CN109455055A - 一种改善液压互联悬架激速效应的控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种改善液压互联悬架激速效应的控制装置，该装置包括两套结构相同的调速控制装置；每套调速控制装置的位移传感器与车辆悬架弹簧并联安装，且其电压信号输出端连接比较器；比较器的输出端连接PI控制器，PI控制器的输出端连接步进电机驱动器的输入端，步进电机驱动器的输出端连接微型直线丝杠步进电机的定子绕组；滑块与微型直线丝杠步进电机的丝杠螺纹连接且与液压缸的活塞杆固定连接。本发明能对车辆急加速和紧急制动等运行工况下形成的激速效应进行调速控制，实现快速降低位移峰值信号，防止产生过大的液压系统冲击对系统造成的损害，尤其适合于实际工程液压互联悬架系统的控制应用。
Description
技术领域
本发明属于汽车列车液压互联悬架技术领域，特别涉及到一种改善液压互联悬架激速效应的控制装置.
背景技术
液压互联悬架系统是近几年兴起的一种新技术，可广泛应用于轿车，长途客车和质心高、吨位大的汽车列车，如图1所示，其基本结构和原理如下：液压互联系统一般由双向作用液压缸5、蓄能器6、阻尼阀7及若干管路8连接而成。双作用液压缸的作用将车辆系统的刚体运动产生的压力能装换成液压缸活塞缸的推力再反向施加到车辆系统中；蓄能器室能量存储装置，吸收和放出不可压缩的液压油；阻尼阀是具有缓冲效果的阻尼元件，可显著增大管路的阻尼。
本文定义由车辆急加速、高速转弯、高速制动等不稳定工况下造成液压互联悬架系统内部液压缸活塞杆的位移和速度的大小和方向的急剧变化的现象为液压互联悬架系统的激速效应，对应活塞杆速度的峰值分别为激速峰值。
目前液压互联悬架系统被车辆工程推广应用，但很少学者发现其存在的问题，虽然系统内部设置蓄能器，阻尼阀装置用于减缓车辆稳定运行工况下系统的振动，但是当车辆急加速或紧急制动时，会导致悬架系统的液压缸活塞杆的位移和速度的大小和方向高幅度变化，该激速效应对液压系统的瞬态冲击较大，会造成液压元件的严重受损，影响使用寿命。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种所以能够快速削减系统激速峰值振荡，可靠地实现易于工程操作的调速控制的改善液压互联悬架激速效应的控制装置。
为了解决上述技术问题，本发明的改善液压互联悬架激速效应的控制装置包括两套结构相同的调速控制装置；每套调速控制装置包括位移传感器、比较器、PI控制器、步进电机驱动器、微型直线丝杠步进电机、滑块、液压缸；所述的位移传感器与车辆悬架弹簧并联安装，且其电压信号输出端连接比较器的输入端；比较器的输出端连接PI控制器，PI控制器的输出端连接步进电机驱动器的输入端，步进电机驱动器的输出端连接微型直线丝杠步进电机的定子绕组；滑块与微型直线丝杠步进电机的丝杠螺纹连接且与液压缸的活塞杆固定连接。
本发明根据位移传感器获取的悬架位移信号产生微型直线步进电机控制脉冲信号，最终带动液压缸活塞杆沿悬架压缩位移相反的方向运动，能对车辆急加速和紧急制动等运行工况下形成的激速效应进行调速控制，实现快速降低位移峰值信号，减弱沿悬架位移方向的液压缸活塞杆的力对系统的冲击，防止产生过大的液压系统冲击对系统造成的损害。本发明设计结构简单，可靠，响应速度快，尤其适合于实际工程液压互联悬架系统的控制应用。
本发明不依赖于精确数学模型,结构简单，能够快速、可靠地实现液压互联悬架激速效应下的高品质调速控制，减缓系统液压冲击，延长悬架系统的使用寿命，有较高的性价比，易于车辆工程应用和推广。可适用于安装液压悬架的车辆，尤其适合于急加速、高速转弯、高速制动等运行不稳定的工况。
附图说明
图1为液压互联系统的结构图。
图2为本发明的结构框图。
图3为本发明微型直线步进电机安装位置示意图。
图4为本发明的Amesim仿真x(t)输入响应图。
图中：11.液压缸；111.活塞杆；12.蓄能器；13.阻尼阀；14.管路；21.位移传感器；22.比较器；23.PI控制器；24.步进电机驱动器；25.微型直线步进电机；251.丝杠；26.滑块。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明做详细说明，给出了具体的实施步骤和操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图2、3所示，本发明的改善液压互联悬架激速效应的控制装置包括两套结构相同的调速控制装置；每套调速控制装置包括位移传感器21、比较器22、PI控制器23、步进电机驱动器24、微型直线丝杠步进电机25、滑块26、液压缸11；所述的位移传感器21与车辆悬架弹簧并联安装，且其电信号输出端连接比较器22的同相输入端；比较器22的输出端连接PI控制器23，PI控制器23的输出端连接步进电机驱动器23的输入端，步进电机驱动器23的输出端连接微型直线丝杠步进电机的定子绕组；滑块9与微型直线丝杠步进电机的丝杠螺纹连接且与液压缸的活塞杆111固定连接。
位移传感器21检测车辆任意运行工况下悬架弹簧的位移信号x(t)并将其转换成电压信号输入到比较器22；比较器22接收位移传感器21输出的电压信号，当该电压信号小于或等于同相输入端的电压阈值时，比较器22不输出信号；当比较器22接收的电压信号大于电压阈值时，则输出差值信号作为PI控制器的输入信号，PI控制器根据输入的差值信号输出相应个数的脉冲信号，以此驱动微型直线丝杠步进电机24，从而通过滑块25带动液压缸11的活塞杆111沿悬架压缩位移的反方向运动。
所述的比较器22和PI控制器23可以通过单片机(或者可编程逻辑器件)实现。当单片机22接收的电压信号小于或等于设定阈值时，单片机22不响应；当单片机22接收的电压信号大于设定阈值时，则将电压信号与设定阈值的差值作为其内部PI控制器的输入信号，PI控制器根据输入信号输出相应个数的脉冲信号，以此驱动微型直线丝杠步进电机24，从而通过滑块25带动液压缸11的活塞杆111沿悬架压缩位移的反方向运动。
综上所述，仅是对本发明的一个实施实例，并未对本发明做出任何的限制，任何该领域或是熟悉本专业相关的技术人员，在不脱离本发明基本技术方案和实施策略的范围内，可适当根据实际情况做出部分的改动、修饰、变型，本发明的范围由权利要求极其等同物限定。
Claims (1)
1.一种改善液压互联悬架激速效应的控制装置，其特征在于包括两套结构相同的调速控制装置；每套调速控制装置包括位移传感器(21)、比较器(22)、PI控制器(23)、步进电机驱动器(24)、微型直线丝杠步进电机(25)、滑块(26)、液压缸(11)；所述的位移传感器(21)与车辆悬架弹簧并联安装，且其电压信号输出端连接比较器(22)的输入端；比较器(22)的输出端连接PI控制器(23)，PI控制器(23)的输出端连接步进电机驱动器(23)的输入端，步进电机驱动器(23)的输出端连接微型直线丝杠步进电机的定子绕组；滑块(9)与微型直线丝杠步进电机的丝杠螺纹连接且与液压缸的活塞杆(111)固定连接。
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