的与底盘的钢制弹簧特性相结合。
[0015]在根据本发明的底盘装置的情况下，可以具有优势的是该机械弹簧装置被设计为螺旋弹簧、尤其是钢制弹簧。螺旋弹簧(尤其是呈钢制弹簧形式)构建了特别简单且成本有效的解决方案。此外，小的尺寸在此是可能的，并且因此可以显著减小根据本发明的底盘装置的整个系统的空间需求。当然，然而，对于该机械弹簧装置的除了钢之外的其他材料或除了螺旋弹簧之外的其他几何构型在本发明的背景内是基本上可以想到的。
[0016]在根据本发明的底盘装置的情况下，同样具有优势的是，该至少一个转换区段具有一个转换空间，该转换空间被填充有流体，这种流体的弹性是可变的。如在引言中已经描述的，具有转换空间的转换区段是特别简单且成本有效的实施例。流体在此可以是液体和/或气体。在本发明的背景内，不同流体的混合物也是可以想到的。当然，也可将固体颗粒溶解或容纳在相应的流体中。通过改变弹性，可以产生根据本发明描述的力吸收转换以及在力传输路径中的机械弹簧装置的安排的对应变化。除了可磁化液体的使用的变体(已经解释过并且在以下段落中更详细地描述)之外，在本发明的背景内，也可将可压缩的流体容纳在该转换空间中。例如，可以进行在高压下的气体填充从而由此减少了可压缩性、增加了阻力并且因此增强了该机械弹簧装置在力路径中的作用。相反地，通过使流体离开该转换空间而引起的压力的减小将导致对应的相反作用。
[0017]在根据本发明的底盘装置的情况下同样有利的是，该转换空间被填充有一种具有铁磁颗粒的可磁化液体，其中，这些铁磁颗粒在磁场的作用下定向(ausrichten)并且改变该可磁化液体的弹性。可磁化的液体在此可以是一种纯的液体以及其中悬浮有固态颗粒(如铁磁颗粒)悬浊液。通过施加磁场、尤其是通过电磁线圈，可以改变所述颗粒的取向，其方式为使得可磁化液体的可压缩性或屈服表现显著地变化。具体地，还可以在此求助于气体和可磁化液体的组合，使得对应地当开启磁场时弹性几乎降至零并且被磁化的液体以此方式基本上表现得类似于固体。这样导致了能够提供该转换区段的特别简单且尤其成本有效的解决方案。
[0018]在根据本发明的底盘装置的情况下，此外有利的是，该至少一个转换区段具有电磁线圈装置，该电磁线圈装置用于产生一个作用在容纳于该转换空间中的可磁化液体上的磁场。该线圈装置在此进一步表明的事实是，可磁化液体的使用提供了特别大的成本优势。这是可提供转换功能的重量尤其轻的实施例。具体地，在该机械弹簧装置的两侧上提供了转换区段的对应设计，并且因此可以基于单一的调整源、监测源或者电压源或电流源来控制、调整或监测该电磁线圈装置。
[0019]在根据本发明的底盘装置的情况下，同样有利的是，这些对立区段各自具有一个专用的转换区段，其中，这些转换区段优选地具有相同或基本相同的设计。换言之，该机械弹簧装置的两侧借助于转换区段以相同的方式或基本相同的方式装备有转换作用。这导致了调整方面的支出减少，因为可以优选地以相同的方式在两侧上接收调节信号。此外，借助于两侧上的设计，如果基本上关闭力吸收则可以有对应的较大的运动间隙。这导致了该气动悬架系统能够在舒适模式下将气动悬架功能提供用于更宽的运动间隙而无需经安排的机械弹簧装置的干预作用。
[0020]在根据本发明的底盘装置的情况下，此外有利的是，该至少一个转换区段具有一个传感器，该传感器用于在相关联的对立区段处确定力吸收、尤其用于测量力。然后这种传感器准许当前转换状态并且因此准许检查设定的转换情况的效果并且因此准许同样便于调节。这种传感器可以例如根据该悬架系统情况来确定力吸收。如果该传感器扫描了一段预定的时间并且它相应地确定了在所述时间段期间没有任何力吸收，这表明已经从力路径中移除了该机械弹簧装置。因此涉及用于该转换区段的转换状态OFF。如果，与其相反，对于该转换区段确定了转换状态0N，应该预期并因此检查的是在该传感器处可以识别力吸收。除了在两种转换状态之间的纯粹的定性转换之外，用这种类型的传感器当然还可以提供转换状态的调整和因此的定量监测。
[0021]在根据本发明的底盘装置的情况下，同样有利的是，该转换区段关于力吸收的改变可以采取至少三个不同的改变形式，尤其在于，该转换区段能连续地和/或无级地实现力吸收的改变。在力吸收方面的变化或相应的变化形式还可以被称为该转换区段的转换状态。可以产生的不同的转换状态越多，在使用根据本发明的底盘过程中的灵活性就越大。除了该转换区段开和关的纯粹的定性转换之外，由此还可以提供定量的适配以及因此对该机械弹簧装置的选择性和部分地开启。在运动设定和舒适设定之间的(尤其是连续地)转变因此本质上替代了这些底盘设定的刚性转换来进行。
[0022]本发明的主题同样是一种用于改变车辆的底盘的底盘特性的方法，该车辆具有尤其根据本发明设计的至少一个底盘装置，该至少一个底盘装置具有一个气动悬架系统，该方法具有以下步骤:
[0023]-识别一个切换要求，
[0024]-借助一个气动室的对立区段的转换区段，改变在该气动悬架系统的该气动室中的机械弹簧装置的一个连接区段的力吸收。
[0025]通过使用根据本发明的底盘装置，根据本发明的方法赋予了与详细说明的根据本发明的底盘装置相同的优点。在此可以用非常广泛多样的方式进行对切换要求的识别。首先，这可以是主动的使用者要求，该使用者在不同的底盘设定之间实施对应的主动切换。然而，基本上还可以想到自动的切换操作以便能够根据车辆的驾驶参数来激活切换。
[0026]可以将根据本发明的方法开发出的效果是，至少对于一对车轴的车轮悬架的两个底盘装置实施相同的力吸收的改变。一对车轴是例如两个后轮的车轮悬架的总和或两个前轮的车轮悬架的总和。就考虑到的不同底盘特性而言，因此可以在前轮与后轮之间提供限定的不同分布。在此关于在左边和右边上的一对车轴的底盘特性产生了一致，从而以高度的可能性避免了车辆转弯的不希望的情况。具体地讲，在关于驱动对应的车轴的主动车轴和被动车轴之间在此产生了差异。
【附图说明】
[0027]本发明另外的优点、特征和细节将从以下说明中变得清楚，其中参见附图对本发明的示例性实施例进行详细说明。在权利要求书和说明书中提到的特征在各自情况下自身单独地或以任何组合对本发明来说可能是必不可少的。示意性地在以下附图中:
[0028]图1示出了根据本发明的底盘装置的实施例，
[0029 ]图2示出了根据本发明的底盘装置的另一个实施例，
[0030]图3示出了图2的转换区段关闭的实施例，
[0031]图4示出了图2和图3的转换区段开启的实施例，并且
[0032]图5示出了在弹簧负载下的图2至图4的转换区段开启的实施例。
【具体实施方式】
[0033]图1示出了根据本发明的底盘装置10，该底盘装置装备有气动悬架系统20。气动悬架系统20的舒适功能是由气动弹簧室30提供的，该气动弹簧室可以用压缩空气来加压以便提供弹簧舒适性。
[0034]为了能够在钢制弹簧底盘特性与气动弹簧底盘特性之间提供根据本发明的切换，呈螺旋弹簧形式的机械弹簧装置40作为钢制弹簧被安排在气动室30内。所述机械弹簧装置40具有两个连接区段42和44，这些连接区段在顶部和底部处被支撑在气动室30的对应的对立区段32和34上。在这种情况下已经可以看出的是，这两个对立区段32和34在各自情况下被提供了一个专用的转换区段50，所述的转换区段50各自具有一个转换空间52。转换空间52在各自情况下包含一种可磁化液体，这种可磁化液体的铁磁颗粒可以根据有效磁场而改变所述转换空间52内的弹性。为了产生所述磁场，对于每个转换区段50都提供了多个电磁线圈54，这些电磁线圈可以由共同的电流源和/或由共同的监测单元来激活。
[0035]现在将参照图2至图5更详细地解释在不同转换模式下的操作方式。图2至图3示出了具有关闭的钢制弹簧特性的情况，而图4和图5提供了用于底盘100的开启的钢制弹簧特性。图2和图3示出了在可磁化液体中填充有铁磁颗粒的转换空间50。经由环绕的电磁线圈54可以施加磁场，但是所述磁场在图2和图3的情况下缺失。在这种情况下，在根据图3的箭头方向上的力的作用的情况下，转换空间52将例如通过转换空间52的多个柔性壁屈服而溃陷，因为没有可以通过可磁化的流体提供的阻力。如从图3中清楚的，机械弹簧装置40因此仍然基本上没有加载，并且因此对应的压力传感器56没有输出任何应答并且因此输出了基本上等于零的力吸收。
[0036]如果车辆的使用者从舒适模式切换至运动模式，则电流被施加到电磁线圈54并且由此形成了电磁场。如图4和图5示出的，这样导致了铁磁颗粒的定向和交联并且由此导致了可磁化流体在转换空间52中变得粘稠。转换区段50由此展示了转换状态0N，并且因此在根据图5的箭头方向上的力的作用的情况下，力此时还是或仅仅由机械弹簧装置40来支撑，并且该机械弹簧装置是机械变形的。因此出现了机械弹簧装置40对于底盘的弹簧特性。因此，在这种情况下，在传感器56处可以感知到力吸收。
[0037]这些实施例的以上解释仅仅在实例的背景内描述本发明。当然，如果在技术上便利，这些实施例的单独的特征可以彼此自由结合而不脱离本发明的范围。
【主权项】
1.一种用于车辆的底盘(100)的车轮悬架(I10)的悬架系统的底盘装置(10)，该底盘装置具有一个气动悬架系统(20)，该气动悬架系统具有用于接收压缩空气填充的一个气动弹簧室(30)，其特征在于，一个机械弹簧装置(40)以一个第一连接区段(42)并且以一个第二连接区段(44)被安排在该气动弹簧室(30)中，该第一连接区段被支撑在该气动弹簧室(30)的第一对立区段(32)上，该第二连接区段被支撑在该气动弹簧室(30)的第二对立区段(34)上，其中，这两个对立区段(32，34)中的至少一个对立区段具有一个转换区段(50)，该转换区段被设计用于改变该连接区段(42，44)的力吸收。2.如权利要求1所述的底盘装置(10)，其特征在于，该机械弹簧装置(40)被设计为螺旋弹簧、尤其被设计为钢制弹簧。3.如以上权利要求中任一项所述的底盘装置(10)，其特征在于，该至少一个转换区段(50)具有被填充有流体的一个转换空间(52)，这种流体的弹性是可变的。4.如权利要求3所述的底盘装置(10)，其特征在于，该转换空间(52)被填充有一种具有铁磁颗粒的可磁化液体，其中，这些铁磁颗粒在磁场的作用下定向并且改变该可磁化液体的弹性。5.如权利要求4所述的底盘装置(10)，其特征在于，该至少一个转换区段(50)具有一个电磁线圈装置(54)，该电磁线圈装置用于产生作用于容纳在该转换空间(52)中的可磁化液体上的磁场。6.如以上权利要求之一所述的底盘装置(10)，其特征在于，这些对立区段(32，34)各具有一个专用的转换区段(50)，其中，这些转换区段(50)优选地具有相同或基本相同的设计。7.如以上权利要求之一所述的底盘装置(10)，其特征在于，该至少一个转换区段(50)具有用于在相关联的对立区段(32，34)处确定力吸收、尤其用于测量力的一个传感器(56)。8.如以上权利要求之一所述的底盘装置(10)，其特征在于，该转换区段(50)关于力吸收的改变可采取至少三个不同的改变形式，尤其在于，该转换区段能连续地和/或无级地实现力吸收的改变。9.一种用于改变车辆的底盘(100)的底盘特性的方法，该车辆具有至少一个底盘装置(10)，该至少一个底盘装置尤其具有根据权利要求1至8之一的特征，该至少一个底盘装置具有一个悬架系统(20)，该方法具有以下步骤: -识别一个切换要求， -借助一个气动室(30)的对立区段(32，34)的转换区段(50)，改变该气动悬架系统(20)的该气动室(30)中的机械弹簧装置(40)的一个连接区段(42，44)的力吸收。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，至少对于一对车轴的车轮悬架(110)的两个底盘装置(1)实施相同的力吸收的改变。
【文档编号】B60G11/58GK106080087SQ201610269211
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年4月27日 公开号201610269211.4, CN 106080087 A, CN 106080087A, CN 201610269211, CN-A-106080087, CN106080087 A, CN106080087A, CN201610269211, CN201610269211.4
【发明人】M·鲍曼
【申请人】保时捷股份公司