用於車輛的電子控制懸架系統的製作方法
2023-06-16 04:43:11
用於車輛的電子控制懸架系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種用於車輛的電子控制懸架系統。該電子控制懸架系統包括支柱組件，所述支柱組件聯接到車身，並且所述支柱組件的下部穿過外殼而插入，以便吸收來自車輪的搖動。所述系統進一步包括位於所述支柱組件的下部的車輛高度控制模塊，其中所述控制模塊包括形成在所述支柱組件中的螺旋形引導凹槽和裝配到所述引導凹槽中的引導構件。利用電動機使所述引導構件旋轉，以使所述引導構件沿著所述引導凹槽運動，從而使得所述支柱組件豎直運動以控制車輛的高度。
【專利說明】用於車輛的電子控制懸架系統
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請根據35U.S.C.§ 119 (a)要求2012年12月17日提交的韓國專利申請N0.10-2012-0147877的權益，並通過引用將其全文納入本文。
【技術領域】
[0003]概括而言，本發明涉及一種用於車輛的電子控制懸架(ECS)系統，更具體而言，涉及這樣一種用於車輛的電子控制懸架(ECS)系統，該系統配置為通過利用電動機改變具有減震器的支柱組件的位置來自動地控制車輛的高度。
【背景技術】
[0004]通常而言，懸架系統可以理解為包括減震器、彈簧、懸架臂等的系統，懸架系統配置為吸收從道路產生的震動，從而使傳遞到車身或乘客的震動最小。該懸架系統在豎直方向上由彈簧和減震器支撐，並且在其他方向上適當地以剛度換取柔度，從而機械地調整車身與車輪之間的相對運動。另外，在以高速行駛時，懸架系統還運行以保持輪胎與地面的緊密接觸，使得車身接近地面。
[0005]然而，當車身到地面較低時，車輛在行駛時可能會碰撞或刮蹭在道路上的減速帶或在未鋪砌的道路上的不均勻部分，並且當行駛狀況，比如側傾動作、俯仰動作等發生時，車輛傾斜，因此降低了行駛的舒適性和操縱的穩定性。
[0006] 因此，為了車輛位置的自動控制，已開發並利用了用於減震器的電子控制的電子控制懸架，並且也已經開發了採用被動液壓系統的主動懸架作為利用平板和減震器的替代方案來控制車輛的振動，使行駛的穩定性和操縱穩定性得以獲得。
[0007]然而，現有的主動懸架需要各種元件，比如液壓泵、儲液器、液壓管路、液壓缸等，使得現有的系統成為複雜的主動懸架系統，該系統還由於液壓機構的特性而降低了燃油效率，並增加了二氧化碳排放。
[0008]此外，某些懸架系統僅僅提供了通用的支柱結構，因此其不能通過改變支柱組件的位置來控制車輛的位置並從而自動控制車輛的高度。
[0009]提供對於相關技術的描述僅是為了本發明的【背景技術】的理解，因此不應該通過本領域的普通技術人員將其解釋為被承認的相關技術。
【發明內容】
[0010]相應地，本發明提供了一種用於車輛的電子控制懸架系統，該系統配置為通過利用電動機的旋轉力改變支柱組件的豎直位置來自動地控制車輛的高度。
[0011]根據本發明的一個方面，用於車輛的電子控制懸架(ECS)系統包括:外殼,所述外殼具有打開的上端部和聯接到車輪的下端部；支柱組件，所述支柱組件在其上端部處聯接到車身，並且所述支柱組件的下部穿過所述外殼的上端部而插入，以便吸收從所述車輪傳遞的搖動；以及車輛高度控制模塊，所述車輛高度控制模塊設置在所述支柱組件的下部，並且具有位於所述支柱組件的下部中的螺旋形引導凹槽和裝配到所述引導凹槽中的引導構件，其中利用來自電動機的旋轉力使所述引導構件旋轉，以使所述引導構件沿著所述引導凹槽運動，從而使得所述支柱組件豎直運動以控制車輛的高度。
[0012]所述車輛高度控制模塊可以包括:電動機，所述電動機提供向前和向後的旋轉；引導管道，利用形成在所述支柱組件的下部的圓周中的所述螺旋形引導凹槽將所述引導管道固定到所述支柱組件的下部；以及旋轉軸，所述旋轉軸具有固定到所述旋轉軸的上端部的引導構件以使得所述引導構件裝配到所述引導凹槽中。所述引導凹槽可以包括水平直線部段，當車輛沿著直線道路行駛時，所述引導構件設置在所述水平直線部段中。所述引導構件可以為軸承。所述外殼在所述外殼的上部內圓周表面上可以包括擋塊，其中所述擋塊配置為阻止所述支柱組件的向上運動。
[0013]徑向上支座可以設置在所述引導管道的上端部的一側中，徑向下支座可以設置在所述旋轉軸的下端部的一側中，並且彈性構件可以設置在所述上支座和下支座之間以便為所述支柱組件提供彈性力，其中所述彈性構件可以為彈簧。所述上支座可以被支撐在所述外殼的內圓周表面上，以便允許將第一軸承安裝在所述上支座和所述外殼之間。第二軸承可以安裝在所述旋轉軸和所述外殼之間，並且第三軸承可以安裝在所述旋轉軸和所述支柱組件之間。
[0014]根據本發明，當所述車輛在各種行駛狀況下(比如，轉向、制動、加速等)時，電子控制懸架(ECS)系統可以配置為實時地控制車輛的位置，從而改進了在滾轉、偏航、俯仰等的控制下的操縱穩定性，隨著滾轉動作的減少，改進了行駛的舒適性。
[0015]此外，當車輛行駛越過道路的升高部分或不平部分時，ECS系統可以配置為保持車輛的位置，同時保持車輛的高度基本上一致，而不管裝載在車輛中的乘客和貨物的重量如何。因此，可以在很高的速度下降低車輛的高度，改進行駛的舒適性以及燃油效率，並且可以在車輛在越野狀況下行駛時升高車輛的高度，從而使車身免於接觸地面。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]通過隨後結合附圖時所呈現的詳細描述將會更為清楚地理解本發明的以上和其它目的、特徵以及優點，在這些附圖中:
[0017]圖1為顯示根據本發明的示例性實施方案的用於車輛的電子控制懸架(ECS)系統的結構以及引導凹槽和引導構件的聯接結構的示例性詳細視圖，其中LS表示直線部段；
[0018]圖2為顯示根據本發明的示例性實施方案的利用ECS系統控制車輛高度的操作的示例性視圖；
[0019]圖3為顯示根據本發明的示例性實施方案的車輛高度控制模塊的結構的示例性橫截面圖；
[0020]圖4為顯示根據本發明的示例性實施方案的電動機的示例性控制的示例性視圖；以及
[0021]圖5為顯示根據本發明的示例性實施方案的車輛的轉向狀況的示例性控制的示例性視圖，其中TOW表示轉向外側車輪，TIW表示轉向內側車輪。
【具體實施方式】[0022]應當理解，此處所使用的術語「車輛」或「車輛的」或其它類似術語一般包括機動車輛，例如包括運動型多用途車輛(SUV)、公共汽車、卡車、各種商用車輛的乘用汽車，包括各種舟艇、船舶的船隻，航空器等等，並且包括混合動力車輛、電動車輛、燃燒發動機式車輛、可插式混合動力電動車輛、氫動力車輛以及其它替代性燃料車輛(例如源於非汽油的能源的燃料)。
[0023]在本文中所利用的術語僅出於描述特定的實施方案的目的，而並非旨在限制本發明。如在本文中所利用，除非上下文中明確地指出，單數形式「一」、「一個」以及「該」也旨在包含複數形式。應當進一步地理解，術語「包括」和/或「包含」，在本說明書中使用時，指定了闡明的特徵、整數、步驟、操作、元件和/或零件的存在，但並不排除一個或更多其他特徵、整數、步驟、操作、元件、零件和/或群組的存在或增加。如本文中所應用到的，術語「和/或」包括一個或更多相關聯的列出的項的任何和所有組合。
[0024]下面將具體引用本發明的示例性實施方案，示例性實施方案的實例顯示在所附附圖中。儘可能地，在整個附圖和說明書中使用相同的附圖標記表示相同或類似的部件。
[0025]圖1為顯示根據本發明的用於車輛的電子控制懸架(ECS)系統的結構以及引導凹槽33和引導構件35的聯接結構的示例性詳細視圖，圖2為顯示利用ECS系統控制車輛高度的操作的示例性視圖，並且圖3為顯示車輛高度控制模塊30的結構的示例性橫截面圖。
[0026]參考圖1，ECS系統可以包括外殼10、支柱組件20以及車輛高度控制模塊30。具體而言，ECS系統可以包括外殼10、支柱組件20以及車輛高度控制模塊30，外殼10具有打開的上端部和聯接到車輪I的下端部，支柱組件20在其上端部聯接到車身2並且支柱組件20的下部插入穿過外殼10的上端部以便吸收從車輪I傳遞的搖動，車輛高度控制模塊30設置在支柱組件20的下部，其中該模塊包括在支柱組件20的下部中的螺旋形的引導凹槽33和裝配到引導凹槽33中的引導構件35。特別地，可以利用來自電動機31的旋轉力使引導構件35旋轉以使引導構件35沿著引導凹槽33運動，從而使得支柱組件20豎直運動以控制車輛的高度。換言之，外殼可以形成為具有打開的上端部的桶形，並且外殼的下端部可以通過轉向節(未示出)聯接到車輪I的側面。
[0027]支柱組件20可以在其上端部聯接到車身2，並且支柱組件的下端部可以插入穿過外殼10的打開的上端部，以便吸收並降低從車輪I傳遞的振動和搖動，阻止該振動和搖動被傳遞到車身2。
[0028]此外，支柱組件20可以包括減震器22和彈簧24，其中上彈簧座(未示出)和絕緣器21可以安裝在減震器22的上端部上，從而使絕緣器21固定到車身2。下彈簧座23可以固定到減震器22的端部部分，而懸架彈簧24可以彈性布置在下彈簧座23與絕緣器21之間，以便吸收從車輪I傳遞的振動。另外，減震器22可以限制彈簧24的靈活作用以便穩定車身2。
[0029]車輛高度控制模塊30可以設置在支柱組件20的下部，以便使得螺旋形的引導凹槽33設置在支柱組件20的下部中，而引導構件35可以裝配到引導凹槽33中。特別地，可以利用來自電動機31的旋轉力使引導構件35旋轉以使引導構件35沿著引導凹槽33運動，從而使得支柱組件20豎直運動以控制車輛的高度。換言之，由電動機31的旋轉力可以轉換為由車輛高度控制模塊30的支柱組件的直線運動，以使支柱組件20豎直運動，從而控制車輛的高度。[0030]參考圖1到圖3，車輛高度控制模塊可以包括電動機31、引導管道32以及旋轉軸34，電動機31可以配置為提供向前和向後的旋轉，利用形成在支柱組件20的下部的圓周中的螺旋形的引導凹槽33使引導管道32固定到支柱組件20的下部，設置旋轉軸34以使引導構件35固定到旋轉軸34的上端部，從而將引導構件35裝配到引導凹槽33中。
[0031]具體而言，可以在外殼的下端部將電動機31安裝在外殼中。電動機可以配置為通過在電磁鐵結構中內轉子31b相對於外定子31a的旋轉來提供向前和向後的旋轉。特別地，旋轉軸34可以聯接到轉子31b的內部，以便將轉子31b的旋轉力傳遞到旋轉軸34從而使旋轉軸34旋轉。此外，可以通過安裝在車輛中的控制器40來控制電動機31，其中控制器40可以是電子控制單元(EOT)。
[0032]引導管道32可以固定在支柱組件20的下部，並且可以具有桶形形狀，其中頂部和底部的直徑比中間的直徑窄，從而具有覆蓋旋轉軸34的上端部的下開口端部。引導管道32可以包括在引導管道的圓周表面中的螺旋形引導凹槽33，其中引導構件35可以裝配到螺旋形引導凹槽33。具體而言，引導凹槽33在端部部分可以包括水平直線部段，其中可以設置引導構件35，當車輛沿著基本上直線的道路行駛時，阻止電動機在向後的方向上旋轉。
[0033]另外，可以通過來自電動機31的旋轉力使旋轉軸34旋轉。旋轉軸的下端部可以聯接到轉子31b並且通過轉子31b旋轉，旋轉軸的上端部可以設置在引導管道32中。引導構件35可以固定到引導管道的上端部以使引導構件35裝配到引導凹槽33中，從而使引導構件35沿著引導凹槽33運動。換言之，當旋轉軸34旋轉時，可以使引導構件35沿著引導凹槽33得以引導，從而根據旋轉軸34旋轉的方向使引導構件35豎直地運動。特別地，引導構件35可以是軸承，比如傳動軸承。換言之，在引導構件35沿著引導凹槽33運動時，利用軸承結構可以防止引導構件35與引導凹槽33之間的摩擦，從而有助於引導構件35基本上平穩地運動。
[0034]另外，軸承B3，比如滾珠軸承，可以安裝在旋轉軸34的外部圓周表面的下部和外殼10的內圓周表面的下部之間。換言之，在旋轉軸34運動時，利用軸承B3結構可以防止旋轉軸34與外殼10之間的摩擦，從而有助於旋轉軸34基本上平穩地運動。
[0035]另外，軸承B2，比如滾珠軸承，可以安裝在旋轉軸34的外部圓周表面的中部和支柱組件20的外部圓周表面的下部之間。換言之，在旋轉軸34運動時，利用軸承B2結構可以防止旋轉軸34與支柱組件20之間的摩擦，從而有助於旋轉軸34基本上平穩地運動。
[0036]換言之，當電動機31配置為提供旋轉力以便驅動旋轉軸34時，旋轉軸可以與引導構件35—起旋轉。特別地，在裝配到引導凹槽33中的同時，引導構件35可以旋轉，以便限制引導構件35的豎直運動，並且允許引導構件35沿著引導凹槽33的進行運動，且允許引導管道32進行豎直運動。具體而言，引導管道32可以與支柱組件20 —起運動，以便使支柱組件豎直運動，從而使車輛的高度能夠得以控制。
[0037]此外，參考圖3，徑向上支座36可以設置在引導管道32的上端部的一側，徑向下支座37可以設置在旋轉軸34的下端部的一側，並且彈性構件38可以設置在上支座36和下支座37之間以便為支柱組件20提供彈性力。特別地，彈性構件38可以是壓縮螺旋彈簧。下支座37可以被支撐並且安裝在電動機31的定子31a的上端部，而不與上支座36 —起旋轉，而彈簧可以彈性安裝在上支座36和下支座37之間。換言之，當電動機31配置為提供旋轉力以便使引導管道32豎直運動時，彈性構件38 (例如，彈簧)施加力以豎直推動引導管道32，以便減少電動機31的起動轉矩從而補償操作轉矩，並因此降低了施加到電動機31和外殼10的負荷。
[0038]上支座36可以在外殼10的內圓周表面上得以支撐，以便在上支座36和外殼10之間安裝軸承BI。特別地，軸承BI可以是滾動軸承，該滾動軸承配置為，當由於車輛的顛簸和碰撞引起的車輛的豎直行程產生時，防止由外殼10和上支座36之間的滑移所引起的摩擦。
[0039]此外，外殼10在外殼10的上部內圓周表面上包括擋塊12，擋塊12配置為阻止支柱組件20的向上運動。換言之，當車輛顛簸時，支柱組件20可以通過引導管道32的向上運動而豎直運動，並且當引導管道32豎直運動超出預定的位置時，上支座36可以接觸擋塊12從而防止引導管道32超出擋塊12。
[0040]圖4為顯示根據本發明的電動機31的示例性控制的示例性視圖。參考圖4，控制器40可以配置為通過接收由安裝車輛中的多個傳感器測量的各種行駛參數值，並且根據已測量的參數值計算用於車輛高度控制的控制參數值來控制電動機31的運行。具體地，包括電動機31的車輛高度控制模塊30可以分別地獨立安裝在車輛的車輪上，從而提高車輛高度控制的可靠性和精度。
[0041]特別地，連接到控制器40的傳感器可以包括轉向角度傳感器、車輪速度傳感器、高度傳感器、上部和下部加速度傳感器，或類似的傳感器，從中，可以通過由傳感器測量的輸入值來計算負荷轉移、前輪和後輪的側傾剛度、施加到各自的車輪的彈簧的負荷、各自的電動機31的旋轉扭矩/方向，或類似的參數，因此可以基於計算的值對安裝在各自的車輪I中的電動機31進行分別控制。
[0042]圖5為顯示根據本發明的車輛的轉向功能的示例性控制的示例性視圖。參考圖5，當車輛轉向時，由於離心力，在轉向的內側的車輛高度變得大於外側的車輛高度，因此通過利用電動機31的控制，可以使在轉向的內側的支柱組件20降低，然而可以使在轉向的外側的支柱組件20抬高，從而控制了車輛的位置。
[0043]此外，當車輛突然停止時，車輛後面的高度變得大於車輛前面的高度，因此通過利用電動機31的控制，可以使在車輛前面的支柱組件20升高並且可以使在車輛前面的支柱組件20降低，從而穩定地控制了車輛的位置。
[0044]儘管出於說明的目的已描述了本發明的示例性實施方案，但是本領域一般技術人員將意識到，各種修改形式、增加形式和替代形式都是可行的，並不脫離所附權利要求中所公開的本發明的範圍和精神。
【權利要求】
1.一種用於車輛的電子控制懸架系統，包括: 外殼，所述外殼具有打開的上端部和聯接到車輪的下端部； 支柱組件，所述支柱組件在上端部處聯接到車身，並且所述支柱組件的下部穿過所述外殼的上端部而插入，以便吸收從所述車輪傳遞的搖動；以及 車輛高度控制模塊，所述車輛高度控制模塊設置在所述支柱組件的下部，其中所述車輛高度控制模塊包括: 螺旋形引導凹槽，所述螺旋形引導凹槽位於所述支柱組件的下部中； 引導構件，所述引導構件裝配到所述引導凹槽中，其中，利用來自電動機的旋轉力使所述引導構件旋轉，以使所述引導構件沿著所述引導凹槽運動，從而使得所述支柱組件豎直運動以控制車輛的高度。
2.根據權利要求1所述的用於車輛的電子控制懸架系統，其中所述車輛高度控制模塊進一步包括: 引導管道，利用形成在所述支柱組件的下部的圓周中的所述螺旋形引導凹槽將所述引導管道固定到所述支柱組件的下部；以及 旋轉軸，所述旋轉軸配置為使所述引導構件固定到所述旋轉軸的上端部，從而將所述引導構件裝配到所述引導凹槽中。
3.根據權利要求1所述的用於車輛的電子控制懸架系統，其中所述引導凹槽在所述引導凹槽的端部部分處包括水平直線部段，當車輛沿著基本上直線的道路行駛時，所述引導構件設置在所述水平直線部段中。
4.根據權利要求1所述的用於車輛的電子控制懸架系統，其中所述引導構件為軸承。
5.根據權利要求1所述的用於車輛的電子控制懸架系統，其中所述外殼在所述外殼的上部內圓周表面上包括擋塊，所述擋塊配置為阻止所述支柱組件的豎直運動。
6.根據權利要求2所述的用於車輛的電子控制懸架系統，進一步包括: 徑向上支座，所述徑向上支座設置在所述引導管道的上端部的一側； 徑向下支座，所述徑向下支座設置在所述旋轉軸的下端部的一側；以及 彈性構件，所述彈性構件設置在所述上支座和下支座之間以便為所述支柱組件提供彈性力。
7.根據權利要求6所述的用於車輛的電子控制懸架系統，其中所述彈性構件為彈簧。
8.根據權利要求6所述的用於車輛的電子控制懸架系統，其中所述上支座被支撐在所述外殼的內圓周表面上，以便將第一軸承安裝在所述上支座和所述外殼之間。
9.根據權利要求2所述的用於車輛的電子控制懸架系統，進一步包括: 第二軸承，所述第二軸承安裝在所述旋轉軸和所述外殼之間；以及 第三軸承，所述第三軸承安裝在所述旋轉軸和所述支柱組件之間。
【文檔編號】B60G17/015GK103863042SQ201310169027
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年5月9日 優先權日:2012年12月17日
【發明者】金鐘旻, 張成培, 金甫珉, 高大植 申請人:現代自動車株式會社