一种带有可变容积附加气室的油气悬架及其控制方法技术

本发明专利技术属于汽车悬架技术领域的一种带有可变容积附加气室的油气悬架及其控制方法；包括检测机构、执行机构、附加气室、附加液压缸、油气悬架、油箱和电子控制单元，通过对车速、车身垂直加速度、汽车横向加速度、附加气室下腔以及高压储油罐的液体压力信号的检测，电子控制单元通过控制执行机构实现附加气室液压油压力的调节；附加液压缸利用汽车振动时的能量产生高压液压油，来调节附加气室内氮气的压力，从而调节油气悬架的刚度，附加液压缸不仅起到减震器的作用，同时减少了能源的浪费；本发明专利技术具有较宽的刚度调节范围，同时由于节流孔具有阻尼作用，因此使汽车具有更好的平顺性，有利于提高乘坐的舒适性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于汽车悬架
的；包括检测机构、执行机构、附加气室、附加液压缸、油气悬架、油箱和电子控制单元，通过对车速、车身垂直加速度、汽车横向加速度、附加气室下腔以及高压储油罐的液体压力信号的检测，电子控制单元通过控制执行机构实现附加气室液压油压力的调节；附加液压缸利用汽车振动时的能量产生高压液压油，来调节附加气室内氮气的压力，从而调节油气悬架的刚度，附加液压缸不仅起到减震器的作用，同时减少了能源的浪费；本专利技术具有较宽的刚度调节范围，同时由于节流孔具有阻尼作用，因此使汽车具有更好的平顺性，有利于提高乘坐的舒适性。【专利说明】
本专利技术属于汽车悬架装置
，具体涉及。
技术介绍
近年，在一些高级轿车上开始使用的主动油气悬架，主动油气悬架是可以自动调节悬架弹性元件的刚度和高度的新型汽车悬架，它具有向油气弹簧提供高压油的油栗，每个车轮都有可单独调节的油气弹簧，并由电子控制系统进行控制，能够很好地改善汽车的平顺性和操纵稳定性。目前，油气悬架一般采用多级储能器或者附加高压罐调节刚度，但其刚度调节为固定值且调节范围较小。附加气室一般广泛用于空气悬架，具有调节刚度和阻尼的作用，容积可变附加气室的研究使空气悬架刚度的调节范围变宽，使汽车能够更好的适应不同的路面激励，提高汽车的平顺性；申请号为201210075510.6的一种容积可变的空气弹簧附加气室，该专利技术的附加气室通过控制活塞的往复运动实现容积的改变，使得空气弹簧参与工作的有效容积改变，从而改变空气弹簧系统的刚度，以适应车辆的各种行驶工况，达到改善悬架系统综合性能的目的，该专利技术的活塞必须具有很好地密封性；申请号为201210544878.2的一种可变容积的空气弹簧附加气室，该专利技术通过控制步进电机工作，是中心轴每转过一定的角度，带动不同的扇形阀片封闭相应的扇形通孔，实现附加气室容积自动快速变化，使空气弹簧获得较大刚度变化范围，但该专利同样需要良好的密封性，同时步进电机需要耗能。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了实现油气悬架的刚度和阻尼调节，而提供的，通过附加气室容积可调和节流孔的阻尼作用，实现油气悬架的刚度和阻尼调节。本专利技术的技术方案是:一种带有可变容积附加气室的油气悬架，包括检测机构、执行机构、附加气室、附加液压缸、高压储油罐、供油系统、油气悬架和电子控制单元；所述检测机构包括车速传感器、车身加速度传感器、车身横向加速度传感器和液体压力传感器b;所述执行机构包括电磁阀a、电磁阀c、电磁阀d和节流孔；所述附加气室由活塞a分为装有高压氮气的附加气室上腔和装有高压液压油的附加气室下腔;所述液体压力传感器b设在附加气室下腔内；所述附加液压缸由活塞b分为附加液压缸上腔和附加液压缸下腔;附加液压缸上腔的直径小于附加液压缸下腔;所述附加液压缸上腔和附加液压缸下腔之间装有单向阀c;所述附加液压缸上腔通过液压管路与附加气室下腔连通，附加液压缸下腔分别通过液压管路与高压储油罐和附加气室下腔连通；所述电磁阀a设在所述高压储油罐和附加气室下腔之间的液压管路上;所述电磁阀c和电磁阀d依次设在所述附加液压缸下腔与高压储油罐之间的液压管路上;所述电磁阀d与附加液压缸下腔之间的液压管路上设有单向阀b;所述高压储油罐通过液压管路与供油系统连接；供油系统与电子控制单元电连接；所述油气悬架的储能器上腔与附加气室上腔通过气压管道连接;所述节流孔位于附加气室上腔与储能器上腔之间的气压管道上；所述电子控制单元包括输入模块、运算模块、电磁阀控制模块、阻尼器控制模块和输出模块组成;所述输入模块与所述检测机构电连接、且用于接收车速传感器的车速信号，车身加速度传感器的垂直加速信号、车身横向加速度传感器的横向加速度信号和液压压力传感器b的液体压力信号，并送到运算模块，运算模块根据车速信号、垂直加速信号和横向加速度信号计算悬架所需的刚度和阻尼，根据液体压力信号判断附加气室上腔内氮气的压力是否满足刚度要求，并将运算的结果传送到电磁阀控制模块和阻尼器控制模块，电磁阀控制模块和所述阻尼器控制模块分别生成控制指令、并将控制指令传送到输出模块，所述输出模块与所述执行机构电连接，所述输出模块根据电磁阀控制模块生成的指令控制电磁阀a、电磁阀c和电磁阀d的开关;所述输出模块根据阻尼器控制模块生成的指令控制节流孔的开关。上述方案中，所述供油系统包括液压栗和油箱;所述执行机构还包括电磁阀b;所述检测机构还包括液体压力传感器a;所述电子控制单元还包括液压栗控制模块；所述液压栗的一端与所述高压储油罐连接，另一端与油箱连接;所述液压栗与高压储油罐之间的液压管道设有单向阀a，所述液体压力传感器a设在高压储油罐内；所述电磁阀b设在所述高压储油罐与油箱之间的液压管路上；所述液体压力传感器a用于检测高压储油罐内液压油的压力;所述液体压力传感器a与所述输入模块与电连接、且接收液体压力信号，并送到运算模块，运算模块根据根据液体压力信号判断所述高压储油罐内的压力是否满足要求，并将运算的结果传送到液压栗控制模块，液压栗控制模块生成控制指令，并将控制指令传送到输出模块，所述的输出模块根据指令控制液压栗的开关。进一步的，还包括溢流阀;所述溢流阀的一端与液压栗和单向阀a之间的液压管道连接，另一端与油箱连接。上述方案中，所述电磁阀a、电磁阀b和电磁阀c均为两位两通电磁阀。上述方案中，所述电磁阀d为两位三通电磁阀。—种根据所述的带有可变容积附加气室的油气悬架的控制方法，包括以下步骤:S1、所述车速传感器实时检测车身的车速信号，车身加速度传感器检测汽车的垂直加速信号、车身横向加速度传感器检测汽车的横向加速度信号、液压压力传感器b检测附加气室下腔的液体压力信号，所述电子控制单元的输入模块接收检测的数据并传送到运算丰旲块;S2、运算模块根据车速信号、垂直加速信号和横向加速度信号计算悬架所需的刚度和阻尼，根据液体压力信号判断附加气室上腔内氮气的压力是否满足刚度要求，并将运算的结果传送到电磁阀控制模块和阻尼器控制模块；S3、当汽车需要较小的刚度时，阻尼器控制模块生成控制指令，并将控制指令传送到输出模块，所述的输出模块控制节流孔打开，附加气室上腔与储能器上腔导通，使气体的容积变大，悬架的刚度降低；同时由于在汽车振动时，储能器与附加气室之间具有压力差，电子控制单元控制节流孔的孔径使附加气室与储能器之间产生合适的阻尼； S4、当需要获得较大的刚度时，电磁阀控制模块生成的指令控制控制电磁阀a通电导通，电磁阀c通电关闭时，由于车身振动，使活塞b向上运动，高压储油罐与附加液压缸下腔的油孔被封闭，附加液压缸下腔的液压油被压入到附加液压缸上腔;活塞b下行时，高压储油罐与附加液压缸下腔的油路导通，高压储油罐内的高压液压油流进附加液压缸下腔，补偿附加液压缸下腔的液压油，附加气室下腔内的液压油体积和压力也随之增加，附加气室上腔内的氮气容积减少、压力增加，使油气悬架的刚度增加；S5、当需要减小刚度时，电磁阀控制模块生成的指令控制电磁阀a关闭，电磁阀c导通，电磁阀d处于左通时附加气室下腔内的液压油会流向高压储油罐，此时附加气室下腔内液压油的压力降低，附加气室上腔内氮气的容积增大、压力减小，油气悬架的刚度减小。上述方案中，还包括减震步骤，所述减震步骤具体为:汽车行驶过程中，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带有可变容积附加气室的油气悬架，其特征在于，包括检测机构、执行机构、附加气室(20)、附加液压缸(7)、高压储油罐(14)、供油系统、油气悬架(6)和电子控制单元(1)；所述检测机构包括车速传感器(2)、车身加速度传感器(3)、车身横向加速度传感器(4)和液体压力传感器b(19)；所述执行机构包括电磁阀a(8)、电磁阀c(18)、电磁阀d(17)和节流孔(5)；所述附加气室(20)由活塞a(2002)分为装有高压氮气的附加气室上腔(2001)和装有高压液压油的附加气室下腔(2003)；所述液体压力传感器b(19)设在附加气室下腔(2003)内；所述附加液压缸(7)由活塞b(702)分为附加液压缸上腔(705)和附加液压缸下腔(703)；附加液压缸上腔(705)的直径小于附加液压缸下腔(703)；所述附加液压缸上腔(705)和附加液压缸下腔(703)之间装有单向阀c(704)；所述附加液压缸上腔(705)通过液压管路与附加气室下腔(2003)连通，附加液压缸下腔(703)分别通过液压管路与高压储油罐(14)和附加气室下腔(2003)连通；所述电磁阀a(8)设在所述高压储油罐(14)和附加气室下腔(2003)之间的液压管路上；所述电磁阀c(18)和电磁阀d(17)依次设在所述附加液压缸下腔(703)与高压储油罐(14)之间的液压管路上；所述电磁阀d(17)与附加液压缸下腔(703)之间的液压管路上设有单向阀b(16)；所述高压储油罐(14)通过液压管路与供油系统连接；供油系统与电子控制单元(1)电连接；所述油气悬架(6)的储能器上腔(601)与附加气室上腔(2001)通过气压管道连接；所述节流孔(5)位于附加气室上腔(2001)与储能器上腔(601)之间的气压管道上；所述电子控制单元(1)包括输入模块、运算模块、电磁阀控制模块、阻尼器控制模块和输出模块组成；所述输入模块与所述检测机构电连接、且用于接收车速传感器(2)的车速信号，车身加速度传感器(3)的垂直加速信号、车身横向加速度传感器(4)的横向加速度信号和液压压力传感器b(19)的液体压力信号，并送到运算模块，运算模块根据车速信号、垂直加速信号和横向加速度信号计算悬架所需的刚度和阻尼，根据液体压力信号判断附加气室上腔(2001)内氮气的压力是否满足刚度要求，并将运算的结果传送到电磁阀控制模块和阻尼器控制模块，电磁阀控制模块和所述阻尼器控制模块分别生成控制指令、并将控制指令传送到输出模块，所述输出模块与所述执行机构电连接，所述输出模块根据电磁阀控制模块生成的指令控制电磁阀a(8)、电磁阀c(18)和电磁阀d(17)的开关；所述输出模块根据阻尼器控制模块生成的指令控制节流孔(5)的开关。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐兴，卢山峰，陈龙，刘雁玲，单海强，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32