CN108773252A - 一种智能自适应汽车悬挂系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能自适应汽车悬挂系统，包括悬架横梁、轮毂转向节总成、上臂、上臂支架、下臂、下臂支架、第一横推力杆和纵推力杆，悬架横梁的两边对称设有两个轮毂转向节总成，轮毂转向节总成连接有第一横推力杆和纵推力杆，纵推力杆转动连接有第二横推力杆，两个第一/二横推力杆之间分别通过振动弹簧连接有吸能缸，吸能缸通过双层固定架与悬架横梁固连；吸能缸包括散热缸、压电单元、电力变换单元、储能单元、变压器和管状加热板。本悬挂系统结构设计合理，吸能缸利用其内的压电单元将振动弹簧的震动能量转化为电能，主动对地面震动进行处理，同时可以减少对横向、纵向传动方面的参数测试，降低调试成本。

Description

一种智能自适应汽车悬挂系统

技术领域

本发明涉及汽车悬挂系统技术领域，尤其涉及一种智能自适应汽车悬挂系统。

背景技术

汽车悬架系统是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称，麦佛逊式悬架典型的悬架系统由弹性元件、导向机构以及减震器等组成，个别结构则还有缓冲块、横向稳定杆等。弹性元件又有钢板弹簧、空气弹簧、螺旋弹簧以及扭杆弹簧等形式，而现代轿车悬架多采用螺旋弹簧和扭杆弹簧，个别高级轿车则使用空气弹簧。汽车悬架系统功能是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭，并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并衰减由此引起的震动，以保证汽车能平顺地行驶。

汽车悬架系统分为独立和非独立两种，其中独立悬挂汽车四轮各自拥有一套悬挂装置，在汽车遇到颠簸时，各自进行自适应的柔性调节，但其实际上路面的反馈仍然需要传递至车底盘及车身，长期仍然会导致车底盘的旷量，尤其是在交叉受力承载时，四轮独立悬挂之间的控制和调配需要适应底盘、车身重量等参数不断进行试验，才能获取最佳的基础姿态的参数，极大的增加了研发的周期和成本。非独立悬挂制造成本低廉，因为其结构简单，虽然存在舒适性差，路感虚的特点，但是能够大幅缩短研发的周期和制造成本，而实际上同样无法主动对来自路面的震动进行处理，而且相对应两轮刚性连接，对车身平衡姿态的影响更甚于独立悬挂。

上述两种类型的汽车悬挂系统各存在不足之处，一是路面的反馈仍然需要传递至车底盘及车身，无法主动对来自路面的震动进行处理，长期仍然会导致车底盘的旷量；二是需要进行多次的调试，包括对横向、纵向传动方面进行参数测试，而悬挂系统成本不仅在于本身产品制造的成本，更大一部分在于调试成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种智能自适应汽车悬挂系统。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

一种智能自适应汽车悬挂系统，包括悬架横梁、轮毂转向节总成、上臂、上臂支架、下臂、下臂支架、第一横推力杆和纵推力杆，所述悬架横梁的两边对称设有两个轮毂转向节总成，每个所述轮毂转向节总成的上部通过上臂连接有上臂支架，下部通过下臂连接有下臂支架，每个所述轮毂转向节总成上还连接有第一横推力杆和纵推力杆，所述纵推力杆转动连接有第二横推力杆，两个所述第一横推力杆以及两个所述第二横推力杆之间，分别通过振动弹簧连接有一个能够将地面震动过滤掉的吸能缸，两个所述吸能缸通过双层固定架与悬架横梁固连；

所述吸能缸包括散热缸、压电单元、电力变换单元、储能单元、变压器和管状加热板，所述散热缸的两端内侧各设有一个压电单元，所述压电单元将振动弹簧的震动能量转化为电能，并经过电力变换单元的调整、变换后储存在储能单元中，所述储能单元通过变压器为管状加热板供电，所述管状加热板消耗电能发热，并通过散热缸及时将热量散发。

优选地，上述智能自适应汽车悬挂系统中，所述压电单元包括座体，所述座体的内腔被活动隔板分为两个腔体，其中一个腔体充满液体并设有与振动弹簧连接的活塞杆，另一个腔体中放置着压电元件，压电元件是用多层压电薄片并联起来构成的压电堆。

优选地，上述智能自适应汽车悬挂系统中，所述压电元件为压电陶瓷或铁电性压电材料或压电复合材料。

优选地，上述智能自适应汽车悬挂系统中，所述电力变换单元包括控制模块、功率模块、整流器和DC/DC变换器。

优选地，上述智能自适应汽车悬挂系统中，所述控制模块包括传感器、滤波电路、控制器和光电隔离电路；传感器置于压电单元和电力变换单元的功率模块上，用于获得控制器所需的信号；控制器通过滤波电路与传感器相连，获得传感器得到的信号，并输出控制信号；控制信号经光电隔离电路，送至功率模块的功率开关器件的控制端。

优选地，上述智能自适应汽车悬挂系统中，所述电力变换单元对电能的调整和变换包括以下步骤：

1)整流过程，将压电元件产生的交流电变为直流电；

2)DC/DC变换过程，对步骤1)产生的直流电进行电压和电流变换。

本发明的有益效果是：

1、本悬挂系统结构设计合理，在独立悬挂汽车的基础上增设能够将地面震动过滤掉的吸能缸，吸能缸利用其内的压电单元将振动弹簧的震动能量转化为电能，电能最终通过管状加热板发热来耗散，通过这种方式主动对地面震动进行处理，使其不会传动至底盘及车身，避免导致车底盘的旷量。

2、本悬挂系统设有两个吸能缸，其中一个缸体与两个第一横推力杆连接，另一个缸体经过第二横推力杆的转向作用与纵推力杆连接，这使得本悬挂系统可以减少对横向、纵向传动方面的参数测试，降低调试成本。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明智能自适应汽车悬挂系统的结构示意图；

图2为本发明智能自适应汽车悬挂系统的俯视图；

图3为本发明中吸能缸的结构示意图；

图4为本发明中电力变换装置的控制原理图；

图5为本发明中功率模块的电路原理图。

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它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5所示，本实施例为一种智能自适应汽车悬挂系统，包括悬架横梁1、轮毂转向节总成2、上臂3、上臂支架4、下臂5、下臂支架6、第一横推力杆7和纵推力杆8。悬架横梁1的两边对称设有两个轮毂转向节总成2，每个轮毂转向节总成2的上部通过上臂3连接有上臂支架4，下部通过下臂5连接有下臂支架6。每个轮毂转向节总成2上还连接有第一横推力杆7和纵推力杆8，纵推力杆8转动连接有第二横推力杆9。两个第一横推力杆7之间分别通过振动弹簧10连接有一个能够将地面震动过滤掉的吸能缸11，两个第二横推力杆之间也分别通过振动弹簧10连接有一个能够将地面震动过滤掉的吸能缸11，两个吸能缸11通过双层固定架12与悬架横梁1固连。

吸能缸11包括散热缸111、压电单元112、电力变换单元113、储能单元114、变压器115和管状加热板116。散热缸111的两端内侧各设有一个压电单元112，压电单元112将振动弹簧10的震动能量转化为电能，并经过电力变换单元113的调整、变换后储存在储能单元114中，储能单元114通过变压器115为管状加热板116供电，管状加热板116消耗电能发热，并通过散热缸111及时将热量散发。散热缸111的两端板也开设有泄压孔117，不会因内部气压高而损坏，泄压孔117中填充有防尘塞。

压电单元112包括座体1121，座体1121的内腔被活动隔板1122分为两个腔体，其中一个腔体充满液体1123并设有与振动弹簧10连接的活塞杆1124，另一个腔体中放置着压电元件1125，压电元件1125是用多层压电薄片并联起来构成的压电堆。压电元件1125为压电陶瓷或铁电性压电材料或压电复合材料。

电力变换单元113包括控制模块、功率模块、整流器和DC/DC变换器。控制模块包括传感器、滤波电路、控制器和光电隔离电路；传感器置于压电单元112和电力变换单元113的功率模块上，用于获得控制器所需的信号；控制器通过滤波电路与传感器相连，获得传感器得到的信号，并输出控制信号；控制信号经光电隔离电路，送至功率模块的功率开关器件的控制端。电力变换单元113对电能的调整和变换包括以下步骤：1)整流过程，将压电元件产生的交流电变为直流电；2)DC/DC变换过程，对步骤1)产生的直流电进行电压和电流变换。

本实施例的一个具体应用为：本悬挂系统结构设计合理，在独立悬挂汽车的基础上增设能够将地面震动过滤掉的吸能缸11，吸能缸11利用其内的压电单元将振动弹簧10的震动能量转化为电能，电能最终通过管状加热板16发热来耗散，通过这种方式主动对地面震动进行处理，使其不会传动至底盘及车身，避免导致车底盘的旷量。本悬挂系统设有两个吸能缸11，其中一个缸体与两个第一横推力杆7连接，另一个缸体经过第二横推力杆9的转向作用与纵推力杆8连接，这使得本悬挂系统可以减少对横向、纵向传动方面的参数测试，降低调试成本。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种智能自适应汽车悬挂系统，包括悬架横梁、轮毂转向节总成、上臂、上臂支架、下臂、下臂支架、第一横推力杆和纵推力杆，其特征在于：所述悬架横梁的两边对称设有两个轮毂转向节总成，每个所述轮毂转向节总成的上部通过上臂连接有上臂支架，下部通过下臂连接有下臂支架，每个所述轮毂转向节总成上还连接有第一横推力杆和纵推力杆，所述纵推力杆转动连接有第二横推力杆，两个所述第一横推力杆以及两个所述第二横推力杆之间，分别通过振动弹簧连接有一个能够将地面震动过滤掉的吸能缸，两个所述吸能缸通过双层固定架与悬架横梁固连；

所述吸能缸包括散热缸、压电单元、电力变换单元、储能单元、变压器和管状加热板，所述散热缸的两端内侧各设有一个压电单元，所述压电单元将振动弹簧的震动能量转化为电能，并经过电力变换单元的调整、变换后储存在储能单元中，所述储能单元通过变压器为管状加热板供电，所述管状加热板消耗电能发热，并通过散热缸及时将热量散发。

2.根据权利要求1所述的智能自适应汽车悬挂系统，其特征在于：所述压电单元包括座体，所述座体的内腔被活动隔板分为两个腔体，其中一个腔体充满液体并设有与振动弹簧连接的活塞杆，另一个腔体中放置着压电元件，压电元件是用多层压电薄片并联起来构成的压电堆。

3.根据权利要求2所述的智能自适应汽车悬挂系统，其特征在于：所述压电元件为压电陶瓷或铁电性压电材料或压电复合材料。

4.根据权利要求1所述的智能自适应汽车悬挂系统，其特征在于：所述电力变换单元包括控制模块、功率模块、整流器和DC/DC变换器。

5.根据权利要求4所述的智能自适应汽车悬挂系统，其特征在于：所述控制模块包括传感器、滤波电路、控制器和光电隔离电路；传感器置于压电单元和电力变换单元的功率模块上，用于获得控制器所需的信号；控制器通过滤波电路与传感器相连，获得传感器得到的信号，并输出控制信号；控制信号经光电隔离电路，送至功率模块的功率开关器件的控制端。

6.根据权利要求4所述的智能自适应汽车悬挂系统，其特征在于：所述电力变换单元对电能的调整和变换包括以下步骤：

1)整流过程，将压电元件产生的交流电变为直流电；

2)DC/DC变换过程，对步骤1)产生的直流电进行电压和电流变换。