CN110116755A - 机动车辆后轮的具有主动轮距控制功能的独立车轮悬架装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机动车辆的后轮(48)的独立车轮悬架装置(10)，其包含控制臂(12)和可控致动器(26)。该控制臂(12)能够铰接到机动车辆的底盘并且能够连接到轮架。致动器(26)能够固定到底盘上并且能够可操作地连接到控制臂(12)的前外端16。根据本发明，当控制致动器(26)时，上述致动器设置成进行长度改变，该长度改变大体上是在平行于直行行驶方向(46)的方向上。

Description

机动车辆后轮的具有主动轮距控制功能的独立车轮悬架装置
技术领域
本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的机动车辆后轮的独立车轮悬架装置，包含控制臂和能够可操作地连接到控制臂的可控致动器。本发明还涉及一种如权利要求9的前序部分所述的机动车辆，包含这种右侧和左侧独立车轮悬架装置。
背景技术
车辆技术领域中，在现有技术中已知用于机动车辆车轮的非常不同类型的悬架。如今，主要是独立车轮悬架用于乘用机动车辆，其中车轴的两个相对的车轮可以彼此独立地偏转。
从现有技术中已知用于机动车辆后轮的独立车轮悬架，通过使用可控致动器允许单独后轮的轮距调节。结果，例如可以有利地减少机动车辆的转向圈。特别地，在低速驾驶操纵中，即当进出停车位操纵时，附加的后轮转向相对于驾驶舒适性和机动车辆的移动性提供了改进。
在现有技术中已知各种实施例，其中致动器可操作地设置在车辆的轮架和车轮悬架的控制臂之间。
例如，DE 10 2011 007 283 A1公开了一种用于车辆的独立车轮悬架，该独立车轮悬架用于双辙车辆的后轮，该独立车轮悬架能够通过致动器转向，其轮架由在车辆纵向方向上延伸的拖臂以及在车辆横向方向上延伸的两个横向控制臂引导并且位于不同高度的平面处。横向控制臂借助于螺栓或类似物通过橡胶轴承或具有至少最小旋转自由度的接头固定到轮架上。借助于这两个螺栓，拖臂也分别通过橡胶轴承或具有至少最小旋转自由度的接头安装在轮架上，使得轮架相对于拖臂围绕枢转轴线是至少最小可枢转的，该枢转轴线大体上沿垂直方向延伸并且由这些橡胶轴承或接头形成。由此形成的轮架的这种旋转自由度受到拉杆元件的限制，该拉杆元件铰接到轮架并且可借助于致动器调节元件至少部分地在车辆横向方向上移动。致动器调节元件设置在拖臂和拉杆元件之间。
在DE 10 2006 055 294 A1中提出了一种用于机动车辆的具有主动轮距调节功能的独立车轮悬架。在独立车轮悬架中，配置为H形控制臂的车轮控制臂借助于控制臂轴承在铰接点处铰接在轮架上。在这种情况下，控制臂轴承设置有由致动器可致动的调节机构，车轮控制臂的铰接点与轮架之间的相对间距在车辆横向方向上是可调节的。
EP 1 939 072 A2描述了一种乘用机动车辆，其除了可转向前轮之外还包含至少一对可转向后轮，其中后轮设计成提供额外的转向，以便通过后轮从直线前进位置的角移动来补充前轮的转向。乘用机动车辆还包含具有前部和后部的车身以及后悬架装置，上述后悬架装置包含左侧和右侧悬架子总成以及前轮和后轮，其中每个后轮悬架子总成在分别承载至少一个后轮。
每个悬架子总成包含致动器，该致动器在一点处连接到转向节的拉杆元件并且在内侧的第二点处连接到悬架子总成的半拖臂。致动器能够通过控制控制装置来致动，以便在转向节和半拖臂之间产生相对运动，从而提供后轮相对于车身的在直行位置的每侧转向至少5度的角度。
此外，从现有技术中还已知将致动器可操作地设置在车辆的轮架和底盘之间。
因此，例如在DE 10 2006 055 288 A1中公开了一种用于机动车辆的独立车轮悬架，该独立车轮悬架具有用于后轮的依赖于速度的轮距调节功能的主动轮距调节功能。独立车轮悬架设置用于在机动车辆的车身的子总成上的多个铰接轮架，并且包含安装在车辆侧面的致动器和致动构件，该致动构件通过致动器是可致动的并且作用在轮架上使得通过其致动轮架的位置能够相对于车辆纵向方向改变。控制臂例如配置为H形控制臂。
另外，在DE 10 2015 202 209 A1中提出了一种用于车辆的后轮转向机构、相应配备的车辆以及用于操作后轮转向的方法。该方法规定至少一个轮架通过致动器枢转，使得连接到轮架的车轮对于其相对于车辆纵向的可变转向角度对齐。致动器设置在车辆的副车架或车身与轮架之间并且包含电动马达，电动马达的旋转运动被转换成致动器的平移运动，用于使轮架枢转。电动马达的旋转运动通过非线性传递函数转换为平移运动。
关于所阐述的现有技术，具有用于轮距调节的可控致动器的机动车辆后轮的独立车轮悬架的领域仍有进一步改进的空间。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于机动车辆后轮的独立车轮悬架，其允许有效、可控地调节后轮的轮距，其中独立车轮悬架同时设计成具有为了能够为机动车辆的不构成底盘一部分的其他部件提供安装空间的紧凑结构。特别地，不构成底盘的一部分的部件可以由可充电驱动电池、电驱动马达和/或电驱动马达的电力电子***的部件构成。
根据本发明，该目的通过具有权利要求1的特征的机动车辆的后轮的独立车轮悬架装置实现。该目的还通过如权利要求9所述的机动车辆实现。各从属权利要求公开了本发明的其他特别有利的实施例。
应该提到的是，在以下描述中单独提出的特征和措施可以以任何技术上有利的方式组合在一起，并且公开了本发明的其他实施例。该描述另外结合附图表述和指定本发明。
根据本发明的机动车辆后轮的独立车轮悬架装置包含控制臂，该控制臂能够通过内部和车身侧的端部铰接到机动车辆的底盘并且能够在轮架侧的端部处连接到轮架。独立车轮悬架装置还包含可控致动器，该可控致动器能够通过车身侧的端部固定到底盘上，并且能够通过远离底盘的端部可操作地连接到控制臂的前外端。
在这种情况下，当控制致动器时，上述致动器设置成执行长度改变，该长度改变大体上是在平行于直行行驶方向的方向上。
“机动车辆”应理解为在本发明的含义内，特别是作为乘用机动车辆、货车、卡车、半挂车或公共汽车。
术语“可操作地连接”旨在被理解为在本发明的含义内，特别是，可操作地连接的对象机械地连接在一起，使得在对象之间力和/或扭矩和/或扭转力矩的传递是可能的。在这种情况下，传递既可以通过直接接触也可以通过中间元件间接地进行。
术语“为此设置”旨在被理解为在本发明的含义内，特别是，如为其特别编程、设计或安排的那样。
术语“大体上平行”应理解为在本发明的含义内，特别是，与平行度的偏差的绝对值小于20°，优选小于15°，特别优选小于10°。
通过由致动器执行的长度改变，控制臂可以绕其内部和车身侧的端部枢转，由此能够改变后轮的轮距。
由于所提出的致动器设置在控制臂的前外端上，后轮的独立车轮悬架装置的紧凑设计是可能的，从而使得能够节省内部安装空间并将其分配给不构成底盘的一部分的其他部件。例如，所节省的内部安装空间可以用于可充电电池或者通过燃料电池堆作为机动车辆的电驱动器的能量源，由此通过后轮的悬架装置的部件可以至少减小用于接收电能源的安装空间的关于形状和尺寸方面的限制。
另外，在所提出的独立车轮悬架装置中，可以有利地确保长度改变由致动器执行并且因此以特别有效的方式将力引入控制臂，因为致动器引入控制臂的力的方向在长度改变期间保持恒定。此外，通过所提出的独立车轮悬架装置的合适设计，可以实现通过由致动器引入到控制臂中的力，以特别有效的方式围绕内部和车身侧的端部将扭矩施加在控制臂上，使得后轮的轮距调节所需的力可以保持在最小水平。
优选地，由致动器执行的长度改变的方向是恒定的；换句话说，提供致动器以在完全预定的区域中执行与直行行驶方向平行的线性长度变化。
在独立车轮悬架装置的优选实施例中，控制臂在内部和车身侧的端部以及前外端上的铰接位置在横向于直行行驶方向的方向上彼此间隔开，并且能够以相对于后轮的旋转轴线且在后轮的旋转轴线上游的相同间距设置在直行行驶方向上。以这种方式，通过独立车轮悬架装置的紧凑设计，可以实现有利的杠杆比以通过致动器将力引入控制臂。
优选地，可控致动器配置为电动或气动可控致动器。这种致动器在商业上是可获得的并且与机动车辆中通常可用的用于控制器的能量源兼容，从而可以以简单的方式提供可控致动器。优选地，可控致动器配置为电动或气动的可控线性致动器。
在独立车轮悬架装置的优选实施例中，控制臂大体上构造成三角形，其中控制臂的内部和车身侧的端部以及前外端形成三角形的两个角。以这种方式，可以以足够的稳定性实现独立车轮悬架装置的紧凑且轻质的设计。
优选地，提供用于控制臂在内部和车身侧的端部的铰接和/或用于控制臂的前外端的铰接的弹性体轴承衬套。以这种方式，控制臂结构上简单的铰接可以设置在底盘上和/或可控致动器上。弹性体轴承衬套可以以简单的方式提供预定的枢转区域，该枢转区域用于由于致动器执行的长度改变而导致控制臂的运动。
优选地，轴承衬套的枢转轴线横向于直行行驶方向设置。
或者，可以提供用于控制臂在内部和车身侧的端部和/或前外端上的铰接的球形接头，由此可以无间隙地实现铰接。
优选地，致动器的远离底盘的端部构造成叉形，并且为了控制臂的前外端上的铰接，弹性体轴承衬套能够接收在致动器的配置为叉形的端部中。结果，可以以简单的方式在致动器的远离底盘的端部和控制臂的前外端之间提供可枢转的操作连接。
优选地，用于附接阻尼元件的装置设置在控制臂的轮架侧的端部处。通过以这种方式实现的阻尼元件的附接，可以实现激励振动的有效阻尼。优选地，阻尼元件配置为减震器。此外，因此如上所述的可以节省内部安装空间，不能构成底盘的一部分的部件能够被分配到此处。
此外，用于容纳用于悬架的螺旋压缩弹簧的弹簧座优选地设置在控制臂的轮架侧上的端部处。“螺旋弹簧”应理解为在本发明的含义内，特别是作为弹簧，其由缠绕成螺旋形状的弹簧丝形成。在这种情况下，螺旋弹簧的外部形状可以是圆柱形、球形或桶形。通过以这种方式设计的螺旋压缩弹簧的设置可以实现有效的悬挂，其中也可以通过外部装置节省内部安装空间。
在本发明的另一特征中，提出了一种机动车辆，其包含所提出的机动车辆后轮的独立车轮悬架装置的右侧和左侧实施例。在这种情况下，控制臂在内部和车身侧上的端部与机动车辆底盘铰接，并且在轮架侧的端部处连接到轮架。可控致动器通过内部和车身侧上的端部固定在底盘，并且通过远离底盘的端部与控制臂的前外端铰接。
结合所提出的独立车轮悬架装置描述的优点能够整体转移到这种机动车辆。
在机动车辆的优选实施例中，提供电动或电子控制单元用于控制可控致动器，其中控制单元在功能技术方面与机动车辆的转向单元连接。例如，功能技术连接可以在于，控制单元通过数据***连接接收来自电子车辆控制单元的数据和/或指令信号，该电子车辆控制单元尤其用于检测转向角度锁定和车速。数据***连接可以是无线和/或有线的。
附图说明
在从属权利要求和以下描述中公开了本发明的其他有利实施例，其中：
图1示出了根据本发明的机动车辆的后轮在平面图中处于安装状态的独立车轮悬架装置的示意图。
具体实施方式
图1以平面图示出了根据本发明的机动车辆的后轮的独立车轮悬架装置10的一个可行实施例的示意图。举例来说，后轮由机动车辆的左后轮48形成。根据本发明的位于机动车辆的右后轮中的另一种独立车轮悬架装置未在图1中示出，该独立车轮悬架装置相对于左后轮48的独立车轮悬架装置10大体上镜像对称地构造，使得通过左后轮48的独立车轮悬架装置10描述根据本发明的独立车轮悬架装置就足够了。
配置为乘用机动车辆的机动车辆的直行行驶方向46在图1中是从下附图边缘到上附图边缘，即平行于X方向。
独立车轮悬架装置10包括控制臂12，该控制臂12大体上构造成三角形。控制臂12具有在内部和车身侧的端部14、前外端16和在轮架侧的端部18。控制臂12在内部和车身侧的端部14和前外端16形成三角形的两个角。连接控制臂12的内部和车身侧的端部14和前外端16的前边缘20构造成凸形，以便减轻重量。
控制臂12在内部和车身侧的端部14处铰接到机动车辆的底盘(未示出)。第一弹性体轴承衬套22设置用于控制臂12在内部和车身侧上的端部14上的铰接，上述弹性体轴承衬套配置为橡胶滑动轴承衬套，其中上述弹性体轴承衬套的枢转轴线24横向于直行行驶方向46设置。
控制臂12的在轮架侧的端部18以本身已知的方式连接到轮架，该轮架设置用于接收由车轮-轮胎组合形成的机动车辆的左后轮48，使得左后轮48绕水平旋转轴线50可旋转地安装。
独立车轮悬架装置10还包括可控致动器26，该可控致动器26例如被配置为电可控(电磁)线性致动器。致动器26包含在车身侧的端部28和远离底盘的端部30。致动器26通过合适的紧固元件32经由车身侧的端部28固定地附接到底盘。远离底盘的端部30配置为叉形并且通过第二弹性体轴承衬套34可操作地连接到控制臂12的前外端16，该第二弹性体轴承衬套34固定连接到控制臂12的前外端16，该第二弹性体轴承衬套34可枢转地接收在致动器26的端部30中，用于铰接的该端部30具有叉形构造并且是远离底盘。第二弹性体轴承衬套34配置为橡胶-滑动轴承衬套。第二弹性体轴承衬套34的枢转轴线36横向于直行行驶方向46设置。
在替代实施例中，也可以使用球形接头代替第一弹性体轴承衬套22和/或第二弹性体轴承衬套34。
这里使用的术语“第一”、“第二”等仅用于区分的目的。特别地，这些术语的使用并不隐含结合这些术语引用的对象的顺序或优先级。
控制臂12在内部和车身侧的端部14和控制臂12的前外端16的铰接位置在横向于直行行驶方向46的方向上彼此间隔开并且在直行行驶方向46上相对于后轮48的旋转轴线50并且在其上游以相同的间距设置，使得第一弹性体轴承衬套22的枢转轴线24和第二弹性体轴承衬套34的枢转轴线36对齐。
用于附接阻尼元件(未示出)的装置38设置在控制臂12的轮架侧的端部18上，上述阻尼元件配置为传统的减震器。此外，弹簧座40设置在控制臂12的轮架侧的端部18上，用于接收悬架(未示出)的螺旋压缩弹簧。
机动车辆还包含用于控制后轮48的左侧独立车轮悬架装置10的可控致动器26的电子控制单元42，其中电子控制单元42还用于控制右侧独立车轮悬挂装置的可控致动器。当由控制单元42控制时，提供和/或使用每个可控致动器26以执行长度改变(在图1中通过双侧箭头指示)，该长度改变是在平行于直行行驶方向46的方向上。通过致动器26进行的长度改变，控制臂12以相应的方式围绕内部和车身侧的端部14枢转，由此相应的后轮的轮距能够被改变。
电子控制单元42通过数据***连接从电子车辆控制单元(未示出)接收指令信号，在功能技术方面与机动车辆的转向单元连接，该数据***连接例如由CAN(ControllerArea Network，控制器区域网络)总线44，其在汽车技术中广泛可用，其中电子车辆控制单元尤其用于检测转向角锁定和车辆速度，并且根据检测到的变量确定指令信号。
附图标记列表：
10 独立车轮悬挂装置
12 控制臂
14 内部和车身侧的端部
16 前外端
18 在轮架侧的端部
20 前边缘
22 第一弹性体轴承衬套
24 枢转轴线
26 致动器
28 在车身侧的端部
30 远离底盘的端部
32 紧固元件
34 第二弹性体轴承衬套
36 枢转轴线
38 阻尼元件的连接装置
40 弹簧座
42 电子控制单元
44 CAN总线
46 直行行驶方向
48 后轮
50 旋转轴线

Claims (10)

1.一种机动车辆的后轮(48)的独立车轮悬架装置(10)，包含：
-控制臂(12)，所述控制臂(12)能够通过内部和车身侧上的端部(14)铰接到所述机动车辆的底盘并且能够在轮架侧的端部(18)处连接到所述轮架，以及
-可控致动器(26)，所述可控致动器(26)能够通过车身侧上的端部(28)紧固到所述底盘并且能够通过远离所述底盘的端部(30)可操作地连接到所述控制臂(12)的前外端16，
其特征在于，
当控制所述致动器(26)时，所述致动器设置成进行长度改变，所述长度改变大体上是在平行于直行行驶方向(46)的方向上。
2.如权利要求1所述的独立车轮悬架装置(10)，
其特征在于，
所述控制臂(12)在内部和车身侧的所述端部(14)和所述控制臂(12)的所述前外端(16)上的铰接位置在横向于所述直行行驶方向(46)的方向上彼此间隔开，并且能够在所述直行行驶方向(46)上相对于所述后轮(48)的旋转轴线(50)或在所述旋转轴线(50)上游以相同间距设置。
3.如权利要求1或2所述的独立车轮悬架装置(10)，
其特征在于，
所述可控致动器(26)配置为电动或气动可控线性致动器。
4.如前述权利要求之一所述的独立车轮悬架装置(10)，
其特征在于，
所述控制臂(12)大体上配置成三角形，其中所述控制臂(12)的内部和车身侧的所述端部(14)和所述前外端(16)形成所述三角形的两个角。
5.如前述权利要求之一所述的独立车轮悬架装置(10)，
其特征在于，
弹性体轴承衬套(22、34)设置用于所述控制臂(12)在内部和车身侧的所述端部(14)的铰接和/或用于所述控制臂(12)的所述前外端(16)的铰接。
6.如前述权利要求之一所述的独立车轮悬架装置(10)，
其特征在于，
所述致动器(26)的远离所述底盘的所述端部(30)配置成叉形，其中为了所述控制臂(12)的所述前外端(16)上的所述铰接，弹性体轴承衬套(34)能够被接收在所述致动器(26)的配置成叉形的所述端部中。
7.如前述权利要求之一所述的独立车轮悬架装置(10)，
其特征在于，
用于附接阻尼元件的装置(38)设置在所述控制臂(12)在轮架侧上的所述端部(18)上。
8.如前述权利要求之一所述的独立车轮悬架装置(10)，
其特征在于，
用于接收所述悬架的螺旋压缩弹簧的弹簧座(40)设置在所述控制臂(12)在轮架侧上的所述端部(18)上。
9.一种机动车辆，包含右侧和左侧独立车轮悬架装置(10)，特别是如权利要求1至8中任一项所述的独立车轮悬架装置(10)，
其特征在于，
所述控制臂(12)通过内部和车身侧上的端部(14)与所述机动车辆的所述底盘铰接，并且在轮架侧的端部(18)处连接到所述轮架上，并且
可控致动器(26)通过车身侧上的端部(28)固定到所述底盘上，并且所述可控致动器(26)通过远离所述底盘的端部(30)与所述控制臂(12)的前外端(16)铰接。
10.如权利要求9所述的机动车辆，
其特征在于，
电动或电子控制单元(42)设置用于控制所述可控致动器(26)，其中所述控制单元(42)在功能技术方面与所述机动车辆的转向单元连接。
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