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具有空气贮存器的悬架

申请号 CN202280061990.2 申请日 2022-09-09 公开(公告)号 CN117940292A 公开(公告)日 2024-04-26
申请人 苹果公司; 发明人 S·G·福尔; T·A·卡特;
摘要 一种 悬架系统 包括空气 弹簧 ,该空 气弹簧 包括空气弹簧壳体,限定内部工作容积,并且被构造成相对于 车轮 组件 支撑 车身 结构。该悬架系统还包括空气贮存器,该空气贮存器由该空气弹簧壳体支撑并且限定与该空气弹簧的该内部工作容积 流体 连通的贮存器容积。
权利要求

1.一种悬架系统,所述悬架系统包括:
空气弹簧,所述空气弹簧被构造成相对于车轮组件支撑车身结构,其中所述空气弹簧包括下部壳体部分、上部壳体部分和空气弹簧膜,所述下部壳体部分、所述上部壳体部分和所述空气弹簧膜协作以限定所述空气弹簧的内部工作容积,其中所述空气弹簧的所述内部工作容积对应于所述下部壳体部分相对于所述上部壳体部分的移动而在容积上变化;和空气贮存器,所述空气贮存器相对于所述空气弹簧的所述下部壳体部分被支撑以便与所述空气弹簧的所述下部壳体部分一致地移动,并且限定贮存器容积,
其中所述空气弹簧的所述下部壳体部分限定空气通道,所述空气通道延伸穿过所述下部壳体部分并且与所述空气弹簧的所述内部工作容积和所述空气贮存器的所述贮存器容积流体连通,以允许响应于所述空气弹簧的收缩和膨胀而在所述空气弹簧的所述内部工作容积与所述贮存器容积之间进行空气交换。
2.根据权利要求1所述的悬架系统,所述悬架系统还包括:
第一安装件,所述第一安装件被构造用于连接到所述车轮组件;和
第二安装件,所述第二安装件被构造用于连接到所述车身结构,其中所述空气贮存器支撑在所述第一安装件与所述第二安装件之间。
3.根据权利要求1所述的悬架系统,其中所述空气贮存器包括连接到所述空气弹簧的所述下部壳体部分的贮存器壳体部分,并且所述贮存器容积由所述贮存器壳体部分和所述空气弹簧的所述下部壳体部分限定。
4.根据权利要求1所述的悬架系统,其中所述空气贮存器形成所述空气弹簧与所述车轮组件之间的载荷路径的一部分。
5.根据权利要求1所述的悬架系统,所述悬架系统还包括:
支撑件,所述支撑件连接到所述空气弹簧的所述下部壳体部分并且形成所述空气弹簧与所述车轮组件之间的载荷路径的一部分。
6.根据权利要求5所述的悬架系统,其中所述空气贮存器安装在所述支撑件上。
7.根据权利要求5所述的悬架系统,其中所述空气贮存器由所述支撑件的中空内部限定。
8.根据权利要求5所述的悬架系统,其中所述空气贮存器包括贮存器壳体部分,所述贮存器壳体部分连接到所述空气弹簧的所述下部壳体部分并且连接到所述支撑件,并且所述贮存器容积由所述贮存器壳体部分、所述空气弹簧的所述下部壳体部分和所述支撑件限定。
9.根据权利要求5所述的悬架系统,所述悬架系统还包括:
控制臂,所述控制臂具有第一端和第二端,其中所述控制臂的所述第一端被构造用于连接到所述车身结构,所述第二端被构造用于连接到所述车轮组件,并且所述支撑件在所述控制臂的所述第一端与所述控制臂的所述第二端之间连接到所述控制臂。
10.根据权利要求5所述的悬架系统,其中所述支撑件连接到所述车轮组件的轮毂组件。
11.根据权利要求1所述的悬架系统,其中所述空气弹簧的所述内部工作容积与所述空气贮存器的所述贮存器容积之间通过所述空气通道的流体连通限定所述空气弹簧的总工作容积,所述总工作容积包括所述空气弹簧的所述内部工作容积和所述空气贮存器的所述贮存器容积。
12.根据权利要求1所述的悬架系统,其中所述空气通道在所述空气弹簧的内部工作容积与所述空气贮存器的所述贮存器容积之间没有
13.根据权利要求1所述的悬架系统,所述悬架系统还包括:
主动悬架致动器,所述主动悬架致动器连接到所述上部壳体部分和所述下部壳体部分并且被构造成使所述上部壳体部分和所述下部壳体部分相对于彼此移动,其中所述主动悬架致动器限定致动器容积,所述致动器容积位于所述上部壳体部分中并且与所述空气弹簧的所述内部工作容积流体连通。
14.根据权利要求13所述的悬架系统,其中所述主动悬架致动器包括轴,所述轴被构造成在所述上部壳体部分与所述下部壳体部分之间传递载荷,通道穿过所述轴形成,并且所述致动器容积通过所述轴的所述通道与所述空气弹簧的所述内部工作容积流体连通。
15.根据权利要求1所述的悬架系统,其中所述空气贮存器具有叉状构造。

说明书全文

具有空气贮存器的悬架

[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2022年1月19日提交的美国临时专利申请63/300,708号的权益。本申请还要求于2021年9月21日提交的美国临时专利申请63/246,563号的权益。前述申请的内容据此以引用方式并入本文以用于所有目的。

技术领域

[0003] 本公开整体涉及车辆悬架领域。

背景技术

[0004] 车辆悬架用于相对于车辆的非簧载质量支撑车辆的簧载质量。簧载质量包括车辆的主体和通常对应于车辆进行移动的其他结构。非簧载质量包括被构造成接触表面(例如,路面或地面)的部件,诸如车轮和轮胎,以及通常对应于此类部件进行移动的部件。悬架部件用于设定车辆的底盘高度并吸收振动。发明内容
[0005] 本公开的第一方面是一种悬架系统,该悬架系统包括空气弹簧,该空气弹簧包括空气弹簧壳体,限定内部工作容积,并且被构造成相对于车轮组件支撑车身结构。悬架系统还包括空气贮存器,该空气贮存器由空气弹簧壳体支撑并且限定与空气弹簧的内部工作容积流体连通的贮存器容积。
[0006] 在根据本公开的第一方面的悬架系统的一些具体实施中,空气贮存器由空气弹簧支撑,使得其与空气弹簧壳体的至少一部分一致地移动。在根据本公开的第一方面的悬架系统的一些具体实施中,悬架系统还包括被构造用于连接到车轮组件的第一安装结构和被构造用于连接到车身结构的第二安装结构,其中空气贮存器被支撑在第一安装结构与第二安装结构之间。
[0007] 在根据本公开的第一方面的悬架系统的一些具体实施中,空气通道延伸穿过空气弹簧壳体以允许空气弹簧的内部工作容积与空气贮存器的贮存器容积之间的流体连通。在根据本公开的第一方面的悬架系统的一些具体实施中,空气贮存器包括连接到空气弹簧壳体的贮存器壳体部分,并且贮存器容积由贮存器壳体部分和空气弹簧壳体限定。在根据本公开的第一方面的悬架系统的一些具体实施中,空气贮存器形成空气弹簧与车轮组件之间的载荷路径的一部分。
[0008] 在根据本公开的第一方面的悬架系统的一些具体实施中,悬架系统还包括支撑结构,该支撑结构连接到空气弹簧壳体并且形成空气弹簧与车轮组件之间的载荷路径的一部分。空气贮存器可以安装在支撑结构上。空气贮存器可以由支撑结构的中空内部限定。空气贮存器可以包括连接到空气弹簧壳体并且连接到支撑结构的贮存器壳体部分,并且贮存器容积由贮存器壳体部分、空气弹簧壳体和支撑结构限定。
[0009] 在根据本公开的第一方面的悬架系统的一些具体实施中,悬架系统还包括具有第一端和第二端的控制臂,其中控制臂的第一端被构造用于连接到车身结构,第二端被构造用于连接到车轮组件,并且支撑结构在控制臂的第一端与控制臂的第二端之间连接到控制臂。在根据本公开的第一方面的悬架系统的一些具体实施中,支撑结构连接到车轮组件的轮毂组件。
[0010] 本公开的第二方面是一种悬架系统,该悬架系统包括被构造成相对于车轮组件支撑车身结构的空气弹簧,其中空气弹簧包括下部壳体部分、上部壳体部分和空气弹簧膜,该下部壳体部分、上部壳体部分和空气弹簧膜协作以限定空气弹簧的内部工作容积,其中空气弹簧的内部工作容积对应于下部壳体部分相对于上部壳体部分的移动而在容积上变化。该悬架系统还包括空气贮存器,该空气贮存器相对于该空气弹簧的下部壳体部分被支撑以便与该空气弹簧的下部壳体部分一致地移动,并且限定贮存器容积。该悬架系统还包括空气通道,该空气通道延伸穿过下部壳体部分并且与空气弹簧的内部工作容积和空气贮存器的贮存器容积流体连通,以允许响应于空气弹簧的收缩和膨胀而在空气弹簧的内部工作容积与贮存器容积之间进行空气交换。
[0011] 在根据本公开的第二方面的悬架系统的一些具体实施中,空气弹簧的内部工作容积与空气贮存器的贮存器容积之间通过空气通道的流体连通限定空气弹簧的总工作容积,该总工作容积包括空气弹簧的内部工作容积和空气贮存器的贮存器容积。在根据本公开的第一方面的悬架系统的一些具体实施中,空气通道在空气弹簧的内部工作容积与空气贮存器的贮存器容积之间没有
[0012] 在根据本公开的第二方面的悬架系统的一些具体实施中,主动悬架致动器连接到上部壳体部分和下部壳体部分,并且构造成使上部壳体部分和下部壳体部分相对于彼此移动。主动悬架致动器可以限定致动器容积,该致动器容积位于上部壳体部分中并且与空气弹簧的内部工作容积流体连通。主动悬架致动器可以包括轴,该轴被构造成在上部壳体部分与下部壳体部分之间传递载荷,通道穿过该轴形成,并且致动器容积通过该轴的通道与空气弹簧的内部工作容积流体连通。
[0013] 本公开的第三方面是一种悬架系统,该悬架系统包括:空气弹簧,该空气弹簧限定和内部工作容积;和空气贮存器,该空气贮存器限定贮存器容积并且与空气弹簧的内部工作容积流体连通,使得空气弹簧的内部工作容积和空气贮存器的贮存器容积协作以限定空气弹簧的总工作容积。该悬架系统还包括被构造用于连接到车身结构的上部安装结构、被构造用于连接到车轮组件的下部安装结构、和限定空气弹簧与下部安装结构之间的载荷路径的支撑结构,其中空气贮存器固定到支撑结构。
[0014] 在根据本公开的第三方面的悬架系统的一些具体实施中,空气贮存器具有叉状构造。空气贮存器可包括位于支撑结构的第一叉状部分附近的第一储气罐和位于支撑结构的第二叉状部分附近的第二储气罐。空气贮存器可包括贮存器壳体,该贮存器壳体包括位于支撑结构的第一叉状部分附近的第一壳体叉状部分和位于支撑结构的第二叉状部分附近的第二壳体叉状部分。附图说明
[0015] 图1是示出车辆悬架系统的图示。
[0016] 图2是示出根据另选具体实施的车辆悬架系统的图示。
[0017] 图3是示出根据第一示例的悬架致动器组件的正面剖视图。
[0018] 图4是图3的悬架致动器的侧面剖视图。
[0019] 图5是示出根据第二示例的悬架致动器组件的正面剖视图。
[0020] 图6是图5的悬架致动器的侧视图。
[0021] 图7是示出根据第三示例的悬架致动器组件的正面剖视图。
[0022] 图8是图7的悬架致动器的侧视图。
[0023] 图9是示出根据第四示例的悬架致动器组件的正面剖视图。
[0024] 图10是图9的悬架致动器的侧视图。
[0025] 图11是示出图3的悬架致动器组件的另选具体实施的正面剖视图。
[0026] 图12是示出图5的悬架致动器组件的另选具体实施的正面剖视图。
[0027] 图13是示出图7的悬架致动器组件的另选具体实施的正面剖视图。
[0028] 图14是示出图9的悬架致动器组件的另选具体实施的正面剖视图。
[0029] 图15是示出车辆的示例的框图

具体实施方式

[0030] 本文的描述涉及悬架系统,该悬架系统包括具有内部工作容积的空气弹簧和具有贮存器容积的空气贮存器。空气弹簧的内部工作容积在空气弹簧的使用期间在容积上变化(例如,容积变化),例如,因为所施加的载荷引起空气弹簧的收缩和膨胀。贮存器容积可以是固定的。空气弹簧的内部工作容积与贮存器容积之间的流体连通允许空气交换,这允许空气贮存器用作空气弹簧的附加工作容积,因为空气弹簧的内部工作容积中的空气和贮存器容积中的空气可响应于空气弹簧的收缩和膨胀而一起压缩和减压缩。因为空气贮存器与空气弹簧相邻,因此实现了工作容积的增加,而不增加空气弹簧本身的尺寸,并且不产生与使用远程定位的储气罐相关的气压损失。
[0031] 为了有效地封装空气贮存器,并且在靠近空气弹簧的位置处,空气贮存器被包括在悬架致动器组件中,该悬架致动器组件被构造成相对于车辆的车轮组件支撑车辆的车身结构。例如,空气贮存器可以连接到空气弹簧,使得其与空气弹簧的壳体的至少一部分一致地移动。例如,空气贮存器可以在第一安装结构与第二安装结构之间连接到悬架致动器组件,该第一安装结构被构造成将悬架致动器连接到车轮组件(例如,直接地或间接地),该第二安装结构被构造成将悬架致动器连接到车辆的车身结构。
[0032] 图1是示出了相对于车轮组件104支撑车辆结构102(例如,车身结构)的悬架系统100(例如,车辆悬架系统)的图示。悬架系统100被构造成使用被动悬架部件和主动悬架部件来减少振动从非簧载质量到簧载质量的传递。在该示例中,簧载质量是车辆结构102,并且非簧载质量是车轮组件104。车辆可以包括与车轮组件104等同构造的多个车轮组件,并且该多个车轮组件通过重复悬架系统100的部件由该悬架系统连接到车辆结构102。例如,车辆可以包括四个车轮组件,该四个车轮组件通过悬架系统100连接到车辆结构102以相对于路面或其他表面支撑车辆结构102。
[0033] 车辆结构102包括作为车辆的簧载质量的一部分的部件。车辆结构102可以是多部分结构。例如,车辆结构102可以是或可包括车架、副车架、单片式车身、车身、单壳体车身和/或其他类型的车架和车身结构。车辆结构102可包括内部结构部件(例如,车架导轨、结构支柱等)和外部美学部件(例如,车身面板)。
[0034] 车轮组件104包括车轮106、轮胎108和轮毂组件110。车轮106、轮胎108和轮毂组件110都是常规部件。例如,车轮106可以是支撑轮胎108的常规设计的轮,轮胎可以是充气轮胎。轮毂组件110包括支撑车轮106的非旋转部件,诸如转向节或悬架节。轮毂组件110安装车轮106和轮胎108以使用常规结构诸如车轮轴承旋转。推进、转向和/或制动部件也可以连接到车轮106和/或轮毂组件110和/或集成到该车轮和/或轮毂组件中。
[0035] 为了相对于车轮组件104支撑车辆结构102,悬架系统100可包括上部控制臂112、下部控制臂114和悬架致动器组件116。上部控制臂112和下部控制臂114通过枢轴接头或允许以一个或多个旋转自由度旋转的其他接头连接到轮毂组件110和车辆结构102。因此,轮毂组件110可相对于车辆结构102例如在大致竖直方向上移动。
[0036] 如本文将描述的,在所示具体实施中,悬架致动器组件116包括主动悬架致动器118、空气弹簧120和空气贮存器122。通过包括主动悬架致动器118和空气弹簧120,悬架致动器组件116可以使用空气弹簧120被动地吸收车轮组件104所经受的振动(例如,低频振动)的一部分,并且可以使用主动悬架致动器118抵消车轮组件104所经受的振动(例如,高频振动)的一部分。以这种方式,悬架致动器组件116减少了振动从车轮组件104到车辆结构
102的传递。
[0037] 主动悬架致动器118可被控制以响应于车辆结构102相对于车轮组件104的运动,例如,通过伸出和缩回以在车辆结构102与车轮组件104之间在正方向和负方向上施加以抵消高频振动。主动悬架致动器118可以是线性致动器或另一类型的致动器。例如,主动悬架致动器118可以是液压活塞缸致动器。又如,主动悬架致动器118可以是气动活塞缸致动器。又如,主动悬架致动器118可以是电磁线性致动器。又如,主动悬架致动器118可以是由旋转电动达驱动的螺杆致动器(例如,包括导螺杆或滚珠螺杆)。其他类型的致动器可以用作主动悬架致动器118以实施主动悬架控制。空气弹簧120通常是被动部件,其可被调节(例如,通过增加或去除空气)以调节车辆的标称底盘高度。空气贮存器122位于空气弹簧120附近并向空气弹簧120提供附近附加工作容积的空气,这可例如允许空气弹簧120在期望的弹簧刚度下操作而不扩大空气弹簧120本身的壳体,这可允许改进封装空间的使用。
[0038] 在所示的具体实施中,主动悬架致动器118、空气弹簧120被包括作为悬架致动器组件116的部件。在另选的具体实施中,主动悬架致动器118和空气弹簧120可以是分开的,并且可以通过单独的安装连接件连接在车辆结构102与车轮组件104之间。
[0039] 在图1所示的具体实施中,悬架致动器组件116的上端连接到车辆结构102,并且悬架致动器组件116的下端连接到下部控制臂114。在悬架系统200的另选的具体实施中,如图2所示,悬架致动器组件116的上端连接到车辆结构102,并且悬架致动器组件的下端连接到轮毂组件110,并且悬架系统200在其他方面与悬架系统100相同。除了这些示例之外,可以使用其他构造。
[0040] 图3是示出根据第一示例的悬架致动器组件116的正面剖视图。图4是示出悬架致动器组件116的侧面剖视图。悬架致动器组件被构造成根据主动悬架致动器118和空气弹簧120的操作来改变长度。具体地,悬架致动器组件116被构造成伸出(例如,伸长)和缩回(例如,缩短)以便吸收振动和/或在车轮组件104与车辆结构102之间施加力。因此,悬架致动器组件116的长度可以在最小长度与最大长度之间变化。
[0041] 悬架致动器组件116包括顶部安装件324,该顶部安装件被构造成将悬架致动器组件116的上端直接地或间接地连接到车辆结构102。悬架致动器组件116还包括底部安装件325,该底部安装件被构造成将悬架致动器组件116的下端直接地或间接地连接到车轮组件
104,诸如通过连接到下部控制臂114或轮毂组件110。顶部安装件324和底部安装件325被构造成使用常规结构诸如销、球窝接头、固件、夹紧结构或另一合适类型的紧固结构分别连接到与车辆结构102和车轮组件104相关联的结构,以允许悬架致动器组件116在车辆的簧载质量与车辆的非簧载质量之间传递力。因为空气贮存器122是悬架致动器组件116的一部分,所以它位于并且支撑在底部安装件325与顶部安装件324之间,该底部安装件是被构造用于连接到车轮组件104的安装结构,该顶部安装件是被构造用于连接到车辆结构102的安装结构。顶部安装件324和底部安装件325可以被称为例如第一安装结构和第二安装结构,或者被称为上部安装结构和下部安装结构。
[0042] 悬架致动器组件116限定通过主动悬架致动器118位于顶部安装件324与底部安装件325之间(并且因此位于车辆结构102与车轮组件104之间)的第一载荷路径,并且限定通过空气弹簧120位于顶部安装件324与底部安装件325之间的第二载荷路径。第一载荷路径和第二载荷路径的部分可以行进通过相同的结构,并且这些可以被称为载荷路径或组合载荷路径。
[0043] 第一载荷路径和第二载荷路径协作用于在车轮组件104与车辆结构102之间轴向地传递力。第一载荷路径被构造成承载车辆结构102与车轮组件104之间的动态载荷的一部分并且提供悬架系统100的主要阻尼功能。第二载荷路径被构造成承载车辆的重力预载荷(即,与任何动态载荷无关的重力载荷)以及在车辆结构102与车轮组件104之间的动态载荷的一部分。换句话说,第一载荷路径旨在吸收高频振动,而第一载荷路径旨在设定车辆的底盘高度并旨在吸收低频振动。
[0044] 悬架致动器组件116包括上部壳体部分326、下部壳体部分328和支撑结构330(例如,支撑件)。上部壳体部分326和下部壳体部分328是沿着悬架致动器组件116的纵向轴线延伸的大致圆柱形结构。上部壳体部分326从悬架致动器组件116的上端和顶部安装件324沿着悬架致动器组件116的纵向轴线向下朝向下部壳体部分328延伸。下部壳体部分328位于上部壳体部分326与支撑结构330之间,并且可通过主动悬架致动器118和空气弹簧120的操作而相对于上部壳体部分326移动。支撑结构330从悬架致动器组件116的下端和底部安装件325朝向空气弹簧120向上延伸,并且刚性地连接到空气弹簧120的一部分。
[0045] 根据悬架致动器组件116的伸出和缩回,上部壳体部分326和下部壳体部分328可伸缩相连,以便进行相对纵向移动。该构造限定重叠区域,其中上部壳体部分326与下部壳体部分328径向向内间隔开。
[0046] 主动悬架致动器118是线性致动器,其连接到上部壳体部分326和下部壳体部分328以限定第一载荷路径,并且被构造成使上部壳体部分326和下部壳体部分328相对于彼此纵向移动。在所示的具体实施中,主动悬架致动器118是螺杆致动器,具体地是滚珠螺杆致动器,但是也可以使用其他类型的线性致动器。例如,主动悬架致动器可包括马达332(例如,旋转电动马达)、滚珠螺母334、滚珠花键336、具有螺旋槽339a和纵向槽339b的轴338、以及轴联接器340。马达332、滚珠螺母334和滚珠花键336位于上部壳体部分326中。轴338位于上部壳体部分326中,在那里它与滚珠螺母334和滚珠花键336接合,并且轴338从上部壳体部分326延伸到下部壳体部分328中,在那里它通过轴联接器340连接到下部壳体部分328,使得轴338固定到下部壳体部分328。因此,第一载荷路径通过轴338在上部壳体部分326与下部壳体部分328之间传递载荷。
[0047] 滚珠螺母334和滚珠花键336协作以引起轴338相对于上部壳体部分326的伸出和缩回。滚珠螺母334是在功能上类似于螺母的常规部件,但是使用沿着螺旋路径再循环的再循环滚珠轴承而不是使用螺纹,以便减小摩擦。滚珠螺母334的全部或一部分被构造成相对于上部壳体部分326旋转。滚珠花键336是在功能上类似于具有纵向花键的轴环的常规部件,但是使用沿着纵向路径再循环的再循环滚珠轴承而不是使用花键,以便减小摩擦。滚珠花键336被固定以防止相对于上部壳体部分326旋转。
[0048] 马达332被构造成使与轴338的螺旋槽339a接合的滚珠螺母334旋转。然而,通过滚珠花键336与轴338的纵向槽339b的接合来限制轴338旋转。因此,当马达332旋转时,所产生的滚珠螺母334的旋转导致轴338沿着其纵向轴线伸出或缩回(取决于旋转方向),因为轴338被限制旋转。该伸出或缩回导致下部壳体部分328相对于上部壳体部分326的对应纵向移动以及悬架致动器组件116的对应伸长或缩短。
[0049] 第二载荷路径由空气弹簧120限定。上部壳体部分326和下部壳体部分328协作以限定空气弹簧120的壳体,从而限定在上部壳体部分326与下部壳体部分328之间限定的空间内的内部工作容积342。因此,上部壳体部分326可以被称为上部空气弹簧壳体部分,下部壳体部分328可以被称为下部空气弹簧壳体部分,并且上部壳体部分326和下部壳体部分328可以被统称为空气弹簧壳体。空气弹簧120的内部工作容积342的容积(例如,封闭的空间量)根据上部壳体部分326和下部壳体部分328的相对移动而变化。因此,内部工作容积
342对应于上部壳体部分326相对于下部壳体部分328的移动而在容积上变化。
[0050] 工作气体(例如,空气)容纳在空气弹簧120的内部工作容积342内,并且压力对应于上部壳体部分326和下部壳体部分328的相对移动而增大和减小,这是因为该移动导致内部工作容积342的容积变化。空气弹簧120的内部工作容积342的压力相对于下部壳体部分328支撑上部壳体部分326。
[0051] 除了内部工作容积342与空气贮存器122之间的流体连通之外,内部工作容积342被密封以将气体容纳在内部工作容积342内,例如,通过包括例如连接到上部壳体部分326和下部壳体部分328的密封结构。内部工作容积342可以包括例如通过阀、气体管线和/或其他结构的连接,这些连接允许将工作气体的一部分供应到内部工作容积342并且允许工作气体的一部分从内部工作容积342排出。这允许例如改变车辆的底盘高度。
[0052] 为了将工作气体容纳在内部工作容积342内,同时允许上部壳体部分326和下部壳体部分328的相对运动,空气弹簧120包括空气弹簧膜344,该空气弹簧膜在上部壳体部分326与下部壳体部分328径向向内间隔开的重叠区域中延伸跨过上部壳体部分326与下部壳体部分328之间的径向间隙346。空气弹簧膜344是具有环形管状构造(例如,柔性套管)的柔性材料薄片。因此,空气弹簧膜344是柔性结构,该柔性结构与上部壳体部分326和下部壳体部分328协作以限定空气弹簧120的内部工作容积342。空气弹簧膜344在径向间隙346处连接到上部壳体部分326和下部壳体部分328,以防止工作气体在径向间隙346处逸出内部工作容积342,同时允许上部壳体部分326和下部壳体部分328的相对运动。空气弹簧膜344也可以被称为空气弹簧套管、空气套管、隔膜或空气弹簧隔膜。在示出的示例中,空气弹簧膜
344以滚动凸起构型来构造,其中在空气弹簧膜344的第一端与第二端之间形成u形弯,该第一端和第二端分别固定到上部壳体部分326和下部壳体部分328。
[0053] 支撑结构330是静态结构,其刚性地连接到空气弹簧120的下部壳体部分328,并且从其向下延伸。在所示具体实施中,支撑结构330通过连接杆348连接到空气弹簧的下部壳体部分328。连接杆348大致沿着悬架致动器组件116的纵向轴线延伸,向上穿过支撑结构330到达连接杆348与下部壳体部分328的螺纹连接件349,以便将支撑结构330固定到下部壳体部分328。其他类型的连接结构或方法可用于将支撑结构330连接到空气弹簧120的下部壳体部分328。
[0054] 支撑结构330是限定底部安装件325与空气弹簧120的下部壳体部分328之间的载荷路径的结构构件,并且由此限定组合载荷路径的一部分,由第一载荷路径通过主动悬架致动器118传递的载荷和由第二载荷路径通过空气弹簧120传递的载荷通过悬架致动器组件116在顶部安装件324与底部安装件325之间传递,该顶部安装件和底部安装件可以被称为安装件或安装结构(例如,第一安装件和第二安装件或第一安装结构和第二安装结构)。底部安装件325在支撑结构330下端处形成在该支撑结构上、由该支撑结构限定或连接到该支撑结构。在所示具体实施中,底部安装件325被示出为延伸穿过支撑结构330的孔,例如用于接收销以将支撑结构330连接到下部控制臂114或悬架系统100的另一部分,该另一部分是非簧载质量的一部分并且连接到车轮组件104。因此,例如,悬架系统100可以包括具有第一端和第二端的下部控制臂114,其中下部控制臂114的第一端被构造用于连接到车辆结构
102,第二端被构造用于连接到车轮组件104,并且支撑结构330在下部控制臂114的第一端与下部控制臂114的第二端之间连接到下部控制臂114。
[0055] 在所示具体实施中,并且如图4中最佳可见,支撑结构330具有叉状构造,该叉状构造包括主要部分450、第一叉状部分451a和第二叉状部分451b。主要部分450位于空气弹簧120的下部壳体部分328附近并且连接到该下部壳体部分,其中主要部分450的凸缘352与下部壳体部分328的外表面接合(例如,密封接合),并且连接杆348延伸穿过主要部分450。第一叉状部分451a和第二叉状部分451b各自从主要部分450向下延伸并且通过间隙454彼此间隔开。间隙454在其底部处(例如,在悬架致动器组件116的下端处)是开放的,并且提供了一个空间,车辆部件455(例如,推进轴)可以穿过该空间以便连接到车轮组件104。在例示的具体实施中,底部安装件325延伸穿过第一叉状部分451a和第二叉状部分451b两者。在另选的具体实施中,第一叉状部分451a和第二叉状部分451b被省略并且由不分叉的结构替代。
[0056] 在空气弹簧120的压缩和膨胀期间,除了空气弹簧120的内部工作容积342之外,空气贮存器122还提供可由空气弹簧120使用的额外体积的工作流体(空气)。空气贮存器122由支撑结构330的中空内部限定,该中空内部在该具体实施中用作空气贮存器壳体(例如,贮存器壳体或贮存器壳体部分)。空气贮存器122限定在支撑结构330的中空内部中的贮存器容积356。贮存器容积356可位于支撑结构330的中空内部部分中,该中空内部部分位于支撑结构的主要部分450、第一叉状部分451a和第二叉状部分451b中。因为在所示的具体实施中,空气贮存器122由支撑结构330限定,所以空气贮存器122形成空气弹簧120与车轮组件104之间的载荷路径的一部分。
[0057] 空气贮存器122由空气弹簧壳体支撑,即由下部壳体部分328支撑,因为支撑结构330固定到下部壳体部分328。因此,空气贮存器122相对于空气弹簧120的下部壳体部分328被支撑,以与空气弹簧120的下部壳体部分328一致地移动。因此,空气贮存器122由空气弹簧120支撑,使得其与由上部壳体部分326和下部壳体部分328限定的空气弹簧壳体的至少一部分一致地移动。
[0058] 贮存器容积356与空气弹簧120的内部工作容积342流体连通。在所示的具体实施中,空气贮存器122的贮存器容积356通过空气通道358与空气弹簧120的内部工作容积342流体连通。为了允许空气在空气弹簧120的内部工作容积342与空气贮存器122的贮存器容积356之间自由流动,空气通道358在空气弹簧120的内部工作容积342与空气贮存器122的贮存器容积356之间没有阀。
[0059] 空气通道358可以由下部壳体部分328限定并且延伸穿过下部壳体部分328的底壁(例如,穿过空气弹簧壳体或空气弹簧壳体的一部分),并且空气通道358终止于支撑结构330的中空内部处。在另选的具体实施中,空气通道358可另外穿过支撑结构330的壁或其他结构而形成。以此方式,空气通道358允许空气弹簧120的内部工作容积342与空气贮存器
122的贮存器容积356之间的流体连通。
[0060] 因此,空气通道358可以延伸穿过下部壳体部分328,以用于与空气弹簧120的内部工作容积342和空气贮存器122的贮存器容积356流体连通,以允许响应于空气弹簧120的收缩和膨胀而在空气弹簧120的内部工作容积342与贮存器容积356之间进行空气交换。另外,空气弹簧120的内部工作容积342与空气贮存器122的贮存器容积356之间通过空气通道358的流体连通限定了空气弹簧120的总工作容积,该总工作容积包括空气弹簧120的内部工作容积342和空气贮存器122的贮存器容积356。
[0061] 图5是示出根据第二示例的悬架致动器组件516的正面剖视图。图6是示出悬架致动器组件516的侧视图。悬架致动器组件516类似于悬架致动器组件116,能够以关于悬架致动器组件116所描述的方式来实施,并且可以结合在车辆悬架系统诸如悬架系统100或悬架系统200中。悬架致动器组件516包括如前所述的主动悬架致动器118和空气弹簧120。悬架致动器组件516还包括空气贮存器522,该空气贮存器的功能等同于空气贮存器122并且能够以相同的方式实施,除本文所述之外。悬架致动器组件516还包括支撑结构530,该支撑结构的功能等同于支撑结构330并且能够以相同的方式实施,除本文所述之外。
[0062] 在悬架致动器组件516中,空气贮存器522不是由支撑结构530的中空内部限定的,而是包括歧管560、第一储气罐562a和第二储气罐562b。支撑结构530可以是实心的而不是中空的,但是包括与关于支撑结构330所述的构造类似的构造,包括主要部分650、第一叉状部分651a、第二叉状部分651b和间隙654。空气通道558类似于空气通道358,但是除了空气弹簧120的下部壳体部分328之外,还由支撑结构530限定并且延伸穿过该支撑结构。空气通道558延伸到端口564,该端口由支撑结构530形成并且连接到歧管560的歧管通道566,该歧管通道连接到空气贮存器522的贮存器容积556,该贮存器容积限定在第一储气罐562a和第二储气罐562b中。
[0063] 空气贮存器522安装在支撑结构530上并且固定到支撑结构530。在所示具体实施中,歧管560、第一储气罐562a和第二储气罐562b通过直接连接到支撑结构530而被支撑,并且间接连接到空气弹簧120的下部壳体部分328,以用于与空气弹簧120的至少一部分一致地移动。第一储气罐562a和第二储气罐562b分别与第一叉状部分651a和第二叉状部分651b相邻并沿着该第一叉状部分和第二叉状部分延伸。为了相对于支撑结构330进一步支撑第一储气罐562a和第二储气罐562b,第一储气罐562a和第二储气罐562b可通过连接器568,诸如紧固件、托架或带,分别连接到第一叉状部分651a和第二叉状部分651b。
[0064] 图7是示出根据第三示例的悬架致动器组件716的正面剖视图。图8是示出悬架致动器组件716的侧视图。悬架致动器组件716类似于悬架致动器组件116,能够以关于悬架致动器组件116所描述的方式来实施,并且可以结合在车辆悬架系统诸如悬架系统100或悬架系统200中。悬架致动器组件716包括如前所述的主动悬架致动器118和空气弹簧120。悬架致动器组件716还包括空气贮存器722,该空气贮存器的功能等同于空气贮存器122并且能够以相同的方式实施,除本文所述之外。悬架致动器组件716还包括支撑结构730,该支撑结构的功能等同于支撑结构330并且能够以相同的方式实施,除本文所述之外。
[0065] 在悬架致动器组件716中,空气贮存器722不是由支撑结构730的中空内部限定的,而是包括贮存器壳体760,该贮存器壳体是中空的并且包括主要部分761、第一壳体叉状部分762a和第二壳体叉状部分762b。第一壳体叉状部分762a和第二壳体叉状部分762b以与支撑结构730的构造互补的叉状构造从主要部分761向下延伸。支撑结构730可以是实心的而不是中空的,但是包括与关于支撑结构330所述的构造类似的构造,包括主要部分850、第一叉状部分851a、第二叉状部分851b和间隙854。空气通道758类似于空气通道358,但是除了空气弹簧120的下部壳体部分328之外,还由支撑结构730限定并且延伸穿过该支撑结构。空气通道758延伸到端口764,该端口由支撑结构730形成并且连接到空气贮存器722的贮存器容积756,该贮存器容积限定在贮存器壳体760的中空内部中,包括主要部分761、第一壳体叉状部分762a和第二壳体叉状部分762b。
[0066] 空气贮存器722安装在支撑结构730上并且固定到支撑结构730。在所示的具体实施中,空气贮存器722的贮存器壳体760通过直接连接到支撑结构730而被支撑,并且间接连接到空气弹簧120的下部壳体部分328,以用于与空气弹簧120的至少一部分一致地移动。第一壳体叉状部分762a和第二壳体叉状部分762b分别与第一叉状部分851a和第二叉状部分851b相邻并沿着该第一叉状部分和第二叉状部分延伸。
[0067] 图9是示出根据第四示例的悬架致动器组件916的正面剖视图。图10是示出悬架致动器组件916的侧视图。悬架致动器组件916类似于悬架致动器组件116,能够以关于悬架致动器组件116所描述的方式来实施,并且可以结合在车辆悬架系统诸如悬架系统100或悬架系统200中。悬架致动器组件916包括如前所述的主动悬架致动器118和空气弹簧120。悬架致动器组件916还包括空气贮存器922,该空气贮存器的功能等同于空气贮存器122并且能够以相同的方式实施,除本文所述之外。悬架致动器组件916还包括支撑结构930,该支撑结构的功能等同于支撑结构330并且能够以相同的方式实施,除本文所述之外。
[0068] 在悬架致动器组件916中,空气贮存器922不是由支撑结构930的中空内部限定的,而是包括贮存器壳体960(例如贮存器壳体部分),该贮存器壳体是中空的并且包括主要部分961、第一壳体叉状部分962a和第二壳体叉状部分962b。贮存器壳体960的主要部分961围绕空气弹簧120的下部壳体部分328延伸并且还围绕支撑结构930延伸。主要部分961可以通过上凸缘和下凸缘连接到下部壳体部分328和支撑结构930和/或相对于该下部壳体部分和支撑结构密封,上凸缘和下凸缘分别围绕下部壳体部分328和支撑结构930延伸并且接合该下部壳体部分和支撑结构。第一壳体叉状部分962a和第二壳体叉状部分962b以与支撑结构930的构造互补的叉状构造从主要部分961向下延伸。另外,在该构造中,可以省略第一壳体叉状部分962a和第二壳体叉状部分962b。
[0069] 支撑结构930可以是实心的而不是中空的,但是包括与关于支撑结构330所述的构造类似的构造,包括主要部分1050、第一叉状部分1051a、第二叉状部分1051b和间隙1054。空气通道958类似于空气通道358,并且延伸穿过空气弹簧120的下部壳体部分328,以与空气贮存器922的贮存器容积956连通。根据支撑结构930的几何形状和空气通道958的位置,空气通道958可任选地被限定为穿过支撑结构930。贮存器容积由下部壳体部分328、支撑结构930和贮存器壳体960限定并且位于它们之间,它们中的每一者界定贮存器容积956,并且它们中的每一者相对于彼此密封。因此,空气贮存器922包括贮存器壳体部分,此处为贮存器壳体960,其连接到空气弹簧壳体,此处为连接到下部壳体部分328,并且连接到支撑结构
930,并且贮存器容积956由贮存器壳体960、下部壳体部分328和支撑结构930限定。
[0070] 空气贮存器922安装在支撑结构930上并且固定到支撑结构930。在所示的具体实施中,空气贮存器922的贮存器壳体960通过直接连接到支撑结构930和空气弹簧120的下部壳体部分328而被支撑,以用于与空气弹簧120的至少一部分一致地移动。第一壳体叉状部分962a和第二壳体叉状部分962b分别与支撑结构930的第一叉状部分1051a和第二叉状部分1051b相邻并沿着该第一叉状部分和第二叉状部分延伸。
[0071] 图11是示出悬架致动器组件1116的正面剖视图,该悬架致动器组件是悬架致动器组件116的另选的具体实施。悬架致动器组件1116类似于悬架致动器组件116,能够以关于悬架致动器组件116所描述的方式来实施,并且可以结合在车辆悬架系统诸如悬架系统100或悬架系统200中。悬架致动器组件1116包括来自悬架致动器组件116的主动悬架部件,这些主动悬架部件如先前所述,除了如在本文进一步描述的。
[0072] 在悬架致动器组件1116中,内部工作容积342和贮存器容积356由致动器容积1164补充,该致动器容积位于上部壳体部分326中,围绕或邻近主动悬架致动器118的部件。在示出的示例中,致动器容积1164位于上部壳体部分326的上端处,邻近或围绕主动悬架致动器118的马达332。致动器容积1164提供在空气弹簧120的操作期间被压缩和膨胀的附加体积的空气,以允许在有限空间中实现空气弹簧120的期望操作特性(例如,弹簧刚度)。
[0073] 致动器容积1164通过轴1138和连接杆1148与贮存器容积356和内部工作容积342流体连通。轴1138根据对轴338的描述进行构造并且以相同的方式起作用,但是具有位于轴1138中并且在轴1138的轴向方向上沿轴1138(例如,从其第一端到第二端)延伸的通道
1166。响应于压缩和膨胀,空气可穿过致动器容积1164与贮存器容积356之间的轴1138的通道1166。在所示的具体实施中,轴1138通过螺纹连接件1168连接到连接杆1148以传递由主动悬架致动器118施加的力。连接杆1148可通过螺纹连接件1149螺纹连接到下部壳体部分
328,如关于连接杆348和螺纹连接件349所述。连接杆包括通道1170,该通道延伸穿过连接杆1148并且流体地联接通道1166,以限定致动器容积1164与贮存器容积356之间的流体连通路径的另一部分。在示出的示例中,通道1170的轴向端部邻近通道1166,并且通道还限定与空气贮存器122的内部相邻的径向端口。例如,通道的连接杆尽管未示出,但是可以包括常规特征诸如密封环以相对于相邻结构密封连接杆1148,从而将空气保持在致动器容积
1164、贮存器容积356和内部工作容积342内。
[0074] 因此,主动悬架致动器118限定致动器容积1164,该致动器容积位于上部壳体部分326中,并且通过与贮存器容积356流体连通而与空气弹簧120的内部工作容积342流体连通。此外,致动器容积1164通过主动悬架致动器118的轴1138的通道1166与内部工作容积
342和贮存器容积356流体连通。
[0075] 图12是示出悬架致动器组件1216的正面剖视图,该悬架致动器组件是悬架致动器组件516的另选的具体实施。悬架致动器组件1216类似于悬架致动器组件516,能够以关于悬架致动器组件516所描述的方式来实施,并且可以结合在车辆悬架系统诸如悬架系统100或悬架系统200中。悬架致动器组件1216包括来自悬架致动器组件516的主动悬架部件,这些主动悬架部件如先前所述,除了如在本文进一步描述的。
[0076] 在悬架致动器组件1216中,内部工作容积342和贮存器容积556由致动器容积1164补充,如先前所述。致动器容积1164通过如前所述的轴1138和连接杆1148与空气贮存器522的贮存器容积556和内部工作容积342流体连通。螺纹连接件1149形成于连接杆1148与支撑结构530之间。
[0077] 图12是示出悬架致动器组件1216的正面剖视图,该悬架致动器组件是悬架致动器组件516的另选的具体实施。悬架致动器组件1216类似于悬架致动器组件516,能够以关于悬架致动器组件516所描述的方式来实施,并且可以结合在车辆悬架系统诸如悬架系统100或悬架系统200中。悬架致动器组件1216包括来自悬架致动器组件516的主动悬架部件,这些主动悬架部件如先前所述,除了如在本文进一步描述的。
[0078] 在悬架致动器组件1216中,内部工作容积342和贮存器容积556由致动器容积1164补充,如先前所述。致动器容积1164通过如前所述的轴1138和连接杆1148并且另外通过支撑结构530的空气通道558与空气贮存器522的贮存器容积556和内部工作容积342流体连通。
[0079] 图13是示出悬架致动器组件1316的正面剖视图,该悬架致动器组件是悬架致动器组件716的另选的具体实施。悬架致动器组件1316类似于悬架致动器组件716,能够以关于悬架致动器组件716所描述的方式来实施,并且可以结合在车辆悬架系统诸如悬架系统100或悬架系统200中。悬架致动器组件1316包括来自悬架致动器组件716的主动悬架部件,这些主动悬架部件如先前所述,除了如在本文进一步描述的。
[0080] 在悬架致动器组件1316中,内部工作容积342和贮存器容积756由致动器容积1164补充,如先前所述。致动器容积1164通过如前所述的轴1138和连接杆1148并且另外通过支撑结构730的空气通道758与空气贮存器522的贮存器容积556和内部工作容积342流体连通。
[0081] 图14是示出悬架致动器组件1416的正面剖视图,该悬架致动器组件是悬架致动器组件916的另选的具体实施。悬架致动器组件1416类似于悬架致动器组件916,能够以关于悬架致动器组件916所描述的方式来实施,并且可以结合在车辆悬架系统诸如悬架系统100或悬架系统200中。悬架致动器组件1416包括来自悬架致动器组件716的主动悬架部件,这些主动悬架部件如先前所述,除了如在本文进一步描述的。
[0082] 在悬架致动器组件1416中,内部工作容积342和贮存器容积956由致动器容积1164补充,如先前所述。致动器容积1164通过如前所述的轴1138和连接杆1148与空气贮存器522的贮存器容积556和内部工作容积342流体连通。
[0083] 图15是示出包括具有根据所述具体实施的悬架致动器组件的悬架系统(诸如悬架系统100或悬架系统200)的车辆1580的示例的框图。车辆1580可以是被构造成使用车轮和轮胎在道路或其他表面上行驶的客运汽车或货运汽车。车辆1580可以包括常规的车辆部件,诸如车身1581(例如,包括车辆结构102)、推进系统1582、制动系统1583、转向系统1584、感测系统1585和控制系统1586。控制系统1586可以是通用计算设备(例如,具有处理器和存储待执行指令的存储器),或者可以是通用计算设备。控制系统1586可控制悬架系统100或悬架系统200的操作,诸如通过基于来自传感器信号执行主动悬架控制。控制系统1586还可控制其他车辆功能,诸如自主驾驶功能。上述是包括在车辆1580中的车辆系统的示例。其他系统可以被包括在车辆1580中,并且可以根据常规设计来实现。
[0084] 本文描述的技术可以涉及个人信息的使用和存储,例如,以允许根据用户偏好对车辆悬架控制进行自定义。这些个人信息的使用和存储是为了增强用户的体验,并且只有在用户同意使用和存储的情况下才会使用和存储。应使用符合或超过行业标准和政府法规的政策和实践来执行此类信息的收集和存储。应允许用户选择是否提供个人信息,是否允许存储个人信息,并应允许限制信息保留的时间。此外,可以实现本文所述的系统,使得此类信息的使用和存储是可选的,并且使得系统可以在没有该信息的情况下操作。
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