CN104343884A - 一种矿车油气悬架阻尼控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿车油气悬架阻尼控制方法，属于机械控制领域，应用于矿用机械车辆，方法包括：通过中央处理器仿真不同模拟工况下油气悬架系统所需的阻尼孔径值，并建立阻尼孔径值的数据库；通过传感器检测所需行驶路面的现实工况，并将现实工况传递至中央处理器；中央处理器将现实工况与数据库的模拟工况进行比较，选择数据库中相应模拟工况所对应的阻尼孔径值；中央处理器将所选择的阻尼孔径值传递至所述阻尼孔控制装置，通过所述阻尼孔控制装置控制所述油气悬架系统的阻尼孔径。本发明的技术方案通过计算机仿真得到阻尼孔径库，然后经过查找得到悬架阻尼孔径值，控制方法简单，容易实现，自适应能力强。

Description

一种矿车油气悬架阻尼控制方法

技术领域

本发明属于机械设备控制领域，涉及一种阻尼控制方法，尤其涉及一种适用于矿用机械车辆的油气悬架阻尼控制方法。

背景技术

悬架的任务是传递作用在车轮和车架之间的力和力矩，缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，以保证汽车能平顺行驶，提高人们乘坐的舒适性。

由变阻尼减振器或变刚度弹簧构成的半主动悬架系统可以根据路面条件及汽车行驶状态而做出响应，既弥补了被动悬架系统的缺陷，又突破了主动悬架在实际应用中的局限，具有较高的性能价格比和广阔的应用前景。

因此，寻求合适的控制策略来较大地提高汽车的平顺性和舒适性是今后的发展方向。

发明内容

有鉴于此，本发明通过计算机仿真得到阻尼孔径库，然后经过查找得到悬架阻尼孔径值，控制方法简单，容易实现，自适应能力强。

为达到上述目的，具体技术方案如下：

提供了一种矿车油气悬架阻尼控制方法，应用于矿用机械车辆，所述矿用机械车辆上设有分别与中央处理器相连的传感器和阻尼孔控制装置，所述阻尼孔控制装置设于所述矿用机械车辆的油气悬架系统上，所述方法包括：

步骤1，通过所述中央处理器仿真不同模拟工况下所述油气悬架系统所需的阻尼孔径值，并建立阻尼孔径值的数据库；

步骤2，通过所述传感器检测所需行驶路面的现实工况，并将所述现实工况传递至所述中央处理器；

步骤3，所述中央处理器将所述现实工况与所述数据库的模拟工况进行比较，选择所述数据库中相应模拟工况所对应的阻尼孔径值；

步骤4，所述中央处理器将所选择的阻尼孔径值传递至所述阻尼孔控制装置，通过所述阻尼孔控制装置控制所述油气悬架系统的阻尼孔径。

优选的，所述模拟工况和现实工况分别包括不同装载条件下的路面激励的频率与振幅。

优选的，所述步骤1中中央处理器通过建立油气悬架系统模型仿真不同模拟工况下所需的阻尼孔径值。

优选的，所述油气悬架系统模型的参数包括油缸体积、气缸体积、车体质量。

优选的，所述油气悬架系统包括变阻尼减震器或变刚度弹簧。

优选的，所述变阻尼减震器包括上部油气缸、下部油气缸和阻尼孔，所述上部油气缸、下部油气缸分别包括气缸和油缸，所述上部油气缸的油缸通过所述阻尼孔与下部油气缸的油缸相通。

优选的，所述传感器包括加速度传感器、凸起物传感器、高度传感器和车速传感器。

优选的，所述阻尼孔控制装置为设于所述阻尼孔上的控制阀。

相对于现有技术，本发明的技术方案的优点有：

1、控制方法简单，容易实现，自适应能力强；

2、对传感器要求不高，成本低；

3、降低结构件的冲击，提高使用寿命。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明实施例的油气悬架系统的结构示意图。

其中，1为上部油气缸、2为下部油气缸、3为阻尼孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下将结合附图对本发明的实施例做具体阐释。

本发明的实施例采用的阻尼调整技术方案是使用简单且容易实现的仿真数据来实现，采用传感器检测与仿真数据结果相结合的方法，改变油气悬架系统的阻尼值。具体改进主要有：一、通过中央处理器，及计算机仿真，得出在相应路面模拟工况下的阻尼孔径最优值。二、将传感器检测与计算机仿真结果相结合，使油气悬架系统在不同路况保持最优阻尼状态。

如图1中所示，在本发明的实施例中，包括：

步骤1，首先建立矿车油气悬架系统的复杂AMESim(Advanced ModelingEnvironment for performing Simulation of engineering systems，多学科领域复杂系统建模仿真平台)模型。如图1中所示，油气悬架系统包括上部油气缸1、下部油气缸2和阻尼孔3。上部油气缸1、下部油气缸2分别包括气缸和油缸，上部油气缸1的油缸通过阻尼孔2与下部油气缸2的油缸相通。悬架主要由活塞杆、活塞筒及密封圈等部件构成，活塞杆与活塞筒之间构成一段环形腔。在模型中分别建立缸筒、环形腔、上部油液体积、气体体积、单向阀与四分之一车体质量模型。气体腔在液体腔上部，通过可变容积与液体腔相连接，环形腔通过可变容积模块，与单向阀相连。

油气悬架是一种新型的底盘悬架技术，空气悬架的一种特例，极大程度地减少对运载装置（或货物）与道路的破坏。油气悬架技术是发展特种车辆、大型工程车辆及其他多轴车辆等专用底盘的必不可少的关键技术。

本发明的实施例通过中央处理器仿真不同模拟工况下，优选为不同装载条件的路面激励的频率与振幅下油气悬架系统所需的阻尼孔径值，并建立阻尼孔径值的数据库；如下表1和2中分别所示的通过仿真得到的空载好满载下不同振幅（单位：mm）和频率（单位：Hz）的阻尼孔径值。

表1：

表2：

步骤2，通过传感器检测所需行驶路面的现实工况，并将现实工况传递至中央处理器；用户初次使用需要通过传感器对道路信息进行检测其激励频率及振幅（空载、满载等），通过车载中央处理器分析。

传感器将汽车行驶的路面情况（汽车的振动）和车速及起动、加速、转向、制动等工况转变为电信号，输送给中央处理器的电子控制单元。

输入到电子控制单元的信号有：各车轮上设置的检测车身纵向加速度的传感器信号，路面预测传感器测出的车辆前方是否有凸起物以及凸起大小的检测信号，在各车轮处检测车身高度的传感器信号及车速传感器检测到的车速信号等。

步骤3，中央处理器将现实工况与数据库的模拟工况进行比较，选择数据库中相应模拟工况所对应的阻尼孔径值，发出控制信号。

步骤4，中央处理器将所选择的阻尼孔径值传递至阻尼孔控制装置，通过阻尼孔控制装置控制油气悬架系统的阻尼孔径。

阻尼孔控制装置优选为控制阀。控制阀的开度可以随着输入的控制电流的大小而改变，以便控制进入油管的油量，进而控制施加到液压执行器的油压，随着输入控制阀的电流的增加，液压执行器承载能力也增加。

本发明的实施例根据检测的路面激励值在阻尼数据库中选择相应的阻尼孔径值调整悬架系统的阻尼孔径，从而达到改变悬架阻尼的阻尼值，获得最佳减振效果的目的。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (8)

1.一种矿车油气悬架阻尼控制方法，应用于矿用机械车辆，所述矿用机械车辆上设有分别与中央处理器相连的传感器和阻尼孔控制装置，所述阻尼孔控制装置设于所述矿用机械车辆的油气悬架系统上，其特征在于，所述方法包括：

步骤1，通过所述中央处理器仿真不同模拟工况下所述油气悬架系统所需的阻尼孔径值，并建立阻尼孔径值的数据库；

步骤2，通过所述传感器检测所需行驶路面的现实工况，并将所述现实工况传递至所述中央处理器；

步骤3，所述中央处理器将所述现实工况与所述数据库的模拟工况进行比较，选择所述数据库中相应模拟工况所对应的阻尼孔径值；

步骤4，所述中央处理器将所选择的阻尼孔径值传递至所述阻尼孔控制装置，通过所述阻尼孔控制装置控制所述油气悬架系统的阻尼孔径。

2.如权利要求1所述的矿车油气悬架阻尼控制方法，其特征在于，所述模拟工况和现实工况分别包括不同装载条件下的路面激励的频率与振幅。

3.如权利要求2所述的矿车油气悬架阻尼控制方法，其特征在于，所述步骤1中中央处理器通过建立油气悬架系统模型仿真不同模拟工况下所需的阻尼孔径值。

4.如权利要求3所述的矿车油气悬架阻尼控制方法，其特征在于，所述油气悬架系统模型的参数包括油缸体积、气缸体积、车体质量。

5.如权利要求3所述的矿车油气悬架阻尼控制方法，其特征在于，所述油气悬架系统包括变阻尼减震器或变刚度弹簧。

6.如权利要求5所述的矿车油气悬架阻尼控制方法，其特征在于，所述变阻尼减震器包括上部油气缸（1）、下部油气缸（2）和阻尼孔（3），所述上部油气缸（1）、下部油气缸（2）分别包括气缸和油缸，所述上部油气缸（1）的油缸通过所述阻尼孔（3）与下部油气缸（2）的油缸相通。

7.如权利要求6所述的矿车油气悬架阻尼控制方法，其特征在于，所述传感器包括加速度传感器、凸起物传感器、高度传感器和车速传感器。

8.如权利要求7所述的矿车油气悬架阻尼控制方法，其特征在于，所述阻尼孔控制装置为设于所述阻尼孔上的控制阀。