專利名稱：用于車輛懸架系統(tǒng)的液壓系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及車輛的懸架系統(tǒng)，特別是能控制一個或一個以上懸架參數(shù)的 液壓系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中有多種公知的互相連接懸架系統(tǒng)，能夠被動地區(qū)分車輪相對車身
的不同動作模式，并因此提供不同的功能。例如，法國專利公開文獻(xiàn)FR2663267 公開了一種液壓氣動式空氣懸架系統(tǒng)，其支撐車身，并提供不同的帶有零彎曲剛度 的起伏剛度比率和側(cè)傾剛度比率?？v傾剛度與起伏剛度(其由桿直徑、蓄能器尺寸 和作動筒前后位置決定)相關(guān)。因為該系統(tǒng)用來支撐車輛，所以在四個流體體積中 的壓力必須很高，或者桿的直徑要足夠大來提供對車輛的支撐力，這就限制了密封 摩擦和嚴(yán)重影響了乘坐舒適性。而且，隨著溫度的變化，系統(tǒng)中氣體和液體的體積 就會引起行駛高度變化，從而需要更昂貴的高壓流體供給和控制系統(tǒng)。此外，在四 個流體體積每一個中的壓力都必須非常很精確，在每個車輪處提供所需的支撐，因
此壓力通常是不同的，導(dǎo)致控制非常復(fù)雜，而且在流體體積之間的活塞密封件處出 現(xiàn)滲漏以及增大活塞密封圈的摩擦力。
同樣地，本申請人的美國專利申請US 6，270，098公開了一種壓力平衡"負(fù)荷 分配"部件，其位于兩對對角連接的雙動車輪作動筒(ram)之間。該系統(tǒng)提供帶 有零彎曲剛度的、不同的起伏剛度、側(cè)傾剛度和附加的縱傾剛度，并在所有四個基 本懸架模式(起伏、側(cè)傾、縱傾和彎曲)中具有不同的阻尼率。因為該系統(tǒng)也支撐 車輛的重量，所以隨著車輛負(fù)荷的變化，或者隨著液體溫度的變化，必須調(diào)整在系 統(tǒng)中六個流體體積中每個流體體積的體積。此外，因為在某些負(fù)荷條件下，系統(tǒng)中 六個流體體積的壓力可以完全不同，因此可能密封件會出現(xiàn)液體滲漏，這也要求調(diào) 整流體體積以保持正確的車輛姿態(tài)。上述要求需要一個高壓的流體源、傳感器、電 子控制設(shè)備和閥門，對于一個被動系統(tǒng)來說，會導(dǎo)致系統(tǒng)成本過高。
類似的，在EP1-426212和國際申請PCT/EP2004/004885中，公開了多個被動 液壓系統(tǒng)，給車輛提供支撐，并提供帶有零彎曲剛度的側(cè)傾剛度。因為這些液壓系
統(tǒng)給車輛提供支撐，所以它們也有與本申請人的上述美國專利申請US 6,270,098 中所提到的類似的缺點。
在本申請人的美國專利申請US 6,761,371中公開了一種被動系統(tǒng)，能提供很 高的側(cè)傾剛度、很低的彎曲剛度和可以忽略的起伏剛度，并且具有很高的側(cè)傾阻尼， 而具有更低、更舒適且孤立的起伏阻尼。因為該系統(tǒng)沒有提供必要的起伏剛度，因 此需要單獨的支承彈簧。液壓系統(tǒng)所需的側(cè)傾力矩分布就決定了所選擇的車輪作動 筒尺寸，并導(dǎo)致在阻尼力頂點處產(chǎn)生損害。
一個僅具有側(cè)傾和/或縱傾阻尼的系統(tǒng)的例子可以參見美國專利US 5, 486， 018 和6, 024， 366。這些文獻(xiàn)中的系統(tǒng)使用一個位于一對車輪阻尼作動筒之間的裝置， 每個車輪阻尼作動筒在活塞中有一個阻尼閥來提供雙動阻尼，但使得作動筒單向動
作(即只有一個單獨的流體出口)。該裝置可以提供用于同相動作(即起伏)和異 相動作(即側(cè)傾和/或縱傾)的獨立的阻尼。但是，該系統(tǒng)在任何模式下都不能提 供必要的剛度，因此除了需要支承彈簧之外，通常還需要防滾桿用來在前后跳動剛 度和側(cè)傾剛度比率之間提供良好的平衡。另外，因為車輪作動筒有效地單向動作(僅 有一個流體出口)，所以裝置可以提供的阻尼值很有限。為了克服上述這個問題， 己經(jīng)有了改進(jìn)方案，參見日本特許廳公開文獻(xiàn)11291737，但是要提供更多管閥和 柱形閥就增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。
因此本發(fā)明一個目的是提供-一種用于車輛懸架的液壓系統(tǒng)，可以克服早期車 輛懸架系統(tǒng)的至少一個缺點。
本發(fā)明的另一個優(yōu)選目的是提供一種具有側(cè)傾剛度、側(cè)傾阻尼和起伏阻尼的 液壓系統(tǒng)，該系統(tǒng)的側(cè)傾力矩分布可以獨立于車輪阻尼壓力進(jìn)行結(jié)構(gòu)和調(diào)節(jié)。
發(fā)明概述
出于這個目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種用于車輛的懸架系統(tǒng)，車 輛包括一個車身和至少兩個前部和兩個后部車輪組件，懸架系統(tǒng)包括一個液壓系 統(tǒng)，液壓系統(tǒng)包括
至少一個左前、至少一個右前、至少一個左后和至少一個右后車輪作動筒， 每個作動筒都位于一個所述車輪組件和車身之間，每個車輪作動筒包括至少一個壓 縮室；和
一個模式分離裝置，該裝置包括第一、第二、第三和第四平衡室，它們由至 少兩個缸部分和一個活塞桿組件的配置所形成，第一和第四平衡室隨著活塞桿組件
運動在相同方向上的體積不同，第三和第二平衡室隨著活塞桿組件運動在相同方向 且與第一和第四平衡室相反方向上的體積不同；
其中，左前車輪作動筒的壓縮室與構(gòu)成左前流體體積的模式分離裝置的第-一 平衡室流體連通，右前車輪作動筒的壓縮室與構(gòu)成右前流體體積的模式分離裝置的 第二平衡室流體連通，左后車輪作動筒的壓縮室與構(gòu)成左后流體體積的第三平衡室 流體連通，右后車輪作動筒的壓縮室與構(gòu)成右后流體體積的模式分離裝置的第四平 衡室流體連通，該模式分離裝置的活塞桿組件在車輛側(cè)傾運動過程中用來均衡流體 壓力，并且在彎曲過程中和可選地在側(cè)傾運動過程中在相應(yīng)的流體體積之間分配流 體；禾口
其中，懸架系統(tǒng)還包括前后彈性車輛支撐裝置，它們位于車身和車輪組件之 間，用來將車輛彈性支撐在車輪組件上面。
這樣，有利的是，液壓系統(tǒng)限制了車輛的側(cè)傾運動，同時液壓系統(tǒng)允許車輪 相對車身的彎曲運動。模式分離裝置在側(cè)傾的過程中均衡壓力以提供側(cè)傾阻力，同 時在彎曲過程中分配流體以允許前部側(cè)傾流體移動到后部用于反向的后部側(cè)傾移 動(即彎曲)。
根據(jù)本發(fā)明的一種或多種液壓懸架系統(tǒng)可以獨立調(diào)節(jié)和配置懸架參數(shù)，包括 側(cè)傾剛度、側(cè)傾力矩分布、側(cè)傾阻尼和起伏阻尼。這就可以根據(jù)需要盡可能地優(yōu)化 懸架參數(shù)。
車輛可以主要由彈性車輛支撐裝置支撐。對車身幾乎沒有支撐的液壓系統(tǒng)的 優(yōu)點有很多可以減少系統(tǒng)的工作壓力，從而減少密封摩擦并改善乘坐舒適性；四
個流體體積中每一個的工作壓力可以是相同的，來減少在活塞密封圈上的壓差，并 由此來降低控制復(fù)雜性、摩擦力，提高乘坐舒適性，并減少四個流體體積之間活塞
密封圈上發(fā)生滲漏的可能性；每個作動筒的桿直徑可以大大減小，從而減少密封摩 擦并提高乘坐舒適性；減少桿直徑可以減小氣缸內(nèi)徑，從而減低流體質(zhì)量加速的影 響并提高乘坐舒適性；并且液壓系統(tǒng)可以用來將一部分支撐力提供給車輛的一端或 兩端，而不會提供彎曲剛度，并可以用來補償作用到車輛上的負(fù)荷。實際上，如果 后部作動筒桿的直徑大于前部作動筒桿的直徑，則隨著負(fù)荷作用到車輛的后部，壓 縮彈性的車輛支撐裝置，液壓系統(tǒng)中的壓力就會增大，從而在后部提供更多負(fù)荷補 償。同時，如果彈性的車輛支撐裝置的側(cè)傾力矩分布是朝著車輛前部的，且液壓系 統(tǒng)的側(cè)傾力矩分布很少向前偏置，則隨著液壓系統(tǒng)的壓力和剛度的增加，車輛總的 懸架側(cè)傾力矩分布也可以向后移動到更符合向后定位的負(fù)荷需要的位置。
車輛支撐裝置可能是任何公知的支撐裝置，例如盤簧、空氣彈簧、扭桿、板 簧和橡膠圓錐體。如果是盤簧和空氣彈簧，則車輛支撐裝置可以是安裝在車輪作動 筒的周圍或分別安裝。
用于車輛至少一端的車輛支撐裝置可以包括第一支撐裝置，用于給作用在車
輛上的至少一部分負(fù)荷提供支撐力，該第一支撐裝置提供側(cè)傾剛度。
用于車輛至少一端的車輛支撐裝置可以包括第二支撐裝置，用于給作用在車 輛上的至少一部分負(fù)荷提供支撐力，該第二支撐裝置提供幾乎為零的側(cè)傾剛度。
第一和第二支撐裝置的任意組合可以位于車輛的一端或兩端。例如，如果第 二支撐裝置用于車輛的兩端而沒有任何第一支撐裝置，則懸架系統(tǒng)提供零彎曲剛 度。因此，當(dāng)橫穿不平地形的時候，每個車輪上的負(fù)荷都保持恒定(除了在車輪負(fù) 荷上的任何動態(tài)運動的瞬態(tài)效應(yīng)之外)。
前輪作動筒可以是雙動的，因此包括一個回彈室。 一個前輪作動筒的壓縮室 與橫向相鄰的車輪作動筒的回彈室流體連通。
后輪作動筒可以是雙動的，因此包括一個回彈室， 一個后輪作動筒的壓縮室 與橫向相鄰的車輪作動筒的回彈室流體連通。
或者，前部和/或后部的一對車輪作動筒中的一個或兩個可以是單動的，但是 即使該作動筒在剛度效應(yīng)中是單獨動作的，也最好使用包括回彈室的雙動作動筒， 回彈室通過一個阻尼閥配置連接到壓縮室上。這也可以在作動筒活塞中使用一個阻 尼閥來完成。壓縮室可以連接到模式分離裝置的一個平衡室上，如上所述。
阻尼裝置可以用來減緩流體流入和/或流出每個車輪作動筒的至少一個室。
至少一個液壓蓄能器可以用于每個流體體積，每個蓄能器與相應(yīng)的流體體積 流體連通。阻尼裝置可以用于減緩流體流入和/或流出至少一個蓄能器中。
彈性裝置可以用于作用在模式分離裝置的活塞桿組件上。
模式分離裝置可以包括兩個缸部分，活塞桿組件可以包括兩個活塞和至少一 個桿。
模式分離裝置可以包括三個缸部分，活塞桿組件可以包括一個第一中心活塞 和至少兩個桿?；钊麠U組件還可以包括兩個端活塞。替代地或額外地，模式分離裝 置可以包括一個第二中心活塞，第一和第二中心活塞構(gòu)成至少一個流體壓力室。至 少一個附加的流體壓力蓄能器可以與至少一個流體壓力室流體連通。
缸部分的直徑可以不同，桿的直徑也可以不同。
最好，因為車輛支撐裝置是車輛的主要支撐裝置，所以液壓系統(tǒng)中所有的流 體體積都是在相同壓力下工作。而且，因為該系統(tǒng)包括液體和氣體，它們都會隨著 溫度增加而膨脹，因此就需要一個壓力補償設(shè)備來保持系統(tǒng)靜壓力和在一定設(shè)計溫 度下一定設(shè)計范圍內(nèi)的側(cè)傾剛度。該壓力補償設(shè)備也可以用于補償任何流體損耗。 因此，提供一個壓力保持裝置，其通過相應(yīng)的節(jié)流孔或閥門連接到至少兩個，最好 為每個流體體積上。
壓力保持裝置可以是一個簡單的蓄能器，通過一個節(jié)流孔連接到每個流體體 積?；蛘?，壓力保持裝置可以包括一個泵、儲罐和流體流量控制裝置。壓力可以控 制成左邊流體體積和右邊流體體積不同，以提供在低頻的側(cè)傾姿態(tài)控制或在高頻的 主動側(cè)傾姿態(tài)控制。類似，壓力可以控制成前部流體體積和后部流體體積不同，以 提供縱傾角度控制(如果桿直徑足夠提供推出力的變化)。
在左邊流體體積之間具有至少一個閥門，在右邊流體體積之間具有至少一個 閥門，以旁通模式分離裝置的作用。這樣可以用來改變液壓系統(tǒng)的側(cè)傾力矩分布， 同時仍然提供帶有基本為零彎曲剛度的側(cè)傾剛度?；蛘呋蝾~外的，可以成為壓力保 持功能的一部分來平衡相關(guān)壓力。
附加地或替代地，在前部流體體積之間具有至少一個閥門，和/或在后部流體 體積之間可以具有至少一個閥門，用來消除液壓系統(tǒng)的側(cè)傾剛度。
附加地或替代地，在模式分離裝置和車輪作動筒之間可以具有閥門來提供故 障保險功能或限制車輪升高。


了本發(fā)明的優(yōu)選實施例。其它結(jié)構(gòu)也是可能的，因此附圖的細(xì)節(jié)不 應(yīng)該認(rèn)為是取代了前面對發(fā)明的一般性說明。

在附圖中
圖1是根據(jù)本發(fā)明的、 一個具有側(cè)傾剛度和側(cè)傾阻尼的液壓系統(tǒng)的第一優(yōu)選 實施例的示意圖2是根據(jù)本發(fā)明的液壓系統(tǒng)第二優(yōu)選實施例的示意圖，其還包括一個壓力 保持裝置；
圖3是液壓系統(tǒng)第二優(yōu)選實施例的一個變型的示意圖，其能對側(cè)傾剛度和側(cè) 傾力矩分布進(jìn)行主動控制；
圖4是液壓系統(tǒng)第一優(yōu)選實施例的一個變型的示意圖，包括附加閥門和導(dǎo)管; 圖5是本發(fā)明第三優(yōu)選實施例的示意圖6是本發(fā)明第四優(yōu)選實施例的示意圖；和
圖7是根據(jù)本發(fā)明的模式分離裝置的第五優(yōu)選實施例的剖視圖。 最優(yōu)方案的描述
開始參照圖l，表示了一個用于車輛的懸架系統(tǒng)。四個車輪作動筒(11、 12、 13、 14)位于車身(未表示)和車輛的四個正交結(jié)構(gòu)的車輪(未表示)之間。每個 車輪作動筒包括一個連接到輪轂或其它懸架幾何結(jié)構(gòu)上來隨著車輪一起移動的缸 (15、 16、 17、 18)、 一個可滑動地位于缸內(nèi)的活塞(19、 20、 21、 22)和一個安 裝在活塞和車身之間的桿(23、 24、 25、 26)。桿可以通過任何公知的裝置連接到 車身上，通常通過一個橡膠襯套，當(dāng)用于麥弗遜滑柱幾何結(jié)構(gòu)的時候，其通常包括 一個軸承。
為了便于理解，所示的車輛彈性支撐裝置是"上部螺旋彈簧式(coil-overs) 〃，即螺旋彈簧(27、 28、 29、 30)位于車輪作動筒周圍，并在一個固定在缸上的 下部彈簧板(31、 32、 33、 34)和一個上部彈簧板(35、 36、 37、 38)之間，上部 彈簧板可以連接到車身或桿上(直接連接或例如通過一個軸承或襯套間接連接)。 可以理解的是，彈性支撐裝置可以是任何公知類型的裝置，例如空氣彈簧，其可以 位于如圖所示的缸附近，并帶有螺旋彈簧或與作動筒分開，這樣就增加了連接到幾 何結(jié)構(gòu)上的扭力桿確定車輪位置的可能性。彈性支撐裝置可以提供支撐力和某些側(cè) 傾剛度(例如帶有獨立扭力桿或用于每個車輪的螺旋彈簧)或它們可以提供帶有零 側(cè)傾剛度的支撐(例如帶有連接在橫向相鄰車輪之間的空氣彈簧、液壓缸或扭力桿) 或在車輛的一端或兩端的、帶有或不帶惻傾剛度的支撐裝置的組合。這類跟獨立側(cè) 傾控制系統(tǒng)一起使用的支撐裝置在申請人的美國專利US 6， 217， 047中詳細(xì)公開，
其細(xì)節(jié)在這里作為參考。
同時，車輪作動筒可以變?yōu)閹в羞B接到車身上的缸部分和連接到輪轂或其它 懸架幾何結(jié)構(gòu)上、隨著車輪移動的活塞。這樣的好處是，在缸和液壓系統(tǒng)的其余部 分之間的流體連接是位于車身上，而不是車輪上，從而降低了用于提供上述流體連 接的軟管所需的位移量。這樣并且特別的，如果支承彈簧位于車輪作動筒周圍，則 缸15可滑動且可旋轉(zhuǎn)地安裝在外管內(nèi)惻，桿固定到外管上，外管可以連接到輪轂 或其它懸架幾何結(jié)構(gòu)上。外管也可以支撐下部彈簧板，而上部彈簧板安裝在缸或者 直接安裝到車身上。
為簡單起見，圖中所示的車輪作動筒基本上是傳統(tǒng)的雙動作動筒。用左前車
輪作動筒11來作為例子，活塞19 (其可以制成桿23的一個整體部分)有兩個凹 槽，用于容納一個軸承39和一個密封件40。有時，單個的軸承和密封件可以用一 個單獨部件(未表示)來替代，其可以連接到活塞上，或位于活塞周圍，以便組裝 和降低成本。缸頭(41)有三個凹槽，容納一個活塞桿密封件42、 一個軸承43和 一個活塞桿刮垢器44或其它的平衡密封件例如一個排除器。因此每個作動筒有一 個壓縮室(45、 46、 47、 48)和一個回彈室(49、 50、 51、 52)，由在每個缸(15、 16、 17、 18)中的活塞(19、 20、 21、 22)形成。
每個車輪作動筒的直接阻尼可以由壓縮阻尼閥(53-56)和回彈阻尼閥(57-60) 來完成，壓縮阻尼閥和回彈阻尼閥安裝在靠近每個車輪作動筒壓縮和回彈室的導(dǎo)管
(61-68)上。這些車輪阻尼閥可以是單動作的，用來限制流體從一個壓縮室或一 個回彈室中流出，或者它們可以是雙動的，這時可以僅僅使用一個閥(位于壓縮室 中或者最好位于回彈室中)。車輪阻尼閥可以位于有組裝空間的車輪作動筒本體 上，，或者連接在車輪作動筒本體上，或位于如圖所示的導(dǎo)管中。車輪阻尼閥可以 是任何公知類型的阻尼閥，只要包括簡單的通過口、多級通過口和帶有任意吹出
(blow-off)彈簧的片基阻尼閥、開關(guān)阻尼閥(在可選擇的設(shè)置，例如舒適、正常 和運動之間進(jìn)行控制，或根據(jù)轉(zhuǎn)向和其它輸入進(jìn)行控制)或者包括用于控制車輪跳 躍和整個車身運動的算法的受控連續(xù)可變阻尼器。
四個雙動的車輪作動筒是前后成對交叉連接的，構(gòu)成前后流體管路，每個包 括一個左流體體積和一個右流體體積。左前流體體積由左前壓縮室45、左前壓縮 導(dǎo)管61、右前回彈導(dǎo)管66和右前回彈室50構(gòu)成。右前流體體積由右前壓縮室46、 右前壓縮導(dǎo)管62、左前回彈導(dǎo)管65和左前回彈室49構(gòu)成。類似的，左后流體體 積由左后壓縮室48、左后壓縮導(dǎo)管64、右后回彈導(dǎo)管67和右后回彈室51構(gòu)成， 右后流體體積由右后壓縮室47、右后壓縮導(dǎo)管63、左后回彈導(dǎo)管68和左后回彈室 52構(gòu)成。
所示的蓄能器69、 70、 71和72是位于每個流體體積上，在液壓系統(tǒng)中提供 恢復(fù)力。每個蓄能器都應(yīng)該沿著壓縮導(dǎo)管或回彈導(dǎo)管定位，位于可能存在的壓縮和 回彈車輪阻尼閥之間的任意點上。蓄能器阻尼閥73、 74、 75和76提供在每個流體 體積和相應(yīng)的蓄能器之間的流體流動阻尼。
通過上述簡單的前后成對流體連通車輪作動筒，在不同的模式下的流體位移 如下
a)在側(cè)傾中，當(dāng)車輛右轉(zhuǎn)的時候，離心力向左作用在車身上，車身向左側(cè)傾
斜，將流體從左前壓縮室和右前回彈室轉(zhuǎn)移到左前蓄能器69中，從左后壓縮室和
右后回彈室轉(zhuǎn)移到左后蓄能器72中。還有一部分流體由右前蓄能器70供給到右前 壓縮室和左前回彈室中，由右后蓄能器71供給到右后壓縮室和左后回彈室中。
b) 在彎曲中，例如當(dāng)左前和右后車輪高于右前和左后車輪的時候，在左前和 右后流體體積中有過量的流體，在右前和左后流體體積中需要更多的流體。
c) 在起伏和縱傾中，在一個車輪作動筒的壓縮室中進(jìn)出的流體量有差異，從 橫向相鄰車輪作動筒的回彈室中流入和流出的流體等于在運動中活塞桿的體積變
化。這些桿的體積在起伏和縱傾運動中完全進(jìn)入和移出蓄能器中。
在側(cè)傾模式下，移動的體積要大于在起伏和縱傾模式下移動的體積，這樣側(cè) 傾剛度比起伏剛度和縱傾剛度要大。這也意味著，如果使用阻尼閥來阻止流體流入 和/或流出蓄能器，則在側(cè)傾中的阻尼力要大于在起伏或縱傾中的阻尼力。
因此，每個缸的缸徑和活塞直徑相差越大，則系統(tǒng)的側(cè)傾(和彎曲)剛度(和 阻尼力)與系統(tǒng)的起伏(和縱傾)剛度(和阻尼力)的比值就越大。
而且，由于獨立于液壓系統(tǒng)的螺旋彈簧或其它支撐裝置可以給車輛的載荷提 供大部分的支撐力，所以活塞桿的直徑可以很小，因為缸提供的推力可以很低。類 似的，液壓系統(tǒng)的工作壓力可以很低，雖然通常要設(shè)置成足夠高，以避免在正常行
駛條件下，在系統(tǒng)的任意一點出現(xiàn)空泡。
四個流體體積中每一個都還包括一個相應(yīng)的聯(lián)接導(dǎo)管77、 78、 79和80，以在 四個流體體積和一個模式分離裝置(mode deco叩ling device)之間提供流體連通。 通過將全部四個車輪連接成一個液壓結(jié)構(gòu)，就有可能被動地區(qū)分側(cè)傾運動和彎曲運 動。利用模式分離裝置的優(yōu)點是車輪缸可以具有相同的直徑，在模式分離裝置內(nèi)的 有效面積可以用來根據(jù)需要將液壓系統(tǒng)的側(cè)傾力矩分布進(jìn)行前后比例分配以達(dá)到 控制平衡。
圖1中的模式分離裝置100包括三個缸部分，其中兩個101和102直徑相同， 位于直徑不同的中心缸部分103的兩端。 一個活塞可滑動地安裝在每個缸部分內(nèi)， 兩個端活塞(104、 105)通過相應(yīng)的桿107和108固定到中心活塞106上。該結(jié)構(gòu) 形成四個室，左前平衡室109連接到左前流體體積，右前平衡室110連接到右前流 體體積，右后平衡室111連接到右后流體體積，左后平衡室112連接到左后流體體 積。這種連通性保證了側(cè)傾運動受到限制，彎曲運動是不受限制的，同時，前后液 壓管路的縱傾和起伏特性不受影響。
容易理解的是，可以提供相同的連通性的流體導(dǎo)管的任何結(jié)構(gòu)都可以使用。
例如，左前聯(lián)接導(dǎo)管77可以省略，左前壓縮導(dǎo)管61和右前回彈導(dǎo)管66可以都直 接地且單獨地連接到模式分離裝置100的左前平衡室109上。
通過使用模式分離裝置100，在不同模式下的流體移動可以如下介紹-
a) 在側(cè)傾中，當(dāng)車輛右轉(zhuǎn)的時候，離心力向左作用在車身上，車身向左側(cè)傾 斜，將流體從左前壓縮室和右前回彈室轉(zhuǎn)移到左前蓄能器69中，從左后壓縮室和 右后回彈室轉(zhuǎn)移到左后蓄能器72中。還有一部分流體由右前蓄能器70供給進(jìn)入右 前壓縮室和左前回彈室，并通過右后蓄能器71供給迸入右后壓縮室和左后回彈室。 模式分離裝置100的左前和左后平衡室(109和112)壓力的增加是受到桿107的 作用，模式分離裝置的右前和右后平衡室(llO和lll)的壓力的降低是類似地受 到桿108的作用。在側(cè)傾中，在模式分離裝置的活塞桿組件(活塞104、 105和106 和桿107和108)上保持了一個力平衡，而幾乎沒有運動，液壓系統(tǒng)產(chǎn)生的側(cè)傾作 用負(fù)荷是根據(jù)缸尺寸在前后按比例分配的。
b) 在彎曲中，當(dāng)左前和右后車輪比右前和左后車輪高的時候，在左前和右后 流體體積中的多余流體進(jìn)入模式分離裝置的室109和111中，并將活塞桿組件(即 活塞104、 105和106和桿107和108)連通到右側(cè)，將流體從室110和112排入 右前和左后流體體積中，因為車輪的下垂需要更多流體。只要液壓系統(tǒng)前后的側(cè)傾 力矩分布與在彎曲模式下車輪從后到前移動相匹配，則在四個流體體積中的壓力將 不會改變。
c) ，在起伏和縱傾中，在一個車輪作動筒的壓縮室中流入和流出的流體與在 橫向相鄰車輪作動筒的回彈室中流出或流入的流體之差等于在運動移動的活塞桿 的體積。在起伏和縱傾運動中，活塞桿的體積全部移入或移出蓄能器。在純起伏和 縱傾運動中，作用在模式分離裝置的活塞(104、 105和106)以及活塞桿(107和 108)上的力保持平衡，模式分離裝置在這些模式下也不會產(chǎn)生作用。
因此液壓系統(tǒng)提供側(cè)傾剛度，但是沒有彎曲剛度。如果具有蓄能器減震器， 則它們同樣提供帶有側(cè)傾阻尼而沒有彎曲阻尼的液壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)的側(cè)傾剛度在 相同側(cè)傾力矩分布(脂D)下是從前到后分布的，由前后車輪作動筒的尺寸、蓄能 器氣體體積和機械優(yōu)點決定的，而且還可以由在模式分離裝置中活塞的有效面積決
定。這樣，模式分離裝置可以用于產(chǎn)生所需的RMD,同時使用具有通用尺寸的車輪 作動筒元件。在生產(chǎn)中，給車輪作動筒和模式分離裝置選擇標(biāo)準(zhǔn)直徑可以精確調(diào)整 RMD系統(tǒng)。或者，如果頂點車輪阻尼壓力很難滿足設(shè)計要求，可以限制車輪作動筒 尺寸的范圍，則可以在模式分離裝置中使用不同有效活塞面積來完成大多數(shù)甚至全
部的RMD調(diào)節(jié)。液壓系統(tǒng)的起伏和縱傾剛度取決于前后回路的兩輪平行撞擊輸入剛 度，其是相對于液壓系統(tǒng)的側(cè)傾剛度通過車輪作動筒缸孔和車輪作動筒缸桿的直徑 來設(shè)定的。
另一種能夠在調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)的RMD的同時還提供所需的整車RMD的方法是使 用具有如上所述具有不同側(cè)傾剛度的支撐裝置。例如，為了使得車輛具有65%的向 前偏壓車輛的RMD，要使用更多平均尺寸車輪作動筒元件并在前后車輪作動筒室內(nèi) 產(chǎn)生類似的頂點阻尼壓力，車輛支撐裝置的RMD要選擇成為--個可接受的液壓系統(tǒng) RMD。最好將支撐裝置RMD設(shè)置成所需全車RMD的65%，這時，前部支撐裝置可以 是獨立的螺旋彈簧，后部支撐裝置可以是獨立螺旋彈簧和橫向連接扭力桿的組合 件。
圖2表示了模式分離裝置100的另一種結(jié)構(gòu)，位于與互連車輪作動筒類似的 液壓結(jié)構(gòu)中。在這種情況下，模式分離裝置100包括兩個由一個固定壁123形成的 主腔室121和122。 一個活塞可滑動地安裝在每個主腔室中形成四個平衡室，兩個 活塞124和125被固定到一個公用桿126上，桿穿過包括活塞桿密封的固定壁123。
在圖1中，四個平衡室是左前平衡室129、右前平衡室130、右后平衡室131 和左后平衡室132，左前平衡室129連接到左前流體體積聯(lián)接導(dǎo)管77和其余左前 流體體積上，右前平衡室130連接到右前流體體積聯(lián)接導(dǎo)管78和其余右前流體體 積上，右后平衡室131連接到左后流體體積聯(lián)接導(dǎo)管79和其余右后流體體積上， 左后平衡室132連接到左后流體體積聯(lián)接導(dǎo)管80和其余左后流體體積上。
如圖1 一樣，圖2中的連接關(guān)系保證了側(cè)傾運動是受限的而彎曲運動是自由 的，同時前后液壓管路的縱傾和起伏特征不受影響。
在圖2所示的模式分離裝置結(jié)構(gòu)中，在裝置兩端的平衡室131和132的有效 活塞面積大于靠近固定壁123的室129和130的有效活塞面積。如果有穿過室131 和132的附加桿(未顯示)，則模式分離裝置可以制成任何所需的有效活塞面積， 雖然在附加桿和模式分離裝置的端壁之間的附加密封通常會增加摩擦力且有損乘 坐舒適性。同樣，如果使用具有各自活塞124和125的兩個平衡室121和122，且 有一個桿126位于活塞之間， 一個附加桿穿過一個端平衡室，則模式分離裝置可以 通過選擇不同的主腔室直徑和不同的桿直徑來將每個室制成任何所需的有效活塞 面積。
如果，由于液壓系統(tǒng)的麗D，前部流體體積聯(lián)接導(dǎo)管的尺寸要與后部流體體積 聯(lián)接導(dǎo)管的尺寸不同，以適應(yīng)可接受的流動速度和加速效果，則最好將模式分離裝
置定位成朝著車輛的一端。在前后液壓管路中壓縮和回彈導(dǎo)管的尺寸還對模式分離 裝置的位置敏感，使得它的位置縱向地位于系統(tǒng)尺寸和質(zhì)量都處于最佳狀態(tài)的位 置，以達(dá)到特定的性能指標(biāo)。這對本發(fā)明的任何實施例來說是適用的。
另外，圖2中的模式分離裝置100包括顯示為螺旋彈簧133和134的可選彈 性部件。它們用來提供活塞桿組件運動的剛度，并由此提供液壓系統(tǒng)的彎曲剛度。 但是，最好它們用來提供一個力來使得活塞桿組件的位置位于二個主腔室121和 122的中心。
如上所述，在液壓系統(tǒng)中每個流體體積包括一個壓縮導(dǎo)管、 一個回彈導(dǎo)管、 一個聯(lián)接導(dǎo)管和一個模式分離裝置平衡室。每個流體體積還可以包括至少一個蓄能 器，如果有其它合適柔順性來源的話，也可以不采用蓄能器，例如流體是可壓縮的 或?qū)Ч?或?qū)Ч懿糠?可以隨著壓力變化而在一定范圍內(nèi)膨脹。
在液壓系統(tǒng)中流體和氣體的體積隨溫度變化。有時，由于剛度變化和/或摩擦 力(其又部分地取決于工作壓力)，這會導(dǎo)致系統(tǒng)性能發(fā)生不能接受的變化。因此， 在圖2中還表示了一個壓力保持系統(tǒng)，其包括一個壓力保持裝置139。
因為液壓系統(tǒng)不是主要的支撐裝置(即螺旋彈簧或空氣彈簧、扭轉(zhuǎn)彈簧等等 主要車輛支撐件)，因此系統(tǒng)中全部四個流體體積可以在相同的靜態(tài)預(yù)充氣壓力下 工作。全部系統(tǒng)在相同靜態(tài)預(yù)充氣壓力下工作的好處在于消除了在整個系統(tǒng)內(nèi)的活 塞密封圈上的靜壓差，從而減少了在不同容積之間流體滲漏引起的側(cè)傾姿態(tài)改變。 也可以采用能在容積之間泵送流體的助力控制系統(tǒng)，但不是必須的。所需的兩個壓 力控制功能是在流體體積之間建立壓力平衡，并將流體體積的平均壓力保持在所需 工作壓力的公差范圍內(nèi)。
因此，在圖2中，四個流體體積通過流動控制裝置140- 143連接到一個共用 導(dǎo)管或通道144，共用導(dǎo)管或通道又連接到壓力保持裝置139上。在最簡單的結(jié)構(gòu) 中，每個流量控制裝置是一個節(jié)流口，通常是微米口，其兩側(cè)帶有過濾器以防止堵 塞，但是也可以采用任何已知的節(jié)流裝置，例如小直徑管柱或者多孔材料塊。如果 使用了節(jié)流口，它們的尺寸要能提供所需的特征，將四個流體體積中的壓力保持在 一個可接受的范圍內(nèi)，同時防止在轉(zhuǎn)向過程中發(fā)生嚴(yán)重的流體流動，以保持靜態(tài)側(cè) 傾力矩分布和剛度，并在回到直線行駛的時候，將側(cè)傾姿態(tài)保持在一個可接受的范 圍內(nèi)?；蛘?，流動控制裝置140- 143可以是閥，來將流體體積與壓力保持裝置有 選擇地連通。閥可以是電磁致動閥，例如可以根據(jù)車輛狀態(tài)信號的任意組合來進(jìn)行 電控制，車輛狀態(tài)信號可以是例如車輛速度、轉(zhuǎn)向角、轉(zhuǎn)向率、橫向加速度、在液
壓系統(tǒng)中的一個或多個壓力、周圍溫度、車輛或液壓系統(tǒng)的一個或多個元件的溫度。 雖然壓力保持裝置139可以省略，但是液壓系統(tǒng)及其蓄能器中流體和氣體體 積超過車輛工作溫度范圍的變化是非常大的，需要某種補償裝置。裝置的復(fù)雜性可 以相差很多，取決于設(shè)計參數(shù)和需要的功能。
在最簡單的形式中，壓力保持裝置(139)可以是具有任何已知結(jié)構(gòu)(例如帶
有氣壓彈簧的氣囊型、帶有氣壓彈簧或機械彈簧的活塞型)的流體壓力蓄能器。
或者，壓力保持裝置(139)可以使用流體壓力源(例如帶有泵的油罐，或另 外的車輛系統(tǒng)例如動力轉(zhuǎn)向裝置)來將液力懸浮容積內(nèi)的壓力保持為固定或可變的
壓力。如果選擇固定的壓力，所需的元件是簡單、便宜、被動的機械部件，但是因 為系統(tǒng)溫度的變化，系統(tǒng)剛度會輕微改變。為了使系統(tǒng)剛度特征在溫度變化的時候 保持恒定，在系統(tǒng)中的壓力必須根據(jù)溫度進(jìn)行調(diào)整，這就需要一個或多個溫度傳感 器、至少一個可變壓力開關(guān)或壓力傳感器，以及一個電子控制器。
此外，液壓懸架系統(tǒng)的側(cè)傾剛度可以通過改變系統(tǒng)壓力進(jìn)行調(diào)整，所以如果 使用了帶有可變壓力設(shè)定值的壓力保持裝置(139)，那么壓力可以根據(jù)車輛的載 荷和/或司機工作方式選擇器或變量選擇器來變化。為了快速調(diào)整系統(tǒng)中的壓力， 閥最好是在壓力保持裝置和四個流體體積之間的單獨的節(jié)流口。
另一個方案是用壓力保持裝置調(diào)節(jié)到兩個不同的壓力。這可以通過使用閥成 對控制四個流體體積中的壓力來做到?；蛘?，壓力保持裝置可以用閥連接到兩個流 體體積上，以便在每個壓力調(diào)節(jié)容積和另一個流體體積之間實現(xiàn)跨接，或者壓力保 持裝置可以包括兩個蓄能器，每個蓄能器通過流動控制裝置連接到兩個流體體積 上。調(diào)節(jié)不同對的流體體積可以控制不同的參數(shù)。例如，如果前部流體體積的壓力 被調(diào)節(jié)成與后部流體體積壓力不同，則作動筒的從前到后的推出力與系統(tǒng)元件尺寸 相同而全部四個容積調(diào)節(jié)相同壓力的情況不同。當(dāng)支承彈簧脂D不同于液壓系統(tǒng) RMD的時候，改變液壓系統(tǒng)的側(cè)傾剛度可以改變?nèi)繎壹芟到y(tǒng)的RMD。側(cè)傾剛度和
縱傾姿態(tài)可以通過獨立地控制前部流體體積和后部流體體積中的壓力來控制。這可 以根據(jù)任何信號，例如傳動方式傳感器、司機選擇控制輸入、車輛負(fù)載傳感器和/ 或車輛負(fù)荷位置傳感器來完成?；蛘?，如果兩個左側(cè)流體體積的壓力與兩個右側(cè)流 體體積不同，則液壓系統(tǒng)可以用來給車輛施加一個側(cè)傾力矩，例如由于在車輛上的 偏移的有效載荷而產(chǎn)生的靜態(tài)側(cè)傾載荷。
或者，或另外的，在四個液壓容積中的壓力可以根據(jù)轉(zhuǎn)向和操縱參數(shù)控制在 高頻，以便主動地控制側(cè)傾姿態(tài)和/或縱傾姿態(tài)。能實現(xiàn)這種控制的元件(泵、油
罐、閥、傳感器和用于很多不同算法的控制器)是眾所周知的。
圖3表示了用于本發(fā)明的液壓系統(tǒng)的主動控制的另一種方式。所示的兩個流
體位移裝置150和170用來影響在四個流體體積之間流體的受控位移。
第一流體位移裝置包括兩個主腔室151和152，它們被一個固定壁153分開。 每個主腔室被各自的活塞154、 155分成二個控制室(157和158、 159和160)， 活塞被固定到一個穿過固定壁153的中心桿156的兩端。控制導(dǎo)管將第一流體位移 裝置的控制室連接到模式分離裝置100的平衡室上，這樣活塞154、 155和中心桿 156的運動轉(zhuǎn)換成從車輛一側(cè)的流入流體體積和車輛另一側(cè)的流出流體體積，來調(diào) 整車輛的側(cè)傾姿態(tài)。在圖3中，為了清楚起見，所示的將第一流體位移裝置的控制 室連接到液壓系統(tǒng)四個流體體積的控制導(dǎo)管是將第二流體位移裝置的控制室連接 到模式分離裝置100的平衡室上，但是它們明顯可以連接到液壓系統(tǒng)的四個流體體 積中每一個的任意一點上。
因為第一流體位移裝置可用于控制車輛的側(cè)傾姿態(tài)，因此它可以被稱作側(cè)傾 姿態(tài)流體位移裝置。其控制室可以稱為側(cè)傾姿態(tài)控制室。則在圖3所示的連接順序 中，左后側(cè)傾姿態(tài)控制室157連接到左后平衡室132上，右前側(cè)傾姿態(tài)控制室158 連接到右前平衡室130上，左前側(cè)傾姿態(tài)控制室159連接到左前平衡室129上，右 后側(cè)傾姿態(tài)控制室160連接到右后平衡室131上。
一個控制桿165被固定到第一活塞154的另一側(cè)，穿過控制室157。 一個相配 的仿真桿(dummy) 166連接到第二活塞155的另一側(cè)，穿過控制室160?？刂茥U 165包括一個齒部或齒條187，使得側(cè)傾姿態(tài)流體位移裝置的活塞桿組件的位置可 以通過驅(qū)動齒輪或小齒輪188轉(zhuǎn)動進(jìn)行控制。活塞桿組件的位置可以被任何已知的 設(shè)備(例如附加液壓室，控制桿和仿真桿伸入該液壓室中，可以控制在液壓室中的 流體體積)驅(qū)動。
很容易理解的是，在側(cè)傾姿態(tài)流體位移裝置和液壓系統(tǒng)的四個流體體積之間 的連接順序可以改變，同時實現(xiàn)相同功能?；蛘呤褂弥睆讲煌闹行臈U156，或者 如通過改變主腔室151或152中一個的直徑來調(diào)換室158和160 (因此158現(xiàn)在是 右后側(cè)傾姿態(tài)控制室，160現(xiàn)在是右前側(cè)傾姿態(tài)控制室)，如果需要的話，這可以 用來允許前后相對位移不同。在某些情況下，根據(jù)作動筒尺寸和前后運動比率，最 好在兩個前部流體體積的流體量與在兩個后部流體體積之間的流體量不同。
第二流體位移裝置包括兩個主腔室171和172，它們被一個固定壁173分開。 每個主腔室被各自的活塞174、 175分成二個控制室(177和178、 179和180)，
活塞被固定到一個穿過固定壁173的中心桿176上?？刂茖?dǎo)管將第二流體位移裝置
的控制室連接到模式分離裝置100的平衡室上，這樣活塞174、 175和中心桿176
的運動轉(zhuǎn)換成從車輛一端流入的流體體積和從車輛另一端流出的流體體積，通過增 加車輛一端的流體體積中的壓力且減少車輛另一端流體體積內(nèi)壓力來調(diào)整車輛的
縱傾姿態(tài)。在圖3中，為了清楚起見，將第二流體位移裝置的控制室連接到液壓系 統(tǒng)四個流體體積的控制導(dǎo)管是將第二流體位移裝置170的控制室連接到第一流體 位移裝置150的控制室上，但是它們明顯可以連接到液壓系統(tǒng)的四個流體體積中每 --個的任意一點上。
因為第二流體位移裝置可用于控制車輛的縱傾姿態(tài)，因此它可以被稱作縱傾 姿態(tài)流體位移裝置其控制室可以稱為縱傾姿態(tài)控制室。于是，在圖3所示的連接順 序中，左后縱傾姿態(tài)控制室177連接到左后側(cè)傾姿態(tài)控制室157上，右前縱傾姿態(tài) 控制室178連接到右前側(cè)傾姿態(tài)控制室158上，右后縱傾姿態(tài)控制室179連接到右 后側(cè)傾姿態(tài)控制室160上，左前縱傾姿態(tài)控制室180連接到左前側(cè)傾姿態(tài)控制室 159上。
一個控制桿185被固定到第一活塞174的另一側(cè)，穿過控制室177。 一個相配 的仿真桿186連接到第二活塞175的另一側(cè)，穿過控制室180?？刂茥U185包括一 個齒部或齒條187，使得側(cè)傾姿態(tài)控制流體位移裝置的活塞桿組件的位置可以通過 驅(qū)動齒輪或小齒輪188轉(zhuǎn)動進(jìn)行控制?；钊麠U組件的位置可以被任何其它己知的設(shè) 備驅(qū)動。
很容易理解的是，在縱傾姿態(tài)控制流體位移裝置和液壓系統(tǒng)的四個流體體積 之間的連接順序可以改變，同時實現(xiàn)相同功能。
最好產(chǎn)生不同的前后相對流體體積位移。例如，如果所傳遞的流體體積(從 車輛一端的流體體積中流出，流入車輛另一端的流體體積中)與另一個系統(tǒng)剛度設(shè) 定不相配，則會影響側(cè)傾剛度(可以產(chǎn)生積極的效果)。另外，還可能僅僅增減車 輛一端的兩個流體體積中的壓力(即提供一個側(cè)傾力矩分布流體位移裝置，其只帶 有二個控制室，它們的容積在相同方向上變化以便控制后部流體體積中的壓力)。 這除了改變縱傾姿態(tài)之外，還改變了側(cè)傾剛度，這在申請人的國際專利申請 PCT/AU02/01331中已經(jīng)介紹過，而且使用兩個所示流體位移裝置可以進(jìn)行高頻主 動控制，乃至根據(jù)載荷和/或載荷位置可以實現(xiàn)低頻主動控制。
一種很容易實現(xiàn)不同有效面積的結(jié)構(gòu)是從流體位移裝置150或170中去掉仿 真桿166、 186 (有利地，也不需要從主腔室152或172端部伸出的活塞桿密封)， 然后使用一個直徑大于中心桿(156或176)的控制桿(165或185)，且使用一個 直徑大于另一個主腔室(152或者172)直徑的、包括控制桿(165或185)的主腔 室(151171)。這樣，就可以改變控制桿和中心桿以及裝置的二個主腔室的尺寸， 使得與如上所述的成對室的有效面積匹配。實際上，這種配置也適用于每個流體位 移裝置的結(jié)構(gòu)，在圖中所示的相同元件尺寸的實施例可以更好地理解這些概念。
需要注意的是，在圖中表示的是兩個流體位移裝置，但也可以采用更多的變 化。例如，可以僅僅用一個流體位移裝置來控制側(cè)傾姿態(tài)，而沒有單獨控制縱傾姿 態(tài)。
所有類型(如上所述)的壓力保持裝置都可以使用這種結(jié)構(gòu)來保持或控制每 個流體體積中的平均靜態(tài)工作壓力。使用流體位移裝置提供側(cè)傾姿態(tài)和/或縱傾姿
態(tài)的主動控制的一個好處是，壓力保持裝置可以是最簡單的被動式蓄能器，通過相 應(yīng)的流動控制裝置連接到四個流體體積上。
模式分離裝置100的另一種結(jié)構(gòu)在圖4中表示。該實施例與圖1類似，模式 分離裝置也帶有一個中心缸部分103和兩個末端缸部分101和102，但是這些末端 缸部分通過壁190和191與中心缸部分分開。中心活塞106同樣位于中心缸部分 103中，但是桿107和108的直徑更大，且密封地穿過壁109和191。這在模式分 離裝置中構(gòu)成相同的四個室109、 110、 111和112，為方便起見，它們的連接方式 和工作方式與圖l相同。很顯然，可以采用能達(dá)到相同功能的任何連接順序。
所示的桿是空心的，以節(jié)省重量和材料，雖然它們可以是實心的或充滿比桿 材料更輕的材料。桿可以替換地或另外包括位于內(nèi)部的并從桿的端部伸出的彈性部 件，其作為緩沖塊，使得活塞桿組件朝著行程結(jié)尾緩沖。
螺旋彈簧133和134也顯示在圖2和3中，其作用于活塞桿組件。
圖4還顯示了比圖2的液壓系統(tǒng)更多的細(xì)節(jié)，雖然這些細(xì)節(jié)可以用于系統(tǒng)的 任何實施例。左右縱向互連導(dǎo)管192和193用于分別將左前流體體積與左后流體體 積、右前流體體積和右后流體體積連接起來。這些導(dǎo)管有效地回避了模式分離裝置 100，導(dǎo)致與申請人的美國專利6，761，371類似的流體連通性。在這種情況下，液 壓系統(tǒng)的RMD由前后車輪作動筒直徑和它們的安裝結(jié)構(gòu)所決定，模式分離裝置100 對穩(wěn)態(tài)RMD不再有任何影響。闊裝置194和195用于縱向互連導(dǎo)管中來控制流體流 過上述導(dǎo)管。閥裝置可以包括節(jié)流口、多級或可控阻尼閥和/或切斷閥。
如果閥裝置194和195包括切斷閥，則這些切斷閥可能是用來在兩個設(shè)定(一 個由車輪作動筒和模式分離裝置確定，另一個僅僅由車輪作動筒確定)之間切換系
統(tǒng)的RMD。這可以根據(jù)檢測到的車輛操縱輸入來完成，例如切換到更向前的液壓系
統(tǒng)偏壓RMD來產(chǎn)生轉(zhuǎn)向不足，而在這樣情況下兩種設(shè)定的RMD都可以由車輛操縱平 衡因素決定。或者， 一個設(shè)定可以用于提供所需的車輛操縱平衡(通常導(dǎo)致液壓系 統(tǒng)的向前偏壓)，另一個設(shè)定是用于提供車輛更平均的RMD，以在特定側(cè)傾剛度下 減輕頭部顛簸和改善舒適性。切斷閥可以使用檢測到的輸入信號(包括車輛速度、 橫向加速度、流體壓力、轉(zhuǎn)向角和/或轉(zhuǎn)向率)自動進(jìn)行控制，以確定車輛是直線 行駛還是轉(zhuǎn)向，從而在波動面上沿著直線行駛時增加舒適性，在轉(zhuǎn)向的時候提供所 需的操縱平衡。切斷閥可以交替進(jìn)行手動或自動控制以用于公路或越野，同時兩種 設(shè)定可提供側(cè)傾剛度，而液壓系統(tǒng)不提供彎曲剛度，越野舒適性(在大彎曲輸入期 間)主要來自于前后相當(dāng)平衡的RMD。
如果閥裝置194和195包括阻尼，則動態(tài)RMD可以接近液壓系統(tǒng)的RMD，好像 導(dǎo)管192、 193完全堵塞，而液壓系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)側(cè)傾RM)好象導(dǎo)管完全張開。這在精 確調(diào)節(jié)車輛側(cè)傾阻尼的前后平衡的時候是特別有用的工具，其有別于液壓系統(tǒng)的
RMD。
雖然顯示的縱向互連導(dǎo)管(192、 193)和相連的閥裝置(194、 195)是連接 在流體體積聯(lián)接導(dǎo)管(77和80或78和79)之間，但是它們也可以連接在四個流 體體積中每個的任意一點之間，并可以裝入模式分離裝置100。
提供縱向互連導(dǎo)管192和193的另一個好處是，所提供的任何壓力保持系統(tǒng) 可以僅僅有兩個通道(即連接到左邊流體體積中的僅一個和右邊流體體積中的一 個)，不但減少了部件，而且仍然可以進(jìn)行側(cè)傾姿態(tài)控制。
此外，在圖4中還表示了位于每個流體體積聯(lián)接導(dǎo)管上的更多的閥裝置196、 197、 198和199。這些閥裝置可以包括節(jié)流口、多級或可控阻尼閥、但是最好為簡 單的切斷閥。在每個流體體積聯(lián)接導(dǎo)管中使用切斷閥有多個好處， 一個好處是在發(fā) 生故障(即，由于系統(tǒng)故障或元件故障，如果在一個流體體積中檢測到流體壓力損 失，或如果流體壓力沒有與為車輛動態(tài)條件所計劃的流體壓力匹配)的時候，可以 將很大部分的流體體積與液壓系統(tǒng)的其余部分隔離。如果使用了被動的節(jié)流口型壓 力保持裝置，則切斷閥最好位于壓力保持導(dǎo)管和每個流體體積的壓縮導(dǎo)管/回彈導(dǎo) 管之間。另一個優(yōu)點是能夠控制使用模式分離裝置100，在這樣情況下僅僅需要兩 個切斷閥。最好控制使用模式分離裝置來恢復(fù)兩個獨立成對的前部和后部系統(tǒng)，它 們的RMD與圖4中所討論的另外兩個設(shè)定不同，在這樣情況下對那二個設(shè)定的控制 可以是手動的或自動的。替換地或另外附加地，最好控制使用模式分離裝置來消除
由于任何原因例如車輪舉升造成的液壓系統(tǒng)的自由彎曲特性。
可以除圖4所示以外的其它位置提供更多的閥裝置，例如與模式分離裝置形 成一體，或與包含蓄能器阻尼閥的歧管塊形成一體。
圖5表示了圖2的模式分離裝置和圖4的閥裝置的組合裝置，還顯示了位于
后部的單動的車輪作動筒。雖然處于車輛兩端或一端的車輪作動筒是單動的，但是
前驅(qū)車輛的后輪比前輪通常需要更低的側(cè)傾穩(wěn)定力。所顯示的作動筒13和14仍然 帶有回彈室(51、 52)和阻尼閥(59、 60)，因為通常需要它們來產(chǎn)生足夠的阻尼 力，沿著回彈方向作用在后輪上。所示的回彈室是通過回彈阻尼閥連接到相應(yīng)的壓 縮導(dǎo)管上。可是，阻尼閥可以裝入每個后部作動筒的活塞(21、 22)，如同在傳統(tǒng) 的減震器中一樣。
此外在圖5中，顯示了將四個流體體積相互連接起來的一個節(jié)流口 140-143 的配置。這可以用來使得在四個流體體積之間的壓力達(dá)到超低頻平衡，就基本不需 要流體壓力源或蓄能器。這些互連可以由在模式分離裝置的相鄰平衡室之間的節(jié)流 口來取代。
圖6表示了圖1的液壓系統(tǒng)的其它變形和改進(jìn)。圖2、 3和4所述的壓力保持 裝置、主動控制和附加導(dǎo)管和閥門同樣適用于本實施例。模式分離裝置100在中心 活塞處分成了二個類似的部分201和202，兩個中心活塞部分203和204構(gòu)成了左 側(cè)流體壓力室205和右側(cè)流體壓力室206。左右流體壓力室通過一個導(dǎo)管207連接 起來，以提供與圖1系統(tǒng)類似的功能。另外，在導(dǎo)管中有一個閥208來降低和/或 最好阻塞流體沿著左右流體壓力室之間的導(dǎo)管流動。可以用該閥來控制模式分離裝 置的使用，以達(dá)到與圖4中所述的更多的閥裝置196、 197、 198和199的效果(用
于故障、改變RMD、限制或防止車輪舉升等等)。
在圖6中還表示了可選擇的蓄能器209和210。這些蓄能器給液壓系統(tǒng)提供附 加的起伏彈性。當(dāng)車輪作動筒的桿的直徑由于某種原因(例如液壓系統(tǒng)施加的力或 增加支撐和縱傾剛度)而很大的時候，這是很有用的，附加的起伏彈性減少液壓系 統(tǒng)的起伏剛度，同時保持了前后作動筒(11到14)和蓄能器(69到72)所提供的 縱傾剛度和側(cè)傾剛度。附加的起伏彈性可以通過可選擇的蓄能器阻尼閥211和212 進(jìn)行加以阻尼。
圖7表示的是模式分離裝置100的另一個變型。圖1中的模式分離裝置的活 塞桿組件以與圖6類似的方式分開，導(dǎo)致二個中心活塞部分203和204構(gòu)成一個中 心流體壓力室221。蓄能器222給中心流體壓力室增加了彈性，蓄能器通過導(dǎo)管223
與中心流體壓力室流體聯(lián)通。導(dǎo)管223可以包括一個阻尼裝置和/或任何其它包括 一個切斷閥(未顯示)的閥裝置。如圖6所示，這種配置簡單地增加了起伏彈性。 另外，在模式分離裝置室109、 IIO和其余相應(yīng)的流體體積之間還可以設(shè)置阻尼閥 224和225。這些附加阻尼閥提供少量起伏阻尼，但是主要提供有用的彎曲阻尼。 使用位于模式分離裝置上且作用在模式分離裝置和流體體積之間的這些阻尼裝置 是在圖4中所示的閥裝置196、 197、 198和199集成的一個例子。
許多對元件基本結(jié)構(gòu)的其它明顯改變、同時保持實現(xiàn)液壓系統(tǒng)功能的必要連 接順序的改變也落入本申請的保護(hù)范圍內(nèi)。例如，顯然在系統(tǒng)的一種生產(chǎn)設(shè)計中， 可以不僅將車輪阻尼閥(53-60)合并到車輪作動筒的主體，而且將蓄能器和蓄能 器阻尼閥合并在一起。例如，左前車輪作動筒可以包括車輪阻尼閥53和57、蓄能 器69和蓄能器阻尼器73。
車輪阻尼閥可以遠(yuǎn)離車輪作動筒的室，甚至可以位于一個能提供蓄能器阻尼 閥、蓄能器和甚至在壓縮、回彈和聯(lián)接導(dǎo)管之間接點的歧管中。同樣，蓄能器可能 是遠(yuǎn)離車輪作動筒，前部蓄能器可以例如位于發(fā)動機艙中，或位于相連的流體體積 的任意點上，甚至位于聯(lián)接導(dǎo)管上，或集成在模式分離裝置上，或簡單的位于車身 下面以改善外觀和冷卻。
雖然在所有附圖中，所顯示的蓄能器是液壓一氣動型的，如上所述，但是也 可以使用任何流體壓力蓄能器，例如能隨著流體壓力展開的軟管。
雖然已經(jīng)介紹過最好能改變液壓系統(tǒng)的側(cè)傾剛度，但是，有許多簡單的已知 方法來實現(xiàn)該目的，而不采用上述壓力控制。例如，為了切換液壓系統(tǒng)側(cè)傾剛度， 可以在前部或后部流體體積或所有四個流體體積中設(shè)置附加蓄能器。每個附加蓄能 器都可以帶有一個切斷閥，切斷閥是手動控制的，或借助輸入信號例如車輛速度、 橫向加速度、流體壓力、轉(zhuǎn)向角和/或轉(zhuǎn)向率來進(jìn)行自動控制。附加蓄能器可以帶 或不帶阻尼功能。
另一種能替代液壓切換整個蓄能器與流體體積聯(lián)通的方案是采用帶有兩個氣 體體積的蓄能器結(jié)構(gòu)，這樣，就可以使用更簡單、更小、更便宜的氣體開關(guān)閥來通 過在二個氣體體積之間切換切斷閥來隔離一個容積，從而改變系統(tǒng)可用的容積。
另一種切換側(cè)傾剛度的方法是使用〃橋閥〃，其將至少兩個流體體積(即左前 和右前和/或左后和右后)連接在一起。這種方法實施起來更便宜(僅僅需要橋閥)， 但是它會從液壓系統(tǒng)去掉蓄能器阻尼閥的所有側(cè)傾剛度和側(cè)傾阻尼效果。通常，最 便宜的方法是在前部流體體積的導(dǎo)管和/或后部流體體積的導(dǎo)管之間連接橋閥。另
一種方法是在每個車輪作動筒的壓縮室和回彈室之間的活塞中設(shè)置一個受控可切 換的或可變的旁通閥。因為這有效地短路了系統(tǒng)，因此就大大減少了通過系統(tǒng)的流 體流，并在特定的很低流體加速度下獲得良好的舒適性。最好控制是電子的，檢測 輸入信號，例如轉(zhuǎn)向角和/或轉(zhuǎn)向速度、車輛速度和橫向加速度。其它輸入信號例 如車輪速度也是有用的，即使旁通能如同具有減小的側(cè)傾剛度一樣保持車輪阻尼閥 的效果會帶來減小的單個車輪剛度和不同的阻尼要求。
在上述所有附圖中，蓄能器阻尼閥或甚至位于液壓系統(tǒng)中的任何阻尼閥都可 以是被動的或受控的，可以采用任何形式的控制，從簡單的開關(guān)阻尼閥到復(fù)雜的連 續(xù)可變阻尼閥。簡單的開關(guān)阻尼閥可以是任何公知的類型，例如圍繞每個側(cè)傾阻尼 閥的可切換的旁通閥或一個簡單的受控放氣孔。
實際上，在圖中所示的具有阻尼器的每一個點，阻尼閥可以是雙向特征相 同的單個阻尼閥；流體流動的一個方向與另一個方向特征不同的單個閥；在一個方
向具有節(jié)流特征而在相反方向上可以相對自由流動的單個閥；兩個單動閥， 一個阻 尼閥控制在一個流動方向上的節(jié)流口 ，第二阻尼閥控制在相反流動方向上的節(jié)流 口， 二個閥平行使用，或每個閥與一個單向閥并聯(lián)，然后再串聯(lián)，這些都是傳統(tǒng)的 阻尼閥技術(shù)。
最好在每個蓄能器和系統(tǒng)之間使用兩個蓄能器阻尼閥，每個作用在一個方向 上，并可以提供不同的節(jié)流特性。如果蓄能器壓縮阻尼閥控制進(jìn)入蓄能器的流體與 蓄能器回彈阻尼閥控制流出蓄能器的流體相比更少，則車輛高度可以暫時降低，因 為車輛側(cè)傾和懸架的動態(tài)滾動軸線是可以控制的?？墒?，需要注意的是，可以僅使
用一個蓄能器阻尼閥來提供雙向節(jié)流口或者提供僅僅一個方向的阻尼。例如，如果 僅僅提供蓄能器回彈方向阻尼(或省略了蓄能器壓縮方向阻尼閥)，則因為車輛側(cè) 傾，車輛高度仍然會暫時降低。
如果需要從位于車輛一端的液壓系統(tǒng)得到附加負(fù)荷支撐和/或很少的側(cè)傾剛 度，則車輪作動筒可以是單動的。單動的作動筒可以包括一個壓縮室和一個回彈室，
車輪作動筒的活塞是一個阻尼閥，來提供回彈和用于相連車輪的一些壓縮阻尼。一
個例子可以參見申請人的國際專利申請PCT/AU02/00028，其細(xì)節(jié)在這里作為參考。 液壓系統(tǒng)可以偏轉(zhuǎn)九十度以提供取代側(cè)傾剛度的縱傾剛度。模式分離裝置仍
然從液壓系統(tǒng)中去掉了彎曲剛度，系統(tǒng)在不影響使用液壓系統(tǒng)的基本懸架的側(cè)傾起
伏或彎曲剛度的情況下提供一個很高的起伏剛度。
車輪可以是任何形式的表面接合裝置，例如滑雪板、軌道、浮體，用于與任何通常橫向表面例如鐵路或電車軌道、柏油路面或其它道路或人行道、泥沙、水、 雪或冰接合。
權(quán)利要求
1、一種用于車輛的懸架系統(tǒng)，車輛包括一個車身和至少兩個前部和兩個后部車輪組件，懸架系統(tǒng)包括一個液壓系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)包括至少一個左前、至少一個右前、至少一個左后和至少一個右后車輪作動筒，每個作動筒都位于一個所述車輪組件和車身之間，每個車輪作動筒包括至少一個壓縮室；和一個模式分離裝置，該裝置包括第一、第二、第三和第四平衡室，它們由至少兩個缸部分和一個活塞桿組件的配置所形成，第一和第四平衡室隨著活塞桿組件運動在相同方向上的體積不同，第三和第二平衡室隨著活塞桿組件運動在相同方向且與第一和第四平衡室相反方向上的體積不同；左前車輪作動筒的壓縮室與構(gòu)成左前流體體積的模式分離裝置的第一平衡室流體連通，右前車輪作動筒的壓縮室與構(gòu)成右前流體體積的模式分離裝置的第二平衡室流體連通，左后車輪作動筒的壓縮室與構(gòu)成左后流體體積的第三平衡室流體連通，右后車輪作動筒的壓縮室與構(gòu)成右后流體體積的模式分離裝置的第四平衡室流體連通，這樣該模式分離裝置的活塞桿組件在車輛側(cè)傾運動過程中用來均衡流體壓力，并且在彎曲過程中和可選地在側(cè)傾運動過程中在相應(yīng)的流體體積之間分配流體；其中，懸架系統(tǒng)還包括前后彈性車輛支撐裝置，它們位于車身和車輪組件之間，用來將車身的至少一部分彈性支撐在車輪組件上面。
2. 如權(quán)利要求1中所述的懸架系統(tǒng)，其特征在于車輛主要由彈性車輛支 撐裝置支撐。
3. 如權(quán)利要求1所述的懸架系統(tǒng)，其特征在于用于車輛至少一端的車輛 支撐裝置可以包括第一支撐裝置，用于給作用在車輛上的至少一部分負(fù)荷提供支撐 力，該第一支撐裝置提供側(cè)傾剛度。
4. 如權(quán)利要求1所述的懸架系統(tǒng)，其特征在于用于車輛至少一端的車輛 支撐裝置可以包括第二支撐裝置，用于給作用在車輛上的至少一部分負(fù)荷提供支撐 力，第二支撐裝置提供幾乎為零的側(cè)傾剛度。
5. 如權(quán)利要求1所述的懸架系統(tǒng)，其特征在于每個前輪作動筒還包括一 個回彈室，其中一個前輪作動筒的壓縮室與橫向相鄰的車輪作動筒的回彈室流體連通。
6. 如權(quán)利要求l所述的懸架系統(tǒng)，其特征在于每個后輪作動筒還包括一個 回彈室，其中一個后輪作動筒的壓縮室與橫向相鄰的車輪作動筒的回彈室流體連 通。
7. 如權(quán)利要求l所述的懸架系統(tǒng)，其特征在于還包括一個阻尼裝置，可以 用來減緩流體流入和/或流出每個車輪作動筒的至少一個室。
8. 如權(quán)利要求1所述的懸架系統(tǒng)，其特征在于還包括至少一個流體壓力蓄 能器，用于每個流體體積，每個蓄能器與相應(yīng)的流體體積流體連通。
9. 如權(quán)利要求8所述的懸架系統(tǒng)，其特征在于阻尼裝置可以用于減緩流體 流入和/或流出至少一個蓄能器。
10. 如權(quán)利要求1所述的懸架系統(tǒng)，其特征在于還包括彈性裝置，用于作用 在模式分離裝置的活塞桿組件上。
11. 如權(quán)利要求l所述的懸架系統(tǒng)，其特征在于模式分離裝置可以包括兩個 缸部分，活塞桿組件可以包括兩個活塞和至少一個桿。
12. 如權(quán)利要求1所述的懸架系統(tǒng)，其特征在于模式分離裝置可以包括三個 缸部分，活塞桿組件可以包括一個第一中心活塞和至少兩個桿。
13. 如權(quán)利要求12所述的懸架系統(tǒng)，其特征在于活塞桿組件還可以包括兩 個端活塞。
14. 如權(quán)利要求12或13所述的懸架系統(tǒng)，其特征在于模式分離裝置可以包 括一個第二中心活塞，第一和第二中心活塞構(gòu)成至少一個流體壓力室。
15. 如權(quán)利要求14所述的懸架系統(tǒng)，其特征在于至少一個附加流體壓力蓄能器可以與至少一個流體壓力室流體連通。
16. 如權(quán)利要求1所述的懸架系統(tǒng)，其特征在于還包括一個壓力保持裝置， 其通過相應(yīng)的節(jié)流孔或閥門連接到至少兩個，最好為每個流體體積。
17. 如權(quán)利要求16所述的懸架系統(tǒng)，其特征在于壓力保持裝置可以是一個 蓄能器，通過一個節(jié)流孔連接到每個流體體積。
18. 如權(quán)利要求16所述的懸架系統(tǒng)，其特征在于壓力保持裝置包括一個泵、 儲罐和流體流量控制裝置。
19. 如權(quán)利要求18所述的懸架系統(tǒng)，其特征在于壓力控制成左邊流體體積 和右邊流體體積不同，以提供在低頻的側(cè)傾姿態(tài)控制或在高頻的主動側(cè)傾姿態(tài)控 制。
20. 如權(quán)利要求18或19所述的懸架系統(tǒng)，其特征在于壓力可以控制成前部流體體積和后部流體體積不同，以提供縱傾姿態(tài)控制。
21. 如權(quán)利要求l所述的懸架系統(tǒng)，其特征在于至少一個閥，使左流體體積 選擇性地互相連通，和/或至少一個閥，使右流體體積選擇性地互相連通，從而旁通 模式分離裝置的作用。
22. 如權(quán)利要求l所述的懸架系統(tǒng)，其特征在于至少一個閥，使前流體體積 選擇性地互相連通，和/或至少一個閥，使后流體體積選擇性地互相連通，從而消除 液壓系統(tǒng)的側(cè)傾剛度。
23. 如權(quán)利要求1所述的懸架系統(tǒng)，其特征在于在模式分離裝置和車輪作 動筒之間可以具有閥門來提供故障保險功能或限制車輪升高。
全文摘要
一種車輛液壓懸架系統(tǒng)，具有左前(15)、右前(16)、左后(18)和右后(17)車輪作動筒。有一個帶有由缸/活塞桿組件(124、125、126)構(gòu)成的第一(129)、第二(130)、第三(132)和第四(131)平衡室的模式分離裝置(100)。左前車輪作動筒(15)的壓縮室(45)與第一平衡室(129)流體聯(lián)通，右前車輪作動筒(16)的壓縮室(46)與第二平衡室(130)流體聯(lián)通，左后車輪作動筒(18)的壓縮室(48)與第三平衡室(132)流體聯(lián)通，右后車輪(17)的壓縮室(47)與第四平衡室(131)流體聯(lián)通。在車身和車輪組件之間還有前后彈性車輛支撐裝置。
文檔編號B60G21/06GK101189139SQ200680006462
公開日2008年5月28日 申請日期2006年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月1日
發(fā)明者J·L·泰勒, R·莫恩克 申請人:凱耐提克控股有限公司