乘用车用悬挂设备

技术领域

本发明的至少一种实施例涉及汽车配件技术领域，更具体地，涉及一种乘用车用悬挂设备。

背景技术

悬挂设备被广泛应用于乘用车的减震领域中，多设置于车架（如桥壳）与车身之间，以衰减车架与车身的振动，改善车辆在行驶过程中的稳定性。基于减震的原理的不同，现有的减震技术可被划分为被动减震、半主动减震及主动减震。其中，被动减震不具备能源供给装置，所提供的阻尼力无法随外部的工况变化（如配置有弹簧悬挂机构的悬挂设备）；主动减震则具备能够产生作用力的动力源，在应用场景中，所配置的各类传感器基于所采集的数据进行计算以决定控制方式，从而控制动力源所产生的作用力并使执行元件基于该作用力进行工作（如配置有传感器、电子控制单元（ECU）及主动力发生器形成的闭环系统）。

现有技术中，被动减震技术所采用的定常的控制方式，无法适应复杂的行驶环境；主动减震技术则需要依赖所采集的数据进行计算以输出控制量，但由于所采集的数据的误差及算法的差异，因此，存在稳定性较差及功耗较高的不足。

基于二者的不足，半主动减震方式具有一定的适用性。其中，连续减震控制系统（Continuous Damping Control，CDC）是一种具有代表性的半主动减震方式。连续减震控制系统多采用中央控制单元、车身加速度传感器、车轮加速度传感器以及配置有CDC控制阀的悬挂设备构成。车身加速度传感器及车轮加速度传感器适用于采集车辆行驶过程中的信号，中央控制单元依据信号向CDC控制阀输出控制信号，以对与CDC控制阀相连通的悬挂设备的腔室之间的缝隙进行调节，从而改变悬挂设备的活塞所受的阻力，以调节悬挂设备的阻尼力。这种半主动减震技术相较于被动减震技术具有阻尼力可调节的优点，相较于主动减震技术具有计算量低，功耗低的优点，但这种方式只能通过耗散能量提供阻尼力，无法向所支承的载荷（如车架）提供主动力。

发明内容

为解决现有技术中的上述以及其他方面的至少一种技术问题，本发明提供一种悬挂设备，通过活塞杆相对于缸体的伸缩对所支承的载荷进行缓冲，在缓冲状态下，第一磁性件提供与活塞杆的运动方向相同的排斥力，以使悬挂设备可对外输出能量，提供类似于主动减震技术的主动力。

本发明的实施例提供一种悬挂设备，包括：缸体，上述缸体内设置有注有缓冲介质的介质腔；活塞，包括：活塞杆，上述活塞杆被构造成在相对于上述缸体静止的平衡位置及相对于上述缸体伸缩的偏移位置之间移动，适用于对外部的载荷进行支承，以使上述载荷随上述活塞杆的位置具有稳定状态及缓冲状态；磁性部，包括：第一磁性件，安装于上述介质腔内；以及第二磁性件，安装于上述活塞杆的位于上述缸体内的轴向的第一端上；其中，上述活塞杆由上述平衡位置移动至上述偏移位置的状态下，上述第一磁性件适用于通过上述第二磁性件向上述活塞杆施加与运动方向相同的吸引力或排斥力，以使上述活塞杆沿运动方向进一步移动。

根据本发明的实施例，上述第一磁性件及上述第二磁性件均被构造成沿上述缸体的轴向方向的两端充磁。

根据本发明的实施例，上述第一磁性件被构造成与上述第二磁性件的磁极方向相同。

根据本发明的实施例，上述磁性部包括一个上述第一磁性件，上述第一磁性件包括多个磁性柱，多个上述磁性柱安装于上述介质腔内的与上述活塞杆的上述平衡位置相同的轴向位置处，被构造成环绕上述介质腔的轴线设置。

根据本发明的实施例，上述磁性部包括两个上述第一磁性件，两个上述第一磁性件分别安装于上述介质腔的轴向的两端；其中，上述第一磁性件被构造成环形结构，以容纳上述活塞杆和/或缓冲介质通过。

根据本发明的实施例，上述第二磁性件被构造成环形结构，被构造成套设于上述活塞杆的上述第一端的外侧。

根据本发明的实施例，悬挂设备还包括连续减震控制阀，被构造成将位于上述介质腔的两侧的两个子腔相连通，并通过调节连通两个上述子腔的孔的孔隙，调节上述子腔内的上述缓冲介质对上述活塞杆施加的阻力。

根据本发明的实施例，上述缸体包括：第一缸筒，上述第一缸筒适用于容纳上述活塞杆的上述第一端，上述第一端上设置有活塞阀，以将上述第一缸筒的内部的两侧分隔为第一子腔及第二子腔；第二缸筒，套设于上述第一缸筒的外侧，上述第二缸筒及上述第一缸筒之间限定与上述第一子腔连通的第三子腔；以及第三缸筒，套设于上述第二缸筒的外侧，上述第三缸筒及上述第二缸筒之间限定与上述第二子腔连通的第四子腔；其中，上述连续减震控制阀安装于上述第三缸筒上，上述连续减震控制阀的一端与上述第三子腔连通，另一端与上述第四子腔连通，上述连续减震控制阀适用于调节连通上述第三子腔及上述第四子腔之间的孔的孔隙。

根据本发明的实施例，上述缸体还包括内衬管，上述内衬管设置于上述第一缸筒的内侧，适用于抵靠在上述活塞阀的外侧，以限制上述活塞阀的径向位置。

根据本发明的实施例，上述内衬管的中部的内部设置有沿径向方向向内凹陷的安装槽，上述第一磁性件安装于上述安装槽内。

根据本发明提供的悬挂设备，通过活塞杆相对于缸体的伸缩，使缸体内的缓冲介质为所支承的载荷提供阻尼力以进行缓冲。在活塞杆相对于上述缸体拉伸或压缩的状态下，第一磁性件对第二磁性件提供与运动方向相同的排斥力，以使活塞杆沿运动方向进一步移动，从而对外输出能量，以向所支承的载荷提供主动力。

附图说明

图1示出了本发明的悬挂设备的截面图；

图2示出了图1所示的悬挂设备的A-A向的截面图；

图3示出了图1所示的悬挂设备的一种磁性部的原理图，示出了具有一个第一磁性件的磁性部；

图4示出了图1所示的悬挂设备的另一种磁性部的原理图，示出了具有两个第一磁性件的磁性部；

图5示出了图1所示的悬挂设备的油路的示意图。

所述附图中，附图标记含义具体如下：

1、活塞；

11、活塞杆；

12、活塞阀；

2、缸体；

21、第一缸筒；

22、第二缸筒；

23、第三缸筒；

24、内衬管；

241、阻尼孔；

25、端盖；

26、底阀；

27、导向器；

3、连续减震控制阀；

31、第一通道；

32、第二通道；

33、阀体；

4、介质腔；

41、第一子腔；

42、第二子腔；

43、第三子腔；

44、第四子腔；

5、吊耳；

6、磁性部；

61、第一磁性件；

62、第二磁性件。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本发明。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。

在此使用的所有术语包括技术和科学术语具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等。在使用类似于“A、B或C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释例如，“具有A、B或C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等。

图1示出了本发明的悬挂设备的截面图。

根据本发明提供的悬挂设备，如图1所示，悬挂设备包括缸体2、活塞1及磁性部6。缸体2内设置有注有缓冲介质的介质腔4。活塞1包括活塞杆11，活塞杆11被构造成在相对于缸体2静止的平衡位置及相对于缸体2伸缩的偏移位置之间移动，适用于对外部的载荷进行支承，以使载荷随活塞杆11的位置具有稳定状态及缓冲状态。磁性部6包括第一磁性件61及第二磁性件62。第一磁性件61安装于介质腔4内。第二磁性件62，安装于活塞杆11的位于缸体2内的轴向的第一端上。活塞杆11由平衡位置移动至偏移位置的状态下，第一磁性件61适用于通过第二磁性件62向活塞杆11施加与运动方向相同的吸引力或排斥力，以使活塞杆11沿运动方向进一步移动。

这样的实施方式中，通过活塞杆相对于缸体的伸缩，使缸体内的缓冲介质为所支承的载荷提供阻尼力以进行缓冲。在活塞杆相对于所述缸体拉伸或压缩的状态下，第一磁性件对第二磁性件提供与运动方向相同的排斥力和/或吸引力，以使活塞杆沿运动方向进一步移动，从而对外输出能量，以向所支承的载荷提供主动力。

在一种示意性的实施例中，缓冲介质包括但不限于采用液压油。

在一种示意性的实施例中，第一磁性件61和/或第二磁性件62包括但不限于采用永磁体制成。

在另一种示意性的实施例中，第一磁性件61和/或第二磁性件62采用电磁体制成。

根据本发明的实施例，如图1所示，悬挂设备还包括连续减震控制阀3，被构造成将位于介质腔4的两侧的两个子腔相连通，并通过调节连通两个子腔的孔的孔隙，调节子腔内的缓冲介质对活塞杆11施加的阻力。

根据本发明的实施例，如图1所示，缸体2包括第一缸筒21、第二缸筒22及第三缸筒23。第一缸筒21适用于容纳活塞杆11的第一端，第一端上设置有活塞阀12，以将第一缸筒21的内部的两侧分隔为第一子腔41（如图1所示的位于活塞阀12的左侧的腔）及第二子腔42（如图1所示的位于活塞阀12的右侧的腔）。第二缸筒22套设于第一缸筒21的外侧，第二缸筒22及第一缸筒21之间限定与第一子腔41连通的第三子腔43。第三缸筒23套设于第二缸筒22的外侧，第三缸筒23及第二缸筒22之间限定与第二子腔42连通的第四子腔44。连续减震控制阀3安装于第三缸筒23上，连续减震控制阀3的一端与第三子腔43连通，另一端与第四子腔44连通，连续减震控制阀3适用于调节连通第三子腔43及第四子腔44之间的孔的孔隙。

根据本发明的实施例，如图1所示，缸体2还包括内衬管24，内衬管24设置于第一缸筒21的内侧，适用于抵靠在活塞阀12的外侧，以限制活塞阀12的径向位置。

在一种示意性的实施例中，如图1所示，第一缸筒21被构造成圆柱形结构，内衬管24安装于第一缸筒21的内表面上，第一缸筒21的轴向两端均形成开口。进一步的，第一缸筒21的轴向的一端（如图1所示的左端）安装有导向器27，导向器27适用于容纳活塞杆的轴向的第二端（如图1所示的左端）通过，以使活塞杆的第二端伸出至介质腔的外侧，以使得活塞杆11与缸体2的轴线的延伸方向相重合，并使得活塞杆11沿缸体2的轴线的延伸方向移动。

在一种示意性的实施例中，如图1所示，第一缸筒21及内衬管24上设置有沿厚度方向（如图1所示的上、下方向）贯通的阻尼孔241，以将第一子腔41及第三子腔43连通。进一步的，第一缸筒21的轴向的另一端（如图1所示的右端）安装有底阀26，以使第二子腔42及第四子腔44相连通。

在一种示意性的实施例中，如图1所示，第二缸筒22同轴套设于第一缸筒21的外侧。详细地，第二缸筒22的轴向的两端向内收敛安装于第一缸筒21的外壁面上，以与第一缸筒21的外壁面之间限定第三子腔43。

在一种示意性的实施例中，如图1所示，第三缸筒23同轴套设于第二缸筒22的外侧。详细地，第三缸筒23被构造成圆柱形的筒形结构，第三缸筒23通过一侧设置的开口套设于第一缸筒21的外侧，第三缸筒23的开口设置于第一缸筒21的轴向的一端（如图1所示的左端）的外侧。进一步的，第三缸筒23的开口位置安装有端盖25以将第三缸筒23内所限定的介质腔封闭。

在一种示意性的实施例中，如图1所示，连续减震控制阀（CDC阀）3安装于第三缸筒23上。详细地，连续减震控制阀（CDC阀）3包括第一通道31、第二通道32及阀体33。

在一种示意性的实施例中，如图1所示，连续减震控制阀（CDC阀）3的第一通道31沿缸体的径向方向（如图1所示的上、下方向）延伸，贯通第二筒体22与第三子腔43相连通；连续减震控制阀（CDC阀）3的第二通道32设置于第一通道31的外侧，贯通第三筒体23与第四子腔44相连通。进一步的，阀体33安装于第一通道31及第二通道32之间所形成的孔内，该孔包括但不限于被构造成环形孔。这样，阀体33通过调节相对于该孔的位置调节所覆盖的孔的面积，以调节孔的孔隙，从而调节通过孔的缓冲介质的流量，以形成阻尼力。

这样的实施方式中，在活塞杆11相对于缸体2脱离平衡位置（如图1所示的第二磁性件62位于第一磁性件61之间的位置）移动至偏移位置（包括使活塞杆11靠近缸体2的压缩位置及使活塞杆11远离缸体2的拉伸位置）的过程中，液压油会在活塞杆的作用下在第一子腔41、第三子腔43、第二子腔42及第四子腔44之间（顺序或逆序）流动，连续减震控制阀（CDC阀）3通过调节第三子腔43及第四子腔44之间的孔的孔隙的大小调节允许通过的液压油的流量，以调节对活塞杆11的阻尼力（孔隙越大阻尼力越小，孔隙越小阻尼力越大）。

根据本发明的实施例，如图1所示，第一磁性件61及第二磁性件62均被构造成沿缸体2的轴向方向的两端充磁。

图2示出了图1所示的悬挂设备的A-A向的截面图。

根据本发明的实施例，如图2所示，磁性部6包括一个第一磁性件61。第一磁性件61包括多个磁性柱，多个磁性柱安装于介质腔4内，被构造成环绕介质腔4的轴线设置。

根据本发明的实施例，如图2所示，第二磁性件62被构造成环形结构，被构造成套设于活塞杆11的第一端的外侧。

根据本发明的实施例，如图1所示，内衬管24的中部的内部设置有沿径向方向向内凹陷的安装槽，第一磁性件61安装于安装槽内。

在一种示意性的实施例中，如图2所示，第一磁性件61包括多个磁性柱，多个磁性柱嵌合于内衬管24所形成的安装槽内。详细地，磁性柱的轴向两端（如图2所示的面向纸面及背向纸面的端部）抵靠在安装槽的槽壁上。进一步的，磁性柱包括但不限于采用粘接、卡装或其他安装方式与安装槽固定。这样，在将磁性柱与安装槽装配的状态下，可通过所设置的磁性柱的数量，尺寸（包括长度和/或直径）及密度调节第一磁性件61的磁性强度，以与第二磁性件62相适配。应当理解，本发明的实施例不限于此。

例如，第一磁性件61被构造成环形结构，套设于第二磁性件62的外侧的第一缸筒21的内表面上。

图3是图1所示的一种示意性的实施例的悬挂设备的磁性部的原理图，示出了具有一个第一磁性件的磁性部。

根据本发明的实施例，如图3所示，第一磁性件61被构造成与第二磁性件62的磁极方向相同。

在一种示意性的实施例中，如图3所示，第一磁性件61及第二磁性件62均被构造成左端为N极，右端为S极。详细地，在活塞杆11处于平衡位置（即第二磁性件62位于第一磁性件61之间，且第一磁性件61及第二磁性件62的磁极的零点相对齐，图中未示出）的状态下，悬挂设备对所支承的载荷（如车架）处于稳定状态。进一步的，在活塞杆11受到外部施加的力，使得活塞杆11由平衡位置向左侧的偏移位置（如图3所示）移动的状态下，第二磁性件62的N极受到第一磁性件61的N极所施加的排斥力（即F1），第二磁性件62的S极受到第一磁性件61的N极所施加的吸引力（即F2），使得活塞杆11具有向左移动的主动力，并且该主动力会随着活塞杆11左移的行程逐渐减小，使得该主动力为非线性的。

与之相似，在活塞杆11受到外部施加的力，使得活塞杆11由平衡位置向右侧的偏移位置（图中未示出）移动的状态下，第二磁性件62的S极受到第一磁性件61的S极所施加的排斥力，第二磁性件62的N极受到第一磁性件61的S极所施加的吸引力，使得活塞杆11具有向右移动的主动力。

这样的实施方式中，通过将第一磁性件及第二磁性件的磁极方向相同，使得第二磁性件的零点在未脱离第一磁性件的磁极的状态下，可为活塞杆提供与运动方向相同且非线性的主动力。这样，可通过设置第一磁性件的尺寸（如轴向的长度）调节可为活塞杆提供主动力的行程（如第一磁性件的轴向长度越长，则使得第一磁性件对活塞杆提供主动力的行程相应增长），以满足悬挂设备所需提供的主动力的要求。

图4是图1所示的另一种示意性的实施例的悬挂设备的磁性部的原理图，示出了具有两个第一磁性件的磁性部。

根据本发明的实施例，如图4所示，磁性部6包括两个第一磁性件61。两个第一磁性件61分别安装于介质腔4的轴向的两端。第一磁性件61被构造成环形结构，以容纳所述活塞杆11和/或缓冲介质通过。

在一种示意性的实施例中，如图4所示，两个第一磁性件61及一个第二磁性件62均被构造成左端为N极，右端为S极。详细地，在活塞杆11处于平衡位置（即第二磁性件62位于两个第一磁性件61之间，且第二磁性件62的磁极的零点位于两个第一磁性件61的磁场的中点位置处）的状态下，悬挂设备对所支承的载荷（如车架）处于稳定状态。进一步的，在活塞杆11受到外部施加的力，使得活塞杆11由平衡位置向左侧的偏移位置（如图4所示）移动的状态下，第二磁性件62主要受到位于左侧的第一磁性件61的S极所施加的吸引力（即F3），使得活塞杆11具有向左移动的主动力，并且该主动力会随着活塞杆11左移的行程逐渐增加，使得该主动力为非线性的。

与之相似，在活塞杆11受到外部施加的力，使得活塞杆11由平衡位置向右侧的偏移位置（图中未示出）移动的状态下，第二磁性件62的S极受到第一磁性件61的N极所施加的吸引力使得活塞杆11具有向右移动的主动力。

这样的实施方式中，通过在介质腔的轴向的两端设置的两个第一磁性件，可通过第一磁性件对第二磁性件所施加的吸引力为活塞杆提供与运动方向相同且非线性的主动力。

在一种示意性的实施例中，两个第一磁性件61的径向的外部可嵌合于内衬管24所形成的安装槽内，两个第一磁性件61的径向的内部可由安装槽的槽口向内凸出，以使第一磁性件及第二磁性件沿介质腔（包括第一子腔及第二子腔）的轴向方向的正投影至少部分重合，以提供较大的吸引力。

图5示出了图1所示的悬挂设备的油路的示意图。

在一种示意性的实施例中，悬挂设备还包括设置于第三缸筒23的远离活塞杆的端部（如图5所示的右端）的吊耳5。详细地，悬挂设备通过吊耳5及设置于活塞杆11的第二端（如图5所示的左端）的连接机构与载荷连接（如一端连接于轮胎转向架上，另一端连接于车架上）。

这样的实施方式中，当装配有悬挂设备的车辆在行驶过程中发生颠簸的状态下，与连续减震控制阀（CDC阀）通讯连接的传感器（如车身加速度传感器和/或车轮加速度传感器）所采集的信号会经中央控制单元进行处理，并将控制信号发送至连续减震控制阀（CDC阀）以调节孔隙的大小，以调节所提供的阻尼力。

例如，活塞杆11相对于缸体2发生相对远离的拉伸行程（如图5所示，即活塞杆向左移动），第一子腔41内的部分液压油被活塞杆11沿阻尼孔241挤入第三腔室43，第三腔室43内的液压油进一步经连续减震控制阀（CDC阀）的孔通过进入第四腔室44，并通过底阀26最终回流至第二腔室42内。其中，连续减震控制阀（CDC阀）可通过调节第三腔室及第四腔室之间的孔的孔隙，调节第一子腔内的液压油对活塞杆所提供的阻力，从而调节悬挂设备的阻尼力。

在此过程中，通过第一磁性件及第二磁性件的位置变化，可在活塞杆的一定的行程范围内提供沿活塞杆的运动方向延伸的非线性的主动力。在非线性的主动力及可调节的阻尼力的共同作用下，可提供类似主动减震技术的减震效果，还避免了主动减震技术所产生的稳定性差及功耗高的不足。这样，通过悬挂设备之外所配置的其他机构（如车身加速度传感器、车轮加速度传感器及中央控制单元），可根据控制规则输出电流控制信号并传递给悬挂设备，从而实现半主动阻尼力的实时控制。并可根据车身的即时响应，对半主动的阻尼力进行实时调节和控制，从而控制车身的振动。

还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本发明的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本发明的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。

以上对本发明的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本发明的范围。尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。不脱离本发明的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本发明的范围之内。