CN113811701A - 压力补偿的主动悬架致动器系统 - Google Patents
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Abstract
描述了包括致动器的主动悬架致动器系统,该致动器具有压缩容积和扩展容积。在一些实施方式中,该系统包括与致动器的压缩容积和/或扩展容积流体连通的一个或更多个流动控制装置。在一些实例中,流动控制装置可以包括压力平衡排放阀(PBOV)。在一些实施方式中,系统包括高容量双向基部阀。在一些实施方式中,两个或更多个流动控制装置进行合作以对例如扩展容积和/或压缩容积中的低幅度振荡进行阻尼,并且允许泵产生的压力差增加,同时将道路引起的压缩容积与扩展容积之间的快速压力差尖峰排放。
Description
相关申请的交叉引用
本申请根据35 U.S.C.§119(e)要求于2019年6月18日提交的美国申请号62/863,202、2019年5月2日提交的美国申请号62/842,088、2019年3月21日提交的美国申请号62/821,834以及2019年3月11日提交的美国申请号62/816,666的权益,这些美国申请的公开内容通过参引以其全部内容并入本文中。
技术领域
公开的实施方式涉及包括液压致动器的车辆主动悬架系统。
背景技术
利用流体来存储、转换和/或传输动力的车辆液压主动悬架系统通常可以包括一个或更多个液压致动器。主动致动器系统内的液压流体的流动可以由在一些操作条件下用作泵和/或在其他操作条件下用作液压马达的液压机械控制,以便于控制施加在车辆的簧载质量与非簧载质量之间的力。
发明内容
在一些实施方式中,主动悬架致动器系统可以包括具有压力管的致动器。压力管可以具有以可滑动的方式接纳活塞的内部容积,该活塞将内部容积的至少一部分分成压缩容积和扩展容积。在至少一种操作模式下,压缩容积中的压力可以以多个频率振荡,所述多个频率可以包括第一频率。该系统还可以包括具有第一端口和第二端口的液压机械,其中,第一端口可以通过不包括第二端口的第一流动路径连接至压缩容积,并且其中,第二端口通过不包括第一端口的第二流动路径连接至扩展容积。液压机械可以是液压泵或液压马达。系统还可以包括控制器,该控制器使液压机械在至少第一操作模式下作为液压泵操作并且在第二操作模式下作为液压马达操作。如本文中所使用的,术语“压缩容积”是指致动器的内部容积的在致动器压缩时被活塞压缩的一部分,并且术语“扩展容积”是指致动器的内部容积的当致动器在回弹期间扩展时被活塞压缩的一部分。
该系统还可以包括具有总阻抗的阻尼流动控制装置,该阻尼流动控制装置以对第一流动路径的至少一部分中的流动振荡进行阻尼的方式抵抗流动。流动控制装置可以构造成使得在跨过该流动控制装置的压降超过第一预先设定阈值压降时,该流动控制装置的阻抗(即,该流动控制装置的阻尼作用)减小。
该系统还可以包括位于压缩容积与扩展容积之间的第一旁路流动控制装置。第一旁路流动控制装置可以包括具有压力偏差的第一压力平衡排放阀(PBOV)。除非压缩室中的压力或跨过活塞的压力差超过预先选择值,否则压力偏差可以防止PBOV打开。一旦超过压力阈值(即,要么压力差阈值要么绝对压力阈值),PBOV响应于或有效地响应于高于某个频率的压力变化而不响应于低于这种频率的压力变化。PBOV也可以类似的方式操作以将流体从扩展容积排放到压缩容积中。在一些实施方式中,第二PBOV可以与第一PBOV结合使用,使得一个PBOV从压缩容积向扩展容积排放,而第二PBOV沿相反方向排放。
在一些实施方式中,压力偏差可以是绝对偏差或相对偏差。第一流动路径的至少一部分的阻尼系数可以大于10牛顿-米每秒但小于400牛顿-米每秒。也可以使用该范围之外的阻尼系数,因为本公开不限于该范围。
在一些实施方式中,当流动朝向压缩容积时与当流动远离控制容积时相比,阻尼流动控制装置的阻尼系数可以不同。
在一些实施方式中,第一旁路流动控制装置排放可以包括液压过滤器,该液压过滤器阻止或有效地阻止10Hz与100Hz之间的频率。在一些实施方式中,也可以使用可以阻止或有效地阻止其他范围中的频率的液压过滤器,因为本公开不限于该频率范围。
在一些实施方式中,一个或更多个旁路流动控制装置可以与活塞成一体。在一些实施方式中,一个或更多个PBOV可以位于其他流动路径中,该其他流动路径可以位于压力管外部。
在一些实施方式中,车辆的主动悬架致动器系统可以包括活塞,该活塞具有包括第一入口端口的第一面(或侧部)和包括第一出口端口的第二面(或侧部)。第一入口端口可以通过位于活塞内部的第一流体流动通路流体地连接至第一出口端口。致动器还可以包括具有内部容积(例如,筒形容积)的压力管,该内部容积被活塞分成第一室(例如,压缩容积或扩展容积)和第二室(例如,扩展容积或压缩容积)。活塞可以以可滑动的方式接纳在内部容积中,并且第一入口端口可以流体地连接至第一室。可以包括活塞杆,该活塞杆在第一端部处附接至车辆的簧载质量(例如车身)并且在第二端部处附接至活塞。该系统还可以包括附接至活塞(位于活塞的压缩容积侧部或活塞的扩展容积侧部上)的第一流动控制装置,该第一流动控制装置至少部分地基于第一室与第二室之间的压力差和/或以下特性中的一个或更多个特性将第一出口端口选择性地流体连接至第二室:(i)第一室中的压力上升率,(ii)第一室与第二室之间的压力差变化率,(iii)第二室中的压力下降率,以及(iv)第一室中的压力波动频率。如本文中所使用的,致动器中的术语“压缩容积”是指致动器中在该致动器的压缩冲程期间被活塞压缩的容积,而术语“扩展容积”是指致动器中在该致动器的扩展冲程期间被活塞压缩的容积。
在一些实施方式中,车辆的主动悬架致动器系统还可以包括附接至活塞的第二流动控制装置。附加地,活塞的第一面还可以包括第二出口端口并且第二面还可以包括第二入口端口,其中,第二入口端口可以通过活塞内部的第二流体流动通路流体地连接至第二出口端口。附加地,第二入口端口可以流体地连接至第二室,并且第二流动控制装置可以至少部分地基于第一室与第二室之间的压力差和/或以下特性中的一个或更多个特性将第二出口端口选择性地流体地连接至第一室:(i)第二室中的压力上升率,(ii)第一室与第二室之间的压力差变化率,(iii)第一室中的压力下降率,(iv)第一室中的压力波动频率,以及(iv)第二室中的压力波动频率。如本文中所使用的,术语“选择性地连接”是指使用流动控制装置以在一些操作条件下允许流体通过并且在其他操作条件下阻止或有效地阻止流体流动。
在主动悬架致动器系统的一些实施方式中,流动控制装置可以是压力平衡排放阀。在一些实施方式中,压力平衡排气装置可以包括液压低通过滤器,该液压低通过滤器包括耗散元件(例如,孔口、层流流动元件、粘性阻尼元件)和顺应性元件(例如,气体填充室或弹簧加载活塞)。在一些实施方式中,低通过滤器可以用于使阀中的一个容积中的上升压力相对阀中的第二容积延迟。压力平衡排放阀可以是被动阀(例如,不通过电力通电)。
在一些实施方式中,主动悬架致动器系统可以包括密封元件(例如,密封垫圈、垫片堆叠件),该密封元件选择性地控制来自活塞中的出口端口的流体流,该密封元件通过至少两个弹簧元件(例如,螺旋弹簧)被偏置成处于关闭位置。附加地,压力平衡排放阀中的至少两个偏置弹簧中的一个偏置弹簧可以操作性地置于相对于活塞杆固定的弹簧座与密封元件之间。至少两个偏置弹簧中的第二偏置弹簧操作性地置于相对于活塞杆移动的弹簧座与密封元件之间。
在一些实施方式中,一种操作车辆的主动悬架致动器系统的方法可以包括:在路面上操作带有主动悬架致动器的车辆,该主动悬架致动器操作性地置于轮组件与车身之间。致动器可以包括压缩容积和扩展容积,压缩容积和扩展容积分别流体地连接至液压机械(例如作为液压马达和/或泵操作的液压泵,或作为泵和/或液压马达操作的液压马达)的第一端口和第二端口。在操作期间,与轮组件相关联的轮可能撞击或遇到道路中的不连续部(例如,坑洼、凸起、减速带、裂缝、膨胀节、路缘、碎屑)。撞击或遇到不连续部可能导致压力增加和/或压缩容积与扩展容积之间的压力差增加至大于预先选择的阈值的第一值。这种增加可以是增加的第一速率。作为响应,压力平衡排放阀可以打开以通过在压缩容积与扩展容积之间建立流动来排放增加的压力或压力差的至少一部分。在某些操作条件下,液压机械可以用于在没有打开压力平衡排放阀的情况下而将压缩容积中的压力或压缩容积与扩展容积之间的压力差以低于第一速率的速率增加至大于阈值的值。在某些操作条件下,液压机械可以用于在没有打开压力平衡排放阀的情况下而将压缩容积中的压力或压缩容积与扩展容积之间的压力差以高于第一速率的速率增加至小于阈值的值。在一些实施方式中,压力平衡排放阀可以是被动阀。
在一些实施方式中,一种操作车辆的主动悬架致动器系统的方法可以包括:在路面上操作带有主动悬架致动器的车辆,主动悬架致动器操作性地置于轮组件与车身之间。致动器可以包括筒形的内部容积,该内部容积被以可滑动的方式接纳在内部容积中的活塞分成第一室和第二室,并且其中,第一室和第二室分别流体地连接至液压机械的第一端口和第二端口。在操作期间,与轮组件相关联的轮可能撞击或遇到道路中的不连续部(例如,坑洼、凸起、减速带、裂缝、膨胀节、路缘、碎屑)。撞击或遇到不连续部可能导致第一室的压力和/或第一室相对于第二室的压力以用于增加的第一速率增加至大于预先选择的阈值的第一值。该方法还可以包括通过允许流体从第一室流动至第二室来打开压力平衡排放阀以排放增加的压力或压力差的至少一部分。该方法还可以包括在没有打开压力平衡排放阀的情况下操作液压机械,以将第一室中的压力或各室之间的压力差以低于第一速率的速率增加至大于阈值的值。该方法还可以包括在没有打开压力平衡排放阀的情况下操作液压机械,以将第一室中的压力和/或各室之间的压力差以大于第一速率的速率增加至小于阈值的值。在一些实施方式中,压力平衡排放阀可以是被动阀。在一些实施方式中,第一室可以是压缩容积并且第二室可以是扩展容积。
在一个实施方式中,主动悬架致动器包括:致动器,该致动器包括压力管和第二管,第二管至少部分地围绕压力管,其中,压力管包括由活塞分开的压缩容积和扩展容积,其中,压力管和第二管具有扩展容积端部和压缩容积端部,其中,压力管和扩展管形成居间容积;基部阀组件,该基部阀组件位于压力管的压缩容积端部和第二管的压缩容积端部处,基部阀组件包括:基部阀本体,该基部阀本体包括内部的压缩流动导管和扩展流动导管,压缩流动导管和扩展流动导管将居间容积的至少一部分和压缩容积流体地连接;扩展垫片堆叠件,该扩展垫片堆叠件牢固地附接至阀本体,该扩展垫片堆叠件包括扩展密封垫片,该扩展密封垫片控制从居间容积经由扩展流动导管至压缩容积的流并且防止在扩展流动导管中沿相反方向的流;以及压缩垫片堆叠件,该压缩垫片堆叠件牢固地附接至阀本体,该压缩垫片堆叠件包括压缩密封垫片,该压缩密封垫片控制从压缩容积经由压缩流动导管至居间容积的流并且防止在压缩流动导管中沿相反方向的流。
在另一实施方式中,主动悬架致动器的双向基部阀包括:基部阀本体,该基部阀本体具有第一组内部流动通道和第二组内部流动通道;第一垫片堆叠件,该第一垫片堆叠件构造成调节从致动器的压缩容积通过第一组流动通道至致动器中的第二容积的流并且阻止来自第二容积的流进入第一组流动通道;以及第二垫片堆叠件,该第二垫片堆叠件构造成调节从第二容积通过第二组流动通路流动至压缩容积的流并且阻止来自压缩容积的流进入第二组流动通道。
应当理解的是,前述概念和下面讨论的附加概念可以以任何合适的组合来布置,因为本公开在这方面不受限制。此外,根据以下结合附图考虑时的各种非限制性实施方式的详细描述,本公开的其他优点和新颖特征将变得明显。在本描述和通过参引并入的文件包含矛盾和/或不一致的公开内容的情况下,应以本描述为准。
附图说明
附图并非意在按比例绘制。在附图中,在各个附图中图示的每个相同或几乎相同的部件可以由相似的标记表示。为了清楚的目的,并非在每个附图中都会标记了每个部件。在附图中:
图1图示了具有多个流动控制装置的车辆主动悬架致动器系统的实施方式;
图2图示了车辆主动悬架致动器系统的实施方式,该车辆主动悬架致动器系统具有多个气体加压蓄能器和流体地连接至压缩容积的流动通路;
图3示出了图2的流动通路中两个位置之间的压降与流动速度之间的关系;
图4图示了图2的车辆主动悬架致动器系统的实施方式,该车辆主动悬架致动器系统具有位于与压缩容积流体地连接的流动通路中的流动控制装置的实施方式;
图5示出了图4的流动通路中两个位置之间的压降与流动速度之间的关系;
图6图示了车辆主动悬架致动器系统的实施方式,该车辆主动悬架致动器系统包括位于与压缩容积流体地连接的流动通路中的流动控制装置的另一实施方式;
图7示出了图6的流动通路中两个点之间的压降与流动速度之间的关系;
图8图示了车辆主动悬架致动器系统的实施方式,该车辆主动悬架致动器系统包括位于与压缩容积流体地连接的流动通路中的流动控制装置的另一实施方式;
图9示出了图8的流动通路中两个位置之间的压降与流动速度之间的关系;
图10图示了车辆主动悬架致动器系统的实施方式,该车辆主动悬架致动器系统包括流体地置于与扩展容积流体地连接的图2的流动通路中的流动控制装置的实施方式;
图11图示了具有预先设定的绝对压力偏差的压力平衡排放阀的实施方式;
图12是示出了图11中所示的压力平衡排放阀的开度与压力平衡排放阀入口所暴露的压力振荡频率之间的关系的曲线图;
图13图示了具有预先设定的相对压力偏差的压力平衡排放阀的另一实施方式;以及
图14图示了具有多个流动控制装置的车辆主动悬架致动器系统的另一实施方式;
图15图示了具有多个流动控制装置的车辆主动悬架致动器系统的实施方式;
图16图示了主动悬架致动器的活塞的横截面图,其中,两个压力平衡排放阀结合到该活塞中;
图17图示了主动悬架致动器的活塞的横截面图,其中,单个压力平衡排放阀结合到该活塞中;
图18更详细地图示了图1的活塞、活塞/杆界面和双压力平衡排放阀;
图19图示了密封垫圈的横截面正视图和沿纵向方向作用在该密封垫圈上的力;
图20图示了图15中所示的活塞的活塞面;
图21图示了图15中所示的活塞的第二活塞面;
图22是图18的活塞组件的立体分解横截面图;
图23图示了图18的设备,其中,弹簧加载的密封垫圈从密封垫圈的坐置位置移位;
图24图示了图18的设备,其中,浮动弹簧座从浮动弹簧的搁置位置移位;
图25示出了具有两个垫片堆叠件PBOV的致动器活塞的实施方式的立体横截面图,两个垫片堆叠件PBOV中的每个垫片堆叠件包括可膨胀的压力室;
图26示出了图25中的实施方式的平面横截面;
图27示出了图25中的实施方式的平面横截面图,其中,扩大的压力室位于压缩侧PBOV中;
图28图示了具有可变泄放的双提升阀PBOV活塞组件的实施方式的立体横截面图;
图29图示了图28的实施方式的平面横截面图;
图30图示了具有阻塞的泄放通路的图29的实施方式的平面横截面图;
图31图示了具有基部阀的致动器的实施方式,该基部阀结合在双管致动器的压缩端部处;
图32图示了具有流动控制装置的致动器的实施方式,该流动控制装置构造成调节流入和流出扩展容积;
图33示出了跨过基部阀的压降和通过基部阀的流动速率的关系的曲线图;
图34示出了图示包括泄放孔的双向基部阀的本体的实施方式的等距图;
图35图示了图34的实施方式的等距横截面图;
图36图示了基部阀的第一横截面,其中,每个垫片堆叠件处于关闭位置;
图38图示了图36的第一横截面,其中,压缩垫片堆叠件处于打开位置;
图38图示了基部阀的第二横截面,其中,扩展垫片堆叠件处于打开位置;
图39图示了双向基部阀的另一实施方式的第一横截面;
图40图示了图39的实施方式,其中,扩展垫片堆叠件处于打开位置;
图41图示了图39的实施方式的第二横截面;
图42图示了图39的基部阀的第二横截面,其中,扩展垫片堆叠件处于打开位置;
图43示出了双向基部阀的又一实施方式的等距视图的截面;
图44图示了图43的包括泄放孔的高容量基部阀的第一横截面,其中,每个垫片堆叠件处于关闭位置;以及
图45图示了图43的基部阀的第二横截面,其中,每个垫片堆叠件处于关闭位置。
具体实施方式
图1图示了车辆的主动悬架致动器系统100。系统的致动器102可以操作性地置于车辆的非簧载质量104(例如,轮组件)与车辆的簧载质量106(例如,车身)之间。致动器102包括压力管108,该压力管108将活塞4以可滑动的方式接纳在筒形内部容积中。在一些实施方式、比如图1的实施方式中,压力管108还可以用作致动器102的壳体。在其他实施方式中,壳体可以包括至少部分地围绕压力管108的外管。在一些实施方式中,压力管108与壳体之间的环形流体填充容积可以用作流动通路和/或气体填充蓄能器。于2015年4月8日提交的题为“INTEGRATED ENERGY GENERATING DAMPER(一体化能量产生阻尼器)”的美国专利No.9,689,382公开了例如在图6和图7中的一体化多管致动器以及相关联的说明,该美国专利的公开内容通过参引以其全部内容并入本文中。
活塞4将致动器102的压力管108的筒形的内部容积的至少一部分分成压缩容积7和扩展容积8。在图1的实施方式中,活塞4通过居间(intervening)的活塞杆4a和顶部安装件110附接至簧载质量106。在一些实施方式中,顶部安装件110可以有效地是弹簧元件并且在图1中被图示为弹簧元件。在一些实施方式中,顶部安装件110可以包括与弹簧元件并联或串联的阻尼元件。
在图1的实施方式中,压力管108直接地或间接地附连至非簧载质量104(例如,轮组件),该非簧载质量104包括以虚线示出的轮胎104a。可以沿着路面112行进的轮胎104a有效地充当弹簧并且被表示为弹簧元件104b。应当注意的是,替代性地,在一些实施方式中,致动器102可以倒置,使得压力管108直接地或间接地附连至顶部安装件110,而活塞杆4a附接至非簧载质量104,并且本公开不限于此。
图1中所示的实施方式包括液压机械114,该液压机械114包括第一端口114a和第二端口114b。流动通路116将端口114a流体地连接至压缩容积7并且流动通路118将端口114b流体地连接至扩展容积8。致动器系统100可以包括一个或更多个蓄能器比方说例如通过分支流动通路流体地连接至流动通路116的蓄能器120,和/或通过另一分支流动通路流体地连接至流动通路118的蓄能器122。蓄能器可以用作流体储存元件和/或顺应性元件或弹簧元件。这样的蓄能器可以包括气体弹簧和/或机械弹簧,例如螺旋弹簧。
在图1中的实施方式中,由致动器系统100沿z方向施加在簧载质量106上的力由下述确定:压缩容积7中的压力乘以活塞的横截面面积(即,与活塞杆的纵向轴线横向的横截面)减去扩展容积中的压力乘以活塞4的横截面面积与活塞杆4a的横截面面积之差。
在一些实施方式中,可以通过控制压缩容积7和/或扩展容积8中的压力来调节由致动器系统100施加在簧载质量上的力。这些容积中的压力可能受道路引发的扰动影响,这些扰动可能导致活塞4相对于压力管108移动。替代性地或附加地,在一些实施方式中,压缩容积7和/或扩展容积8中的压力可能受到流入和/或流出这些容积的流体和/或由液压装置114产生的压力差的影响。在一些实施方式中,流入和流出压缩容积7的流动可以例如由下述各者控制:操作性地定位在流动通路116中的流动控制装置16、操作性地定位在活塞4中的流动通路5b中的流动控制装置4b、和/或操作性地定位在流动通路23a中的流动控制装置23。
在一些实施方式中,附加地或替代性地,流入和流出扩展容积8的流动可以由下述各者控制:操作性地定位在流动通路118中的流动控制装置17、操作性地定位在活塞4中的流动通路5c中的流动控制装置4c、和/或操作性地定位在流动通路24a中的流动控制装置24。在一些实施方式中,可以省略一个或更多个这样的流动控制装置,可以将附加的流动控制装置结合在各种流动通道中,以及/或者可以将多个流动控制装置合并成单个流动控制装置。
在一些实施方式中,第一组流动控制装置14和15,和/或第二组旁路流动控制装置23和24可以用于在不穿过液压装置114的情况下于压缩容积7与扩展容积8之间交换一定量的液压流体。一些实施方式可以仅包括第一组旁路流动控制装置。一些实施方式可以仅包括第二组旁路流动控制装置。一些实施方式可以包括两组旁路流动控制装置。一些实施方式可以仅包括来自第一组的一个旁路流动控制装置和/或来自第二组的一个旁路流动控制装置。应当注意的是,在一些实施方式中,图1中的流动控制装置中的一个或更多个流动控制装置、比如流动控制装置4b、4c、23、24、16以及17的可以是双向的或单向的,并且本公开在这方面不受限制。
本公开不限于诸如图1中所示的那些流动控制装置的流动控制装置的特定数目、定位或组合。流动控制装置中的每个流动控制装置可以包括一个或更多个阻尼元件,所述一个或更多个阻尼元件使穿过阻尼元件的流体的动能和/或势能的至少一部分耗散。阻尼元件可以包括但不限于孔口、毛细管和/或构造成对流动进行粘性阻尼的其他流动元件。替代性地或附加地,流动控制装置中的每个流动控制装置可以包括但不限于一个或更多个被动阀或主动阀比方说例如止回阀、排放阀、提升阀、压力平衡排放阀、垫片堆叠件、电动致动阀以及压力致动阀。在图1的致动器系统100的一些实施方式中,致动器102可以倒置,使得压力管108可以借助于例如顶部安装件110附接至簧载质量106并且活塞杆4a可以附接至非簧载质量11。
在一些实施方式中,主动悬架致动器系统100的液压机械114可以作为泵操作以在簧载质量106上施加相对于非簧载质量104的主动力,即沿运动方向的力,或在簧载质量106上施加相对于非簧载质量04的沿与运动相反的方向的被动力或阻力。替代性地或附加地,液压机械114可以作为液压马达操作以产生被动力或阻力,即与非簧载质量与簧载质量之间的相对运动方向相反的力。液压机械114可以是作为液压泵和/或液压马达操作的液压泵。替代性地,液压机械114可以是作为液压马达和/或液压泵操作的液压马达。
在图1的一些实施方式中,流动控制装置16和/或流动控制装置17可以构造成当沿给定方向通过该装置的流体流动速率处于第一流动速率[例如2L/min至10L/min或6L/min至7L/min]时提供第一水平的流体阻尼[例如,0.8巴/(L/min)至1.2巴/(L/min)或1.0巴/(L/min)至1.1巴/(L/min)],但是当通过流动控制装置的流体流动速率是较高的第二流动速率[例如10L/min至200L/min或7L/min至100L/min]时提供较低的第二水平的阻尼[例如,0.05巴/(L/min)至0.1巴/(L/min)]。附加地,流动控制装置16和/或流动控制装置17可以构造成包括足够大的有效流动面积以在分别不超过压缩容积7或扩展容积8中预先确定的最大压力或压力上升率的情况下,接受下述流容积的大致全部或全部[例如,大于90%、95%、98%或100%]:在扩展期间通过活塞于扩展容积8中移位和/或在压缩期间于压缩容积7中移位的流容积。附加地,流动控制装置16和/或17可以构造成包括足够大的有效流动面积以在不超过最大压降[例如,3巴至5巴]的情况下的操作期间接受泵流。
附加地,在一些实施方式中,第一组流动控制装置4b和4c和/或第二组旁路流动控制装置23和24可以用于在不通过(即绕过)液压机械114的情况下于压缩容积7与扩展容积8之间交换一定量的液压流体。
这些流动控制装置可以用于在下述情况发生时平衡两个室中的压力:两个室之间的压力差迅速增加[例如,200巴/秒至300巴/秒或300巴/秒至500巴/秒]并且压力差大于阈值[例如,2巴至10巴或2巴至30巴]。
图2图示了车辆的液压主动悬架致动器系统200的实施方式。图2的主动悬架致动器系统200包括:带有压力管204的致动器202,该压力管204可以包括大体筒形的内部容积;液压机械114(例如,液压泵、液压马达),液压机械114可以操作性地联接至电动机械(发电机、电动马达)(未示出);以及多个液压流体流动通路。压力管204的内部容积的至少一部分可以被活塞206分成压缩容积7和扩展容积8,该活塞206以可滑动的方式接纳在压力管204中。活塞206通过居间的活塞杆4a操作性地联接至簧载质量208。在一些实施方式中,活塞杆4a可以借助于居间的顶部安装件210牢固地附接至簧载质量208。
如在图1中,主动悬架致动器系统200的实施方式可以包括具有第一端口114a和第二端口114b的液压机械114。本文中所述的主动悬架致动器系统中的任一主动悬架致动器系统可以包括操作性地置于液压机械与压缩容积之间和/或液压机械与扩展容积之间的一个或更多个蓄能器。例如,主动悬架致动器系统200包括操作性地置于在液压机械114与压缩容积216之间的一个流通蓄能器214以及操作性地置于在扩展容积222与液压机械之间的分支蓄能器218和分支蓄能器220。指出的是,这些蓄能器中的任一个或更多个可以是流通过蓄能器,或者这些蓄能器中没有一个可以是流通蓄能器,并且本公开不限于此。
图2中所示的实施方式包括流动通路224,该流动通路224将致动器202的压缩容积216流体地连接至蓄能器214中的容积214a。在一些实施方式中,蓄能器214可以包括容积214b,该容积214b包含比方说例如氮气、空气或其他适合气体的可压缩材料。在一些实施方式中,容积214b中的气体可以通过浮动活塞214c与容积214b分开;或者容积214b中的气体被包含在密封的可压缩囊状物(未示出)中,在这种情况下活塞214c可能是不必要的。在其他实施方式中,容积214a可以通过柔性隔膜(未示出)与容积214b分开。容积20b中的气体或可压缩材料可以充当弹簧元件以增加对液压回路的顺应性。在一些实施方式中,气体或可压缩材料可以由金属弹簧比如螺旋弹簧代替或加强。
流动通路226将端口114a流体地连接至容积214a并且流动通路228和230以组合的方式将端口114b流体地连接至扩展容积222。蓄能器中的一个或更多个蓄能器可以用作流体储存元件和/或顺应性元件或弹簧元件。这样的蓄能器可以包括气体弹簧和/或机械弹簧,例如螺旋弹簧。
图3图示了在将流体运送至压缩容积216以及从压缩容积216运送流体的流动通路224中的位置232与234之间的压降ΔPxy之间的关系。如果流动通路是构造成在通路中运送预期的最大流动速率、即低阻抗的基本上无障碍的流动通路,则低流动速率下的压降可能太小而不能产生足够的阻尼。如本文中所使用的,主动悬架致动器系统中的给定流动通路中的“低流动速率”是指在给定流动通路中,当活塞在压缩和/或扩展中以小于0.2米/秒的速度移动时的流动速率。如本文中所使用的,主动悬架致动器系统中的给定流动通路中的“高流动速率”是指当活塞在压缩和/或扩展中以大于0.6米/秒而小于1米/秒的速度移动时发生的流动。如本文中所使用的,主动悬架致动器系统中的给定流动通路中的“非常高的流动速率”是指当活塞以大于或等于1米每秒而小于2米每秒的速度移动时发生的流动。例如,在图2的实施方式中,当活塞在压缩和/或扩展中以小于0.2米每秒移动时,通路224中的流动速率低。
在图2中所示的实施方式中,可以通过例如道路扰动或液压机械在压缩容积216中引发的压力扰动会引发位置232与234之间的流动振荡。流动振荡的特性可以是各种参数的函数,各种参数包括例如下述中的一者或更多者的:流动通路224的几何形状、流动通路224中的流体密度、蓄能器214的顺应性、压缩容积216中的流体质量、压力管204的质量、簧载质量104的质量以及轮胎104a的弹簧系数。发明人已经认识到,在一些实施方式中,这些部件与压缩容积216中的压力扰动的相互作用可以相似于弹簧质量振荡器的谐波行为。在这种情况下,如果在的可能存在流动振荡的某些通路、比如流动通路224和/或230中存在有限的流体阻尼(即,欠阻尼流动),则由例如道路扰动或液压机械的操作产生的任何振荡可能会持续很长时间。这可能导致在很长时间内传递至车身的令人反感的振动水平和/或振动持续时间。
发明人已经认识到,构造成利用可接受的压降以高流动速率运送流动的流动通路在低流动速率下可能无法正常工作。这些流动通路在低流动速率下可能没有足够的阻尼来使流动振荡耗散。在图3中,曲线302的倾斜角300指示图2中的实施方式的流动通路224的阻抗。通路224中的流体流动在某些操作条件下、比如在低流动条件期间引起振荡时可能是欠阻尼的。这种振荡可能是由轮胎104a与路面缺陷和/或不连续部之间的相互作用而引起的。这种振荡可以在致动器202中产生波动力,该波动力可以通过活塞杆4a传输至车身并且可以被车辆乘客感测到。
如上所论述的,发明人已经认识到,主动悬架致动器系统中的一个或更多个流动通路中的阻尼水平可能不足以使某些振荡以足够快的速率耗散。发明人已经认识到,在一些实施方式中,可能需要将阻尼元件添加至某些流动通路以便于使振荡耗散。这种阻尼元件可以是分散元件比方说例如孔口或其他限制件或沿着管道或流动通路的长度分布的分布式元件。
图4图示了与图2的实施方式类似但在流动通路224中包括添加的流动控制装置402的主动悬架致动器系统400。图4的实施方式中的流动控制装置402包括阻尼元件402a,该阻尼元件402a可以包括例如引起粘性阻尼的孔口或导管。应当注意的是,流动控制装置402的阻尼作用与存在于流动通路224中的任何固有阻尼进行累积。图5图示了流动通路224中的位置232与234之间的压降ΔPxy与通路224中流动速度之间的为函数的关系。与曲线300的斜率相比,曲线502的增加的倾斜角500反映了由于阻尼元件402a而增加的阻抗和阻尼。应当注意的是,在图4的实施方式中,流动通路224中的流动速度可以在至少一些操作条件下与活塞206的速度成正比或有效成正比。然而,在一些实施方式中,流动与压降之间的关系可以是非线性的并且本公开不限于此。
然而,发明人已经认识到,足以使振荡有效地耗散的阻尼水平可能会在诸如高流动速率的其他操作条件下过度地限制流动。这可能导致例如压缩容积和/或扩展容积中的压力方面的不期望的增加。此外,这种阻尼可能导致主动操作期间的低效率。例如,当主动悬架致动器系统进行操作以向簧载质量施加主动力时,可能需要将流体从活塞的一侧快速地泵送至另一侧(例如,从扩展室至压缩室,或从压缩室至扩展室)。由阻尼元件402a提供的阻尼力可以抵抗流体的这种快速输送。进而,可能需要额外的功来克服由阻尼元件提供的阻尼力,从而导致主动悬架致动器系统在主动操作期间存在效率损失。
图6图示了与图2的实施方式类似但包括在流动通路224中包括流动控制装置602的主动悬架致动器系统600。除了阻尼元件402a之外,该流动控制装置还可以包括偏置排放阀602b,该偏置排放阀602b可以是例如弹簧加载的止回阀。在一些实施方式中,当位置232与234之间的ΔPxy达到阈值时,阀602b可以打开以允许流动通路224中的流动中的一些流动绕过阻尼元件402a。
图7图示了流动通路224中的位置232与234之间的压降ΔPxy与通路224中的流动速度之间的为函数的关系。在阀602b于曲线图700中的点702处打开之前,ΔPxy与流动速度之间的关系可以与图5中所示的关系(即,斜率500)相同。但是当压缩上的压降超过阈值ΔPxyb时,阀602b打开并且位置232与234之间的阻抗下降。一旦阀602b打开,流动控制装置602的总阻抗由倾斜角706表示。在图6的实施方式中,流动控制装置602的阻抗可以被确定为包括阻尼元件402a的分支与包括排放阀602b的分支的阻抗(由阻抗件602a表示)的并联组合。应当注意的是,在一些实施方式中,元件602a和602b可以组合成单个装置。替代性地,在一些实施方式中,元件602a、602b和402a可以组合成单个装置。应该注意的是,图5和图7中阻尼元件402a的阻抗被示出与流动方向无关,即,线502的斜率在压缩和扩展中是相同的。在一些实施方式中,沿一个方向(例如,在压缩期间)的流动阻抗可以大于或小于沿相反方向(例如,在扩展期间)的流动阻抗。
如图7中所示,在图6的实施方式中,位置232与234之间的压降随着进入到压缩容积216中的流的增加而持续增长。在一些实施方式中,在例如主动操作期间这可能是不期望的。例如,当液压机械114例如为了使致动器14主动地扩展而作为泵操作以迫使流体进入到压缩容积216中时,进入压缩容积216的流中的所有流都可以流动通过阻尼元件402a。这在高流动条件下可能是低效的,因为将会需要消耗过多的能量来克服阻尼元件402a的阻抗。
图8图示了包括流动控制装置802的主动悬架致动器系统800。流动控制装置802包括阻尼元件402a、排放阀602b和阻抗件602a,以及排放阀802b和阻抗件802a。这种布置结构可以允许沿两个方向通过阻尼元件402a的阻尼流动,而且还允许以下能力:在沿给定方向跨过阻尼元件402a的压降超过预先设定阈值水平时以流的至少一部分沿任一方向绕过阻尼元件402a的能力。在一些实施方式中,阀802b的开启压力可以与阀602b的开启压力不同。在其他实施方式中,这些开启压力可以相等或有效地相等。类似地,在一些实施方式中,与排放阀流体串联的阻抗元件602a和802可以提供相同或不同的流动阻力。
图9图示了曲线图60,其图示了在致动器的压缩或扩展期间ΔPxy与流入和流出压缩容积的流动速率之间的关系。示出了在流离开压缩容积时(即,致动器正在经历压缩)以及在流进入压缩容积时(即,致动器处于扩展状态)的两种操作条件。区段902的斜率代表在压缩期间当阀602b和802b两者都关闭时阻尼元件402a的阻抗。区段904的斜率代表在压缩期间当流体流出压缩容积、压力差已经超过阈值ΔPxyb并且阀602b已经打开时流动控制装置802的阻抗。
在一些实施方式中可以与区段902的斜率不同的区段906的斜率代表当流体流入到压缩容积216中时阻尼元件402a的阻抗。区段908的斜率代表当流体流入到压缩容积216中,压力差已经超过阈值ΔPxyc,阀802b打开并且阀602b关闭时流动控制装置802的阻抗。在图9中,四种操作模式下ΔPxy与速度之间的关系由线性或有效线性的区段902、904、906和908表示。在一些实施方式中,这些关系中的一者或更多者可以是非线性的并且本公开不限于此。
应当注意的是,在一些实施方式中,阻尼元件402a可以是占据流动通路224的有限部分的单个部件比方说例如孔口或其他限制件。在某些其他实施方式中,阻尼元件402a可以包括位于流动通路224的一小部段中和/或沿着流动通路224的一些长度或整个长度分布的一个或更多个部件。
图10图示了主动悬架致动器系统1000,该主动悬架致动器系统1000包括流动控制装置1002,该流动控制装置1002操作性地置于顺应性元件220与扩展容积222之间的流动通路1004中。除了流动控制装置802之外或代替流动控制装置802,可以结合有流动控制装置1002。该流动控制装置可以包括阻尼元件1006、排放阀1008和阻抗件1010,以及排放阀1012和阻抗件1014。这种布置结构可以允许沿两个方向的阻尼流动,而且还允许以下能力:在沿给定方向跨过阻尼元件1006的压降超过在该方向上的预先设定阈值水平时沿任一方向绕过阻尼元件1006的能力。在一些实施方式中,阀1008的开启压力可以与阀1012的开启压力不同。在其他实施方式中,这些开启压力可以相等或有效地相等。类似地,在一些实施方式中,阻抗元件1006和1014可以有效地提供相同或不同的流动阻力。
流动控制装置1002利用阻尼元件1006对沿两个方向流动的流体进行阻尼。当离开扩展容积222的流动速率增加至跨过流动控制装置1002的压降超过预先设定阈值的点时,可以降低阻尼速率。在这样的操作条件下,阀1012可以打开并且允许离开扩展容积222的流中的至少一些流绕过阻尼元件1006,因此降低了流动控制装置1002的总阻抗。在一些实施方式中,流动控制装置1002还可以包括第二旁通阀1008。这种布置结构可以允许沿两个方向的阻尼流动,而且还允许以下能力:在沿给定方向跨过阻尼元件1006的压降超过在该方向上的预先设定阈值水平时沿任一方向绕过阻尼元件1006的能力。
注意的是,在一些实施方式中,一个或更多个阻尼元件的阻抗在两个流动方向上可以是相同的,而在其他实施方式中,一个或更多个阻尼元件的阻抗可以取决于流动方向。在一些实施方式中,一个或更多个流动控制装置可以用于通过在这些容积之间提供绕过系统中的液压机械的流动路径来限制压缩容积和/或扩展容积中的最大压力。
图11图示了附接至活塞杆4a的致动器活塞1099的示例性实施方式,该致动器活塞1099包括流动控制装置1104b和流动控制装置1104c。流动控制装置1104b可以包括入口端口1080和出口端口1081以及压力平衡排放阀(PBOV)1083。PBOV 1083的入口端口1080暴露于扩展容积(未示出)中的流体压力并且出口端口1081暴露于压缩容积(未示出)中的流体压力。
PBOV 1083包括双位阀1114,该双位阀1114由下述两者之间的力差来致动:以可滑动的方式接纳在气缸1086a中的活塞1085a所施加的力与以可滑动的方式接纳在气缸1086b中的活塞1085b所施加的力。
在图11的实施方式中,相比于活塞1085a,活塞1085b具有较大的直径。当容积1087b中的压力等于容积1087a中的压力时,在双位阀1084上产生的力不平衡使阀1104保持处于关闭位置。在一些实施方式中,PBOV 1083还可以包括限制活塞1085a在气缸1086a中的行程的行程止挡件1085c。
流动通路1118a和1088b将容积1087a流体地连接至入口端口1080。流动通路1088c和1088b将容积1087b流体地连接至入口端口1080。气体容积1089中的压力使PBOV 1083偏置成处于关闭位置。气体容积1109通过浮动活塞1087c与容积1087b中的液体分开。在一些实施方式中,附加地或替代性地,由气体容积1109提供的偏置力可以由螺旋弹簧(未示出)或其他弹簧元件提供。
在一些实施方式中,活塞1085a和1085b可以具有相等的直径。流动通路1088c还可以包括液压阻抗元件1090,该液压阻抗元件1090与容积1087b的顺应性结合可以形成低通液压过滤器,该低通液压过滤器阻止或有效地阻止入口端口1080处压力中的高频变化到达容积1087b。在一些实施方式中,液压阻抗件1090可以被调谐成阻止或有效地阻止高于阈值的频率。在一些实施方式中,阈值频率可以预先选择为在12Hz至15Hz的范围内。替代性地,在一些实施方式中,阈值频率可以预先选择为在10Hz至20Hz的范围内。阈值频率可以选择为在其他频率范围内,因为本公开在这方面不受限制。在操作期间,在一些实施方式中,如果扩展容积中和/或入口端口1080处的压力增加率高于预先确定阈值,则容积1087a中的压力可能由于由阻抗件1090形成的液压过滤器而比容积1087b中的压力更快地增加。如果压力上升率持续足够长的时间,则可以克服由于容积1089中的气体压力和/或双位阀的活塞尺寸差异而导致的PBOV 1083上的力偏置,并且双位阀可以移动至该双位阀的打开位置。因此,那么可以在入口端口1080与出口端口1081之间建立流体流动。那么,PBOV 1083的操作用于减轻扩展容积中的压力方面的快速增加(高于一定的增加率)的影响,同时允许例如由液压机械的操作导致的更平缓的压力增加率被有效地应用于活塞1100。当压力增加率缓慢时,无论是由液压机械还是由道路扰动所导致,容积1087a和1087b中的压力有效地彼此跟随(track)。因为活塞1085b较大,所以PBOV 1083可以在这种操作条件下保持处于关闭位置。
在一些实施方式中,活塞1100还可以包括附加的流动控制装置1104c。流动控制装置1104c可以包括入口端口1100和出口端口1101以及压力平衡排放阀(PBOV)1103。入口端口1100暴露于压缩容积(未示出)中的流体压力并且出口1101暴露于扩展容积(未示出)中的流体压力。PBOV 1103可以包括双位阀1104,该双位阀1104由活塞1105a施加的力与由活塞1105b施加的力之间的力差来致动。如在PBOV 1083的情况下,通过使用1110形成的低通过滤器可以被调谐成阻止或有效地阻止高于阈值的频率。在一些实施方式中,阈值频率可以预先选择为在12Hz至15Hz的范围内。替代性地,在一些实施方式中,阈值频率可以预先选择为在10Hz至20Hz的范围内。阈值频率可以选择为在其他频率范围内,因为本公开不限于此。在操作期间,在一些实施方式中,如果压缩容积中压力增加的变化率高于预先确定阈值,则容积1107a中的压力可以比容积1107b中的压力更快地增加。如果压力上升率持续足够长的时间,则可以克服PBOV 1103上的力偏置且双位阀可以完全地或部分地移动至该双位阀的打开位置,并且可以在入口端口1100与出口端口1101之间建立流动。PBOV 1103的操作使压缩容积中压力方面的快速增加(高于一定的增加率)的影响耗散,同时允许例如由液压机械的操作引起的更平缓的压力增加。
在一些实施方式中,流动控制装置1104c还可以包括偏置阀,比方说例如弹簧偏置的止回阀1120。即使在PBOV 1103处于部分打开或完全打开的位置的情况下,止回阀1120也可以有效地防止入口端口1100与出口端口1101之间的流动。因此,除非偏置的止回阀1120和双位阀1104两者都至少部分地打开,否则可以防止或有效地防止入口端口1100与出口端口1101之间的流动。
因此,当压缩容积的压力高于由阀1120的压力/力偏置建立的预先设定压力阈值时,流动控制装置1104c可以用于防止或减轻压缩容积的压力方面的快速上升,同时还在压缩容积压力低于该阈值时允许压力方面的缓慢增加和/或快速增加。流动控制装置1104c可以用于例如在压力高于阈值时防止或限制压缩容积中压力的快速上升,同时在压力低于阈值时允许压力例如在轮控制期间以10Hz至5Hz的频率范围快速上升。因此,当总压力低于阈值时,压缩容积中的压力可以在不触发PBOV的情况下以给定速率增加。替代性地,当压缩容积中的压力高于阈值压力时,阀1220可以打开,在这种情况下,如果存在压力快速增加,则将会触发PBOV。
图12图示了曲线图1115,其图示了图11中的流动控制装置的实施方式的PBOV1103的示例,该PBOV 1103可以在阀1120打开或有效地打开时操作。在低频率下,PBOV 1103可以保持关闭或有效地关闭,如由线1115a所示,而无论入口端口1100处的压力如何。PBOV1103可以通过例如对通过使用1110形成的适当的低通液压过滤器进行选择来调谐。在一些实施方式中,当入口端口1100暴露于大约12Hz的压力振荡足够的时间时,PBOV可以打开(线1115b)。从曲线1115a到1115b的过渡(曲线1115c)依赖于例如液压过滤器的设计参数以及活塞1105a和1105b的尺寸。
在一些实施方式中,止回阀1120上的偏置可以是绝对偏置,使得该偏置可以被例如入口端口1100处的总压力启用。例如,如果阀1120上的力偏置被调谐成使得阀1120在50psi的总压力下打开,则无论压力是如何达到的,阀1120都会打开。在上述示例中,如果压缩容积的压力为40psi,则如果存在由于例如道路扰动而引起额外增加10psi的压力,则阀1120将会打开。然而,如果在压缩室中的压力例如为20psi时发生相同的道路扰动,则阀1120将保持关闭。图13中的实施方式的流动控制装置1104c中的PBOV 1103是绝对偏置PBOV,因为在端口1100处的压力足以克服阀1120的偏置时,在端口1100与1101之间可能发生流动。
图13图示了具有流动控制装置1304d的活塞1300,该流动控制装置1304d具有相对偏置PBOV 1303。在图13的实施方式中,气缸1304a包括行程止挡件1305,该行程止挡件1305防止活塞1304b行进超过气缸1304a中的预先设定点。锚固至气缸1311a的弹簧元件1310(例如,螺旋弹簧)在双位阀1312上施加偏置关闭力。双位阀1312构造成保持处于关闭位置直到活塞1311b和1304b上的净力超过由弹簧元件1310施加的偏置力为止。在图13的构型中,活塞1304b和1311b有效地具有相同的直径并且PBOV 1303因此对入口端口1310处的缓慢变化的压力不敏感。这是因为在端口1320处的压力缓慢地变化时,容积1311c和1304c两者中的压力都跟随入口端口1320处的压力。当快速变化的压力上升(例如,大于10Hz、12Hz或者大于12Hz但小于1000Hz)被过滤器——该过滤器通过使用阻抗件1330与容积1311c的顺应性结合而形成——阻止或有效地阻止到达容积1311c但到达气缸1304c时,图13中的双位阀1312可以被触发。1304c中的增加的压力可以产生克服由弹簧元件1310施加的偏置的力不平衡。当相同的压力到达PBOV 1303中的两个气缸时,图13中的实施方式的双位阀1312保持有效地关闭。PBOV 1303是相对偏置的装置,因为端口入口端口1320与出口端口1321之间的流动依赖于气缸1304c与1311c之间的压力差并且与端口处的绝对压力无关。
图6、图8、图10、图11以及图13中所示的流动控制装置中的阀被示出为被动阀或压力致动阀。替代性地或附加地,在一些实施方式中,电动启用阀可以在一个或更多个这样的旁路流动控制装置中使用。这种电动控制阀可以基于来自各种传感器的数据被启用,各种传感器比方说例如为感测压缩容积和/或扩展容积中的压力的压力传感器。替代性地,可以基于来自例如配置为测量簧载质量的加速度的加速度计的信息来启用这种电动控制阀。这种加速度可以是簧载质量与非簧载质量之间的相对加速度。
在图1的实施方式中,流动控制装置4b、4c、16、17、23和24中的一个或更多个流动控制装置可以通过选择适当的参数进行调谐。图14图示了图1的实施方式的特殊情况的示例。主动悬架致动器系统1400包括具有压力管1401a的致动器1401。压力管包括内部容积,该内部容积被活塞1410分成压缩容积1401b和扩展容积1401c。活塞1410包括流动控制装置1410a和1410b。在图14中所示的示例性实施方式中,流动控制装置1411的总阻尼系数可以被选择成对可能在任何给定操作条件下产生的振荡进行适当地阻尼。(从压缩容积)向外流动的阻尼元件1402b的低流动速度阻尼系数可以与向内流动(至压缩容积1401b)的阻尼元件1402a的阻尼系数相同或不同。
阀1402c和1402d的开启压力及其分别被表示为1402e和1402f的相关联的阻抗件可以被选择成在穿过流动控制装置1411的较高流动速度下调整压降和阻尼的量。止回阀1402g和1402h允许不同的阻尼系数用于在低流速下进出压缩容积的流动。液压低通过滤器和PBOV(即,流动控制装置1410a和1410b)的力偏置可以被选择成确定PBOV 1410a和1410b可以在什么频率和压力水平下被启用。
通过适当地选择这样的参数,例如图1、图6、图8以及图14所示的实施方式的主动悬架致动器系统可以操作成:
(1)用第一流动控制装置控制致动器(即,压缩容积和/或扩展容积)与顺应性元件之间的流动,
(2)针对低于阈值幅度的流动速度以第一水平对第一流动控制装置中例如由低速度轮事件引起的流体流动速度振荡进行阻尼,
(3)针对大于阈值幅度的流动速度降低阻尼水平,
(4)通过使用作为泵的液压机械产生跨过致动器的活塞的压力差,以及
(5)通过使用的第二流动控制装置至少部分地排放跨过活塞的压力差,该第二流动控制装置绕过液压机械并且在跨过活塞的压力差增加率大于预先设定阈值时被启用。
图15图示了车辆的主动悬架致动器系统1501。系统的致动器1502可以操作性地置于车辆的非簧载质量1511(例如,轮组件)与车辆的簧载质量1509(例如,车身)之间。致动器1502包括压力管1503,该压力管1503将活塞1504以滑动的方式接纳在筒形的内部容积中。在诸如图15的实施方式的一些实施方式中,压力管1503还可以用作致动器1502的壳体。在其他实施方式中,壳体可以包括至少部分地围绕压力管的外管。
在图15中所示的实施方式中,包括两个压力平衡排放阀(PBOV)的活塞1504将致动器1502的压力管1503的筒形的内部容积分成压缩容积1507和扩展容积1508。在图15的实施方式中,活塞1504通过居间的活塞杆1504a和顶部安装件1510附接至簧载质量1509。在一些实施方式中,顶部安装件可以有效地是弹簧元件并且被图示为图15中的弹簧元件。在一些实施方式中,顶部安装件可以包括与弹簧元件并联或串联的阻尼元件。
在图15的实施方式中,压力管1503附接至非簧载质量1511(例如,轮组件),该非簧载质量1511包括轮胎1512(以虚线示出)。沿着路面1513行进的轮胎1512有效地充当弹簧并且被表示为弹簧元件1512a。图15中所示的实施方式包括液压机械1522,该液压机械1522包括第一端口1522a和第二端口1522b。流动通路1521a将端口1522a流体地连接至压缩容积1507并且流动通路1521b将端口1522b流体地连接至扩展容积1508。致动器系统1501可以包括一个或更多个蓄能器,比方说例如通过分支流动通路流体地连接至流动通路1521a的蓄能器1518a,和/或通过另一分支流动通路流体地连接至流动通路1521b的蓄能器1518b。可以使用其他类型的蓄能器、比如流通蓄能器,因为本公开不限于此。蓄能器可以用作流体(例如液压流体或其他液体)存储元件和/或顺应性元件或弹簧元件。
在图15中所示的实施方式中,由致动器系统1501施加在簧载质量1509上的净力等于由压缩容积中的流体(例如,液压流体或其他液体)沿与活塞杆的纵向轴线平行的方向施加至活塞1504的净力减去由扩展容积中的流体(例如,液压流体或其他液体)施加至活塞1504的净力。
在一些实施方式中,由致动器系统1501施加在簧载质量1509上的力可以通过控制压缩容积1507和/或扩展容积1508中的压力来调节。这些容积中的压力可能受到道路引起的扰动的影响,道路引起的扰动可能致使活塞1504相对于压力管1503移动。替代性地或附加地,在一些实施方式中,压缩容积和/或扩展容积中的压力可能受到流入和/或流出这些容积的流体流的影响。在一些实施方式中,流入和流出压缩容积1507的流可以由例如PBOV1505a或1505b和/或操作性地定位在流动通路1521a中的流动控制装置1516来控制。
在一些实施方式中,流入和/或流出扩展容积1508的流可以由PBOV1505b和/或操作性地定位在流动通路1521b中的流动控制装置1517来控制。在一些实施方式中,可以省略一个或更多个这样的流动控制装置,可以将附加的流动控制装置结合在各种流动通道中,以及/或者可以将多个流动控制装置合并为单个流动控制装置。例如,在一些实施方式中,仅单个PBOV可以附接至活塞1504。在一些实施方式中,一个或更多个PBOV1505a和1505b的操作可以由位于压力管外部的PBOV代替。例如,这样的PBOV可以结合在例如流动控制装置1523和1524中或代替例如流动控制装置1523和1524。本公开不限于诸如图15中所示的那些流动控制装置的流动控制装置(例如,PBOV)的特定数目、定位或组合。
在一些实施方式中,主动悬架致动器系统1501的液压机械1522可以作为泵操作以在簧载质量1509上施加相对于非簧载质量1511的主动力,即沿运动方向的力,或在簧载质量1509上施加相对于非簧载质量1511的沿与运动相反的方向的被动力或阻力。替代性地或附加地,液压机械1522可以作为液压马达操作以在簧载质量上产生相对于非簧载质量的被动力或阻力,即与运动方向相反的力。液压机械1522可以是作为液压泵和/或液压马达操作的液压泵。替代性地,液压机械1522可以是作为液压马达和/或液压泵操作的液压马达。
图16示出了附接至活塞杆1504a的致动器活塞1526的实施方式,致动器活塞1526包括流动控制装置1514(以虚线示出)和流动控制装置1515(以虚线示出)。流动控制装置1514可以包括入口端口1530和出口端口1531以及压力平衡排放阀(PBOV)1533。PBOV 1533的入口端口1530暴露于扩展容积(未示出)中的流体压力并且出口端口1531暴露于压缩容积(未示出)中的流体压力。
PBOV 1533包括阀1534,阀1534由下述两者之间的力差来致动:以可滑动的方式接纳在气缸1536a中的活塞1535a所施加的力与以可滑动的方式接纳在气缸1536b中的活塞1535b所施加的力。在一些实施方式中,阀1534可以是如图16中所示的连续可变阀。替代性地,阀1534可以是仅具有无流动位置和全流动位置的双位阀。
在图16的实施方式中,活塞1535b大于活塞1535a。当容积1537b中的压力等于容积1537a中的压力时,在双位阀1534上产生的力不平衡使该阀保持处于关闭位置。在一些实施方式中,PBOV 1533还可以包括限制活塞1535a在气缸1536a中的行程的行程止挡件1535e。
流动通路1538a和1538b将容积1537a流体地连接至入口端口1530。流动通路1538c和1538b将容积1537b流体地连接至入口端口1530。气体容积1539中的压力将PBOV 1533偏置成处于关闭位置。气体体积1539通过浮动活塞1537c与容积1537b中的液体分开。在一些实施方式中,附加地或替代性地,由气体体积提供的偏置力可以由螺旋弹簧(未示出)或其他弹簧元件提供。
在一些实施方式中,活塞1535a和1535b可以具有相等的直径。流动通路1538c还可以包括液压低通过滤器耗散元件1540,液压低通过滤器耗散元件1540可以阻止或有效地阻止入口端口1530处的压力中的高频变化到达容积1537b。室1537b连同入口阻力元件1540的顺应性产生液压低通过滤器,该液压低通过滤器参照在入口1530处经历的压力变化来限制室1537b中的压力变化率。在一些实施方式中,由顺应性元件1539和耗散元件1540构成的液压低通过滤器可以被调谐成阻止或有效地阻止在高于阈值的频率处的压力波动。在一些实施方式中,阈值频率可以预先选择为在例如12Hz至15Hz或5Hz至20Hz的范围内。阈值频率可以选择为在其他合适的频率范围内,因为本公开在这方面不受限制。在一些实施方式中,低通过滤器可以被调谐成在阀1534上提供足够的背压以防止阀1534由于与例如本体控制操作压力率相关联的压力波动率而打开。在一些实施方式中,这些压力波动率可以例如在频率和全力幅度(例如,达6000N)方面低于5Hz。发明人已经认识到,在一些实施方式中,当暴露于经过滤的容积(例如,1537b)的活塞面积大于暴露于未经过滤的容积(例如,1537a)的活塞面积时,PBOV的性能和可靠操作可以得到改进。在一些实施方式中,该比率可以在1.05至1.3的范围内。可以选择其他面积比率并且本公开在这方面不受限制。
在操作期间,在一些实施方式中,如果扩展容积(未示出)中和/或入口端口1530处的压力增加率高于预先确定阈值,则容积1537a中的压力将由于由耗散元件1540和容积1537b的顺应性形成的液压过滤器而比容积1537b中的压力更快地增加。如果压力上升率持续足够长的时间,则PBOV 1533上的力偏置将被克服,并且双位阀将移动至该双位阀的打开位置,并且将在入口端口1530与出口端口1531之间建立流动。那么,PBOV1533的操作用于减轻扩展容积中的压力的快速增加(高于一定的增加率)的影响,同时允许例如由液压机械的操作而产生的更平缓的压力增加率被有效地应用于活塞1504。耗散元件1540可以是例如流体限制件、孔口或响应于压力波动而提供流动阻力以便用作低通过滤器耗散元件的其他元件。在一些实施方式中,孔口限制可以在0.1mm至2mm液压当量的范围内,但可以依赖于室1537b的容积刚度。
在一些实施方式中,活塞1504还可以包括附加的流动控制装置1515。流动控制装置1515可以包括入口端口1550和出口端口1551以及平衡压力排放阀(PBOV)1553。入口端口1550暴露于压缩容积(未示出)中的流体压力并且出口端口1551暴露于扩展容积(未示出)中的流体压力。PBOV 1553可以包括双位阀1554,双位阀1554由活塞1555a所施加的力与活塞1555b所施加的力之间的力差来致动。
如在PBOV 1533的情况下,可以包括耗散元件1560和顺应性元件1567c的低通过滤器可以被调谐成阻止或有效地阻止高于阈值的频率。在一些实施方式中,阈值频率可以预先选择为在例如12Hz至15Hz或5Hz至20Hz的范围内。阈值频率可以选择为在其他频率范围内,因为本公开不限于此。在操作期间,在一些实施方式中,如果压缩容积中压力增加的变化率高于预先确定阈值,则容积1557a(即,未经过滤的容积)中的压力可以比容积1557b(即,经过滤的容积)中的压力更快地增加。如果压力上升率持续足够长的时间,则PBOV1553上的力偏置将被克服且双位阀可以完全地或部分地打开,并且可以在入口端口1550与出口端口1551之间建立流动。PBOV 1553的操作可以用于减轻压缩容积中压力快速增加的冲击(通过在压力增加率高于某个阈值时将压力增加排放),同时允许例如可能由液压机械作为泵的操作而产生的更平缓的压力增加。
流动控制装置1515还可以包括例如偏置阀比如,例如弹簧偏置的止回阀1560a。即使当PBOV 1553由于快速压力事件而处于打开位置时,弹簧偏置的止回阀1560a也可以有效地防止入口端口1550与出口端口1551之间的流动。因此,除非弹簧偏置的止回阀1560a和双位阀1553两者都至少部分地打开,否则可以防止或有效地防止入口端口1550与出口端口1551之间的流动。
因此,流动控制装置1515可以用于在压力由于阀1560a的压力/力偏置而高于预先设定压力阈值时防止或减少压缩容积中压力快速增加,同时还在压缩容积压力低于该阈值时允许压力快速增加。流动控制装置1515可以用于例如在压力高于阈值时防止或限制压缩容积中压力快速上升,同时在压力低于阈值时,例如在主动轮控制期间、在10Hz至15Hz的范围内的频率处允许快速的压力上升。因此,无论在总压力低于阀的偏置压力时压力增加率如何,压缩容积中的压力增加都可以在不触发阀1560a的情况下发生。替代性地,在一些实施方式中,当压缩容积与扩展容积之间的压力差高于阈值压力时,阀可以打开,在这种情况下,PBOV可以对快速的压力差上升作出反应。
在一些实施方式中,活塞可以仅包括扩展PBOV(即,EPBOV)或压缩PBOV(即,CPBOV),其中,该扩展PBOV在打开或有效地打开时可以将流体从扩展容积排放至压缩容积,该压缩PBOV在打开或有效地打开时可以将流体从压缩容积排放至扩展容积。
图17示出了附接至活塞杆1504a的致动器活塞1527a的实施方式1527,致动器活塞1527a包括流动控制装置1515(以虚线示出)。流动控制装置1515可以包括入口端口1563a和出口端口1563b以及压力平衡排放阀(PBOV)1563。PBOV 1563的入口端口1563a暴露于压缩容积(未示出)中的流体压力并且出口端口1563b暴露于扩展容积(未示出)中的流体压力。
PBOV 1563包括阀1564,阀1564由活塞1565a、活塞1565b和弹簧1565d所施加的净力致动。活塞1565a以可滑动的方式接纳在气缸1562a中并且活塞1565a施加的力由容积1567a中的压力与气缸1562a的与气缸1562a的纵向轴线横向的横截面的面积的乘积确定。活塞1565b以可滑动的方式接纳在气缸1562b中,并且活塞1565b施加的力由容积1567b中的压力与气缸1562b的与气缸1562b的纵向轴线横向的横截面的面积的乘积确定。由活塞1565b、阀1564和活塞1565a构成的组件的运动受限于机械止挡件1565e。在一些实施方式中,阀1564可以是如图17中所示的连续可变阀。替代性地,阀1564可以是仅具有无流动位置和全流动位置的双位阀。在一些实施方式中,如果1565b的直径大于1565a的直径,则在容积1567b中的压力等于容积1567a中的压力时,在阀1564上产生的力不平衡有助于使阀1564保持处于关闭位置并且使活塞1565b保持抵靠机械挡件1565e坐置。
流动通路1561a和1561b将容积1567a流体地连接至入口端口1563a。流动通路1561c和1561b将容积1567b流体地连接至入口端口1563a。容积1567c通过流动通路1561d和1561e流体地连接至出口端口1563b并且通过活塞1567c与容积1567b分开。在一些实施方式中,活塞1565c的位置由在容积1567b和1567c中的压力产生的力和由弹簧1565d施加的力确定。
如在PBOV 1533的情况下,图16中所示,流动通路1561c中的低通过滤器耗散元件1560与由弹簧1565f实现的室1567b的顺应性结合可以被定尺寸或调谐成阻止或有效地阻止压力上升的频率和/或速率高于阈值。例如,在一些实施方式中,阈值频率可以预先选择为在12Hz至15Hz或5Hz至20Hz的范围内。阈值频率可以选择为在其他频率范围内,因为本公开不限于此。
在图17的实施方式中,如果入口端口1563a处的压力(即,压缩容积中的压力)相对于出口端口1563b处的压力(即,扩展容积中的压力)缓慢地增加,则在容积1567a中的压力将跟随或有效地跟随端口1563a处的压力。同时,流体将流动通过流动通路1561b和1561c,使得容积1567b中的压力也将与端口1563a处的压力平衡。如果端口1563b处的压力相对于端口1563b处的压力的变化率较低,液压过滤器耗散元件1560构造成阻止或有效地阻止,则容积1567b中的压力也将跟随容积1567a中的压力。因此,阀1564上的力平衡将保持不变或有效地不变并且阀将保持处于关闭位置。
类似地,如果端口1563b处的压力缓慢地下降,活塞1565b将向上移动,但流体将从入口端口流动通过流动通路1561b和1561c。因此,阀1564上的力平衡将保持不变或有效地不变并且阀将保持处于关闭位置。
在操作期间,在一些实施方式中,如果端口1563a处相对于端口1563b的压力增加变化率高于预先确定阈值,则容积1567a中的压力可能由于包括耗散元件1560的过滤器的阻止效果而比容积1567b中的压力更快地增加。在一些实施方式中,元件1560的有效流动限制可以是流动路径1561a的固有液压限制的10倍或更多。如果压力上升率持续足够长的时间,则PBOV 1563上使阀1564保持处于关闭位置的力偏置可以被克服,并且阀1564可以完全地或部分地移动至阀1564的打开位置并且可以在入口端口1563a与出口端口1563b之间建立流动。PBOV 1563的操作可以用于减轻压缩容积中压力的快速增加(高于特定增加率)的影响。
类似地,如果端口1563b处的压力相对于端口1563a处的压力快速地下降,流体将从容积1567c流出,从而导致活塞1565c沿正y方向移动。但是由于过滤器耗散元件1560在流动通路1561c中的高流动增加率处的阻止效果,容积1567b中的压力可能下降。因此,阀1564上的力平衡改变,使得阀1564可以沿正y方向移动至阀1564完全打开或部分打开的位置。
图18中更详细地示出了图15的活塞、活塞/杆界面、EPBOV(扩展侧压力平衡排放阀)和CPBOV(压缩侧压力平衡排放阀)。图18中图示了具有位于活塞1504外部的两个流动控制装置的系统。活塞1504在螺栓的大约中点处固定地附接至扩展螺柱1504b。活塞1504使压力管1503(以虚线示出)的内部容积分开。扩展螺柱1504b具有固定地附接至活塞杆1504a的近端端部、以及远端端部。活塞1504包括至少部分地暴露于压缩容积1507中的流体的第一面1504c和至少部分地暴露于扩展容积1508中的流体的第二面1504d。在一些实施方式中,活塞1504包括至少一个流动通路1504e,至少一个流动通路1504e将活塞1504的第一面中的出口端口1504f与活塞1504的第二面1504d中的入口端口1504g流体地连接。
在一些实施方式中,活塞1504可以包括至少一个流动通路1504h,至少一个流动通路1504h将活塞1504的第一面中的入口端口1504i与第二面1504d中的出口端口1504j流体地连接。在一些实施方式中,密封垫圈1504k可以用于选择性地密封或选择性地有效密封活塞1504的第一面1504c中的一个或更多个出口端口(例如,出口端口1504f)。在一些实施方式中,密封垫圈1504l可以用于选择性地密封或选择性地有效密封第二面1504d中的一个或更多个出口端口(例如,出口端口1504j)。密封垫圈1504k和1504l与活塞面1504c和1504d之间的界面分别可以是径向延伸的平坦表面。然而,可以使用其他适当形状的配合表面,因为本公开不限于此。在一些实施方式中,密封垫圈可以是如图18中所示的环形盘。替代地,可以使用适当形状的垫片堆叠件或其他密封元件,因为本公开不限于此。
在图18的实施方式中,密封垫圈1504k和/或1504l可以在一个或更多个液压力和/或机械力的作用下抵靠面1504c和/或1504d的密封表面偏置。图19图示了在密封垫圈1504l如图18中所示处于密封垫圈1504l的坐置位置时,密封垫圈1504l上的力平衡。密封垫圈1504l的图示实施方式是具有中心轴线1581的环形盘,该中心轴线1581与活塞杆1504a和/或扩展螺柱1504b的纵向轴线重合。密封垫圈1504l的中央开口1582可以包括中央筒形部分1583,中央筒形部分1583可以构造成接纳扩展螺柱1504b和周围支承件。作用在密封垫圈1504l上的力的平衡决定了垫圈将会是保持处于抵靠活塞面1504d的坐置位置还是从该坐置位置提离。垫圈可以在密封接触力为正且非零时保持液压密封。在图19的实施方式中,如果负y方向上的净力大于或等于正y方向上的净力,则密封垫圈1504l可以保持抵靠活塞的配合表面坐置。如果在正y方向上存在净力,则密封垫圈1504l可以从垫圈的配合表面提离,从而允许流体从压缩容积7通过流动通路1504h流动至扩展容积1508。
图18中所示的双PBOV系统的实施方式可以包括附连至或固定至杆1504a的固定的近端弹簧座1571和附连至或固定至扩展螺柱1504b的远端端部的远端弹簧座1573。固定弹簧1571a操作性地置于在固定的近端弹簧座1571与密封垫圈1504l之间。固定弹簧1571a构造成在密封垫圈1504l上施加机械力。类似地,在一些实施方式中,固定弹簧1572a操作性地置于在固定的远端弹簧座1572与密封垫圈1504k之间。在一些实施方式中,固定弹簧1572a构造成在密封垫圈1504k上施加机械偏置力。
图18中所示的实施方式还可以包括近端浮动座1573和远端浮动座1574。浮动弹簧1573a和1574a分别操作性地布置在密封垫圈1504k和1504l与浮动座1574和1575之间。由浮动弹簧1573a和固定弹簧1571a施加的偏置力的组合如果不被相反的净液压力克服,则可以使密封垫圈1504l保持抵靠第二面1504d或活塞1504坐置。类似地,在一些实施方式中,浮动弹簧1574a和固定弹簧1572a如果不被相反的净液压力克服,则可以使密封垫圈1504k保持抵靠活塞1504b的第一面1504e坐置。
在图18中所示的实施方式中,压缩容积1507借助于凹入的凹穴1504m、入口端口1504i和流动通路1504h、1576a和1576b以及流动限制件1576c而流体地连接至歧管1575。流动限制件1576c可以是例如孔口、层流流动元件(例如,在操作期间流为层流的管)或引起液压压降的其他适当部件。压缩容积1507的压力中的缓慢变化可以在没有减轻或有效地没有减轻的情况下到达歧管1575。然而,由于流动通路的阻力并且特别是流动限制件1576c的阻力,压缩容积1507的压力的快速增加可能在这些快速增加到达歧管1575时会减弱。歧管1575中的压力与扩展容积1508中的压力之间的压力差导致沿纵向方向向浮动座1573施加净液压力。因此,对于缓慢变化的压缩容积1507压力,歧管1575中的压力可以跟随或有效地跟随压缩容积1507中的压力。因此,对于压缩容积1507中缓慢变化的压力,浮动座1573上的净力可以使浮动弹簧1573a压缩从而增加密封垫圈1504l上的机械力。增加的机械力反作于密封垫圈1504l上增加的液压力,该液压力可以将密封垫圈1504l从密封垫圈1504l的坐置位置提升。因此,如果这些变化是缓慢的比如,例如在0Hz与4Hz之间,则PBOV1576可以阻挡打开并且至少部分地排放由于压缩容积中增加的压力而导致的压力差。
然而,对于快速变化的压缩容积压力,压缩容积1507与歧管1575之间的居间阻力可以阻止或有效地阻止歧管压力跟随压缩容积压力。如果歧管1575的压力没有足够的增加,则可能没有向浮动弹簧座1573施加足够的压力差以导致浮动弹簧压缩或充分地压缩。在没有由浮动弹簧1573a施加的额外机械力的情况下,密封垫圈1504l可以被提离密封垫圈1504l的坐置位置并且允许至少部分地排放压缩容积1507与扩展容积1508之间的压力差。
以类似的方式,PBOV 1577可以用于在扩展容积1508中的压力增加迅速时排放扩展容积1508与压缩容积1507之间的压力差。然而,PBOV 1577可以允许扩展容积1508中的压力例如通过图15的液压机械1522的操作而缓慢地增加至液压机械1522的最大压力容量,而不会导致密封垫圈1504k被提离密封垫圈1504k的坐置位置。因此,从扩展容积1508通过流动通路1504e到压缩容积1507的流动将被有效地阻止。
应当注意的是,在一些实施方式中,PBOV 1576和/或PBOV 1577可以构造成对快速的压力增加不敏感,只要压缩容积1507与扩展容积1508之间的压力差保持低于预先设定的阈值。例如,弹簧1571a和/或弹簧1573a的弹簧系数和初始压缩可以被选择成使得密封垫圈1504l保持处于该密封垫圈1504l的坐置位置,而不管压缩容积1507中的压力上升率如何,只要密封垫圈1504l上的净纵向液压力小于由弹簧1571a和/或1573a的组合施加在该垫圈上的机械力即可。
图20和图21分别图示了图18中所示的实施方式的活塞1504的第一面1504c和第二面1504d。这两个面是具有用于入口端口和出口端口的开口的环形的、平面的、径向延伸的表面。一些实施方式可以包括非平面的但包括突起部和凹部的表面,因为本公开不限于此。图5和图6的活塞1504包括以可密封的方式接纳扩展螺柱1504b和垫片衬套1578的中央开口1590。
在图20中所示的实施方式中,活塞面1504c包括三个出口端口1504f和三个入口端口1504i。当密封垫圈1504k处于密封垫圈1504k的坐置位置时,出口端口1504f被密封或有效地密封,使得通过活塞从扩展容积1508流动至压缩容积1507的流体被阻止或有效地阻止。然而,当密封垫圈1504k抵靠活塞面1504c坐置时,入口端口1504i没有被阻塞,因为这些开口包括凹入的凹穴1504m。即使当密封垫圈1504k处于密封垫圈1504k的密封位置时,压缩容积中的流体也可以借助于凹入的凹穴1504m进入入口端口1504i。因此,在一些实施方式中,密封垫圈1504k可以用于密封一个或更多个出口端口1504j,同时允许来自扩展容积1508的流通过凹入的凹穴1504m进入一个或更多个入口端口1504i。
类似地,在图21中所示的实施方式中,活塞面1504d包括三个出口端口1504j和三个入口端口1504g。当密封垫圈1504l处于密封垫圈1504l的坐置位置时,出口端口1504j被密封或有效地密封,使得通过活塞从压缩容积1507流动至扩展容积1508的流体被阻止或被有效地阻止。然而,当密封垫圈1504l抵靠活塞面1504d坐置时,入口端口1504g没有被阻塞,因为这些开口包括凹入的凹穴1504n。即使当密封垫圈1504l处于密封垫圈1504l的坐置位置时,压缩容积1507中的流体也可以借助于凹入的凹穴1504n进入入口端口1504j。因此,在一些实施方式中,密封垫圈1504l可以用于密封一个或更多个出口端口1504j,同时允许来自压缩容积1507的流通过凹入的凹穴1504n进入一个或更多个入口端口1504g。
图22图示了图18的双PBOV系统的截面分解立体图。示出了可以是例如O形环的密封元件1579a、1579b、1579c和1579d。还示出了流动阻力块状件1576b和1576c,这些流动阻力块状件可以包括引起液压压降的孔口或其他部件。
图23图示了双PBOV活塞及活塞杆组合1590,其中,密封垫圈1504l(以带阴影的横截面示出)已经从密封垫圈1504l的抵靠活塞1504的面1504d的密封位置提升一定的移位量1591。因此,压缩容积1507中的流体可以沿着例如流动路径1592流动至扩展容积1508。
图24图示了双PBOV活塞及活塞杆组合1595,其中,密封垫圈1504l处于密封垫圈1504l的抵靠活塞1504的面1504d的密封位置。近端浮动座1573(以带阴影的横截面示出)已经移位了一定的位移量δ1596,这是由于歧管1575中的压力与扩展容积中的压力之间的压力差而造成的。在一些实施方式中,浮动座1573相对于活塞杆1504a的移位可以将浮动弹簧1573a压缩相等的量。浮动弹簧1573a的这种压缩可以使密封垫圈1504l上的机械力增加与浮动弹簧1573a的弹簧系数乘以位移δ相等的量。
图1示出了包括两个流动控制装置4c和4b的活塞4。这些流动控制装置中的一者或两者可以是双向流动控制装置。图18示出了具有双单向流动控制装置PBOV 1576和1577的活塞1504。PBOV 1576是允许流体仅从压缩容积1507流动至扩展容积1508的单向提升阀。PBOV 1577是允许流体仅从扩展容积1508流动至压缩容积1507的单向提升阀。这些提升阀PBOV中的一者或两者可以由另一适当类型的流动控制装置代替并且本公开在这方面不受限制。
图25图示了具有活塞1602的主动悬架致动器活塞组件1600的又一实施方式。在该实施方式中,压缩垫片堆叠件1604和扩展垫片堆叠件1606分别有效地执行PBOV 1576和1577的功能。
活塞1602将致动器的压缩容积与扩展容积分开。在图25中的实施方式中,处于垫片堆叠件1604的关闭位置的垫片堆叠件1604构造成和预加载成防止或有效地防止流体通过一个或更多个流动路径比如1607从压缩容积流动至扩展容积。类似地,处于垫片堆叠件1606的关闭位置的垫片堆叠件1606构造成和预加载成防止或有效地防止流体通过一个或更多个流动路径比如1608从扩展容积流动至压缩容积。
当这些垫片堆叠件暴露于高于某个阈值的液压压力差时,这些垫片堆叠件可以充分地偏转以至少部分地解除阻塞通过活塞的流动路径。偏转可以使流动路径打开下述量:该量为压力差和垫片堆叠件的弹簧系数的函数。图26示出了图25的实施方式的平面横截面。活塞1602、垫片堆叠件1604和垫片堆叠件1606操作性地且牢固地夹置在活塞1601的径向延伸肩部1601a与固定至活塞杆的远端端部的螺母1610之间。
图26中所示的压缩垫片堆叠件和扩展垫片堆叠件分别与密封的液压室1612和1614串联。在一些实施方式中,这些压力室可以由在外边缘上彼此结合以形成柔性膨胀室的两个较大的垫片构成。当跨过阻尼器活塞的压力差增加时,流动通道1616或1618可以分别用于从高压侧输送液压流体以增加柔性膨胀室1612或1614中的压力。图27图示了图25的实施方式的平面视图,其中,压力室1612已经膨胀以在垫片堆叠件1604上提供附加的预加载力。在一些实施方式中,柔性膨胀室的有效面积可以高于垫片堆叠件下方的暴露的压力面积,在这种情况下,整个垫片堆叠件可能会仅仅抵靠密封面偏转。这种偏转可以使垫片堆叠件保持密封,从而防止液压流体在暴露于较高压力差时流动穿过活塞。这种设计防止液压流动穿过活塞以使增量(delta)压力缓慢变化。对于增量压力中的快速变化,垫片偏转以在跨过活塞的较低压力差下使跨过活塞的流动路径打开。这种行为可以通过对将压缩容积或扩展容积连接至相关联的垫片堆叠件的压力室的流动路径进行限制来实现。每个膨胀室的容积顺应性和相关联的流动通道(1616或1618)的流动阻抗的组合有效地充当限制柔性膨胀室中的压力增加率的低通液压过滤器。如果压力变化快于流动通过流动通道以填充膨胀室(即,使压力增加)的能力,则垫片堆叠件的预加载可能保持不变或有效地不变,并且垫片堆叠件可能远离密封面偏转并且允许流动跨过主活塞。如图25至图27中所示,受限制的流动通道可以包括活塞杆的外径中的小槽。替代性地或附加地,这些流动通道还可以包括位于垫片中的凹口或孔,该凹口或孔形成通向膨胀室的受限制的流动路径。
在一些阻尼器实施方式中,泄放孔可以位于例如可以充当调谐元件的主活塞中。如本文中所使用的,术语“调谐元件”是指具有一个或更多个参数的部件,这些参数可以在校准和/或操作期间被更改以修改调谐元件作为其一部分的系统的性能。在一些实施方式中,如果泄放孔很大,则该泄放孔可以允许在较低的速度或压力增加率下有效地调节跨过活塞的压力,但也可能导致在例如系统试图利用泵使压力增加时泵送损失过多和效率低下。为了减轻这种折衷,发明人已经认识到,如果在例如通过操作系统泵使增量压力增加时可以调节或完全地关闭泄放元件,则可以在较低的增量压力处使用显著的泄放孔。在一些实施方式中,这可以通过在附接至膨胀室的平衡活塞移动以在密封板上产生预载荷时关闭泄放孔来实现。发明人还认识到,在某些操作条件期间,流动控制装置的可移动内部部件的移位可以用于调节和/或关闭那些流动控制装置中的泄放孔。
图28图示了与图18中所示的实施方式类似的双提升阀PBOV活塞组件1800。活塞组件1800包括致动器活塞1802、活塞杆1801、压缩PBOV1804以及扩展PBOV 1806。图29图示了活塞组件1800的平面横截面。图29还示出了泄放孔1902,泄放孔1902将压缩容积1904经由例如活塞内流动通道1905流体地连接至扩展容积1903。图30图示了图29中所示的实施方式,其中,弹簧座1906移位至弹簧座1906阻塞泄放孔1902的位置。在该实施方式中,弹簧座1906的移位可以用于根据操作条件通过使泄放通路解除阻塞或部分地或完全地阻塞泄放孔来动态地调谐PBOV和主动悬架致动器系统的某些操作参数。
图31图示了具有致动器2501的主动悬架致动器系统2500,致动器2501包括压力管2502和至少部分地围绕压力管2502的第二管2510。压力管2502以可滑动的方式接纳活塞2504,活塞2504将压力管中的内部容积分成压缩容积2507和扩展容积2508。致动器系统2500包括可以作为液压泵和/或液压马达操作的液压机械2509。液压机械2509可以操作性地联接至电动机械(未示出),该电动机械可以驱动液压机械2509和/或由液压机械2509驱动。
在一些实施方式中,液压机械2509可以包括第一端口2509a和第二端口2509b。第二管2510的纵向轴线和压力管2502的纵向轴线平行于或有效地平行于Z轴2511。压力管2502和第二管2510形成居间容积2513,居间容积2513可以整体地呈环形形状或部分地呈环形形状。居间容积2513可以包括可以与扩展容积2508流体地连通的第一导管2513a和可以与压缩容积2507流体地连通的第二流动导管2513b。居间容积2513的第一流动导管2513a和第二流动导管2513b可以被屏障件2513c流体地分离。在图2的实施方式中,第一端口2509a经由流动导管2514a和2513a与扩展容积2508流体地连通,而第二端口2509b可以经由流动导管2514b流体地连接至蓄能器2515。蓄能器2515经由流动导管2514c和2513流体地连接至压缩容积2507。
蓄能器2515包括两个容积2515a和2515b,其中,容积2515a可以填充有液压流体并且容积2515b可以填充有可压缩介质比方说例如诸如空气、氮气或氩气的气体。容积2515a中的材料可以通过图31中所示的活塞2515c或隔膜或气囊(未示出)而与容积2515b中的材料分开。
图31中的蓄能器2515是流通蓄能器,但是本公开不限于这样的蓄能器,因为可以代替流通蓄能器2515或除了流通蓄能器2515之外使用诸如分支蓄能器或内联蓄能器的任何适当的蓄能器。蓄能器2515与压缩容积2507之间的流动可以由流动控制装置控制。流动控制装置可以是例如结合到图31中所示的致动器2501的压缩端部中的基部阀2516。基部阀2516还可以结合到致动器的扩展端部中,在这种情况下,基部阀2516将需要容纳活塞杆2004a。发明人已经认识到,在一些实施方式中,基部阀2516可以构造成在压缩和/或扩展中作为被动渐进式阀(digressive valve)进行操作。
替代性地或附加地,如图31中所指示的并且如图32所图示的,在一些实施方式中,主动悬架致动器系统2560可以包括蓄能器2515和/或流动控制装置2516,蓄能器2515和/或流动控制装置2516可以操作性地置于在液压机械2509与扩展容积2508之间。图32示出了位于第二管2510外部的流动控制装置2561,然而,流动控制装置2561可以在内部结合并且本公开在这方面不受限制。在位于致动器的扩展端部处的内部流动控制装置的情况下,流动控制装置可以包括构造成接纳活塞杆2004a的开口。
图33图示了针对双向渐进式基部阀的示例性性能曲线2550。在低流动范围(即,范围AE和AC)内,跨过阀的压降(ΔP)可以作为流动速率Q的函数而线性地或有效地线性增加。应当注意的是,在一些实施方式中,如果例如在基部阀中使用简单的孔口来产生阻尼,则跨过阀的压降也可以以二次关系或其他关系增加。在一些实施方式中,该压降可能是由于流动通过穿过阀的泄漏路径而引起的。
在一些实施方式中,一旦压降在扩展期间达到由2553a指示的水平或在压缩期间达到由2553b指示的水平,结合在基部阀中的垫片堆叠件或其他压力释放阀就可以打开以允许附加流穿过该基部阀。在一些实施方式中,垫片堆叠件可以构造成具有例如在10psi至300psi范围内的开启压力。
在一些实施方式中,开启压力可以在5psi与500psi之间的范围内。也可以使用其他范围内的开启压力并且本公开不限于此。
对于BE和BC范围内的流动速率,阻尼可以作为流动速率Q的函数(曲线2551a和2551b)而线性地或有效地线性增加,或者作为流动速率Q的函数(曲线2552a和2552b)而恒定或有效地恒定。在一些实施方式中,垫片堆叠件可以构造成在BE和BC范围内保持恒定或有效地恒定的压降。在一些实施方式中,范围BE和BC代表从0.25GPM至5GPM或0.1GPM至4GPM的流动速率。在CE和/或CC及更高范围内的流动速率的一些实施方式中,基部阀可以表现为其中阻尼速率(或阻尼)可以持续增加的孔口限制件。
图34至图39图示了示例性双向渐进式(即,在压缩流动和扩展流动期间渐进的)基部阀的结构。图34图示了基部阀本体2650的等距图。该阀通过使用两组垫片堆叠件控制压缩和扩展中的流动进行操作。这些垫片堆叠件未在图34中示出。
在图34中所示的实施方式中,进入端口2601绕基部阀本体2600的纵向轴线成角度地分布。每个进入端口通向基部阀本体2600中的第一组内部流动通路中的一个内部流动通道,第一组内部流动通路将压缩容积中的压力输送至压缩垫片堆叠件(未示处)。出口端口2602连接至将扩展容积(例如,图31中所示的容积2508)中的压力输送至扩展垫片堆叠件(未示出)的流动通道。端口2603连接至基部阀本体2600中的构造成允许流绕过两组垫片堆叠件的一个内部流动通道。环形密封表面2604是扩展垫片堆叠件的一个或多个密封垫片抵靠密封的表面。出口端口2602中的所有出口端口都通过环形腔2605连接。
图35示出了基部阀组件2650的等距横截面,基部阀组件2650包括图34的基部阀本体2600、扩展垫片堆叠件2651和压缩垫片堆叠件2652。压缩垫片堆叠件2652可以在致动器活塞(例如,图31中所示的活塞2504)的压缩冲程期间打开,而扩展垫片堆叠件2651可以在活塞于扩展冲程中移动时打开。
螺栓2653和螺母2654可以用于将两个垫片堆叠件2651和2652固定至基部阀本体2600。螺母2654顶部处的大凸缘用作行程限制件以防止垫片在高液压流动速率下发生过度偏转。可以在螺栓2653的头部下方使用垫圈。扩展垫片堆叠件2651包括密封垫片2651a,密封垫片2651a抵靠密封表面2604的一部分坐置,而压缩垫片堆叠件2652包括压缩密封垫片2652a,压缩密封垫片2652a抵靠环形密封表面2655坐置。绕基部阀本体2600的纵向轴线成角度地分布的入口端口2656将导管2513中的压力经由内部扩展通路输送至环形腔2605。环形腔2605中的压力作用在压缩密封垫片2652a上。
图36图示了位于图31中所示的致动器2501的压缩端部处的基部阀组件2650的横截面的前视图。图36示出了压缩容积2507如何流体地连接至环形腔2656。环形腔2656中的压力作用在密封压缩垫片2652a上并且在某些条件下导致垫片2652a偏转和打开。
图38图示了一旦压缩密封垫片2652a偏转,流体就可以从压缩容积2507流动通过流动通路2657,在图38的实施方式中,流动通道2657流体地连接至导管2513。
图38图示了基部阀2650的另一前视横截面图,其中,导管2513中的压力被输送至扩展密封垫片2651a。在某些情况下,密封垫片2651a可以偏转并且允许来自导管2513的流体流动到压缩容积2507中。
发明人已经认识到,在以低活塞速度操作的主动悬架致动器中,显著的阻尼可以如以上关于图33所论述的而是优选的。然而,发明人还认识到,当在较高的流动速率下、比如在图33中的流动范围BE(扩展)和BC(压缩)内操作时,与例如在被动阻尼器的情况下相比,可能需要通过基部阀适应高得多的流动速率。为了允许这样的流动速率,压缩密封垫片2651a和/或扩展密封垫片2652a的直径可能需要被最大化。
例如,在被动阻尼器中的快速压缩期间,流体可以例如通过活塞中的阀以及基部阀流动至扩展容积。在这种情况下,仅因活塞杆侵入到扩展容积中而移位的容积可能需要流动通过基部阀。
在主动系统中,发明人已经认识到,例如,活塞中的阀可能例如需要设定在足够高的开启压力处以允许利用泵产生足够的主动力。
另一方面,在主动悬架系统的一些实施方式中,由活塞移位的容积中的全部或有效地全部的容积可以流动通过基部阀。发明人已经认识到,可以通过使压缩密封垫片2652a和/或扩展密封垫片2651a的直径最大化来实现基部阀在压缩和扩展以及压降与流动关系中的任一者中的期望容量。
图39图示了与双管阻尼器/致动器的压缩端部接合的基部阀组件2700。压缩密封垫片和扩展密封垫片的直径大于图34至图38中所示的实施方式。图39中所示的实施方式包括扩展垫片堆叠件2701和压缩垫片堆叠件2702以及基部阀本体2703。垫片堆叠件通过螺栓2704和螺母2705固定至阀本体。垫片堆叠件2701包括抵靠环形表面2706密封的密封垫片2701a。垫片堆叠件2702包括抵靠环形表面2708密封的密封垫片2702a。
密封垫片2701a的直径可以相对于图34至图38中所示的实施方式增加,因为压缩流动导管2715的入口端口2710凹入到基部阀本体2703中并且不与环形密封表面2706位于相同的径向平面中。在到达入口端口2710之前,来自压缩容积的流体流动通过阀本体与压力管2502之间的环形的或部分地环形的容积2720。
发明人已经认识到,通过使用这样的构型,扩展密封垫片2701a的直径可以大于压力管2502的内径的70%但小于压力管2502的内径的100%。替代性地,扩展密封垫片2701a的直径可以大于压力管2502的内径的80%但小于压力管2502的内径的100%。在一些实施方式中,扩展密封垫片2701a的直径可以大于压力管2502的内径的90%但小于压力管2502的内径的100%,或者可以是压力管2502的内径的任何其他适当百分比。
图40图示了压缩容积2722中的压力可以如何通过环形的或部分地环形的区域2720、基部阀本体2703中的压缩流动通道2715和环形腔2721输送至压缩密封垫片2702a以作用在压缩密封垫片2702a上。在某些条件下,压力可以导致密封垫片2702a偏转并且产生从压缩容积2722至流动导管2513的流动路径。
图41示出了基部阀组件2700的另一横截面。替代性地或附加地,如图41中所示,扩展导管2731的入口端口2730可以相对于密封表面而轴向地凹入到基部阀的本体2703中。通过使用这样的构型,压缩密封垫片2702a的直径可以大于压力管2502的内径的70%但小于压力管2502的内径的100%。替代性地,压缩密封垫片2702a的直径可以大于压力管2502的内径的80%但小于压力管2502的内径的100%。在一些实施方式中,压缩密封垫片2702a的直径可以大于压力管2502的内径的90%但小于压力管2502的内径的100%,或者可以是压力管的内径的任何其他适当百分比。
通过使用这样的构型,压缩密封垫片2702a的直径可以大于压力管2502的内径。在一些实施方式中,压缩密封垫片2702a(未示出)的直径可以大于第二管2510的内径的70%但小于第二管2510的内径的100%。替代性地,压缩密封垫片2702a的直径可以大于第二管2510的直径的80%但小于该直径的100%。在一些实施方式中,压缩密封垫片2702的直径可以大于第二管2510的直径的90%但小于该直径的100%,或者可以是第二管2510的直径的任何其他适当百分比。
图42图示了流动导管2513中的压力可以如何被输送通过入口端口2730、基部阀的本体2703中的扩展流动通道2731和环形腔2733。流动导管2513中的压力导致密封垫片2701a偏转并且打开流动导管2513与压缩容积2722之间的沿图42中所示方向的流动路径。
图43中所示的等距横截面图示了高容量基部阀组件2800的另一实施方式,高容量基部阀组件2800包括通过螺栓2804和螺母2805牢固地附接在一起的多件式阀本体2801、扩展垫片堆叠件2802和压缩垫片堆叠件2803。密封扩展垫片2802a抵靠密封表面2802b密封,而密封压缩垫片2803a抵靠密封表面2803b的一部分密封。压缩流动通道2807的入口端口2806相对于密封表面而轴向地更大程度地凹入到阀本体2801中。图44图示了图43的基部阀组件的前视横截面图,其示出了具有入口端口2806的压缩流动通道2807,入口端口2806从扩展密封垫片2802a的密封表面2802b轴向地凹入。在一些实施方式中,泄放通路2810可以允许流穿过阀而不经过任一垫片堆叠件。在一些实施方式中,该泄放孔的水力直径可以在0.1mm与3mm之间,或0.05mm至5mm的范围内。泄放孔的尺寸、长度和数目可以用于确定或调谐图33中所示的范围AE和AC内的流动压降关系。
图45图示了基部阀2800的另一前视横截面,其示出了阀组件2800的本体中的扩展流动导管2830的扩展入口端口2820。应当注意的是,入口端口2820相对于压缩密封垫片2803a的密封表面2803b凹入。
尽管已经结合各种实施方式和示例描述了本教示,但是并不意味着本教示受限于这些实施方式或示例。相反,如本领域中那些技术人员将理解的,本教示包含各种替代方案、改型和等同方案。因此,前述描述和附图仅作为示例。
Claims (35)
1.一种主动悬架致动器系统,包括:
压力管,所述压力管具有内部容积;
活塞,所述活塞以可滑动的方式接纳在所述内部容积中,所述活塞将所述内部容积分成压缩容积和扩展容积,其中,在至少一种操作模式下,所述压缩容积中的压力以第一频率振荡;
液压机械,所述液压机械具有第一端口和第二端口,其中,所述第一端口通过不包括所述第二端口的第一流动路径流体地连接至所述压缩容积,并且其中,所述第二端口通过不包括所述第一端口的第二流动路径流体地连接至所述扩展容积;
控制器,所述控制器构造成使所述液压机械在至少第一操作模式下作为液压泵操作并且在第二操作模式下作为液压马达操作;
具有总阻抗的阻尼流动控制装置,所述阻尼流动控制装置构造成对所述第一流动路径的至少一部分中的流动中的流动振荡进行阻尼,其中,当跨过所述流动控制装置的压降超过第一预先设定阈值压降时,所述流动控制装置的阻抗减小;
第一旁路流动控制装置,所述第一旁路流动控制装置流体地置于所述压缩容积与所述扩展容积之间,其中,所述第一旁路流动控制装置包括具有压力偏差的第一压力平衡排放阀,其中,所述压力平衡排放阀允许流体在以下情况下从所述压缩容积流动至所述扩展容积:跨过第一所述压力平衡排放阀的压力差超过第一阈值压力差并且所述第一频率超过第一预先设定频率阈值。
2.根据权利要求1所述的主动悬架致动器系统,其中,所述压力偏差是绝对偏差和相对偏差中的一者。
3.根据权利要求1所述的主动悬架致动器系统,其中,所述阻尼流动控制装置包括至少一个阻尼元件。
4.根据权利要求3所述的主动悬架致动器系统,还包括蓄能器,所述蓄能器借助于第一流动通路的包括所述阻尼流动控制装置的至少一部分流体地连接至所述压缩容积。
5.根据权利要求4所述的主动悬架致动器系统,其中,所述第一流动路径的阻尼系数在10牛顿米每秒至400牛顿米每秒的范围内。
6.根据权利要求4所述的主动悬架致动器系统,其中,所述第一流动路径对于朝向所述压缩容积的流体流的阻尼系数与所述第一流动路径对于远离所述压缩容积的流体流的阻尼系数不同。
7.根据权利要求1所述的主动悬架致动器系统,其中,所述阻尼流动控制装置包括具有阻尼元件的第一流动路径和具有偏置的止回阀的至少第二流动路径,其中,所述第一流动路径和所述第二流动路径彼此流体地平行。
8.根据权利要求7所述的主动悬架致动器系统,其中,在至少一个操作条件下,当通过所述第一流动路径的流引起大于所述预先设定阈值压降的压降时,所述第二流动路径中的所述止回阀打开。
9.根据权利要求8所述的主动悬架致动器系统,其中,所述第一流动路径沿一个流动方向的总阻尼系数在所述第二流动路径中的所述止回阀打开时相较于在所述止回阀关闭时更低。
10.根据权利要求7所述的主动悬架致动器系统,其中,当所述压缩容积中的压力大于预先设定阈值压力差并且所述压缩容积中的压力振荡处于10Hz与100Hz之间的频率范围内时,所述第一旁路流动控制装置的所述排放阀将流体从所述压缩容积排放。
11.根据权利要求10所述的主动悬架致动器系统,其中,当跨过所述活塞的压力差小于所述预先设定阈值压力差时,所述控制器操作所述液压机械以在10Hz与100Hz之间的频率范围内于所述车辆的非簧载质量上施加主动力。
12.根据权利要求10所述的主动悬架致动器系统,其中,所述第一旁路流动控制装置位于所述活塞中。
13.根据权利要求12所述的主动悬架致动器系统,还包括位于所述活塞中的第二旁路流动控制装置,所述第二旁路流动控制装置将流体从所述扩展容积排放。
14.根据权利要求10所述的主动悬架致动器系统,其中,所述第一旁路流动控制装置位于所述压力管的外部。
15.一种车辆的主动悬架致动器系统,包括:
活塞,所述活塞包括第一入口端口和第一出口端口,其中,所述第一入口端口通过位于所述活塞内部的第一流体流动通路流体地连接至所述第一出口端口;
压力管,所述压力管具有内部容积,所述压力管被所述活塞分成第一室和第二室,其中,所述活塞以可滑动的方式接纳在所述内部容积中,并且其中,所述第一入口端口流体地连接至所述第一室;
活塞杆,所述活塞杆在第一端部处附接至所述车辆的簧载质量并且在第二端部处附接至所述活塞;
第一流动控制装置,所述第一流动控制装置附接至所述活塞,所述第一流动控制装置至少部分地基于所述第一室与所述第二室之间的压力差和选自由下述各者组成的组的特性来选择性地将所述第一出口端口流体地连接至所述第二室:所述第一室中的压力上升率、所述第一室与所述第二室之间的所述压力差的变化率、所述第二室中的压力下降率以及所述第一室中的压力波动频率。
16.根据权利要求15所述的活塞组件,还包括第二流动控制装置,所述第二流动控制装置附接至所述活塞,其中,第一面还包括第二出口端口并且第二面还包括第二入口端口,其中,所述第二入口端口通过位于所述活塞内部的第二流体流动通路流体地连接至所述第二出口端口,并且所述第二入口端口流体地连接至所述第二室,并且其中,所述第二流动控制装置至少部分地基于所述第一室与所述第二室之间的所述压力差和选自由下述各者组成的组的特性来选择性地将所述第二出口端口流体地连接至所述第一室:所述第一室中的压力下降率、所述第一室与所述第二室之间的所述压力差的变化率、所述第二室中的压力上升率以及所述第二室中的压力波动频率。
17.根据权利要求15所述的活塞组件,其中,所述第一流动控制装置是压力平衡排放阀。
18.根据权利要求17所述的活塞组件,其中,所述压力平衡排放阀是被动阀。
19.根据权利要求18所述的活塞组件,其中,第一所述压力平衡排放阀包括密封垫圈,其中,所述密封垫圈在处于密封位置时防止从所述第一出口端口至所述第二室中的流。
20.根据权利要求19所述的活塞组件,还包括:第一弹簧座,所述第一弹簧座相对于所述活塞杆固定;第一弹簧,所述第一弹簧操作性地置于所述第一弹簧座与所述密封垫圈之间;第二弹簧座,所述第二弹簧座构造成相对于所述活塞杆浮动;第二弹簧,所述第二弹簧操作性地置于所述第二弹簧座与所述密封垫圈之间,其中,所述第一弹簧和所述第二弹簧进行组合,以在所述密封垫圈上施加使所述密封垫圈朝向密封位置迫动的净机械力。
21.根据权利要求15所述的活塞组件,其中,所述特性是所述第一室与所述第二室之间的所述压力差的变化率。
22.根据权利要求15所述的活塞组件,其中,所述特性是所述第一室中的所述压力上升率。
23.一种操作车辆的主动悬架致动器系统的方法,所述方法包括:
在路面上操作带有所述主动悬架致动器的所述车辆,所述主动悬架致动器操作性地置于轮组件与车身之间,其中,所述致动器具有压缩容积和扩展容积,所述压缩容积和所述扩展容积分别流体地连接至液压机械的第一端口和第二端口;
利用与所述轮组件相关联的轮撞击所述路面中的不连续部;
将所述压缩容积中的压力以用于增加的第一速率增加至大于预先选择的阈值的第一值;
打开压力平衡排放阀以将增加的压力的至少一部分从所述压缩容积排放至所述扩展容积;
在没有打开所述压力平衡排放阀的情况下操作所述液压机械,以将所述压缩容积中的压力以低于所述第一速率的第二速率增加至大于所述阈值的值;以及
在没有打开所述压力平衡排放阀的情况下操作所述液压机械,以将所述压缩容积中的压力以大于所述第一速率的速率增加至小于所述阈值的值。
24.根据权利要求23所述的方法,其中,所述压力平衡排放阀是被动的。
25.一种操作车辆的主动悬架致动器系统的方法,所述方法包括:
在路面上操作带有所述主动悬架致动器的所述车辆,所述主动悬架致动器操作性地置于轮组件与车身之间,其中,所述致动器具有筒形的内部容积,所述内部容积由以可滑动的方式接纳在所述内部容积中的活塞分成第一室和第二室,并且其中,所述第一室和所述第二室分别流体地连接至液压机械的第一端口和第二端口;
利用与所述轮组件相关联的轮撞击所述路面中的不连续部;
将所述第一室中的压力以用于增加的第一速率增加至大于预先选择的阈值的第一值;
打开压力平衡排放阀以将增加的压力的至少一部分从所述第一室排放至所述第二室;
在没有打开所述压力平衡排放阀的情况下操作所述液压机械,以将所述第一室中的压力以低于所述第一速率的第二速率增加至大于所述阈值的值;以及
在没有打开所述压力平衡排放阀的情况下操作所述液压机械,以将所述第一室中的压力以大于所述第一速率的速率增加至小于所述阈值的值。
26.根据权利要求25所述的方法,其中,所述压力平衡排放阀是被动的。
27.根据权利要求26所述的方法,其中,所述第一室是压缩容积并且所述第二室是扩展容积。
28.根据权利要求26所述的方法,其中,所述第一室是扩展容积并且所述第二室是压缩容积。
29.一种主动悬架致动器,包括:
致动器,所述致动器包括压力管和第二管,所述第二管至少部分地围绕所述压力管,其中,所述压力管包括由活塞分开的压缩容积和扩展容积,其中,所述压力管和所述第二管具有扩展容积端部和压缩容积端部,其中,所述压力管和扩展管形成居间容积;
基部阀组件,所述基部阀组件位于所述压力管的所述压缩容积端部处和所述第二管的所述压缩容积端部处,所述基部阀组件包括:
基部阀本体,所述基部阀本体包括内部的压缩流动导管和扩展流动导管,所述压缩流动导管和所述扩展流动导管将所述居间容积的至少一部分和所述压缩容积流体地连接;
扩展垫片堆叠件,所述扩展垫片堆叠件牢固地附接至所述基部阀本体,所述扩展垫片堆叠件包括扩展密封垫片,所述扩展密封垫片控制从所述居间容积经由所述扩展流动导管至所述压缩容积的流并且防止在所述扩展流动导管中沿相反方向的流;以及
压缩垫片堆叠件,所述压缩垫片堆叠件牢固地附接至所述基部阀本体,所述压缩垫片堆叠件包括压缩密封垫片,所述压缩密封垫片控制从所述压缩容积经由所述压缩流动导管至所述居间容积的流并且防止在所述压缩流动导管中沿所述相反方向的流。
30.根据权利要求29所述的主动悬架致动器,其中,所述基部阀组件包括位于所述压缩容积与所述居间容积之间的泄漏路径。
31.根据权利要求29所述的主动悬架致动器,其中,在压缩期间作为通过所述基部阀的流动速率的函数的压降有效地等于在扩展期间作为通过所述基部阀的流动速率的函数的压降。
32.一种主动悬架致动器的双向基部阀,包括:
基部阀本体,所述基部阀本体具有第一组内部流动通路和第二组内部流动通路;
第一垫片堆叠件,所述第一垫片堆叠件构造成调节从所述致动器的压缩容积通过所述第一组流动通道至所述致动器中的第二容积的流并且阻止来自所述第二容积的流进入所述第一组流动通道;以及
第二垫片堆叠件,所述第二垫片堆叠件构造成调节从所述第二容积通过所述第二组流动通路流动至所述压缩容积的流并且阻止来自所述压缩容积的流进入所述第二组流动通道。
33.根据权利要求4所述的双向基部阀,还包括至少一个泄放流动通路,所述至少一个泄放流动通路将所述压缩容积和所述第二容积流体地连接,所述第二容积绕过所述第一垫片堆叠件和所述第二垫片堆叠件。
34.根据权利要求5所述的双向基部阀,其中,所述第一垫片堆叠件包括抵靠所述基部阀本体的第一表面密封的至少一个密封垫片,并且其中,所述第一组内部流动通路的入口端口从所述第一密封表面轴向地凹入。
35.根据权利要求5所述的双向基部阀,其中,所述第二垫片堆叠件包括抵靠所述基部阀本体的第二表面密封的至少一个密封垫片,并且其中,所述第二组内部流动通道的入口端口从所述第二密封表面轴向地凹入。
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