車輛懸掛系統內抗橫搖穩定機構的改進的制作方法

專利名稱：車輛懸掛系統內抗橫搖穩定機構的改進的制作方法
技術領域：
本發明通常涉及車輛懸掛系統，尤其涉及與抗橫搖穩定機構結合的懸掛系統。
現代的機動車輛通常都設有一個或多個抗橫搖穩定桿或“扭轉”桿，它們橫向連接一個或多個車輪軸，用來限制一些橫搖運動以防止乘坐的不舒適以及當轉彎時產生的某些危險的搖擺。抗橫搖穩定桿被典型地制成具有扭轉彈性的彈簧鋼桿，這樣當一車軸上的一個車輪向上或向下運動時，會使相同車軸上的另一個車輪也沿著相同方向運動。抗橫搖穩定桿的扭轉剛度能部分地限定一單根車軸上兩車輪沿共同方向運動的范圍，所述抗橫搖穩定桿根據轉彎時作用于車輛上的側向橫搖力而橫向聯結兩車輪。
具有較高重心的車輛(如易于產生過度橫搖運動的卡車)，和要求“轉彎平穩(corner flat)”不表現出過度橫搖的車輛(如運動跑車)通常都設置剛性抗橫搖穩定桿以防止橫搖運動。設置剛性抗橫搖穩定桿的一個不利影響是，由于一車軸的兩車輪在一定程度上相互功能性地連接，并且單個車輪的輸入不能通過沿著那單個車輪沖擊碰撞道路坎坷不平的隆起和凹坑而分解，所以行駛特性變得更加不穩定。
因此豪華客車通常提供更適合的抗橫搖穩定桿以使單個車輪的輸入可被與那單個車輪聯結的彈簧和減震器裝置所吸收，根據單個輸入，彈簧和減震器可相對自由地運動，且沒有因穩定桿扭轉剛度而引起的附加阻力。
不管扭轉桿的扭轉剛度，配備這樣的桿的確限制了車輪相互間的運動程度。當需要一較大程度的反向車輪垂直運動時，它可能處于不利的地位，如在起伏不平的表面上行駛時。在這種情況下，由于抗橫搖桿使車輪相互連接而引起的車輪運動的限制可能導致車輛顯著的側向間的跳動。當在這種表面上行駛時，這樣的運動限制也會限制車輪所具有的牽引力。
具有一車輛懸掛系統將是有益的，它在轉彎時提供抗橫搖穩定性并且當在一幾乎筆直的線上行駛或穿過一起伏不平的表面時提供舒適駕駛。
記住這一點，本發明在一個方面提供了一用于一車輛上的，分別支撐在至少一對橫向相鄰的前支撐組件和至少一對橫向相鄰的后支撐組件上的車輛懸掛系統，懸掛系統包括使至少一對橫向相鄰的前支撐組件相互連接的一力傳輸裝置，以及使至少一對橫向相鄰的后支撐組件相互連接的一力傳輸裝置，力傳輸裝置在相互連接的支撐組件間傳遞力，其中每個力傳輸裝置包括連接裝置，用它逐漸地改變在相互連接的支撐組件間由力傳輸裝置傳遞的力大小和方向，作為至少兩對相互連接的支撐組件相對位置和施加于至少兩對相互連接的支撐組件上負載的一個函數，連接裝置被功能性地連接，使得在相互連接的支撐組件間由每一個力傳輸裝置所傳遞的力大小和方向都逐漸地變化，從而使車輛的狀態保持并返回到至少基本平行于支撐車輛的平均表面平面的位置。
因為連接裝置的功能性連接，可以提供車輛狀態的“被動”控制。這個懸掛系統可以自行修正而不需要任何外部的控制裝置。這就不再需要諸如運動和位移傳感器、用于處理傳感器信號的電控組件之類的部件，以及諸如由電控組件控制的流體泵之類的啟動部件。這種結構是非常昂貴的，并且它們對于路面狀況以及車輛運動的變化的反應相對較慢。
由力傳輸裝置傳輸的力可以是一扭轉力。為了這個目的可以使用允許扭轉力傳輸的裝置。因此每個力傳輸裝置可包括一對橫向扭轉桿，每個扭轉桿分別與一支撐組件連接，扭轉桿可圍繞它們的細長車軸旋轉，較可取地是，連接裝置逐漸地控制相互連接的扭轉桿之間的軸向旋轉，使得當扭轉桿產生車輛橫搖進行橫軸連接時，支撐組件可自由運動，而扭轉桿對車輛的橫搖運動起作用。
根據本發明一較佳實施例，每個連接裝置可以向一對聯結的扭轉桿提供相互的機械連接。通過一機械連接，使所述一對橫向相鄰前支撐組件相互連接的連接裝置，和使所述一對橫向相鄰后支撐組件相互連接的連接裝置可被功能性地連接。機械連接可以是使所述連接組件相互連接的一縱軸，每個連接裝置最好包括一對聯動部件，它的一端與一扭轉桿連接，而另一端與縱軸的一端相互連接，這樣扭轉力可在所述的連接裝置間傳輸。
根據本發明的另一較佳實施例，連接裝置還可代之以向扭轉桿提供一液壓連接。連接裝置可以是一雙動式液壓缸，液壓缸具有一缸體和一將缸體分隔成兩流體腔的柱塞組件。缸體可以與一扭轉桿連接，并且柱塞組件可與另一扭轉桿連接。可在液壓缸間實現流體連通。為了這個目的，可以通過使前扭轉桿的雙動式液壓缸的兩流體腔與后扭轉桿的雙動式液壓缸的兩流體腔連接的導管裝置，來實現流體的連通，從而在流體腔間的流體傳遞能在柱塞組件和缸體之間發生相對移動。可以這樣連接流體腔，當進行橫軸鉸接，柱塞組件在每個缸體內的活動允許被連接流體腔間的流體傳遞具有橫穿柱塞組件的壓差最小變化時，支撐組件可自由運動，而通過增加作用在車輛一側上支撐組件的負載，并且同樣減少作用在車輛另一側上支撐組件上的負載來增加橫穿柱塞組件的壓力差對車輛橫搖起反作用，從而控制車輛的橫搖狀態，同時將每個支撐組件上的負載變化減至最小。另外，也可以提供用來向管道裝置提供流體的流體供給裝置，使得可將流體加到一個管道中，并且流體可至少基本上同時從另一管道中流出，從而可以控制車輛的橫搖角。如果需要這還可實現一定程度的車輛狀態的主動控制。也可提供一諸如液壓氣動儲能減振器之類的，與兩管道裝置流體連通的橫搖彈性裝置，所述橫搖彈性裝置包括用來抑制橫搖率的減震裝置和用來隔離橫搖彈性裝置的隔離裝置，以提高橫搖控制。但還應當指出，這樣一種流體供給裝置或橫搖彈性裝置不是本發明車輛懸掛系統操作所必備的。
根據本發明的又一較佳實施例，連接裝置可以是一旋轉啟動裝置，它包括一殼體，殼體用來支撐將殼體分隔成至少兩個流體腔的轉子，殼體可代之以與一個扭轉桿連接，轉子可與另一扭轉桿連接。管道裝置可以使前扭轉桿的旋轉啟動裝置的兩流體腔與后扭轉桿旋轉啟動裝置的兩流體腔連通。流體腔可以這樣連接使得當進行橫軸鉸接，轉子在每一殼體內的運動允許在被連接的流體腔間的流體傳遞橫穿轉子的壓力差變化最小時，支撐組件可以自由運動，而通過向車輛一側上的支撐組件增加負載，并且相同地向車輛的另一側上的支撐組件減小負載，增加橫穿轉子的壓力差，對車輛橫搖起反作用，從而控制了車輛的橫搖狀態，同時使每個支撐組件的負載變化最小。
在上述實施例中，可在支撐組件和用來至少基本支撐車輛重量的車輛底盤之間設置彈性支撐裝置。
另外還可設置使每對扭轉桿相互連接的一叉狀裝置，并可提供一將叉狀裝置連接到車輛底盤上的彈性裝置，叉狀裝置將被聯結的支撐組件所攜帶的平均負載傳遞到彈性裝置，這樣彈性裝置至少基本支撐車輛的至少一部分，從而允許車輛在每個支撐組件上保持一至少是平均的負載，而不論支撐組件為何種的橫軸鉸接。通過一分別從每一扭轉桿延伸出來的一杠桿臂提供叉狀裝置，通過一十字部件使杠桿臂相互連接。通過彈性裝置使十字部件布置與車輛底盤相互連接，彈性裝置最好包括一負載支撐液壓缸，液壓缸具有一與它流體連通的，提供所述彈性支撐的儲能減振器。雙動式液壓缸使車輛底盤來與叉狀裝置相互連接，并且管道裝置可連接液壓缸的相應腔，并且閥裝置用來控制流過每個管道裝置的流體，從而控制車輛的顛簸運動。也可設置與至少一個管道通道流體連通的儲能減振器。也可提供用來向所述管道裝置提供流體以及使流體流出所述管道裝置的供給裝置，用來探測車輛狀態的傳感裝置和用來控制所述流體供給裝置的控制裝置，從而允許控制車輛的狀態。
根據本發明的又一較佳實施例，力傳輸裝置包括一單個橫向扭轉桿，和將扭轉桿與至少一被聯結的支撐組件相互連接的連接裝置。連接裝置提供了扭轉桿與被聯結的支撐組件的一液壓連接。每個所述連接裝置包括位于扭轉桿一端上的一雙動式液壓缸，液壓缸具有一缸體和一將缸體分隔成兩流體腔的柱塞組件，缸體和柱塞組件被連接在扭轉桿和相鄰的支撐組件間。液壓缸之間可流體連通，并可通過分別連接前扭轉桿的雙動式液壓缸流體腔以及后扭轉桿雙動式液壓缸流體腔的管道裝置來提供流體連通。流體腔可這樣連接，使得當進行橫軸鉸接，柱塞組件在每一缸體內運動允許被連接的流體腔間的流體傳遞橫穿轉子的壓力差變化最小時，支撐組件可以自由運動，而通過向車輛一側上的支撐組件增加負載，并且相同地向車輛的另一側上的支撐組件減小負載，增加橫穿轉子的壓力差，對車輛橫搖起反作用，從而控制了車輛的橫搖狀態，同時使每個支撐組件的負載變化最小。
連接裝置也可用一位于扭轉桿每個端部的單動式液壓缸來代替，每個液壓缸具有一缸體和一支撐在缸體內以便在缸體內提供一流體腔的柱塞組件，缸體和柱塞組件被連接到一扭轉桿和相鄰的支撐組件連接。可在液壓缸間提供一流體連通，其中，通過分別連接前扭轉桿的每個單動式液壓缸的流體腔和后扭轉桿的縱向相反的單動式液壓缸的流體腔連接的管道裝置提供所述流體連通，流體腔這樣連接使得當進行橫軸鉸接時支撐組件可自由運動，同時通過扭轉桿對車輛的橫搖進行反作用，而使每個支撐組件的負載變化最小。
另外，連接裝置可以向扭轉桿提供一機械連接。
根據本發明的另一方面，提供了一用于一車輛上的，分別支撐在至少一對橫向相鄰的支撐組件上的車輛懸掛系統，懸掛系統包括使至少一對橫向相鄰的支撐組件相互連接的一力傳輸裝置，力傳輸裝置在相互連接的支撐組件間傳遞力，其中每個力傳輸裝置包括連接裝置，用它逐漸地控制在相互連接的支撐組件間由力傳輸裝置傳遞的力的大小并改變其方向，以作為被聯結的支撐組件相互移動以及施加到至少一對相互連接支撐組件上負載的函數。
由力傳輸裝置傳輸的力可以是扭轉力。每個力傳輸裝置可包括一對橫向扭轉桿，每根扭轉桿分別與一支撐組件連接，通過連接裝置使扭轉桿相互連接。扭轉桿可以圍繞它們的細長車軸旋轉，連接裝置逐漸地控制被聯結的扭轉桿之間相互的軸向轉動，使得當進行橫軸鉸接時支撐組件可自由運動，而扭轉桿對車輛的橫搖運動起反作用。連接裝置可向一扭轉桿對提供機械連接，但是也可想象也能提供一液壓連接。
根據本發明的另一較佳實施例，連接裝置可包括一對聯動組件，聯動組件的一端與一扭轉桿連接，而另一端與一短軸(stub shaft)連接。可提供軸控制裝置用來控制短軸的軸向和旋轉運動。控制裝置可包括一軸制動組件和一旋轉制動組件。可由電控裝置控制所述制動組件的啟動，從而允許短軸沿著它細長車軸的方向作軸向運動，并且當車輛開始產生橫搖情況時至少能基本抑制它圍繞其細長車軸的旋轉，這樣當被聯結的支撐組件沿著與至少是基本垂直的方向相反的方向移動時，能抑制短軸沿著它細長軸方向的軸向運動。
根據本發明的一替換實施例，連接裝置可包括一使扭轉桿相互連接的小齒輪(pinion gear)組件，它用來有選擇地允許和限制扭轉桿相互間的反向轉動，小齒輪組件具有一分別與每根扭轉桿的一端連接的小齒輪，一旋轉的被支撐控制小齒輪桿分別與兩小齒輪嚙合。可提供旋轉控制裝置用來控制小齒輪的轉動。旋轉控制裝置可包括一旋轉制動組件，制動組件由一電控制裝置起動，這樣可以控制每個控制小齒輪的旋轉，從而當進行橫軸鉸接時，支撐組件可自由運動，而由扭轉桿對車輛的橫搖運動起反作用。可在每個支撐組件上設置彈性裝置用來至少基本上支撐車輛的重量。
彈性裝置還可設置在小齒輪組件和車輛底盤之間，用來至少基本支撐車輛的重量，從而允許車輛在每一支撐組件上保持一至少基本平均的負載。彈性裝置可以是一具有至少一提供車輛阻尼的，聯結有儲能減振器的液壓氣動支柱。
藉助以下用來說明本發明的幾個可能實施例的附圖，將便于對本發明進行進一步的描述。本發明還可以有其它的實施例，因此，不應認為所附附圖的特殊性是本發明前述概要的替代。


圖1a是一車輛底盤的車身底板的示意圖，它示出了本發明懸掛系統的第一實施例；圖1b是本發明懸掛系統的第二實施例的示意圖；圖1c是圖1b所示的懸掛系統的具體結構圖；圖2a是本發明懸掛系統的第三實施例；圖2b是圖2a所示的懸掛系統的具體結構圖；圖3是從所述車輛底盤的車身底板觀察到的俯視圖，它示出了本發明懸掛系統的第四實施例的總體布局；圖4是本發明懸掛系統的第五實施例的總體布局的示意圖；圖5和圖6分別是示出了圖4所示懸掛系統內部、在橫軸鉸接運動和橫搖運動時流體流動方向的示意圖；圖7是本發明懸掛系統的第六實施例的總體布局的示意圖；圖8是本發明懸掛系統的第七實施例的總體布局的示意圖；圖9是圖8所示懸掛系統內部在處于鉸接運動時的流體流動方向的示意圖；圖10是本發明懸掛系統的第八實施例的總體布局的示意圖；圖11是本發明懸掛系統的第九實施例的俯視圖；以及圖12是本發明懸掛系統的第十實施例的示意圖。
所有的附圖和插圖都采用了相同的標記，因此，為了簡便起見，在所有附圖中，所有相同的構件都采用相同的標記和符號，并且只示出那些與本發明有關的部件。
首先請參閱圖1，圖中示出了一車輛底盤的主要特征和本發明第一實施例。圖中所示的車輛底盤1的前部是面朝著紙張的右上角。底盤1包括兩個主縱向軌1a、1b和與縱向軌1a、1b互連的底盤橫梁1c、1d和1e。
下叉形臂2a、2b、2c和2d可以定位諸車輪(未示)，從而使它們可以朝著一基本垂直的方向移動。諸叉形臂均呈字母“A”的形狀，并且均與底盤1可樞轉地連接在每一叉形臂的底座3處。為了清晰起見，該圖中省去了上叉形臂或“麥弗遜式(McPherson)附件”。因此，叉形臂2a為右前輪提供了一可動的定位裝置，而叉形臂2c可使左后輪組件與底盤1相連。每一車輪組件均分別與各叉形臂的外端2a(i)、2b(i)、2c(i)和2d(i)相連。
應予理解的是，也可以采用其它已知型的連接裝置以相對于底盤1定位各車輪，從而使它們可以朝著一基本垂直的方向進行移動。例如，本發明也可以用于那些裝有多連桿(multi-link)車輪的車輛，這些多連桿車輪的幾何結構形狀可以是諸如后置定位臂和前置定位臂、panhard桿和平片簧。
在圖1a中，螺旋彈簧4a、4b、4c和4d分別安裝在叉形臂2a、2b、2c和2d的上表面上。應予理解的是，各螺旋彈簧的上端是松抵在一與底盤1相連的附件上(雖然這在圖中未予示出)，因此當諸叉形臂在一基本垂直方向上圍繞諸樞轉點3上、下移動時，諸彈簧受到壓縮，并能象已知的懸掛系統那樣在所述叉形臂和底盤附件之間伸展。諸螺旋彈簧能支承住所述車輛的大部分重量。
圖1a中所示的懸掛系統設置有扭轉裝置50、51，它們與每一對橫向相鄰的叉形臂2a、2b和2c、2d相連。每一扭轉裝置包括兩個與已知的橫向抗橫搖穩定桿相同的構件5a、5b和5c、5d。它們可以藉助那些諸如球形節、套筒或落桿(drop link)之類的已知裝置而與各叉形臂相連，從而當各車輪組件朝著一基本垂直的方向移動時，可以促使每一構件的主軸在諸殼體(未示)內部轉動，所述殼體象已知抗橫搖穩定桿那樣與底盤1相連。各抗橫搖穩定桿通常是由沿著其長度方向具有一定扭轉彈性的彈簧鋼制成的。
在設計和功效上，所述懸掛系統的上述特征沒有顯著背離采用抗橫搖穩定桿的已知懸掛系統。但是，由于扭轉裝置均被分成連桿構件5a、5b和5c、5d，因此，這些構件的‘抗橫搖穩定件’的作用是相反的。所以，更適當的是，當這些構件所起的作用與抗橫搖穩定作用完全相反時，今后將這些構件稱為‘橫向扭轉桿。。將一對所述橫向扭轉桿伸展在底盤1的每一端處，每一對扭轉桿藉助一中心連接裝置11而彼此相連。
設置在兩根位于其每一端的橫向扭轉桿之間的連接裝置11可以控制各橫向扭轉桿起作用，因此有時候可以將兩半體連接在一起，雖然所述兩半體是作為一整體起作用的，而在其它時候，可以使所述兩半體圍繞它們延長軸彼此相對旋轉。因此，橫向扭轉桿的作用可以是相反的，可以有效地加劇每一軸上的橫搖運動，或者可以防止同一軸上的兩個車輪同時岔開。而且，根據本發明，可以隨車輛的運動和姿態的變化來同時控制用于每一對橫向扭轉桿的連接裝置11。這一點將在以下描述中變得更為清晰。
連接裝置11還可以有其它的形式，在圖中示出了各種連接裝置。例如，在圖1a、1b和1c中，可以將連接裝置11內的諸構件描述如下各橫向扭轉桿藉助任何一種諸如套簡之類的已知裝置可旋轉地固定于所述底盤，在大多數的附圖中略去了這些具體結構。杠桿端部都是設置在各橫向扭轉桿的端部處，以將扭轉力作用于各橫向扭轉桿。可以以任何一種已知方式來制造各杠桿端部，諸如通常用于各扭轉桿連桿的方式。圖1a示意性地示出了與各前橫向扭轉桿相連的連接裝置11。在圖1b和圖1c中更為具體地示出了連接裝置11的一個實施例。應予注意的是，雖然圖中僅僅示出了各前橫向扭轉桿的連接裝置11，但是，也可以為各后橫向扭轉桿設置一相應的連接裝置。現請參閱圖1b和圖1c，在橫向扭轉桿杠桿端部5a、5b處，分別設置有與橫向扭轉桿5a、5b相連的杠桿臂7a、7b。各杠桿臂的外端在一大體上平行于基本縱向平面的平面內沿弧線運動，各車輪在所述基本縱向平面內旋轉。該對弧線扭轉桿5a、5b藉助一連桿組件5f而彼此相連。杠桿臂7a、7b的端部設置有‘有眼螺栓’或球形節或轉向橫拉桿或襯套8a、8b，它們可以使諸拉桿或諸連接件被撓性連接。
各撓性接頭將每一杠桿臂與一相應的短連桿9a、9b相連。每一連桿9a、9b的相對端設置有一個或兩個撓性接頭10a、10b，它們的結構可以與接頭8a、8b的相同。
在圖中，在車輛的每一端與這些成對的撓性接頭相連有另一杠桿機構11a。該杠桿機構藉助已知裝置與一可旋轉的縱向前輪軸12a相連，所述前輪軸具有一主旋轉軸，它大體上垂直于橫向扭轉桿5a、5b的軸，因此它大體上順著車輛縱向軸。
因此，藉助參閱圖1b和圖1c，如果右前輪被叉形臂2a支承而向下移動，其結果是會使得橫向扭轉桿5a(在圖1b和圖1c中)圍繞其延長軸旋轉。因此，相連的杠桿臂7a將朝著車輛的前方作弧線運動，該運動將拉曳連桿9a，所述連桿又將圍繞其在前輪軸12a上的樞轉軸橫向地朝著右前輪而拉曳垂直杠桿11a作弧線運動。
連桿9b還將拉曳住杠桿7b頂端的樞轉點8b，所述樞轉點將藉助另一半橫向扭轉桿5b圍繞所述軸線而朝著車輛后方作弧線運動，從而將一扭轉力向下傳遞到由叉形臂2b支承的左前輪組件上。因此，一個車輪的垂直運動可以使同一軸上的另一車輪作反向的垂直運動。
應予理解的是，為了使諸如5a的橫向扭轉桿能使得另一橫向扭轉桿5b作反向旋轉，橫向扭轉桿5a、5和縱向前輪軸12a必須能夠圍繞它們各自的延長軸自由旋轉，雖然它們的軸向運動應該是被限制的，即對于扭轉桿5a、5b來說能橫向旋轉，對于前輪軸12a來說能在車輛的縱向平面內旋轉。如果縱向前輪軸和各橫向扭轉桿能軸向運動，這將使得在車輛兩側上車輪能同時朝著同一垂直方向作極限加速運動。
因此，為了通過迫使每一車輪在每一輪胎處能保持住基本恒定的地面壓力(當沿一近似直線移動時)來增大牽引力，有必要通過使縱向前輪軸12a圍繞其延長軸旋轉但同時必須能防止它作軸向移動，來使每一軸的兩橫向扭轉桿作相對相反的旋轉。
相反，為了提高抗橫搖穩定性(在需要時，例如在轉彎時)，必須使同一軸上的兩個車輪努力同時朝著同一垂直方向移動，并且在這種情況下還必須能防止縱向前輪軸12a圍繞其延長軸作旋轉但卻能使該前輪軸軸向移動。各橫向扭轉桿仍只能旋轉移動，在這種情況下而不必軸向移動。
因此，當發生橫軸鉸接運動時，各車輪可以自由移動，而車輛在橫搖運動時由各扭轉桿來作出反應。根據本發明，在車輛橫搖狀態下，也可以按此方式來同時控制那些位于車輛兩端的橫向扭轉桿。
但是，在需要對向垂直車輪運動的情況下，有助于每一對扭轉桿的相對反向旋轉。在需要基本橫軸鉸接運動的情況下，對前、后橫向扭轉桿進行同時控制是很重要的。這些情況下，需要一對對角相對的車輪，以朝著大體相同的方向移動，同時需要另一對對角相對的車輪朝著相對的方向移動，或者是相對前一對車輪基本保持固定。
因此，包括各杠桿和各連桿在內的位于兩橫向扭轉桿5a、5b之間的連桿裝置5f可以受到控制，從而使所述懸掛系統可以防止車輛作橫搖運動或促使各反向車輪運動，具體地說，就是橫軸鉸接運動。因此，通過軸向地、或者旋轉地、或者單獨地、或者總體地、或根本不對所述縱向軸12a加以約束來限制所述軸的移動，可以施加任一種不同混合的橫搖和均分負載。
應予注意的是，為了提供一種能以其它類似方式工作或可以帶來其它益處的、更可靠和更耐用的連桿機構和控制機構，采用除所述連桿之外的其它方式來終止各橫向扭轉桿這在機械上是可行的，盡管有時不是較佳的。例如，橫向扭轉桿5a、5b、5c、5d可以任選地以“T”形接頭終止在它們的半軸內側端部，而不是以所述的“L”形杠桿來終止。縱向軸12a也可以設置有諸個匹配的雙桿。在將“T”形雙桿設置在各軸兩側上的過程中，將使得這些桿在它們的軸上旋轉而不會有很大的偏心車身側壁載荷。相對于底盤來定位各軸的各系固扣(cleat)和連接裝置可以通過所述雙桿端接法來減至最少。另外，通過功能地使所述縱向軸端部上的雙端“T”形機構斷開連接，以起到如圖1所示的前述“L”形杠桿系統的作用，可以以另一種不同方式來對橫搖控制和車輪移動增強模式加以選擇，因此可以將不同型式的杠桿裝置用作不同種類的控制機構。
有各種可以用來選擇何時和如何使中心連接裝置11增強橫搖控制或促進垂直車輪移動的方法。現請參閱圖1c，可以看到，軸12a具有一凹槽部或花鍵部13從而能可滑動地定位一制動裝置14，為了說明清楚本發明的該部分，圖中將所述制動裝置示意性地畫成一盤式制動器的一部分14a和一制動卡鉗機構14b。
盤式制動器的該部分14a在軸12a的外配合花鍵表面上設置有花鍵內表面。制動扇形板14a可以沿著軸12a作受限弧形旋轉。但是，當整個軸12a軸向旋轉時，盤式制動器的該部分14a由于位于制動卡鉗機構14b內部仍能相對于底盤保持在其通常所在的軸向位置上，藉助任一種諸如楔子15之類的便利裝置而永久地固定在車輛車身或底盤橫梁上。
因此，為了提高抗橫搖性能，制動卡鉗機構14b接觸/緊壓在制動段14a上并卡持住制動段從而使它不能允許軸12a轉動，但仍能允許所述該軸作軸向移動，從而只能使扭轉桿杠桿7a、7b在同一縱向平面內進行一致移動，由此使兩車輪變得朝著同一朝著方向同時移動，這樣做也是為了能對橫搖運動有所限制。
一第二制動機構16也以此方式進行定位，從而能防止軸12a作軸向運動，然而卻能允許所述軸圍繞其自身軸線作旋轉。這樣做的目的是為了限制從縱向軸12a延伸出來的縱向軸12a縱向自由移動，從而有助于橫搖控制，同時還促使它其圍繞軸12a的軸作旋轉，以促進兩橫向扭轉桿的反向旋轉，從而促進相關車輪的反向垂直移動。
縱向制動機構16基本包括一制動板16a，它可以縱向移動經過所述制動卡鉗機構16b。所制動板藉助管子16c位于軸12a上，所述管子可以圍繞軸12a自由旋轉但它是位于兩個永久地固定于所述軸的止擋件或環狀物16d之間。在各附圖中，都略去了所有無關緊要的具體結構，諸如制動軟管和摩擦襯塊。
應予理解的是，采用其它已知的和等效的裝置可以獲得相同的功效，所述這些裝置包括鼓式制動器、位于一滾筒外表面上或單銷上的制動帶和鎖眼式鎖定機構，所述鎖眼式鎖定機構可以將相對部件定位在某一固定位置上或者有助于將相對構件中心定位在一預定的中心位置上。
具有附加優點的定位裝置的另一個例子可以通過一被動式或半主動式系統來進行描述，其中所述軸的位置和移動是由兩個液壓缸來決定的，所述兩液壓缸是機械地連接在車輛底盤和縱向軸之間以替代所述制動機構，并液壓地連接于一諸如泵或儲能器之類的壓力源。因此，控制系統不是必需的，而僅僅取決于降低各作用力，它是藉助象在被動式系統中那樣形成摩擦損耗來進行的，而不是藉助通過主動旋轉和適當移動各軸(象上述那樣)來強制可靠修正橫搖和垂直車輪行駛運動來進行的，但是在這種情況中是借助液壓驅動器來進行的。
在任一種情況中，不管橫搖和車輪移動是被動還是主動進行的，所述系統(如結合圖1a至圖1c所述的那樣)都要求能對橫搖作用力和車輪行駛運動進行感傳和監測，從而能使適當的制動或作動裝置在正確的時間進行工作。在通常情況下，車輪相對于車身的位置是利用任何一種適當的已知裝置來進行測量的，諸如連接在每一車輪組件和車身之間的電位計。目前，加速計、轉向/加速/制動踏板位置傳感器、G開關和汞開關在車輛工業中也是普遍和廣泛使用的，以檢測拐彎力。可以將來自車輪電位計和加速計的信息與來自速度計(以及其它任一種認為有用的輸入)的信息進行對比，以確定每一調整或控制裝置諸如制動裝置14、16應該何時以任一給定時間進行工作，以使相關車輪行駛運動和橫搖控制的混合情況為最佳。通常可以設置一電子控制裝置(ECU)，以接受各種傳感信號并將控制信號提供給所述連接裝置。
圖2和圖2b示出了另一種中心連接裝置11，它與圖1a、圖1b、圖1c所示的杠桿和連桿機構在機械結構上等效的。圖2a、圖2b還示出了當從車輛的右側朝著左前車輪方向觀察時所述車輛底盤車身底板部分的示意圖。因此，橫向扭轉桿5b是朝著紙張的左下方定位的，而另一橫向扭轉桿5a是朝著紙張的右上方傾斜的。
圖1a至圖1c中所示的杠桿和連桿由圖2a和圖2b中的三個嚙合的錐形齒輪7bp、7ap和11p所替代。因此，位于橫向桿5a內端上的杠桿7a由錐形齒輪7ap所替代，而杠桿7b由連接在軸5b端部上的錐形齒輪7bp所替代。當所述兩錐形齒輪7ap和7bp都與共用錐形齒輪11p相嚙合時，可以使它們反向旋轉，所述共用錐形齒輪的旋轉軸垂直于所述兩橫向扭轉桿旋轉軸。
雖然圖中示出了所有的錐形齒輪，但是，為了清晰起見，僅安裝各錐形齒輪的某一部分同樣也是可以的，因為汽輪軸的轉動通常是不會超過12度的，因此各錐形齒輪本身就不需要旋轉過更大的角度。為了使各錐形齒輪能更可靠地嚙合，可以將它們設計得象其它已知應用情況那樣具有螺旋狀的齒輪齒。可以將附加的另一些錐形齒輪設計成聯動裝置5f，從而可以更可靠地與所述軸相嚙合，并可以使載荷的偏心距更小。
在圖2a和圖2b中，可以看到已略去了各螺旋彈簧(在圖1中以標號4標示)，因此車輛的主支承作用是由各橫向扭轉桿來提供的，所述各橫向扭轉桿以下述方式藉助一彈性裝置而被分解在底盤內于橫梁1d處。各橫向扭轉桿5b嚙合在聯動組件5f(在該圖中將所述聯動組件畫成三個錐形齒輪7bp、7ap和11p)內。這三個錐形齒輪都位于一殼體18內。錐形殼體18設置有任一種適當的系固扣18a，它能為一位于系固扣18a和底盤橫梁1d之間的彈性裝置提供一固定點。
圖2b中示出了液壓氣動支柱(strut)19，以說明與一個或多個氣壓彈簧或儲能器19a相結合的彈性裝置。位于各儲能器19a的嘴部內的各阻尼閥(與那些已知結構相類似，但在該圖中是不能看到的)可以用作一用于該中心彈性裝置的減震器。該中心阻尼結構的優點在于它可以僅為縱向搖動方向輸入提供阻尼作用，由此可以與這種特定頻率要求相適應，而不會反過來以一種不同的頻率來影響橫搖阻尼。橫搖阻尼可以藉助例如標準減震器而設置在各車輪處。
如果省略去各車輪處的螺旋彈簧，中心彈性裝置19必需能為用于車輛該端提供最大的支承作用，如果沒有該裝置，包括雙橫向扭轉桿5a、5b和中心連接裝置5f在內的整個組件將旋轉，并由此將使所述車輛落在橡膠彈簧減震器上。
可以設置任何一種適當組合的彈性裝置，因此靠外的螺旋彈簧與諸如液壓氣動支柱19之類的強力中心彈性裝置一起可以是相對無支承的，或者相反，中心液壓氣動支柱幾乎不提供支承作用，而位于各車輪處的靠外螺旋彈簧可以支承住車輛大部分的重量。或者，每一中心彈性裝置可以支承住因相關的各車輪而產生的車輪整個重量。
因此，諸如液壓氣動支柱19之類的彈性和阻尼支柱可以在一縱向搖動平面內提供一定大小的彈性，以顯著提高縱向搖動方向上的舒適感，同時仍可以保持住穩固的橫搖彈性，從而可以保持住高標準的處理性能，從而使所述車輛在橫搖過程中可以象運動車那樣操控，而在縱向搖動過程中仍能象后座區寬敞豪華的高級小客車那樣舒適。
雖然在圖2a、圖2b中示出了一液壓氣動支柱19，但有時用諸如橡膠塊或螺旋彈簧之類的其它類型的已知彈性裝置來替代所述液壓氣動支柱也是同樣便利的，所述已知型彈性裝置最好也可以容納一阻尼器(減震器)。
提供一液壓氣動支柱而不是一螺旋彈簧的其中一個優點在于液壓氣動支柱可以較佳地與一流體壓力源(流體泵)和貯油器(油箱)相連，因此補充的液壓流體可以導入所述支柱和儲能器內，以使所述車輛向上抬高，或者可以將流體排回到所述油箱內以使車輛降低其高度。這種姿態和高度調節作用是人們所期望的，以當重量被偏心地作用在機器一端上時使所述車輛水平，或者所述車輛可以得益于例如當車輛高速驅動時在兩端降低。但是，應予注意的是，可以除去各扭轉桿和車輛底盤之間的彈性裝置，各橫向扭轉桿例如正由一實心桿支承抵在車輛底盤上。彈力將僅由各扭轉桿的彈力來提供。
因此，要求車輪作有限量行駛距離的高速低振幅的橫搖運動和各動態車輪運動是由從圖中略去的相對剛性橫向扭轉桿(彈簧)和減震器(阻尼器)來解決的。一制動機構14可以防止中心錐形齒輪自由制動，這樣就可防止各橫向扭轉桿反向旋轉，從而有助于根據需要將橫搖減至最小。圖2b中構件14a和14b的作用與圖1a至圖1c所示實施例中采用相同標號的構件所起的作用是相同的。
當在不平的地面上橫向行進時，彈性機構19(圖2a和圖2b)可以為反向旋轉的聯動機構5f(錐形齒輪)提供支承作用，從而可以更容易地使兩橫向扭轉桿反向旋轉。因此，這種懸掛系統可以呈現出多種彈簧剛度，當車輛需要一剛性的抗橫搖響應時或者當更直線地行駛時要求更舒適的縱向搖晃響應時，其響應是有所不同的。
上述實施例具有一優點它可以將至少基本相等的載荷作用于每一車輪。在傳統的懸掛系統中，其中一螺旋彈簧或其它彈性裝置是設置在每一叉形臂處，因此對于所述懸掛系統來說在車輪開始運動之前，必須要克服所述彈性裝置的彈簧力。但是，當各叉形臂沒有任何彈性裝置時，叉形臂就可以自由運動，從而可以藉助所述懸掛系統將至少基本相等的載荷作用于每一車輪上。
下面將描述本發明的另一實施例，它能使所述懸掛系統本身就能本質地區分當抗橫搖性能應被增強或有效降低時各種環境之間的差別，而不需要若干外部傳感器和一ECU或智能系統(intelligence system)。而且，將在下文中描述的所述懸掛系統的各種變型可以對所述系統的各種要求自動且被動地進行響應，以提供所需的響應，而不會有任何外部影響、或者信息或者能量要求。
圖3示出了本發明懸掛系統的另一實施例。該實施例與圖1a至圖1c所示的實施例相似之處在于車輛底盤1是支承在各叉形臂2a、2b、2c、2d上，螺旋彈簧4a、4b、4c、4d也象傳統的懸掛系統那樣進行設置。而且，在車輛底盤1的每一端部的各叉形臂分別是由各對橫向扭轉桿5a、5b、5c、5d而互連的。每對扭轉桿也是藉助象前一實施例那樣呈聯動裝置9a、9b、9c、9d、11a形式的連接裝置11而相連的。主要區別在于一縱向軸20與每對扭轉桿的連接裝置11相連。
縱向軸20在其每一端均設置有一杠桿件11a，從而可以象圖1b和圖1c中的縱向軸12a那樣以相同方式使軸20與連桿裝置9a、9b、9c、9d相連。圖3中的縱向軸20還包括一花鍵接頭21，它可以使軸朝著軸20的縱向進行運動。
所述縱向軸以這樣一種方式來功能性地連接前、后橫向扭轉桿，即所述懸掛系統的各扭轉桿可以根據車輛動態性能來進行一致地反應。這種藉助前、后橫向扭轉桿的縱向軸實現的功能性連接使得所述懸掛系統能將車輛姿態保持和回復到這樣一種位置，即至少基本平行于支承車輛的平均表面平面。
具體地說，當一對對角相對的車輪朝著大體相同的方向并且朝著相對于另一對對角相對的車輪的相反方向而設置時，當發生橫軸鉸接時，各車輪可以自由移動。在這樣一種情況中，即當車輛最初發生橫搖時，當車輛一側上的各車輪朝著大體相同的方向相對于車輛另一側上的各車輪而移動時，各扭轉桿可以象傳統的穩定器那樣起作用，可以為車輛提供橫搖剛度。
但是，在橫軸鉸接情況下，它將使得相鄰的橫向扭轉桿的反向旋轉，這又將導致所述縱向軸旋轉。這樣在各車輪之間就會有傳遞作用力的現象，從而促進了各車輪的移動。應予注意的是，在各扭轉桿之間在相對旋轉程度上會有逐漸的變化，因為車輛要發生橫搖和橫軸鉸接情況的綜合變化。因此，當各支承組件發生橫軸鉸接情況時，如果車輛也正發生橫搖，各扭轉桿只能彼此相對反向旋轉，由此保持住該車輛的橫搖姿態。
圖4示出了所述懸掛系統的另一實施例。所示的所述車輛懸掛系統是這樣的，所述車輛的前部是朝著圖紙的左下角。所述車輛支承在各車輪20、21、22、23上。各螺旋彈簧4a、4b、4c、4d支承住所述車輛底盤(未示)，并能為所述車輛的行駛提供彈性。
扭轉裝置50、51設置在車輛的前部和后部。這些位于車輛前軸和后軸上的扭轉裝置可以是機械連接的，也可以是液壓連接的。由于所述聯動系統便于以一種更普通的形式來裝配和描述，因此，雖然其它的聯動系統也可以用來為所述懸掛系統提供一種區分橫搖運動和橫軸鉸接運動的方法，但是，以下的描述是針對液壓聯動系統來進行的。而且，所述懸掛系統是“被動的”而不是“主動的”。換言之，不需要任何的外部傳感器來對這種自動響應車輛運動的系統進行操控。應予注意的是，圖3所示的系統也是一種“被動”的系統。每一種設置情況都包括一對橫向扭轉桿5a、5b、5c、5d，就象前述實施例所圖示的設置情況的那樣。但是，各扭轉桿是藉助一液壓雙動式液壓缸組件62、63來相互連接的。每一液壓缸組件均具有一缸體62a、63a和一支承在其內以將所述缸體分成一內腔62c、63c和一外腔62d、63d的柱塞62b、63b。在其中一對扭轉桿5b、5c的一端處的杠桿臂7b、7c與缸體62a、63a相連并可以隨之一起移動。另一對扭轉桿5a、5d的杠桿臂7a、7d與柱塞62b、63b相連并可以隨之一起移動。管道64、65為兩液壓缸組件62、63之間提供了流體連通。在本實施例中，每一管道64、65將一液壓缸組件的內腔62c、63c與另一液壓缸組件的外腔62d、63d相連。但是，應予理解的是，兩液壓缸組件之間還可以根據各橫向扭轉桿的設計而采取其它的管道連接方式，所述設計可以顛倒旋轉運動的方向，例如如果一對橫向扭轉桿位于所述軸之后，而另一對橫向扭轉桿位于另一軸之前。因此，外腔可以藉助一管道而相連，而內腔可以藉助另一管道而相連。
還可選擇地設置一流體泵和貯油器組件66，以藉助所述液壓缸組件和有關管道來供送和排放流體。這種設置可以為橫搖彈性提供輔助控制作用，并且還能為車輛提供略呈主動的橫搖控制作用，并有效地幫助橫軸鉸接以克服各彈簧的阻力(當使用彈簧時)。此外，車輛的橫搖姿態可以通過改變液壓管路內的流體容量來進行控制。為此，泵/貯油器組件66是藉助兩輔助管道67、68而與連接兩液壓缸組件62、63的管道64、65相連的，每一液壓缸組件分別與其中一管道64、65相連。儲能器69、70也可以設置輔助管道上，以在所述懸掛系統中提供輔助的彈性。應予注意的是，在車輛行駛過程中，與縱向搖動和整體的運動有關的大部分彈性是由彈簧4a、4b、4c、4d來提供的，而橫搖彈性是僅由任選的儲能器60、70內的彈性來提供的，或者，諸如此類的彈性可以被提供在橫向扭轉桿5a、5b、5c、5d和與之相連的連桿和套筒內。
圖5和圖6示出了當各車輪有橫軸鉸接運動時(圖5)和各車輪有橫搖運動情況時(圖6)，所述系統內部和各液壓缸組件組件的流體流動情況。該示意圖以平面圖示出了所述懸掛系統，其中所述車輛的前部是朝著紙張的頂部。因此由于每一車輪20、21、22、23朝著一大體垂直的方向移動，這種移動就朝著垂直于圖紙平面的方向進行。因此，車輪向上的運動以符號“-”來表示，而車輪向下的運動以符號“+”來表示。
先請參閱圖5，當車輪有橫軸鉸接運動時，對角相鄰的車輪就朝著同一方向一起移動，所述方向與車輛的另一對對角相鄰車輪的移動方向是相反的。在這種情況下，由于各車輪的移動方向，以及各扭轉桿分別與液壓缸組件的缸體和柱塞相連的方式，各扭轉桿進行反向旋轉是可能的。
例如，在前作用力傳遞裝置50中，當左前輪20向上移動而右前輪21向下移動時，由于缸體62a內部柱塞62b的相對運動，前橫向扭轉桿5a、5b的反向旋轉將使得前液壓缸組件62的外腔62d的容積減小，使其內腔62c的容積增大。因此，流體將從外腔62d經管道64流到后液壓缸組件63的內腔63c，同時流體將從后液壓缸63的外腔63d經管道65流到前液壓缸62的內腔62c。這種流體流動是藉后橫向扭轉桿5c、5d的相對運動來進行的。這種流體運動保證了橫軸鉸接運動可以藉助所述懸掛系統而很容易地進行。
與之相比，在圖6中，車輛每一側上的各車輪是朝著同一方向且與車輛另一側上的各車輪的移動方向相反的方向進行移動的。各車輪的移動方向表明了所述車輛正在向左拐彎，從而會使該車輛發生橫搖運動。由于每一橫向扭轉桿各自都企圖進行的旋轉作用，以及每一液壓缸組件的各腔室之間的相互連接，來自每一腔室的流體就受到來自對置腔室的流體的反作用，從而使每一液壓缸組件的柱塞和缸體之間幾乎沒有任何非相對運動。因此，在橫搖過程中，每一對橫向扭轉桿都可以以一種與傳統抗橫搖穩定桿類似的方式進行一致地動作，但卻不同于傳統橫搖桿，所述系統可以提供同時的橫搖控制剛度并因橫軸鉸接而可使車輪自由移動。可以將兩液壓缸之間的連接的功能性關系看作是隨每一液壓缸內部所述柱塞兩端上的壓力差而變。當所述車輛發生如圖6所示的橫搖時，每一液壓缸的柱塞兩端上的壓差相對較高，因此，由流體腔室63d和62b所攜帶的載荷和壓力要高于腔室63b和62d所攜帶的載荷和壓力。但是，在如圖5所示的橫搖鉸接情況下，各柱塞兩端的壓差是相對較低的。因此，當車輛從最初的橫搖狀態移動到橫軸鉸接狀態時，所述壓差可以逐漸減小。
應予注意的是，在傳統的抗橫搖穩定桿系統中，各扭轉桿在拐彎過程中是“扭緊”的，如果拐角處的道路剛好是起伏不平的，需要一定程度的橫軸鉸接，這就要求各扭轉桿的一端被附加地扭緊，而另一端則臨時松弛，這些交替的軸運動可以使得因各車輪產生的重量快速移動，這又使得輪胎瞬時接地面處缺乏足夠的牽引力。因此，在圖3和圖4所示的實施例中，就可以始終保持住各車輪處的對地壓力，從而可以降低在路面狀況較差的道路拐角處上發生滑動的危險性。
另外，在諸如橫向扭轉桿之類的傳統抗橫搖穩定系統中，當一單個車輪撞擊一道路凸起時，或者遇到一凹陷時，所述扭轉桿就會迅速扭緊，從而可以藉助橫向相鄰車輪和彈簧組件以及底盤上的各支承點來削弱所述撞擊，這樣就使得一個車輪可輸入由車輛乘客所感受到小振幅振動。應予理解的是，事實上一個車輪輸入就是一橫軸鉸接，因為它要求兩對角對向的車輪朝著一方向移動，而另一對對角對向的車輪朝著另一方向移動。由于傳統的前、后軸抗橫搖穩定桿是獨立的，因此從本質上說它們不能區分并對一個車輪輸入和橫搖運動作出不同反應，因此所有這些輸入都是以類似的方式進行反應的，由于各車輪之間存在不適當的重量轉移現象，故使得乘坐平順性較差，并使得車輛的方向穩定性較差。相反，所述系統中各構件在結構和功能上的相互關系要求兩軸的相互作用是這樣的，即可以區分橫搖和鉸接并以不同的方式作出反應，因此發生最小鉸接時就象發生一個車輪輸入時一樣，在要求抗橫搖穩定器的剛性為最大從而會導致過度小振幅振動的橫搖運動(在一橫軸上)時，這是不能作到的。所以，在本發明的系統中，對一個車輪輸入所作出的反應是最小的高速鉸接運動，這種高速鉸接運動是不必受到限制的，因此它不必由橫向相鄰的車輪組件來削弱從而帶來不必要的小振幅振動。
圖7所示的實施例與圖4所示的實施例相類似，只是液壓雙動式液壓缸由旋轉式致動器或液壓缸62a、62b所替代。這些旋轉式液壓缸包括一殼體，所述殼體用來支承一可旋轉地支承在其內的轉子，所述轉子將所述殼體分成兩個流體腔室。所述殼體和轉子分別與相鄰橫向扭轉桿中的一個橫向扭轉桿相連。管道64、65與每一旋轉式液壓缸62a、62b的相應流體腔室互連。本實施例的工作與圖4實施例的相同，具體地說，當發生橫軸鉸接時，各車輪可以自由移動，而車輛的橫搖移動可以由各扭轉桿來作出反應。使用旋轉式液壓缸的主要優點在于它不再需要那些位于各橫向扭轉桿上的杠桿臂，從而可以降低容納所述懸掛系統所需的間隙大小，并且可以使整體設置較為簡潔。
圖8和圖9示出了車輛懸掛系統的又一實施例，其中所述車輛也是由本發明的懸掛系統來支承的。該實施例也與圖4所示的實施例相類似，只是沒有各螺旋彈簧，并用一與每一對橫向扭轉桿互連的支承裝置75、76來替代。這樣就可以得到上文指出的優點可以將至少基本相等的載荷作用在每一車輪上。每一支承裝置可以包括將每一橫向扭轉桿與各橫梁75d、76d相連的連桿裝置75b、75c、76b、76c。橫梁75d、76d可以直接與諸如7a、7b之類的杠桿臂相連，從而當各定位裝置被定位時，不再需要連桿75c和75b，從而不會與構件62和63發生沖突。每一橫梁均與一載荷支承組件75a、76a相連。在這種設置安排中，用來支承車輛的作用力是通過各橫向扭轉桿來分解到載荷支承液壓缸組件75a、76a的，所述載荷支承液壓缸組件75a、76a藉助支承裝置82、83而固定于車輛底盤，并能作一定的相對移動以適應位置變化。橫梁裝置的設置平均了由相關載荷組件所攜帶的載荷，這種均化的載荷通過所述載荷支承組件而分解到車輛底盤。所述懸掛系統的彈性是由儲能器80、81來提供的，所述儲能器與每一載荷支承液壓缸組件流體連通。而圖8所示出的車輛支承裝置具有諸個液壓缸和諸個儲能器，應予理解的是，可以用諸如彈簧之類的傳統鋼或橡膠或復合式彈性機構來替代這些彈性裝置。應予注意的是，實施例中的杠桿連接方式與圖4所示的連接方式是相同的。具體地說，每一缸體組件62、63的內腔室是由一管道與另一缸體的外腔室相連的。
根據扭轉桿的這種設計，可以將載荷支承組件設計/建造成通過處于張緊狀態或壓縮狀態來支承所述車輛。舉例來說，在圖8和圖9中可以看到的前載荷支承組件75和連桿75b、75c當支承車輛的靜態重量時通常是處于張緊狀態，而后組件76和連桿76b、76c在同一情況下通常是處于壓縮狀態。
圖10所示實施例的工作方式與圖8所示實施例的工作方式相似。其主要差別在于載荷支承液壓缸組件75a、76a被螺旋彈簧100、101所替代。
圖11示出了又一實施例，它是圖8所示實施例的進一步改進。車輛的重量主要是由那些位于每一叉形臂2a、2b、2c、2d處的螺旋彈簧4a、4b、4c、4d來支承的。載荷支承液壓缸75a、76a是保持不動的。但是，還設置有管道103、104以連接所述兩液壓缸的相應流體腔室。當閥105位于某一位置時，所述閥可以控制兩流體腔室之間的流體流動通道，相應的內流體腔室和各外流體腔室是流體連通的。當所述閥位于一第二位置時，所述連接方式是相反的，因此此時的每一內腔室均與一外流體腔室連通。這種設置可以通過提供升高和降低車輛的裝置來控制所述車輛的縱向搖動。
儲能器106可以設置在每一管道上。這樣就為控制車輛縱向搖動程度提供了一定量的阻尼。
圖12示出了本發明的另一實施例，其工作方式與圖4所示實施例的工作方式是相同的。其主要差別在于各對橫向扭轉桿是由單個的前、后扭轉桿90、91來替代的。每一扭轉桿的一端均藉助一通常用來將抗橫搖穩定桿連接于所述輪軸的落桿與車輪支承組件98、99相連，在該圖中，所述車輪支承組件是單根的輪軸。各扭轉桿的另一端藉助一液壓式雙動液壓缸組件94、95而與所述輪軸相連，所述液壓式雙動液壓缸組件替代了通常用來將所述抗橫搖穩定器與所述輪軸相連的落桿構件，同時還能適應各構件之間夾角的變化。在本具體實施例中，所述抗橫搖穩定器與所述液壓缸腔室殼體相連，而每一液壓缸組件的柱塞桿94b、95b均與車輪支承組件98、99相連。
在圖12所示的實施例中，可以看到，各柱塞桿筆直地穿過各液壓缸，從而使上、下柱塞面具有相等的表面積。在一些情況中，最好是僅僅使用單根的、從液壓缸端的一端延伸出來的柱塞桿，或者使用外徑不同的柱塞桿，以克服不對稱現象并/或提供特定的抗橫搖分裂的幾何形狀(roll split geometrises)。
在本實施例中，當車輛有橫搖運動時，可以防止流體流過管道92、93，所述管道與液壓缸組件94、95的連接方式與前文結合圖4和圖6描述的相同。因此，可以防止固定于液壓缸組件的扭轉桿90、91的端部90a、91a相對于車輪支承件運動，因此，扭轉桿的工作方式與傳統的穩定桿是相同的。在車輪作橫軸鉸接運動時，流體流過所述連接液壓缸組件94、95的管道92、93的流動可以使各扭轉桿的液壓缸組件端部90a、91a相對于車輪支承組件98、99進行運動，從而有助于橫軸鉸接運動。但是，所述車輛懸掛系統的工作方式在其它情況下是與圖4和圖8所示實施例的工作方式相同的。
應予注意的是，每一雙動式液壓缸可以設置有兩個單作用式液壓缸，它們分別與抗橫搖穩定桿的兩端相連。提供使每一單作用式液壓缸的流體腔室與反向的穩定桿的相應液壓缸相連，這種設置的工作方式可以與圖12所示實施例的工作方式大體上相同。
雖然上述所有的實施例都使用了扭轉桿裝置，但是，還應予理解的是，本發明還可以有其它的設置情況，其中用各橫向推/拉桿來替代各扭轉桿，并且連接各扭轉桿的連接裝置可以將拉伸或壓縮作用力作用在每一扭轉桿上。
權利要求
1.一種用于一車輛上的，分別支撐在至少一對橫向相鄰的前支撐組件和至少一對橫向相鄰的后支撐組件上的車輛懸掛系統，懸掛系統包括使至少一對橫向相鄰的前支撐組件相互連接的一力傳輸裝置，以及與至少一對橫向相鄰的后支撐組件相互連接的一力傳輸裝置，力傳輸裝置在相互連接的支撐組件間傳遞力，其特征在于，每個力傳輸裝置包括連接裝置，用它逐漸地改變在連接的支撐組件間由力傳輸裝置傳遞的力的大小和方向，作為至少兩對相互連接的支撐組件相對位置和施加于至少兩對相互連接的支撐組件上負載的一個函數，連接裝置被功能性地連接，使得在連接的支撐組件間由每一個力傳輸裝置所傳遞的力的大小和方向都逐漸地變化，從而使車輛的狀態保持并返回到至少基本平行于支撐車輛的平均表面平面的位置。
2.一種如權利要求1所述的車輛懸掛系統，其特征在于，由力傳輸裝置傳輸的力是一扭轉力。
3.一種如權利要求2所述的車輛懸掛系統，其特征在于，每個力傳輸裝置包括一對橫向扭轉桿，每根扭轉桿分別與一支撐組件連接，通過連接裝置使扭轉桿相互連接。
4.一種如權利要求3所述的車輛懸掛系統，其特征在于，扭轉桿可圍繞著它們的細長車軸旋轉，連接裝置逐漸地控制被聯結的扭轉桿相互的軸向旋轉，使得當進行橫軸鉸接時支撐組件可自由運動，而由扭轉桿對車輛的橫搖運動起反作用。
5.一種如權利要求4所述的車輛懸掛系統，其特征在于，每個連接裝置向一對被聯結扭轉桿提供一機械連接，并且，其中使所述一對橫向相鄰的前支撐組件相互連接的連接裝置和使一對所述橫向相鄰的后支撐組件相互連接的連接裝置通過一機械連接被功能性地連接。
6.一種如權利要求5所述的車輛懸掛系統，其特征在于，機械連接是一使所述連接裝置相互連接的縱向軸，每個連接裝置包括一對聯動部件，每對聯動部件的一端與一扭轉桿連接，而使另一端與縱向軸的一端相互連接，從而可在所述連接裝置間傳輸扭轉力。
7.一種如權利要求3所述的車輛懸掛系統，其特征在于，連接裝置提供扭轉桿的一液壓連接。
8.一種如權利要求7所述的車輛懸掛系統，其特征在于，連接裝置是一雙動式液壓缸，液壓缸具有一缸體和一將缸體分隔成兩個流體腔的柱塞組件，缸體可與一扭轉桿連接，柱塞組件可與另一扭轉桿連接，并且其中，在液壓缸之間提供一流體連通。
9.一種如權利要求8所述的車輛懸掛系統，其特征在于，通過用來連接前扭轉桿連接雙動式液壓缸的兩流體腔和后扭轉桿雙動式液壓缸的兩流體腔的管道裝置提供了流體連通，從而在流體腔間的流體傳遞可在柱塞組件和缸體間相對移動。
10.一種如權利要求9所述的車輛懸掛系統，其特征在于，可以這樣連接流體腔，當進行橫軸鉸接，柱塞組件在每個缸體內的活動允許被連接流體腔間的流體傳遞具有橫穿柱塞組件的壓差最小變化時，支撐組件可自由運動，而通過增加作用在車輛一側上支撐組件的負載，并且同樣減少作用在車輛另一側上支撐組件上的負載來增加橫穿柱塞組件的壓力差對車輛橫搖起反作用，從而控制車輛的橫搖狀態，同時將每個支撐組件上的負載變化減至最小。
11.一種如權利要求10所述的車輛懸掛系統，還進一步包括流體供給裝置，用來向管道裝置提供流體，使得可將流體加入一管道內，并且至少基本上同時從另一管道中流出，從而可控制車輛的橫搖角。
12.一種如權利要求11所述的車輛懸掛系統，還包括與兩管道裝置流體連通的橫搖彈性裝置，諸如一液壓氣動儲能減振器，所述橫搖彈性裝置包括用來阻尼橫搖率的減震裝置以及用來分隔橫搖彈性裝置的分隔裝置，從而提高了橫搖控制。
13.一種如權利要求3所述的車輛懸掛系統，其特征在于，連接裝置是一旋轉的啟動裝置，包括一殼體，殼體用來支撐將殼體分隔成至少兩個流體腔的轉子，殼體可有選擇地與一扭轉桿連接，轉子可與另一扭轉桿連接。
14.一種如權利要求13所述的車輛懸掛系統，包括管道裝置，它可以把前扭轉桿的旋轉起動裝置的兩流體腔與后扭轉桿旋轉啟動裝置的兩流體腔連通。
15.一種如權利要求14所述的車輛懸掛系統，其特征在于，連接流體腔，從而在每個被聯結的旋轉啟動裝置的殼體內逐漸地變化轉子的相對旋轉，使得當進行橫軸鉸接，轉子在每一殼體內的運動允許在被連接的流體腔間的流體傳遞橫穿轉子的壓力差變化最小時，支撐組件可以自由運動，而通過向車輛一側上的支撐組件增加負載，并且相同地向車輛的另一側上的支撐組件減小負載，增加橫穿轉子的壓力差，對車輛橫搖起反作用，從而控制了車輛的橫搖狀態，同時使每個支撐組件的負載變化最小。
16.一種如以上任一權利要求所述的車輛懸掛系統，其特征在于，彈性支撐裝置設置在支撐組件和車輛底盤之間，用來至少基本上支撐車輛的重量。
17.一種如權利要求3至15中任一項所述的車輛懸掛系統，包括一使每對扭轉桿相互連接的叉狀裝置，和一將連接叉狀裝置連接到車輛底盤上的彈性裝置，叉狀裝置將被聯結的支撐組件所攜帶的平均負載傳遞到彈性裝置，這樣彈性裝置至少基本支撐車輛的至少一部分，從而允許車輛在每個支撐組件上保持一至少一平均的負載，而不管憑借支撐組件是如何橫軸鉸接。
18.一種如權利要求17所述的車輛懸掛系統，其特征在于，通過一分別從每一扭轉桿延伸出來的一杠桿臂提供了叉狀裝置，通過一十字部件使杠桿臂相互連接。
19.一種如權利要求18所述的車輛懸掛系統，其特征在于，通過彈性裝置使十字部件結構與車輛底盤相互連接，彈性裝置包括一負載支撐液壓缸，液壓缸具有一與它流體連通的，提供所述彈性支撐的儲能減振器。
20.一種如權利要求19所述的車輛懸掛系統，還包括使叉狀裝置與車輛底盤相互連接的諸雙動式液壓缸，連接液壓缸相應腔的管道裝置，以及用來控制流過每個管道裝置的流體的閥裝置，從而控制車輛的顛簸運動。
21.一種如權利要求20所述的車輛懸掛系統，還包括至少與一個管道通道流體連通的諸儲能減振器。
22.一種如權利要求20或21所述的車輛懸掛系統，還包括用來向所述管道裝置提供流體以及使流體流出所述管道裝置的供給裝置，用來探測車輛狀態的傳感裝置和用來控制所述流體供給裝置的控制裝置，從而允許控制車輛的狀態。
23.一種如權利要求2所述的車輛懸掛系統，其特征在于，力傳輸裝置包括一單個橫向扭轉桿，和將扭轉桿與至少一被聯結的支撐組件相互連接的連接裝置。
24.一種如權利要求23所述的車輛懸掛系統，其特征在于，連接裝置提供了扭轉桿與被聯結的支撐組件的一液壓連接。
25.一種如權利要求24所述的車輛懸掛系統，其特征在于，每個所述連接裝置包括位于扭轉桿一端上的一雙動式液壓缸，液壓缸具有一缸體和一將缸體分隔成兩流體腔的一柱塞組件，缸體和柱塞組件被連接在扭轉桿和相鄰的支撐組件間。
26.一種如權利要求25所述的車輛懸掛系統，其特征在于，液壓缸之間可流體連通，并且其中，通過分別連接前扭轉桿的雙動式液壓缸流體腔以及后扭轉桿雙動式液壓缸流體腔的管道裝置來提供流體連通。
27.一種如權利要求26所述的車輛懸掛系統，其特征在于，流體腔這樣連接，使得當進行橫軸鉸接，柱塞組件在每一缸體內運動允許被連接的流體腔間的流體傳遞橫穿轉子的壓力差變化最小時，支撐組件可以自由運動，而通過向車輛一側上的支撐組件增加負載，并且相同地向車輛的另一側上的支撐組件減小負載，增加橫穿轉子的壓力差，對車輛橫搖起反作用，從而控制了車輛的橫搖狀態，同時使每個支撐組件的負載變化最小。
28.如權利要求27所述的一車輛懸掛系統，其特征在于，連接裝置是一位于扭轉桿每個端部的單動式液壓缸，每個液壓缸具有一缸體和一支撐在缸體內以便在缸體內提供一流體腔的柱塞組件，缸體和柱塞組件被連接到一扭轉桿和相鄰的支撐組件上。
29.一種如權利要求28所述的車輛懸掛系統，其特征在于，在液壓缸間提供一流體連通，其中，通過分別連接前扭轉桿的每個單動式液壓缸的流體腔和后扭轉桿的縱向相反的單動式液壓缸的流體腔的管道裝置提供所述流體連通，流體腔這樣連接使得當進行橫軸鉸接時支撐組件可自由運動，同時通過扭轉桿對車輛的橫搖起反作用，而使每個支撐組件的負載變化最小。
30.一種如權利要求23所述的車輛懸掛系統，其特征在于，連接裝置向扭轉桿提供一機械連接。
31.一種用于一車輛上的，分別支撐在至少一對橫向相鄰的支撐組件上的一車輛懸掛系統，懸掛系統包括與至少一對橫向相鄰的支撐組件相互連接的一力傳輸裝置，力傳輸裝置在相互連接的支撐組件間傳遞力，其特征在于，每個力傳輸裝置包括連接裝置，用它逐漸地控制在連接的支撐組件間由力傳輸裝置傳遞的力大小并改變其方向，以作為被聯結的支撐組件相互移動以及施加到至少一對相互連接支撐組件上負載的函數。
32.一種如權利要求31所述的車輛懸掛系統，其特征在于，由力傳輸裝置傳輸的力是扭轉力。
33.一種如權利要求32所述的車輛懸掛系統，其特征在于，每個力傳輸裝置包括一對橫向扭轉桿，每根扭轉桿分別與一支撐組件連接，通過連接裝置使扭轉桿相互連接。
34.一種如權利要求33所述的車輛懸掛系統，其特征在于，扭轉桿圍繞它們的細長車軸旋轉，連接裝置逐漸地控制被聯結的扭轉桿之間相互的軸向轉動，使得當進行橫軸鉸接時支撐組件可自由運動，而扭轉桿對車輛的橫搖運動起反作用。
35.一種如權利要求34所述的車輛懸掛系統，其特征在于，連接裝置向扭轉桿對提供機械連接。
36.一種如權利要求35所述的車輛懸掛系統，其特征在于，連接裝置包括一對聯動組件，聯動部件的一端與一扭轉桿連接，而另一端與一短軸連接。
37.一種如權利要求36所述的車輛懸掛系統，其特征在于，還包括用來控制短軸的軸向和旋轉運動的軸控制裝置。
38.一種如權利要求37所述的車輛懸掛系統，其特征在于，控制裝置包括一軸制動組件和一旋轉制動組件。
39.一種如權利要求38所述的車輛懸掛系統，其特征在于，由電控裝置控制所述制動組件的啟動，從而允許短軸沿著它細長軸的方向作軸向運動，并且當車輛開始產生橫搖情況時至少能基本抑制它圍繞其細長軸的旋轉，這樣當被聯結的支撐組件沿著與至少基本垂直相反的方向移動時，能抑制短軸沿著它細長軸方向的軸向運動。
40.一種如權利要求35所述的車輛懸掛系統，其特征在于，連接裝置包括一使扭轉桿相互連接的小齒輪(pinion gear)組件，它用來有選擇地允許和限制扭轉桿相互間的反向轉動，小齒輪組件具有一分別與每根扭轉桿的一端連接的小齒輪，一旋轉的被支撐控制小齒輪桿分別與兩小齒輪嚙合。
41.一種如權利要求40所述的車輛懸掛系統，還包括用來控制控制小齒輪的轉動的旋轉控制裝置。
42.一種如權利要求41所述的車輛懸掛系統，其特征在于，旋轉控制裝置包括一旋轉制動組件，制動組件由一電控制裝置啟動，這樣可以控制每個控制小齒輪的旋轉，從而當進行橫軸鉸接時，支撐組件可自由運動，而由扭轉桿對車輛的橫搖運動起反作用。
43.一種如前述任何權項所述的車輛懸掛系統，其特征在于，在每個支撐組件上都設置彈性裝置用來至少基本上支撐車輛的重量。
44.一種如權利要求40至42中任一項所述的車輛懸掛系統，彈性裝置設置在小齒輪組件和車輛底盤之間，用來至少基本支撐車輛的重量，從而允許車輛在每一支撐組件上保持一至少基本平均的負載。
45.一種如權利要求44所述的車輛懸掛系統，其特征在于，彈性裝置是一具有至少一提供車輛阻尼的，聯結有儲能減振器的液壓氣動支柱。
全文摘要
一用于一車輛上的,分別支撐在至少一對橫向相鄰的前支撐組件和至少一對橫向相鄰的后支撐組件上的車輛懸掛系統,懸掛系統包括與至少一對橫向相鄰的前支撐組件相互連接的一力傳輸裝置,以及與至少一對橫向相鄰的后支撐組件相互連接的一力傳輸裝置,力傳輸裝置在相互連接的支撐組件間傳遞力,其中每個力傳輸裝置包括連接裝置,用它逐漸地改變在相互連接的支撐組件間由力傳輸裝置傳遞的力的大小和方向,作為至少兩對相互連接的支撐組件相對位置和施加于至少兩對相互連接的支撐組件上負載的一個函數,連接裝置被功能性地連接,使得在連接的支撐組件間由每一個力傳輸裝置所傳遞的力的大小和方向都逐漸地變化,從而使車輛的狀態保持并返回到至少基本平行于支撐車輛的平均表平面的位置。
文檔編號B60G21/06GK1193940SQ96196481
公開日1998年9月23日 申請日期1996年8月21日 優先權日1995年8月21日
發明者C·B·海林 申請人:凱耐提克有限公司