一种车辆、互联式车辆悬架系统及其控制方法与流程

[0001]
本发明涉及一种车辆、互联式车辆悬架系统及其控制方法。


背景技术：

[0002]
车辆在行驶过程中，由于不平路面较多，加上减速带等颠簸路面经常出现，导致车辆在通过这些比较差的路面时，会产生冲击感大、颠簸严重等极其不舒服的问题，导致客户抱怨，乘客乘坐极其不舒服。主要原因是车辆经过大坑洼路面时，悬架动刚度变化较大，导致车辆自振频率明显增大，车辆上下振动幅度与频率增大，最终导致车辆舒适性变差。但是，如果降低了悬架的刚度，那么，就会带来操控不足、侧倾感较大、导致驾乘安全感降低的问题。操纵稳定性及乘坐舒适性的平衡及兼顾提升，成为底盘技术中急需解决的疑难问题。
[0003]
授权公告号为cn104786772b的中国发明专利文件中公开了一种互联式空气悬架系统，包括分别设置在车辆前后左右的四个空气弹簧减振器，空气弹簧减振器由空气弹簧(即气囊)和减振器构成，它将半主动悬架技术引入互联空气悬架技术中，通过大幅提升可供选择的互联空气悬架的互联模式，达到既能调节车辆侧倾特性，又能调节车辆俯仰特性的效果，并将减振器的互联状态融于半主动控制范畴内，大幅扩大调节状态集，从而在保证车辆转弯、起步、制动性能的同时，进一步提升车辆的行驶平顺性。但是，该系统存在下问题：首先，同时利用空气弹簧和减振器实现悬架控制，将减振器与空气弹簧集成于一体，通过减振器互联起到抗侧倾作用，其中减振器的可靠性比较低，比较容易出现故障，进而导致整个空气悬架系统的可靠性较低；而且，该系统同时利用空气弹簧和减振器，就会造成系统结构比较复杂，相应地，系统存在的故障点就比较多，也会影响整个空气悬架系统的可靠性。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的是提供一种车辆、互联式车辆悬架系统及其控制方法，用以解决现有的互联式空气悬架系统的可靠性较低的问题。
[0005]
为实现上述目的，本发明的方案包括：
[0006]
一种互联式车辆悬架系统，包括左前气囊、左后气囊、右前气囊和右后气囊，各气囊包括上气囊体和下活塞，上气囊体内部形成气囊的上腔，下活塞内部形成气囊的下腔，所述左前气囊的上腔通过第一连接管路连接所述右前气囊的下腔，所述右前气囊的下腔通过第二连接管路连接所述右后气囊的上腔，所述右后气囊的上腔通过第三连接管路连接所述左后气囊的下腔，所述左后气囊的下腔通过第四连接管路连接所述左前气囊的上腔；所述左前气囊的下腔通过第五连接管路连接所述右前气囊的上腔，所述右前气囊的上腔通过第六连接关系连接所述右后气囊的下腔，所述右后气囊的下腔通过第七连接管路连接所述左后气囊的上腔，所述左后气囊的上腔通过第八连接管路连接所述左前气囊的下腔，各连接管路上设置有控制阀门；所述互联式车辆悬架系统还包括控制模块、转向检测模块和刹车信号检测模块，所述控制模块的采样信号输入端连接所述转向检测模块和刹车信号检测模
块，所述控制模块的控制信号输出端连接各个控制阀门。
[0007]
通过设置在车辆前后左右的气囊、相应的连接管路以及其他的相关结构构成互联式车辆悬架系统，当各连接管路上的控制阀门打开时，各个气囊的上腔和下腔对应连通，能够减小气囊的动刚度，提升车辆乘坐舒适性；当各连接管路上的控制阀门关闭时，连接管路关闭，各个气囊不连通，各个气囊形成一个密闭的空间，气囊的有效动刚度增大，提升车辆安全性。而且，该车辆悬架系统中的起到舒适性和安全性的核心机构只有气囊，相较于现有技术中的需要空气弹簧和减振器同时作用才能够起到悬架控制的方式，结构上得到了很大的简化，相应地，系统存在的故障点的个数就大幅度减少，进而提升系统可靠性；并且，避免了减振器出现故障的可能性，进而提升整个系统的可靠性。另外，通过转向检测模块检测转向信号，通过刹车信号检测模块检测刹车信号，并根据转向信号和刹车信号控制各个控制阀门的状态，因此，根据车辆的运行状态相应控制车辆的悬架系统，提升了舒适性和安全性。
[0008]
进一步地，为了进一步提升转向信号的检测可靠性，所述转向检测模块包括方向盘转角检测模块和侧向加速度检测模块。
[0009]
进一步地，为了提升悬架的控制可靠性，所述互联式车辆悬架系统还包括车速检测模块，所述控制模块的采样信号输入端连接所述车速检测模块。
[0010]
进一步地，为了直观显示各个控制阀门的状态，所述互联式车辆悬架系统还包括与各个控制阀门的状态对应的状态指示灯，所述控制模块的控制信号输出端连接所述状态指示灯。
[0011]
一种车辆，包括车辆本体和一种互联式车辆悬架系统，所述互联式车辆悬架系统包括左前气囊、左后气囊、右前气囊和右后气囊，各气囊包括上气囊体和下活塞，上气囊体内部形成气囊的上腔，下活塞内部形成气囊的下腔，所述左前气囊的上腔通过第一连接管路连接所述右前气囊的下腔，所述右前气囊的下腔通过第二连接管路连接所述右后气囊的上腔，所述右后气囊的上腔通过第三连接管路连接所述左后气囊的下腔，所述左后气囊的下腔通过第四连接管路连接所述左前气囊的上腔；所述左前气囊的下腔通过第五连接管路连接所述右前气囊的上腔，所述右前气囊的上腔通过第六连接关系连接所述右后气囊的下腔，所述右后气囊的下腔通过第七连接管路连接所述左后气囊的上腔，所述左后气囊的上腔通过第八连接管路连接所述左前气囊的下腔，各连接管路上设置有控制阀门；所述互联式车辆悬架系统还包括控制模块、转向检测模块和刹车信号检测模块，所述控制模块的采样信号输入端连接所述转向检测模块和刹车信号检测模块，所述控制模块的控制信号输出端连接各个控制阀门。
[0012]
通过设置在车辆前后左右的气囊、相应的连接管路以及其他的相关结构构成互联式车辆悬架系统，当各连接管路上的控制阀门打开时，各个气囊的上腔和下腔对应连通，能够减小气囊的动刚度，提升车辆乘坐舒适性；当各连接管路上的控制阀门关闭时，连接管路关闭，各个气囊不连通，各个气囊形成一个密闭的空间，气囊的有效动刚度增大，提升车辆安全性。而且，该车辆悬架系统中的起到舒适性和安全性的核心机构只有气囊，相较于现有技术中的需要空气弹簧和减振器同时作用才能够起到悬架控制的方式，结构上得到了很大的简化，相应地，系统存在的故障点的个数就大幅度减少，进而提升系统可靠性；并且，避免了减振器出现故障的可能性，进而提升整个系统的可靠性。另外，通过转向检测模块检测转
向信号，通过刹车信号检测模块检测刹车信号，并根据转向信号和刹车信号控制各个控制阀门的状态，因此，根据车辆的运行状态相应控制车辆的悬架系统，提升了舒适性和安全性。
[0013]
进一步地，为了进一步提升转向信号的检测可靠性，所述转向检测模块包括方向盘转角检测模块和侧向加速度检测模块。
[0014]
进一步地，为了提升悬架的控制可靠性，所述互联式车辆悬架系统还包括车速检测模块，所述控制模块的采样信号输入端连接所述车速检测模块。
[0015]
进一步地，为了直观显示各个控制阀门的状态，所述互联式车辆悬架系统还包括与各个控制阀门的状态对应的状态指示灯，所述控制模块的控制信号输出端连接所述状态指示灯。
[0016]
一种专用上述互联式车辆悬架系统的控制方法，车辆正常行驶过程中，控制各控制阀门打开，并实时检测车辆的相关信号，所述车辆的相关信号包括转向信号和刹车信号，当检测到车辆转向或者刹车时，控制各控制阀门关闭。
[0017]
通过转向检测模块检测转向信号，通过刹车信号检测模块检测刹车信号，并根据转向信号或者刹车信号控制各个控制阀门的状态，因此，根据车辆的运行状态相应控制车辆的悬架系统，提升了舒适性和安全性。
[0018]
进一步地，为了提高控制可靠性，所述车辆的相关信号还包括车辆的加速度信号，当检测到车辆的加速度信号大于设定加速度阈值时，控制各控制阀门关闭。
[0019]
进一步地，为了提高控制可靠性，当车辆的车速为0时，控制各控制阀门打开。
附图说明
[0020]
图1是本发明提供的互联式车辆悬架系统的总体布置示意图；
[0021]
图2是本发明提供的气囊的结构示意图；
[0022]
图3是本发明提供的互联式车辆悬架系统的一种具体实施方式示意图；
[0023]
其中，100为气囊，200为控制阀门，300为管路，1为右前气囊，2为电磁阀，3为第一总连接管路，4为控制器，5为状态指示灯，6为左前气囊，7为左后气囊，8为右后气囊，9为第二总连接管路。
具体实施方式
[0024]
车辆实施例：
[0025]
本实施例提供一种车辆，包括车辆本体和一种互联式车辆悬架系统，由于车辆本体属于常规技术，而且不是本申请的发明点，本实施例就不再具体说明。以下重点对互联式车辆悬架系统进行具体说明。车辆本体包括车体，该互联式车辆悬架系统设置车体和车桥总成之间，该互联式车辆悬架系统的上端与车体连接，下端与车桥总成连接，如图1所示。
[0026]
如图1所示，互联式车辆悬架系统的结构总体上包括三大部分：分别是气囊100、控制阀门200和管路300。本实施例中，控制阀门200以电磁阀为例。
[0027]
图2给出了气囊100的一种结构，包括上气囊体和下活塞，上气囊体内部形成气囊的上腔，下活塞内部形成气囊的下腔。上腔和下腔之间设置有通孔，通过通孔实现气体的流通，而且，作为一个具体实施方式，下腔分为三个子腔室，三个子腔室其实为两个气室，两边
气室是相通的，跟中间的子腔室是通过通孔实现气体的流通。
[0028]
如图3所示，就图3所示的方位而言，包括左前气囊6、左后气囊7、右前气囊1和右后气囊8。左前气囊6的上腔通过第一连接管路连接右前气囊1的下腔，右前气囊1的下腔通过第二连接管路连接右后气囊8的上腔，右后气囊8的上腔通过第三连接管路连接左后气囊7的下腔，左后气囊7的下腔通过第四连接管路连接左前气囊6的上腔，其中，第一连接管路、第二连接管路、第三连接管路和第四连接管路构成第一总连接管路3。左前气囊6的下腔通过第五连接管路连接右前气囊1的上腔，右前气囊1的上腔通过第六连接关系连接右后气囊8的下腔，右后气囊8的下腔通过第七连接管路连接左后气囊7的上腔，左后气囊7的上腔通过第八连接管路连接左前气囊6的下腔，其中，第五连接管路、第六连接管路、第七连接管路和第八连接管路构成第二总连接管路9。上述各连接管路上设置有电磁阀2。为了实现悬架控制，该互联式车辆悬架系统还包括控制模块(即图3中的控制器4)、转向检测模块和刹车信号检测模块，控制器4的采样信号输入端连接转向检测模块和刹车信号检测模块，控制器4的控制信号输出端连接各电磁阀2，控制器4根据接收到的转向信号和刹车信号对电磁阀2进行控制。其中，刹车信号检测模块用于检测车辆的刹车信号，比如通过检测制动踏板的开度信号获取到车辆的刹车信号，具体为：当制动踏板的开度值大于设定开度值时，判定车辆采取了有效刹车。另外，还可以通过下述的车速信号判定车辆是否刹车。
[0029]
进一步地，为了在控制时加入车速信号，互联式车辆悬架系统还包括车速检测模块，控制器4的采样信号输入端连接车速检测模块，以接收车速信号，而且，根据车速信号还可以检测车辆的加速度状态，比如：根据车速信号能够检测得到一定时间段内的车速变化情况，并根据车速变化情况以及对应的时间段计算得到车辆的加速度信号，当然，加速度信号还可以通过其他的检测设备获取，比如油门踏板的开度信号，当油门踏板的开度大于一定值时，表示车辆所需的加速度比较大。
[0030]
为了进一步提升转向信号的检测可靠性，转向检测模块包括方向盘转角检测模块和侧向加速度检测模块，方向盘转角检测模块安装在方向盘的转向管柱上，用于采集方向盘转角信号以及角速度信号，侧向加速度检测模块可以是加速度传感器或者陀螺仪，用于采集车辆的侧向加速度，通过采集更多的车身信息能够使控制器4对车身状态的判断更精确和快速。
[0031]
另外，互联式车辆悬架系统还包括与各个电磁阀2的状态对应的状态指示灯5，控制器4的控制信号输出端连接状态指示灯5，状态指示灯5可以只有一个，也可以与电磁阀2的个数相等，且与各个电磁阀2相对应。
[0032]
该互联式车辆悬架系统的控制思路是：根据不同的运行状态控制各气囊之间的连通关系，增强车辆对不同路况的适应性能，既能保证过弯、刹车或者超车时能够提供足够的侧倾稳定性，保证安全性，又能保证车辆在正常行驶过程中能够隔离来自路面的不同频率的激励，衰减振动，提供较好的乘坐舒适性，兼顾操纵稳定性的同时，有保证良好的乘坐舒适性。具体控制过程如下：
[0033]
当车辆正常行驶过程中，表示车辆没有其他的影响正常行车的操作，比如：方向盘转角检测模块、侧向加速度和制动信号检测模块均没有检测到有效的信号，综合判断车辆没有转向或者刹车，车辆处于直线行驶工况(比如车辆保持迅速直线行驶)，此时司机对车辆的操控性能要求不高，司机更关注车辆的舒适性能，那么，控制器4控制各电磁阀2打开，
连通前后左右四个气囊的上下腔，使得气囊的有效体积增大，减小气囊动刚度，提升车辆乘坐舒适性，而且，状态指示灯5的“开”状态被点亮。并且，在车辆正常行驶过程中，实时检测车辆的转向信号和刹车信号，当检测到车辆转向时，比如：车辆紧急变道或进行弯道行驶，此时车辆应具有较好的操控性能，以提高驾驶安全性，那么，控制器4控制各电磁阀2关闭，各个气囊之间断开连接，使得气囊的有效体积减小，气囊动刚度得到提高，从而提升车辆的操控性能，而且，状态指示灯5的“关”状态被点亮；当检测到车辆刹车时，比如车辆出现紧急制动，车辆会出现俯冲运动，此时左前气囊6和右前气囊1受到压缩，左后气囊7和右后气囊8受到拉伸，控制器4根据接收到的刹车信号，给电磁阀2发出控制指令，将电磁阀2关闭，各个气囊之间断开连接，使得气囊的有效体积减小，气囊动刚度得到提高，从而抑制了车辆的俯冲运动，保证了乘坐舒适性和平稳性，而且，状态指示灯5的“关”状态被点亮。
[0034]
进一步地，在车辆正常行驶过程中，还检测车辆的加速度信号，当检测到车辆的加速度信号大于设定加速度阈值时，表示车辆需要超车，此时车辆应具有较好的操控性能，以提高驾驶安全性，那么，控制器4控制各电磁阀2关闭，各个气囊之间断开连接，使得气囊的有效体积减小，气囊动刚度得到提高，从而提升车辆的操控性能，而且，状态指示灯5的“关”状态被点亮。
[0035]
当检测到车辆的车速为0，即车辆停车时，比如车辆处于驻车状态下，此时司机对车辆的操控性能要求不高，司机更关注车辆的舒适性能，那么，控制器4控制各电磁阀2打开，连通前后左右四个气囊的上下腔，使得气囊的有效体积增大，减小气囊动刚度，提升车辆乘坐舒适性，而且，状态指示灯5的“开”状态被点亮。
[0036]
另外，当气囊出现漏气等故障时，控制器4控制各个电磁阀2关闭，断开各个气囊之间的连接，各个气囊正常起作用，不会引发失效，提升可靠性。
[0037]
第一总连接管路3和第二总连接管路9原则上气路直径越大越好，根据空气动力学理论，气体在流过小孔时，其通流能力受到压力差、流速、节流孔形状、尺寸等多个因素的影响，同一激振频率下，节流孔径较小时，气体在节流孔处更容易发生壅塞，所以弹簧动刚度也相对较高；相对较小的孔，气流在较大节流孔口处受阻以致发生壅塞所需要的频率要更高，所以节流孔径增大所对应的有效作用频率区间也较高；当节流孔足够大时，节流孔对最大试验频率下所流经气体没有阻碍作用，气体能够完全交换，此时弹簧动刚度最小。所以，当空气管路直径越大时，电磁阀2断开和闭合两种状态下，整车的动刚度变化越明显。
[0038]
因此，控制器4通过车速、方向盘转角信号和制动信号等综合判断当前工况，自动控制电磁阀2的通断，实现气囊动刚度的自由切换，兼顾车辆在不同路况下的舒适性及操纵稳定性，使高速变道稳定性更好、弯道行驶稳定性更高，兼顾舒适性及操纵稳定性。而且，取消辅助气室，增大了底盘总布置空间，保证其他部件合理布置，保证气囊动刚度有效降低，提升车辆乘坐舒适性，解决辅助气室与底盘布置空间矛盾问题，保证底盘其他部件有效布置的同时，大幅提升车辆乘坐舒适性。气囊承载力大，可用于大型客车或载重客车，应用车型较广。
[0039]
以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述互联式车辆悬架系统的结构以及基于该系统的控制方法。而且，该互联式车辆悬架系统并不局限于上述控制方法，还可以有其他的相关控制方式，那么，该系统的保护重点就在于图3所示的气囊、电磁阀以及连接管路的硬件结构，就不局限于相关的控制部
分，比如控制模块以及其他的信号检测模块。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。
[0040]
互联式车辆悬架系统实施例：
[0041]
本实施例提供一种互联式车辆悬架系统，由于该系统在上述车辆实施例中已进行了详细地描述，本实施例就不再具体说明。
[0042]
控制方法实施例：
[0043]
本实施例提供一种基于互联式车辆悬架系统的控制方法，由于该控制方法在上述车辆实施例中已进行了详细地描述，本实施例就不再具体说明。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除