一种互联式馈能空气悬架及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种互联式馈能空气悬架及其使用方法，属于车辆互联式馈能悬架领域，互联式馈能空气悬架包括空气弹簧减震器、馈能单元、整流电路、DC/DC交换器、电池和电池管理系统；空气弹簧减震器分别通过上、下吊耳与簧上、下质量连接，通过电磁阀开闭实现左、右空气弹簧减震器上、下腔正向互联以及空气弹簧腔互联。本发明专利技术将液压互联技术、馈能技术与空气悬架结合起来，通过ECU控制电磁阀切换悬架工作模式，实现悬架振动过程中的气压和液压的能量回收，将回收的能量转化为电能。本发明专利技术能够在改善多工况下空气悬架的工作性能同时也能够实现能量的高效回收；能量转化率高，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于车辆互联式馈能悬架领域，尤其是涉及一种互联式馈能空气悬架及其使用方法。
技术介绍
在能源短缺和空气污染的大环境下，节能减排越来越成为人们关注的热点；另一方面，随着人们对汽车乘坐舒适性的提高，空气悬架因为其在操纵性和平顺性具有其他悬架无法替代的优势，其市场比例也在逐年升高。但是目前的空气悬架汽车主要以独立悬架的形式存在，在汽车转弯时由于车辆惯性的作用，会出现比较严重的侧倾现象。目前已有一部分研究人员提出了一些解决方案，中国专利CN105465260A公开了一种参与互联的容积可调的横向互联空气弹簧及控制方法，该专利将左右两个空气弹簧进行互联，通过控制空气弹簧间的电磁阀改变互联状态，但是其控制变量单一，仅仅涉及弹性元件的互联，没有对减震器元件进行互联状态的控制。中国专利CN104786772A公开了一种互联式空气悬架控制装置、控制系统及其方法，该专利将空气悬架的弹性元件和减震器元件进行互联，通过电控单元ECU的控制根据需要切换互联状态，虽然一定程度上提升了乘坐舒适性，但是其振动能量和势能，都以热能的形式直接散失掉了，造成了能量的浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种互联式馈能开空气悬架及其使用方法，通过电控单元ECU的控制，根据需要切换空气弹簧腔和空气弹簧减震器上下腔的互联状态，在优先保障乘坐舒适性的前提下，尽可能的回收车辆行驶过程中悬架的振动能量和势能。为实现上述技术目的，本专利技术采取的具体技术方案为：一种互联式馈能空气悬架，包括左空气弹簧减震器a、右空气弹簧减震器b、第一馈能单元、第二馈能单元、第三馈能单元、第四馈能单元以及整流存储单元；所述左空气弹簧减震器a与右空气弹簧减震器b包括空气弹簧腔、空气弹簧减震器上腔、空气弹簧减震器下腔、第一过孔、第二过孔及第三过孔；左空气弹簧减震器a的空气弹簧腔依次通过左空气弹簧减震器a的第一过孔、第一馈能单元、两位两通电磁阀A、右空气弹簧减震器b的第一过孔与右空气弹簧减震器b的空气弹簧腔相连；左空气弹簧减震器a的空气弹簧减震器上腔依次通过左空气弹簧减震器a的第二过孔、两位两通电磁阀B、左节流阀、左空气弹簧减震器a的第三过孔与左空气弹簧减震器a的空气弹簧减震器下腔相连；所述左空气弹簧减震器a的空气弹簧减震器上腔通过两位两通电磁阀D与第一两位三通电磁阀的A口相连，所述第一两位三通电磁阀的P口通过第二馈能单元、右空气弹簧减震器b的第二过孔与右空气弹簧减震器b的空气弹簧减震器上腔相连；所述左空气弹簧减震器a的空气弹簧减震器上腔通过第三馈能单元与第二两位三通电磁阀的A口相连，所述第二两位三通电磁阀的P口通过左空气弹簧减震器a的第三过孔与左空气弹簧减震器a的与空气弹簧减震器下腔相连，所述第二两位三通电磁阀的B口通过第四馈能单元分别与第一两位三通电磁阀的B口、两位两通电磁阀E的一端相连，所述两位两通电磁阀E的另一端分两路，一路通过右空气弹簧减震器b的第三过孔与右空气弹簧减震器b的空气弹簧减震器下腔相连，另一路通过右节流阀、两位两通电磁阀C、右空气弹簧减震器b的第二过孔与右空气弹簧减震器b的空气弹簧减震器上腔相连；所述整流存储单元用于将第一馈能单元、第二馈能单元、第三馈能单元及第四馈能单元(5)输出的不稳定电压或者电流转化成稳定的电压或者电流并储存起来；左空气弹簧减震器a、右空气弹簧减震器b的下方分别固定有速度传感器a和加速度传感器a、速度传感器b和加速度传感器b。上述方案中，所述左空气弹簧减震器a与右空气弹簧减震器b还包括上吊耳、橡胶囊皮、减震器外壁、减震器活塞及下吊耳，所述左空气弹簧减震器a、右空气弹簧减震器b分别通过上吊耳与簧上质量铰接，所述左空气弹簧减震器a、右空气弹簧减震器b通过下吊耳分别与簧下质量a、簧下质量b铰接。上述方案中，所述第一过孔开在空气弹簧腔顶端，所述第二过孔、第三过孔分别开在空气弹簧减震器外壁靠上和靠下位置且减震器活塞的活动范围限制在第二过孔和第三过孔之间。上述方案中，所述簧下质量a上固定有速度传感器a、加速度传感器a，所述簧下质量b上固定有速度传感器b、加速度传感器b。上述方案中，所述第一馈能单元、第二馈能单元、第三馈能单元、第四馈能单元的结构一样，馈能单元包括第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀、马达、旋转电机、输入端A、输出端B和电流输出端C，所述输入端A分别通过第一单向阀与马达输入端、通过第四单向阀与马达输出端相连，所述马达输入、输出端分别通过第三单向阀、第二单向阀与输出端B相连，所述马达与旋转电机传动连接，所述旋转电机与电流输出端C相连；所述第一馈能单元的马达为气动马达，所述第二馈能单元、第三馈能单元、第四馈能单元的马达为液压马达。上述方案中，所述整流存储单元包括整流电路、DC/DC交换器、电池管理系统及电池，所述第一馈能单元、第二馈能单元、第三馈能单元、第四馈能单元的电流输出端C依次与整流电路、DC/DC交换器、电池相连；所述电池连接有电池管理系统。一种互联式馈能空气悬架的使用方法，包括如下步骤：S1，互联式馈能空气悬架使用前期检测；S2，平坦路面行驶工况下互联式馈能空气悬架能量回收；S3，崎岖路面行驶工况下互联式馈能空气悬架能量回收。进一步，所述S1互联式馈能空气悬架使用前期检测的步骤包括：S1.1，电控单元ECU根据电池管理系统传递的电池剩余容量SOC及电池温度判断电池是否需要充电；S1.2，若电池不需要充电，则电控单元ECU通过控制两位两通电磁阀B、两位两通电磁阀C导通，空气弹簧减震器a和空气弹簧减震器b不互联，悬架工作在不馈能模式；S1.3，若电池需要充电，根据行驶工况判断路面是否平坦，若路面平坦则执行S2，否则执行S3。进一步，所述S2平坦路面行驶工况下互联式馈能空气悬架能量回收的具体过程为：两位两通电磁阀A导通，空气弹簧减震器a和空气弹簧减震器b通过空气弹簧腔互联；第二两位三通电磁阀的A口和P口、第一两位三通电磁阀的B口和P口、两位两通电磁阀E均导通，空气弹簧减震器a和空气弹簧减震器b的空气弹簧减震器上腔、空气弹簧减震器下腔均不互联，空气弹簧减震器a和空气弹簧减震器b的上、下腔分别导通，互联式馈能空气悬架吸收振动能量和势能，通过第一馈能单元、第二馈能单元、第三馈能单元将吸收的振动能量和势能转化为机械能，机械能进一步由旋转电机依次经整流电路、DC/DC交换器转化为电能存储在电池中。进一步，所述S3崎岖路面行驶工况下互联式馈能空气悬架能量回收的具体过程为：两位两通电磁阀A导通，空气弹簧减震器a和空气弹簧减震器b的空气弹簧腔互联；两位两通电磁阀D、两位两通电磁阀E、第一两位三通电磁阀的A口和P口、第二两位三通电磁阀的B口和P口均导通，空气弹簧减震器a和空气弹簧减震器b的空气弹簧减震器上腔、空气弹簧减震器下腔分别正向互联；互联式馈能空气悬架吸收振动能量和势能，通过第一馈能单元、第二馈能单元、第四馈能单元将吸收的振动能量和势能转化为机械能，机械能进一步由旋转电机依次经整流电路、DC/DC交换器转化为电能存储在电池中。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术提供一种互联式馈能空气悬架及其使用方法，能够综合考虑平坦路面及崎岖路面的车辆行驶工况，在两种行驶工况下自由切换到相对应的工作模式，保证车辆乘坐舒适性的同时实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种互联式馈能空气悬架，其特征在于，包括左空气弹簧减震器a、右空气弹簧减震器b、第一馈能单元(2)、第二馈能单元(3)、第三馈能单元(4)、第四馈能单元(5)以及整流存储单元；所述左空气弹簧减震器a与右空气弹簧减震器b包括空气弹簧腔(26)、空气弹簧减震器上腔(28)、空气弹簧减震器下腔(31)、第一过孔(33)、第二过孔(34)及第三过孔(35)；左空气弹簧减震器a的空气弹簧腔(26)依次通过左空气弹簧减震器a的第一过孔(33)、第一馈能单元(2)、两位两通电磁阀A(6)、右空气弹簧减震器b的第一过孔(33)与右空气弹簧减震器b的空气弹簧腔(26)相连；左空气弹簧减震器a的空气弹簧减震器上腔(28)依次通过左空气弹簧减震器a的第二过孔(34)、两位两通电磁阀B(7)、左节流阀(13)、左空气弹簧减震器a的第三过孔(35)与左空气弹簧减震器a的空气弹簧减震器下腔(31)相连；所述左空气弹簧减震器a的空气弹簧减震器上腔(28)通过两位两通电磁阀D(9)与第一两位三通电磁阀(11)的A口相连，所述第一两位三通电磁阀(11)的P口通过第二馈能单元(3)、右空气弹簧减震器b的第二过孔(34)与右空气弹簧减震器b的空气弹簧减震器上腔(28)相连；所述左空气弹簧减震器a的空气弹簧减震器上腔(28)通过第三馈能单元(4)与第二两位三通电磁阀(12)的A口相连，所述第二两位三通电磁阀(12)的P口通过左空气弹簧减震器a的第三过孔(35)与左空气弹簧减震器a的与空气弹簧减震器下腔(31)相连，所述第二两位三通电磁阀(12)的B口通过第四馈能单元(5)分别与第一两位三通电磁阀(11)的B口、两位两通电磁阀E(10)的一端相连，所述两位两通电磁阀E(10)的另一端分两路，一路通过右空气弹簧减震器b的第三过孔(35)与右空气弹簧减震器b的空气弹簧减震器下腔(31)相连，另一路通过右节流阀(14)、两位两通电磁阀C(8)、右空气弹簧减震器b的第二过孔(34)与右空气弹簧减震器b的空气弹簧减震器上腔(28)相连；所述整流存储单元用于将第一馈能单元(2)、第二馈能单元(3)、第三馈能单元(4)及第四馈能单元(5)输出的不稳定电压或者电流转化成稳定的电压或者电流并储存起来；左空气弹簧减震器a、右空气弹簧减震器b的下方分别固定有速度传感器a(17)和加速度传感器a(18)、速度传感器b(19)和加速度传感器b(20)。...

【技术特征摘要】
1.一种互联式馈能空气悬架，其特征在于，包括左空气弹簧减震器a、右空气弹簧减震器b、第一馈能单元(2)、第二馈能单元(3)、第三馈能单元(4)、第四馈能单元(5)以及整流存储单元；所述左空气弹簧减震器a与右空气弹簧减震器b包括空气弹簧腔(26)、空气弹簧减震器上腔(28)、空气弹簧减震器下腔(31)、第一过孔(33)、第二过孔(34)及第三过孔(35)；左空气弹簧减震器a的空气弹簧腔(26)依次通过左空气弹簧减震器a的第一过孔(33)、第一馈能单元(2)、两位两通电磁阀A(6)、右空气弹簧减震器b的第一过孔(33)与右空气弹簧减震器b的空气弹簧腔(26)相连；左空气弹簧减震器a的空气弹簧减震器上腔(28)依次通过左空气弹簧减震器a的第二过孔(34)、两位两通电磁阀B(7)、左节流阀(13)、左空气弹簧减震器a的第三过孔(35)与左空气弹簧减震器a的空气弹簧减震器下腔(31)相连；所述左空气弹簧减震器a的空气弹簧减震器上腔(28)通过两位两通电磁阀D(9)与第一两位三通电磁阀(11)的A口相连，所述第一两位三通电磁阀(11)的P口通过第二馈能单元(3)、右空气弹簧减震器b的第二过孔(34)与右空气弹簧减震器b的空气弹簧减震器上腔(28)相连；所述左空气弹簧减震器a的空气弹簧减震器上腔(28)通过第三馈能单元(4)与第二两位三通电磁阀(12)的A口相连，所述第二两位三通电磁阀(12)的P口通过左空气弹簧减震器a的第三过孔(35)与左空气弹簧减震器a的与空气弹簧减震器下腔(31)相连，所述第二两位三通电磁阀(12)的B口通过第四馈能单元(5)分别与第一两位三通电磁阀(11)的B口、两位两通电磁阀E(10)的一端相连，所述两位两通电磁阀E(10)的另一端分两路，一路通过右空气弹簧减震器b的第三过孔(35)与右空气弹簧减震器b的空气弹簧减震器下腔(31)相连，另一路通过右节流阀(14)、两位两通电磁阀C(8)、右空气弹簧减震器b的第二过孔(34)与右空气弹簧减震器b的空气弹簧减震器上腔(28)相连；所述整流存储单元用于将第一馈能单元(2)、第二馈能单元(3)、第三馈能单元(4)及第四馈能单元(5)输出的不稳定电压或者电流转化成稳定的电压或者电流并储存起来；左空气弹簧减震器a、右空气弹簧减震器b的下方分别固定有速度传感器a(17)和加速度传感器a(18)、速度传感器b(19)和加速度传感器b(20)。2.根据权利要求1所述的一种互联式馈能空气悬架，其特征在于，所述左空气弹簧减震器a与右空气弹簧减震器b还包括上吊耳(25)、橡胶囊皮(27)、减震器外壁(29)、减震器活塞(30)及下吊耳(32)，所述左空气弹簧减震器a、右空气弹簧减震器b分别通过上吊耳(25)与簧上质量(1)铰接，所述左空气弹簧减震器a、右空气弹簧减震器b通过下吊耳(32)分别与簧下质量a(15)、簧下质量b(16)铰接。3.根据权利要求2所述的一种互联式馈能空气悬架，其特征在于，所述第一过孔(33)开在空气弹簧腔(26)顶端，所述第二过孔(34)、第三过孔(35)分别开在空气弹簧减震器外壁(29)靠上和靠下位置且减震器活塞(30)的活动范围限制在第二过孔(34)和第三过孔(35)之间。4.根据权利要求2所述的一种互联式馈能空气悬架，其特征在于，所述簧下质量a(15)上固定有速度传感器a(17)、加速度传感器a(18)，所述簧下质量b(16)上固定有速度传感器b(19)、加速度传感器b(20)。5.根据权利要求1所述的一种互联式馈能空气悬架，其特征在于，所述第一馈能单元(2)、第二馈能单元(3)、第三馈能单元(4)、第四馈能单元(5)的结构一样，馈能单元包括第一单向阀(01)...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪若尘，杨阳阳，孟祥鹏，曹一川，陈龙，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32