用於車輛的液壓高度調整系統的製作方法

2023-05-17 17:58:56

用於車輛的液壓高度調整系統的製作方法
【專利摘要】該系統包括：第一對線性液壓作動器(10)，分別以這種方式設置在車身(B)和相應的後輪(RW)之間，該方式為每一個作動器(10)的展開和壓縮分別使後軸處的車身(B)離地高度增加和減小；第二對線性液壓作動器(12)，分別以這種方式設置在車身(B)和相應的前輪(FW)之間，該方式為每一個作動器(12)的展開和壓縮分別使前軸處的車身(B)離地高度增加和減小；產生受壓流體流動的供給裝置(P)；油箱(T)；連接第一和第二對線性液壓作動器(10，12)和供給裝置(P)以及油箱(T)的液壓迴路(14，22，24，28，30)；和流量控制裝置(20，26，34，36，38，40，ECU)，其被設置為控制流入/流出第一和第二對線性液壓作動器(10，12)的受壓流體的流動以便保證，在車身(B)升高或降低期間，車身(B)在前軸的離地高度始終小於在後軸的離地高度。
【專利說明】
用於車輛的液壓高度調整系統

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用來調整車輛離地高度的液壓高度調整系統，車輛包括車身、一對彼此沿著前軸定位的前輪和一對彼此沿著後軸定位的後輪。

【背景技術】
[0002]用來調整車輛車身離地高度的液壓高度調整系統是已知的，並且包括四個線性液壓作動器(通常為單作用作動器)和液壓迴路，每個作動器插入在各個車輪和車身之間以改變該輪的旋轉軸與車身之間的距離，液壓迴路被設置為控制流入/流出液壓作動器的受壓流體(通常為油)的流動。車身離地的最大高度因此對應於液壓作動器充分展開的狀態，而車身離地的最小高度對應於液壓作動器完全地壓縮或者縮回的狀態。液壓迴路包括泵和一個或多個流量控制閥(通常為電磁閥)，泵產生要供給到液壓作動器的受壓流體，並且通過流量控制閥控制流入/流出液壓作動器的受壓流體的流動。泵和流量控制閥通過電子控制器進行控制，電子控制器考慮到發送給其的有關速度和離地高度的數據，限定並設置離地的要求高度以便優化車輛懸架的運行情況和/或車輛的空氣動力效率。典型地，低速時要求離地高度處於最大高度以允許車輛輕鬆通過路面上的障礙(例如像坑或者隆起這種)或者輕鬆越過陡坡(例如像車庫入口斜坡這種)而沒有損壞車身的危險，反之高速時要求離地高度處於最小高度以使氣動阻力係數(Cx)最小。
[0003]利用這種高度調整系統可以獲得車輛的以下四個主要工作狀態:
[0004]I)最小離地高度的靜止狀態，其中所有四個液壓作動器都完全壓縮；
[0005]2)最大離地高度的靜止狀態，其中所有四個液壓作動器都充分展開；
[0006]3)動態升起，其中泵產生供給到四個液壓作動器以使其展開的受壓流體；和
[0007]4)動態降低，其中流體從四個液壓作動器中排出並且後者在車輛重量的作用下縮回。


【發明內容】

[0008]本發明的一個目的是提供一種上述確定類型的液壓高度調整系統，該系統能夠改變車身的離地高度，即使車輛在高速行駛時，而沒有負面影響車輛本身的穩定性。
[0009]藉助於具有如獨立權利要求1中所述特徵的液壓高度調整系統，該目的及其他目的可根據本發明完全實現。
[0010]本發明的優選實施例限定在從屬權利要求中，其內容將作為接下來描述的完整的、不可分割的部分。
[0011]簡而言之，本發明是基於如下構思的，配置高度調整系統來控制位於車輛前軸和後軸的液壓作動器的展開和縮回以便始終保證，在車輛升高或降低的動態條件下，前軸，即前輪處的車身離地高度小於後軸，即後輪處的車身離地高度。這允許防止車輛在行駛期間，尤其是高速行駛期間，採取所謂的起飛姿態，即這種姿態能在車輛上產生傾向於降低車輛本身穩定性的升力。
[0012]優選地，高度調整系統被配置為順序控制位於車輛前後軸上的作動器，由此當車身離地高度增加時，首先展開位於車輛後軸上的液壓作動器(這將使車輛後軸升高)，然後展開位於車輛前軸的液壓作動器(於是這也將使車輛前軸升高)，反之，當車身離地高度減小時，首先壓縮位於車輛前軸的液壓作動器(這將使車輛前軸降低)，然後壓縮位於車輛後軸的液壓作動器(於是這也將使車輛後軸降低)。
[0013]為了允許順序控制位於車輛兩軸上的液壓作動器，高度調整系統的液壓迴路優選包括第一流量控制電磁閥和第二流量控制電磁閥，第一流量控制電磁閥被設置為控制流入/流出位於車輛後軸的、與該閥門串聯並且位於其下遊的液壓作動器的受壓流體的流動，第二流量控制電磁閥被設置為控制流入/流出位於車輛前軸的液壓作動器的受壓流體的流動。藉助於兩個流量控制電磁閥的這種設置，由液壓控制迴路中的泵產生的受壓流體首先被供給到後部液壓作動器，然後在一延遲之後同樣供給到前部作動器，該延遲是通過調整與前部作動器相連的流量控制電磁閥啟動的時間由電子控制器設定的。因此，當離地高度正在增加時，車輛後軸始終先於前軸升高因而防止車輛採取起飛姿態。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]本發明的另外特徵和優勢將由接下來的、參考附圖純粹通過非限制性實施例給出的詳細說明清楚地得出，其中:
[0015]圖1是曲線圖，按照同一時間標度分別給出車輛前軸和後軸處車輛車身離地高度的要求變化分布情況，能夠保證車輛從不採取起飛姿態；
[0016]圖2以側視圖示意地圖示出一車輛，在其車輪上設有相應的、可操作為調整車身離地高度的液壓作動器；和
[0017]圖3示意地圖示出根據本發明的優選實施例的液壓高度調整系統，其被設置為控制圖2的車輛液壓作動器以便調整車身離地高度。

【具體實施方式】
[0018]首先參考圖1，這裡描繪的曲線顯示出，按照同一時間標度分別給出車輛前軸(Zf)和後軸(％)處車輛車身離地高度的要求變化分布情況，能夠保證車輛從不採取起飛姿態。從前軸和後軸處的最小離地高度狀態開始，後軸首先升高(時間tl)然後在時間t2前軸也升高。前軸升高所用的延遲Atup = t2_tiS當長於給定的、根據車輛行駛狀態預先設置或者定期制定的極限值。在車輛降低期間，應當保證前軸達到最小高度的時間(表示為&)先於後軸到達最小高度的時間(表示St4)。同樣在這種情況下，後軸相對於前軸到達最小離地高度所用的延遲Atd_= t4_t3S當長於給定的、根據車輛行駛狀態預先設置或者定期制定的極限值。
[0019]為了保證獲得車輛離地高度的變化分布，例如參考圖1如上所述的變化分布的可能性，本發明提供一種用來調整車身離地高度的液壓高度調整系統，其實施例示意性地圖示於圖2和3中。
[0020]參考圖2和3，高度調整系統包括四個線性液壓作動器(在下文中簡稱為作動器)，即分別位於車身(在圖2中表不為B)和相應後輪(在圖2中表不為RW)之間的一對後部作動器10和分別位於車身B和相應前輪(在圖2中表示為FW)之間的一對前部作動器12。作動器10和12被如此配置以致於當其展開時分別在後軸和前軸處，導致車身B和相應後輪RW或者前輪FW之間的距離以及車身離地高度增加，並且當其壓縮時導致車身B和相應後輪RW或者前輪FW之間的距離以及車身離地高度減小。優選地，作動器10和12是單作用作動器，因此當其供有受壓流體(尤其是油)時使離地高度增加，反之，當其排空時使離地高度減小。
[0021]高度調整系統進一步包括配有泵P的供給裝置、油箱T和連接作動器10，12和泵P以及油箱T的液壓迴路。泵P是由馬達M驅動的並且具有產生要通過供給管線14供給到作動器10和12的受壓流體的功能。均為已知類型的過濾器16和止回閥18位於供給管線14內。第一流量控制電磁閥20 (在下文中簡稱為第一電磁閥)位於供給管線14內、止回閥18的下遊，該電磁閥控制通過供給管線14、通過連接到後部作動器10上的第一進給管線22和通過連接到油箱T的排放管線24的流體的流動。第一電磁閥20具有至少一個第一位置(工作位置)和第二位置(靜止位置)，在第一位置其使第一進給管線22與供給管線14連通，在第二位置其使第一進給管線22與排放管線24連通。因此，當第一電磁閥20啟動時，其使第一進給管線22與供給管線14連通並且通過泵P產生的受壓流體被供給到後部作動器10，這導致後部作動器展開並且車輛後軸被升高。
[0022]液壓迴路還配有第二流量控制電磁閥26(在下文中簡稱為第二電磁閥)，其控制流入/流出連接到前部作動器12的第二進給管線28的流動。第二電磁閥26具有至少一個第一位置(工作位置)和第二位置(靜止位置)，在第一位置其使第二進給管線28與源於設置在第一進給管線22上的分支點32的分支管線30連通，在第二位置其使第二進給管線28與排放管線24連通。因此，當第二電磁閥26啟動時，其使第二進給管線28通過第一進給管線22和分支管線30與供給管線14連通，並且通過泵P產生的受壓流體同樣被供給到前部作動器12，這使前部作動器展開以及車輛前軸升高。換句話說，然後與前部作動器12相連的第二電磁閥26和與後部作動器10相連的第一電磁閥20串聯(並位於其下遊)。可變節流器34和36分別位於第一進給管線22和第二進給管線28中，並且並聯設置，每個節流器具有相應的止回閥38和40，由此節流器34隻在流體從後部作動器10排放時起作用而節流器36隻在前部作動器12被供給流體時起作用。
[0023]還提供壓力傳感器42並將其設置為在分支點32檢測流體壓力以及將相應信號發送至電子控制器E⑶，E⑶通過控制馬達M和電磁閥20，26控制高度調整系統的操作。最後，供給管線14和排放管線24通過第一最大壓力閥44和第二最大壓力閥46相互之間連通，第一最大壓力閥阻斷過濾器16和止回閥18之間的供給管線14中的流體，而第二最大壓力閥阻斷止回閥18下遊的供給管線14中的流體。
[0024]如上所述的高度調整系統如下操作。為了首先在後軸然後在前軸順序地升高車身，電子控制器ECU首先啟動第一電磁閥20以向後部作動器10供給受壓流體，然後在一定時間間隔後同樣啟動第二電磁閥26以同樣向前部作動器12供給受壓流體。自然地，為了同樣向前部作動器12供給受壓流體，第一電磁閥20必須保持在工作位置。通過壓力傳感器42，電子控制器ECU能夠檢測出後部作動器10是否已經完全展開於是例如一旦車輛後軸已經到達最大離地高度就啟動第二電磁閥26。另一方面，為了首先前軸然後後軸順序地降低車身，電子控制器ECU首先使第二電磁閥26回到靜止位置以便排空前部作動器12，然後在一定時間間隔之後同樣操作第一電磁閥20以便排空後部作動器10。在這一階段，藉助於通過止回閥40從前部作動器12排出以及通過可變節流器34從後部作動器10排出的流體，前軸降低的速度高於車輛後軸降低的速度。
[0025]鑑於上述描述，由根據本發明的高度調整系統獲得的優勢是顯然的。
[0026]由於相互之間串聯的兩個電磁閥的設置，利用控制流入/流出設在控制流入/流出後部作動器的流動的電磁閥下遊的前部作動器的流動的電磁閥，高度調整系統能夠順序地完成首先在後軸然後在前軸的車身升高，以及首先在前軸然後在後軸的車身降低，由此始終保證前軸處離地高度不大於後軸處的，以及車輛不採取起飛姿態。
[0027]即使在一個流量控制電磁閥或者兩個都出故障的情況下，車身也決不會首先在前軸然後在後軸升高，因為如果出現與後部作動器相連的電磁閥故障，不僅僅後部作動器還有前部作動器都不能被供給受壓流體，因此車身不會在前軸或者後軸處升高，反之，如果出現與前部作動器相連的電磁閥故障，車身只在後軸處升高。即使在對兩個前部作動器或者兩個後部作動器同時供給流體或者排放流體的情況下，可變節流器和相應止回閥的特定設置無論如何都會保證，當車身正被升高時，後軸處的升高快於前軸處的，因為相應的止回閥繞過與後部作動器相連的節流器，以及，當車身正被降低時，前軸處的降低快於後軸處的(實際上相應的止回閥繞過與前部作動器相連的節流器)。
[0028]此外，藉助於壓力傳感器的特定設置，高度調整系統允許通過單個傳感器檢查車身是否已經順序地在後軸和前軸處升高。
[0029]另外的優勢在於，藉助於唯一一個附加的最大壓力閥(即阻斷沿著止回閥下遊的供給管線的那個)可以避免流體變得過熱的情況下液壓迴路中的過壓現象。
[0030]自然地，本發明的原理未變，實施例和細部結構可根據純粹通過非限制性實施例描述和圖示的那些內容進行廣泛地變化。
[0031]例如，根據本發明的變型，液壓迴路可包括唯一一個位於分支點上遊的流量控制電磁閥。因此，在這種情況下，不再可能順序地對設置在車輛兩個軸上的作動器進行供給和排放，但是藉助於可變節流器和相應電磁閥的設置可以保證，當車身正被升高時，後軸處的升高快於前軸處的，以及，當車身被降低時，前軸處的降低快於後軸處的。不管怎樣，即使利用根據本發明的高度調整系統的這種變型，通過防止車輛在升高和降低的動態條件下採取起飛姿態從而達到來保證車輛穩定性的目的。
【權利要求】
1.一種用來調整車輛離地高度的液壓高度調整系統，車輛包括車身(B)、一對前輪(Fff)和一對後輪(RW)， 該高度調整系統包括: 第一對線性液壓作動器(10)，每個以這種方式設置在車身(B)和相應的後輪(RW)之間:所述第一對線性液壓作動器(10)中的每一個線性液壓作動器(10)的展開和壓縮分別使車身(B)和相應的後輪(RW)之間的距離增加和減小，以及分別使車輛後軸處的車身(B)離地高度增加和減小， 第二對線性液壓作動器(12)，每個以這種方式設置在車身(B)和相應的前輪(FW)之間:所述第二對線性液壓作動器(12)中的每一個線性液壓作動器(12)的展開和壓縮分別使車身(B)和相應的前輪(FW)之間的距離增加和減小，以及分別使車輛前軸處的車身(B)離地高度增加和減小， 供給裝置(P)，用於產生受壓流體流動， 油箱⑴， 液壓迴路(14，22，24，28，30)，將第一和第二對線性液壓作動器(10，12)和供給裝置(P)以及油箱⑴連接，以及 流量控制裝置(20，26，34，36，38，40，E⑶)，其被設置為控制流入/流出第一和第二對線性液壓作動器(10，12)的受壓流體的流動， 該高度調整系統的特徵在於，所述流量控制裝置(20，26，34，38，40，E⑶)被配置為保證，在車身(B)升高或降低期間，車身(B)在前軸的離地高度始終小於在後軸的離地高度。
2.根據權利要求1所述的高度調整系統，其特徵在於，所述流量控制裝置(20，26，34，36,38,40, E⑶)包括第一電磁閥(20)、第二電磁閥(26)和電子控制器(E⑶)，第一電磁閥被設置為控制流入/流出第一對線性液壓作動器(10)的受壓流體流動，第二電磁閥被設置為與第一電磁閥(20)串聯位於其下遊並且被設置為控制流入/流出第二對線性液壓作動器(12)的受壓流體流動，電子控制器(ECU)被配置為控制第一和第二電磁閥(20，26)以便當離地高度增加時受壓流體首先供給到第一對線性液壓作動器(10)然後供給到第二對線性液壓作動器(12)，以及當離地高度減小時受壓流體首先從第二對線性液壓作動器(12)排出然後從第一對線性液壓作動器(10)中排出。
3.根據權利要求2所述的高度調整系統，其特徵在於，液壓迴路(14，22，24，28，30)包括連接到供給裝置(P)的供給管線(14)，連接到油箱(T)的排放管線(24)，連接到第一對線性液壓作動器(10)的第一進給管線(22)，連接到第二對線性液壓作動器(12)的第二進給管線(28)和在分支點(32)從第一進給管線(22)分出的分支管線(30)，其中，第一電磁閥(20)插入到供給管線(14)和位於分支點(32)上遊的第一進給管線(22)之間並且第二電磁閥(26)插入到分支管線(30)和第二進給管線(28)之間。
4.根據權利要求3所述的高度調整系統，其特徵在於，第一和第二電磁閥(20，26)都是兩位三通電磁閥，第一電磁閥(20)被設置為將第一進給管線(22)交替地與供給管線(14)或者排放管線(24)連接，並且第二電磁閥(26)被設置為將第二進給管線(28)交替地與分支管線(30)或者排放管線(24)連接。
5.根據權利要求3或4所述的高度調整系統，其特徵在於，所述流量控制裝置(20，26，34，36，38，40，E⑶)進一步包括位於第一進給管線(22)中的第一可變節流器(34)和位於第二進給管線(28)中的第二可變節流器(36)，以及與第一可變節流器(34)並聯設置的第一止回閥(38)和與第二可變節流器(36)並聯設置的第二止回閥(40)，由此第一可變節流器(34)只有在流體從第一對線性液壓作動器(10)排出時起作用，而第二可變節流器(36)只有在流體供給到第二對線性液壓作動器(12)時起作用。
6.根據權利要求3-5中任一項所述的高度調整系統，進一步包括壓力傳感器(42)，其被設置為檢測分支點(32)處的流體壓力並將相應信號發送至電子控制器(ECU)。
7.根據權利要求1所述的高度調整系統，其特徵在於，液壓迴路包括供給管線，該供給管線連接到供給裝置並分支為連接到第一對線性液壓作動器的第一進給管線和連接到第二對線性液壓作動器的第二進給管線，以及所述流量控制裝置包括位於供給管線(14)中用來控制流入/流出第一和第二對線性液壓作動器的受壓流體流動的單個電磁閥、設置為控制電磁閥的電子控制器、位於第一進給管線中的第一可變節流器、位於第二進給管線中的第二可變節流器、與第一可變節流器並聯設置的第一止回閥和與第二可變節流器並聯設置的第二止回閥。
8.配有根據前述權利要求中任一項所述的液壓高度調整系統的車輛。
【文檔編號】B60G17/018GK104334379SQ201380005876
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2013年1月17日 優先權日:2012年1月18日
【發明者】M·塞米娜拉 申請人:懸掛系統股份有限公司