CN105329058A - 一种馈能型主动空气悬架系统及其控制方法 - Google Patents

一种馈能型主动空气悬架系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种馈能型主动空气悬架系统及其控制方法，该系统包括空气弹簧减震器、气压执行机构、检测机构、高压储存罐、空气压缩机、低压储存罐、气压马达、电机/发电机和电子控制单元ECU，通过所述电子控制单元ECU控制所述电机/发电机是以发电机的模式进行回收能量，还是以电机模式根据阻尼需求控制电机的转速和转向，带所述动气压马达转动调节空气弹簧阻尼，使阻尼的达到操纵稳定性和乘坐舒适性要求；同时实现了空气弹簧阻尼调节和能量回收，提高车辆的操控性，稳定性和舒适性又有利提高能量的利用率。

Description

一种馈能型主动空气悬架系统及其控制方法
技术领域
本发明属于汽车电子空气悬架的自动控制以及能量回收领域，具体涉及一种馈能型主动空气悬架系统及其控制方法。
背景技术
现代汽车的电子控制空气悬架系统，其刚度和阻尼是分别由空气弹簧的高度和节流孔直径共同作用实现的；节流孔对空气弹簧的刚度影响，主要是体现在增加开度时有利于降低弹簧的动刚度，节流孔全部闭合时动刚度最大，随着节流孔开度的增加弹簧的动刚度不断降低；在空气弹簧受力变形时，主气室与附加气室之间将产生压力差，气体流经节流孔时，由于阻力作用而吸收一部分能量，因此具有阻尼作用，由于节流孔开度的可调节，一次可以对空气悬架的阻尼连续调节，当节流孔的直径足够大时，阻尼作用趋于零，当节流孔足够小时，阻尼区域无穷大，即为无附加气室时的特殊情况，车体的垂向平稳性和舒适性随节流孔的直径增加而明显改善。
同时汽车在行驶过程中，会由于汽车的振动而消耗大量能量，有研究表明振动所消耗的能量还要远远大于汽车制动所消耗的能量，如果能有效回收能使电动汽车的续航里程增加20％～30％，因此能够将汽车振动所消耗的能量进行有效的回收，会更好的达到节能的目的。
随着人们对汽车乘坐舒适性要求的提高，新型的智能空气悬架系统由于能够更好的提供悬架刚度和阻尼，而被广泛的应用于新型客车、混合电动汽车、以及高级轿车上，但空气悬架的会在汽车行驶中消耗更多的能量，因此对于空气悬架能量的回收是十分必要的。
本发明提供一种馈能型主动空气悬架系统及其控制方法，同时实现空气弹簧阻尼调节和能量回收，且对阻尼调节的范围比节流孔更广。
发明内容
本发明的目的是为了同时实现空气悬架馈能和主动控制，而提供一种馈能型主动空气悬架系统及其控制方法，同时实现空气弹簧阻尼调节和能量回收，在保证稳定性、安全性和回收能量的基础上，提高车辆的操纵稳定性、平顺性和舒适性。
本发明的技术方案是：一种馈能型主动空气悬架系统，包括空气弹簧减震器、检测机构、气压马达、发电设备和电子控制单元ECU；
所述空气弹簧减震器包括主气室和副气室；所述副气室上设有单向阀，所述主气室与所述气压马达通过气压管道连接，所述主气室与所述气压马达之间的气压管道上设有电磁阀a，所述气压马达通过气压管道与所述副气室相连通，所述气压马达与所述副气室之间的气压管道上设有电磁阀e；
所述发电设备包括电机/发电机、整流电路和蓄电池；所述气压马达与所述电机/发电机连接，所述电机/发电机通过所述整流电路与所述蓄电池电连接；
所述检测机构包括气体压力传感器a、气体压力传感器b、高度传感器和垂直加速度传感器，所述气体压力传感器a和所述高度传感器设于所述主气室内，所述气体压力传感器b设于所述副气室内；所述垂直加速度传感器安装在车轮与车身之间；
所述电子控制单元ECU包括输入模块、运算模块、压力控制模块、电机/发电机控制模块和输出模块；
所述输入模块与所述气体压力传感器a、所述气体压力传感器b、高度传感器和所述垂直加速度传感器电连接，所述输入模块用于接收所述气体压力传感器a和所述气体压力传感器b检测的气体压力信号，所述高度传感器检测的高度信号，以及所述垂直加速度传感器检测的垂直加速度信号，并将气体压力信号、高度信号和垂直加速度信号传送给所述运算模块；
所述运算模块用于根据气体压力信号比较所述主气室与所述副气室之间的压力大小，根据高度信号和垂直加速度信号计算所述空气弹簧减震器所需的阻尼大小，并计算出所述气压马达所需的转速，并将压力大小结果传送到所述压力控制模块，将压力大小和阻尼大小以及转速的结果传送到所述电机/发电机控制模块；
所述压力控制模块用于根据压力大小的结果生成压力控制指令，并传送到所述输出模块，所述输出模块分别与所述电磁阀a和所述电磁阀e电连接，所述输出模块用于根据压力控制指令控制所述电磁阀a和所述电磁阀e的开启和关闭；
所述电机/发电机控制模块用于根据压力大小和阻尼大小以及转速的结果生成所述电机/发电机的模式控制指令和电机转速控制指令，并传送到所述输出模块，所述输出模块还与所述电机/发电机电连接，所述输出模块还用于根据所述电机/发电机的模式控制指令控制所述电机/发电机为电机模式或发电机模式，根据电机转速控制指令控制所述电机/发电机的电机转速。
上述方案中，还包括电磁阀b、电磁阀d、高压储存罐和低压储存罐；
所述高压储存罐通过气压管道与所述气压马达相连通，所述电磁阀b设置在所述高压储存罐与所述气压马达之间的气压管道上；
所述气压马达通过气压管道与所述低压储气罐相连通；所述电磁阀d设置在所述气压马达与所述低压储气罐之间的气压管道上；
所述电子控制单元ECU还包括高度控制模块；所述高度控制模块与所述运算模块和所述输出模块电连接；
所述运算模块还用于计算车身高度、对比检测的高度值与设定的高度值，判断汽车提升还是降低车身高度，并将车身高度调整的判断结果传送到所述高度控制模块和所述电机/发电机控制模块；
所述高度控制模块根据车身高度调整的判断结果生成车身高度调节指令，并将车身高度调节指令传送到所述输出模块；所述电机/发电机控制模块用于根据车身高度调整的判断结果生成所述电机/发电机的模式控制指令和电机转速控制指令，并传送到所述输出模块。
所述输出模块还与所述电磁阀b和所述电磁阀d电连接，所述输出模块还用于根据车身高度调节指令控制所述电磁阀b和所述电磁阀d的开启和关闭。所述输出模块还与所述电机/发电机电连接，所述输出模块还用于根据所述电机/发电机的模式控制指令控制所述电机/发电机的工作模式。
进一步的还包括空气压缩机和电磁阀c；
所述空气压缩机的一端与所述低压储存罐通过气压管道相连通,另一端通过气压管道与所述高压储存罐相连通；所述电磁阀c设置在所述空气压缩机与所述低压储存罐之间的气压管道上；
所述电磁阀c与所述输出模块电连接，所述输出模块还用于控制所述电磁阀c的关闭和开启。
一种根据所述馈能型主动空气悬架系统的控制方法，包括阻尼调节步骤，所述阻尼调节步骤为：
S1、汽车行驶过程中，由于所述主气室和所述副气室之间设有所述单向阀，所述主气室与所述副气室之间会产生压力差，所述气体压力传感器a、所述气体压力传感器b、所述高度传感器和垂直加速度传感器分别实时检测所述主气室的气体压力、所述副气室的气体压力、所述主气室的高度和车身垂直加速度信号，并将检测的气体压力信号、高度信号和车身垂直加速度信号通过所述输入模块传送到所述运算模块；
S2、所述运算模块根据气体压力信号比较所述主气室与所述副气室之间的压力大小，根据高度信号和垂直加速度信号计算所述空气弹簧减震器所需的阻尼大小、所述气压马达所需的转速，并将压力大小结果传送到所述压力控制模块，将压力大小和阻尼大小以及转速的结果传送到所述电机/发电机控制模块；
S3、当发电时所需阻尼大小满足舒适性要求，且所述主气室压力大于所述副气室，所述电机/发电机控制模块生成发电机模式控制指令并传送给所述输出模块，所述输出模块控制所述电机/发电机为发电机模式，进行振动的能量回收；
当发电时所需阻尼大小不能满足舒适性要求，所述电机/发电机控制模块生成电机模式控制指令和电机转速控制指令，并传送给所述输出模块，所述输出模块控制所述电机/发电机为电机模式，并控制所述电机/发电机的电机转速，当需要较大的阻尼时控制电机反转，当需要较小的阻尼时控制电机正转。
进一步的，所述步骤S3中的振动的能量回收具体步骤为：
当P1大于P2时，所述输出模块控制所述电磁阀a和所述电磁阀e同时打开，高压气体从所述主气室通过所述电磁阀a流经所述气压马达，推动所述气压马达转动，从而使所述发电机发电，再通过所述电磁阀e15进入所述副气室；当P1等于或者小于P2时，所述输出模块控制所述电磁阀a和所述电磁阀e同时关闭。
上述方案中，还包括汽车高度调节能量回收步骤，所述汽车高度调节能量回收步骤为：
S4、所述高度传感器检测所述主气室的高度信号，并将高度信号传送到所述输入模块，所述输入模块将高度信号传送到所述运算模块；
S5、所述运算模块根据高度信号计算车身高度、对比计算的车身高度值与设定的高度值，判断汽车提升还是降低车身高度，并将高度调节判断结果传送到所述高度控制模块；并将车身高度调整的判断结果传送到所述高度控制模块和所述电机/发电机控制模块；
S6、所述高度控制模块根据高度调节判断结果发出高度调节指令并传送到所述输出模块；所述电机/发电机控制模块用于根据车身高度调整的判断结果生成所述电机/发电机的模式控制指令和电机转速控制指令，并传送到所述输出模块；
S7、当汽车提升车身高度时，所述输出模块控制所述电磁阀b和所述电磁阀e同时打开，所述高储存罐内的气体经气压管道进入所述气压马达，为了防止高压气体内气压能过多消耗，此时所述电机/发电机空转，不进行发电，当计算的车身高度h1达到设定的高度值H1时，所述输出模块控制所述电磁阀b和所述电磁阀e同时关闭；
当汽车降低车身高度时，所述输出模块控制所述电磁阀a和所述电磁阀d同时打开，所述主气室内的气体经气压管道推动所述气压马达转动，从而使所述电机/发电机发电，气体通过所述电磁阀d进入到所述低压储存罐内，当计算的车身高度h1达到设定的高度值H2时，所述输出模块控制所述电磁阀a和所述电磁阀d同时关闭。
进一步的，所述步骤S7中还包括高压废气回收步骤，所述高压废气回收步骤具体为：当汽车提升车身高度时，所述输出模块控制所述电磁阀c打开，所述空气压缩机工作，所述输出模块控制所述电磁阀c打开，所述低压储存罐内的气体经过所述空气压缩机进入到所述高压储存罐中储存。
本发明的有益效果是：
1、本发明通过所述电子控制单元ECU对所述电机/发电机的模式控制同时实现空气弹簧阻尼调节和能量回收，有利提高能量的利用率，同时由于在所述电子控制单元ECU的基础上实现的，不会增加过多成本；
2、本发明与节流孔使用相比，由于电机能够实现正反转和转速调节控制，使用电机驱动所述气压马达而起到的阻尼调节的范围更广，同时使所述空气弹簧减震器实现无级可调；
3、本发明通过所述垂直加速传感器检测的车身的垂直加速度信号和所述高度传感器检测的高度信号计算阻尼，可以使车辆空气悬架系统在各种路况下具有适当的刚度和阻尼，有效的解决在适应各种路况进行参数匹配的矛盾，提高车辆的操控性，稳定性和舒适性。
附图说明
图1为本发明一实施例的结构示意图；
图2为本发明一实施例的电子控制系统及外围系统结构框图；
图3为本发明一实施例的电子控制系统结构示意图。
图中，1、空气弹簧减震器；101、主气室；102、副气室；2、电磁阀a；3、单向阀；4、高度传感器；5、电磁阀b；6、高压储存罐；7、空气压缩机；8、整流电路；9、电池；10、电磁阀c；11、低压储存罐；12、电机/发电机；13、电磁阀d；14、气压马达；15、电磁阀e；16、气体压力传感器b；17、气体压力传感器a；18、垂直加速度传感器；19、电子控制单元ECU。
具体实施方式
下面结合附图具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于此。
本发明以电子控制装置为核心，结合外围的传感器、电磁阀和电路实现对电机/发电机的控制，当电机/发电机为发电机模式时进行能量回收，为电机/发电机为电机模式时控制空气悬架的阻尼，同时使空气弹簧的动刚度得到优化。
图1所示为本发明所述馈能型主动空气悬架系统的一种实施方式，所述馈能型主动空气悬架系统包括空气弹簧减震器1、气压执行机构、检测机构、高压储存罐6、空气压缩机7、低压储存罐11、气压马达14、发电设备和电子控制单元ECU19。
所述气压执行机构包括电磁阀a2、单向阀3、电磁阀b5、电磁阀c10、电磁阀d13和电磁阀e15。
所述气压马达14与所述发电设备连接，所述发电设备包括电机/发电机12、整流电路8和蓄电池9；所述气压马达14与所述电机/发电机12连接，所述电机/发电机12通过所述整流电路8与所述蓄电池9电连接。
所述空气弹簧减震器1包括主气室101和副气室102；所述单向阀3设置在所述副气室102上，所述主气室101与所述副气室102通过所述单向阀3相连通；所述主气室101为橡胶气囊，所述单向阀3的主要功能是使所述主气室101和副气室102之间形成气压差，并且在所述副气室102的气体压力大于所述主气室101的气体压力时，所述单向阀3在压差作用下自动开启，使所述副气室102和所述主气室101内的气体压力再次达到平衡。
所述主气室101与所述气压马达14通过气压管道连接，所述电磁阀a2设置在所述主气室101与所述气压马达14之间的气压管道上，所述气压马达14通过气压管道与所述副气室102相连通，所述电磁阀e15设置在所述气压马达14与所述副气室102之间的气压管道上。
所述气压马达14通过气压管道与所述低压储气罐11相连通；所述电磁阀d13设置在所述气压马达14与所述低压储气罐11之间的气压管道上；所述电磁阀d13开启保证在降低车身高度时高压气体排出所述主气室101。
所述高压储存罐6通过气压管道与所述气压马达14相连通，所述电磁阀b5设置在所述高压储存罐6与所述气压马达14之间的气压管道上；所述电磁阀b5开启保证调整车身高度时所述空气压缩机7的气体适时的进入到所述空气弹簧减震器1内。
所述空气压缩机7的一端与所述低压储存罐11通过气压管道相连通,另一端通过气压管道与所述高压储存罐6相连通；所述电磁阀c10设置在所述空气压缩机7与所述低压储存罐11之间的气压管道上。
所述检测机构包括高度传感器4、气体压力传感器a17、气体压力传感器b16和垂直加速度传感器18，所述高度传感器4采用非接触式高度传感器，设于所述主气室101内，实时检测所述主气室101的高度，保证汽车车身高度调解时的准确性；所述气体压力传感器a17设于所述主气室101内，实时检测所述主气室101内的气体压力；所述气体压力传感器b16设于所述副气室102内，实时检测所述副气室102内的气体压力；所述垂直加速度传感器18安装在车轮与车身之间，实时检测车身的垂直加速度，检测的垂直加速度信号输入到所述电子控制单元ECU19，作为阻尼计算的基本信号。
如图2和图3所示，所述电子控制单元ECU19可在现有的TEMS控制单元的基础上设计，包括输入模块、运算模块、压力控制模块、高度控制模块、电机/发电机控制模块和输出模块。
所述输入模块分别与所述气体压力传感器a17、所述气体压力传感器b16、高度传感器4和所述垂直加速度传感器18电连接电气连接，所述输入模块用于接收所述气体压力传感器a17和所述气体压力传感器b16检测的气体压力信号，所述高度传感器4检测的高度信号，以及所述垂直加速度传感器18检测的垂直加速度信号，并将气体压力信号、高度信号和垂直加速度信号传送给所述运算模块。
所述运算模块用于根据气体压力信号比较所述主气室101与所述副气室102之间的压力大小，根据高度信号和垂直加速度信号计算所述空气弹簧减震器1所需的阻尼大小，并计算出所述气压马达4所需的转速，并将压力大小结果传送到所述压力控制模块，将压力大小和阻尼大小以及转速的结果传送到所述电机/发电机控制模块。
所述压力控制模块用于根据压力大小的结果生成压力控制指令，并传送到所述输出模块，所述输出模块分别与所述电磁阀a2和所述电磁阀e15电连接，所述输出模块用于根据压力控制指令控制所述电磁阀a2和所述电磁阀e15的开启和关闭。
所述电机/发电机控制模块用于根据压力大小和阻尼大小以及转速的结果生成所述电机/发电机12的模式控制指令和电机转速控制指令，并传送到所述输出模块，所述输出模块与所述电机/发电机12电连接，所述输出模块用于根据所述电机/发电机12的模式控制指令控制所述电机/发电机12为电机模式或发电机模式，根据电机转速控制指令控制所述电机/发电机12的电机转速。
所述运算模块还用于计算车身高度、对比检测的高度值与设定的高度值，判断汽车提升还是降低车身高度，并将车身高度调整的判断结果传送到所述高度控制模块和所述电机/发电机控制模块。
所述高度控制模块用于接收所述输入模块传送过来的高度信号并计算车身高度，对比计算的车身高度值与设定的高度值，判断汽车提升还是降低车身高度，生成车身高度调节指令，并将车身高度调节指令传送到所述输出模块。所述电机/发电机控制模块用于根据车身高度调整的判断结果生成所述电机/发电机的模式控制指令和电机转速控制指令，并传送到所述输出模块。
所述输出模块还与所述电磁阀c10电连接，所述输出模块还用于控制所述电磁阀c10的关闭和开启，所述电磁阀c10的开启使高压废气储存在所述高压储存罐6内，保证了高压废气的回收利用。
本发明阻尼调整及振动回收能量时气体流动回路：汽车振动使车身下行时，所述空气弹簧减震器1的压缩量加大，所述主气室101内的气体压力迅速增大，气体通过所述电磁阀a2、所述气压马达14和所述电磁阀e15进入到所述副气室102；汽车振动使车身上行时，所述空气弹簧减震器1的压缩量变小，所述主气室101内的气体压力迅速减小，当所述副气室102内的压力大于所述主气室101内的压力时，所述单向阀3打开，气体从所述副气室102进入到所述主气室101。气流在回路循环并且带动所述气压马达14旋转，本来就具有一定的阻尼；汽车行驶过程中，所述电子控制单元ECU19计算出所述空气弹簧减震器1所需阻尼，当发电时的阻尼满足舒适性要求时，所述电子控制单元ECU19控制所述电机/发电机12为发电机模式进行能量回收；当所需的空气弹簧阻尼不能满足要求时，控制所述电机/发电机12为电机模式，并控制电机的转速和转向；当需要较大的阻尼时电机反转，所述气压马达14反向转动使气体的阻尼变大，需要较小的阻尼时电机正转，使气体的流速加快从而减小阻尼。
当汽车需要通过调整所述空气弹簧减振器1的高度来调节车身平衡和汽车动刚度时，高压气体主要通过降低车身高度时气体流动回路和提升车身高度时气体流动回路进行循环。
降低车身高度时气体流动回路：当汽车需要降低车身高度时，所述空气弹簧减震器1放气，气体通过所述电磁阀a2、所述气压马达14、所述电磁阀d13、所述低压储存室11、所述电磁阀c10、所述空气压缩机7进入所述高压储存室6，降低所述空气弹簧减震器1的高度，此回路中气流带动所述气压马达14旋转，此时所述电机/发电机12为发电机模式，在所述气压马达14的带动下发电，所回收的电能储存到所述蓄电池9中，从而提高了能量利用效率，并保证了高压废气的回收利用，提高燃油经济性。
提升车身高度时气体流动回路：汽车需要提升车身高度时，给所述空气弹簧减震器1充气，此时有所述压缩机7产生的高压气体储存在所述高压储存罐6中，气体通过所述高压储存罐6、所述电磁阀b5、所述气压马达14、所述电磁阀e15进入到所述副气室102内，由于所述副气室102内的压力大于所述主气室101，所述单向阀3打开高压气体进入所述主气室101，提高所述空气弹簧减震器1，此时电机/发电机空转。
一种根据所述馈能型主动空气悬架系统的控制方法，包括阻尼调节步骤，所述阻尼调节步骤为：
S1、汽车行驶过程中，由于所述主气室101和所述副气室102之间设有所述单向阀3，所以汽车行驶过程中，所述主气室101与所述副气室102之间会产生压力差，所述气体压力传感器a17、所述气体压力传感器b16、所述高度传感器4和垂直加速度传感器18分别实时检测所述主气室101的气体压力、所述副气室102的气体压力、所述主气室101的高度和车身垂直加速度信号，并将检测的气体压力信号、高度信号和车身垂直加速度信号通过所述输入模块传送到所述运算模块；
S2、所述运算模块根据气体压力信号比较所述主气室101与所述副气室102之间的压力大小，根据高度信号和垂直加速度信号计算所述空气弹簧减震器1所需的阻尼大小、所述气压马达4所需的转速，并将压力大小结果传送到所述压力控制模块，将压力大小和阻尼大小以及转速的结果传送到所述电机/发电机控制模块；
S3、当发电时所需阻尼大小满足舒适性要求，且所述主气室101压力大于所述副气室102，所述电机/发电机控制模块生成发电机模式控制指令并传送给所述输出模块，所述输出模块控制所述电机/发电机12为发电机模式，进行振动的能量回收；
当发电时所需阻尼大小不能满足舒适性要求，所述电机/发电机控制模块生成电机模式控制指令和电机转速控制指令，并传送给所述输出模块，所述输出模块控制所述电机/发电机12为电机模式，并控制所述电机/发电机12的电机转速，当需要较大的阻尼时控制电机反转，所述气压马达14反向转动使气体的阻尼变大，当需要较小的阻尼时控制电机正转，使气体的流速加快从而减小阻尼，从而为所述空气弹簧减震器1提供合适的阻尼，提高操纵稳定性和乘坐的舒适性。
所述步骤S3中的振动的能量回收具体步骤为：
当P1大于P2时，所述输出模块控制所述电磁阀a2和所述电磁阀e5同时打开，气压管道中的气体流从所述主气室101通过所述电磁阀a2经气压管道进入所述气压马达14，由于气体气压能的存在，推动所述气压马达14转动，使气压能转化为机械能，所述气压马达14带动所述电机/发电机12发电，又将机械能转化为电能，最终储存到所述蓄电池9中；所述电磁阀a2和所述电磁阀e15导通后所述压力控制模块继续判断P1是否大于P2，当汽车车身上行使P1等于或者小于P2时，所述输出模块控制所述电磁阀a2和所述电磁阀e15同时关闭；与此同时，当所述副气室102的气体压力大于所述主气室101内的气体压力，所述单向阀3会在压力差的作用下自动开启，使所述副气室102和所述主气室101内的气体压力自动平衡。
所述控制方法还包括汽车高度调节能量回收步骤，所述汽车高度调节能量回收步骤为：
S4、所述高度传感器4检测所述主气室101的高度信号，并将高度信号传送到所述输入模块，所述输入模块将高度信号传送到所述运算模块；
S5、所述运算模块根据高度信号计算车身高度、对比计算的车身高度值与设定的高度值，判断汽车提升还是降低车身高度，并将高度调节判断结果传送到所述高度控制模块；并将车身高度调整的判断结果传送到所述高度控制模块和所述电机/发电机控制模块；
S6、所述高度控制模块根据高度调节判断结果发出高度调节指令并传送到所述输出模块；
所述电机/发电机控制模块用于根据车身高度调整的判断结果生成所述电机/发电机的模式控制指令和电机转速控制指令，并传送到所述输出模块；
S7、当汽车提升车身高度时，所述输出模块控制所述电磁阀b5和所述电磁阀e15同时打开，所述高储存罐6内的气体经气压管道进入所述气压马达14，为了防止高压气体内气压能过多消耗，此时所述电机/发电机12空转，不进行发电，当检测的车身高度h1达到设定的高度值H1时，所述输出模块控制所述电磁阀b5和所述电磁阀e15同时关闭；
当汽车降低车身高度时，所述输出模块控制所述电磁阀a2和所述电磁阀d13同时打开，所述主气室101内的气体经气压管道推动所述气压马达14转动，从而使所述电机/发电机12发电，气体通过所述电磁阀d13进入到所述低压储存罐11内，当检测的车身高度h1达到设定的高度值H2时，所述输出模块控制所述电磁阀a2和所述电磁阀d13同时关闭。
所述步骤S7中还包括高压废气回收步骤：当汽车提升车身高度时，所述输出模块控制所述电磁阀c10打开，所述空气压缩机7工作，所述输出模块控制所述电磁阀c10打开，所述低压储存罐11内的气体经过所述空气压缩机7进入到所述高压储存罐6中储存，当高压废气回收完成时所述输出模块控制所述控制阀c10关闭，这样就能避免了高压气体气压能的浪费。
所述馈能型主动空气悬架系统控制方法的控制过程主要是通过所述电子控制单元ECU19控制所述电机/发电机12是以发电机的模式进行回收能量，还是以电机模式根据阻尼需求控制电机的转速和转向，带所述动气压马达14转动调节空气弹簧阻尼，使阻尼的达到操纵稳定性和乘坐舒适性要求。同时实现了空气弹簧阻尼调节和能量回收，提高车辆的操控性，稳定性和舒适性又有利提高能量的利用率。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种馈能型主动空气悬架系统，其特征在于，包括空气弹簧减震器(1)、检测机构、气压马达(14)、发电设备和电子控制单元ECU(19)；
所述空气弹簧减震器(1)包括主气室(101)和副气室(102)；所述副气室(102)上设有单向阀(3)，所述主气室(101)与所述气压马达(14)通过气压管道连接，所述主气室(101)与所述气压马达(14)之间的气压管道上设有电磁阀a(2)，所述气压马达(14)通过气压管道与所述副气室(102)相连通，所述气压马达(14)与所述副气室(102)之间的气压管道上设有电磁阀e(15)；
所述发电设备包括电机/发电机(12)、整流电路(8)和蓄电池(9)；所述气压马达(14)与所述电机/发电机(12)连接，所述电机/发电机(12)通过所述整流电路(8)与所述蓄电池(9)电连接；
所述检测机构包括气体压力传感器a(17)、气体压力传感器b(16)、高度传感器(4)和垂直加速度传感器(18)，所述气体压力传感器a(17)和所述高度传感器(4)设于所述主气室(101)内，所述气体压力传感器b(16)设于所述副气室(102)内；所述垂直加速度传感器(18)安装在车轮与车身之间；
所述电子控制单元ECU(19)包括输入模块、运算模块、压力控制模块、电机/发电机控制模块和输出模块；
所述输入模块与所述气体压力传感器a(17)、所述气体压力传感器b(16)、高度传感器(4)和所述垂直加速度传感器(18)电连接，所述输入模块用于接收所述气体压力传感器a(17)和所述气体压力传感器b(16)检测的气体压力信号，所述高度传感器(4)检测的高度信号，以及所述垂直加速度传感器(18)检测的垂直加速度信号，并将气体压力信号、高度信号和垂直加速度信号传送给所述运算模块；
所述运算模块用于根据气体压力信号比较所述主气室(101)与所述副气室(102)之间的压力大小，根据高度信号和垂直加速度信号计算所述空气弹簧减震器(1)所需的阻尼大小，并计算出所述气压马达(4)所需的转速，并将压力大小结果传送到所述压力控制模块，将压力大小和阻尼大小以及转速的结果传送到所述电机/发电机控制模块；
所述压力控制模块用于根据压力大小的结果生成压力控制指令，并传送到所述输出模块，所述输出模块分别与所述电磁阀a(2)和所述电磁阀e(15)电连接，所述输出模块用于根据压力控制指令控制所述电磁阀a(2)和所述电磁阀e(15)的开启和关闭；
所述电机/发电机控制模块用于根据压力大小和阻尼大小以及转速的结果生成所述电机/发电机(12)的模式控制指令和电机转速控制指令，并传送到所述输出模块，所述输出模块还与所述电机/发电机(12)电连接，所述输出模块还用于根据所述电机/发电机(12)的模式控制指令控制所述电机/发电机(12)为电机模式或发电机模式，根据电机转速控制指令控制所述电机/发电机(12)的电机转速。
2.根据权利要求1所述的馈能型主动空气悬架系统，其特征在于，还包括电磁阀b(5)、电磁阀d(13)、高压储存罐(6)和低压储存罐(11)；
所述高压储存罐(6)通过气压管道与所述气压马达(14)相连通，所述电磁阀b(5)设置在所述高压储存罐(6)与所述气压马达(14)之间的气压管道上；
所述气压马达(14)通过气压管道与所述低压储气罐(11)相连通；所述电磁阀d(13)设置在所述气压马达(14)与所述低压储气罐(11)之间的气压管道上；
所述电子控制单元ECU(19)还包括高度控制模块；所述高度控制模块与所述运算模块和所述输出模块电连接；
所述运算模块还用于计算车身高度、对比检测的高度值与设定的高度值，判断汽车提升还是降低车身高度，并将车身高度调整的判断结果传送到所述高度控制模块和所述电机/发电机控制模块；
所述高度控制模块根据车身高度调整的判断结果生成车身高度调节指令，并将车身高度调节指令传送到所述输出模块；所述电机/发电机控制模块用于根据车身高度调整的判断结果生成所述电机/发电机的模式控制指令和电机转速控制指令，并传送到所述输出模块。
所述输出模块还与所述电磁阀b(5)和所述电磁阀d(13)电连接，所述输出模块还用于根据车身高度调节指令控制所述电磁阀b(5)和所述电磁阀d(13)的开启和关闭。
3.根据权利要求2所述的馈能型主动空气悬架系统，其特征在于，还包括空气压缩机(7)和电磁阀c(10)；
所述空气压缩机(7)的一端与所述低压储存罐(11)通过气压管道相连通,另一端通过气压管道与所述高压储存罐(6)相连通；所述电磁阀c(10)设置在所述空气压缩机(7)与所述低压储存罐(11)之间的气压管道上；
所述电磁阀c(10)与所述输出模块电连接，所述输出模块还用于控制所述电磁阀c(10)的关闭和开启。
4.一种根据权利要求1所述馈能型主动空气悬架系统的控制方法，其特征在于，包括阻尼调节步骤，所述阻尼调节步骤为：
S1、汽车行驶过程中，由于所述主气室(101)和所述副气室(102)之间设有所述单向阀(3)，所述主气室(101)与所述副气室(102)之间会产生压力差，所述气体压力传感器a(17)、所述气体压力传感器b(16)、所述高度传感器(4)和垂直加速度传感器(18)分别实时检测所述主气室(101)的气体压力、所述副气室(102)的气体压力、所述主气室(101)的高度和车身垂直加速度信号，并将检测的气体压力信号、高度信号和车身垂直加速度信号通过所述输入模块传送到所述运算模块；
S2、所述运算模块根据气体压力信号比较所述主气室(101)与所述副气室(102)之间的压力大小，根据高度信号和垂直加速度信号计算所述空气弹簧减震器(1)所需的阻尼大小、所述气压马达(4)所需的转速，并将压力大小结果传送到所述压力控制模块，将压力大小和阻尼大小以及转速的结果传送到所述电机/发电机控制模块；
S3、当发电时所需阻尼大小满足舒适性要求，且所述主气室(101)压力大于所述副气室(102)，所述电机/发电机控制模块生成发电机模式控制指令并传送给所述输出模块，所述输出模块控制所述电机/发电机(12)为发电机模式，进行振动的能量回收；
当发电时所需阻尼大小不能满足舒适性要求，所述电机/发电机控制模块生成电机模式控制指令和电机转速控制指令，并传送给所述输出模块，所述输出模块控制所述电机/发电机(12)为电机模式，并控制所述电机/发电机(12)的电机转速，当需要较大的阻尼时控制电机反转，当需要较小的阻尼时控制电机正转。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S3中的振动的能量回收具体步骤为：
当P1大于P2时，所述输出模块控制所述电磁阀a(2)和所述电磁阀e(15)同时打开，高压气体从所述主气室(101)通过所述电磁阀a(2)流经所述气压马达(14)，推动所述气压马达(14)转动，从而使所述发电机(12)发电，再通过所述电磁阀e(15)进入所述副气室(102)；当P1等于或者小于P2时，所述输出模块控制所述电磁阀a(2)和所述电磁阀e(15)同时关闭。
6.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，还包括汽车高度调节能量回收步骤，所述汽车高度调节能量回收步骤为：
S4、所述高度传感器(4)检测所述主气室(101)的高度信号，并将高度信号传送到所述输入模块，所述输入模块将高度信号传送到所述运算模块；
S5、所述运算模块根据高度信号计算车身高度、对比计算的车身高度值与设定的高度值，判断汽车提升还是降低车身高度，并将高度调节判断结果传送到所述高度控制模块；并将车身高度调整的判断结果传送到所述高度控制模块和所述电机/发电机控制模块；
S6、所述高度控制模块根据高度调节判断结果发出高度调节指令并传送到所述输出模块；
所述电机/发电机控制模块用于根据车身高度调整的判断结果生成所述电机/发电机的模式控制指令和电机转速控制指令，并传送到所述输出模块；
S7、当汽车提升车身高度时，所述输出模块控制所述电磁阀b(5)和所述电磁阀e(15)同时打开，所述高储存罐(6)内的气体经气压管道进入所述气压马达(14)，为了防止高压气体内气压能过多消耗，此时所述电机/发电机(12)空转，不进行发电，当计算的车身高度h1达到设定的高度值H1时，所述输出模块控制所述电磁阀b(5)和所述电磁阀e(15)同时关闭；
当汽车降低车身高度时，所述输出模块控制所述电磁阀a(2)和所述电磁阀d(13)同时打开，所述主气室(101)内的气体经气压管道推动所述气压马达(14)转动，从而使所述电机/发电机(12)发电，气体通过所述电磁阀d(13)进入到所述低压储存罐(11)内，当计算的车身高度h1达到设定的高度值H2时，所述输出模块控制所述电磁阀a(2)和所述电磁阀d(13)同时关闭。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S7中还包括高压废气回收步骤，所述高压废气回收步骤具体为：当汽车提升车身高度时，所述输出模块控制所述电磁阀c(10)打开，所述空气压缩机(7)工作，所述输出模块控制所述电磁阀c(10)打开，所述低压储存罐(11)内的气体经过所述空气压缩机(7)进入到所述高压储存罐(6)中储存。
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