CN110293809A - 一种驱动桥总成主动减振控制方法、装置及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种驱动桥总成主动减振控制方法、装置及系统，系统包括空气弹簧、空气弹簧支撑结构、振动加速度传感器；空气弹簧上端支撑连接固定在车架下，空气弹簧下端通过空气弹簧支撑结构与油缸悬架相连接，油缸悬架与驱动桥总成相连；振动加速度传感器布置在车架上，用于实时监测车架上振动加速度；空气弹簧的空气气囊与气源管道相连通，并通过气源管道上设置的比例阀控制空气弹簧的空气气囊充放气；振动加速度传感器、比例阀分别与控制器连接。车架上的振动传感器监测车架振动并反馈给控制器，控制器发出指令给比例阀控制空气弹簧充气放气从而实现刚度调节，实现了主动控制，提高了工程车辆振动舒适性，适应在不同道路振动状况下使用。

Description

一种驱动桥总成主动减振控制方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域，具体涉及一种驱动桥总成主动减振控制方法、装置及系统。
背景技术
目前工程车辆，包括挖掘机、压路机、滑移装载机、平地机等，广泛用于建筑、道路、矿山、港口等施工现场，工作场地的路面状况及工作环境比较恶劣，在工作过程中，往往伴随有巨大的瞬时冲击，产生低频振动和晃动，随着工程机械对工作环境的要求也日益提高，这就对工程车辆的振动舒适性提出了较高的要求。
由于施工作业的多样性和不确定性，工程车辆的舒适性也随之变化，驾驶员在长时间的操作过程中，超过界限的振动就会对驾驶员的生理和心理产生极其不良的影响，从而降低工作效率。驱动桥总成直接关系到工程车辆的舒适性，如何控制驱动桥总成的振动输出，使工程车辆时刻保持舒适性，实现振动舒适性的智能控制，是目前一个难点问题。
目前，工程车辆普遍采用油缸悬架，在施工过程中，油缸通过路面信息调整位置，可以根据自身的需要，把油缸调节到一定的位置，进行半主动控制，一定程度上提高了振动舒适性。
现有技术存在以下缺陷：现有机械式油缸悬架，仅能提供基本减振，减振效果差，现有油缸悬架，局限于高度调节，没有刚度可调节功能，无法根据振动实时情况调节悬架刚性程度，进行主动控制，以便适应不同道路状况下使用，不能避免持续感受到路面引起的震颤、颠簸和摇晃而带来的振动，难以为长时间施工作业的驾驶员提供更加舒适的工作环境。
发明内容
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种驱动桥总成主动减振控制方法、装置及系统，提高隔振率，适用于工程车辆的车架减振，提高工程车辆抗冲击性和平顺性。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种驱动桥总成主动减振控制方法，包括：
获取车架振动加速度信息；
判断当前车架振动加速度是否在阈值范围内；
响应于当前车架振动加速度不在阈值范围内，基于车架振动加速度信息，确定空气弹簧的空气气囊的充放气需求量；
根据空气气囊的充放气需求量，发送指令，控制空气弹簧的空气气囊的充、放气动作，实现空气弹簧的刚度调节。
进一步的，所述的驱动桥总成主动减振控制方法，基于车架振动加速度信息，确定空气弹簧的空气气囊的充放气需求量，根据空气气囊的充放气需求量，向比例阀发出指令，比例阀开关开启，对空气气囊进行充放气，在充放气过程中，监测气囊压力，压力不能超过规定范围。
根据本发明的另一方面，提供一种驱动桥总成主动减振控制装置，包括：
信息获取模块，用于：获取车架振动加速度信息；
判断模块，用于：判断当前车架振动加速度是否在阈值范围内；
充放气需求量确定模块，用于：响应于当前车架振动加速度不在阈值范围内，基于车架振动加速度信息，确定空气弹簧的空气气囊的充放气需求量；
输出控制模块，用于：根据空气气囊的充放气需求量，发送指令，控制空气弹簧的空气气囊的充、放气动作，实现空气弹簧的刚度调节。
进一步的，所述的驱动桥总成主动减振控制装置，基于车架振动加速度信息，确定空气弹簧的空气气囊的充放气需求量，根据空气气囊的充放气需求量，向比例阀发出指令，比例阀开关开启，对空气气囊进行充放气，在充放气过程中，监测气囊压力，压力不能超过规定范围。
根据本发明的另一方面，提供一种驱动桥总成主动减振控制系统，包括所述的驱动桥总成主动减振控制装置，所述的驱动桥总成主动减振控制装置包括存储器和处理器，存储器用于存储指令，所述指令用于控制所述处理器进行操作以执行根据所述的驱动桥总成主动减振控制方法。
进一步的，所述的驱动桥总成主动减振控制系统，还包括：空气弹簧、空气弹簧支撑结构、振动加速度传感器；
空气弹簧上端支撑连接固定在车架下，空气弹簧下端通过空气弹簧支撑结构与油缸悬架相连接，油缸悬架与驱动桥总成相连；
所述振动加速度传感器布置在车架上，用于实时监测车架上振动加速度；
所述空气弹簧的空气气囊与气源管道相连通，并通过气源管道上设置的比例阀控制空气弹簧的空气气囊充放气；
所述的振动加速度传感器、比例阀分别与控制器连接。
进一步的，所述的驱动桥总成主动减振控制系统，还包括压力传感器，用于监测空气弹簧的空气气囊的压力；
流量监测器，用于监测空气弹簧的空气气囊的充、放气量。
进一步的，所述的驱动桥总成主动减振控制系统，所述比例阀中设置有继电器，用于执行充放气开关。
另一方面，本发明还提供一种工程车辆，包括上述的驱动桥总成主动减振控制系统。
有益效果：本发明提供的驱动桥总成主动减振控制方法、装置及系统，1）设计了振动主动减振控制系统，通过检测车架振动加速度反馈给控制系统，通过控制系统实现空气弹簧的刚度调节；2）增加的主动减振控制系统可根据振动大小自动调刚度，可适用不同振动的影响。
附图说明
图1为实施例驱动桥总成主动减振控制系统结构示意图；
图2为实施例控制系统的框图；
图3为实施例控制方法流程图；
图中：车架1、振动加速度传感器2、空气弹簧3、空气弹簧支撑结构4、油缸悬架5、轮胎6、驱动桥总成7。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。
实施例1
一种驱动桥总成主动减振控制方法，包括：
获取车架振动加速度信息；
判断当前车架振动加速度是否在阈值范围内；
响应于当前车架振动加速度不在阈值范围内，基于车架振动加速度信息，确定空气弹簧3的空气气囊的充放气需求量；
根据空气气囊的充放气需求量，发送指令，控制空气弹簧的空气气囊的充、放气动作，实现空气弹簧的刚度调节。
进一步的，基于车架振动加速度信息，确定空气弹簧3的空气气囊的充放气需求量，根据空气气囊的充放气需求量，向比例阀发出指令，比例阀开关开启，对空气气囊进行充放气，在充放气过程中，监测气囊压力，压力不能超过规定范围。
在一些具体实施例中，主动减振控制逻辑图如图3所示，控制器对接受的振动加速度实时信号进行判定，当振动加速度有效值不在阈值范围内时，发送控制指令到比例阀，通过控制比例阀的开启状态，达到控制空气弹簧的充放气目的，从而实现控制空气弹簧的收缩量和压力等参数，控制器根据振动加速度反馈，再调整充放气参数，实现座椅的主动控制，同时监测空气弹簧的压力与流量，不超过限值，当空气弹簧的压力与流量一旦超过限值，控制器则发出控制信号，比例阀处于关闭状态，当振动加速度有效值在阈值范围内时，则比例阀处于关闭状态，空气弹簧的压力与流量维持不变，从而达到车架保护的目的。
与空气弹簧参数相关的控制因素主要有两个：一个是充气压力，另一个是充气流量，前者可以直接由比例阀中的压力传感器进行调试，后者主要是通过控制器脉冲信号的占空比来实现。
实施例2
一种驱动桥总成主动减振控制装置，包括：
信息获取模块，用于：获取车架振动加速度信息；
判断模块，用于：判断当前车架振动加速度是否在阈值范围内；
充放气需求量确定模块，用于：响应于当前车架振动加速度不在阈值范围内，基于车架振动加速度信息，确定空气弹簧的空气气囊的充放气需求量；
输出控制模块，用于：根据空气气囊的充放气需求量，发送指令，控制空气弹簧的空气气囊的充、放气动作，实现空气弹簧的刚度调节。
进一步的，所述充放气需求量确定模块，基于车架振动加速度信息，确定空气弹簧3的空气气囊的充放气需求量，所述输出控制模块，根据空气气囊的充放气需求量，向比例阀发出指令，比例阀开关开启，对空气气囊进行充放气，在充放气过程中，监测气囊压力，压力不能超过规定范围。
实施例3
如图1所示，一种驱动桥总成主动减振控制系统，包括控制器、空气弹簧3、空气弹簧支撑结构4、振动加速度传感器2；
空气弹簧3上端支撑连接固定在车架1下，空气弹簧3下端通过空气弹簧支撑结构4与油缸悬架5相连接，油缸悬架5与驱动桥总成7相连，轮胎6连接安装在所述驱动桥总成7上；
所述振动加速度传感器2布置在车架1上，用于实时监测车架上振动加速度；
所述空气弹簧3的空气气囊与气源管道相连通，并通过气源管道上设置的比例阀控制空气弹簧3的空气气囊充放气；
所述的振动加速度传感器2、比例阀分别与控制器连接。
所述的驱动桥总成主动减振控制系统，还包括压力传感器，用于监测空气弹簧的空气气囊的压力；流量监测器，用于监测空气弹簧的空气气囊的充、放气量。
进一步的，所述比例阀中设置有继电器，用于执行充放气开关。
如图2所示，执行系统包括分气块、储气罐、气源，主动减振控制部分是由控制器、比例阀组成，控制器内存储有空气弹簧参数控制程序，刚度与空气弹簧参数（充气压力、收缩量等）有相互对应关系，通过控制空气弹簧参数达到控制刚度的目的，振动加速度传感器数据通过串口接入控制器，控制器分析振动数据，比例阀中有继电器，执行充放气开关，比例阀中有压力传感器，负载单元主要是指车架，空气弹簧为该动态系统的执行元件，也是系统的被控对象。比例阀接收控制器的控制信号，根据控制器控制指令。
另一方面，还提供一种工程车辆，包括上述的驱动桥总成主动减振控制系统。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种驱动桥总成主动减振控制方法，其特征在于，包括：
获取车架振动加速度信息；
判断当前车架振动加速度是否在阈值范围内；
响应于当前车架振动加速度不在阈值范围内，基于车架振动加速度信息，确定空气弹簧的空气气囊的充放气需求量；
根据空气气囊的充放气需求量，发送指令，控制空气弹簧的空气气囊的充、放气动作，实现空气弹簧的刚度调节。
2.根据权利要求1所述的驱动桥总成主动减振控制方法，其特征在于，基于车架振动加速度信息，确定空气弹簧的空气气囊的充放气需求量，根据空气气囊的充放气需求量，向比例阀发出指令，比例阀开关开启，对空气气囊进行充放气，在充放气过程中，监测气囊压力，压力不能超过规定范围。
3.一种驱动桥总成主动减振控制装置，其特征在于，包括：
信息获取模块，用于：获取车架振动加速度信息；
判断模块，用于：判断当前车架振动加速度是否在阈值范围内；
充放气需求量确定模块，用于：响应于当前车架振动加速度不在阈值范围内，基于车架振动加速度信息，确定空气弹簧的空气气囊的充放气需求量；
输出控制模块，用于：根据空气气囊的充放气需求量，发送指令，控制空气弹簧的空气气囊的充、放气动作，实现空气弹簧的刚度调节。
4.根据权利要求3所述的驱动桥总成主动减振控制装置，其特征在于，基于车架振动加速度信息，确定空气弹簧的空气气囊的充放气需求量，根据空气气囊的充放气需求量，向比例阀发出指令，比例阀开关开启，对空气气囊进行充放气，在充放气过程中，监测气囊压力，压力不能超过规定范围。
5.一种驱动桥总成主动减振控制系统，其特征在于，包括权利要求3或4所述的驱动桥总成主动减振控制装置，所述的驱动桥总成主动减振控制装置包括存储器和处理器，存储器用于存储指令，所述指令用于控制所述处理器进行操作以执行根据权利要求1或2所述的驱动桥总成主动减振控制方法。
6.根据权利要求5所述的驱动桥总成主动减振控制系统，其特征在于，还包括：空气弹簧、空气弹簧支撑结构、振动加速度传感器；
空气弹簧上端支撑连接固定在车架下，空气弹簧下端通过空气弹簧支撑结构与油缸悬架相连接，油缸悬架与驱动桥总成相连；
所述振动加速度传感器布置在车架上，用于实时监测车架上振动加速度；
所述空气弹簧的空气气囊与气源管道相连通，并通过气源管道上设置的比例阀控制空气弹簧的空气气囊充放气；
所述的振动加速度传感器、比例阀分别与控制器连接。
7.根据权利要求6所述的驱动桥总成主动减振控制系统，其特征在于，还包括压力传感器，用于监测空气弹簧的空气气囊的压力。
8.根据权利要求6所述的驱动桥总成主动减振控制系统，其特征在于，还包括流量监测器，用于监测空气弹簧的空气气囊的充、放气量。
9.根据权利要求6所述的驱动桥总成主动减振控制系统，其特征在于，所述比例阀中设置有继电器，用于执行充放气开关。
10.一种工程车辆，其特征在于，包括权利要求6-9任一项所述的驱动桥总成主动减振控制系统。
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