CN110886804B - 一种内置电磁阀式半主动阻尼连续可调减振器及控制方法 - Google Patents

一种内置电磁阀式半主动阻尼连续可调减振器及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于车辆减振装置技术领域,具体涉及一种内置电磁阀式半主动阻尼连续可调减振器及控制方法,包括减振器本体和减振器控制系统,其特征在于,所述减振器本体包括工作缸筒、储油缸筒、减振器防尘罩、底阀总成、活塞总成、电磁阀总成,本发明还公开了一种内置阻尼连续可调式减振器的控制方法,该控制方法可对减振器进行软硬阻尼的不同模式连续切换控制,将电磁阀与阻尼连续可调减振器内部的活塞合理集成,且阀芯部分采用了有不同的截面结构,同时阀芯周围设计了导向,使得阀芯更稳定,既能实现更好的减振,又可以实现不同舒适程度的阻尼调节,使用方便,节省空间,使用前景广阔,便于推广使用。

Description

一种内置电磁阀式半主动阻尼连续可调减振器及控制方法
技术领域
本发明属于车辆减振装置技术领域,具体涉及一种内置电磁阀式半主动阻尼连续可调减振器及其控制方法。
背景技术
目前车辆悬架系统主要有被动悬架、半主动悬架和主动悬架。被动悬架由于刚度阻尼等参数是不变的,因此汽车减振效果受限,主动悬架利用可控制减振器,可以实时根据路况改变悬架的刚度和阻尼以提高车辆的平顺性和操纵稳定性,但主动悬架能耗大,降低车辆的燃油经济性。主动悬架主要依赖外界能源供给来实现减振效果,一直是制约主动悬架技术发展的重要问题,且当主动悬架减振器发生故障或失效时,其固有阻尼小,安全难以保障。减振器作为汽车悬架的核心,更是起到至关重要的作用。
发明内容
本发明针对上述现有技术中的不足,提供一种内置电磁阀式半主动阻尼连续可调减振器及其控制方法。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种内置电磁阀式半主动阻尼连续可调减振器,包括减振器本体和减振器控制系统,其特征在于,所述减振器本体包括工作缸筒、储油缸筒、减振器防尘罩、底阀总成、活塞总成、电磁阀总成,所述储油缸筒半包围在工作缸筒外,所述储油缸筒的上端口和工作缸筒之间用固定密封圈密封连接,所述工作缸筒顶盖中间设置有穿过工作缸筒以及减振器防尘罩的活塞杆,所述工作缸筒与活塞杆之间采用O型密封圈连接,所述活塞杆外侧与工作缸筒以及储油缸筒组成一个封闭结构,所述工作缸筒与储油缸筒内部均设置有液压油,所述减振器防尘罩覆盖在工作缸筒的外部且与活塞杆固定连接,所述活塞杆与上吊耳之间螺纹连接,所述储油缸筒底部与下吊耳用下吊耳紧固螺母固定连接;
所述工作缸筒底部通过压缩阀、补偿阀及底阀紧固螺母形成底阀总成,所述活塞杆底部为活塞底座,所述活塞底座上安装有由紧固螺母连接的活塞杆下端盖,所述活塞杆下端盖两侧分布有伸长阀和流通阀,所述活塞底座、活塞杆下端盖、紧固螺母、伸长阀和流通阀构成活塞总成;
所述的电磁阀总成包括设置在活塞杆空腔下的电磁阀外接线,所述电磁阀外接线下部设置有中空的阀盖,所述阀盖覆盖于中空的调节机构之上,所述活塞底座与中空通孔结构的电磁阀外壳连接,所述电磁阀外壳顶部从内向外依次设置电磁阀导磁段和电磁线圈,所述电磁阀外壳的内侧底部固定有卡圈,所述卡圈的上部固定卡紧流通环,所述流通环上部活动设置有内部为圆柱状凹槽的溢流阀块,所述圆柱状凹槽内配合连接有向上延伸的先导阀芯,所述圆柱状凹槽和先导阀芯的配合处安装有先导支撑弹簧,所述先导阀芯另一端套装在外部设有先导阀弹簧的阀芯后座内,所述先导阀弹簧另一端内部套装有调节螺钉支座,所述调节螺钉支座内部连接调节螺钉一端,所述调节螺钉另一端伸入两块所述调节机构中间,所述先导阀弹簧外侧设置有衔铁柱,所述衔铁柱内部超出先导阀弹簧的上部向内收缩靠近先导阀芯;
减振器控制系统包括减振器控制器、视觉神经系统、电磁阀驱动电路,电磁阀、电磁阀减振器,所述活塞杆顶部中空部分装有减振器控制器,所述减振器控制器输入端接有用于对非簧载质量速度进行实时检测的非簧载质量速度传感器、用于对簧载质量速度进行实时检测的簧载质量速度传感器、车身速度传感器、用于对电磁阀减振器输出阻尼力进行实时检测的力传感器和路面输入的垂直位移传感器、轮胎的垂直位移传感器、视觉神经系统的输出端,其中视觉神经系统输入端接有路面扫描仪传感器。所述车速的速度传感器和路面扫描仪传感器,将此扫描仪采集到的数据通过分析,将路面分为A,B,C,D四种路面级别。
所述电磁阀外壳的侧壁分别均匀开有三个电磁阀外壳节流孔和三个电磁阀外壳流通孔,所述溢流阀块分别设置三个径向孔和轴向孔,所述径向孔和轴向孔依次相隔60°。
溢流阀块与先导阀芯构成上腔,此上腔上部与衔铁柱以及电磁阀外壳之间的缝隙相连通,溢流阀块与流通环内部空间以及活塞总成构成活塞阀上腔,溢流阀块和流通环外部均与电磁阀外壳相通,活塞杆、电磁阀外壳、活塞总成与工作缸筒构成复原腔。
所述先导阀芯的节流位置设置成两段锥面,半锥段a和b分别取 7°和15°。
一种内置电磁阀式半主动阻尼连续可调减振器的控制方法,包括以下步骤:
步骤Ⅰ、路面识别技术的数据采集与同步传输:路面扫描仪对路面行驶工况进行实时扫描,视觉系统通过深度学习进行图像拟合获取路面纹理信息,进而把路面划分为A,B,C,D四种等级,其中A,B,C为较好的路面,D级为路面波动比较大的路面。
步骤Ⅱ、减振器混合控制方法:分别采集路面输入的垂直位移z0、轮胎的垂直位移zw、车身的垂直位移zb,同时输入到减振器控制器中,通过计算来选取混合控制的阻尼系数c,其中c=α CS-(1-α)Cg,其中CS、Cg表示实际天棚、地棚阻尼系数;α表示阻尼分配系数,其取值范围为0-1。
步骤Ⅲ、车速传感器对车速进行采集,所述减振器控制器对其第i次采样得到的车速信号vi大小进行分析处理,减振器控制器分别对车身速度、非簧载质量速度、簧载质量速度进行周期性采样;并将第i次采样得到的非簧载质量速度记作
Figure GDA0002988628130000044
将第i次采样得到的簧载质量速度记作
Figure GDA0002988628130000045
其中,i的取值为非零自然数;根据步骤Ⅰ所识别的A、B、C、D四种路面对阻尼器进行半主动控制如下:
步骤1、其中,先导阀芯进行半主动控制的具体过程为:
步骤11、减振器控制器计算
Figure GDA0002988628130000041
的大小;
步骤12、减振器控制器将
Figure GDA0002988628130000042
的计算结果与0进行大小比较,当
Figure GDA0002988628130000043
时,判断出减振器处于半主动工作模式;
步骤2、其中,当路面位A、B、C三种路面工况时减振器的控制过程为:
步骤21、当车速vi<40km/h时,车速较低,主要以舒适性为主,α的取值限定在[0.5,1],则天棚控制多一些,利用公式
Figure GDA0002988628130000051
通过控制线圈回路中的电阻,进而改变电流大小,改变衔铁的磁通量,从而输出一个可控的电磁力
Figure GDA0002988628130000052
实现减振器的半主动控制,进而调节比例电磁的开度,使得先导阀芯的位置处于a段,此时的减振器阻尼较小一些处于‘硬’阻尼状态;
步骤22、当车速vi>40km/h时,车速处于中高速,主要以安全性为主,α的取值限定在(0,0.5),则地棚控制多一些,利用公式
Figure GDA0002988628130000053
通过控制线圈回路中的电阻,进而改变电流大小,改变衔铁的磁通量,从而输出一个可控的电磁力
Figure GDA0002988628130000054
实现减振器的半主动控制,进而调节比例电磁的开度,使得先导阀芯的位置处于b段,此时的减振器阻尼较小一些处于‘软’阻尼状态;
步骤3、其中,当路面位D种路面工况时减振器的控制过程为:
步骤31、当车速vi<40km/h时,车速较低,主要以舒适性为主,α的取值限定在[0.5,1],则天棚控制多一些,同时利用公式
Figure GDA0002988628130000055
通过控制线圈回路中的电阻,进而改变电流大小,改变衔铁的磁通量,从而输出一个可控的电磁力
Figure GDA0002988628130000056
实现减振器的半主动控制,进而调节比例电磁的开度,使得先导阀芯的位置处于b段,此时的减振器阻尼较小一些处于‘软’阻尼状态;
步骤32、当车速vi>40km/h时,车速处于中高速,主要以安全性为主,α的取值限定在[0,0.5],则地棚控制多一些,同时利用公式
Figure GDA0002988628130000061
通过控制线圈回路中的电阻,进而改变电流大小,改变衔铁的磁通量,从而输出一个可控的电磁力
Figure GDA0002988628130000062
实现减振器的半主动控制,进而调节比例电磁的开度,使得先导阀芯的位置处于a段,此时的减振器阻尼较小一些处于‘硬’阻尼状态;其中Φ2衔铁上方的磁通量。μ1、μ0分别为空气磁导率、油液的相对磁导率,D2、D3分别为磁通量发生变化处的直径。
步骤Ⅳ、当突然断电的情况下,先导阀芯的重力和先导阀弹簧的弹力使得先导阀芯处于a段以下,此时先导阀芯的阻尼力处于最大。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:本发明与现有技术相比具有以下优点:
(1)本发明的阻尼连续可调减振器,将电磁阀与阻尼连续可调减振器内部的活塞合理集成,是一种电磁阀内置的阻尼力连续控制得车辆新型减振器,其结构紧凑,体积小,易于安装。
(2)本发明的阻尼连续可调减振器使用时,先导阀芯的节流位置处采用了两段锥面的形式,能够保证安全性的前提下在“软”“硬”阻尼之间切换,保证了车辆的安全性和操作稳定性,悬架减振效果显著。
(3)本发明的阻尼连续可调减振器使用时,当电磁阀式阻尼连续可调减振器出现故障即电磁阀故障时,可按照传统被动减振器工作,并且此时的先导阀芯在自身重力和调节弹簧弹力的作用下使先导阀芯的位置处于a处以下,此时的阻尼力最大,保证了足够的安全性。因此,本发明悬架减振器的工作可靠性高,能够稳定地实现较好的减振效果。
(4)本发明在溢流阀上腔设置先导阀芯的导向结构,使得先导阀芯的上下移动更稳定。
(5)本发明阻尼连续可调减振器的控制方法的方法步骤简单,实现方便且结构集成化程度高,实用性强,使用效果好,便于市场推广。
附图说明
图(1)为本发明的阻尼连续可调减振器的结构示意图;
图(2)本发明图(1)的A处先导阀芯节流口示意图;
图(3)为本发明溢流阀块结构示意图;
图(4)为本发明减振器控制器系统示意图;
图中,1-储油缸筒;2-下吊耳紧固螺母;3-压缩阀;4-流通阀;5-活塞底座;6—卡圈;7-径向孔;8-轴向孔;9-溢流阀块;10-先导阀芯;12-复原腔;13—衔铁柱;14—工作缸筒;15—导磁段;16—固定密封圈;17—O型密封圈;18-下吊耳;19-底阀紧固螺母;20—补偿阀;21—紧固螺母;22—伸长阀;23—活塞杆下端盖;25—流通环;26—先导支撑弹簧;27-阀芯后座;28-电磁阀外壳;29-先导阀弹簧;30-上腔;31-电磁线圈;32—调节螺钉支座;33-调节螺钉;34-隔磁段;35-调节机构;36-阀盖;37-电磁阀外接线;38-活塞杆;39-减振器控制器;40-减振器防尘罩; 41-上吊耳;42—活塞阀上腔;43-压缩腔;44-储油缸;45-电磁阀外壳节流孔;46—流通孔;47—溢流块上台阶面;48—溢流块下台阶面。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳的实施例,对依据本发明申请的具体实施方式、结构、特征及其功效,详细说明如下。
实施例一:
如图1所示,一种内置电磁阀式半主动阻尼连续可调减振器,包括减振器本体和减振器控制系统,其特征在于,所述减振器本体包括工作缸筒(14)、储油缸筒(1)、减振器防尘罩(40)、底阀总成、活塞总成、电磁阀总成,所述储油缸筒(1)半包围在工作缸筒(14) 外,所述储油缸筒(1)的上端口和工作缸筒(14)之间用固定密封圈(16)密封连接,所述工作缸筒(14)顶盖中间设置有穿过工作缸筒(14)以及减振器防尘罩(40)的活塞杆(38),所述工作缸筒(14) 与活塞杆(38)之间采用O型密封圈(17)连接,所述活塞杆(38) 外侧与工作缸筒(14)以及储油缸筒(1)组成一个封闭结构,所述工作缸筒(14)与储油缸筒(1)内部均设置有液压油,所述减振器防尘罩(40)覆盖在工作缸筒(14)的外部且与活塞杆(38)固定连接,所述活塞杆(38)与上吊耳(41)之间螺纹连接,所述储油缸筒 (1)底部与下吊耳(18)用下吊耳紧固螺母(2)固定连接;
所述工作缸筒(14)底部通过压缩阀(3)、补偿阀(20)及底阀紧固螺母(19)形成底阀总成,所述活塞杆(38)底部为活塞底座(5),所述活塞底座(5)上安装有由紧固螺母(21)连接的活塞杆下端盖 (23),所述活塞杆下端盖(23)两侧分布有伸长阀(22)和流通阀 (4),所述活塞底座(5)、活塞杆下端盖(23)、紧固螺母(21)、伸长阀(22)和流通阀(4)构成活塞总成;
所述的电磁阀总成包括设置在活塞杆(38)空腔下的电磁阀外接线(37),所述电磁阀外接线(37)下部设置有中空的阀盖(36),所述阀盖(36)覆盖于中空的调节机构(35)之上,所述活塞底座(5) 与中空通孔结构的电磁阀外壳(28)连接,所述电磁阀外壳(28)顶部从内向外依次设置电磁阀导磁段(15)和电磁线圈(31),所述电磁阀外壳(28)的内侧底部固定有卡圈(6),所述卡圈(6)的上部固定卡紧流通环(25),所述流通环(25)上部活动设置有内部为圆柱状凹槽的溢流阀块(9),所述圆柱状凹槽内配合连接有向上延伸的先导阀芯(10),所述圆柱状凹槽和先导阀芯(10)的配合处安装有先导支撑弹簧(26),所述先导阀芯(10)另一端套装在外部设有先导阀弹簧(29)的阀芯后座(27)内,所述先导阀弹簧(29)另一端内部套装有调节螺钉支座(32),所述调节螺钉支座(32)内部连接调节螺钉(33)一端,所述调节螺钉(33)另一端伸入两块所述调节机构(35)中间,所述先导阀弹簧(29)外侧设置有衔铁柱(13),所述衔铁柱(13)内部超出先导阀弹簧(29)的上部向内收缩靠近先导阀芯(10),调节螺钉(33)可调节电磁阀的初始状态。
所述电磁阀外壳(28)的侧壁分别均匀开有三个电磁阀外壳节流孔(45)和三个电磁阀外壳流通孔,所述溢流阀块(9)分别设置三个径向孔(7)和轴向孔(8),所述径向孔(7)和轴向孔(8)依次相隔60°。径向孔错开用来连通环形区域与溢流阀块上腔(30),轴向孔用来连通溢流阀块(9)和复原腔(12),溢流阀块(9)下端平面有8个小缺口作为和活塞阀上腔(42)形成长通节流孔。
溢流阀块(9)与先导阀芯(10)构成上腔(30),此上腔(30) 上部与衔铁柱(13)以及电磁阀外壳(28)之间的缝隙相连通,溢流阀块(9)与流通环(25)内部空间以及活塞总成构成活塞阀上腔(42),溢流阀块(9)和流通环(25)外部均与电磁阀外壳(28)相通,活塞杆(38)、电磁阀外壳(28)、活塞总成与工作缸筒(14)构成复原腔(12)。
如图2所示,所述先导阀芯的节流位置设置成两段锥面,半锥段 a和b分别取7°和15°。
实施例二:
如图4所示,减振器控制系统包括减振器控制器(39)、视觉神经系统、电磁阀驱动电路,电磁阀、电磁阀减振器。所述活塞杆(38) 顶部中空部分装有减振器控制器(39),所述减振器控制器输入端接有用于对非簧载质量速度进行实时检测的非簧载质量速度传感器、用于对簧载质量速度进行实时检测的簧载质量速度传感器、车身速度传感器、用于对电磁阀减振器输出阻尼力进行实时检测的力传感器和路面输入的垂直位移传感器、轮胎的垂直位移传感器、视觉神经系统的输出端,其中视觉神经系统输入端接有路面扫描仪传感器。所述车速的速度传感器和路面扫描仪传感器,将此扫描仪采集到的数据通过分析,将路面分为A,B,C,D四种路面级别。
一种内置电磁阀式半主动阻尼连续可调减振器的控制方法,包括以下步骤:
步骤Ⅰ、路面识别技术的数据采集与同步传输:路面扫描仪对路面行驶工况进行实时扫描,视觉系统通过深度学习进行图像拟合获取路面纹理信息,进而把路面划分为A,B,C,D四种等级,其中A,B,C为较好的路面,D级为路面波动比较大的路面。
步骤Ⅱ、减振器混合控制方法:分别采集路面输入的垂直位移z0、轮胎的垂直位移zw、车身的垂直位移zb,同时输入到减振器控制器中,通过计算来选取混合控制的阻尼系数c,其中c=α CS-(1-α)Cg,其中CS、Cg表示实际天棚、地棚阻尼系数;α表示阻尼分配系数,其取值范围为0-1。
步骤Ⅲ、车速传感器对车速进行采集,所述减振器控制器对其第i次采样得到的车速信号vi大小进行分析处理,减振器控制器分别对车身速度、非簧载质量速度、簧载质量速度进行周期性采样;并将第i次采样得到的非簧载质量速度记作
Figure GDA0002988628130000111
将第i次采样得到的簧载质量速度记作
Figure GDA0002988628130000121
其中,i的取值为非零自然数;根据步骤Ⅰ所识别的A、B、C、D四种路面对阻尼器进行半主动控制如下:
步骤1、其中,先导阀芯进行半主动控制的具体过程为:
步骤11、减振器控制器计算
Figure GDA0002988628130000122
的大小;
步骤12、减振器控制器将
Figure GDA0002988628130000123
的计算结果与0进行大小比较,当
Figure GDA0002988628130000124
时,判断出减振器处于半主动工作模式;
步骤2、其中,当路面位A、B、C三种路面工况时减振器的控制过程为:
步骤21、当车速vi<40km/h时,车速较低,主要以舒适性为主,α的取值限定在[0.5,1],则天棚控制多一些,利用公式
Figure GDA0002988628130000125
通过控制线圈回路中的电阻,进而改变电流大小,改变衔铁的磁通量,从而输出一个可控的电磁力
Figure GDA0002988628130000126
实现减振器的半主动控制,进而调节比例电磁的开度,使得先导阀芯的位置处于a段,此时的减振器阻尼较小一些处于‘硬’阻尼状态;
步骤22、当车速vi>40km/h时,车速处于中高速,主要以安全性为主,α的取值限定在(0,0.5),则地棚控制多一些,利用公式
Figure GDA0002988628130000127
通过控制线圈回路中的电阻,进而改变电流大小,改变衔铁的磁通量,从而输出一个可控的电磁力
Figure GDA0002988628130000131
实现减振器的半主动控制,进而调节比例电磁的开度,使得先导阀芯的位置处于b段,此时的减振器阻尼较小一些处于‘软’阻尼状态;
步骤3、其中,当路面位D种路面工况时减振器的控制过程为:
步骤31、当车速vi<40km/h时,车速较低,主要以舒适性为主,α的取值限定在[0.5,1],则天棚控制多一些,同时利用公式
Figure GDA0002988628130000132
通过控制线圈回路中的电阻,进而改变电流大小,改变衔铁的磁通量,从而输出一个可控的电磁力
Figure GDA0002988628130000133
实现减振器的半主动控制,进而调节比例电磁的开度,使得先导阀芯的位置处于b段,此时的减振器阻尼较小一些处于‘软’阻尼状态;
步骤32、当车速vi>40km/h时,车速处于中高速,主要以安全性为主,α的取值限定在[0,0.5],则地棚控制多一些,同时利用公式
Figure GDA0002988628130000134
通过控制线圈回路中的电阻,进而改变电流大小,改变衔铁的磁通量,从而输出一个可控的电磁力
Figure GDA0002988628130000135
实现减振器的半主动控制,进而调节比例电磁的开度,使得先导阀芯的位置处于a段,此时的减振器阻尼较小一些处于‘硬’阻尼状态;其中Φ2衔铁上方的磁通量,μ1、μ0分别为空气磁导率、油液的相对磁导率,D2、D3分别为磁通量发生变化处的直径。
步骤Ⅳ、当突然断电的情况下,先导阀芯的重力和先导阀弹簧的弹力使得先导阀芯处于a段以下,此时先导阀芯的阻尼力处于最大。
具体工作过程为:一方面先导阀芯(10)受到油液压力作用后会向上移动减少其在溢流阀块(9)上的压力:另一方面油液压力作用在溢流块上台阶面(47)、溢流块下台阶面(48)上形成压力差使溢流阀块(9)上移,如图3所示,当溢流阀块(9)上移后溢流阀块(9)和流通环(25)之间形成一定节流缝隙连通复原腔 (12)和活塞阀上腔(42),电磁线圈(31)在衔铁柱(13)上形成与弹簧压力方向相反的电磁力,电流可控制电磁力从而控制先导阀芯(10)受力,进而可控制先导阀芯(10)的移动,实现溢流阀块(9)节流缝隙的连续可调,当减振器处于复原状态时活塞杆(38)连动整个电磁阀总成和活塞总成向上移动,复原腔(12)中油液压力增大,一部分减振油液从电磁阀电磁阀外壳节流孔(45) 处流入溢流阀块左侧环形腔,通过溢流阀块径向孔(7)流向先导阀芯(10),油液推动先导阀芯(10)向上移动形成先导阀芯开口,油液便可从先导阀芯开口流向电磁阀上腔(30),另一部分减振油液通过卡圈中间的流通孔(46)后推动溢流阀块(9)向上移动使溢流阀块(9)与流通环节流缝隙,油液从节流缝隙进入活塞阀上腔(42)和原有油液部分汇合流向流通阀(4),最后进入压缩腔(43),另一部分油液从储油缸筒(1)经过补偿阀(20)流入到压缩腔(43);当减振器处于压缩状态时活塞杆(38)连动整个电磁阀总成和活塞总成向下移动,压缩腔(43)中油液一部分通过活塞节流流入活塞阀上腔(42),油液压力作用在溢流块上台阶面(47)、溢流块下台阶面(48)时产生压力差,向上推动溢流阀块(9),使得溢流阀块(9)和流通环(25)形成节流缝隙,减振油液可从节流缝隙流出经过电磁阀外壳(28)流入复原腔(12),另一部分油液从压缩腔(43)经过压缩阀(3)流入到储油缸(44),从而实现了半主动控制。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种内置电磁阀式半主动阻尼连续可调减振器,包括减振器本体和减振器控制系统,其特征在于,所述减振器本体包括工作缸筒(14)、储油缸筒(1)、减振器防尘罩(40)、底阀总成、活塞总成、电磁阀总成,所述储油缸筒(1)半包围在工作缸筒(14)外,所述储油缸筒(1)的上端口和工作缸筒(14)之间用固定密封圈(16)密封连接,所述工作缸筒(14)顶盖中间设置有穿过工作缸筒(14)以及减振器防尘罩(40)的活塞杆(38),所述工作缸筒(14)与活塞杆(38)之间采用O型密封圈(17)连接,所述活塞杆(38)外侧与工作缸筒(14)以及储油缸筒(1)组成一个封闭结构,所述工作缸筒(14)与储油缸筒(1)内部均设置有液压油,所述减振器防尘罩(40)覆盖在工作缸筒(14)的外部且与活塞杆(38)固定连接,所述活塞杆(38)与上吊耳(41)之间螺纹连接,所述储油缸筒(1)底部与下吊耳(18)用下吊耳紧固螺母(2)固定连接;
所述工作缸筒(14)底部通过压缩阀(3)、补偿阀(20)及底阀紧固螺母(19)形成底阀总成,所述活塞杆(38)底部为活塞底座(5),所述活塞底座(5)上安装有由紧固螺母(21)连接的活塞杆下端盖(23),所述活塞杆下端盖(23)两侧分布有伸长阀(22)和流通阀(4),所述活塞底座(5)、活塞杆下端盖(23)、紧固螺母(21)、伸长阀(22)和流通阀(4)构成活塞总成;
所述的电磁阀总成包括设置在活塞杆(38)空腔下的电磁阀外接线(37),所述电磁阀外接线(37)下部设置有中空的阀盖(36),所述阀盖(36)覆盖于中空的调节机构(35)之上,所述活塞底座(5)与中空通孔结构的电磁阀外壳(28)连接,所述电磁阀外壳(28)顶部从内向外依次设置电磁阀导磁段(15)和电磁线圈(31),所述电磁阀外壳(28)的内侧底部固定有卡圈(6),所述卡圈(6)的上部固定卡紧流通环(25),所述流通环(25)上部活动设置有内部为圆柱状凹槽的溢流阀块(9),所述圆柱状凹槽内配合连接有向上延伸的先导阀芯(10),所述圆柱状凹槽和先导阀芯(10)的配合处安装有先导支撑弹簧(26),所述先导阀芯(10)另一端套装在外部设有先导阀弹簧(29)的阀芯后座(27)内,所述先导阀弹簧(29)另一端内部套装有调节螺钉支座(32),所述调节螺钉支座(32)内部连接调节螺钉(33)一端,所述调节螺钉(33)另一端伸入两块所述调节机构(35)中间,所述先导阀弹簧(29)外侧设置有衔铁柱(13),所述衔铁柱(13)内部超出先导阀弹簧(29)的上部向内收缩靠近先导阀芯(10);
减振器控制系统包括减振器控制器(39)、视觉神经系统、电磁阀驱动电路,电磁阀、电磁阀减振器,所述活塞杆(38)顶部中空部分装有减振器控制器(39),所述减振器控制器输入端接有用于对非簧载质量速度进行实时检测的非簧载质量速度传感器、用于对簧载质量速度进行实时检测的簧载质量速度传感器、车身速度传感器、用于对电磁阀减振器输出阻尼力进行实时检测的力传感器和路面输入的垂直位移传感器、轮胎的垂直位移传感器、视觉神经系统的输出端,其中视觉神经系统输入端接有路面扫描仪传感器。
2.如权利要求1所述的一种内置电磁阀式半主动阻尼连续可调减振器,其特征在于,所述电磁阀外壳(28)的侧壁分别均匀开有三个电磁阀外壳节流孔(45)和三个电磁阀外壳流通孔,所述溢流阀块(9)分别设置三个径向孔(7)和轴向孔(8),所述径向孔(7)和轴向孔(8)依次相隔60°。
3.如权利要求1所述的一种内置电磁阀式半主动阻尼连续可调减振器,其特征在于,溢流阀块(9)与先导阀芯(10)构成上腔(30),此上腔(30)上部与衔铁柱(13)以及电磁阀外壳(28)之间的缝隙相连通,溢流阀块(9)与流通环(25)内部空间以及活塞总成构成活塞阀上腔(42),溢流阀块(9)和流通环(25)外部均与电磁阀外壳(28)相通,活塞杆(38)、电磁阀外壳(28)、活塞总成与工作缸筒(14)构成复原腔(12)。
4.如权利要求1所述的一种内置电磁阀式半主动阻尼连续可调减振器,其特征在于,所述先导阀芯(10)的节流位置设置成半锥段a和半锥段b。
5.如权利要求1所述的一种内置电磁阀式半主动阻尼连续可调减振器的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤Ⅰ、路面识别技术的数据采集与同步传输:路面扫描仪对路面行驶工况进行实时扫描,视觉系统通过深度学习进行图像拟合获取路面纹理信息,进而把路面划分为A,B,C,D四种等级,其中A,B,C为较好的路面,D级为路面波动比较大的路面;
步骤Ⅱ、减振器混合控制方法:分别采集路面输入的垂直位移z0、轮胎的垂直位移zw、车身的垂直位移zb,同时输入到减振器控制器中,通过计算来选取混合控制的阻尼系数c,其中c=αCS-(1-α)Cg,其中CS、Cg表示实际天棚、地棚阻尼系数;α表示阻尼分配系数,其取值范围为0-1;
步骤Ⅲ、车速传感器对车速进行采集,所述减振器控制器对其第i次采样得到的车速信号vi大小进行分析处理,减振器控制器分别对车身速度、非簧载质量速度、簧载质量速度进行周期性采样;并将第i次采样得到的非簧载质量速度记作
Figure FDA0002976409610000041
将第i次采样得到的簧载质量速度记作
Figure FDA0002976409610000042
其中,i的取值为非零自然数;根据步骤Ⅰ所识别的A、B、C、D四种路面对阻尼器进行半主动控制如下:
步骤1、先导阀芯进行半主动控制的具体过程为:
步骤11、减振器控制器计算
Figure FDA0002976409610000043
的大小;
步骤12、减振器控制器将
Figure FDA0002976409610000044
的计算结果与0进行大小比较,当
Figure FDA0002976409610000045
时,判断出减振器处于半主动工作模式;
步骤2、当路面位A、B、C三种路面工况时减振器的控制过程为:
步骤21、当车速vi<40km/h时,车速较低,主要以舒适性为主,α的取值限定在[0.5,1],则天棚控制多一些,利用公式
Figure FDA0002976409610000046
通过控制线圈回路中的电阻,进而改变电流大小,改变衔铁的磁通量,从而输出一个可控的电磁力
Figure FDA0002976409610000047
实现减振器的半主动控制,进而调节比例电磁的开度,使得先导阀芯的位置处于a段,此时的减振器阻尼较小一些处于‘硬’阻尼状态;
步骤22、当车速vi>40km/h时,车速处于中高速,主要以安全性为主,α的取值限定在(0,0.5),则地棚控制多一些,利用公式
Figure FDA0002976409610000051
通过控制线圈回路中的电阻,进而改变电流大小,改变衔铁的磁通量,从而输出一个可控的电磁力
Figure FDA0002976409610000052
实现减振器的半主动控制,进而调节比例电磁的开度,使得先导阀芯的位置处于b段,此时的减振器阻尼较小一些处于‘软’阻尼状态;
步骤3、其中,当路面位D种路面工况时减振器的控制过程为:
步骤31、当车速vi<40km/h时,车速较低,主要以舒适性为主,α的取值限定在[0.5,1],则天棚控制多一些,同时利用公式
Figure FDA0002976409610000053
通过控制线圈回路中的电阻,进而改变电流大小,改变衔铁的磁通量,从而输出一个可控的电磁力
Figure FDA0002976409610000054
实现减振器的半主动控制,进而调节比例电磁的开度,使得先导阀芯的位置处于b段,此时的减振器阻尼较小一些处于‘软’阻尼状态;
步骤32、当车速vi>40km/h时,车速处于中高速,主要以安全性为主,α的取值限定在[0,0.5],则地棚控制多一些,同时利用公式
Figure FDA0002976409610000055
通过控制线圈回路中的电阻,进而改变电流大小,改变衔铁的磁通量,从而输出一个可控的电磁力
Figure FDA0002976409610000061
实现减振器的半主动控制,进而调节比例电磁的开度,使得先导阀芯的位置处于a段,此时的减振器阻尼较小一些处于‘硬’阻尼状态;其中Φ2衔铁上方的磁通量;μ1、μ0分别为空气磁导率、油液的相对磁导率,D2、D3分别为磁通量发生变化处的直径;
步骤Ⅳ、当突然断电的情况下,先导阀芯的重力和先导阀弹簧的弹力使得先导阀芯处于a段以下,此时先导阀芯的阻尼力处于最大。
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