一種帶有可變?nèi)莘e附加氣室的油氣懸架及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于汽車懸架技術(shù)領(lǐng)域的一種帶有可變?nèi)莘e附加氣室的油氣懸架及其控制方法；包括檢測機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、附加氣室、附加液壓缸、油氣懸架、油箱和電子控制單元，通過對車速、車身垂直加速度、汽車橫向加速度、附加氣室下腔以及高壓儲油罐的液體壓力信號的檢測，電子控制單元通過控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)附加氣室液壓油壓力的調(diào)節(jié)；附加液壓缸利用汽車振動時(shí)的能量產(chǎn)生高壓液壓油，來調(diào)節(jié)附加氣室內(nèi)氮?dú)獾膲毫?，從而調(diào)節(jié)油氣懸架的剛度，附加液壓缸不僅起到減震器的作用，同時(shí)減少了能源的浪費(fèi)；本發(fā)明具有較寬的剛度調(diào)節(jié)范圍，同時(shí)由于節(jié)流孔具有阻尼作用，因此使汽車具有更好的平順性，有利于提高乘坐的舒適性。
【專利說明】
一種帶有可變?nèi)莘e附加氣室的油氣懸架及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于汽車懸架裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種帶有可變?nèi)莘e附加氣室的油氣懸架及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年，在一些高級轎車上開始使用的主動油氣懸架，主動油氣懸架是可以自動調(diào)節(jié)懸架彈性元件的剛度和高度的新型汽車懸架，它具有向油氣彈簧提供高壓油的油栗，每個車輪都有可單獨(dú)調(diào)節(jié)的油氣彈簧，并由電子控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，能夠很好地改善汽車的平順性和操縱穩(wěn)定性。目前，油氣懸架一般采用多級儲能器或者附加高壓罐調(diào)節(jié)剛度，但其剛度調(diào)節(jié)為固定值且調(diào)節(jié)范圍較小。
[0003]附加氣室一般廣泛用于空氣懸架，具有調(diào)節(jié)剛度和阻尼的作用，容積可變附加氣室的研究使空氣懸架剛度的調(diào)節(jié)范圍變寬，使汽車能夠更好的適應(yīng)不同的路面激勵，提高汽車的平順性；申請?zhí)枮?01210075510.6的一種容積可變的空氣彈簧附加氣室，該發(fā)明的附加氣室通過控制活塞的往復(fù)運(yùn)動實(shí)現(xiàn)容積的改變，使得空氣彈簧參與工作的有效容積改變，從而改變空氣彈簧系統(tǒng)的剛度，以適應(yīng)車輛的各種行駛工況，達(dá)到改善懸架系統(tǒng)綜合性能的目的，該發(fā)明的活塞必須具有很好地密封性；申請?zhí)枮?01210544878.2的一種可變?nèi)莘e的空氣彈簧附加氣室，該發(fā)明通過控制步進(jìn)電機(jī)工作，是中心軸每轉(zhuǎn)過一定的角度，帶動不同的扇形閥片封閉相應(yīng)的扇形通孔，實(shí)現(xiàn)附加氣室容積自動快速變化，使空氣彈簧獲得較大剛度變化范圍，但該專利同樣需要良好的密封性，同時(shí)步進(jìn)電機(jī)需要耗能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了實(shí)現(xiàn)油氣懸架的剛度和阻尼調(diào)節(jié)，而提供的一種帶有可變?nèi)莘e附加氣室的油氣懸架及其控制方法，通過附加氣室容積可調(diào)和節(jié)流孔的阻尼作用，實(shí)現(xiàn)油氣懸架的剛度和阻尼調(diào)節(jié)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種帶有可變?nèi)莘e附加氣室的油氣懸架，包括檢測機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、附加氣室、附加液壓缸、高壓儲油罐、供油系統(tǒng)、油氣懸架和電子控制單元；
[0006]所述檢測機(jī)構(gòu)包括車速傳感器、車身加速度傳感器、車身橫向加速度傳感器和液體壓力傳感器b;所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括電磁閥a、電磁閥c、電磁閥d和節(jié)流孔；
[0007]所述附加氣室由活塞a分為裝有高壓氮?dú)獾母郊託馐疑锨缓脱b有高壓液壓油的附加氣室下腔;所述液體壓力傳感器b設(shè)在附加氣室下腔內(nèi)；所述附加液壓缸由活塞b分為附加液壓缸上腔和附加液壓缸下腔;附加液壓缸上腔的直徑小于附加液壓缸下腔;所述附加液壓缸上腔和附加液壓缸下腔之間裝有單向閥c;所述附加液壓缸上腔通過液壓管路與附加氣室下腔連通，附加液壓缸下腔分別通過液壓管路與高壓儲油罐和附加氣室下腔連通；所述電磁閥a設(shè)在所述高壓儲油罐和附加氣室下腔之間的液壓管路上;所述電磁閥c和電磁閥d依次設(shè)在所述附加液壓缸下腔與高壓儲油罐之間的液壓管路上;所述電磁閥d與附加液壓缸下腔之間的液壓管路上設(shè)有單向閥b;所述高壓儲油罐通過液壓管路與供油系統(tǒng)連接；供油系統(tǒng)與電子控制單元電連接；
[0008]所述油氣懸架的儲能器上腔與附加氣室上腔通過氣壓管道連接;所述節(jié)流孔位于附加氣室上腔與儲能器上腔之間的氣壓管道上；
[0009]所述電子控制單元包括輸入模塊、運(yùn)算模塊、電磁閥控制模塊、阻尼器控制模塊和輸出模塊組成;所述輸入模塊與所述檢測機(jī)構(gòu)電連接、且用于接收車速傳感器的車速信號，車身加速度傳感器的垂直加速信號、車身橫向加速度傳感器的橫向加速度信號和液壓壓力傳感器b的液體壓力信號，并送到運(yùn)算模塊，運(yùn)算模塊根據(jù)車速信號、垂直加速信號和橫向加速度信號計(jì)算懸架所需的剛度和阻尼，根據(jù)液體壓力信號判斷附加氣室上腔內(nèi)氮?dú)獾膲毫κ欠駶M足剛度要求，并將運(yùn)算的結(jié)果傳送到電磁閥控制模塊和阻尼器控制模塊，電磁閥控制模塊和所述阻尼器控制模塊分別生成控制指令、并將控制指令傳送到輸出模塊，所述輸出模塊與所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)電連接，所述輸出模塊根據(jù)電磁閥控制模塊生成的指令控制電磁閥a、電磁閥c和電磁閥d的開關(guān);所述輸出模塊根據(jù)阻尼器控制模塊生成的指令控制節(jié)流孔的開關(guān)。
[0010]上述方案中，所述供油系統(tǒng)包括液壓栗和油箱;所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)還包括電磁閥b;所述檢測機(jī)構(gòu)還包括液體壓力傳感器a;所述電子控制單元還包括液壓栗控制模塊；
[0011]所述液壓栗的一端與所述高壓儲油罐連接，另一端與油箱連接;所述液壓栗與高壓儲油罐之間的液壓管道設(shè)有單向閥a，所述液體壓力傳感器a設(shè)在高壓儲油罐內(nèi)；
[0012]所述電磁閥b設(shè)在所述高壓儲油罐與油箱之間的液壓管路上；
[0013]所述液體壓力傳感器a用于檢測高壓儲油罐內(nèi)液壓油的壓力;所述液體壓力傳感器a與所述輸入模塊與電連接、且接收液體壓力信號，并送到運(yùn)算模塊，運(yùn)算模塊根據(jù)根據(jù)液體壓力信號判斷所述高壓儲油罐內(nèi)的壓力是否滿足要求，并將運(yùn)算的結(jié)果傳送到液壓栗控制模塊，液壓栗控制模塊生成控制指令，并將控制指令傳送到輸出模塊，所述的輸出模塊根據(jù)指令控制液壓栗的開關(guān)。
[0014]進(jìn)一步的，還包括溢流閥;所述溢流閥的一端與液壓栗和單向閥a之間的液壓管道連接，另一端與油箱連接。
[0015]上述方案中，所述電磁閥a、電磁閥b和電磁閥c均為兩位兩通電磁閥。
[0016]上述方案中，所述電磁閥d為兩位三通電磁閥。
[0017]—種根據(jù)所述的帶有可變?nèi)莘e附加氣室的油氣懸架的控制方法，包括以下步驟:
[0018]S1、所述車速傳感器實(shí)時(shí)檢測車身的車速信號，車身加速度傳感器檢測汽車的垂直加速信號、車身橫向加速度傳感器檢測汽車的橫向加速度信號、液壓壓力傳感器b檢測附加氣室下腔的液體壓力信號，所述電子控制單元的輸入模塊接收檢測的數(shù)據(jù)并傳送到運(yùn)算豐旲塊;
[0019]S2、運(yùn)算模塊根據(jù)車速信號、垂直加速信號和橫向加速度信號計(jì)算懸架所需的剛度和阻尼，根據(jù)液體壓力信號判斷附加氣室上腔內(nèi)氮?dú)獾膲毫κ欠駶M足剛度要求，并將運(yùn)算的結(jié)果傳送到電磁閥控制模塊和阻尼器控制模塊；
[0020]S3、當(dāng)汽車需要較小的剛度時(shí)，阻尼器控制模塊生成控制指令，并將控制指令傳送到輸出模塊，所述的輸出模塊控制節(jié)流孔打開，附加氣室上腔與儲能器上腔導(dǎo)通，使氣體的容積變大，懸架的剛度降低；同時(shí)由于在汽車振動時(shí)，儲能器與附加氣室之間具有壓力差，電子控制單元控制節(jié)流孔的孔徑使附加氣室與儲能器之間產(chǎn)生合適的阻尼；[0021 ] S4、當(dāng)需要獲得較大的剛度時(shí)，電磁閥控制模塊生成的指令控制控制電磁閥a通電導(dǎo)通，電磁閥c通電關(guān)閉時(shí)，由于車身振動，使活塞b向上運(yùn)動，高壓儲油罐與附加液壓缸下腔的油孔被封閉，附加液壓缸下腔的液壓油被壓入到附加液壓缸上腔;活塞b下行時(shí)，高壓儲油罐與附加液壓缸下腔的油路導(dǎo)通，高壓儲油罐內(nèi)的高壓液壓油流進(jìn)附加液壓缸下腔，補(bǔ)償附加液壓缸下腔的液壓油，附加氣室下腔內(nèi)的液壓油體積和壓力也隨之增加，附加氣室上腔內(nèi)的氮?dú)馊莘e減少、壓力增加，使油氣懸架的剛度增加；
[0022]S5、當(dāng)需要減小剛度時(shí)，電磁閥控制模塊生成的指令控制電磁閥a關(guān)閉，電磁閥c導(dǎo)通，電磁閥d處于左通時(shí)附加氣室下腔內(nèi)的液壓油會流向高壓儲油罐，此時(shí)附加氣室下腔內(nèi)液壓油的壓力降低，附加氣室上腔內(nèi)氮?dú)獾娜莘e增大、壓力減小，油氣懸架的剛度減小。
[0023]上述方案中，還包括減震步驟，所述減震步驟具體為:
[0024]汽車行駛過程中，所述電磁閥a、電磁閥b最初處于關(guān)閉狀態(tài)，電磁閥c處于導(dǎo)通狀態(tài)，電磁閥d處于右通狀態(tài)；當(dāng)汽車振動使汽車的車身向下時(shí)，活塞b向上運(yùn)動，附加液壓缸下腔中的液壓油被壓入到附加液壓缸上腔，高壓油通過液壓管路進(jìn)入附加氣室下腔；當(dāng)車身向上時(shí)，活塞b向下運(yùn)動，附加液壓缸下腔的壓力降低，液壓油從附加液壓缸下腔回到附加液壓缸上腔，此時(shí)附加液壓缸起到減震器的作用，減小車身振動。
[0025]上述方案中，還包括剛度調(diào)節(jié)時(shí)的供油步驟;所述供油步驟具體為:當(dāng)高壓儲油罐內(nèi)的壓力小于設(shè)定值時(shí)，液壓栗控制模塊生成控制指令，并將控制指令傳送到輸出模塊，所述的輸出模塊根據(jù)指令控制供油系統(tǒng)工作，使高壓儲油罐內(nèi)液體的壓力達(dá)到要求值。
[0026]上述方案中，還包括剛度調(diào)節(jié)時(shí)的排油步驟;所述排油步驟具體為:當(dāng)高壓儲油罐內(nèi)的液體壓力傳感器a的壓力信號大于設(shè)定值時(shí)，電磁閥控制模塊生成控制指令，并將控制指令傳送到輸出模塊，所述的輸出模塊根據(jù)指令控制控制電磁閥b導(dǎo)通時(shí)，高壓儲油罐內(nèi)的液壓油流回到油箱。
[0027]本發(fā)明的有益效果是:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明增加了一個附加液壓缸，并起到了減震作用，使汽車的減震性能提高，有利于提高乘坐的舒適性和汽車的平順性;通過增加附加氣室和節(jié)流孔，使油氣懸架的剛度和阻尼調(diào)節(jié)范圍變寬，同時(shí)，由于附加氣室的容積可調(diào)，使油氣懸架的剛度調(diào)節(jié)范圍更寬，有利于適應(yīng)不同的路面激勵，提高車身的穩(wěn)定性；由于利用車身振動時(shí)的能量進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)，不需要額外的供能，有利于汽車的節(jié)能，減少能源浪費(fèi)；由于附加氣室下腔為液壓油，使附加氣室的上、下腔能夠很好地分隔開，不需要考慮活塞的密封性，使制造簡單;所述的電子控制單元是在汽車懸架控制單元的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，不需要增加額外的電子控制單元，有利于降低了成本。
【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2為本發(fā)明一實(shí)施方式的附加氣室和附加液壓缸結(jié)構(gòu)示意圖；
[°03°]圖3為本發(fā)明一實(shí)施方式的電子控制不意圖；
[0031 ]圖4為本發(fā)明一實(shí)施方式的液壓油循環(huán)流動路線圖；
[0032]圖5為本發(fā)明一實(shí)施方式的向附加氣室內(nèi)壓油時(shí)液壓油流動路線圖；
[0033]圖6為本發(fā)明一實(shí)施方式的附加氣室排油時(shí)液壓油流動路線圖。
[0034]圖中，1、電子控制單元;2、車速傳感器;3、車身加速度傳感器;4、車身橫向加速度傳感器;5、節(jié)流孔;6、油氣懸架;601、儲能器上腔;602、儲能器下腔；7、附加液壓缸;701、活塞推桿;702、活塞b; 703、附加液壓缸下腔;704、單向閥c; 705、附加液壓缸上腔;8、電磁閥a;
9、溢流閥；10、液壓栗；11、油箱；12、單向閥a; 13、電磁閥b; 14、高壓儲油罐；15、液體壓力傳感器a; 16、單向閥b; 17、電磁閥d; 18、電磁閥c; 19、液體壓力傳感器b; 20、附加氣室;2001、附加氣室上腔;2002、活塞a ； 2003附加氣室下腔。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。
[0036]圖1所示為本發(fā)明所述帶有可變?nèi)莘e附加氣室的油氣懸架的一種實(shí)施方式，所述帶有可變?nèi)莘e附加氣室的油氣懸架包括檢測機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、附加氣室20、附加液壓缸7、高壓儲油罐14、供油系統(tǒng)、油氣懸架6和電子控制單元I。
[0037]圖2所示為附加氣室和附加液壓缸結(jié)構(gòu)示意圖，所述附加氣室20由活塞a2002分為附加氣室上腔2001和附加氣室下腔2003;附加氣室上腔2001內(nèi)裝有高壓氮?dú)猓郊託馐蚁虑?003內(nèi)裝有高壓液壓油;所述附加氣室下腔2003內(nèi)設(shè)有液體壓力傳感器bl9。
[0038]所述附加液壓缸7由活塞b702分為附加液壓缸上腔705和附加液壓缸下腔703;附加液壓缸上腔705的直徑小于附加液壓缸下腔703，使附加液壓缸上腔705產(chǎn)生高壓液壓油；所述附加液壓缸上腔705和附加液壓缸下腔703之間裝有單向閥c704，使液壓油只能通過附加液壓缸下腔703進(jìn)入附加液壓缸上腔705，防止液壓油回流到附加液壓缸下腔703;所述附加液壓缸7的上端安裝于車身上，活塞推桿701的末端安裝在車橋上;所述附加液壓缸上腔705通過液壓管路與附加氣室下腔2003連通，附加液壓缸下腔703分別通過液壓管路與高壓儲油罐14和附加氣室下腔2003連通。
[0039]所述高壓儲油罐14和附加氣室下腔2003之間的液壓管路上設(shè)有電磁閥a8;所述附加液壓缸下腔703與高壓儲油罐14之間的液壓管路上依次設(shè)有電磁閥cl8和電磁閥dl7;所述電磁閥dl7與附加液壓缸下腔703之間的液壓管路上設(shè)有單向閥bl6，單向閥bl6防止附加液壓缸下腔703的液壓油通過電磁閥進(jìn)入附加氣室下腔2003;所述高壓儲油罐14通過液壓管路與供油系統(tǒng)連接。優(yōu)選的，所述電磁閥a8和電磁閥cl8均為兩位兩通電磁閥；所述電磁閥dl7為兩位三通電磁閥。所述電磁閥a8處于常閉狀態(tài)，通電導(dǎo)通后，高壓儲油罐14內(nèi)的高壓液壓油流入到附加液壓缸下腔703，車身振動時(shí)附加液壓缸下腔703的液壓油通過單向閥c704進(jìn)入附加液壓缸上腔705和附加氣室下腔2003。電磁閥cl8處于常開狀態(tài)，通電關(guān)閉后，液壓油會儲存到附加液壓缸上腔705和附加氣室下腔2003，隨著車身的振動儲存的液壓油增多，附加氣室上腔2001內(nèi)氣體的容積減小壓力增加；電磁閥dl7處于右通狀態(tài)時(shí)，附加氣室下腔2003的液壓油流入附加液壓缸下腔703，電磁閥dl7處于左通狀態(tài)時(shí)附加氣室下腔2003的液壓油流入高壓儲油罐14。
[0040]所述供油系統(tǒng)包括液壓栗10、油箱11和溢流閥9;所述液壓栗10的一端與所述高壓儲油罐14連接，另一端與油箱11連接;所述液壓栗10與高壓儲油罐14之間的液壓管道設(shè)有單向閥al2，單向閥al2防止高壓儲油罐14內(nèi)的高壓油流回油箱11;所述液體壓力傳感al5)設(shè)在高壓儲油罐14內(nèi)。所述高壓儲油罐14與油箱11之間的液壓管路上設(shè)有所述電磁閥bl3，優(yōu)選的，所述電磁閥bl3為兩位兩通電磁閥。電磁閥bl3處于常閉狀態(tài)，通電導(dǎo)通后，高壓儲油罐14內(nèi)的高壓液壓油流回到油箱11中。
[0041]所述溢流閥9的一端與液壓栗10和單向閥al2之間的液壓管道連接，另一端與油箱11連接。當(dāng)液壓栗10與單向閥al2之間的液壓油過多時(shí)，通過溢流閥9回流到油箱11中，起到對液壓栗10的保護(hù)作用。
[0042]所述油氣懸架6包括儲能器，所述儲能器由活塞分成儲能器上腔601和儲能器下腔602 ；儲能器上腔601裝有高壓氮?dú)?，儲能器下?02裝有高壓液壓油。油氣懸架儲能器上腔601通過氣壓管路與附加氣室上腔2001相連通;所述節(jié)流孔5位于附加氣室上腔2001與儲能器上腔601之間的氣壓管道上。通過調(diào)節(jié)節(jié)流孔5的孔徑控制附加氣室上腔2001和儲能器上腔601內(nèi)高壓氣體的流通，并起到阻尼作用。
[0043]圖3所示為電子控制示意圖，所述檢測機(jī)構(gòu)包括車速傳感器2、車身加速度傳感器
3、車身橫向加速度傳感器4、液體壓力傳感器al5和液體壓力傳感器bl9。所述車速傳感器2主要檢測汽車的速度，車身加速度傳感器3主要檢測車身的垂直加速度，車身橫向加速度傳感器4主要檢測車身的橫向加速度，液壓壓力傳感器bl9用于檢測所述附加氣室下腔2003內(nèi)液壓油的壓力，所述液體壓力傳感器al5用于檢測高壓儲油罐14內(nèi)液壓油的壓力。所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括電磁閥a8、電磁閥b 13、電磁閥c 18、電磁閥d 17、節(jié)流孔5和液壓栗1。所述電子控制單元I包括輸入模塊、運(yùn)算模塊、電磁閥控制模塊、液壓栗控制模塊、阻尼器控制模塊和輸出模塊組成;所述輸入模塊與所述檢測機(jī)構(gòu)電連接、且用于接收車速傳感器2的車速信號，車身加速度傳感器3的垂直加速信號、車身橫向加速度傳感器4的橫向加速度信號以及液體壓力傳感器bl9和所述液體壓力傳感器al5的液體壓力信號，并送到運(yùn)算模塊，運(yùn)算模塊根據(jù)車速信號、垂直加速信號和橫向加速度信號計(jì)算懸架所需的剛度和阻尼，運(yùn)算模塊根據(jù)液壓壓力傳感器bl9的液體壓力信號判斷附加氣室上腔2001內(nèi)氮?dú)獾膲毫κ欠駶M足剛度要求，并將運(yùn)算的結(jié)果傳送到電磁閥控制模塊，電磁閥控制模塊生成控制指令，并將控制指令傳送到輸出模塊，所述的輸出模塊與所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)電連接，所述的輸出模塊根據(jù)指令控制電磁閥a8、電磁閥cl8和電磁閥dl7的開關(guān);運(yùn)算模塊根據(jù)所述液體壓力傳感器al5的液體壓力信號判斷判斷高壓儲油罐14內(nèi)液壓油的壓力是否滿足要求，并將運(yùn)算的結(jié)果傳送到液壓栗控制模塊，液壓栗控制模塊生成控制指令，并將控制指令傳送到輸出模塊，所述的輸出模塊根據(jù)指令控制液壓栗10的開關(guān);運(yùn)算模塊根據(jù)檢測機(jī)構(gòu)的信號計(jì)算出懸架所需的阻尼，并將計(jì)算結(jié)果傳送到阻尼器控制模塊，所述阻尼器控制模塊生成控制指令，并將控制指令傳送到輸出模塊，所述輸出模塊根據(jù)指令控制節(jié)流孔5的開關(guān)。
[0044]一種根據(jù)上述帶有可變?nèi)莘e附加氣室的油氣懸架的控制方法，包括以下步驟:
[0045]S1、所述車速傳感器2實(shí)時(shí)檢測車身的車速信號，車身加速度傳感器3檢測汽車的垂直加速信號、車身橫向加速度傳感器4檢測汽車的橫向加速度信號、液壓壓力傳感器bl9檢測附加氣室下腔2003的液體壓力信號，所述電子控制單元I的輸入模塊接收檢測的數(shù)據(jù)并傳送到運(yùn)算模塊；
[0046]S2、運(yùn)算模塊根據(jù)車速信號、垂直加速信號和橫向加速度信號計(jì)算懸架所需的剛度和阻尼，根據(jù)液體壓力信號判斷附加氣室上腔2001內(nèi)氮?dú)獾膲毫κ欠駶M足剛度要求，并將運(yùn)算的結(jié)果傳送到電磁閥控制模塊和阻尼器控制模塊；
[0047]S3、當(dāng)汽車需要較小的剛度時(shí)，阻尼器控制模塊生成控制指令，并將控制指令傳送到輸出模塊，所述的輸出模塊控制節(jié)流孔5打開，附加氣室上腔2001與儲能器上腔601導(dǎo)通，使氣體的容積變大，懸架的剛度降低；同時(shí)由于在汽車振動時(shí)，儲能器與附加氣室之間具有壓力差，電子控制單元控制節(jié)流孔5的孔徑使附加氣室與儲能器之間產(chǎn)生合適的阻尼；
[0048]S4、當(dāng)需要獲得較大的剛度時(shí)，電磁閥控制模塊生成的指令控制控制電磁閥a8通電導(dǎo)通，電磁閥cl8通電關(guān)閉時(shí)，由于車身振動，使活塞b702向上運(yùn)動，高壓儲油罐14與附加液壓缸下腔703的油孔被封閉，附加液壓缸下腔703的液壓油被壓入到附加液壓缸上腔701 ；活塞b702下行時(shí)，高壓儲油罐14與附加液壓缸下腔703的油路導(dǎo)通，高壓儲油罐14內(nèi)的高壓液壓油流進(jìn)附加液壓缸下腔703，補(bǔ)償附加液壓缸下腔703的液壓油，附加氣室下腔2003內(nèi)的液壓油體積和壓力也隨之增加，附加氣室上腔2001內(nèi)的氮?dú)馊莘e減少、壓力增加，使油氣懸架的剛度增加；
[0049]S5、當(dāng)需要減小剛度時(shí)，電磁閥控制模塊生成的指令控制電磁閥a8關(guān)閉，電磁閥cl8導(dǎo)通，電磁閥dl7處于左通時(shí)附加氣室下腔2003內(nèi)的液壓油會流向高壓儲油罐14，此時(shí)附加氣室下腔2003內(nèi)液壓油的壓力降低，附加氣室上腔2001內(nèi)氮?dú)獾娜莘e增大、壓力減小，油氣懸架的剛度減小。
[0050]如圖4所示，還包括減震步驟，所述減震步驟具體為:
[0051 ] 汽車行駛過程中，所述電磁閥a8、電磁閥b13最初處于關(guān)閉狀態(tài)，電磁閥c 18處于導(dǎo)通狀態(tài)，電磁閥dl7處于右通狀態(tài)；當(dāng)汽車振動使汽車的車身向下時(shí)，活塞b702向上運(yùn)動，附加液壓缸下腔703中的液壓油被壓入到附加液壓缸上腔705，高壓油通過液壓管路進(jìn)入附加氣室下腔2003;當(dāng)車身向上時(shí)，活塞b702向下運(yùn)動，附加液壓缸下腔703的壓力降低，液壓油從附加液壓缸下腔703回到附加液壓缸上腔705，此時(shí)附加液壓缸7起到減震器的作用，減小車身振動。
[0052]如圖5所示，還包括剛度調(diào)節(jié)時(shí)的供油步驟;所述供油步驟具體為:當(dāng)高壓儲油罐14內(nèi)的壓力小于設(shè)定值時(shí)，液壓栗控制模塊生成控制指令，并將控制指令傳送到輸出模塊，所述的輸出模塊根據(jù)指令控制供油系統(tǒng)工作，使高壓儲油罐內(nèi)液體的壓力達(dá)到要求值。
[0053]如圖6所示，還包括剛度調(diào)節(jié)時(shí)的排油步驟;所述排油步驟具體為:當(dāng)高壓儲油罐14內(nèi)的液體壓力傳感器al5的壓力信號大于設(shè)定值時(shí)，電磁閥控制模塊生成控制指令，并將控制指令傳送到輸出模塊，所述的輸出模塊根據(jù)指令控制控制電磁閥bl3導(dǎo)通時(shí)，高壓儲油罐(14)內(nèi)的液壓油流回到油箱11。
[0054]本發(fā)明通過附加氣室20容積可調(diào)和節(jié)流孔5的阻尼作用，實(shí)現(xiàn)油氣懸架的剛度和阻尼調(diào)節(jié);本發(fā)明主要包括檢測機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、附加氣室20、附加液壓缸7、油氣懸架6、油箱11和電子控制單元I，通過對車速、車身垂直加速度、汽車橫向加速度、附加氣室下腔2003以及高壓儲油罐14的液體壓力信號的檢測，電子控制單元I通過控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)附加氣室20液壓油壓力的調(diào)節(jié);附加液壓缸7利用汽車振動時(shí)的能量產(chǎn)生高壓液壓油，來調(diào)節(jié)附加氣室20內(nèi)氮?dú)獾膲毫?，從而調(diào)節(jié)油氣懸架的剛度，附加液壓缸7不僅起到減震器的作用，同時(shí)減少了能源的浪費(fèi);本發(fā)明具有較寬的剛度調(diào)節(jié)范圍，同時(shí)由于節(jié)流孔5具有阻尼作用，因此使汽車具有更好的平順性，有利于提高乘坐的舒適性。
[0055]所述實(shí)施例為本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式，但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出的任何顯而易見的改進(jìn)、替換或變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種帶有可變?nèi)莘e附加氣室的油氣懸架，其特征在于，包括檢測機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、附加氣室(20)、附加液壓缸(7)、高壓儲油罐(14)、供油系統(tǒng)、油氣懸架(6)和電子控制單元(I); 所述檢測機(jī)構(gòu)包括車速傳感器(2)、車身加速度傳感器(3)、車身橫向加速度傳感器(4)和液體壓力傳感器b(19);所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括電磁閥a(8)、電磁閥c(18)、電磁閥d(17)和節(jié)流孔(5); 所述附加氣室(20)由活塞a(2002)分為裝有高壓氮?dú)獾母郊託馐疑锨?2001)和裝有高壓液壓油的附加氣室下腔(2003);所述液體壓力傳感器b(19)設(shè)在附加氣室下腔(2003)內(nèi)；所述附加液壓缸(7)由活塞b(702)分為附加液壓缸上腔(705)和附加液壓缸下腔(703);附加液壓缸上腔(705)的直徑小于附加液壓缸下腔(703);所述附加液壓缸上腔(705)和附加液壓缸下腔(703)之間裝有單向閥c(704);所述附加液壓缸上腔(705)通過液壓管路與附加氣室下腔(2003)連通，附加液壓缸下腔(703)分別通過液壓管路與高壓儲油罐(14)和附加氣室下腔(2003)連通;所述電磁閥a(8)設(shè)在所述高壓儲油罐(14)和附加氣室下腔(2003)之間的液壓管路上;所述電磁閥c(18)和電磁閥d(17)依次設(shè)在所述附加液壓缸下腔(703)與高壓儲油罐(14)之間的液壓管路上;所述電磁閥d(17)與附加液壓缸下腔(703)之間的液壓管路上設(shè)有單向閥b(16);所述高壓儲油罐(14)通過液壓管路與供油系統(tǒng)連接;供油系統(tǒng)與電子控制單元(I)電連接； 所述油氣懸架(6)的儲能器上腔(601)與附加氣室上腔(2001)通過氣壓管道連接;所述節(jié)流孔(5)位于附加氣室上腔(2001)與儲能器上腔(601)之間的氣壓管道上； 所述電子控制單元(I)包括輸入模塊、運(yùn)算模塊、電磁閥控制模塊、阻尼器控制模塊和輸出模塊組成;所述輸入模塊與所述檢測機(jī)構(gòu)電連接、且用于接收車速傳感器(2)的車速信號，車身加速度傳感器(3)的垂直加速信號、車身橫向加速度傳感器(4)的橫向加速度信號和液壓壓力傳感器b(19)的液體壓力信號，并送到運(yùn)算模塊，運(yùn)算模塊根據(jù)車速信號、垂直加速信號和橫向加速度信號計(jì)算懸架所需的剛度和阻尼，根據(jù)液體壓力信號判斷附加氣室上腔(2001)內(nèi)氮?dú)獾膲毫κ欠駶M足剛度要求，并將運(yùn)算的結(jié)果傳送到電磁閥控制模塊和阻尼器控制模塊，電磁閥控制模塊和所述阻尼器控制模塊分別生成控制指令、并將控制指令傳送到輸出模塊，所述輸出模塊與所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)電連接，所述輸出模塊根據(jù)電磁閥控制模塊生成的指令控制電磁閥a(8)、電磁閥c(18)和電磁閥d(17)的開關(guān);所述輸出模塊根據(jù)阻尼器控制模塊生成的指令控制節(jié)流孔(5)的開關(guān)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有可變?nèi)莘e附加氣室的油氣懸架，其特征在于，所述供油系統(tǒng)包括液壓栗(10)和油箱(11);所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)還包括電磁閥b(13);所述檢測機(jī)構(gòu)還包括液體壓力傳感器a( 15);所述電子控制單元(I)還包括液壓栗控制模塊； 所述液壓栗(10)的一端與所述高壓儲油罐(14)連接，另一端與油箱(11)連接;所述液壓栗(10)與高壓儲油罐(14)之間的液壓管道設(shè)有單向閥a(12)，所述液體壓力傳感器a(15)設(shè)在高壓儲油罐(14)內(nèi)； 所述電磁閥b(13)設(shè)在所述高壓儲油罐(14)與油箱(11)之間的液壓管路上； 所述液體壓力傳感器a(15)用于檢測高壓儲油罐(14)內(nèi)液壓油的壓力;所述液體壓力傳感器a(15)與所述輸入模塊與電連接、且接收液體壓力信號，并送到運(yùn)算模塊，運(yùn)算模塊根據(jù)根據(jù)液體壓力信號判斷所述高壓儲油罐(14)內(nèi)的壓力是否滿足要求，并將運(yùn)算的結(jié)果傳送到液壓栗控制模塊，液壓栗控制模塊生成控制指令，并將控制指令傳送到輸出模塊，所述的輸出模塊根據(jù)指令控制液壓栗(10)的開關(guān)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶有可變?nèi)莘e附加氣室的油氣懸架，其特征在于，還包括溢流閥(9);所述溢流閥(9)的一端與液壓栗(10)和單向閥a(12)之間的液壓管道連接，另一端與油箱(I I)連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有可變?nèi)莘e附加氣室的油氣懸架，其特征在于，所述電磁閥a(8)、電磁閥b( 13)和電磁閥c( 18)均為兩位兩通電磁閥。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有可變?nèi)莘e附加氣室的油氣懸架，其特征在于，所述電磁閥d( 17)為兩位三通電磁閥。6.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有可變?nèi)莘e附加氣室的油氣懸架的控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 51、所述車速傳感器(2)實(shí)時(shí)檢測車身的車速信號，車身加速度傳感器(3)檢測汽車的垂直加速信號、車身橫向加速度傳感器(4)檢測汽車的橫向加速度信號、液壓壓力傳感器b(19)檢測附加氣室下腔(2003)的液體壓力信號，所述電子控制單元(I)的輸入模塊接收檢測的數(shù)據(jù)并傳送到運(yùn)算模塊； 52、運(yùn)算模塊根據(jù)車速信號、垂直加速信號和橫向加速度信號計(jì)算懸架所需的剛度和阻尼，根據(jù)液體壓力信號判斷附加氣室上腔(2001)內(nèi)氮?dú)獾膲毫κ欠駶M足剛度要求，并將運(yùn)算的結(jié)果傳送到電磁閥控制模塊和阻尼器控制模塊； 53、當(dāng)汽車需要較小的剛度時(shí)，阻尼器控制模塊生成控制指令，并將控制指令傳送到輸出模塊，所述的輸出模塊控制節(jié)流孔(5)打開，附加氣室上腔(2001)與儲能器上腔(601)導(dǎo)通，使氣體的容積變大，懸架的剛度降低；同時(shí)由于在汽車振動時(shí)，儲能器與附加氣室之間具有壓力差，電子控制單元控制節(jié)流孔(5)的孔徑使附加氣室與儲能器之間產(chǎn)生合適的阻尼； 54、當(dāng)需要獲得較大的剛度時(shí)，電磁閥控制模塊生成的指令控制控制電磁閥a(8)通電導(dǎo)通，電磁閥c(18)通電關(guān)閉時(shí)，由于車身振動，使活塞b(702)向上運(yùn)動，高壓儲油罐(14)與附加液壓缸下腔(703)的油孔被封閉，附加液壓缸下腔(703)的液壓油被壓入到附加液壓缸上腔(701);活塞b(702)下行時(shí)，高壓儲油罐(14)與附加液壓缸下腔(703)的油路導(dǎo)通，高壓儲油罐(14)內(nèi)的高壓液壓油流進(jìn)附加液壓缸下腔(703)，補(bǔ)償附加液壓缸下腔(703)的液壓油，附加氣室下腔(2003)內(nèi)的液壓油體積和壓力也隨之增加，附加氣室上腔(2001)內(nèi)的氮?dú)馊莘e減少、壓力增加，使油氣懸架的剛度增加； 55、當(dāng)需要減小剛度時(shí)，電磁閥控制模塊生成的指令控制電磁閥a(8)關(guān)閉，電磁閥c(18)導(dǎo)通，電磁閥d( 17)處于左通時(shí)附加氣室下腔(2003)內(nèi)的液壓油會流向高壓儲油罐(14)，此時(shí)附加氣室下腔(2003)內(nèi)液壓油的壓力降低，附加氣室上腔(2001)內(nèi)氮?dú)獾娜莘e增大、壓力減小，油氣懸架的剛度減小。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述帶有可變?nèi)莘e附加氣室的油氣懸架的控制方法，其特征在于，還包括減震步驟，所述減震步驟具體為: 汽車行駛過程中，所述電磁閥a(8)、電磁閥b(13)最初處于關(guān)閉狀態(tài)，電磁閥c(18)處于導(dǎo)通狀態(tài)，電磁閥d(17)處于右通狀態(tài)；當(dāng)汽車振動使汽車的車身向下時(shí)，活塞b(702)向上運(yùn)動，附加液壓缸下腔(703)中的液壓油被壓入到附加液壓缸上腔(705)，高壓油通過液壓管路進(jìn)入附加氣室下腔(2003);當(dāng)車身向上時(shí)，活塞b(702)向下運(yùn)動，附加液壓缸下腔(703)的壓力降低，液壓油從附加液壓缸下腔(703)回到附加液壓缸上腔(705)，此時(shí)附加液壓缸(7)起到減震器的作用，減小車身振動。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述帶有可變?nèi)莘e附加氣室的油氣懸架的控制方法，其特征在于，還包括剛度調(diào)節(jié)時(shí)的供油步驟;所述供油步驟具體為:當(dāng)高壓儲油罐(14)內(nèi)的壓力小于設(shè)定值時(shí)，液壓栗控制模塊生成控制指令，并將控制指令傳送到輸出模塊，所述的輸出模塊根據(jù)指令控制供油系統(tǒng)工作，使高壓儲油罐內(nèi)液體的壓力達(dá)到要求值。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述帶有可變?nèi)莘e附加氣室的油氣懸架的控制方法，其特征在于，還包括剛度調(diào)節(jié)時(shí)的排油步驟;所述排油步驟具體為:當(dāng)高壓儲油罐(14)內(nèi)的液體壓力傳感器a(15)的壓力信號大于設(shè)定值時(shí)，電磁閥控制模塊生成控制指令，并將控制指令傳送到輸出模塊，所述的輸出模塊根據(jù)指令控制控制電磁閥b(13)導(dǎo)通時(shí)，高壓儲油罐(14)內(nèi)的液壓油流回到油箱(11)。
【文檔編號】B60G17/015GK105835649SQ201610156211
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月18日
【發(fā)明人】徐興, 盧山峰, 陳龍, 劉雁玲, 單海強(qiáng)
【申請人】江蘇大學(xué)