CN112046625A - 一种驾驶室悬置系统、驾驶室悬置系统控制方法及商用车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及商用车技术领域，尤其涉及一种驾驶室悬置系统、驾驶室悬置系统控制方法及商用车。本发明提供的驾驶室悬置系统，包括三向加速度传感器、空气弹簧和行车控制器，三向加速度传感器用于检测驾驶室的加速度；空气弹簧的阻尼大小可调，空气弹簧安装于底盘上且位于驾驶室下方；行车控制器与三向加速度传感器和空气弹簧通讯连接，行车控制器被配置为能够根据三向加速度传感器的检测结果，控制调整空气弹簧的阻尼大小。所述驾驶室悬置系统，通过三向加速度传感器判断形成抖动情况，然后通过行车控制器调整空气弹簧的阻尼力，以解决行车抖动问题，提高驾驶舒适性与安全性。

Description

一种驾驶室悬置系统、驾驶室悬置系统控制方法及商用车

技术领域

本发明涉及商用车技术领域，尤其涉及一种驾驶室悬置系统、驾驶室悬置系统控制方法及商用车。

背景技术

随着国内经济的发展及公路货运市场的日趋成熟，对商用车的可靠性、安全性、智能化、舒适性要求越来越高。目前国内高端商用车驾驶室皆采用四点悬浮式，即在驾驶室与车架连接处采用空气弹簧保证舒适性与安全性。但随着用户的使用及商用车使用路况的不同，部分车辆不可避免的会出现在平路行驶时驾驶室抖动的现象，不仅使驾驶员感到不舒适、疲劳，极大的硬性行车安全，也会对所装载的货物产生不良影响。

因此，亟待需要一种驾驶室悬置系统以解决上述问题。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种驾驶室悬置系统，能够准确判断行车抖动情况，解决行车抖动问题，提高驾驶舒适性与安全性。

本发明的第二个目的在于提供一种驾驶室悬置系统控制方法，基于上述驾驶室悬置系统，能够准确判断行车抖动情况，解决行车抖动问题，提高驾驶舒适性与安全性。

本发明的第三个目的在于提供一种商用车，通过应用上述驾驶室悬置系统及驾驶室悬置系统控制方法，改善行车抖动情况，提高驾驶舒适性与安全性。

为实现上述目的，提供以下技术方案：

第一方面，提供了一种驾驶室悬置系统，包括：

三向加速度传感器，用于检测驾驶室的加速度；

空气弹簧，其阻尼大小可调，所述空气弹簧安装于底盘上且位于驾驶室下方；

行车控制器，与所述三向加速度传感器和所述空气弹簧通讯连接，所述行车控制器被配置为能够根据所述三向加速度传感器的检测结果，控制调整所述空气弹簧的阻尼大小。

作为驾驶室悬置系统的可选方案，所述空气弹簧包括：

外筒，其下端设置于底盘上；

电控阻尼调节组件，可移动地设置在所述外筒内，并将所述外筒分隔成上工作腔和下工作腔；

推杆，其下端与所述电控阻尼调节组件的上端相连接，其上端支撑于所述驾驶室底部；

所述行车控制器与所述电控阻尼调节组件通讯连接，以控制调整所述上工作腔和所述下工作腔的压力。

作为驾驶室悬置系统的可选方案，所述电控阻尼调节组件包括阀体和阀芯，所述阀体与所述推杆固定连接，所述阀体上设置有相连通的阻尼孔和导向孔，所述阻尼孔的一端与所述上工作腔相连通，其另一端与所述下工作腔相连通，所述阀芯可移动地设置在所述导向孔中，所述阀芯能够遮挡所述阻尼孔，以调整所述上工作腔和所述下工作腔的压力。

作为驾驶室悬置系统的可选方案，所述电控阻尼调节组件还包括复位弹性件和下挡板，所述下挡板上设置有与所述导向孔相连通的下连通孔，所述复位弹性件的一端与所述阀芯相抵接，其另一端与所述下挡板相抵接，所述阀芯上绕设有与外界电源电连接的电磁圈，所述行车控制器能够控制所述电磁圈的电流大小，使所述阀芯在所述电磁圈产生的磁性力和所述复位弹性件产生的弹性力的作用下沿所述导向孔往复移动，以遮挡或避开所述阻尼孔。

作为驾驶室悬置系统的可选方案，所述阻尼孔包括相垂直地第一连通部和第二连通部，所述导向孔与所述第一连通部相平行，且所述导向孔的侧壁与所述第二连通部相连通。

作为驾驶室悬置系统的可选方案，所述电控阻尼调节组件还上挡板，所述上挡板上设置有与所述阻尼孔相连通的上连通孔；所述上挡板和所述下挡板间隔设置，所述阀体固定连接于所述上挡板和所述下挡板之间。

作为驾驶室悬置系统的可选方案，所述空气弹簧还包括上连接件和下连接件，所述上连接件的上端与所述驾驶室底部相连接，其下端与所述推杆相连接；所述下连接件的上端与所述外筒相连接，其下端与所述底盘相连接。

作为驾驶室悬置系统的可选方案，所述空气弹簧还包括气囊，所述气囊套设在所述外筒的外侧，所述行车控制器能够控制所述气囊充放气。

第二方面，提供了一种驾驶室悬置系统控制方法，所述驾驶室悬置系统控制方法包括如下步骤：

监测驾驶室的加速度信号；

对所述加速度信号进行处理获得监测值；

判断监测值是否超过预设阈值；

若监测值超过预设阈值，则调整驾驶室悬置系统的阻尼大小，使整车抖动降低到预设阈值以下。

作为驾驶室悬置系统控制方法的可选方案，若监测值未超过预设阈值，则根据所述监测值、车速信号、载荷信号获得并记录行车抖动数据矩阵。

第三方面，提供了一种商用车，包括如上所述的驾驶室悬置系统。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的驾驶室悬置系统，包括三向加速度传感器、空气弹簧和行车控制器，三向加速度传感器用于检测驾驶室的加速度；空气弹簧的阻尼大小可调，空气弹簧安装于底盘上且位于驾驶室下方；行车控制器与三向加速度传感器和空气弹簧通讯连接，行车控制器被配置为能够根据三向加速度传感器的检测结果，控制调整空气弹簧的阻尼大小。所述驾驶室悬置系统，通过三向加速度传感器判断形成抖动情况，然后通过行车控制器调整空气弹簧的阻尼力，以解决行车抖动问题，提高驾驶舒适性与安全性。

本发明提供的驾驶室悬置系统控制方法，基于上述驾驶室悬置系统，能够准确判断行车抖动情况，解决行车抖动问题，提高驾驶舒适性与安全性。

本发明提供的商用车，通过应用上述驾驶室悬置系统及驾驶室悬置系统控制方法，改善行车抖动情况，提高驾驶舒适性与安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的驾驶室悬置系统的系统示意图；

图2为本发明实施例提供的三向加速传感器的安装位置示意图；

图3为本发明实施例提供的空气弹簧的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的电控阻尼调节组件的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的驾驶室悬置系统控制方法的流程图。

附图标记：

100-三向加速度传感器；200-空气弹簧；300-副驾驶座椅；400-地板焊接总成；

1-上连接件；2-外筒；21-上工作腔；22-下工作腔；3-推杆；4-电控阻尼调节组件；41-上挡板；411-上连通孔；42-阀体；421-阻尼孔；422-导向孔；43-阀芯；44-复位弹性件；45-下挡板；451-下连通孔；5-下连接件；6-气囊；7-油封及导向器；8-补偿阀。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1-图5所示，本实施例提供了一种商用车，包括底盘、驾驶室和驾驶室悬置系统，通过驾驶室悬置系统以解决商用车行车抖动的问题。

本实施例提供的驾驶室悬置系统，包括三向加速度传感器100、空气弹簧200和行车控制器，三向加速度传感器100用于检测驾驶室的加速度；空气弹簧200的阻尼大小可调，空气弹簧200安装于底盘上且位于驾驶室下方；行车控制器与三向加速度传感器100和空气弹簧200通讯连接，行车控制器被配置为能够根据三向加速度传感器100的检测结果，控制调整空气弹簧200的阻尼大小。所述驾驶室悬置系统，通过三向加速度传感器100判断形成抖动情况，然后通过行车控制器调整空气弹簧200的阻尼力，以解决行车抖动问题，提高驾驶舒适性与安全性。

示例性地，驾驶室包括地板焊接总成400和副驾驶座椅300，副驾驶座椅300可滑动地安装在地板焊接总成400上，三向加速度传感器100安装于副驾驶座椅300的侧向滑轨上。

本实施例提供的空气弹簧200包括上连接件1、外筒2、推杆3、电控阻尼调节组件4、下连接件5、气囊6、油封及导向器7和补偿阀8。

其中，上连接件1的上端与驾驶室底部相连接，其下端与推杆3的上端相连接；推杆3的下端连接电控阻尼调节组件4并可移动地设置在外筒2内，外筒2的下端与下连接件5的上端相连接，下连接件5的下端与底盘相连接。

示例性地，推杆3的端部通过油封及导向器7与外筒2的内壁密封连接。

电控阻尼调节组件4可移动地设置在外筒2内，并将外筒2分隔成上工作腔21和下工作腔22；行车控制器与电控阻尼调节组件4通讯连接，以控制调整上工作腔21和下工作腔22的压力，从而实现调整空气弹簧200的阻尼力，以减小驾驶室抖动。补偿阀8用于配合电控阻尼调节组件4以调整上工作腔21和下工作腔22的压力，实现调整空气弹簧200的阻尼力。

电控阻尼调节组件4的外壁通过密封环与外筒2的内壁过盈配合，并进行油液密封，以保证上工作腔21和下工作腔22压力的稳定性，实现仅能通过电控阻尼调节组件4实现上工作腔21和下工作腔22压力的调整。

进一步地，气囊6套设在外筒2的外侧，行车控制器能够控制气囊6充放气。在本实施例中，气囊6可以选择常规气囊结构，用于调整驾驶室高度。

可选地，电控阻尼调节组件4包括上挡板41、阀体42、阀芯43、复位弹性件44和下挡板45。

上挡板41和下挡板45间隔设置，阀体42固定连接于上挡板41和下挡板45之间。示例性地，阀体42与上挡板41和下挡板45均通过螺栓固定连接。

进一步地，上挡板41和下挡板45均与推杆3固定连接，使电控阻尼调节组件4随推杆3的移动而移动。

在本实施例中，阀体42上设置有相连通的阻尼孔421和导向孔422，阻尼孔421的一端与上工作腔21相连通，其另一端与下工作腔22相连通，阀芯43可移动地设置在导向孔422中，阀芯43能够遮挡阻尼孔421，以调整上工作腔21和下工作腔22的压力。

具体而言，当需要增大空气弹簧200的阻尼力时，使阀芯43移动并遮挡更多的阻尼孔421，使阻尼孔421可流通部位的面积减小，从而使得上工作腔21和下工作腔22内的液压油流通更慢，推杆3位移减小，以增大阻尼力。当需要减小空气弹簧200的阻尼力时，可使阀芯43移动，并使阻尼孔421可流通部位的面积增大，从而使上工作腔21和下工作腔22内的液压油流通更快，推杆3位移增大，以减小阻尼力。

示例性地，上挡板41上设置有与阻尼孔421相连通的上连通孔411；下挡板45上设置有与导向孔422相连通的下连通孔451，以保证阀体42上的阻尼孔421通过上连通孔411与上工作腔21相连通，阀体42的阻尼孔421通过下连通孔451与下工作腔22相连通。

为了使阀芯43能够在导向孔422内移动，复位弹性件44的一端与阀芯43相抵接，其另一端与下挡板45相抵接，在复位弹性件44的作用下能够使阀芯43避让阻尼孔421。此外，在阀芯43上绕设有与外界电源电连接的电磁圈，行车控制器能够控制电磁圈的电流大小，使阀芯43在电磁圈产生的磁性力和复位弹性件44产生的弹性力的作用下沿导向孔422往复移动，以遮挡或避开阻尼孔421。简而言之，当阀芯43上的电磁圈产生的磁性力大于复位弹性件44的弹性力时，阀芯43下移并阻挡阻尼孔421，使阻尼孔421的连通部位变小，阻尼力增大；当电磁圈的磁性力消失或小于复位弹性件44的弹性力时，阀芯43上移并避让阻尼孔421，阻尼孔421的连通部位变大，阻尼力减小。

可选地，阻尼孔421包括相垂直地第一连通部和第二连通部，导向孔422与第一连通部相平行，且导向孔422的侧壁与第二连通部相连通。

在本实施例中，阀芯43为阶梯轴状，导向孔422为阶梯孔，阀芯43的轴肩能够与导向孔422内的阶梯面相抵接，以避免阀芯43脱离导向孔422。

在需要阻尼调整时，通过行车控制器发出的控制电流，电磁线圈产生磁性力，阀芯43在磁性力作用下产生轴向力，在于复位弹性件44的共同作用下，产生轴向位移，在此位移作用下阻尼孔421大小发生变化，从而影响空气弹簧200的阻尼变化。

具体地，当系统判断驾驶室加速度变大时，电磁线圈电流增大，阀芯43向下移动，阻尼孔421变小，空气弹簧200的阻尼变大；复位弹性件44和电磁线圈的合力，控制阀芯43的位置；电磁线圈电流减小，电磁力减小，阀芯43在复位弹性件44的作用下向上移动，阻尼孔421变大，空气弹簧200阻尼变小。

本实施例提供了一种驾驶室悬置系统控制方法，基于上述驾驶室悬置系统，驾驶室悬置系统控制方法包括如下步骤：

监测驾驶室的加速度信号；

对加速度信号进行处理获得监测值；

判断监测值是否超过预设阈值；

若监测值未超过预设阈值，则根据监测值、车速信号、载荷信号获得并记录行车抖动数据矩阵；

若监测值超过预设阈值，则调整驾驶室悬置系统的阻尼大小，使整车抖动降低到预设阈值以下。

利用三向加速度传感器100检测驾驶室的加速度信号，进而可反映驾驶室的行车抖动情况。

简而言之，三向加速度传感器100布置于驾驶室副驾驶座椅300的滑道上，测量数据通过CAN信号传递到整车行车控制器；行车控制器对加速度信号进行处理，判断是否超过预设阈值。如未超过阈值时，行车控制器记录此值并与历史值进行，同时通过车速信号、计算载荷信号，形成行车抖动数据矩阵。如果超过阈值，借由历史数据矩阵计算悬置空气弹簧200需要的阻尼值，通过电流信号控制可变阻尼的空气弹簧200的阻尼值，使整车抖动值降低到预设阈值以下，达成阻尼自适应的调整。

优选地，流程图中对数据处理包括去尖点、漂移、加减速、转向识别等。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所说的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种驾驶室悬置系统，其特征在于，包括：

三向加速度传感器(100)，用于检测驾驶室的加速度；

空气弹簧(200)，其阻尼大小可调，所述空气弹簧(200)安装于底盘上且位于驾驶室下方；

行车控制器，与所述三向加速度传感器(100)和所述空气弹簧(200)通讯连接，所述行车控制器被配置为能够根据所述三向加速度传感器(100)的检测结果，控制调整所述空气弹簧(200)的阻尼大小。

2.根据权利要求1所述的驾驶室悬置系统，其特征在于，所述空气弹簧(200)包括：

外筒(2)，其下端设置于底盘上；

电控阻尼调节组件(4)，可移动地设置在所述外筒(2)内，并将所述外筒(2)分隔成上工作腔(21)和下工作腔(22)；

推杆(3)，其下端与所述电控阻尼调节组件(4)的上端相连接，其上端支撑于所述驾驶室底部；

所述行车控制器与所述电控阻尼调节组件(4)通讯连接，以控制调整所述上工作腔(21)和所述下工作腔(22)的压力。

3.根据权利要求2所述的驾驶室悬置系统，其特征在于，所述电控阻尼调节组件(4)包括阀体(42)和阀芯(43)，所述阀体(42)与所述推杆(3)固定连接，所述阀体(42)上设置有相连通的阻尼孔(421)和导向孔(422)，所述阻尼孔(421)的一端与所述上工作腔(21)相连通，其另一端与所述下工作腔(22)相连通，所述阀芯(43)可移动地设置在所述导向孔(422)中，所述阀芯(43)能够遮挡所述阻尼孔(421)，以调整所述上工作腔(21)和所述下工作腔(22)的压力。

4.根据权利要求3所述的驾驶室悬置系统，其特征在于，所述电控阻尼调节组件(4)还包括复位弹性件(44)和下挡板(45)，所述下挡板(45)上设置有与所述导向孔(422)相连通的下连通孔(451)，所述复位弹性件(44)的一端与所述阀芯(43)相抵接，其另一端与所述下挡板(45)相抵接，所述阀芯(43)上绕设有与外界电源电连接的电磁圈，所述行车控制器能够控制所述电磁圈的电流大小，使所述阀芯(43)在所述电磁圈产生的磁性力和所述复位弹性件(44)产生的弹性力的作用下沿所述导向孔(422)往复移动，以遮挡或避开所述阻尼孔(421)。

5.根据权利要求4所述的驾驶室悬置系统，其特征在于，所述阻尼孔(421)包括相垂直地第一连通部和第二连通部，所述导向孔(422)与所述第一连通部相平行，且所述导向孔(422)的侧壁与所述第二连通部相连通。

6.根据权利要求4所述的驾驶室悬置系统，其特征在于，所述电控阻尼调节组件(4)还包括上挡板(41)，所述上挡板(41)上设置有与所述阻尼孔(421)相连通的上连通孔(411)；所述上挡板(41)和所述下挡板(45)间隔设置，所述阀体(42)固定连接于所述上挡板(41)和所述下挡板(45)之间。

7.根据权利要求2-6任一项所述的驾驶室悬置系统，其特征在于，所述空气弹簧(200)还包括气囊(6)，所述气囊(6)套设在所述外筒(2)的外侧，所述行车控制器能够控制所述气囊(6)充放气。

8.一种驾驶室悬置系统控制方法，其特征在于，所述驾驶室悬置系统控制方法包括如下步骤：

监测驾驶室的加速度信号；

对所述加速度信号进行处理获得监测值；

判断监测值是否超过预设阈值；

若监测值超过预设阈值，则调整驾驶室悬置系统的阻尼大小，使整车抖动降低到预设阈值以下。

9.根据权利要求8所述的驾驶室悬置系统控制方法，其特征在于，若监测值未超过预设阈值，则根据所述监测值、车速信号、载荷信号获得并记录行车抖动数据矩阵。

10.一种商用车，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的驾驶室悬置系统。

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