專利名稱：用于機動車底盤的機電式主動懸架系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1前序部分所述的用于機動車底盤的機電式主動懸架系統(tǒng)，所述機動車具有分別用于兩個對置車輪的第一車橋和第二車橋。
背景技術(shù)：
目前，依照車輛類型、根據(jù)不同的原理來構(gòu)建機電式主動懸架系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的目的在于進一步提高行駛動力學(xué)性能和舒適性。在這種情況下，在彈簧阻尼系統(tǒng)的范圍內(nèi)已建立了多個不同的系統(tǒng)，這些系統(tǒng)可根據(jù)機電化的構(gòu)件——即被動的液壓減振器或可控的液壓減振器或例如有效的頻率調(diào)節(jié)裝置——的物理作用方式，即氣動、液壓、電而被劃分。例如從DE 102004032081A1已知了一種能被調(diào)節(jié)的底盤，該底盤具有以能擺動的方式支承在車身上的、用于一個車橋的第一車輪的第一懸掛臂/車橋?qū)虮酆鸵阅軘[動的方式支承的、用于該車橋的第二車輪的第二懸掛臂，其中第一和第二懸掛臂各自承載用于車身的主彈簧并且具有輔助彈簧，該輔助彈簧的預(yù)載能由一驅(qū)動設(shè)備調(diào)節(jié)。在此，每個懸掛臂的輔助彈簧都由扭桿形成，所述扭桿接合在懸掛臂上，作為驅(qū)動設(shè)備的兩個電動馬達對所述(扭)桿施加扭轉(zhuǎn)預(yù)載。在該原理中設(shè)有彈簧并聯(lián)結(jié)構(gòu)，其中車輛的靜態(tài)車身重量在車輪處分別由彈簧承載。由驅(qū)動設(shè)備經(jīng)過第二彈簧傳遞附加力。在這種實施方式中，對于主動懸架而言，在全部的兩個車橋上的驅(qū)動設(shè)備是一樣的。DE 102007024769A1公開了另一種用于機動車的主動底盤。在此，在分別用于兩個對置車輪的第一輪懸架裝置和第二輪懸架裝置上設(shè)有與機動車的車體相連接的、具有扭轉(zhuǎn)彈簧特性的元件，其中在每個具有扭轉(zhuǎn)彈簧特性的元件上接合有至少一個調(diào)整裝置，以用于改變機動車的(懸架)高度。此外，在現(xiàn)有技術(shù)中已知用螺旋彈簧作為彈簧滑柱組件、即所謂的彈簧滑柱致動器。在此，通過兩個彈簧的串聯(lián)結(jié)構(gòu)來承載車身。與上述彈簧并行地設(shè)有致動器或者也一般地稱為驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置包括馬達和傳動裝置。當(dāng)起動/激活致動器時，通過馬達的轉(zhuǎn)動運動來實現(xiàn)對下部彈簧的彈簧支點調(diào)節(jié)(Federfusspunktverstellung)。這種彈簧支點調(diào)節(jié)通過彈簧滑柱而作為力調(diào)節(jié)來起作用。已證實的是，所述調(diào)節(jié)作用的動態(tài)性能受到限制，因此僅能在低頻范圍內(nèi)對車身運動的振動產(chǎn)生影響。鑒于此，為了對高頻振動進行衰減，設(shè)有與串聯(lián)的彈簧相并聯(lián)的、具有恒定的特性的液壓減振器。例如從DE 102004014336B3和EP 1681187A2已知這種布置方式。從現(xiàn)有技術(shù)僅已知兩個車橋上的致動器結(jié)構(gòu)形式相同的主動懸架系統(tǒng)。在車輛的全部四個角部上采用相同的致動器(除了諧調(diào)部件(Abstimmteile)、例如彈簧)所具有的優(yōu)點在于，由于零件數(shù)量高可實現(xiàn)成本優(yōu)勢。相反地也存在缺點，下面對所述缺點進行闡述通常情況下，在車輛中在前轎和后轎上所用的車橋類型是不同的。在乘用車中大多數(shù)情況下在前轎上使用彈簧滑柱或具有彈簧滑柱的多臂式懸架/多連桿式懸架，例如麥弗遜式懸架、雙橫臂式懸架結(jié)構(gòu)、四臂式懸架/四連桿式懸架，而在后轎上使用不同的車橋結(jié)構(gòu)。尤其是在高級豪華車中，除了具有彈簧滑柱的多臂式懸架之外，基于結(jié)構(gòu)空間原因通常使用彈簧和減振器分開布置的組合臂式懸架或多臂式懸架。其優(yōu)點在于不會因為彈簧滑柱的圍繞減振器布置的彈簧而減小行李廂中的所謂的裝載寬度。在車輛中主動懸架的致動器結(jié)構(gòu)形式的一致性會引起，在該車輛中很可能必須采用非常類似的或相同的車橋類型，例如前轎和后轎都設(shè)成具有彈簧滑柱的多臂式懸架。由于在許多車輛制造商中僅在高級車型中存在這樣的情況(前、后橋相同)，所以這限制了主動懸架系統(tǒng)在制造商的車輛產(chǎn)品中的應(yīng)用可能。作為選擇，可為使用主動懸架而對車橋進行適配。但除了提高變型多樣性外，這引起車輛實現(xiàn)成本的增大，從而使系統(tǒng)的技術(shù)-經(jīng)濟實施性非常值得懷疑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提出一種機電式主動懸架系統(tǒng)，在該懸架系統(tǒng)中通過持久、有目的性地改變對每個車體角部的彈性力/懸架力來進一步改善行駛性能。同時，希望對于這種用于車輛的懸架系統(tǒng)實現(xiàn)成本降低。本發(fā)明的所述目的通過權(quán)利要求1的特征而實現(xiàn)。從屬權(quán)利要求還給出根據(jù)本發(fā)明的思想的另外的構(gòu)造方式。在此，本發(fā)明專注于將不同的主動的調(diào)整元件/執(zhí)行裝置(致動器，驅(qū)動裝置)進行有目的地組合和實施，以優(yōu)化地實現(xiàn)主動懸架。這種主動懸架系統(tǒng)按照對鋼質(zhì)彈簧的彈簧支點進行調(diào)節(jié)的原則機電式地通過致動裝置進行工作。在這種系統(tǒng)中，由于力功率密度 (Kraftleistungsdichte)——例如與液壓系統(tǒng)相比——更低，合理地按照分開承載的原則進行技術(shù)實施。該種實施方式表明，所述致動裝置僅在各輪轂托架(Radtraeger)與車體之間產(chǎn)生附加力。在此，整個靜態(tài)的車身質(zhì)量都至少由第二彈簧或多個彈簧來承受。此外，通過本發(fā)明，在機動車的前、后轎上的每個軸端部處使用相同的致動器，來實現(xiàn)主動懸架。通過這種構(gòu)造方式可大大降低成本。因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于機動車的、分開承載的機電式主動懸架系統(tǒng)， 其中在第一車橋上使用兩個作為彈簧滑柱致動器的主動式彈簧滑柱，而在第二車橋上使用兩個主動式轉(zhuǎn)動致動器。在此優(yōu)選的是，主動的彈簧滑柱致動器設(shè)置在前轎上，其中轉(zhuǎn)動致動器設(shè)置在后轎上。通過這種方式，對機動車中的車橋關(guān)聯(lián)/車橋系列(Serienachsen)僅有很小的影響。在此，為了降低成本，用于主動彈簧滑柱致動器的驅(qū)動裝置和用于轉(zhuǎn)動致動器的驅(qū)動裝置在結(jié)構(gòu)空間和功率數(shù)據(jù)方面尤其是相同的。其特殊的優(yōu)點在于，除了降低成本之外，還能通過車載電子裝置進行相同類型的驅(qū)控。對于彈簧滑柱提出，將轉(zhuǎn)換傳動裝置(Uebersetzungsgetriebe)、優(yōu)選滾珠絲杠傳動裝置用作傳動裝置。這種滾珠絲杠傳動裝置是適合于將轉(zhuǎn)動運動轉(zhuǎn)換成彈簧滑柱上的平移運動的傳動裝置。在轉(zhuǎn)動致動器中優(yōu)選使用減速傳動裝置。這種減速傳動裝置例如可使用諧波傳動裝置/諧波減速器(Harmonic-Drive-Getriebe)。這種傳動裝置具有非常高的變速比并且節(jié)省了非常大的結(jié)構(gòu)空間。被證實非常有效的是，轉(zhuǎn)動致動器固定在車橋支承裝置(Achstraeger)或副車架或類似物上，其中車橋支承裝置或副車架或類似物彈性地固定在車身上。這種連接或固定通過彈性體支座來實施。這種彈性體支座具有沿車輛高度方向的、漸增的特性曲線。這種彈性體支座非常有助于吸收壓力、例如在受載時產(chǎn)生的壓力。與不具有主動懸架的車橋—— 也就是說彈性力直接傳導(dǎo)到車體中或通過減振支承件傳導(dǎo)至車體中——不同，對于后轎上的轉(zhuǎn)動致動器，加載力通過副車架或類似物傳導(dǎo)至車身中。這導(dǎo)致載荷路徑的變化。因此， 為了在加載時限制支承件的行程并且同時在無載荷時確保副車架或類似物與車體之間充分的分離，在車輛高度方向上的支承件特性曲線是不對稱的并且沿壓力方向漸增。通過本發(fā)明，與后轎相比，在前轎上具有均勻/相同的或直接的力傳遞(較大的傳力比)。這表明，驅(qū)動裝置的馬達每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，在車輪相對于車身的彈性位置 (Einfederposition)不變的情況下，在前橋上在輪基部/輪距(Radbasis)上的力變化等于或大于在后轎上在同樣過程中的力變化。由此得出，機動車前轎上的傳力比大于或等于機動車后轎上的傳力比。彈簧滑柱和彈性裝置優(yōu)選都配備有液壓減振器。


下面借助示意性附圖更詳細地闡明本發(fā)明。其中示出圖1是機動車車身連同彈簧滑柱致動器和轉(zhuǎn)動致動器的示意圖；圖2是彈簧滑柱致動器的一個優(yōu)選實施方式的示意圖。圖3是轉(zhuǎn)動致動器的一個優(yōu)選實施方式的示意圖。
具體實施例方式圖1中示意性示出車體1或者說車體的一部分。在此，車體1在左側(cè)與彈簧滑柱 17相連接，在右側(cè)與彈性裝置18相連接。為了便于觀察，未示出相關(guān)車橋和車輪。然而應(yīng)說明的是，在一個車橋上總是分別僅使用彈簧滑柱17或彈性裝置18與相應(yīng)的車輪。用于第一車橋的彈簧滑柱17的基本結(jié)構(gòu)例如為第一彈簧6與第二彈簧7相互連接成串聯(lián)結(jié)構(gòu)，其中，第一彈簧6的自由端直接或間接地與車體1相連接，而第二彈簧7的自由端與懸掛臂12或者輪轂托架相連接。與第一彈簧6和第二彈簧7并行地設(shè)有液壓減振裝置5。在彈簧6、彈簧7以及減振器5的下方還示意性地通過附圖標(biāo)記8表示出輪懸架結(jié)構(gòu)。與第一彈簧6并行地設(shè)有作為致動器的驅(qū)動裝置4，下文中仍將對所述驅(qū)動裝置進行闡述。在機動車的第二車橋上，相應(yīng)地在位于第二車橋處的懸掛臂12上布置彈性裝置 18。這種彈性裝置18主要包括轉(zhuǎn)動致動器，該轉(zhuǎn)動致動器具有一與彈簧滑柱17相同的驅(qū)動裝置4。因此，對于機動車的每個車輪9使用相同的驅(qū)動裝置4。與驅(qū)動裝置4串聯(lián)地設(shè)有彈簧19，通過驅(qū)動裝置4可改變彈簧19的作用力。在此，與驅(qū)動裝置4和彈簧19的布置結(jié)構(gòu)并行地設(shè)有液壓減振器5，此外，還并行地設(shè)有彈簧20。在此，彈簧20用于承載車體的主要重量。圖2中再次示意性示出彈簧滑柱17。在此，驅(qū)動裝置4主要包括馬達10連同傳動裝置11。這種傳動裝置優(yōu)選構(gòu)成為滾珠絲杠傳動裝置。這里為了簡要起見，在該示意圖中沒有示出承受負載的第一彈簧6。傳動裝置11與第二彈簧7共同作用，以使得優(yōu)選通過驅(qū)動裝置4形式的致動器對第二彈簧7進行機電式調(diào)節(jié)并且優(yōu)選根據(jù)彈簧支點調(diào)節(jié)原理來進行調(diào)節(jié)。不言而喻，第二彈簧7構(gòu)成為鋼質(zhì)彈簧、優(yōu)選是螺旋彈簧。馬達10與車體1或類似物連接，而第二彈簧7借助其自由端鉸接在懸掛臂12上。懸掛臂12同樣地通過連接件 13與車體1相連接。從連接件13的固定點至第二彈簧7與懸掛臂12相連接的固定點存在一距離11。同樣將從連接件13到車輪9 (在圖2中于左側(cè)位于懸掛臂12的端部旁邊)的距離計為12。車輪9在圖1中通過輪懸架8表示。由該圖可見，在車橋上的傳力比可以等于距離11除以距離12。在根據(jù)圖3將轉(zhuǎn)動致動器3設(shè)計為彈性裝置18時，也使用相同的驅(qū)動裝置4，該驅(qū)動裝置通過連接件14固定在車體1上。這里，驅(qū)動裝置4也包括馬達10連同傳動裝置 11。在這種情況下，傳動裝置11構(gòu)造為減速傳動裝置、優(yōu)選為諧波傳動裝置。在驅(qū)動裝置 4上連接有一構(gòu)成為扭轉(zhuǎn)彈簧19的扭桿15。一傳動桿16的一側(cè)安裝在扭桿15的自由端上，該傳動桿的第二自由端通過連接裝置與懸掛臂12相連接。此外，懸掛臂12與已根據(jù)圖 2所述地完全一樣的方式通過連接件13與車體1相連接。在此，傳動比也遵循同樣的規(guī)律。 通過操縱作為轉(zhuǎn)動致動器3的驅(qū)動裝置4使扭桿15扭轉(zhuǎn)，從而造成傳動桿16偏移，該偏移作用于懸掛臂12。不僅在圖2的具有彈簧滑柱致動器的實施例中，而且在圖3的具有轉(zhuǎn)動致動器3 的實施例中都表明，驅(qū)動裝置4僅在輪轂托架與車體1或類似物之間產(chǎn)生附加力。整個靜態(tài)車身質(zhì)量由圖1中所示的第一彈簧6和彈簧20承載。為便于觀察，圖2和圖3中未示出這些彈性元件并且也未示出減振器5。通過本發(fā)明的創(chuàng)造性的構(gòu)造方式表明，通過在一個車橋上使用彈簧滑柱致動器2 而在另一車橋上使用轉(zhuǎn)動致動器3實現(xiàn)對每個車體角部上的彈力的持久地、有目的性地改變。正是通過將不同的主動調(diào)整元件進行組合實現(xiàn)了極大程度的主動懸架。附圖標(biāo)記列表
1車體
2彈簧滑柱致動器
3轉(zhuǎn)動致動器
4驅(qū)動裝置
5液壓減振器
6第一彈簧
7第二彈簧
8輪懸架
9車輪
10馬達
11傳動裝置
12懸掛臂
13連接件
14連接件
15扭桿
16傳動桿
17彈簧滑柱
18彈性裝置
19彈簧
20彈簧
X正向的車輛行駛方向
權(quán)利要求
1.一種用于機動車底盤的機電式主動懸架系統(tǒng)，所述機動車包括分別用于兩個對置的車輪的第一車橋和第二車橋，其特征在于，相應(yīng)地用于對置的車輪(9)的所述第一車橋配設(shè)有具有彈簧滑柱致動器O)的彈簧滑柱(17)，相應(yīng)地用于對置的車輪(9)的所述第二車橋配設(shè)有具有轉(zhuǎn)動致動器(3)的彈性裝置(18)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸架系統(tǒng)，其特征在于，具有所述彈簧滑柱致動器( 的所述彈簧滑柱(17)配設(shè)于所述機動車的前轎。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸架系統(tǒng)，其特征在于，具有所述轉(zhuǎn)動致動器C3)的所述彈性裝置(18)配設(shè)于所述機動車的后轎。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的懸架系統(tǒng)，其特征在于，所述彈簧滑柱致動器( 和所述轉(zhuǎn)動致動器C3)配備有構(gòu)造相同的驅(qū)動裝置G)。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的懸架系統(tǒng)，其特征在于，所述彈簧滑柱致動器 (2)和所述轉(zhuǎn)動致動器C3)配備有相同的馬達(10)。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的懸架系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動裝置(4)主要包括馬達(10)和傳動裝置(11)。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的懸架系統(tǒng)，其特征在于，所述彈簧滑柱致動器 (2)的馬達(10)相應(yīng)地配備有將轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成平移的轉(zhuǎn)換傳動裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的懸架系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換傳動裝置優(yōu)選構(gòu)造為滾珠絲杠傳動裝置。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的懸架系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動致動器(3)的馬達(10)配備有減速傳動裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的懸架系統(tǒng)，其特征在于，所述減速傳動裝置構(gòu)造為諧波傳動直ο
11.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的懸架系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動致動器(3)固定在車橋支承裝置或副車架或類似物上。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的懸架系統(tǒng)，其特征在于，通過彈性體支座實現(xiàn)所述車橋支承裝置或副車架或類似物在車體(1)上的連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的懸架系統(tǒng)，其特征在于，所述彈性體支座具有漸增的沿車輛高度方向的力特征線。
14.根據(jù)上述權(quán)利要求中一項或多項所述的懸架系統(tǒng)，其特征在于，所述彈簧滑柱 (17)和所述彈性裝置(18)分別配備有液壓減振器(5)。
15.根據(jù)上述權(quán)利要求中一項或多項所述的懸架系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)分開承載的原理來構(gòu)造所述彈簧滑柱(17)和所述彈性裝置(18)。
16.根據(jù)上述權(quán)利要求中一項或多項所述的懸架系統(tǒng)，其特征在于，所述彈簧滑柱(17)的結(jié)構(gòu)主要包括第一彈簧(6)和第二彈簧(7)的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，其中驅(qū)動裝置(4)與所述第一彈簧(6)并行地設(shè)置。
17.根據(jù)上述權(quán)利要求中一項或多項所述的懸架系統(tǒng)，其特征在于，所述彈性裝置(18)的結(jié)構(gòu)主要包括一彈簧00)和一彈簧(19)的并聯(lián)結(jié)構(gòu)，其中驅(qū)動裝置(4)與所述彈簧(19)串聯(lián)設(shè)置。
18.根據(jù)上述權(quán)利要求所述的懸架系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述車輪(9)轉(zhuǎn)動時，在前轎上在輪基部上的力變化大于或等于在同樣過程中在后轎上產(chǎn)生的力變化。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于機動車底盤的機電式主動懸架系統(tǒng)，所述機動車包括分別用于兩個對置的車輪(9)的第一車橋和第二車橋。在此，相應(yīng)地用于對置的車輪的所述第一車橋配設(shè)有具有彈簧滑柱致動器(2)的彈簧滑柱(17)，相應(yīng)地用于對置的車輪的所述第二車橋配設(shè)有具有轉(zhuǎn)動致動器(3)的彈性裝置(18)。
文檔編號B60G17/02GK102361766SQ201080012617
公開日2012年2月22日 申請日期2010年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月20日
發(fā)明者A·奧力士, C·穆勒, M·希佩, W·施密特, W·邁克爾 申請人:大眾股份公司, 奧迪股份公司