一种客车空气悬架车高控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了本实用新型专利技术涉及一种客车空气悬架的车高控制系统，其中包括车速传感器，车身高度传感器，陀螺仪，电磁阀组，电磁阀，空气弹簧，储气罐，压缩机和车高控制单元。即实现了:(1)将所述的车速传感器测得的速度信号经滤波后输入到车高控制单元，然后输出控制信号到控制充气源的电磁阀，从而控制是由压缩机提供充气源或者是储气罐提供充气源。(2)将所述的车身高度传感器获取的车身实时高度信号、俯仰角和侧倾角信号，车高调节控制单元得出空气弹簧的充放气情况，然后车高控制单元对相应电磁阀的开启状态进行修正。(3)将车高控制单元输出控制信号控制各电磁阀，控制四个空气弹簧的充放气状态从而完成车身高度调节控制。

A Vehicle Height Control System for Bus Air Suspension

The utility model discloses a height control system for air suspension of passenger cars, which includes speed sensor, body height sensor, gyroscope, solenoid valve group, solenoid valve, air spring, gas storage tank, compressor and vehicle height control unit. That is to say, (1) The velocity signal measured by the speed sensor is filtered and input to the vehicle height control unit, and then the control signal is output to the solenoid valve which controls the inflatable source, so as to control the inflatable source provided by the compressor or or the gas storage tank. (2) The real-time height signal, pitch angle and roll angle signal obtained by the body height sensor are obtained. The air spring charging and discharging situation is obtained by the vehicle height control unit, and then the opening state of the corresponding solenoid valve is corrected by the vehicle height control unit. (3) The vehicle height control unit outputs control signals to control the solenoid valves, and controls the charging and discharging state of the four air springs to complete the height adjustment control of the vehicle body.

【技术实现步骤摘要】
一种客车空气悬架车高控制系统
本技术涉及客车车身高度控制领域，特别是涉及一种电控悬架车身高度调节控制系统。
技术介绍
随着汽车技术的发展，人们对汽车的要求越来越高，特别是对于客车，在汽车高速行驶时乘客的舒适性和操纵稳定性的要求也越来越高。传统的悬架主要是由钢板弹簧或者螺旋弹簧，减震器以及导向机构组成，其刚度和阻尼都不可调整，为被动悬架。当被动悬架的刚度较小时，则悬架的平顺性好，乘客的乘坐舒适性好，但是过低的悬架刚度会导致汽车在行驶过程中容易产生横摆和纵摇，破坏汽车的正常行驶状态，从而降低了汽车的行驶稳定性。而电控空气悬架作为一种刚度可以调整的主动悬架，目前已经广泛应用于大部分汽车。传统的空气悬架的控制模式是采用机械高度阀，没有控制器，是采用高度的变化直接导致高度阀阀门的开启来实现空气弹簧的充放气功能，从而保持汽车稳定恒定的车身高度。但是机械式的高度阀反应迟钝，功能模式单一，只能设定一个恒定高度，不能根据行驶状况和路面条件来改变车身高度，不能很好满足汽车的操纵稳定性，乘坐舒适性，燃油经济性等要求。目前空气悬架电控系统基本可以对悬架进行以下控制：1、可以自身进行调节使汽车保持稳定高度行驶；2、在有效范围内对悬架高度手动调节；3、可以根据车辆行驶速度调整汽车车身高度。其功能上基本可以满足一般需求，但是目前还存在很多问题：1、在车身高度调整过程中，由于对四个空气弹簧分开控制器充放气，这可能会导致车身发生俯仰或者侧倾，而这会严重影响乘客的乘坐舒适性和汽车的操纵稳定性，因此在车高调整过程中还必须考虑进车身产生侧倾和俯仰的情况。2、空气弹簧的充放气是由电磁阀进行控制的，但是由于电磁阀的进出口较大并且气体具有一定的惯性，这就会导致过量的气体充入空气弹簧或者从空气弹簧流出，从未导致车身高度在调节过程中发生震荡，使得高度调整过程中空气弹簧发生“过充”，“过放现象”。3、在汽车低速运行时，压缩机的压力不足，无法保证充气过程的顺利进行。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术之不足，提供了一种客车空气悬架车高控制系统，在考虑车身高度传感器输入的高度信号时，引入了允许误差区域和滞回区域，防止电磁阀通断状态出现频繁切换的现象，也有效避免了“过充”，“过放”现象，提高电磁阀的使用寿命，节约系统能耗。同时将调节过程中导致的车身俯仰角和侧倾角考虑在内，通过车高控制单元输出各个电磁阀阀的通断信号以及各个电磁阀阀开启的PWM信号，快速避免了车身不稳定现象。为了防止汽车在低速运行时压力不足无法对空气弹簧进行顺利充气的情况，客车处于低速时，本新型的车高控制单元控制电磁阀动作将储气罐作为充气源对空气弹簧进行充气，客车处于高速时，控制电磁阀动作将压缩机对作为充气源为空气弹簧充气。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种客车空气悬架车高控制系统，应用安装于空气弹簧高度调整悬架，该空气弹簧高度调整悬架包括前桥空气弹簧组和后桥空气弹簧组，车高控制系统包括车速传感器、车身高度传感器、陀螺仪、储气罐、压缩机和车高控制单元；所述车速传感器、陀螺仪分别与车高控制单元信号连接，且该车速传感器检测获得客车的行驶速度，该陀螺仪检测获得客车车身倾斜状态；所述储气罐和压缩机分别通过第一电磁阀和第二电磁阀进行通断控制，前桥空气弹簧组和后桥空气弹簧组的气路分别通过该第一电磁阀连接至所述储气罐，以及通过该第二电磁阀连接至所述压缩机。本技术所使用的车高控制单元可通过现有技术中通用的硬件，如PLC控制器、单片机控制器等硬件设备实现。或通过将控制逻辑通过数字电路集成的方式，也可实现。不涉及依赖软件实现的功能。所述空气弹簧高度调整悬架，包括分布于客车左前、右前、左后和右后的四个空气弹簧，且前侧二个空气弹簧统一控制构成前桥空气弹簧较佳地，所述的车速传感器测得的车速V<V1时，车高控制单元控制电磁阀1开启，电磁阀2关闭，充气源变为储气罐；车速V>V2时，车高控制单元控制电磁阀1关闭，电磁阀2开启，充气源变为压缩机；当车速V1<V<V2；车高控制单元对于电磁阀1和电磁阀2的输出信号保持不变，例如开始V<V1时，电磁阀1开启，电磁阀2关闭，然后V1<V<V2时，保持电磁阀1开启，电磁阀2关闭，当车速变化为V>V2，车高控制单元控制电磁阀1关闭，电磁阀2开启。[V1，V2]为充气源变换过程中车速滞回区间。作为一种优选，所述车速传感器安装于客车的变速器的输出轴。作为一种优选，所述车高传感器共包括三个，该三个车高传感器分别设置于客车的前桥车门一侧车架、后桥左侧车架和后桥右侧车架，所述高度传感器通过横摆杆和竖摆杆与客车车桥相连。作为一种优选，所述陀螺仪共包括二个，该二个陀螺仪分别测量客车车身的俯仰角和侧倾角。作为一种优选，所述前桥空气弹簧和后桥空气弹簧分别通过二个组合电磁阀进行控制。作为一种优选，所述组合电磁阀包括三个受所述车高控制单元独立控制的两通阀A、两通阀B和两通阀C；所述储气罐和压缩机的气路通过两通阀B分别连接至两通阀A、两通阀C以及大气，所述两通阀A和两通阀C分别控制左右二侧的空气弹簧的气路。较佳地，所述的电磁阀的工作情况如下为(以下分别用A、B、C简称两通阀A、两通阀B、两通阀C)：B开启，A开启且C开启时，左右空气弹簧都充气；B开启，A开启且C关闭时，左空气弹簧充气，右空气弹簧状态不变；B开启，A关闭且C开启时，左空气弹簧状态不变，右空气弹簧充气；B开启，A关闭且C关闭时，左右空气弹簧状态都不变。B关闭，A开启且C开启时，左右空气弹簧都放气；B关闭，A开启且C关闭时，左空气弹簧放气，右空气弹簧状态不变；B关闭，A关闭且C开启时，左空气弹簧状态不变，右空气弹簧放气；B关闭，A关闭且C关闭时，左右空气弹簧状态都不变。作为一种优选，所述两通阀B通过0-1信号进行控制，所述两通阀A和两通阀C通过PMW信号进行控制。进一步地，所述的侧倾角的正负：根据客车的前进方向，若车身左边高右边低，则侧倾角为正，反之则为负；所述的俯仰角的正负定义：根据客车的前进方向，若车身前面高后面低，则俯仰角为正，反之则为负。进一步地，将二个组合电磁阀所属两通阀A,B,C分别记为A1、B1和C1，以及A2、B2和C2。进一步地，所述的δ_A1，δ_C1，δ_A2，δ_C2分别为由车身高度传感器输入的车身高度确定的A1阀，C1阀，A2阀和C2阀的开启情况。当电磁阀开启时，δ＝1，当电磁阀关闭时，δ＝0。所述的sign(A1)代表前左空气弹簧的充放气状态，sign(C1)代表前右空气弹簧的充放气状态，sign(A2)代表后左空气弹簧的充放气状态，sign(C2)代表后右空气弹簧的充放气状态。充气时，状态变量sign＝1,放气时sign＝-1，不充也不放时sign＝0。进一步地，所述的车高控制单元对于侧倾角和俯仰角对电磁阀的修正量为：当侧倾角θ>qx时，空气弹簧电磁阀开启状态的占空比修正为θx＝qx0；当侧倾角θ<-qx时，空气弹簧电磁阀开启状态的占空比修正量为θx＝-qx0；当侧倾角θ满足-qx<θ<qx时，修正量为θx＝0。当俯仰角φ>qy时，空气弹簧电磁阀开启状态的占空比修正为φy＝qy0，当俯仰角φ<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种客车空气悬架车高控制系统，应用安装于空气弹簧高度调整悬架，该空气弹簧高度调整悬架包括前桥空气弹簧组和后桥空气弹簧组，其特征在于：车高控制系统包括车速传感器、车身高度传感器、陀螺仪、储气罐、压缩机和车高控制单元；所述车速传感器、陀螺仪分别与车高控制单元信号连接，且该车速传感器检测获得客车的行驶速度，该陀螺仪检测获得客车车身倾斜状态；所述储气罐和压缩机分别通过第一电磁阀和第二电磁阀进行通断控制，前桥空气弹簧组和后桥空气弹簧组的气路分别通过该第一电磁阀连接至所述储气罐，以及通过该第二电磁阀连接至所述压缩机。

【技术特征摘要】
1.一种客车空气悬架车高控制系统，应用安装于空气弹簧高度调整悬架，该空气弹簧高度调整悬架包括前桥空气弹簧组和后桥空气弹簧组，其特征在于：车高控制系统包括车速传感器、车身高度传感器、陀螺仪、储气罐、压缩机和车高控制单元；所述车速传感器、陀螺仪分别与车高控制单元信号连接，且该车速传感器检测获得客车的行驶速度，该陀螺仪检测获得客车车身倾斜状态；所述储气罐和压缩机分别通过第一电磁阀和第二电磁阀进行通断控制，前桥空气弹簧组和后桥空气弹簧组的气路分别通过该第一电磁阀连接至所述储气罐，以及通过该第二电磁阀连接至所述压缩机。2.根据权利要求1所述的一种客车空气悬架车高控制系统，其特征在于：所述车速传感器安装于客车的变速器的输出轴。3.根据权利要求1所述的一种客车空气悬架车高控制系统，其特征在于：所述车高传感器共包括三个，该三个车高传感器分别设置于客车的前桥车门一侧车架...

【专利技术属性】
技术研发人员：张锋，李海燕，汪涵，罗顺安，孙文豪，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：新型
国别省市：福建,35