基于汽車主動懸架系統專利技術綜述

張輝

摘要：利用VEN數據庫和CNABS數據庫得到基于汽車主動懸架系統專利文獻為基礎，從申請日，申請人，區域等方面進行統計分析，并舉典型專利對具體技術分支進行闡述，為進一步研究提供相關了參考資料。

關鍵詞：汽車；懸架；專利

一、汽車主動懸架技術概要

主動懸架是近十幾年發展起來的、由電腦控制的一種新型懸架。它匯集了力學和電子學的技術知識，是一種比較復雜的高技術裝置。其中，主動懸架主要是空氣懸架、多連桿懸架等比較先進的懸架，這些懸架也往往應用在商務或豪華車上，而懸架高度可變是主動懸架調整的主要內容，例如裝置了主動懸架的法國雪鐵龍桑蒂雅，該車懸架系統的中樞是一個微電腦，懸架上的5種傳感器分別向微電腦傳送車速、前輪制動壓力、踏動油門踏板的速度、車身垂直方向的振幅及頻率、轉向盤角度及轉向速度等數據。通過自動控制選擇合適的懸架狀態，以求最好的舒適性能。

二、相關專利申請情況

汽車主動安全技術專利主要包含在B60W這一大類中，幾乎涵蓋了汽車主動安全系統的全部專利。本文使用VEN數據庫和CNABS數據，以上述大類中的相關分類號加上“主動”的相關關鍵詞進行限定，申請日截止到2018年12進行檢索。

分別在VEN數據庫和CNABS數據庫中以“active suspension”，“主動 and（懸架or 懸掛）”進行檢索，然后分別對國外和國內的年申請量進行統計，在VEN數據庫中先not cn/pn，然后使用..mems命令進行統計，可以得到從2000年到2016年間，每年有關主動懸架的專利申請量變化趨勢，在國內，從2000年到2013年，主動懸架相關的專利公開數量整體呈現逐年遞增的趨勢，2013年之后，申請量開始有下降趨勢，而在國外，20002012年，申請量迅速遞增，而2012年之后，申請量開始緩慢減少，由此可以看出，即自主動懸架提出以來，主動懸架受到了一定的關注，研究發展快速，特別是在國外，從圖中可以看出，其申請量增長速度明顯快于國內，申請量達到頂峰的時間早于國內，可見對于主動懸架的研究發展快速，國外的研究明顯多于國內，而且主動懸架的發展已經相對成熟。

首先在VEN數據庫中以“active suspension”進行檢索，然后使用..mems命令對PN字段中的國別進行統計分析，得到申請人國別的信息，使用..stat命令對申請人字段PA進行統計，得到申請量前10的申請人的分布情況，該領域的國外專利申請（包括PCT）占了大部分，其中美國、中國、日本和韓國的申請量都很可觀，中國的申請量排在第二，這些國家都是在汽車行業發展較好的國家，說明主動懸架的研究十分具有應用價值，無論是國內還是國外的企業都比較關注使用主動懸架。在VEN數據庫中以“active suspension”進行檢索，查看和汽車主動懸架相關專利的授權情況，得到主動懸架相關申請的公開和授權情況，該領域的授權率僅僅只有31%，授權率比較低，說明雖然各大公司都對汽車主動懸架進行了研究與應用，但是該技術目前已相對成熟，創新性并不高，多是對相關理論的重復性研究。

三、典型專利分析

典型的主動懸架為主動空氣懸架，這方面最早的專利申請在2004年，主要是通過控制與車橋相關聯的相應氣囊的壓力來控制在車輛的至少兩個車橋之間的負載分配，使車橋負載通常處于它們各自的正常值（AU2005307153B2、CN101061003），還提出了對橫向穩定器的改進，通過扭桿在車輛底盤的橫梁內延伸，橫向構件和扭桿因而有利地共同占據車輛底盤中的公共空間，結果原本由扭桿所占據的空間就可以另作他用（CN1922045）。為了實現通過空氣彈簧的控制實現車身高度的調整，提高控制的自動化程度和準確性，2007年提出了控制單元接收高度和壓力參數，并進行分析和匹配，自動控制車身高度的方案（CN101516655、WO2007102777、EP2280839B1），為了提高燃油經濟性，使氣動操作控制系統的總能耗相對較低，在20072008年提出了通過檢測氣囊壓力，相對自由地選擇操作壓縮機的時機，在準確的時機進行充氣和放氣，從而降低能耗（CN101516653），為了進一步提高氣囊壓力的測量值的準確性，提出了通過計算模型計算向氣囊供應的壓縮空氣量的大小，具體的，基于表示氣囊高度的測量值和表示氣囊壓力的測量值建立計算模型（EP2212132B1）。2011年，為了提高空氣彈簧的輕量化/小型化效果，提出了對氣囊的連接元件進行了改進和優化，通過使用活塞中已經存在的空間（其不活動或與空氣彈簧室共用）來部分地替換形成壓縮空氣系統的一部分的單獨的壓力容器，從而釋放空間（EP2646707），通過在一對氣囊之間的至少一個閥可以在一個位置設置成將它們連接在一起，因此，一對氣囊之間的壓力均衡可以用比現有技術更少的部件來實現（EP2431202），為了提高操縱舒適性，在同年還提出了通過連續地檢測車輛輪胎中的氣壓，將所述空氣壓力與各個輪胎的預定壓力值進行比較，當所述輪胎壓力低于所述輪胎中的所述預定壓力值時發出警告，包括使用車輛的空氣懸架系統以減小其中氣壓降低的輪胎的負載的方案（EP2366562）。20132014年主要針對空氣彈簧的控制和操作進行優化，例如根據駕駛條件、底盤的斜率的信息進行載荷轉移和高度調整（WO2013158015、WO2014070083），提高操縱舒適性，減少誤操作，同時還提出了對鋼板彈簧的改進，主要是對鋼板彈簧的結構進行優化以及合理布置鋼板彈簧，提高使用壽命和可靠性（WO2014178769、EP2589832A3）。20152017年，還是主要針對空氣彈簧的安全性和自動控制進行改進，包括對氣囊的連接元件進行改進（DE102015006913），通過車輛中的控制單元利用傳感器自動控制氣囊的壓力，管理負載的傳遞和分配（WO2015163807、DE102017001426A1、DE102015003589A1）。為了提高載荷確定的準確性，2018年提出了通過多種傳感器檢測并通過控制系統分析，提高載荷確定的準確性，控制彈簧裝置中的空氣量變化，從而擴展彈簧裝置改變（DE102017008973A1）。

四、總結與展望

汽車主動懸架作為一種主流的汽車懸架，在懸架領域中起著非常重要的作用，國內外各企業也自其提出之日其就進行了一系列的研究，并獲得了相應的成果，而且國外的技術比國內的相對成熟，目前該技術已經相對成熟，各企業對其研究也只是重復性的理論研究，這給了我們一些提示，在審查該領域案件的時候，不僅要檢索中文專利庫，同樣的外文專利庫也非常重要，而且能找到對比文件來評述發明新創性的可能性非常大。