CN113525007A - 一种汽车智能悬架系统 - Google Patents

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许昭
李少敏
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Abstract

本发明涉及一种汽车智能悬架系统，包括空气弹簧悬架、控制单元及数据采集单元；空气弹簧悬架包括悬架本体、在悬架本体的四角安装的减振器、空气弹簧及储气筒，空气弹簧与储气筒连接；控制单元包括控制电脑及多个电磁阀，控制电脑与数据采集单元连接，电磁阀分别一一对应的安装于储气筒与每个空气弹簧的连接通路，本申请以常规空气弹簧悬架为基础，采用了一系列车辆态势感知传感器、带有行程传感器并且阻尼可调的悬架减振器、能够识别分析车辆运行状态，接收处理车辆制动及转向信息的控制电脑，通过这些部件，根据预置逻辑，实现对车辆最安全、最平顺的悬架控制。

Description

一种汽车智能悬架系统
技术领域
本发明属于汽车控制系统技术领域，尤其涉及一种汽车智能悬架系统。
背景技术
汽车悬架是保证乘坐舒适性的重要部件。同时，汽车悬架做为车架(或车身)与车轴(或车轮)之间作连接的传力机件，又是保证汽车行驶安全的重要部件。
随着汽车技术和高速公路的迅猛发展，对汽车运行舒适、安全、经济的要求日益迫切。由于空气弹簧可以设计得比较柔软，因而装配空气弹簧的空气悬架可以得到较低得固有振动频率，从而提高了汽车的行驶平顺性，此外，空气悬架还具有空气弹簧寿命长、质量小以及噪声低等一些优点，因此，装配空气弹簧的空气悬架在高档的汽车上具有较为广阔的应用前景。但是，传统空气悬架系统受其控制装置的限制，难以更好地满足车辆使用者日益提高的性能需求。
需要以电子元器件为基础的智能化技术的迅猛发展为传统空气悬架系统的性能提升提供了新方向。
发明内容
本发明明以常规空气弹簧悬架为基础，采用了一系列车辆态势感知传感器、带有行程传感器并且阻尼可调的悬架减振器、能够识别分析车辆运行状态，接收处理车辆制动及转向信息的控制电脑，通过这些部件，根据预置逻辑，实现对车辆最安全、最平顺的悬架控制。
为了解决上述背景技术中的问题，本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种汽车智能悬架系统，包括空气弹簧悬架、控制单元及数据采集单元；
所述空气弹簧悬架包括悬架本体、在悬架本体的四角安装的减振器、空气弹簧及储气筒，所述空气弹簧与储气筒连接；
所述控制单元包括控制电脑及多个电磁阀，所述控制电脑与数据采集单元连接，所述电磁阀分别一一对应的安装于储气筒与每个空气弹簧的连接通路。
作为发明的进一步说明：所述数据采集单元包括制动踏板行程传感器、方向盘转角传感器、车身倾斜角度传感器及悬架减振器行程传感器。
作为发明的进一步说明：所述悬架减振器行程传感器与控制电脑连接，用以提供各个空气弹簧的静态高度数值及振动状态，控制电脑将其与预置数值进行对比，并根据对比结果输出控制信号至电磁阀，以控制空气弹簧的充放气。
作为发明的进一步说明：所述制动踏板行程传感器与控制电脑连接，用以提供制动强度信息，控制电脑根据制动强度信息计算冲击水平，根据预置设置，输出控制信号至电磁阀，以控制空气弹簧的充放气。
作为发明的进一步说明：所述方向盘转角传感器与控制电脑连接，用以提供转向强度信息，控制电脑根据转向强度信息计算冲击水平，根据预置设置，输出控制信号至电磁阀，以控制空气弹簧的充放气。
作为发明的进一步说明：所述车身倾斜角度传感器与控制电脑连接，用以提供车辆纵向及横向的倾斜信息，控制电脑每隔固定时间将其与预置基准值对比，并根据对比结果输出控制信号至电磁阀，以控制空气弹簧的充放气
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
1、在现有汽车空气弹簧悬架的基础上，增加了成熟可靠的传感系统，同时以能够识别分析各传感器信息、能在极短时间内处理大量相关信息的控制电脑为核心，通过这一体系，准确感知车辆运行状态，并及时识别车辆制动和转向需求，依据控制电脑的预置程序，通过向空气弹簧进行充放气操作来调整空气弹簧内部气压来调整空气弹簧的刚度。同时，通过改变悬架减振器上的电磁阀开度来调整的阻尼特性，提供最佳的悬架特性，确保最舒适的车辆平顺性。依据所感知的车辆制动或转向强度程度信息，计算可能造成的冲击水平，并依据程序设置通过对悬架系统相应的空气弹簧进行充放气操作，确保车辆以最佳姿态应对制动或转向所造成的冲击。这样，凭借先进的传感技术和电控功能，实现传统空气弹簧悬架无法达到的车辆运行平顺性和安全性。
附图说明
图1为本发明系统结构图。
附图标记说明
1、悬架本体；2、减振器；3、空气弹簧；4、储气筒；5、控制电脑；6、电磁阀；7、制动踏板行程传感器；8、方向盘转角传感器；9、车身倾斜角度传感器；10、悬架减振器行程传感器。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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。
如图1所示，一种汽车智能悬架系统，包括空气弹簧3悬架、控制单元及数据采集单元；
具体的，所述空气弹簧3悬架包括悬架本体1、在悬架本体1的四角安装的减振器2、空气弹簧3及储气筒4，所述空气弹簧3与储气筒4连接；
所述控制单元包括控制电脑5及多个电磁阀6，所述控制电脑5与数据采集单元连接，所述电磁阀6分别一一对应的安装于储气筒4与每个空气弹簧3的连接通路；
所述数据采集单元包括制动踏板行程传感器7、方向盘转角传感器8、车身倾斜角度传感器9及悬架减振器2行程传感器。
其中所述悬架减振器2行程传感器与控制电脑5连接，当驾驶员启动电源开关，接通车辆电源时，智能悬架系统开始工作，控制电脑5通过减振器2上的行程传感器获得各个空气弹簧3的静态高度，然后将其与系统设置的基准高度比较，并根据比较结果确定是否对各空气弹簧3进行充放气操作，以确保车身高度处于系统设定的范围内。如果检测出车身高度低于要求值，控制电脑5控制空气弹簧3充放气控制电磁阀6，接通车辆空气悬架储气筒4与各空气弹簧3之间的气管路，向空气弹簧3充气，使得车身高度增加，当确认车身高度达到系统设定的范围，则控制空气弹簧3充放气控制电磁阀6，关闭车辆空气悬架储气筒4与各空气弹簧3之间的气管路，停止充气操作。在未完成确认车身高度处于系统设定的范围以前，将向驾驶人员发送禁止车辆起步行驶的警告。
当车辆行驶时，针对不同的路面情况，控制电脑5通过集成于悬架减振器2上的行程传感器对悬架振动状态进行识别，依据预置程序，控制空气弹簧3充放气控制电磁阀6对空气弹簧3进行充放气操作来调整其内部气压，进而调整空气弹簧3的刚度，并改变悬架减振器2上的电磁阀6开度来调整其阻尼特性，提供最佳的悬架特性；同时在行驶过程中，控制电脑5通过车身倾斜角度传感器9获得车辆前后方向及左右方向的倾斜信息，并通过内置程序以规定的时间间隔，将所获得车辆前后方向及左右方向的倾斜信息与系统设定的车辆水平基准数值进行对比。如果确认车辆倾斜程度超出系统设定范围，控制电脑5就按照内置程序控制空气弹簧3充放气控制电磁阀6分别对空气弹簧3进行充放气操作来通过相应空气弹簧3的膨胀或收缩来使得车辆车身底板恢复系统设置的水平状态，保证无论是上坡、下坡或是行驶在倾斜角度较大的路面上，车辆车身底板都能维持在水平状态，避免道路状态对车内乘员和货物的影响。
并且所述制动踏板行程传感器7与方向盘转角传感器8均与控制电脑5连接，而当车辆制动或转向时，控制电脑5通过制动踏板行程传感器7获得制动强度信息，通过方向盘转角传感器8获得车辆转向的角度和紧急程度信息，依据所感知的车辆制动或转向强度程度信息，计算可能造成的冲击水平，并依据程序设置控制空气弹簧3充放气控制电磁阀6分别对空气弹簧3进行充放气操作来通过相应空气弹簧3的膨胀或收缩来来调整车辆姿态(即车辆前后、左右与路面夹角)，确保车辆以最佳姿态应对制动或转向所造成的冲击。这样，凭借先进的传感技术和电控功能，实现传统空气弹簧3悬架无法达到的车辆运行平顺性和安全性。
以上给出的实施例是实现本发明较优的例子，本发明不限于上述实施例。本领域的技术人员根据本发明技术方案的技术特征所做出的任何非本质的添加、替换，均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种汽车智能悬架系统，其特征在于：包括空气弹簧(3)悬架、控制单元及数据采集单元；
所述空气弹簧(3)悬架包括悬架本体(1)、在悬架本体(1)的四角安装的减振器(2)、空气弹簧(3)及储气筒(4)，所述空气弹簧(3)与储气筒(4)连接；
所述控制单元包括控制电脑(5)及多个电磁阀(6)，所述控制电脑(5)与数据采集单元连接，所述电磁阀(6)分别一一对应的安装于储气筒(4)与每个空气弹簧(3)的连接通路。
2.根据权利要求1所述的一种汽车智能悬架系统，其特征在于：所述数据采集单元包括制动踏板行程传感器(7)、方向盘转角传感器(8)、车身倾斜角度传感器(9)及悬架减振器(2)行程传感器。
3.根据权利要求2所述的一种汽车智能悬架系统，其特征在于：所述悬架减振器(2)行程传感器与控制电脑(5)连接，用以提供各个空气弹簧(3)的静态高度数值及振动状态，控制电脑(5)将其与预置数值进行对比，并根据对比结果输出控制信号至电磁阀(6)，以控制空气弹簧(3)的充放气。
4.根据权利要求2所述的一种汽车智能悬架系统，其特征在于：所述制动踏板行程传感器(7)与控制电脑(5)连接，用以提供制动强度信息，控制电脑(5)根据制动强度信息计算冲击水平，根据预置设置，输出控制信号至电磁阀(6)，以控制空气弹簧(3)的充放气。
5.根据权利要求2所述的一种汽车智能悬架系统，其特征在于：所述方向盘转角传感器(8)与控制电脑(5)连接，用以提供转向强度信息，控制电脑(5)根据转向强度信息计算冲击水平，根据预置设置，输出控制信号至电磁阀(6)，以控制空气弹簧(3)的充放气。
6.根据权利要求2所述的一种汽车智能悬架系统，其特征在于：所述车身倾斜角度传感器(9)与控制电脑(5)连接，用以提供车辆纵向及横向的倾斜信息，控制电脑(5)每隔固定时间将其与预置基准值对比，并根据对比结果输出控制信号至电磁阀(6)，以控制空气弹簧(3)的充放气。
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