CN110682756A - 主动式可调刚度空气悬架装置 - Google Patents

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张云山
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单小伟
刘焕宝
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Abstract

本发明涉及一种主动式可调刚度空气悬架装置，包括路面探测装置和空气悬架装置，所述的空气悬架装置主要包括导向臂、气囊、后桥、U型螺栓、固定板、卷耳螺栓、螺栓、轮胎、车架、压力传感器、空气压缩机；所述的路面探测装置，主要包括第一车身高度传感器、控制器和第二车身高度传感器；本发明的特点是：导向臂通过U型螺栓与后桥和固定板连接固定，气囊通过螺栓与导向臂连接固定，压力传感器与气囊连接，对气囊中的压力进行实时监测，空压机与气囊相连，控制气囊的上升和下降；所述的控制器通过接收和分析第一车身高度传感器和第二车身高度传感器所检测的信号，控制空压机运行，实现气囊主动控制，达到车辆空气悬架刚度可控性的目的。它有效地解决了空气悬架被动控制的延时性，大幅度提高了车辆运行的舒适性。

Description

主动式可调刚度空气悬架装置
技术领域
本发明涉及一种主动式可调刚度空气悬架装置，属于汽车装备制造领域。
背景技术
汽车产品的运行平稳性、舒适性能，成为满足大众需求的关键因素，自2009年以来中国已成为世界第一大汽车生产国，中国汽车的产量占全球总产量的22.5％，销量占全球总销量的22.65％，年均增速达15.02％。尤其是近年来，随着经济发展和物质水平的不断提高，对汽车舒适性和平稳性能的需求日益迫切。传统的车企通常采用机械悬架的方式来增加车辆的运行平稳性，但由于机械悬架刚性大，导致车辆运行平稳性差。国内外研究现状表明，很多高档汽车和大型客车采用空气悬架来增加车辆行驶的平稳性，但由于路面的情况不同，现有的空气悬架装置不能有效的实现车桥的提升，造成这一现象的主要原因是由于气压控制的滞后性。因此，为提高车辆行驶的舒适性，新型的主动式可调刚度空气悬架装置成为迫切需求。
研究开发适合于车辆运行平稳性和舒适性的主动式可调刚度空气悬架装置，对推动汽车行业的具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是针对现有的空气悬架所存在的缺点，提出一种主动式可调刚度空气悬架装置，可以对车桥高度进行有效的控制，从而提高车辆的舒适性能。
为达到以上目的，本发明专利采取以下设计方案：
一种主动式可调刚度空气悬架装置，包括空气悬架装置和路面探测系统，所述的空气悬架装置包括导向臂、气囊、后桥、U型螺栓、固定板、卷耳螺栓、螺栓、轮胎、车架、压力传感器、空压机、第三车身高度传感器、第四车身高度传感器；所述的路面探测系统(02)包括第一车身高度传感器、控制器和第二车身高度传感器；所述的导向臂通过U型螺栓与后桥和固定板连接固定，气囊通过螺栓与导向臂连接，压力传感器与气囊连接，对气囊中的压力进行实时监测，空压机与气囊相连，控制气囊的上升和下降，其中控制器通过接收和分析第一车身高度传感器和第二车身高度传感器所检测的信号，获得车身位姿状态，进而控制空压机运行，实现气囊控制，达到悬架刚度可控性的目的。
所述的主动式可调刚度空气悬架装置，其特征在于：空气悬架的刚度可通过控制器传出的控制信号，实现气囊的升高和降低，实现气囊刚度主动可控调节。
所述的主动式可调刚度空气悬架装置，其特征在于：车身高度传感器可检测车身位姿或路面平整度情况，该车身高度传感器可不限于水平仪、陀螺仪等装置。
所述的主动式可调刚度空气悬架装置，其特征在于：车辆前桥可安装一个车身高度传感器，对后桥中两个空气悬架进行同步控制，同时车辆前桥左右轮胎上方各安装一个车身高度传感器，可分别对后桥中两个空气悬架进行独立控制。
本发明专利与现有的技术相比其优点在于：
1、本发明所涉及的主动式可调刚度空气悬架装置，可通过路面检测系统实现车辆位姿或地面平整度检测，通过控制器主动控制气囊实现提升和下降，达到平稳运行的目的。
2、空气悬架与控制系统相结合架构，可进一步降低车身重量，满足车身轻量化的发展需求。
附图说明
图1路面检测装置和空气悬架安装位置示意图
图2空气悬架结构图
图3气囊高度调节反馈控制回路
图4主动式可调刚度空气悬架装置工作原理图
图5车辆位姿变化示意图
图中：01、空气悬架装置；1、导向臂；2、气囊；3、后桥；4、U型螺栓；5、固定板；6、卷耳螺栓；7、螺栓；8、轮胎；9、车架；10、压力传感器；11、空压机；02、路面检测装置；021、第一车身高度传感器；022、控制器；023、第二车身高度传感器；011、第三车身高度传感器；012、第四车身高度传感器。
具体实施方式
为了进一步阐述发明专利的可行性和实用性，本发明专利将结合示意图对发明专利进行详细的阐述。
一种主动式可调刚度空气悬架装置，如图1和2所示，包括空气悬架装置01和路面探测系统02，所述的空气悬架装置01包括导向臂1、气囊2、后桥3、U型螺栓4、固定板5、卷耳螺栓6、螺栓7、轮胎8、车架9、压力传感器10、空压机11、第三车身高度传感器011、第四车身高度传感器012；所述的路面探测装置02包括第一车身高度传感器021、控制器022和第二车身高度传感器023；所述的导向臂1通过U型螺栓4与后桥3和固定板5连接固定，气囊2通过螺栓7与导向臂1连接，压力传感器10与气囊2连接，对气囊2中的压力进行实时监测，空压机12与气囊2相连，控制气囊2的上升和下降；所述的控制器022通过接收和分析第一车身高度传感器021和第二车身高度传感器023所检测的位姿或路面平整度信号，控制空压机11运行，实现气囊2控制，达到悬架刚度可控性的目的。
图3为气囊高度调节反馈控制回路，控制器022通过接收第一车身高度传感器021和第二车身高度传感器023中的检测的位姿信号或路面平整度信号，形成控制指令，调节出气阀开关和空压机11的运行状态，实现气囊2的升高和降低，第三车身高度传感器011和第四车身高度传感器012实时反馈车身高度信号实时反馈，形成闭环反馈调节回路。
当车辆遇到路面凸起情况，如图4(a)所示，车辆前桥中的第一车身高度传感器021和第二车身高度传感器023将检测到路面凸起信号并传送到分析器，分析器进行模数转换，将结果传动到控制器022，控制器022形成控制指令，控制空压机11处于停止状态，控制气囊2出气口处于开启状态，实现气囊2的下降，从而保证车辆平稳通过。
当车辆遇到路面凹陷路面情况，如图4(b)所示，车辆前桥中的第一车身高度传感器021和第二车身高度传感器023将检测到路面凹陷路面并传送到分析器，分析器进行模数转换，将结果传动到控制器022，控制器022形成控制指令，控制气囊2出气口处于关闭状态，空压机11运行给气囊2充气，实现气囊2的上升，从而保证车辆平稳通过。
当车辆遇到路面右轮凹陷和左轮水平的情况，如图5(a)所示，车辆前桥中的第一车身高度传感器021将检测到路面平整度情况，形成车辆位姿变化信号并传送到控制器022，控制器022形成控制指令，车辆右侧空气悬架中的空压机6保持待机状态，控制气囊2出气口处于打开状态，实现气囊2的上升，车辆左侧空气悬架保持不变，从而保证车辆平稳通过。
当车辆遇到路面右轮凸起和左轮水平的情况，如图5(b)所示，车辆前桥中的第一车身高度传感器021将检测到路面平整度信号并传送到控制器022，控制器022形成控制指令，车辆右侧空气悬架中的空压机6运行，控制气囊2出气口处于开启状态，实现气囊2的下降，车辆左侧空气悬架保持不变，从而保证车辆平稳通过。
通过以上具体实施案例可知，车辆的中安装的独立式空气悬挂控制系统，系统可通过前桥中两侧的独立第一车身高度传感器021和第二车身高度传感器023检测车身位姿，根据车身位姿信息，通过控制器022实时控制后桥中空气悬架的高度，实现后桥空气悬架刚高度的可控性，同时主动改变车身后桥的位姿，实现车辆的平稳通行。
本发明专利并不局限于上述实施方式，如果对本专利的各种改动和变形不脱离本发明专利的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明专利的权利要求和等同技术范围之内，则本发明专利也意图包含这些改动和变形。
尽管本文较多的使用了01、空气悬架装置；1、导向臂；2、气囊；3、后桥；4、U型螺栓；5、固定板；6、卷耳螺栓；7、螺栓；8、轮胎；9、车架；10、压力传感器；11、空压机；02、路面检测装置；021、第一车身高度传感器；022、控制器；023、第二车身高度传感器；011、第三车身高度传感器；012、第四车身高度传感器等术语，但并不排除其它术语的可能性，使用这些术语仅仅是为了描述和解释本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明相违背的。

Claims (4)

1.一种主动式可调刚度空气悬架装置，其特征在于：包括空气悬架装置(01)和路面探测系统(02)，所述的空气悬架装置(01)包括导向臂(1)、气囊(2)、后桥(3)、U型螺栓(4)、固定板(5)、卷耳螺栓(6)、螺栓(7)、轮胎(8)、车架(9)、压力传感器(10)、空压机(11)、第三车身高度传感器(011)、第四车身高度传感器(012)；所述的路面探测系统(02)包括第一车身高度传感器(021)、控制器(022)和第二车身高度传感器(023)；所述的导向臂(1)通过U型螺栓(4)与后桥(3)和固定板(5)连接固定，气囊(2)通过螺栓(7)与导向臂(1)连接，压力传感器(10)与气囊(2)连接，对气囊(2)中的压力进行实时监测，空压机(11)与气囊(2)相连，控制气囊(2)的上升和下降，其中控制器(022)通过接收和分析第一车身高度传感器(021)和第二车身高度传感器(023)所检测的信号，获得车身位姿状态，进而控制空压机(12)运行，实现气囊(2)控制，达到悬架刚度可控性的目的。
2.如权利要求1所述的主动式可变刚度机械悬架装置，其特征在于：所述的第三车身高度传感器(011)和第四车身高度传感器(012)安装在车辆的后桥上，实时监测调整后的位姿信息。
3.如权利要求1所述的主动式可调刚度空气悬架装置，其特征在于：控制器(022)与空压机(12)相连，空压机(12)与气囊(2)相连，控制器(022)传出的控制信号，控制空压机(12)运动，实现气囊(2)刚度的调节，同时第三车身高度传感器(011)和第四车身高度传感器(012)检测的信号反馈给控制器(022)，实现车辆位姿的反馈调节。
4.如权利要求1所述的主动式可调刚度空气悬架装置，其特征在于：车身高度传感器可检测车身位姿或路面平整度情况，该车身高度传感器可不限于水平仪、陀螺仪等装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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