车辆惯质悬架专利分析

摘 要：车辆惯质悬架，也称为车辆ISD悬架，是一种由“Inerter（惯容器）-Spring（弹簧）-Damper（阻尼器）”组成的新型悬架。本文从多方面对车辆惯质悬架领域进行了统计分析和梳理，从国内外专利申请量、申请人以及技术发展路线等方面进行深入分析。

关键词：惯质悬架；技术分解；专利分析

1 前言

目前，在汽车上普遍采用的仍多为以“弹簧一阻尼”结构体系为基础的传统机械悬架，其结构和主要参数不能随着汽车行驶速度和路面状况自动进行调节，悬架性能只是在车辆运行的某个工况下是最好的。

惯容器的发明，使得基于“弹簧-阻尼器”元件体系的经典隔振理论得到根本性的突破和变革，由此引出隔振理论的新发展。由“惯容器-弹簧-阻尼器”构建的新型机械隔振系统比传统隔振系统具有更为理想的动态性能和隔振效果，一方面较之传统被动悬架具有更好的工作性能和动态特性，另一方面较之半主动/主动悬架，不需要能量的输入和结构复杂的控制系统。因此，对于ISD悬架的研究，是一个紧跟机械隔振技术国际前沿，又切合车辆悬架技术发展趋势的课题，具有重要的学术价值和工程指导意义。

2 车辆惯质悬架技术状况分析

2.1 专利申请趋势

为了能够更清晰的了解本国车辆惯质悬架技术同国外之间的差异，对车辆惯质悬架技术发展历程中的国内外专利申请量情况进行了分析，如图2-1所示。

由图看出，我国的研究相对于全球技术的发展状况而言起步较晚，但是发展较为迅速，尤其2010年以后的申请量增长较快，申请量已经超过国外申请总量。

2.2 申请区域分布

从图2-2可以看出，车辆惯质悬架领域申请产出排在前五位的国家或地区是日本、德国、美国、欧洲和中国，其中日本的申请量最大，约占全部申请总数的31%，美国、德国和欧洲申请量比较接近，中国的申请量仅次于上述国家，但也仅占7%的份额。虽然申请量并不能完全代表本国在该领域的技术水平，但是它也在一定程度上反映了该技术在本国的发展状态。

2.3 全球主要申请人分析

通过统计分析，可以看出，日产汽车公司、东海橡胶工业株式会社、丰田汽车公司等公司在车辆惯质悬架领域的专利申请量都比较大。并且，在排名前十名的申请人中，多数申请人属于日本，反映了日本在相关领域处于领先地位，而中国的申请人并不在上述排名中，说明在相关技术领域的研发在全球范围内比较薄弱。

2.4 中国专利申请的申请人分析

通过统计分析，国内申请人的＠申请量较小，且都是以大学为研究主力。其中，江苏大学的申请量最大，是国内该领域研究的领先单位。

3 车辆惯质悬架技术发展路线

车辆惯质悬架技术的发展中，齿轮齿条式惯容器是最早研发出来的惯容器。2009年，出现滚珠丝杠式惯容器的专利申请，其性能较齿轮齿条式惯容器更好，解决了齿轮齿条式惯容器的摩擦以及背隙问题，滚珠丝杠式惯容器的发展较为迅速。而液压式惯容器借助液压泵实现了惯容器在高负载系统的应用，也克服了滚珠丝杠式惯容器中较大的预紧力造成摩擦力较大的弊端。由于液压系统的控制精度较高，且系统摩擦力小，结构简单，布置方便，是未来重点发展方向，相关技术分支的技术路线图如图3所示。

在车辆工程领域，将惯容器引入车辆悬架，改变了近百年的基于“弹簧-阻尼器”两种元件所组成的传统被动悬架结构体系，丰富了车辆悬架的结构设计理论，且ISD悬架的无源性、无能耗、结构可靠性高和性能较传统被动悬架优越等特点，符合车辆产业未来发展的绿色、环保和节能的主题。在今后的发展中，国内的公司应在该领域加大研发力度，重视车辆惯质悬架的基础理论研究以及核心技术的开发，加强同科研机构与高校的合作开发，遵循“技术发展，专利先行”的指导思想，积极筹备相关领域的专利申请，形成技术壁垒，从而掌握市场的主动权。