CN101549626A - 一种响应快捷阻尼连续可调的自适应半主动悬架系统 - Google Patents

Abstract

一种响应快捷阻尼连续可调的自适应半主动悬架系统，是为较好地满足人们对提高车辆行驶平顺性和舒适性的要求而研发的。目前，现有的半主动悬架技术中较成熟的一种是阻尼连续可调型，它的最大不足是响应时滞过大。当然，由于现有技术和生产成本的限制，绝大部分汽车，尤其是轿车的悬架仍然是采用着传统的被动悬架技术。因此，研发出全新的、响应快捷的、成本较低的半主动悬架是现代汽车技术发展的急需和必然。本发明就是针对这一需求而研发的一种新型半主动悬架系统。它具有全新的控制方法和控制信号采集、处理方式，响应灵敏，结构简单，无中间转换环节和执行机构，成本比现有的半主动悬架技术大为降低等显著优势。

Description

一种响应快捷阻尼连续可调的自适应半主动悬架系统

一、技术领域：

本发明涉及一种汽车用半主动悬架系统。尤其适用于中高级轿车用的半主动悬架系统。也适用于其它各种机动车辆。

二、技术现状：

现代汽车的悬架系统中分为被动悬架、半主动悬架和主动悬架。传统的被动悬架因其弹簧刚度和阻尼不能随车辆的载荷和道路状况及车辆的行驶状态改变，故其不能满足人们对进一步提高车辆行驶平顺性和乘坐舒适性的要求，所以人们开展了对可变弹簧刚度和可调阻尼的半主动悬架和主动悬架的研究。主动悬架虽能较好地满足人们对其各项性能的调控，但因其需要另配动力源，控制系统复杂，成本太高，加上车载质量的增加和可靠性等因素的影响，在目前的技术条件下，限制了其商业价值。因此，人们给予了半主动悬架更多的关注。

目前，现有技术中的半主动悬架有二种主要类型：一种是阻尼连续可调型，另一种是离散阻尼值切换型。前者是悬架系统中减振器的阻尼值在一定的范围内连续可调；后者的阻尼值只能在几个预设的离散点上切换。阻尼连续可调型的主要技术支撑是可调阻尼减振器。可调阻尼减振器中，一种技术比较成熟的是通过调节减振器的节流阀的开度来改变悬架系统的阻尼特性，其调节一般由高速步进电机驱动节流阀芯来实现。它的主要不足是响应时滞太大。其响应特性远不及离散阻尼值切换型。但离散阻尼值切换型的主要技术支撑阀控技术还在发展之中，实际应用还不多见。

在现有的阻尼连续可调的半主动悬架中，也因其减振器结构复杂，控制信号采集及处理系统也较复杂，其成本仍然不能为使用面最广的中高级轿车接受，目前只在少量的豪华轿车和特种车辆采用。因此，研发出结构简单，控制方式简便，响应快捷的阻尼可调的半主动悬架系统，是使半主动悬架系统发挥效能服务大众的急需。

三、发明目的和解决方案：

本发明的目的就是针对现有的阻尼连续可调的半主动悬架中，控制方式繁杂，控制信号采集和处理环节多，减振器结构复杂，响应时滞大，成本仍然太高等缺陷，研发出的一种具有全新的控制方式，控制信号采集简便，不需转换，无中间执行机构，响应快捷，生产成本接近于传统被动悬架的阻尼连续可调的自适应半主动悬架系统。

本发明的解决方法是：悬架系统由弹性元件1，减振器2，动态调节节流阀3，静态调节节流阀4，位移比例转换器5，位移标杆6，弹簧7、8，防倾斜控制器9组合构成，将阻尼调节分为静态调节(根据车辆载荷变化的调节)和动态调节(车辆行驶中根据道路状况和行驶状态的自动调节)俩个部分来调节控制。在静态调节中，取车轮与车身的位移信号为其控制信号，直接由固定于车桥或悬臂上的位移标杆6采集，该标杆直接伸进一个下端封闭，上端有一可移动的活塞的位移比例转换器5之中，位移比例转换器5的活塞上下腔充满了油液，当车轮与车身产生了静态位移，位移标杆6即已伸进了位移比例转换器5的下腔，由伸进部分标杆所占有的容积液体推动上端活塞上移，压缩弹簧7推动节流阀4的节流阀芯关小节流口，提高阻尼力，使之与新的载荷相适应，位移标杆6的位移与位移比例转换器5上部活塞位移的比例由它们的面积比确定；在动态调节中，节流阀3的节流阀芯开度主要由减振器2的活塞上下腔压差控制：当车轮碰到凸块时，会使减振器下腔产生压力脉冲，该脉冲同时作用在节流阀3的节流阀芯下部端面上，迅捷地推动节流阀芯上移打开节流口，减小阻尼，以利发挥弹性元件1的作用，减振器在较小阻尼状态下快速缩回，减轻凸块对车身的冲击；当车轮跌向凹坑时，在弹性元件1的作用下，减振器2的活塞上腔压力高于下腔，该压差同时作用在节流阀3的节流阀芯的上端面上，使节流口关小，提高阻尼力，衰减弹性元件1产生的振幅；当车辆急刹或急拐弯时由于惯性，车身会急速向前或向一侧倾斜，此时只要位移标杆6的行程超出正常的调阻区，就会推动位移比例转换器5的活塞上移关闭其上腔与减振器2活塞上腔的通道，而将其上腔的排油排至防倾斜控制器9的下腔，推动其活塞上行，由活塞上腔的液体推动节流阀3的节流阀芯关小开口，提高阻尼，提高悬架系统的刚度，减小车身的倾斜。尽管在动态调节中，位移标杆6会同时移动，但由于位移标杆6与位移比例转换器5的位移比例作用和作用在节流阀芯的弹簧刚度较小，其作用力相对压差的作用力太小，可以忽略不计。

四、附图说明：

附图1是本发明的系统原理图。

五、实施方式：

本发明的具体实施方式是：当车辆负载增加时，固定于车桥或悬臂上的位移标杆6直接伸进位移比例转换器5之中，由伸进部分标杆所占有的容积液体推动其上端活塞上移，压缩弹簧7推动节流阀4的节流阀芯关小节流口，提高阻尼力，使之与新的载荷相适应；在动态调节中，节流阀3的节流阀芯开度主要由减振器2的活塞上下腔压差控制：当车轮碰到凸块时，会使减振器下腔产生压力脉冲，该脉冲同时作用在节流阀3的节流阀芯下部端面上，迅捷地推动节流阀芯上移打开节流口，减小阻尼，减振器在较小阻尼状态下快速缩回，减轻凸块对车身的冲击；当车轮跌向凹坑时，在弹性元件1的作用下，减振器2的上腔压力高于下腔，该压差同时作用在节流阀3的节流阀芯的上端面上，使节流口关小，提高阻尼力，衰减弹性元件1产生的振幅；当车辆急刹或急拐弯时由于惯性，车身会急速向前或向一侧倾斜，此时只要位移标杆6的行程超出正常的调阻区，就会推动位移比例转换器5的活塞上移关闭其上腔与减振器2的活塞上腔的通道，而将其上腔的排油排至防倾斜控制器9的下腔，推动活塞上行，继而推动节流阀3的节流阀芯关小开口，提高阻尼，提高悬架系统的刚度，减小车身的倾斜。

Claims (5)

1.一种响应快捷阻尼连续可调的半主动悬架系统，由弹性元件1，减振器2，动态调节节流阀3，静态调节节流阀4，位移比例转换器5，位移标杆6，弹簧7、8，防倾斜控制器9组合构成，其特征是：将阻尼调节分为静态调节和动态调节俩个部分来调节控制，在静态调节中，取车轮与车身的位移信号为其控制信号，由固定于车桥或悬臂上的位移标杆6采集，该标杆直接伸进位移比例转换器5之中，位移比例转换器5的活塞上下腔充满了油液，当车轮与车身产生了静态位移，标杆6伸进了位移比例转换器5的下腔，由伸进部分标杆所占有的容积液体推动其活塞上移，压缩弹簧7推动节流阀4的节流阀芯关小节流口，提高阻尼力，使之与新的载荷相适应，在动态调节中，节流阀3的节流阀芯开度主要由减振器2的活塞上下腔压差控制：当车轮碰到凸块时，会使减振器下腔产生压力脉冲，该脉冲同时作用在节流阀3的节流阀芯下部端面上，迅捷地推动节流阀芯上移打开节流口，减小阻尼，以利发挥弹性元件1的作用，减振器在较小阻尼状态下快速缩回，减轻凸块对车身的冲击，当车轮跌向凹坑时，在弹性元件1的作用下，减振器2的活塞上腔压力高于下腔，该压差同时作用在节流阀3的节流阀芯的上端面上，使节流口关小，提高阻尼力，衰减弹性元件1产生的振幅，当车辆急刹或急拐弯时由于惯性，车身会急速向前或向一侧倾斜，此时只要位移标杆6的行程超出正常的调阻区，就会推动位移比例转换器5的活塞上移关闭其上腔与减振器2的活塞上腔的通道，而将其上腔的排油排至防倾斜控制器9的下腔，推动其活塞上行，继而推动节流阀3的节流阀芯关小开口，提高阻尼，提高悬架系统的刚度，阻止车身继续加大倾斜。

2.根据权利要求1所述的一种响应快捷阻尼连续可调的半主动悬架系统，其特征在于：动态调节节流阀3，静态调节节流阀4，位移比例转换器5，位移标杆6，弹簧7、8，防倾斜控制器9可以组合集成装于减振器2内部，也可以分立元件置于减振器2的外部。

3.根据权利要求1所述的一种响应快捷阻尼连续可调的半主动悬架系统，其特征在于：减振器2可以是双筒式、充气式、油气式等多种型式。

4.根据权利要求1所述的一种响应快捷阻尼连续可调的半主动悬架系统，其特征在于：弹性元件1可以是板式、螺旋式或气囊式等多种型式。

5.根据权利要求1所述的一种响应快捷阻尼连续可调的半主动悬架系统，其特征在于：动态调节节流阀3和静态调节节流阀4可以合成为一个阀，也可分立为二个阀，其结构可以是滑阀或旋阀等各种结构型式。

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