CN113135240A - 一种主动控制驾驶室悬置系统及其减振控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了驾驶室减振技术领域的一种主动控制驾驶室悬置系统及其减振控制方法，包括：左调节组件，其进油口与油泵的出口连通，其第一出口与左前油缸的小腔、左后油缸的小腔连通，其第二出口与右前油缸的大腔、右后油缸的大腔连通，其回油口与油箱连通；右调节组件，其第一出口与右前油缸的小腔、右后油缸的小腔连通，其第二出口与左前油缸的大腔、左后油缸的大腔连通；左、右蓄能器，分别与左、右调节组件的第二出口和充气阀的出口连通；充气阀、放气阀、气压传感器、左调节组件和右调节组件分别与控制器电连接，控制器与倾角传感器、加速度传感器电连接。具有驾驶室垂向减振功能，同时具有良好的驾驶室前后俯仰以及左右侧倾减振控制功能。

Description

一种主动控制驾驶室悬置系统及其减振控制方法

技术领域

本发明属于驾驶室减振技术领域，具体涉及一种主动控制驾驶室悬置系统及其减振控制方法。

背景技术

随着经济的发展和高速公路网的日益完善，长途货车越来越多，驾驶员为保证货物安全与按时到达目的地，往往需要在车上长时间工作与休息。商用车行驶的道路条件比乘用车恶劣，驾驶室内振动和噪声较为强烈，而且在长途运输中司机驾驶时间较长，会产生精力不集中、反应迟缓的现象，容易引起交通事故。因此用户对商用车性能的要求已经不仅仅满足于经济性和安全性，NVH（Noise, Vibration and Harshness，噪音、振动和不平顺性）性能已经成为用户关注的一个重要的性能指标。现有驾驶室悬置系统结构复杂、模式单一，自动化程度低，不能根据路况和驾驶工况进行实时或者调节控制，驾驶员不能根据自己的主观感受进行驾驶室悬置刚度和阻尼力的调节，实现驾驶舒适性的主观或者客观调节；且目前技术方案主要关注的是驾驶室垂向减振，对于驾驶室前后俯仰和左右侧倾的晃动关注的较少，驾驶室的晃动严重影响驾驶员舒适性以及安全性。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种主动控制驾驶室悬置系统及其减振控制方法，具有驾驶室垂向减振功能，同时具有良好的驾驶室前后俯仰以及左右侧倾减振控制功能。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

第一方面，提供一种主动控制驾驶室悬置系统，包括：左调节组件，其进油口与油泵的出口连通，其第一出口与左前油缸的小腔、左后油缸的小腔连通，其第二出口与右前油缸的大腔、右后油缸的大腔连通，其回油口与油箱连通；右调节组件，其进油口与油泵的出口连通，其第一出口与右前油缸的小腔、右后油缸的小腔连通，其第二出口与左前油缸的大腔、左后油缸的大腔连通，其回油口与油箱连通；左蓄能器，分别与左调节组件的第二出口和充气阀的出口连通；右蓄能器，分别与右调节组件的第二出口和充气阀的出口连通；所述充气阀的入口连通储气罐，所述充气阀的出口管路上设有放气阀和气压传感器，所述充气阀、放气阀、气压传感器、左调节组件和右调节组件分别与控制器电连接，所述控制器与倾角传感器、加速度传感器电连接。

进一步地，所述左调节组件包括分别与所述控制器电连接的左锁止阀、左进油阀、左回油阀和左可变阻尼器；左进油阀的入口与左调节组件的进油口连通，左进油阀的出口与左调节组件的第一出口、左回油阀的入口、左可变阻尼器的入口连通；左可变阻尼器的出口与左锁止阀的入口连通，左锁止阀的出口与左调节组件的第二出口连通。

进一步地，所述左进油阀的入口管路上安装有左单向阀。

进一步地，所述右调节组件包括分别与所述控制器电连接的右锁止阀、右进油阀、右回油阀和右可变阻尼器；右进油阀的入口与右调节组件的进油口连通，右进油阀的出口与右调节组件的第一出口、右回油阀的入口、右可变阻尼器的入口连通；右可变阻尼器的出口与右锁止阀的入口连通，右锁止阀的出口与右调节组件的第二出口连通。

进一步地，所述右进油阀的入口管路上安装有右单向阀。

进一步地，所述油泵的出口管路上安装有溢流阀。

进一步地，所述左前油缸的活塞杆、左后油缸的活塞杆、右前油缸的活塞杆、右后油缸的活塞杆均朝向驾驶室的底座，并与驾驶室的底座铰接连接。

第二方面，提供一种主动控制驾驶室悬置系统的减振控制方法，包括：在汽车启动前，左锁止阀关闭、右锁止阀关闭；当汽车启动时，左锁止阀打开、右锁止阀打开，倾角传感器传输驾驶室倾角信息，如果驾驶室没有在调平的角度范围内，则控制器自动控制左进油阀、右进油阀、左回油阀、右回油阀进行系统充放油过程，对驾驶室进行初始调平；驾驶员根据实际感受调节左蓄能器和右蓄能器的充气压力。

进一步地，在对驾驶室进行初始调平后，打开左进油阀、右进油阀，启动油泵向系统注油至达到规定的油压，然后关闭油泵、左进油阀和右进油阀。

进一步地，所述驾驶员根据实际感受调节左蓄能器和右蓄能器的充气压力，具体为：左蓄能器和右蓄能器的充气压力相等；当需要调小左蓄能器和右蓄能器的充气压力时，打开放气阀泄压，左蓄能器和右蓄能器的充气压力减小，气压传感器采集到的压力值减小；当需要调大左蓄能器和右蓄能器的充气压力时，关闭放气阀，打开充气阀，储气罐对左蓄能器和右蓄能器进行充气，气压传感器采集到的压力值增大。

进一步地，在汽车行驶过程中，控制器根据驾驶室座椅地板上安装的倾角传感器和加速度传感器采集的信号，对左可变阻尼器和右可变阻尼器进行自动调节。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

（1）本发明通过设置与各驾驶室悬置油缸连接的左调节组件、右调节组件，以及蓄能器、与控制器连接的倾角传感器、加速度传感器等部件，驾驶室悬置系统不但具有驾驶室垂向减振功能，还具有良好的驾驶室前后俯仰以及左右侧倾减振控制功能；

（2）本发明通过设置可变阻尼器不仅能对减振系统的阻尼进行实时调节，还能对蓄能器压力即悬置系统刚度进行调节；

（3）本发明机械结构简单，操作方便，实现智能自动控制，提升驾驶舒适性；可以在商用车及类似重型车辆上推广应用。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种主动控制驾驶室悬置系统的执行机构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种主动控制驾驶室悬置系统的控制关系示意图；

图3是本发明实施例提供的一种主动控制驾驶室悬置系统的工作流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例一：

如图1、图2所示，一种主动控制驾驶室悬置系统，包括：左调节组件，其进油口P1与油泵12的出口连通，其第一出口Y1与左前油缸21的小腔、左后油缸22的小腔连通，其第二出口Y2与右前油缸23的大腔、右后油缸24的大腔连通，其回油口T1与油箱11连通；右调节组件，其进油口P2与油泵12的出口连通，其第一出口Y3与右前油缸23的小腔、右后油缸24的小腔连通，其第二出口Y4与左前油缸21的大腔、左后油缸22的大腔连通，其回油口T2与油箱11连通；左蓄能器33，分别与左调节组件的第二出口Y2和充气阀32的出口连通；右蓄能器36，分别与右调节组件的第二出口Y4和充气阀32的出口连通；充气阀32的入口连通储气罐31，充气阀32的出口管路上设有放气阀和气压传感器；放气阀和气压传感器的数量可以是一组，也可以是多组，本实施例中，分别在通向左蓄能器33的管路上设置左放气阀35和左气压传感器34，在通向右蓄能器36的管路上设置右放气阀38和右气压传感器37；充气阀32、左放气阀35、右放气阀38、左气压传感器34、右气压传感器37、左调节组件和右调节组件分别与控制器4（本实施例中采用的控制器，型号为EV2206A02）电连接，控制器4与倾角传感器、加速度传感器电连接。

本实施例中，左调节组件包括分别与控制器4电连接的左锁止阀A、左进油阀C、左回油阀B和左可变阻尼器D；左进油阀C的入口与左调节组件的进油口P1连通，左进油阀C的出口与左调节组件的第一出口Y1、左回油阀B的入口、左可变阻尼器D的入口连通；左可变阻尼器D的出口与左锁止阀A的入口连通，左锁止阀A的出口与左调节组件的第二出口Y2连通；左进油阀C的入口管路上安装有左单向阀51，左单向阀51用于防止液压油回流。

右调节组件包括分别与控制器4电连接的右锁止阀A1、右进油阀C1、右回油阀B1和右可变阻尼器D1；右进油阀C1的入口与右调节组件的进油口P2连通，右进油阀C1的出口与右调节组件的第一出口Y3、右回油阀B1的入口、右可变阻尼器D1的入口连通；右可变阻尼器D1的出口与右锁止阀A1的入口连通，右锁止阀A1的出口与右调节组件的第二出口Y4连通；右进油阀C1的入口管路上安装有由单向阀52，右单向阀52用于防止液压油回流。

油泵12的入口通过滤清器13连接油箱11，滤清器13用于对进入油泵12的液压油进行过滤，防止杂质进入系统，对系统内各部件造成堵塞或磨损，从而延长系统的使用寿命和检修周期，油泵12的出口管路上安装有溢流阀14，用于防止系统超压，当系统超压时，液压油通过溢流阀14流回邮箱11。本实施例中，由左前油缸21、左后油缸22、右前油缸23和右后油缸24组成的驾驶室悬挂油缸，其左前油缸21的活塞杆、左后油缸22的活塞杆、右前油缸23的活塞杆、右后油缸24的活塞杆均朝向驾驶室的底座，并与驾驶室的底座铰接连接；左前油缸21的活塞缸、左后油缸22的活塞缸、右前油缸23的活塞缸、右后油缸24的活塞缸与汽车底盘铰接连接。

本实施例通过配置倾角传感器，当启动车辆时，对驾驶室当前倾角进行检测，如果驾驶室存在前后俯仰倾角或者左、右侧倾倾角，打开左、右锁止阀，由于前、后悬置油缸大腔和小腔平行连接，左、右悬置油缸大腔和小腔交叉连接，通过控制左、右进油阀和左、右回油阀进行系统充、放油过程，实现对驾驶室进行调平；汽车开始行驶，不同的路面，不同的驾驶工况，由于驾驶室悬置油缸前、后大、小腔平行连接，左、右交叉连接，因此悬置系统具有很强的平衡作用。左、右蓄能器具有相同的充气压力，驾驶员可以根据实际感受进行左、右蓄能器充气压力的调节，也就是对驾驶室悬置系统刚度进行调节；在汽车行驶过程中，控制器根据驾驶室座椅地板加速度信号和驾驶室倾角传感器传递过来的俯仰、侧倾角，角速度，角加速度信号，对左、右可变阻尼器进行自动调节，实现驾驶室平顺性调节。如果需要大悬置系统刚度时，关闭左、右锁止阀，此时悬置油缸大腔断开和蓄能器联通，形成悬置油缸刚性闭锁；当停车时，关闭左、右锁止阀，形成悬置油缸刚性闭锁。驾驶室悬置系统刚度无限大，相当于刚性连接。

本实施例通过设置与各驾驶室悬置油缸连接的左调节组件、右调节组件，以及蓄能器、与控制器连接的倾角传感器、加速度传感器等部件，驾驶室悬置系统不但具有驾驶室垂向减振功能，还具有良好的驾驶室前后俯仰以及左右侧倾减振控制功能；通过设置可变阻尼器不仅能对减振系统的阻尼进行实时调节，还能对蓄能器压力即悬置系统刚度进行调节；本实施例机械结构简单，操作方便，实现智能自动控制，提升驾驶舒适性；可以在商用车及类似重型车辆上推广应用。

实施例二：

如图3所示，基于实施例一所述的主动控制驾驶室悬置系统，本实施例提供一种主动控制驾驶室悬置系统的减振控制方法，包括：

在汽车启动前，左锁止阀关闭、右锁止阀关闭，形成悬置油缸刚性闭锁，驾驶室悬置系统刚度无限大，相当于刚性连接；

当汽车启动时，左锁止阀打开、右锁止阀打开，倾角传感器传输驾驶室倾角信息，如果驾驶室没有在调平的角度范围内，则控制器自动控制左进油阀、右进油阀、左回油阀、右回油阀进行系统充放油过程，对驾驶室进行初始调平；

驾驶员根据实际感受调节左蓄能器和右蓄能器的充气压力，也就是对驾驶室悬置系统刚度进行调节。

在对驾驶室进行初始调平后，打开左进油阀、右进油阀，启动油泵向系统注油至达到规定的油压，然后关闭油泵、左进油阀和右进油阀。

驾驶员根据实际感受调节左蓄能器和右蓄能器的充气压力，具体为：左蓄能器和右蓄能器的充气压力相等；当需要调小左蓄能器和右蓄能器的充气压力时，打开放气阀泄压，并通过气压传感器进行监控，左蓄能器和右蓄能器的充气压力减小，气压传感器采集到的压力值减小；当需要调大左蓄能器和右蓄能器的充气压力时，关闭放气阀，打开充气阀，储气罐对左蓄能器和右蓄能器进行充气，并通过气压传感器进行监控，气压传感器采集到的压力值增大。

在汽车行驶过程中，控制器根据驾驶室座椅地板上安装的倾角传感器和加速度传感器采集的信号，对左可变阻尼器和右可变阻尼器进行自动调节，实现驾驶室平顺性调节。

当停车时，关闭左、右锁止阀，形成悬置油缸刚性闭锁；驾驶室悬置系统刚度无限大，相当于刚性连接。

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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种主动控制驾驶室悬置系统，其特征是，包括：

左调节组件，其进油口与油泵的出口连通，其第一出口与左前油缸的小腔、左后油缸的小腔连通，其第二出口与右前油缸的大腔、右后油缸的大腔连通，其回油口与油箱连通；

右调节组件，其进油口与油泵的出口连通，其第一出口与右前油缸的小腔、右后油缸的小腔连通，其第二出口与左前油缸的大腔、左后油缸的大腔连通，其回油口与油箱连通；

左蓄能器，分别与左调节组件的第二出口和充气阀的出口连通；

右蓄能器，分别与右调节组件的第二出口和充气阀的出口连通；

所述充气阀的入口连通储气罐，所述充气阀的出口管路上设有放气阀和气压传感器，所述充气阀、放气阀、气压传感器、左调节组件和右调节组件分别与控制器电连接，所述控制器与倾角传感器、加速度传感器电连接。

2.根据权利要求1所述的主动控制驾驶室悬置系统，其特征是，所述左调节组件包括分别与所述控制器电连接的左锁止阀、左进油阀、左回油阀和左可变阻尼器；左进油阀的入口与左调节组件的进油口连通，左进油阀的出口与左调节组件的第一出口、左回油阀的入口、左可变阻尼器的入口连通；左可变阻尼器的出口与左锁止阀的入口连通，左锁止阀的出口与左调节组件的第二出口连通。

3.根据权利要求2所述的主动控制驾驶室悬置系统，其特征是，所述左进油阀的入口管路上安装有左单向阀。

4.根据权利要求1所述的主动控制驾驶室悬置系统，其特征是，所述右调节组件包括分别与所述控制器电连接的右锁止阀、右进油阀、右回油阀和右可变阻尼器；右进油阀的入口与右调节组件的进油口连通，右进油阀的出口与右调节组件的第一出口、右回油阀的入口、右可变阻尼器的入口连通；右可变阻尼器的出口与右锁止阀的入口连通，右锁止阀的出口与右调节组件的第二出口连通。

5.根据权利要求4所述的主动控制驾驶室悬置系统，其特征是，所述右进油阀的入口管路上安装有右单向阀。

6.根据权利要求1所述的主动控制驾驶室悬置系统，其特征是，所述油泵的出口管路上安装有溢流阀。

7.根据权利要求1所述的主动控制驾驶室悬置系统，其特征是，所述左前油缸的活塞杆、左后油缸的活塞杆、右前油缸的活塞杆、右后油缸的活塞杆均朝向驾驶室的底座，并与驾驶室的底座铰接连接。

8.一种主动控制驾驶室悬置系统的减振控制方法，其特征是，包括：

在汽车启动前，左锁止阀关闭、右锁止阀关闭；

当汽车启动时，左锁止阀打开、右锁止阀打开，倾角传感器传输驾驶室倾角信息，如果驾驶室没有在调平的角度范围内，则控制器自动控制左进油阀、右进油阀、左回油阀、右回油阀进行系统充放油过程，对驾驶室进行初始调平；

驾驶员根据实际感受调节左蓄能器和右蓄能器的充气压力。

9.根据权利要求8所述的主动控制驾驶室悬置系统的减振控制方法，其特征是，在对驾驶室进行初始调平后，打开左进油阀、右进油阀，启动油泵向系统注油至达到规定的油压，然后关闭油泵、左进油阀和右进油阀。

10.根据权利要求8所述的主动控制驾驶室悬置系统的减振控制方法，其特征是，所述驾驶员根据实际感受调节左蓄能器和右蓄能器的充气压力，具体为：左蓄能器和右蓄能器的充气压力相等；

当需要调小左蓄能器和右蓄能器的充气压力时，打开放气阀泄压，左蓄能器和右蓄能器的充气压力减小，气压传感器采集到的压力值减小；

当需要调大左蓄能器和右蓄能器的充气压力时，关闭放气阀，打开充气阀，储气罐对左蓄能器和右蓄能器进行充气，气压传感器采集到的压力值增大。

11.根据权利要求8所述的主动控制驾驶室悬置系统的减振控制方法，其特征是，在汽车行驶过程中，控制器根据驾驶室座椅地板上安装的倾角传感器和加速度传感器采集的信号，对左可变阻尼器和右可变阻尼器进行自动调节。

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