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原文传递刚度可调的半主动油气悬挂系统及其调控方法

专利名称：	刚度可调的半主动油气悬挂系统及其调控方法
摘要：	本发明涉及一种刚度可调的半主动油气悬挂系统，其包括悬挂缸、节流阀、控制器、设置于车身上部的加速度传感器、并联设置的第一蓄能器和第二蓄能器、分别与第一蓄能器和第二蓄能器相连通且并联设置的第一气控阀和第二气控阀、与第一气控阀和第二气控阀的控制端相连的电磁气动换向阀、与第二蓄能器相连通的气动伺服阀、与气动伺服阀相连通的第一储气罐和第二储气罐，与储气罐相连通的第一单向阀、第二单向阀和真空泵，与第二储气罐相连的第一压力传感器和与第二蓄能器相连的第二压力传感器。本发明的刚度可调的半主动油气悬挂系统可根据路况实时调节蓄能器的充气压力，从而可实时调节悬挂系统刚度，提高车辆在不同路况下行驶时的平顺性和操纵稳定性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	河北;13
申请人：	燕山大学
发明人：	赵丁选;郭庆贺;赵小龙;杨梦轲
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-28T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-02T00:00:00+0800
申请号：	CN201910351347.3
公开号：	CN110077192A
代理机构：	北京孚睿湾知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	孙建
分类号：	B60G17/04(2006.01);B;B60;B60G;B60G17
申请人地址：	066000 河北省秦皇岛市海港区河北大街西段438号
主权项：	1.一种刚度可调的半主动油气悬挂系统，其特征在于：其包括悬挂缸、节流阀、第一气控阀、第二气控阀、第一蓄能器、第二蓄能器、气动伺服阀、第一储气罐、第二储气罐、第一单向阀、第二单向阀、真空泵、第一压力传感器、第二压力传感器、控制器、电磁气动换向阀、气源、加速度传感器和油箱；所述悬挂缸包括缸筒和活塞杆，所述缸筒上端与车身相连，所述活塞杆下端与车轮相连；所述悬挂缸的有杆腔与所述油箱连通，无杆腔与所述节流阀相连通；所述第一蓄能器和第二蓄能器并联设置，且均与所述节流阀相连通，所述第一蓄能器和第二蓄能器的初始充气压力相同；所述第一蓄能器和节流阀之间的通路中设有第一气控阀，所述第二蓄能器和节流阀之间的通路中设有第二气控阀，所述第一气控阀和第二气控阀的控制端均与电磁气动换向阀相连，所述电磁气动换向阀的控制端信号由所述控制器给出；所述气动伺服阀与第二蓄能器相连，所述气动伺服阀的控制端信号由所述控制器给出；所述第一储气罐和第二储气罐的第一端与气动伺服阀相连，第二端与真空泵相连，所述真空泵用于将第二储气罐中的气体抽出送至第一储气罐中，以备用于给第二蓄能器充气，所述真空泵的起停信号由控制器给出；所述真空泵和第一储气罐的通路中设有第一单向阀，所述第二储气罐和所述气动伺服阀通路中设有第二单向阀；所述第二储气罐和真空泵之间的通路中设有第一压力传感器，用于采集第二储气罐中气体的实时压力数据，并将数据传送至控制器，所述第二蓄能器和气动伺服阀之间的通路中设有第二压力传感器，用于采集所述第二蓄能器中气体的实时压力数据，并将数据传送至控制器；所述加速度传感器安装在所述车身上，用于检测车身的垂向加速度，并将车身加速度数据传送至控制器。 2.根据权利要求1所述的刚度可调的半主动油气悬挂系统，其特征在于：所述第一气控阀和第二气控阀为二位二通气控换向阀，均包括导通和关闭两种状态，当所述第一气控阀处于导通状态时，悬挂缸无杆腔的油液能经过节流阀和第一气控阀流向第一蓄能器中，当所述第二气控阀处于导通状态时，悬挂缸无杆腔的油液能经过节流阀和第二气控阀流向第二蓄能器中；当所述第一气控阀和第二气控阀均处于关闭状态时，油液被截止在所述悬挂缸的无杆腔中。 3.根据权利要求1所述的刚度可调的半主动油气悬挂系统，其特征在于：所述电磁气动换向阀为二位二通式，包括左位和右位两种状态，当电磁气动换向阀处于左位状态时，第一气控阀关闭，第二气控阀导通，油液经节流阀和第二气控阀流向第二蓄能器；当电磁气动换向阀处于右位状态时，第一气控阀导通，第二气控阀关闭，油液经节流阀和第一气控阀流向第一蓄能器。 4.根据权利要求1所述的刚度可调的半主动油气悬挂系统，其特征在于：所述气动伺服阀为三位三通式，包括上位、中位和下位三种状态，当其处于中位时，第二蓄能器与第一储气罐之间的通路处于截止状态；当其处于上位时，第二蓄能器与第二储气罐之间的通路导通；当其处于下位时，第二蓄能器与第一储气罐之间的通路导通。 5.一种利用权利要求1～4任一所述的刚度可调的半主动油气悬挂系统进行悬挂刚度调控的方法，其特征在于：刚度可调的半主动油气悬挂系统根据路面状况实时调节第二蓄能器的充气压力，从而实时调节悬挂刚度；所述控制器内部预先设定一车身加速度取值范围：[al，au]，其中，al＜au，al为第一加速度阈值，au为第二加速度阈值，al和au的大小根据对实际具体车辆的行驶平顺性和车辆操纵稳定性要求进行设定，通过调节第二蓄能器的充气压力，使设置于车身上方的加速度传感器在Δt时间段内传送至控制器的所有加速度数据经计算处理后得出的车身加权加速度a始终保持在[al，au]范围内，具体方法为：若al≤a≤au，控制器不输出任何控制信号，电磁气动换向阀处于左位状态，第一气控阀处于关闭状态，第二气控阀处于导通状态，气动伺服阀处于中位状态，真空泵处于停机状态，悬挂缸无杆腔的油液经过节流阀和第二气控阀流向第二蓄能器中，此时悬挂系统利用第二蓄能器吸能、释能的特性吸收来自活塞杆的冲击力，实现抑制车身振动的目的；若a＞au，则控制器首先输出控制信号给电磁气动换向阀的控制端，电磁气动换向阀由左位切换至右位，此时第一气控阀处于导通状态，第二气控阀处于关闭状态，悬挂缸无杆腔的油液经第一气控阀流向第一蓄能器中，此时悬挂系统暂时利用第一蓄能器吸收来自活塞杆的冲击力；然后，控制器输出控制信号给气动伺服阀控制端和真空泵控制端，气动伺服阀由中位状态切换至上位状态，第二蓄能器和第二储气罐之间的通路导通，第二蓄能器中的氮气经过气动伺服阀、第二单向阀进入第二储气罐中，第二蓄能器处于放气状态，同时真空泵启动，将第二储气罐中氮气抽出送至第一储气罐中，第一压力传感器监测第二储气罐中气体压力，并将压力信号传送至控制器，当第二储气罐中气体压力为零时，控制器停止输出控制信号给真空泵，真空泵停止运转；第二压力传感器监测第二蓄能器中气体压力，并将压力信号传送给控制器，当第二蓄能器中气体压力调节至当前路况下目标充气压力pn-t时，控制器首先停止输出信号给气动伺服阀的控制端，气动伺服阀由上位切换回中位，第二蓄能器和第二储气罐之间的通路被截止，控制器再次停止给电磁气动换向阀控制端，电磁气动换向阀由右位切换回左位，第一气控阀关闭，第二气控阀导通，悬挂缸无杆腔的油液经过节流阀和第二气控阀流向第二蓄能器中，此时车身加速度降至可实现抑制车身强烈振动的目的；若a＜al，控制器输出控制信号给电磁气动换向阀的控制端，电磁气动换向阀由左位切换至右位，此时第一气控阀处于导通状态，第二气控阀处于关闭状态，悬挂缸无杆腔的油液经第一气控阀流向第一蓄能器中，此时悬挂系统暂时利用第一蓄能器吸收来自活塞杆的冲击力；然后，控制器输出控制信号给气动伺服阀控制端，气动伺服阀由中位状态切换至下位状态，第二蓄能器和第一储气罐之间的通路导通，第一储气罐中的氮气经过气动伺服阀进入第二蓄能器中，第二蓄能器处于充气状态，第二压力传感器监测第二蓄能器中气体压力，并将压力信号传送给控制器，当第二蓄能器中气体压力调节至当前路况下目标充气压力pn-t时，控制器首先停止输出信号给气动伺服阀的控制端，气动伺服阀由下位切换回中位，第二蓄能器和第一储气罐之间的通路被截止，控制器停止给电磁气动换向阀控制端，电磁气动换向阀由右位切换回左位，第一气控阀关闭，第二气控阀导通，悬挂缸无杆腔的油液经过节流阀流向第二蓄能器中，此时车身加速度升至对应的车辆操纵稳定性得到提高。
所属类别：	发明专利