CN104334379A - 用于车辆的液压高度调整系统 - Google Patents

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Abstract

该系统包括：第一对线性液压作动器(10)，分别以这种方式设置在车身(B)和相应的后轮(RW)之间，该方式为每一个作动器(10)的展开和压缩分别使后轴处的车身(B)离地高度增加和减小；第二对线性液压作动器(12)，分别以这种方式设置在车身(B)和相应的前轮(FW)之间，该方式为每一个作动器(12)的展开和压缩分别使前轴处的车身(B)离地高度增加和减小；产生受压流体流动的供给装置(P)；油箱(T)；连接第一和第二对线性液压作动器(10，12)和供给装置(P)以及油箱(T)的液压回路(14，22，24，28，30)；和流量控制装置(20，26，34，36，38，40，ECU)，其被设置为控制流入/流出第一和第二对线性液压作动器(10，12)的受压流体的流动以便保证，在车身(B)升高或降低期间，车身(B)在前轴的离地高度始终小于在后轴的离地高度。

Description

用于车辆的液压高度调整系统
技术领域
本发明涉及一种用来调整车辆离地高度的液压高度调整系统，车辆包括车身、一对彼此沿着前轴定位的前轮和一对彼此沿着后轴定位的后轮。
背景技术
用来调整车辆车身离地高度的液压高度调整系统是已知的，并且包括四个线性液压作动器(通常为单作用作动器)和液压回路，每个作动器插入在各个车轮和车身之间以改变该轮的旋转轴与车身之间的距离，液压回路被设置为控制流入/流出液压作动器的受压流体(通常为油)的流动。车身离地的最大高度因此对应于液压作动器充分展开的状态，而车身离地的最小高度对应于液压作动器完全地压缩或者缩回的状态。液压回路包括泵和一个或多个流量控制阀(通常为电磁阀)，泵产生要供给到液压作动器的受压流体，并且通过流量控制阀控制流入/流出液压作动器的受压流体的流动。泵和流量控制阀通过电子控制器进行控制，电子控制器考虑到发送给其的有关速度和离地高度的数据，限定并设置离地的要求高度以便优化车辆悬架的运行情况和/或车辆的空气动力效率。典型地，低速时要求离地高度处于最大高度以允许车辆轻松通过路面上的障碍(例如像坑或者隆起这种)或者轻松越过陡坡(例如像车库入口斜坡这种)而没有损坏车身的危险，反之高速时要求离地高度处于最小高度以使气动阻力系数(Cx)最小。
利用这种高度调整系统可以获得车辆的以下四个主要工作状态：
1)最小离地高度的静止状态，其中所有四个液压作动器都完全压缩；
2)最大离地高度的静止状态，其中所有四个液压作动器都充分展开；
3)动态升起，其中泵产生供给到四个液压作动器以使其展开的受压流体；和
4)动态降低，其中流体从四个液压作动器中排出并且后者在车辆重量的作用下缩回。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种上述确定类型的液压高度调整系统，该系统能够改变车身的离地高度，即使车辆在高速行驶时，而没有负面影响车辆本身的稳定性。
借助于具有如独立权利要求1中所述特征的液压高度调整系统，该目的及其他目的可根据本发明完全实现。
本发明的优选实施例限定在从属权利要求中，其内容将作为接下来描述的完整的、不可分割的部分。
简而言之，本发明是基于如下构思的，配置高度调整系统来控制位于车辆前轴和后轴的液压作动器的展开和缩回以便始终保证，在车辆升高或降低的动态条件下，前轴，即前轮处的车身离地高度小于后轴，即后轮处的车身离地高度。这允许防止车辆在行驶期间，尤其是高速行驶期间，采取所谓的起飞姿态，即这种姿态能在车辆上产生倾向于降低车辆本身稳定性的升力。
优选地，高度调整系统被配置为顺序控制位于车辆前后轴上的作动器，由此当车身离地高度增加时，首先展开位于车辆后轴上的液压作动器(这将使车辆后轴升高)，然后展开位于车辆前轴的液压作动器(于是这也将使车辆前轴升高)，反之，当车身离地高度减小时，首先压缩位于车辆前轴的液压作动器(这将使车辆前轴降低)，然后压缩位于车辆后轴的液压作动器(于是这也将使车辆后轴降低)。
为了允许顺序控制位于车辆两轴上的液压作动器，高度调整系统的液压回路优选包括第一流量控制电磁阀和第二流量控制电磁阀，第一流量控制电磁阀被设置为控制流入/流出位于车辆后轴的、与该阀门串联并且位于其下游的液压作动器的受压流体的流动，第二流量控制电磁阀被设置为控制流入/流出位于车辆前轴的液压作动器的受压流体的流动。借助于两个流量控制电磁阀的这种设置，由液压控制回路中的泵产生的受压流体首先被供给到后部液压作动器，然后在一延迟之后同样供给到前部作动器，该延迟是通过调整与前部作动器相连的流量控制电磁阀启动的时间由电子控制器设定的。因此，当离地高度正在增加时，车辆后轴始终先于前轴升高因而防止车辆采取起飞姿态。
附图说明
本发明的另外特征和优势将由接下来的、参考附图纯粹通过非限制性实施例给出的详细说明清楚地得出，其中：
图1是曲线图，按照同一时间标度分别给出车辆前轴和后轴处车辆车身离地高度的要求变化分布情况，能够保证车辆从不采取起飞姿态；
图2以侧视图示意地图示出一车辆，在其车轮上设有相应的、可操作为调整车身离地高度的液压作动器；和
图3示意地图示出根据本发明的优选实施例的液压高度调整系统，其被设置为控制图2的车辆液压作动器以便调整车身离地高度。
具体实施方式
首先参考图1，这里描绘的曲线显示出，按照同一时间标度分别给出车辆前轴(zf)和后轴(zr)处车辆车身离地高度的要求变化分布情况，能够保证车辆从不采取起飞姿态。从前轴和后轴处的最小离地高度状态开始，后轴首先升高(时间t1)然后在时间t2前轴也升高。前轴升高所用的延迟Δtup＝t2-t1应当长于给定的、根据车辆行驶状态预先设置或者定期制定的极限值。在车辆降低期间，应当保证前轴达到最小高度的时间(表示为t3)先于后轴到达最小高度的时间(表示为t4)。同样在这种情况下，后轴相对于前轴到达最小离地高度所用的延迟Δtdown＝t4-t3应当长于给定的、根据车辆行驶状态预先设置或者定期制定的极限值。
为了保证获得车辆离地高度的变化分布，例如参考图1如上所述的变化分布的可能性，本发明提供一种用来调整车身离地高度的液压高度调整系统，其实施例示意性地图示于图2和3中。
参考图2和3，高度调整系统包括四个线性液压作动器(在下文中简称为作动器)，即分别位于车身(在图2中表示为B)和相应后轮(在图2中表示为RW)之间的一对后部作动器10和分别位于车身B和相应前轮(在图2中表示为FW)之间的一对前部作动器12。作动器10和12被如此配置以致于当其展开时分别在后轴和前轴处，导致车身B和相应后轮RW或者前轮FW之间的距离以及车身离地高度增加，并且当其压缩时导致车身B和相应后轮RW或者前轮FW之间的距离以及车身离地高度减小。优选地，作动器10和12是单作用作动器，因此当其供有受压流体(尤其是油)时使离地高度增加，反之，当其排空时使离地高度减小。
高度调整系统进一步包括配有泵P的供给装置、油箱T和连接作动器10，12和泵P以及油箱T的液压回路。泵P是由马达M驱动的并且具有产生要通过供给管线14供给到作动器10和12的受压流体的功能。均为已知类型的过滤器16和止回阀18位于供给管线14内。第一流量控制电磁阀20(在下文中简称为第一电磁阀)位于供给管线14内、止回阀18的下游，该电磁阀控制通过供给管线14、通过连接到后部作动器10上的第一进给管线22和通过连接到油箱T的排放管线24的流体的流动。第一电磁阀20具有至少一个第一位置(工作位置)和第二位置(静止位置)，在第一位置其使第一进给管线22与供给管线14连通，在第二位置其使第一进给管线22与排放管线24连通。因此，当第一电磁阀20启动时，其使第一进给管线22与供给管线14连通并且通过泵P产生的受压流体被供给到后部作动器10，这导致后部作动器展开并且车辆后轴被升高。
液压回路还配有第二流量控制电磁阀26(在下文中简称为第二电磁阀)，其控制流入/流出连接到前部作动器12的第二进给管线28的流动。第二电磁阀26具有至少一个第一位置(工作位置)和第二位置(静止位置)，在第一位置其使第二进给管线28与源于设置在第一进给管线22上的分支点32的分支管线30连通，在第二位置其使第二进给管线28与排放管线24连通。因此，当第二电磁阀26启动时，其使第二进给管线28通过第一进给管线22和分支管线30与供给管线14连通，并且通过泵P产生的受压流体同样被供给到前部作动器12，这使前部作动器展开以及车辆前轴升高。换句话说，然后与前部作动器12相连的第二电磁阀26和与后部作动器10相连的第一电磁阀20串联(并位于其下游)。可变节流器34和36分别位于第一进给管线22和第二进给管线28中，并且并联设置，每个节流器具有相应的止回阀38和40，由此节流器34只在流体从后部作动器10排放时起作用而节流器36只在前部作动器12被供给流体时起作用。
还提供压力传感器42并将其设置为在分支点32检测流体压力以及将相应信号发送至电子控制器ECU，ECU通过控制马达M和电磁阀20，26控制高度调整系统的操作。最后，供给管线14和排放管线24通过第一最大压力阀44和第二最大压力阀46相互之间连通，第一最大压力阀阻断过滤器16和止回阀18之间的供给管线14中的流体，而第二最大压力阀阻断止回阀18下游的供给管线14中的流体。
如上所述的高度调整系统如下操作。为了首先在后轴然后在前轴顺序地升高车身，电子控制器ECU首先启动第一电磁阀20以向后部作动器10供给受压流体，然后在一定时间间隔后同样启动第二电磁阀26以同样向前部作动器12供给受压流体。自然地，为了同样向前部作动器12供给受压流体，第一电磁阀20必须保持在工作位置。通过压力传感器42，电子控制器ECU能够检测出后部作动器10是否已经完全展开于是例如一旦车辆后轴已经到达最大离地高度就启动第二电磁阀26。另一方面，为了首先前轴然后后轴顺序地降低车身，电子控制器ECU首先使第二电磁阀26回到静止位置以便排空前部作动器12，然后在一定时间间隔之后同样操作第一电磁阀20以便排空后部作动器10。在这一阶段，借助于通过止回阀40从前部作动器12排出以及通过可变节流器34从后部作动器10排出的流体，前轴降低的速度高于车辆后轴降低的速度。
鉴于上述描述，由根据本发明的高度调整系统获得的优势是显然的。
由于相互之间串联的两个电磁阀的设置，利用控制流入/流出设在控制流入/流出后部作动器的流动的电磁阀下游的前部作动器的流动的电磁阀，高度调整系统能够顺序地完成首先在后轴然后在前轴的车身升高，以及首先在前轴然后在后轴的车身降低，由此始终保证前轴处离地高度不大于后轴处的，以及车辆不采取起飞姿态。
即使在一个流量控制电磁阀或者两个都出故障的情况下，车身也决不会首先在前轴然后在后轴升高，因为如果出现与后部作动器相连的电磁阀故障，不仅仅后部作动器还有前部作动器都不能被供给受压流体，因此车身不会在前轴或者后轴处升高，反之，如果出现与前部作动器相连的电磁阀故障，车身只在后轴处升高。即使在对两个前部作动器或者两个后部作动器同时供给流体或者排放流体的情况下，可变节流器和相应止回阀的特定设置无论如何都会保证，当车身正被升高时，后轴处的升高快于前轴处的，因为相应的止回阀绕过与后部作动器相连的节流器，以及，当车身正被降低时，前轴处的降低快于后轴处的(实际上相应的止回阀绕过与前部作动器相连的节流器)。
此外，借助于压力传感器的特定设置，高度调整系统允许通过单个传感器检查车身是否已经顺序地在后轴和前轴处升高。
另外的优势在于，借助于唯一一个附加的最大压力阀(即阻断沿着止回阀下游的供给管线的那个)可以避免流体变得过热的情况下液压回路中的过压现象。
自然地，本发明的原理未变，实施例和细部结构可根据纯粹通过非限制性实施例描述和图示的那些内容进行广泛地变化。
例如，根据本发明的变型，液压回路可包括唯一一个位于分支点上游的流量控制电磁阀。因此，在这种情况下，不再可能顺序地对设置在车辆两个轴上的作动器进行供给和排放，但是借助于可变节流器和相应电磁阀的设置可以保证，当车身正被升高时，后轴处的升高快于前轴处的，以及，当车身被降低时，前轴处的降低快于后轴处的。不管怎样，即使利用根据本发明的高度调整系统的这种变型，通过防止车辆在升高和降低的动态条件下采取起飞姿态从而达到来保证车辆稳定性的目的。

Claims (8)

1.一种用来调整车辆离地高度的液压高度调整系统，车辆包括车身(B)、一对前轮(FW)和一对后轮(RW)，
该高度调整系统包括:
第一对线性液压作动器(10)，每个以这种方式设置在车身(B)和相应的后轮(RW)之间：所述第一对线性液压作动器(10)中的每一个线性液压作动器(10)的展开和压缩分别使车身(B)和相应的后轮(RW)之间的距离增加和减小，以及分别使车辆后轴处的车身(B)离地高度增加和减小，
第二对线性液压作动器(12)，每个以这种方式设置在车身(B)和相应的前轮(FW)之间：所述第二对线性液压作动器(12)中的每一个线性液压作动器(12)的展开和压缩分别使车身(B)和相应的前轮(FW)之间的距离增加和减小，以及分别使车辆前轴处的车身(B)离地高度增加和减小，
供给装置(P)，用于产生受压流体流动，
油箱(T)，
液压回路(14，22，24，28，30)，将第一和第二对线性液压作动器(10，12)和供给装置(P)以及油箱(T)连接，以及
流量控制装置(20，26，34，36，38，40，ECU)，其被设置为控制流入/流出第一和第二对线性液压作动器(10，12)的受压流体的流动，
该高度调整系统的特征在于，所述流量控制装置(20，26，34，38，40，ECU)被配置为保证，在车身(B)升高或降低期间，车身(B)在前轴的离地高度始终小于在后轴的离地高度。
2.根据权利要求1所述的高度调整系统，其特征在于，所述流量控制装置(20，26，34，36，38，40，ECU)包括第一电磁阀(20)、第二电磁阀(26)和电子控制器(ECU)，第一电磁阀被设置为控制流入/流出第一对线性液压作动器(10)的受压流体流动，第二电磁阀被设置为与第一电磁阀(20)串联位于其下游并且被设置为控制流入/流出第二对线性液压作动器(12)的受压流体流动，电子控制器(ECU)被配置为控制第一和第二电磁阀(20，26)以便当离地高度增加时受压流体首先供给到第一对线性液压作动器(10)然后供给到第二对线性液压作动器(12)，以及当离地高度减小时受压流体首先从第二对线性液压作动器(12)排出然后从第一对线性液压作动器(10)中排出。
3.根据权利要求2所述的高度调整系统，其特征在于，液压回路(14，22，24，28，30)包括连接到供给装置(P)的供给管线(14)，连接到油箱(T)的排放管线(24)，连接到第一对线性液压作动器(10)的第一进给管线(22)，连接到第二对线性液压作动器(12)的第二进给管线(28)和在分支点(32)从第一进给管线(22)分出的分支管线(30)，其中，第一电磁阀(20)插入到供给管线(14)和位于分支点(32)上游的第一进给管线(22)之间并且第二电磁阀(26)插入到分支管线(30)和第二进给管线(28)之间。
4.根据权利要求3所述的高度调整系统，其特征在于，第一和第二电磁阀(20，26)都是两位三通电磁阀，第一电磁阀(20)被设置为将第一进给管线(22)交替地与供给管线(14)或者排放管线(24)连接，并且第二电磁阀(26)被设置为将第二进给管线(28)交替地与分支管线(30)或者排放管线(24)连接。
5.根据权利要求3或4所述的高度调整系统，其特征在于，所述流量控制装置(20，26，34，36，38，40，ECU)进一步包括位于第一进给管线(22)中的第一可变节流器(34)和位于第二进给管线(28)中的第二可变节流器(36)，以及与第一可变节流器(34)并联设置的第一止回阀(38)和与第二可变节流器(36)并联设置的第二止回阀(40)，由此第一可变节流器(34)只有在流体从第一对线性液压作动器(10)排出时起作用，而第二可变节流器(36)只有在流体供给到第二对线性液压作动器(12)时起作用。
6.根据权利要求3-5中任一项所述的高度调整系统，进一步包括压力传感器(42)，其被设置为检测分支点(32)处的流体压力并将相应信号发送至电子控制器(ECU)。
7.根据权利要求1所述的高度调整系统，其特征在于，液压回路包括供给管线，该供给管线连接到供给装置并分支为连接到第一对线性液压作动器的第一进给管线和连接到第二对线性液压作动器的第二进给管线，以及所述流量控制装置包括位于供给管线(14)中用来控制流入/流出第一和第二对线性液压作动器的受压流体流动的单个电磁阀、设置为控制电磁阀的电子控制器、位于第一进给管线中的第一可变节流器、位于第二进给管线中的第二可变节流器、与第一可变节流器并联设置的第一止回阀和与第二可变节流器并联设置的第二止回阀。
8.配有根据前述权利要求中任一项所述的液压高度调整系统的车辆。
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