本發(fā)明涉及一種用于車輛的車輪懸架。本發(fā)明尤其涉及一種車輪懸架，其輪距寬度可以在窄輪距和寬輪距之間進行調(diào)整。在此意圖使本發(fā)明的車輪懸架適用于乘用車。

背景技術(shù)：

關(guān)于具有可變輪距寬度的車輛已經(jīng)存在許多討論。這種車輛在停車期間占用更少的空間，因為可以出于停車目的而將其設(shè)定在窄輪距位置。在較長且大致筆直的路線上，這種車輛也占用更少的空間，從而，由于這種大致筆直的路線可以以窄輪距位置行駛，使得可以將交通安排為具有更近的密度。當(dāng)路線變得蜿蜒或出于任何原因而要求更高的車輛穩(wěn)定性時，可以將上述車輛設(shè)定在寬輪距位置。車輛底座以及車輛的表面積也因此而增大，由此，車輛的穩(wěn)定性也明顯增強。由此獲得一種車輛，其具有非常穩(wěn)定的特性以及非常緊湊的特性，由此可以順應(yīng)條件而選擇車輛的特性。摩托車的優(yōu)點與乘用車的優(yōu)點由此得到結(jié)合。

盡管已知具有可調(diào)輪距寬度的車輛具有許多優(yōu)點，但具有可變輪距寬度的車輛尚未成功地大規(guī)模商業(yè)化。us2003/0136592描述了一種懸架，其具有為履帶車輛而開發(fā)的可變軌距寬度。然而，該懸架無法實現(xiàn)獨立的彈簧安裝和/或車輪的減震，因為車輪懸架并非獨立的。因此，這樣一種懸架不適于應(yīng)用在乘用車中。

ep2641860描述了一種輪距寬度可調(diào)的獨立的車輪懸架。ep2641860中提出的車輪懸架的優(yōu)點是可以獲得窄輪距和寬輪距的良好比例。這是將致動器可轉(zhuǎn)動并且可伸出地連接至車架的結(jié)果。然而，支撐車輪的致動器的回轉(zhuǎn)運動和線性運動的組合是復(fù)雜的，這使得以安全且操作可靠的方式實現(xiàn)大規(guī)模的應(yīng)用基本上是不可能的。這種懸架尤其不適于可達到較高速度的轎車。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提出一種車輪懸架，其具有良好的可變輪距寬度，能夠?qū)崿F(xiàn)車輪的獨立的懸架和彈簧安裝，并且可以經(jīng)濟地大規(guī)模應(yīng)用。

出于上述目的，本發(fā)明提供一種車輪懸架，其適于與車身的連接，且包括：第一和第二車輪，其共同定義了輪距寬度，其中所述第一車輪被提供為通過第一組致動器連接至所述車身，所述第二車輪被提供為通過第二組致動器連接至所述車身，從而使得通過操縱所述致動器，能夠使所述輪距寬度在窄輪距與寬輪距之間可調(diào)整，其特征在于，所述第一組致動器在所述車輛的橫向方向上與所述第二組致動器重疊。

使致動器在車輛的橫向方向上重疊，首先實現(xiàn)了使窄輪距相對于寬輪距的比例明顯更容易得到最優(yōu)化的效果。根據(jù)本發(fā)明，由于致動器在車輛的橫向方向上至少部分地重疊，從而可以得到良好的窄輪距與寬輪距的比例，而不需要進行線性致動器與可回轉(zhuǎn)致動器的組合。因此，可以僅使用例如在橫向方向上互相重疊的線性致動器，其中，與具有類似致動器但不具有重疊的情況相比，上述重疊對上述比例具有強烈的積極影響。

上述致動器的重疊的另一個效果是，最大彈簧行程顯著增加，特別是當(dāng)車輛處于窄輪距位置時，且不希望出現(xiàn)的轉(zhuǎn)向效應(yīng)顯著降低。這是由于在車輛的橫向方向上車輪被懸架的位置與致動器被安裝在車輛上的位置之間的距離。由于致動器在橫向方向上互相重疊，從而致動器的在車輛的橫向方向上看到的總長度比車輪之間的距離（輪距寬度）更大。這里應(yīng)當(dāng)指出的是，車輪與車身之間的連接部件越短，則車輪將具有越小的自由（由此最大彈簧行程較?。?，車輪的轉(zhuǎn)向?qū)ζ湮恢玫挠绊懢驮酱?。由于作為上述重疊的結(jié)果，連接部件（由致動器形成）比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)（其中未采用致動器的重疊）中更長，從而車輪的運動學(xué)操作得到了最優(yōu)化。這里的運動學(xué)操作決定了低頻率下的懸架的性能，而動態(tài)操作決定了高頻率下的懸架的性能。

這里應(yīng)當(dāng)指出的是，根據(jù)本發(fā)明的車輪懸架包括第一和第二組致動器，其中第一車輪通過第一組致動器被懸架，第二車輪通過第二組致動器被懸架。由此獲得了獨立的車輪懸架，其中每個車輪均可以相對于車輛的車身而獨立地移動。這使得已知的獨立車輪懸架（例如麥弗遜式懸架及雙叉骨式懸架）的所有優(yōu)點均在本發(fā)明的車輪懸架上得到實現(xiàn)。

所述第一組致動器和所述第二組致動器中的每一個致動器優(yōu)選為連接至車身。通過將致動器樞轉(zhuǎn)連接至車身使得僅有線性力通過上述致動器而被傳遞。上述樞轉(zhuǎn)連接例如可以通過球窩接頭而形成。

如在懸架領(lǐng)域所公知的，優(yōu)選為使用所謂的橡膠襯套。致動器通常非常適合于吸收和傳遞線性力，由此，在優(yōu)選實施例中可以最佳地使用致動器。致動器在車身上的樞轉(zhuǎn)懸架還允許車輪的動態(tài)操作。

第一組致動器和第二組致動器中的每一個致動器均優(yōu)選為線性致動器。線性致動器的一個例子為液壓缸或電動缸。線性致動器非常適合于吸收和傳遞線性力。線性致動器還允許致動器的長度的改變，從而可以將輪距寬度在窄輪距和寬輪距之間改變。

第一組致動器中的每一個致動器優(yōu)選為在第一車輪的位置處樞轉(zhuǎn)連接至第一轉(zhuǎn)向節(jié)，第二組致動器中的每一個致動器優(yōu)選為在第二車輪的位置處樞轉(zhuǎn)連接至第二轉(zhuǎn)向節(jié)。通過將車輪從轉(zhuǎn)向節(jié)處懸架并將每個轉(zhuǎn)向節(jié)通過一組致動器而連接至車身，其中每個致動器樞轉(zhuǎn)連接至上述轉(zhuǎn)向節(jié)，能夠獲得獨立的車輪懸架。這樣一種獨立的車輪懸架類似于雙叉骨式懸架，其中車輪的外傾位置和轉(zhuǎn)向位置是由轉(zhuǎn)向節(jié)的位置決定的。

第一組致動器和第二組致動器中的每一組優(yōu)選為包括至少一個下致動器和一個上致動器，其大致平行地延伸并優(yōu)選為分別連接在位于輪軸的下方和上方區(qū)域內(nèi)的車輪的位置處。通過提供類似于雙叉骨式懸架、在車身和轉(zhuǎn)向節(jié)之間延伸的下、上懸架部件，可以在懸架的任意位置處將車輪的外傾位置保持在最理想狀態(tài)。由于下、上連接由致動器（其可以縮回和伸出）形成，從而甚至能夠?qū)崿F(xiàn)主動外傾控制。車輛的抓地性，特別是當(dāng)通過彎道時，可以由此被顯著提高。主動外傾控制在實際中僅應(yīng)用于超級跑車，因為通過傳統(tǒng)的懸架進行的主動外傾控制非常昂貴且復(fù)雜。利用根據(jù)本發(fā)明的車輪懸架，主動外傾控制將與可變輪距寬度一同變得簡單和便宜。此處應(yīng)當(dāng)說明的是，具有上、下致動器是足以控制外傾的。然而優(yōu)選地，上致動器將被連接在輪軸上方區(qū)域內(nèi)的轉(zhuǎn)向節(jié)的位置處，下致動器將被連接在輪軸下方區(qū)域內(nèi)的轉(zhuǎn)向節(jié)的位置處。這樣，力的傳遞得到了最優(yōu)化。對于特殊懸架，例如用于太陽能車輛的懸架，其中轉(zhuǎn)向節(jié)具有特殊的設(shè)計，這種懸架不屬于上述情況，可以將下、上致動器均安裝在輪軸的上方。術(shù)語“下”和“上”在這里以彼此相對的意義而使用。

第一組致動器和第二組致動器中的每一組優(yōu)選為還包括轉(zhuǎn)向致動器，其與上、下致動器大致平行地延伸，且連接在從行駛方向上觀察時位于輪軸的前方或后方區(qū)域內(nèi)的車輪的位置處。在輪軸的前方或后方提供致動器，使得能夠通過移動和/或操縱轉(zhuǎn)向致動器而改變車輪的角位置。該車輛在這里可以被實施為具有被動轉(zhuǎn)向（連接至方向盤且駕駛員可通過其正常地進行轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向裝置），其中，轉(zhuǎn)向致動器在車架的位置處連接至可往復(fù)移動的轉(zhuǎn)向部件，以由此決定車輪的轉(zhuǎn)向角。替代地或者與被動轉(zhuǎn)向組合地，也可以通過操縱轉(zhuǎn)向致動器而以簡單的方式實現(xiàn)主動轉(zhuǎn)向。當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的車輛在前側(cè)和后側(cè)均設(shè)有本發(fā)明的車輪懸架時，也可以以簡單的方式獲得四輪轉(zhuǎn)向。在四輪轉(zhuǎn)向中，已知在低速下后輪與前輪反向轉(zhuǎn)向以由此減小轉(zhuǎn)彎半徑。在高速下，后輪與前輪同向轉(zhuǎn)向以增強穩(wěn)定性。這可以在采用根據(jù)本發(fā)明的車輪懸架的情況下通過控制致動器而以十分簡單的方式實現(xiàn)。這里顯然地，也可以通過相對于轉(zhuǎn)向致動器而操縱下、上致動器來使車輪轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向致動器相對于上、下致動器的運動導(dǎo)致了車輪的轉(zhuǎn)向。在這里，上述相對運動可以由轉(zhuǎn)向致動器或下和/或上致動器而引發(fā)。

當(dāng)?shù)谝唤M致動器和第二組致動器中的致動器被設(shè)置在相同位置且車輛向前直行時優(yōu)選為具有大致相等的長度。因此能夠獲得平衡的懸架，其中，盡管彼此完全獨立，但可以將一個車輪以與另一個車輪相同的方式懸架和轉(zhuǎn)向。

優(yōu)選為定義一個中心平面，其在車輛的行駛方向向上延伸，且該中心平面經(jīng)過車輪懸架的重心，其中，第一組致動器和第二組致動器相對于該中心平面不對稱地連接至車身。該不對稱性首先表現(xiàn)為一種缺點，因為兩個車輪上的相同的力是以不同方式傳遞到車身的。然而，測試和模擬表明，在力如何傳遞到車身方面的微小差異并不會勝過由致動器的重疊所帶來的優(yōu)點，即轉(zhuǎn)向效應(yīng)的降低和最大彈簧行程的增加。也可以替代性地通過l型連接而將致動器連接至車身和/或轉(zhuǎn)向節(jié)，其中l(wèi)的短邊在其一端的位置處連接至車身或轉(zhuǎn)向節(jié)，并且其中l(wèi)的長邊平行于致動器連接，以使致動器在偏離其縱向軸線一段距離的地方連接至車輛和/或轉(zhuǎn)向節(jié)。由此可以真正將與轉(zhuǎn)向節(jié)和/或車輛的連接點設(shè)置為完全對稱，并且致動器仍然不會相互抵觸。

所述懸架優(yōu)選為還包括用于每個車輪的懸架滑柱，該懸架滑柱被提供以控制車輪相對于車身的垂直運動。懸架滑柱是已知的，且被應(yīng)用在例如麥弗遜式或雙叉骨式懸架中。每個車輪的彈簧安裝和避震可以由該懸架滑柱決定。上述懸架滑柱在這里可以是主動懸架滑柱或被動懸架滑柱。懸架滑柱將影響車輪的垂直運動，而致動器則大致決定車輪的水平運動。此處應(yīng)當(dāng)說明的是，懸架滑柱通常包括避震器和彈簧。在這里不必一定在懸架中將上述避震器和彈簧設(shè)置在一起。因此，避震器可以安裝在轉(zhuǎn)向節(jié)和車身之間，而彈簧可以安裝在桿和車身之間。

第一組致動器和第二組致動器中的每一個致動器優(yōu)選為具有殼體和相對于殼體可滑動的部件，并且其中，致動器的殼體在車輛的橫向方向上基本完全互相重疊。通過致動器的殼體的所述基本完全重疊，窄輪距與寬輪距的比例得到最大化。車輛在窄輪距位置上的轉(zhuǎn)向效應(yīng)和懸架操作也通過殼體的所述基本完全重疊而得到最優(yōu)化。

懸架優(yōu)選為還包括控制模塊，其被提供以基于車輛的轉(zhuǎn)向輸入和速度來控制致動器?；陬A(yù)編程的算法和/或條件，控制模塊可以在這里根據(jù)車輛被使用的條件而將致動器設(shè)置到窄輪距位置、寬輪距位置或中間位置?？刂颇K也可以實現(xiàn)如上所述的主動轉(zhuǎn)向和主動外傾控制。

控制模塊優(yōu)選地提供為連接至車輛的側(cè)面碰撞檢測傳感器，并且其中，控制模塊基于上述側(cè)面碰撞檢測傳感器而將致動器控制在寬輪距位置。測試和模擬顯示，車輛在受到側(cè)面沖擊的情況下通常表現(xiàn)不佳。特別是在側(cè)面碰撞的情況下對于沖擊的吸收（以使對車輛的駕駛員和/或乘客的震動最小化）在實際中是困難的。由于根據(jù)本發(fā)明的車輛具有寬輪距位置，其中，寬輪距是通過伸出致動器而獲得的，從而可以通過采用上述致動器而使得側(cè)面沖擊能夠以簡單的方式被具有本發(fā)明的車輪懸架的車輛所吸收。在該方面進行的模擬和計算是非常可期的，并且顯示了如何能夠?qū)⑾喈?dāng)大一部分的側(cè)面沖擊吸收入致動器中，以使得對于車輛的駕駛員和/或乘客的震動最小化。因此，車輛的安全性大大增強了。通過在車輛上設(shè)置側(cè)面碰撞檢測傳感器并將其連接至控制模塊，即使當(dāng)車輛（最初）處于窄輪距位置時，也可以獲得由致動器吸收側(cè)面沖擊的優(yōu)點。在窄輪距位置，控制模塊將在即將發(fā)生沖擊的情況下將車輪懸架設(shè)置到寬輪距位置，以使致動器在沖擊發(fā)生的時刻可以起到對沖擊的緩沖器的作用。這增強了具有根據(jù)本發(fā)明的車輪懸架的車輛的安全性。

附圖說明

現(xiàn)在將基于如附圖所示的示例性實施例進一步描述本發(fā)明。

在附圖中：

圖1示出了在前部和后部具有根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的車輪懸架的車輛；

圖2是具有根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的車輪懸架的車輛處于所述窄輪距位置和所述寬輪距位置時的正視圖；以及

圖3是具有根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的車輪懸架的車輛中懸架處于不同位置下的正視圖。

相同或相似的部件在附圖中用相同的附圖標(biāo)記表示。

具體實施方式

本發(fā)明涉及一種用于具有可變輪距寬度的車輛的車輪懸架。

具有可變輪距寬度的車輛可以具有三個或更多個車輪。在具有三個車輪的構(gòu)造中，單個車輪將被設(shè)置在前部或后部，而兩個車輪彼此間隔一定距離地分別被提供在后部或前部（上述距離為在車輛的橫向方向上的距離）。上述兩個車輪定義了輪距寬度。輪距寬度越大，則車輛越寬，抓地性越穩(wěn)定。然而，輪距寬度越大，車輛將占用越多的空間。輪距寬度越窄，則車輛越窄，抓地性越不穩(wěn)定。然而，輪距寬度越窄，車輛將占用越少的空間。明顯地，其他因素也會影響車輛的穩(wěn)定性。

本發(fā)明還可以應(yīng)用于具有四個車輪的車輛。大多數(shù)商用乘用車具有四個車輪。在這里，上述四個車輪中最前面的兩個通常是可轉(zhuǎn)向的，以能夠確定行駛的方向并且可以使車輛轉(zhuǎn)向。盡管事實上本發(fā)明是特別為具有三個或四個車輪的商用乘用車而設(shè)計的，但顯而易見的是，本發(fā)明同樣可以應(yīng)用于為特殊原因而設(shè)計的、并因此可以具有除三個或四個車輪以外的特殊數(shù)量的車輪的專用車輛。以下將基于具有四個車輪并通過前輪轉(zhuǎn)向的車輛的示例來闡明根據(jù)本發(fā)明的懸架。然而，在本說明書的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠?qū)⒃撥囕啈壹軕?yīng)用于其他構(gòu)造的車輛中。因此，本發(fā)明不限于具有四個車輪的車輛的車輪懸架。

圖1示出了具有兩個前輪2、3和兩個后輪4、5的車輛1。為了能夠適宜地示出懸架的不同部件而僅示出了車輛1的基本結(jié)構(gòu)（其不一定是車輛的支撐結(jié)構(gòu)）。車輪2、3、4、5中的每一個圍繞轉(zhuǎn)向節(jié)6轉(zhuǎn)動并且與其軸連接。該轉(zhuǎn)向節(jié)可以具有不同的部件，例如用于制動車輪回轉(zhuǎn)（例如通過制動盤或制動鼓的方式）目的的制動系統(tǒng)，或電動機（用于驅(qū)動車輛）。所述轉(zhuǎn)向節(jié)連接至車輪懸架的中梁式車架7，其中，車輪懸架的中梁式車架7通常形成車身的一部分或者與車身一體地形成。這里在下文中僅用于描述的清楚性，而中梁式車架7在實際中不會像這樣以獨立部件的形式存在于車輛中。可以將中梁式車架與車身一體地形成。或者也可以單獨地形成中梁式車架7，然后將其連接至車輛1。可以根據(jù)不同的原理而將轉(zhuǎn)向節(jié)6連接至車架7。例如雙叉骨原理或麥弗遜原理，或者獨立車輪懸架的其他原理。

圖1示出了如何將轉(zhuǎn)向節(jié)6連接至車架7以獲得兩個車輪的獨立懸架的一個示例。圖1在這里示出了位于車輛的前輪位置處的根據(jù)第1實施例的車輪懸架，以及與第1實施例不同地、位于車輛的后輪位置處的根據(jù)第2實施例的車輪懸架?；谙旅娴恼f明和附圖，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可以基于相同的原理而開發(fā)出進一步的變體。

安裝在車輛上的車輪通常具有三個平移自由度和三個旋轉(zhuǎn)自由度。為了安裝車輪以使轉(zhuǎn)向節(jié)僅允許向上運動（用于車輛的懸架），必須預(yù)先確定六個自由度中的五個。這在理論上可以通過在轉(zhuǎn)向節(jié)和車輛之間提供五個連接，其中每個連接限制一個自由度，或者通過提供比五少n個連接，而再提供限制多于一個自由度的n個連接來實現(xiàn)?？梢愿鶕?jù)這些原理而實施具有上述的一組致動器的本發(fā)明。上述的一組致動器優(yōu)選為包括用于限制六個自由度中的五個的五個部件。但是當(dāng)一個部件被提供以限制多個自由度時，可以在懸架中使用更少的部件。

圖1的車輛1的前輪和后輪都是基于雙叉骨原理而被懸架的。在本說明書中，雙叉骨原理在這里被定義為這樣一種懸架原理：其中，至少兩個橫向連接（在車輛的橫向方向），具體是上臂和下臂，在轉(zhuǎn)向節(jié)6和車架7之間延伸，并且當(dāng)轉(zhuǎn)向節(jié)上下移動時，橫向連接確定轉(zhuǎn)向節(jié)的外傾位置。

在本說明書中，麥弗遜原理在這里被定義為這樣一種懸架原理：其中，僅有一個橫向連接，具體是下臂，在轉(zhuǎn)向節(jié)6和車架7之間延伸，并且其中，當(dāng)轉(zhuǎn)向節(jié)上下移動時，這一個橫向連接與懸架滑柱共同確定轉(zhuǎn)向節(jié)的外傾位置。在雙叉骨式懸架中，懸架滑柱的設(shè)置可以有更加自由的選擇，因為懸架滑柱在懸架（上下移動）期間并不決定（或在更小程度上決定）車輪的外傾位置。

對于雙叉骨式和麥弗遜式懸架，可以進一步提供轉(zhuǎn)向連接以確定車輪的轉(zhuǎn)向位置。該轉(zhuǎn)向連接也在轉(zhuǎn)向節(jié)6和車架7之間大致沿橫向方向延伸。該轉(zhuǎn)向連接優(yōu)選為在輪軸所處的水平面上連接至轉(zhuǎn)向節(jié)6的位置（以使其受到由車輪的外傾位置造成的可能影響最小）。

下臂優(yōu)選為連接在輪軸下方的區(qū)域內(nèi)。上臂（如存在）優(yōu)選為連接在輪軸上方的區(qū)域內(nèi)。

圖1的車輪懸架基于雙叉骨原理，即，每個轉(zhuǎn)向節(jié)6通過下臂8和上臂9連接至車架7。這是針對圖1的車輛1的前輪2、3和后輪4、5的懸架的情況而言的。前輪2、3還包括位于轉(zhuǎn)向節(jié)6和車架7之間的轉(zhuǎn)向連接10，其允許轉(zhuǎn)向節(jié)被轉(zhuǎn)向（即允許確定轉(zhuǎn)向節(jié)的轉(zhuǎn)向位置）。下臂8、上臂9和可選的轉(zhuǎn)向臂10共同形成將轉(zhuǎn)向節(jié)6連接至車架7的一組致動器。因此，車輪與懸架滑柱14和桿11一起被五個部件懸架，使得六個自由度中的五個被預(yù)先確定。在圖1中，右前輪3的致動器以附圖標(biāo)記8、9和10標(biāo)出。左前輪2的致動器以附圖標(biāo)記8'、9'和10'標(biāo)出。右后輪5的致動器以附圖標(biāo)記8"和9"標(biāo)出（在后輪4、5的車輪懸架中僅示出兩個致動器，且其中一個致動器、懸架滑柱和桿11在此處被提供而用以限制多于一個自由度）。

每個致動器8、9、10在圖1的示例中形成為線性致動器，更具體地為液壓缸或電動缸。上述氣缸在這里具有殼體和活塞。上述活塞可以通過液壓驅(qū)動或電動驅(qū)動而縮入殼體和由殼體伸出，從而改變致動器8、9、10的長度。上述致動器以使左輪2的致動器在車輛的橫向方向上與右輪3的致動器重疊的方式連接至車架7。對此將參考以下附圖而在下文中而更詳細地討論。

根據(jù)圖1所示的實施例，每個轉(zhuǎn)向節(jié)6進一步通過桿11連接至車輛的中心區(qū)域。在圖1的實施例中，桿11被實施為雙桿，其中，兩個細長元件11在車輛1的中心區(qū)域和轉(zhuǎn)向節(jié)6之間平行延伸。桿11樞轉(zhuǎn)連接至轉(zhuǎn)向節(jié)6并樞轉(zhuǎn)連接至車輛的中心區(qū)域。由此，桿11能夠吸收在車輛的行駛方向上作用在轉(zhuǎn)向節(jié)上的力。由此，致動器8、9、10能夠免受在行駛方向上的力，從而使得上述致動器8、9、10僅須吸收在車輛的橫向方向上作用在車輪上的力。當(dāng)如圖1所示提供兩個桿11時，轉(zhuǎn)向節(jié)上的扭矩（例如作為車輪的制動或驅(qū)動的結(jié)果）也可被桿11吸收。

每個轉(zhuǎn)向節(jié)優(yōu)選為還具有懸架滑柱（在圖2和圖3中用附圖標(biāo)記14表示），其被提供為確定車輪的垂直運動并吸收垂直方向上的力。在圖1的結(jié)構(gòu)中，提供桿以吸收輪軸周圍的扭矩和在車輛縱向方向上的力，提供下、上致動器以吸收外傾扭矩和在車輛橫向方向上的力，提供轉(zhuǎn)向致動器以吸收轉(zhuǎn)向扭矩，提供懸架滑柱以吸收向上方向的力。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，在實際中可以以使得懸架的整體連接能夠限制自由度，而無需將每個連接明確地對應(yīng)到一個自由度的方式來設(shè)置致動器。因此，這里顯而易見地，轉(zhuǎn)向致動器的操作會改變車輪的轉(zhuǎn)向位置。然而當(dāng)轉(zhuǎn)向致動器保持靜止時，下、上部致動器的操作也會改變轉(zhuǎn)向位置。這表明一切都是相對的，并且取決于車輪懸架的其他連接的位置和/或運動。

圖2示出了具有根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的車輪懸架的車輛的正視圖。圖2在這里示出了根據(jù)本發(fā)明的車輪懸架如何實現(xiàn)車輛1的輪距寬度調(diào)整。在圖2a中，該車輛被示出為具有窄輪距寬度12。在圖2b中，車輛1被示出為具有寬輪距寬度13。

在如圖2a所示的窄輪距位置中，其中車輛1具有窄輪距寬度，致動器8、9、10基本完全縮回。在如圖2b所示的寬輪距位置中，其中車輛1具有寬輪距寬度，致動器8、9、10基本完全伸出。本領(lǐng)域技術(shù)人員在此將能夠理解，中間位置也可以僅由部分伸出的致動器8、9、10占據(jù)，其中在上述中間位置，車輛具有位于所示的窄輪距位置12和寬輪距位置13之間的輪距寬度。

圖2示出了致動器8、9、10是如何在車輛的橫向方向上至少部分地相互重疊的（其中車輛的橫向方向是與地面平行且與車輛1的（直行）行駛方向橫切的方向）。在圖2的示例性實施例中，致動器8、9、10為具有殼體和活塞的液壓缸或電動缸，兩個車輪2、3的致動器的殼體基本完全互相重疊。在另一個實施例中，也可以將致動器以另一種方式進行安裝，以使得上述活塞互相重疊。通過上述在橫向方向上的重疊可以實現(xiàn)不同的效果，這將在以下進行闡述。

在橫向方向上重疊的第一個效果是窄輪距與寬輪距的比例明顯變得更為良好。其中，寬輪距/窄輪距的理論最大比例傳統(tǒng)為（無重疊）2/1，而根據(jù)本發(fā)明的上述理論最大值為3/1。這是由于致動器的殼體互相重疊。出于計算該理論最大值的目的，車輪寬度和連接部件的尺寸忽略不計，這在實際中是不可能的。因此，在實際中永遠無法有效地達到上述寬輪距/窄輪距的最大理論比例，從而該比例始終不佳。根據(jù)本發(fā)明的原理，設(shè)計出一種具有140cm的寬輪距及80cm的窄輪距的車輛。

上述重疊的第二個效果是，在車輛的上下移動期間，負外傾效應(yīng)和轉(zhuǎn)向效應(yīng)更?。ㄐ∮跓o重疊的類似情況）。這是橫向連接的長度由于重疊而明顯變大的結(jié)果。換言之，致動器8、9、10連接至車架7的點與致動器8、9、10連接至轉(zhuǎn)向節(jié)6的點之間的距離足夠大，以將負外傾效應(yīng)和轉(zhuǎn)向效應(yīng)降至最小。

上述重合的第三個效果是懸架范圍的明顯增加，特別是在窄輪距位置下。這同樣是由于致動器8、9、10連接至車架7的點與致動器8、9、10連接至轉(zhuǎn)向節(jié)6的點之間在車輛的橫向方向上的長度。該距離決定著車輪所能達到的最大彈簧行程（車輪在上下方向的運動）。這允許將車輛設(shè)計成在窄輪距位置也可以舒適地被懸架。

圖2還示出了懸架滑柱14、14'。每個車輪均具有懸架滑柱14。懸架滑柱在車輛1，特別是車輛1中位于車架7的上方的區(qū)域，與轉(zhuǎn)向節(jié)6（或一組致動器中的一個致動器）之間延伸。在圖2a所示的實施例中，懸架滑柱14在這里也形成為致動器。這使得懸架滑柱14能夠縮回至窄輪距位置及伸出至寬輪距位置，以在上述兩種位置下（和在中間位置下）保持車輛的恒定行駛高度。如果懸架滑柱不形成為致動器，則在窄輪距位置下的行駛高度將變高，這也可能被駕駛員認為是可接受的。通過將懸架滑柱14直接連接至轉(zhuǎn)向節(jié)6，使得該組致動器（致動器8、9、10）中的致動器免受垂直力?；蛘?，也可以將懸架滑柱14連接至該組致動器中的一個構(gòu)件。這樣做的優(yōu)點是，懸架滑柱不必能夠改變長度以保持車輛的恒定行駛高度。然而其缺點在于，致動器8、9、10則必須還要承受垂直力/彎矩，且將因此而必須被賦予更強的形式?；蛘?，還可以將懸架滑柱14連接至桿11。

此處應(yīng)當(dāng)注意的是，不必一定將懸架滑柱14實施為這樣一種部件：其中將彈簧和避震器組合在懸架滑柱內(nèi)。也可以單獨提供彈簧和避震器。彈簧可以例如被提供在桿11上，而避震器可以被提供在轉(zhuǎn)向節(jié)上。

圖2還示出了桿11，其連接至車輛1的中心區(qū)域，且其吸收轉(zhuǎn)向節(jié)6上處于車輛1的行駛方向上的力。致動器8、9、10由此而免受行駛方向上的力。通過與能夠使致動器8、9、10免受向上方向的力的懸架滑柱進行組合，致動器將僅需要吸收車輪上的橫向力。由于液壓缸或電動缸（正如大多數(shù)線性致動器）均非常適用于吸收致動器在縱向方向上的力，從而可以出于上述目的而使用輕質(zhì)、便宜的致動器。這使得車輪懸架在商用車中的經(jīng)濟的應(yīng)用成為可能。也可以選擇性地將桿11實施為致動器。通過與實施為致動器的懸架滑柱14進行組合，理論上可以將車輛提供為用于攀爬臺階，例如從而將車輛停在房子的門廳內(nèi)。上述致動器-懸架滑柱將允許車輪被抬升，而上述致動器-桿可以向前移動車輪從而越過臺階。

圖3示出了處于寬輪距位置的、具有根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的車輪懸架的車輛1，其中在圖3a中，車輪的懸架（由懸架滑柱14形成）被最大程度地壓縮，并且其中在圖3b中，車輪的懸架被最大程度地伸出。這里顯而易見的是，術(shù)語“壓縮”和“伸出”涉及車輪的垂直運動。車輪在行駛期間的垂直運動使得地面的不平坦能夠被吸收。車輛1的穩(wěn)定性因此而大大增強，特別是當(dāng)車輛1以相當(dāng)高的速度行駛時。這里顯而易見的是，由于每個車輪3、4的獨立懸架，上述懸架也將獨立地動作。最大彈簧行程是由懸架滑柱14決定的，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)車輛1的特性及其車輪懸架而對其進行優(yōu)化。除了具有彈簧安裝功能之外，懸架滑柱14通常也具有避震功能。

在車輪3的懸架（向上和向下移動，其中懸架滑柱被壓縮或伸出）期間，致動器8、9、10圍繞其與車架7的連接點轉(zhuǎn)動。這里，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，由于轉(zhuǎn)向節(jié)6通過桿11連接至車輛的中心區(qū)域，從而該運動在實際中并不是純粹的向上運動。在所示實施例中，桿11具有固定的長度，并且車輪的懸架將因此而具有車輪稍稍向前和/或向后移動的結(jié)果，以保持與車輛的中心區(qū)域（桿連接至此處）的恒定距離?？紤]到這一點，可以為每個致動器8、9、10定義一個空間，其中該空間代表相應(yīng)的致動器在車輪懸架期間的移動限制；該空間在圖3b中以陰影區(qū)域示出。在實際中，該空間將是三維的。由于第一組致動器8、9、10（其延伸至車輪3）的致動器與第二組致動器8'、9'、10'（其延伸至車輪4）的致動器重疊，從而上述不同組的相應(yīng)致動器是不對稱地安裝的。第一組的致動器相對于第二組的致動器不對稱地設(shè)置，以使得為第一組致動器8、9、10的致動器定義的空間與為第二組致動器8'、9'、10'的致動器定義的空間不發(fā)生重疊。由于上述空間不重疊，所以車輪3可以獨立于另一個車輪4被懸架，而一組中的致動器8、9、10不會與另一組中的致動器發(fā)生相撞。

這里的對稱和不對稱是相對于一個向上延伸并處于車輛行駛方向上、且經(jīng)過車輛的中心（或重心）的平面而進行觀察的。這里應(yīng)當(dāng)指出的是，車輛通常被制造為盡量對稱的，以便能夠平衡運動學(xué)影響（以使對于車輛左手側(cè)的運動學(xué)影響與對于車輛的右手側(cè)的運動學(xué)影響基本相同），從而使得重量在車輛1的左手側(cè)和右手側(cè)之間大致均等地分配。

可以通過例如將致動器8設(shè)置在致動器8'的前方或后方（按照在車輛的行駛方向上觀察）而非對稱地設(shè)置相應(yīng)的致動器8、9、10?；蛘咭部梢酝ㄟ^例如將致動器8設(shè)置在致動器8'的上方或下方而非對稱地設(shè)置致動器。由于限定致動器的運動的空間可以是復(fù)雜的三維形式，從而還可以進行上述示例的組合以避免重疊和近似最大對稱?？梢詫⒅聞悠髌牡剡B接至轉(zhuǎn)向節(jié)和車輛，從而使得當(dāng)在轉(zhuǎn)向節(jié)和車輛的位置上的連接點對稱時，致動器仍然互相交叉。

相應(yīng)致動器的不對稱設(shè)置可以通過其在車架7上的不對稱定位，或者其在轉(zhuǎn)向節(jié)6上的不對稱設(shè)置，或者優(yōu)選為通過其組合來實現(xiàn)。每個致動器優(yōu)選為通過橡膠襯套連接至車架7，由此致動器可以相對于車架7自由轉(zhuǎn)動。每個致動器優(yōu)選為還通過橡膠襯套連接至轉(zhuǎn)向節(jié)6，以使致動器也可以相對于轉(zhuǎn)向節(jié)6自由轉(zhuǎn)動。通過將致動器設(shè)置在兩個上述襯套之間，主要的力將被傳遞至與該致動器的縱向方向相一致的致動器上。即由此可以最佳地使用致動器以在致動器的縱向方向上傳遞力。

由于致動器在橫向方向上的重疊，固定左輪3的車輪懸架的至少一些部件被連接至車輛1的右半部，而固定右輪4的車輪懸架的至少一些部件被連接至車輛1的左半部。這產(chǎn)生了比傳統(tǒng)懸架更大的杠桿，由此，根據(jù)本發(fā)明的懸架的車輪具有更多的運動自由。特別地，在橫向方向上固定車輪的車輪懸架的部件以上述方式連接至車輛1。

轉(zhuǎn)向致動器10優(yōu)選為在車架7的位置處連接至轉(zhuǎn)向部件（未示出）。該轉(zhuǎn)向部件可以以常規(guī)的方式而連接至車輛的轉(zhuǎn)向裝置（通常通過轉(zhuǎn)向桿）以便順應(yīng)轉(zhuǎn)向裝置的角位置而進行往復(fù)運動。被動轉(zhuǎn)向是通過將轉(zhuǎn)向致動器10連接至轉(zhuǎn)向部件而獲得的?！氨粍印痹谶@里被理解為意味著沒有轉(zhuǎn)向致動器10的電子或液壓控制。當(dāng)轉(zhuǎn)向致動器10被設(shè)置在預(yù)定位置，且轉(zhuǎn)向部件往復(fù)運動時，轉(zhuǎn)向致動器10也將由此而共同往復(fù)移動，從而車輪3和4的轉(zhuǎn)向位置相應(yīng)地改變。這樣可以使車輛以常規(guī)方式轉(zhuǎn)向。

除了被動轉(zhuǎn)向之外，也可以通過根據(jù)本發(fā)明的車輪懸架而以簡單的方式獲得主動轉(zhuǎn)向。然后，通過操縱轉(zhuǎn)向致動器，例如通過將液壓缸或電動缸10縮回或伸出以由此干預(yù)相關(guān)車輪的轉(zhuǎn)向位置來實現(xiàn)主動轉(zhuǎn)向。主動轉(zhuǎn)向的優(yōu)點在于，其可以一個車輪一個車輪地實現(xiàn)（而被動轉(zhuǎn)向?qū)ι鲜鰞蓚€車輪3、4產(chǎn)生相同的影響）。主動轉(zhuǎn)向的另一個優(yōu)點在于，可以通過控制模塊而被數(shù)字化地應(yīng)用，以執(zhí)行預(yù)定的算法并由此增強車輛1的穩(wěn)定性。通過上述主動轉(zhuǎn)向，可以實現(xiàn)新形式的防滑控制、制動控制或四輪轉(zhuǎn)向。車輛的制動可以通過給出所謂的牽引噸位（towin）來獲得。這意味著將右輪轉(zhuǎn)向左，而將左輪轉(zhuǎn)向右。由此通過常規(guī)的制動系統(tǒng)實現(xiàn)了自動制動，而無需對車輪本身進行制動。這樣，本發(fā)明的懸架可以形成制動系統(tǒng)的備用系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明的車輪懸架還允許主動外傾控制。車輪的外傾位置是由車輪相對于車輛縱軸的角位置決定的。外傾位置決定著車輪的輪胎胎面相對于地面的位置。顯而易見的是，輪胎的胎面越平行于地面，則車輛1的重量將越好地分布在車輪的表面區(qū)域上，從而抓地性越好。車輪的最佳外傾位置可能在實際中受到不同的原因/條件的影響，其例子有車輪的懸架、車輛通過彎道、以及車輪的轉(zhuǎn)向位置。例如當(dāng)以高速通過彎道時，輪胎將發(fā)生變形，從而不再將其胎面平放在地面上。最佳的外傾位置被定義為車輪的輪胎胎面平放在地面上時的車輪位置。從車輪的最佳外傾位置的任何偏離或車輪的最佳外傾位置的任何影響在此都對車輪在地面上的抓地性造成負面影響。由于根據(jù)本發(fā)明的車輪懸架具有下臂8和上臂9，并且這些臂被實施為致動器，因此可以通過操縱相應(yīng)的下、上致動器8、9來單獨地調(diào)整每個車輪的外傾位置。這里可以通過控制模塊來執(zhí)行主動外傾控制，其中采用了選擇性地將諸如行駛速度和車輪的轉(zhuǎn)向位置等駕駛條件考慮在內(nèi)的預(yù)定算法。

上述車輛優(yōu)選為包括控制模塊，其用于控制致動器8、9、10并選擇性地用于控制懸架滑柱14。上述控制模塊在此首先適用于控制車輛1的輪距寬度。輪距寬度可以手動設(shè)置或者可以基于預(yù)定算法或其組合來確定?？刂颇K還可以具有邏輯或算法以優(yōu)化車輛的控制。車輪懸架可能被設(shè)計為，在窄輪距位置下車輪的最大轉(zhuǎn)向位置是受到限制的（從而車輛在窄輪距位置下具有較大的轉(zhuǎn)彎半徑）。然而，通過至少部分地伸出致動器8、9、10，車輪3、4被賦予更多的空間，從而使得車輪的最大轉(zhuǎn)向角增加，轉(zhuǎn)彎半徑變小?？梢詫ι鲜銮闆r進行預(yù)編程，以使控制模塊最佳地控制車輪懸架。因此，控制模塊也可以實現(xiàn)主動轉(zhuǎn)向和主動外傾控制。還可以將控制模塊提供為用以改善空氣動力學(xué)，例如通過減小高速下的輪距寬度以使車輛的前表面積減小。

模擬表明，致動器8、9、10非常適用于吸收橫向沖擊。出于該目的，車輛優(yōu)選為具有側(cè)面碰撞檢測傳感器，其適用于檢測即將發(fā)生的側(cè)面沖擊并適用于將相應(yīng)的信號發(fā)送至控制模塊。當(dāng)控制模塊接收到這樣的信號時，控制模塊將優(yōu)選地完全伸出致動器8、9、10，以使車輪變?yōu)樘幱趯捿喚辔恢谩Ｉ鲜鲕囕v不僅在寬輪距位置下具有最大的穩(wěn)定性，而且橫向沖擊也可以被吸收入致動器8、9、10，從而使得車輛1的駕駛員和/或乘客免受這些沖擊。由此，具有根據(jù)本發(fā)明的懸架的車輛的安全性得到顯著增強。傳統(tǒng)車輛對于側(cè)面沖擊非常敏感，因為側(cè)面沖擊幾乎是無法被吸收的。通過將根據(jù)本發(fā)明的致動器伸出，能夠通過上述致動器最大程度地吸收這些側(cè)面沖擊，以使得這些沖擊對于車輛1的車身的影響為最小。

本領(lǐng)域技術(shù)人員基于上述描述將能夠理解，可以以不同的方式并基于不同的原理來實施車輪懸架。本發(fā)明在此不限于以上所述的結(jié)構(gòu)。以上所述的實施例和附圖僅僅是說明性的，并且僅用于增加對本發(fā)明的理解。因此，本發(fā)明不限于本文中描述的實施例，而是在權(quán)利要求中進行限定的。