用于车辆悬架的非线性刚度致动器制造技术

一种用于在车辆中采用的悬架角部的非线性刚度致动器，包括致动器壳体和致动器轴，该致动器轴构造成将致动器力传递至车轮。该致动器还包括主弹性构件组件，该主弹性构件组件设置在致动器壳体和致动器轴之间，并且构造成沿着致动器轴施加主弹性构件力。该致动器附加地包括次弹性构件组件，该次弹性构件组件构造成施加作用在致动器壳体和致动器轴之间的可变次弹性构件力。可变次弹性构件力构造成选择性地增加和减小主弹性构件力，以由此提高致动器的非线性刚度。还提供一种具有此种非线性刚度致动器的车辆。

【技术实现步骤摘要】
用于车辆悬架的非线性刚度致动器引言本公开涉及一种用在车辆悬架中的非线性刚度致动器。当代的公路和越野车辆通常采用悬架系统，该悬架系统通常包括弹簧、减振器以及连接件的系统，这些连接件将车身连接于车辆的车轮。由于作用在车身上的大部分力通过道路和轮胎之间的接触块传递，因而车辆悬架的其中一个主要目的是维持车辆的车轮和道路表面之间的接触。车辆悬架系统通常有助于车辆的道路保持/操纵和制动，以及为车辆乘员提供舒适性和与道路噪声、隆起和振动的合理隔离。由于这些目的通常起冲突，因而悬架的调谐包含发现适合于每个车辆的预期目的的折衷。例如，可以调谐用于运动车辆的悬架以放弃一些乘坐舒适性以换取增强的车辆响应，同时可以针对相反的结果调谐豪华车辆的悬架。这些悬架通常采用弹簧和阻尼器，这些弹簧和阻尼器协配以实现期望的悬架调谐。
技术实现思路
用于在车辆中采用的悬架角部的非线性刚度致动器包括致动器壳体和致动器轴，该致动器轴构造成将致动器力传递至车轮。致动器还包括主弹性构件组件，该主弹性构件组件设置在致动器壳体和致动器轴之间，并且构造成沿着致动器轴施加主弹性构件力。致动器附加地包括次弹性构件组件，该次弹性构件组件构造成施加作用在致动器壳体和致动器轴之间的可变次弹性构件力。可变次弹性构件力构造成选择性地增加和减小主弹性构件力，以由此提高致动器的非线性刚度。主弹性构件组件可包括机构，该机构构造成调节主弹性构件力。车辆可包括防侧倾杆。在此种实施例中，致动器轴可固定于防侧倾杆。附加地，主弹性构件组件可包括多个扭转弹簧，这些扭转弹簧将调节机构连接于防侧倾杆，且次弹性构件组件可固定于致动器壳体。此外，防侧倾杆可包括斜面元件，该斜面元件构造成当防侧倾杆扭转以产生作用在致动器壳体和致动器轴之间的可变次弹性构件力时压缩次弹性构件组件，并且由此产生致动器的非线性刚度。调节机构可包括马达和传动齿轮组，该马达构造成电动机、气动伺服机构、液压伺服机构中的至少一种，该传动齿轮组构造成调节主弹性构件力。主弹性构件组件可包括第一弹性座、第二弹簧座以及压缩弹簧，该第一弹性座连接于马达，且该压缩弹簧设置在第一弹簧座和第二弹簧座之间。压缩弹簧可在车身的重量下压缩在第一弹性座和第二弹簧座之间，且次弹性构件组件可安装于第二弹簧座。在此种实施例中，第二弹簧座可构造成响应于来自车轮的输入力而相对于致动器壳体移动。次弹性构件组件可包括多个辅助弹簧和辊子。在此种实施例中，每个辅助弹簧可与辊子中的相应一个操作地连接，且每个辊子可与致动器壳体操作地接触。致动器壳体的特征可在于，内表面沿着第一轴线设置并且限定构造成引导辊子的轮廓。在此种实施例中，多个辅助弹簧中的每一个可构造成使得相应辊子沿着正交于第一轴线的第二轴线延伸为与内表面的轮廓相接触，以在第二弹簧座平移的情形下遵循内表面的轮廓，并且由此限定致动器的非线性刚度。悬架角部可包括阻尼器组件，且致动器轴可构造成压缩阻尼器组件。次弹性构件组件的可变力可构造成在致动器轴的冲程之上逐渐地改变，以由此选择性地补充和减小主弹性构件力并且改变致动器力。在剖视图中，致动器壳体内表面的轮廓可包括大体沙漏形状。此外公开一种车辆，该车辆具有车身、车轮以及悬架角部，该悬架角部将车轮连接于车身。悬架角部构造成维持车轮和道路表面之间的接触，并且提供车轮和车身之间的振动隔离。悬架角部采用上文描述的非线性刚度致动器。当结合附图和所附权利要求时，从用于执行所描述的本公开的实施例和最佳模式的以下具体实施方式中，本公开的上述特征和优点以及其它特征和优点会显而易见。附图说明图1是根据本公开的具有悬架系统的机动车辆的平面图。图2是根据本公开的图1中示出的车辆的代表性悬架角部的示意放大剖视图，该悬架角部具有弹性阻尼器组件和防侧倾杆组件。图3是根据本公开的图2中示出的弹簧阻尼器组件中采用的非线性刚度致动器的一个实施例的示意剖视图。图4是根据本公开的图2中示出的弹簧阻尼器组件中采用的非线性刚度致动器的另一个实施例的示意剖视图。图5是根据本公开的图2中示出的弹簧阻尼器组件中采用的非线性刚度致动器的又一个实施例的示意剖视图。图6是根据本公开的图2中示出的防侧倾杆组件中采用的非线性刚度致动器的一个实施例的示意剖视图。图7是图6中示出的非线性刚度致动器的示作总体视图的示意俯视图。具体实施方式参照附图，其中，类似的附图标记指代类似的部件，图1示出机动车辆10的示意图，该机动车辆包括车身12。车辆10包括动力系14，该动力系构造成推进车辆。如图1中所示，动力系14包括发动机16和变速器18。动力系14还可包括一个或多个马达/发电机和燃料电池(均未示出)，但采用这些装置的动力系14构造会由本领域技术人员意识到。车辆10还包括多个车轮，这些车轮包括前车轮20和后车轮22。虽然在图1中示出四个车轮(即，成对前车轮20和成对后车轮22)，但还可设想具有更少或更多数量车轮的车辆。如图所示，车辆悬架系统24将车身12操作地连接于前车轮和后车轮20、22，用于维持车轮和道路表面13之间的接触，以及用于维持车辆10的操纵。悬架系统24包括多个关节26，每个关节均构造成经由车轮榖和轴承组件(未示出)支承相应的车轮20、22。每个关节26可经由上部控制臂30和下部控制臂32操作地连接于车身12。图2示出悬架系统24的相应角部28，该悬架系统包括代表性关节26。虽然图2中示出悬架系统24的特定构造，但还可设想其它车辆悬架设计。因此，每个悬架角部28将其相应的车轮20、22连接于车身12，并且构造成维持车轮20、22和道路表面13之间的接触，以及车身12相对于所述车轮的控制。此外如图2中所示，每个单独的悬架角部28建立车身12相对于道路表面13的特定高度H，即车辆装载高度。此外，每个悬架角部28提供相应车轮20、22和车身12之间的振动隔离，以及对来自道路表面13的例如由于各种道路表面缺陷和起伏(例如，隆起和坑洼)产生的激励力的衰减。例如在图1和图2中可观察到的是，每个悬架角部28包括至少一个非线性刚度的低粗糙度致动器34。在悬架角部28的所示出实施例中，致动器34构造成产生相对较低的动态内部刚度，以使得车身12的质量与车轮20、22的质量以及由于道路表面13产生的外部力或振动隔离，同时呈现相对较高的静态刚度。从这里起，将相对于车辆悬架角部28的环境确切地描述致动器34。然而，并不排除将非线性刚度的低粗糙度致动器34用在任何系统、车辆或其它中可受益于两个系统质块经由相对较低的致动器动态刚度动态地脱开，同时具有经由相对较高的致动器静态刚度在各个质块之间在静态状况中传递相当大力的能力。如图3-5中所示，低粗糙度致动器34包括致动器壳体36，该致动器壳体构造成保持下文讨论的致动器的各个内部部件。低粗糙度致动器34还包括致动器轴38(图3-4中示出)，该致动器轴构造成将致动器力Fa从致动器通过悬架角部28的其它部件传递至相应的车轮20、22。低粗糙度致动器34附加地包括主弹性构件组件40，该主弹性构件组件构造成产生主弹性构件力Fp，该主弹性构件力可构造成相对于相应的车轮20、22悬置车身12并且限定致动器34的非线性刚度，或者仅仅限定致动器的非线性刚度。主弹性构件组件40可设置在致动器壳体36和致动器轴38之间，并且可构造本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于车辆中采用的悬架角部的非线性刚度致动器，所述车辆具有车身和车轮，所述非线性刚度致动器包括：致动器壳体；致动器轴，所述致动器轴构造成将致动器力传递至所述车轮；主弹性构件组件，所述主弹性构件组件设置在所述致动器壳体和所述致动器轴之间，并且构造成沿着所述致动器轴施加主弹性构件力；以及次弹性构件组件，所述次弹性构件组件构造成施加作用在所述致动器壳体和所述致动器轴之间的可变次弹性构件力，其中，所述可变次弹性构件力构造成选择性地增加和减小所述主弹性构件力，以由此提高所述致动器的非线性刚度。

【技术特征摘要】
2017.10.23 US 15/7905951.一种用于车辆中采用的悬架角部的非线性刚度致动器，所述车辆具有车身和车轮，所述非线性刚度致动器包括：致动器壳体；致动器轴，所述致动器轴构造成将致动器力传递至所述车轮；主弹性构件组件，所述主弹性构件组件设置在所述致动器壳体和所述致动器轴之间，并且构造成沿着所述致动器轴施加主弹性构件力；以及次弹性构件组件，所述次弹性构件组件构造成施加作用在所述致动器壳体和所述致动器轴之间的可变次弹性构件力，其中，所述可变次弹性构件力构造成选择性地增加和减小所述主弹性构件力，以由此提高所述致动器的非线性刚度。2.根据权利要求1所述的非线性刚度致动器，其中，所述主弹性构件组件包括构造成调节所述主弹性构件力的机构。3.根据权利要求2所述的非线性刚度致动器，其中，所述车辆包括防侧倾杆，其中，所述致动器轴固定于所述防侧倾杆，并且其中，所述主弹性构件组件包括多个扭转弹簧，所述多个扭转弹簧将所述调节机构连接于所述防侧倾杆，所述次弹性构件组件固定于所述致动器壳体，所述防侧倾杆包括斜面元件，所述斜面元件构造成当所述防侧倾杆扭转以产生作用在所述致动器壳体和所述致动器轴之间的所述可变次弹性构件力时压缩所述次弹性构件组件，且由此产生所述致动器的非线性刚度。4.根据权利要求2所述的非线性刚度致动器，其中，所述调节机构包括马达和传动齿轮组，所述马达构造成电动机、气动伺服机构、液压伺服机构中的至少一种，所述传动齿轮组构造成调节...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·苏普林，A·苏伊萨，K·德兰格贝克，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US