一种阻尼可变汽车液压减震器及其控制方法技术

本发明专利技术公开一种阻尼可变汽车液压减震器，包括：工作缸，其内部设置有可流动阻尼液；活塞杆，其设置在工作缸内且能够沿所述工作缸轴向运动；活塞，其设置在所述活塞杆上，所述活塞外周面与所述工作缸内壁面之间设置有阻尼通道，用于所述阻尼液的流通；凹槽，其沿活塞中部周向设置，所述凹槽底部周向缠绕有励磁线圈；弹簧，其套设在所述工作缸外部。在车辆行驶过程中，减震器的阻尼可变，提高驾驶舒适性和平稳性。本发明专利技术还提供一种阻尼可变汽车液压减震器的控制方法，在车辆行驶过程中，根据减震器弹簧压缩状态对阻尼器的阻尼大小进行控制，提高驾驶舒适性和平稳性，还能根据汽车行驶状态和路面情况对平衡系数进行调控，使得汽车驾驶更加平稳舒适。

Damping variable automobile hydraulic shock absorber and control method thereof

The invention discloses a variable damping hydraulic shock absorber for automobiles, which comprises a working cylinder with a flowable damping fluid inside; a piston rod which is arranged in the working cylinder and can move along the axial direction of the working cylinder; and a piston which is arranged on the piston rod and is arranged between the peripheral surface of the piston and the inner wall of the working cylinder. A damping channel is provided for the flow of the damping fluid; a groove is arranged along the circumferential direction of the middle of the piston; an excitation coil is wound circumferentially at the bottom of the groove; and a spring is sleeved outside the working cylinder. In the course of vehicle driving, the damping of the shock absorber is variable, which improves driving comfort and stability. The invention also provides a control method of variable damping automobile hydraulic shock absorber, which controls the damping of the damper according to the spring compression state of the damper in the course of vehicle driving, improves driving comfort and smoothness, and adjusts the balance coefficient according to the driving state of the automobile and the road condition, so as to make the automobile steam. Car driving is more stable and comfortable.

【技术实现步骤摘要】
一种阻尼可变汽车液压减震器及其控制方法
本专利技术涉及汽车减震
，更具体的是，本专利技术涉及一种阻尼可变汽车液压减震器及其控制方法。
技术介绍
减震器是产生阻尼力的主要元件，其作用是迅速衰减汽车的振动，改善汽车的行驶平顺性，增强车轮和地面的附着力。另外，减震器能够降低车身部分的动载荷，延长汽车的使用寿命。汽车悬架系统中弹性元件的作用是使车辆在行驶时由于不平路面产生的震动得到缓冲，减少车身的加速度从而减少有关零件的动负荷和动应力。如果只有弹性元件，则汽车在受到一次冲击后振动会持续下去。但汽车是在连续不平的路面上行驶的，由于连续不平产生的连续冲击必然使汽车振动加剧，甚至发生共振，反而使车身的动负荷增加。所以悬架中的阻尼必须与弹性元件特性相匹配，避免弹簧反复运动，抑制弹簧的持续跳跃，提高驾驶舒适性和稳定性，提高零件的使用寿命。传统汽车采用的普通阻尼器由于阻尼系数恒定，不能随汽车行驶路面的好坏以及汽车载重的不同而改变，使得汽车载重过大时显得“较软”，载重过小时显得“较硬”；亦或是车辆震动较大时显得“较软”，振动较小时显示的“较硬”，使得零件使用寿命降低，用时也降低了驾驶舒适性和稳定性。
技术实现思路
本专利技术一个目的是设计开发了一种阻尼可变汽车液压减震器，在车辆行驶过程中，减震器的阻尼可变，提高驾驶舒适性和平稳性。本专利技术另一个目的是设计开发了一种阻尼可变汽车液压减震器的控制方法，在车辆行驶过程中，根据减震器弹簧压缩状态对阻尼器的阻尼大小进行控制，提高驾驶舒适性和平稳性。本专利技术还能够在车辆行驶过程中，根据汽车行驶状态和路面情况对平衡系数进行调控，使得汽车驾驶更加平稳舒适。本专利技术提供的技术方案为：一种阻尼可变汽车液压减震器，包括：工作缸，其内部设置有可流动阻尼液；活塞杆，其设置在所述工作缸内且能够沿所述工作缸轴向运动；活塞，其设置在所述活塞杆上，所述活塞外周面与所述工作缸内壁面之间设置有阻尼通道，用于所述阻尼液的流通；凹槽，其沿所述活塞中部周向设置，所述凹槽底部周向缠绕有励磁线圈，所述励磁线圈为20～50匝；弹簧，其套设在所述工作缸外部。优选的是，还包括：第一连杆，其一端连接车桥，另一端连接所述工作缸底部；第二连杆，其一端连接汽车悬架，另一端连接所述活塞杆。优选的是，还包括：速度传感器，其设置在所述工作缸外壁面上，用于检测汽车行驶速度；重量传感器，其设置在所述车桥上，用于检测汽车重量；红外传感器，其设置在所述弹簧两端，用于检测弹簧的长度；振动传感器，其设置在所述工作缸外壁面上，用于检测汽车的振动幅度；控制器，其与所述速度传感器、重量传感器、红外传感器、振动传感器和励磁线圈连接，用于接收所述速度传感器、重量传感器、红外传感器和振动传感器的检测数据并控制所述励磁线圈工作。相应地，本专利技术还提供一种阻尼可变汽车液压减震器的控制方法，包括：采集汽车重量和弹簧的实时长度，控制器控制励磁线圈中通过的交变电流的大小为：其中，I为励磁线圈中通过的交变电流的大小，r为励磁线圈的半径，π为圆周率，k为弹簧的劲度系数，D0为工作缸的内径，d为阻尼通道的宽度，η0为阻尼液在没有外加磁场时的粘度，y为阻尼液内一点到工作缸中心轴线的距离，ξ为平衡系数，x0为弹簧的初始长度，x为弹簧的实时长度，M为汽车重量，g为重力加速度。优选的是，所述交变电流的频率为60Hz。优选的是，当汽车行驶时基于BP神经网络对平衡系数进行调控，包括如下步骤：步骤1：已知阻尼液的磁导率μ，按照采样周期，通过传感器测量车重M，弹簧的初始长度与实时长度的差值Δx，车速v和汽车的振幅A；步骤2：依次将上述参数进行规格化，确定三层BP神经网络的输入层向量x＝{x1,x2,x3,x4,x5}；其中x1为车重系数、x2为弹簧长度差值系数、x3为车速系数、x4为汽车的振幅系数、x5为阻尼液的磁导率系数；步骤3：所述输入层向量映射到中间层，所述中间层向量y＝{y1,y2,…,ym}；m为中间层节点个数；步骤4：得到输出层向量z＝{z1}；其中，z1为平衡系数的调节系数，使ξi+1＝z1iξmax，其中，z1i为第i个采样周期输出层向量参数，ξmax为设定的减震器的最大平衡系数。优选的是，所述中间层节点个数m满足：其中n为输入层节点个数，p为输出层节点个数。优选的是，在所述步骤2中，车重M、弹簧长度差值Δx，车速v以及汽车的振幅A进行规格化公式为：其中，xj为输入层向量中的参数，Xj分别为测量参数M、Δx、v、A，j＝1,2,3,4；Xjmax和Xjmin分别为相应测量参数中的最大值和最小值；阻尼液的磁导率μ进行规格化公式为：其中，x5为输入层向量中的参数，X5为减震器所使用阻尼液的磁导率，X5min为减震器可以使用的阻尼液的最小磁导率，X5max为减震器可以使用的阻尼液的最大磁导率。优选的是，在所述步骤一中，初始运行状态下，平衡系数满足经验值：ξ0＝0.8ξmax；其中，ξ0为减震器的初始平衡系数；ξmax为设定的减震器的最大平衡系数。优选的是，所述设定的减震器的最大平衡系数ξmax＝1。本专利技术所述的有益效果为：(1)本专利技术所述的阻尼可变汽车液压减震器，在车辆行驶过程中，减震器的阻尼可变，提高驾驶舒适性和平稳性，也提高了零件的使用寿命。(2)本专利技术所述的阻尼可变汽车液压减震器的控制方法，根据减震器弹簧压缩状态，根据经验公式对阻尼器中的励磁线圈的电流的大小进行控制；对阻尼器中的励磁线圈的电流的大小进行控制，使得产生的磁场强度大小可控，减震器中的阻尼液(磁流变液)的粘度根据磁场的不同而改变，产生的阻尼系数也不同，因此，根据弹簧的压缩状态可以对减震器的阻尼大小进行控制，提高驾驶舒适性和平稳性。本专利技术还能够在车辆行驶过程中，根据汽车行驶状态和路面情况对平衡系数进行调控，使得汽车驾驶更加平稳舒适。附图说明图1为本专利技术所述阻尼可变汽车液压减震器的安装示意图。图2为本专利技术所述阻尼可变汽车液压减震器的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。如图1、2所示，本专利技术提供一种阻尼可变汽车悬架减震器，包括：工作缸110，其内部设置有可流动阻尼液120；活塞杆130，其设置在所述工作缸内110且能够沿所述工作缸110轴向运动；活塞140，其设置在所述活塞杆130上，所述活塞140外周面与所述工作缸110内壁面之间设置有阻尼通道150，用于所述阻尼液120的流通；凹槽141，其沿所述活塞140中部周向设置，所述凹槽141底部周向缠绕有励磁线圈142，所述励磁线圈142为20～50匝，优选30匝；弹簧160，其套设在所述工作缸110外部。当然还包括：第一连杆170，其一端连接车桥171，另一端连接所述工作缸110底部；第二连180，其一端连接汽车悬架181，另一端连接所述活塞杆130。本专利技术中，所述阻尼液为磁流变液，当磁场强度变大时，所述磁流变液的粘液也变大。本专利技术中，还包括：速度传感器，其设置在所述工作缸110外壁面上，用于检测汽车行驶速度；重量传感器，其设置在所述车桥171上，用于检测汽车重量；红外传感器，其设置在所述弹簧160两端，用于检测弹簧160的长度；振动传感器，其设置在所述工作缸110外壁面上，用于检测汽车的振动幅度；控制器，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阻尼可变汽车液压减震器，其特征在于，包括：工作缸，其内部设置有可流动阻尼液；活塞杆，其设置在所述工作缸内且能够沿所述工作缸轴向运动；活塞，其设置在所述活塞杆上，所述活塞外周面与所述工作缸内壁面之间设置有阻尼通道，用于所述阻尼液的流通；凹槽，其沿所述活塞中部周向设置，所述凹槽底部周向缠绕有励磁线圈,所述励磁线圈为20～50匝；弹簧，其套设在所述工作缸外部。

【技术特征摘要】
1.一种阻尼可变汽车液压减震器，其特征在于，包括：工作缸，其内部设置有可流动阻尼液；活塞杆，其设置在所述工作缸内且能够沿所述工作缸轴向运动；活塞，其设置在所述活塞杆上，所述活塞外周面与所述工作缸内壁面之间设置有阻尼通道，用于所述阻尼液的流通；凹槽，其沿所述活塞中部周向设置，所述凹槽底部周向缠绕有励磁线圈,所述励磁线圈为20～50匝；弹簧，其套设在所述工作缸外部。2.如权利要求1所述的阻尼可变汽车液压减震器，其特征在于，还包括：第一连杆，其一端连接车桥，另一端连接所述工作缸底部；第二连杆，其一端连接汽车悬架，另一端连接所述活塞杆。3.如权利要求2所述的阻尼可变汽车液压减震器，其特征在于，还包括：速度传感器，其设置在所述工作缸外壁面上，用于检测汽车行驶速度；重量传感器，其设置在所述车桥上，用于检测汽车重量；红外传感器，其设置在所述弹簧两端，用于检测弹簧的长度；振动传感器，其设置在所述工作缸外壁面上，用于检测汽车的振动幅度；控制器，其与所述速度传感器、重量传感器、红外传感器、振动传感器和励磁线圈连接，用于接收所述速度传感器、重量传感器、红外传感器和振动传感器的检测数据并控制所述励磁线圈工作。4.一种阻尼可变汽车液压减震器的控制方法，其特征在于，包括：采集汽车重量和弹簧的实时长度，控制器控制励磁线圈中通过的交变电流的大小为：其中，I为励磁线圈中通过的交变电流的大小，r为励磁线圈的半径，π为圆周率，k为弹簧的劲度系数，D0为工作缸的内径，d为阻尼通道的宽度，η0为阻尼液在没有外加磁场时的粘度，y为阻尼液内一点到工作缸中心轴线的距离，ξ为平衡系数，x0为弹簧的初始长度，x为弹簧的实时长度，M为汽车重量，g为重力加速度。5.如权利要求4所述的阻尼可变汽车液压减震器的控制方法，其特征在于，所述交变电流的频率为60Hz。6.如权利要求4或5所述的阻尼可变汽车液压减震器的控制方法，其特征在于，当汽车行驶时基于B...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏丹，张忠洋，王殿超，高伟江，
申请(专利权)人：辽宁工业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21