CN106627025A - 一种皮卡悬挂系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种皮卡悬挂系统，包括电子控制单元、液压装置和用于检测车辆行驶状态的传感器；液压装置包括液压泵、换向阀以及两端分别与皮卡的车架和车桥连接的液压缸；液压泵连接有动力输入部件；电子控制单元分别与动力输入部件、换向阀连接；电子控制单元接收传感器检测到的车辆行驶状态信号并与设定状态信号比较产生调整信号、进而调整动力输入部件和/或换向阀的工作状态。通过设置液压装置，并由电子控制单元根据传感器检测到的车辆实际运行状态调整液压装置的工作状态；当经过复杂路面时，液压装置快速调整车架和车桥之间液压缸的伸缩长度，减少因路面变化造成的车轮脱离地面、附着力消失的问题。

Description

一种皮卡悬挂系统
技术领域
本发明涉及汽车部件技术领域，特别涉及一种皮卡悬挂系统。
背景技术
皮卡是一种采用轿车车头和驾驶室，同时带有敞开式货车厢的车型。现有的皮卡汽车后桥多采用整体式结构，因此后悬挂系统多采用非独立悬挂系统。
现有的可采用的非独立悬挂为螺旋弹簧非独立悬挂和钢板弹簧非独立悬挂。这样的悬挂系统中钢板、弹簧刚度都是不可变的，在实际行驶过程中，簧载质量越大、悬架的垂直变形越大，所以在大多数空载情况车身固有频率和载货条件下固有频率有很大不同。而人体习惯的频率为1-1.6Hz，为考虑载货情况，空载情况下卡车车身固有频率大大超过上述理想范围。此外，这样的悬挂系统也不能保证汽车行驶过程中车轮和地面良好的附着力以及驾驶的平稳舒适性。
为解决以上问题，现有市场提出了一种悬挂系统，图1为这一技术的结构图，其在车架11或副车架上安装至少一条可左右移动的横杆12，横杆12的两端各与两边车轮悬挂的减振器13的一端连接，减振器13的另一端安装在悬架的摇臂或支架上。当一侧车轮经过不平整路面时，车轮受到向上的作用力而压缩减振器，剩余的作用力通过可左右移动的横杆传递到另一边的减振器，两边的减振器同时吸收和衰减作用力，保持车辆行驶的平稳性和舒适性。
这样的结构虽然可以有效改善两轮车轮相对运动，但是两侧车轮同时衰减振动也会使得整车前后两端垂直方向相对位移变大；当一侧车轮经过凹陷路面时，拉伸减振器时作用力通过左右移动的横杆传递到另一侧，使得另一侧车轮受到向上的拉力，瞬时减少轮胎对地面的附着力。
发明内容
为解决现有的皮卡由于悬挂系统限制，在行驶过程中车轮与地面的附着力可能瞬间减少的问题，本发明提供了一种皮卡悬挂系统。
本发明提供一种皮卡悬挂系统，包括电子控制单元、液压装置和用于检测车辆行驶状态的传感器；所述液压装置包括液压泵、换向阀以及两端分别与所述皮卡的车架和车桥连接的液压缸；所述液压泵连接有动力输入部件；所述电子控制单元分别与所述动力输入部件、所述换向阀连接；所述电子控制单元接收所述传感器检测到的车辆行驶状态信号并与设定状态信号比较产生调整信号、进而调整所述动力输入部件和/或所述换向阀的工作状态。
通过设置液压装置，并由电子控制单元根据传感器检测到的车辆实际运行状态调整液压装置的工作状态；当经过复杂路面时，液压装置快速调整车架和车桥之间液压缸的伸缩长度，减少因路面变化造成的车轮脱离地面、附着力消失的问题。
可选的，所述液压装置还包括用于检测液压缸油液流量的流量计；所述流量计将检测到的油液流量信号发送至所述电子控制单元；所述电子控制单元根据所述油液流量信号调节所述动力输入部件和/或换向阀的工作状态。
设置与液压缸连通的流量计并将其与电子控制单元连接，流量计检测到的油液流量信号发送至电子控制单元，电子控制单元结合传感器检测的实际车辆状态以及流向及的油液流量信号可判断悬挂系统调整是否到位、是否合理，进而再做相应调整，实现了整个系统的反馈控制。
可选的，所述液压装置还具有溢流阀；所述溢流阀与液压缸的有杆腔连通；所述电子控制单元控制所述溢流阀的开闭。
在液压管路中设置溢流阀，根据实际需要控制液压缸中油压变化使得悬挂系统的刚度可调，使得整车的固有频率一直处于人体习惯的频率范围内，进一步提高车辆行驶中的舒适性。
可选的，所述液压装置还包括安装于所述液压泵输出端的单向阀；所述单向阀由所述液压泵向所述单向阀方向导通。
可选的，所述传感器为陀螺仪传感器。
可选的，所述陀螺仪传感器安装在所述汽车重心部位。
可选的，所述动力输入部件为伺服电机。
可选的，所述换向阀为二位四通换向阀。
附图说明
图1为现有的皮卡一种悬挂结构示意图；
图2为本发明皮卡悬挂系统整体结构图；
图3为本发明皮卡悬挂系统中液压装置安装在车架上的结构图；
其中：11-车架、12-横杆、13-减振器、21-电子控制单元、22-油箱、23-液压泵、24-单向阀、25-换向阀、26-流量计、27-溢流阀、28-液压缸、29-车桥、20-车架。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
图1为本发明皮卡悬挂系统整体结构示意图，可看出本发明中的皮卡悬挂系统采用了液压控制原理，根据实际路况情况、车体状态调节液压执行部件的工作状态适应不同路况信息。
具体的，皮卡悬挂系统包括传感器、电子控制单元21(ElectronicControl Unit)和液压装置。其中传感器用于感应车体的实际工作状态，对汽车的车身振动、车轮跳动、车身高度以及倾斜状态信号等进行相应的检测。电子控制单元21用于控制整车的各个电子执行部件的工作状态，并根据实际整车状态、路况信息以及驾驶员的操作特性选择进行特定的工作模式。对于悬挂系统来说，电子控制单元21用于接收传感器检测到的车辆行驶状态信号，并与其中存储的设定状态信号进行比较产生调整信号，用于调整液压装置中相应工作部件的工作状态。
前述电子控制单元21产生调整液压装置工作状态的调整信号时，需要将传感器检测的车辆行驶状态信号和设定状态信号进行比较，设定状态信号为存储于电子控制单元21中表征各种路况状态、各种皮卡运行模式的标准状态数据。这些标准状态数据为前期车辆测试过程中通过在各种路况条件下对液压装置各种工作状态进行统计得到的最优值。
液压装置包括存储液压油的液压油箱22、用于实现液压油循环流动的液压泵23、换向阀25和用于执行操作的液压缸28。液压油箱22、液压泵23、换向阀25和液压缸28依次连接形成了液压回路。液压泵23具有动力输入部件作为整个液压系统的动力输入。为了实现液压装置的快速响应，本发明实施例中的液压缸28采用了双作用液压缸28，换向阀25与双作用油缸的两个油腔分别连通。双作用油缸的两端分别和皮卡的车架20和车桥29连接。此处应当注意，由于皮卡需要承载货物且可能经过复杂路况，因此设置了车架20(对于车身来说为非承载式车身设计)。
电子控制单元21分别和液压装置的动力输入部件、换向阀25连接，将调整信号发送至动力输入部件和换向阀25调整二者的工作状态。具体为，如需要改变向液压缸28中供油量时，调整动力输入部件的功率；如需要改变液压油的流动方向进而改变液压缸28的伸缩状态是，调整换向阀25的阀芯位置；当然根据实际需求，也可实现动力输入部件和换向阀25的工作状态同时调节。
实际使用中，如整车行驶在平整路面上且行驶速度较高时，可通过保证液压缸处于合适的伸长长度，使得车轮具有较好的抓地力、将较好的路面状况感应传递至车架20，方便驾驶员反应并快速调整行车状态；而行驶于状况较差的路面时，特别是坑坑洼洼的路面时，液压缸28能够根据电子控制单元21发送来的控制信号快速调整液压缸28的伸缩实现车轮与地面的实时接触，不会因车轮悬空而造成附着力小时以及因此造成的失控的问题；可以想到，为了实现皮卡各个车轮独立控制，各个车轮均应当配备换向阀25和液压缸28；也可以想到，采用以上液压装置的悬挂系统为独立悬挂系统。
以上的悬挂系统中，虽然电子控制单元21可根据传感器检测到的车辆状态对液压装置进行调节，但是由于没有液压装置的反馈，电子控制单元21并不能检测到液压装置中液压缸28的实际调节情况。为此，液压装置中还可设置检测液压缸28油液流量的流量计26，流量计26将检测到的油液流量信号发送至电子控制单元21，电子控制单元21可根据油液流量信号反馈调节动力输入部件的工作状态以及是否调整换向阀25。本发明实施例中，流量计26设置在液压缸28无杆腔中；当然将其设置液压缸28有杆腔管路中也可实现油量检测功能。
由于皮卡货厢中放置不同重量货物时会造成悬挂的刚度变化，刚度变化会使得悬挂的振动频率发生变化，如振动频率不是人体习惯的频率，则可能使人感觉到严重的颠簸感。为了使得皮卡在各种载货情况下均具有良好的乘坐舒适性，本发明中还设置了溢流阀27，溢流阀27和电子控制单元21连通、由电子控制单元21控制其是否和液压油箱22导通并根据不同的装载质量调节液压系统的刚度。考虑巨大冲击主要会造成液压缸28压缩，因此主要将有杆腔中的液压油挤出，因此溢流阀27与液压缸28的有杆腔连通，通过控制有杆腔的油压大小改变悬挂系统的刚度。
为防止液压油回流对液压泵23造成影响，在液压泵23的输出端还安装了单向阀24。从图可看出，为防止两个车轮中悬挂相互之间串扰，在连个悬挂油路上均设置了一个单向阀24。
以上的液压装置中，动力输入部件可以为伺服电机，利用伺服控制可精确控制液压油的油量；当然，由于以上已经设置流量计26测量流量，也可采用其他类型的电动机作为输入部件。
本发明中，传感器可采用陀螺仪，也可采用其他类型诸如加速度计等传感设备。应用中，陀螺仪传感器可安装于汽车的重心部位，整体检测汽车的行驶状态，也可安装在诸如车轮等位置，实现多个车轮动作的精确测量。
本发明实施例中的换向阀25可以采用传统使用的二位四通换向阀25，实现换向阀25可以为二位四通换向阀25，也可为三位四通换向阀25，并不妨碍其功能性实现。
通过以上分析，可看出，本发明中的液压悬挂系统可根据不同的载荷质量，由电子控制单元21控制相应的部件调整工作状态，实现整个悬挂的刚度可调，使得整车的固有频率始终处于人体习惯的范围内；同时通过电子控制单元21控制各个悬挂系统的独立运动，在经过颠簸路面是时使得车轮始终与地面接触保持附着力，提高通过坏路面时的动力性。
实际应用中，皮卡车可同时配备上述液压悬挂和弹簧悬挂，利用两种悬挂的共同作用保持车辆行驶的安全舒适性。
以上对本发明实施例中的皮卡悬挂系统进行了详细介绍。本文应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想，在不脱离本发明原理的情况下，还可对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种皮卡悬挂系统，其特征在于：包括电子控制单元(21)、液压装置和用于检测车辆行驶状态的传感器；所述液压装置包括液压泵(23)、换向阀(25)以及两端分别与所述皮卡的车架(20)和车桥(29)连接的液压缸(28)；所述液压泵(23)连接有动力输入部件；所述电子控制单元(21)分别与所述动力输入部件、所述换向阀(25)连接；所述电子控制单元(21)接收所述传感器检测到的车辆行驶状态信号并与设定状态信号比较产生调整信号、进而调整所述动力输入部件和/或所述换向阀(25)的工作状态。
2.根据权利要求1所述的皮卡悬挂系统，其特征在于：所述液压装置还包括用于检测液压缸(28)油液流量的流量计(26)；所述流量计(26)将检测到的油液流量信号发送至所述电子控制单元(21)；所述电子控制单元(21)根据所述油液流量信号调节所述动力输入部件和/或换向阀(25)的工作状态。
3.根据权利要求2所述的皮卡悬挂系统，其特征在于：所述液压装置还具有溢流阀(27)；所述溢流阀(27)与液压缸(28)的有杆腔连通；所述电子控制单元(21)控制所述溢流阀(27)的开闭。
4.根据权利要求3所述的皮卡悬挂系统，其特征在于：所述液压装置还包括安装于所述液压泵(23)输出端的单向阀(24)；所述单向阀(24)由所述液压泵(23)向所述单向阀(24)方向导通。
5.根据权利要求1-4任一项所述的皮卡悬挂系统，其特征在于：所述传感器为陀螺仪传感器。
6.根据权利要求5所述的皮卡悬挂系统，其特征在于：所述陀螺仪传感器安装在所述汽车重心部位。
7.根据权利要求6所述的皮卡悬挂系统，其特征在于：所述动力输入部件为伺服电机。
8.根据权利要求7所述的皮卡悬挂系统，其特征在于：所述换向阀(25)为二位四通换向阀。
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