用于车辆的连续可变刚度流体弹簧系统及其操作方法技术方案

一种车辆流体弹簧系统适于吸收施加到车辆的至少一个车轮上的道路冲击。车辆流体弹簧系统包括流体弹簧和可变容积单元。流体弹簧包括适于改变容积的流体室。可变容积单元包括刚性活塞缸、活塞、流体腔和致动器。活塞适于在刚性活塞缸内往复运动并与其滑动接触。流体腔由活塞缸和活塞限定。致动器适于驱动活塞以改变流体腔的容积。流体腔与流体室流体连通。

【技术实现步骤摘要】
用于车辆的连续可变刚度流体弹簧系统及其操作方法
本主题公开涉及车辆流体弹簧，更具体地涉及连续可变刚度流体弹簧系统。
技术介绍
车辆中的空气弹簧通常是调平控制特征的一部分，该特征用于根据行驶条件保持更理想的轮眉高度，而与车辆有效载荷无关。空气弹簧可以通过调节空气弹簧中的空气质量来维持、升高或降低车辆的轮眉高度。例如，借助于压缩机、储气罐和/或排气阀，使用四角调平控制逻辑，向空气弹簧添加空气或从其去除空气质量。已知的调平系统通过降低车辆空载时的弹簧刚度和行驶频率来提供改善行驶质量的机会。四角调平系统还具有动态调节车辆轮眉高度的能力，比如在较高车速下降低轮眉高度以节省燃料和在需要离地间隙以提高乘员的进出性能时升高轮眉高度，并且在停止时(例如展销厅)提供更具吸引力的造型提示。尽管四角空气弹簧系统可能具有增强整体车辆性能的能力，但它具有可能会降低性能属性的某些缺点。例如，由于空气弹簧内部的传热作用，车辆侧倾刚度和所产生的侧倾角从持续转弯操纵的开始到结束都会增加。而且，因为确定空气弹簧的弹簧刚度的变量之一是空气量，所以弹簧刚度具有轮眉高度依赖性(即较低轮眉高度的较高弹簧刚度和较高轮眉高度的较低弹簧刚度)。此外，空气弹簧的力变形曲线不是线性的。即，弹簧刚度在颠簸时增加而在回弹时减小。回弹时的下降弹簧刚度加上2PASS的较低行驶频率降低了接触回弹止动件所需的悬架能量，从而降低了车辆的行驶和处理性能。常见的解决方案包括增加回弹时的悬架行程和/或在减震器内包含回弹弹簧。因此，期望提供对空气弹簧系统的弹簧刚度的更大控制。<br>
技术实现思路
在一示例性实施例中，一种车辆流体弹簧系统适于吸收施加到车辆的至少一个车轮上的道路冲击。车辆流体弹簧系统包括第一流体弹簧和第一可变容积单元。第一流体弹簧包括适于改变容积的流体室。第一可变容积单元包括：刚性活塞缸；适于在刚性活塞缸内往复运动并与其滑动接触的活塞；由活塞缸和活塞限定的流体腔；以及适于驱动活塞以改变流体腔的容积的致动器。流体腔与流体室流体连通。除前述实施例外，流体室是空气室，并且流体腔是空气腔。作为替代或补充，在前述实施例中，车辆流体弹簧系统包括弹性偏压构件，其适于在活塞与刚性活塞缸之间施加偏压力，以在将活塞驱动到刚性活塞缸中时辅助致动器，从而减小流体腔的容积。作为替代或补充，在前述实施例中，车辆流体弹簧系统包括配置成控制致动器的致动的控制器。作为替代或补充，在前述实施例中，车辆流体弹簧系统包括：第二流体弹簧，包括流体室；以及第二可变容积单元。第二可变容积单元包括：刚性活塞缸；适于在刚性活塞缸内往复运动并与其滑动接触的活塞；由活塞缸和活塞限定的流体腔；以及适于驱动活塞以改变流体腔的容积的致动器。第二可变容积单元的流体腔与第二流体弹簧的流体室流体连通。控制器为车辆性能独立地控制第一和第二可变容积单元的致动器。作为替代或补充，在前述实施例中，车辆流体弹簧系统包括配置成测量活塞的位置的位置传感器。作为替代或补充，在前述实施例中，车辆流体弹簧系统包括传感器，其配置为向控制器发送指示活塞位置的信号；以及存储在控制器的电子存储介质中的图。控制器配置为将信号施加到所述图，从而输出指示弹簧刚度的命令信号。作为替代或补充，在前述实施例中，致动器接收命令信号，以使活塞的位置影响弹簧刚度。作为替代或补充，在前述实施例中，致动器均包括电动马达。根据另一非限制性实施例的车辆包括车身、四个车轮、四个流体弹簧、四个可变容积单元和控制器。第一流体弹簧联接在车身与第一车轮之间并适于控制它们之间的位移。第一流体弹簧包括适于改变容积的第一流体室。第一可变容积单元包括：活塞缸；适于在活塞缸内往复运动并与其滑动接触的活塞；由活塞缸和活塞限定的第一流体腔；以及适于驱动活塞以改变第一流体腔的容积的第一致动器。第一流体腔与第一流体室流体连通。第二流体弹簧联接在车身与第二车轮之间并适于控制它们之间的位移。第二流体弹簧包括适于改变容积的第二流体室。第二可变容积单元包括：活塞缸；适于在活塞缸内往复运动并与其滑动接触的活塞；由活塞缸和活塞限定的第二流体腔；以及适于驱动活塞以改变第二流体腔的容积的第二致动器。第二流体腔与第二流体室流体连通。第三流体弹簧联接在车身与第三车轮之间并适于控制它们之间的位移。第三流体弹簧包括适于改变容积的第三流体室。第三可变容积单元，包括：活塞缸；适于在活塞缸内往复运动并与其滑动接触的活塞；由活塞缸和活塞限定的第三流体腔；以及适于驱动活塞以改变第三流体腔的容积的第三致动器。第三流体腔与第三流体室流体连通。第四流体弹簧联接在车身与第四车轮之间并适于控制它们之间的位移。第四流体弹簧包括适于改变容积的第四流体室。第四可变容积单元包括：活塞缸；适于在活塞缸内往复运动并与其滑动接触的活塞；由活塞缸和活塞限定的第四流体腔；以及适于驱动活塞以改变第四流体腔的容积的第四致动器。第四流体腔与所述第四流体室流体连通。控制器配置为独立地控制第一、第二、第三和第四致动器的致动。除了前述实施例之外，第一、第二、第三和第四可变容积单元中的每一个均包括位置传感器，其配置为检测各个活塞的位置并将各个位置信号发送到控制器。作为替代或补充，在前述实施例中，车辆包括驾驶模式选择器和预编程图。驾驶模式选择器配置为便于在多个性能模式之间进行选择，并将多个性能模式中的所选模式传达给控制器。预编程图存储在控制器的存储介质中。由控制器的处理器执行计算机指令，该处理器将位置信号与预编程图进行比较，从而控制致动器以基于所选模式来调节车身的轮眉高度。作为替代或补充，在前述实施例中，车辆包括存储在控制器的电子存储介质中的预编程图。控制器包括配置为执行指令的处理器，该指令利用预编程图和位置信号来控制相应第一、第二、第三和第四流体弹簧的弹簧刚度。作为替代或补充，在前述实施例中，处理器配置成将命令信号输出到相应第一、第二、第三和第四可变容积单元的致动器，以控制相应第一、第二、第三和第四流体弹簧的弹簧刚度。作为替代或补充，在前述实施例中，致动器是电动马达。作为替代或补充，在前述实施例中，活塞缸是刚性的。根据另一非限制性实施例的操作流体弹簧系统的方法包括以下步骤：由控制器从流体弹簧组件的可变容积单元接收活塞位置信号。活塞位置信号被施加到存储在控制器中的预编程图，从而产生致动器命令信号。致动器命令信号被发送到可变容积单元的致动器。然后基于命令信号将可变容积单元的活塞重新定位，以控制流体弹簧组件的流体弹簧的弹簧刚度。除了前述实施例之外，该方法包括经由活塞改变活塞缸腔的容积以实现对弹簧刚度的控制。作为替代或补充，在前述实施例中，腔与流体弹簧的室直接流体连通。作为替代或补充，在前述实施例中，该方法包括通过控制器接收驾驶员引起的处理事件信号以及通过控制器接收道路事件信号。然后，控制器将道路事件信号与驾驶员引起的处理事件信号混合，以产生致动器命令信号。当结合附图考虑时，根据以下详细描述，本公开的以上特征和优点以及其他特征和优点将显而易见。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆流体弹簧系统，其适于吸收施加到车辆的至少一个车轮上的道路冲击，所述车辆流体弹簧系统包括：/n第一流体弹簧，包括适于改变容积的流体室；以及/n第一可变容积单元，包括：刚性活塞缸；适于在刚性活塞缸内往复运动并与其滑动接触的活塞；由活塞缸和活塞限定的流体腔；以及适于驱动活塞以改变流体腔的容积的致动器，其中，所述流体腔与所述流体室流体连通。/n

【技术特征摘要】
20200213 US 16/790,1051.一种车辆流体弹簧系统，其适于吸收施加到车辆的至少一个车轮上的道路冲击，所述车辆流体弹簧系统包括：
第一流体弹簧，包括适于改变容积的流体室；以及
第一可变容积单元，包括：刚性活塞缸；适于在刚性活塞缸内往复运动并与其滑动接触的活塞；由活塞缸和活塞限定的流体腔；以及适于驱动活塞以改变流体腔的容积的致动器，其中，所述流体腔与所述流体室流体连通。


2.根据权利要求1所述的车辆流体弹簧系统，其中，所述流体室是空气室，并且所述流体腔是空气腔。


3.根据权利要求1所述的车辆流体弹簧系统，还包括弹性偏压构件，其适于在所述活塞与刚性活塞缸之间施加偏压力，以在将活塞驱动到刚性活塞缸中时辅助所述致动器，从而减小所述流体腔的容积。


4.根据权利要求1所述的车辆流体弹簧系统，还包括配置成控制所述致动器的致动的控制器。


5.根据权利要求4所述的车辆流体弹簧系统，还包括：
第二流体弹簧，包括流体室；以及
第二可变容积单元，包括：刚性活塞缸；适于在刚性活塞缸内往复运动并与其滑动接触的活塞；由活塞缸和活塞限定的流体腔；以及适于驱动活塞以改变流体腔的容积的致动器，其中，所述第二可变容积单元的流体腔与所述第二流体弹簧的流体室流体连通，并且所述控制器为车辆性能独立地控制所述第一和第二可变容积单元的致动器。


6.根据权利要求1所述的车辆流体弹簧系统，还包括位置传感器，其配置成测量所述活塞的位置。


7.根据权利要求4所述的车辆流体弹簧系统，还包括：
传感器，其配置为向所述控制器发送指示活塞位置的信号；以及
存储在所述控制器的电子存储介质中的图，其中，所述控制器配置为将信号施加到所述图，从而输出指示弹簧刚度的命令信号。


8.根据权利要求7所述的车辆流...

【专利技术属性】
技术研发人员：LG格普弗雷，A巴拉西努，WB奇西辛，RG伊扎克，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US