CN115056622A - 一种空气悬架系统的控制方法及空气悬架系统 - Google Patents

一种空气悬架系统的控制方法及空气悬架系统 Download PDF

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Abstract

本发明属于车辆零部件技术领域，公开了一种空气悬架系统的控制方法及空气悬架系统，本发明中，当四个高度传感器检测的高度值中的最大值和最小值的差值小于或等于第一预设值时，车辆停放或行驶在平稳的路面，对四个气囊进行至少一轮充气或放气，每轮充气或放气前后高度传感器均能够监测车架的高度，当四个高度值中的最大值和最小值的差值大于第一预设值时，车辆行驶于颠簸的路面，通过第一压力传感器监测一次充气或放气后的储气筒的压力变化来监测一轮充气或放气后的车架的高度变化。本发明能够满足当车辆处于任意行驶工况时用户均能够调整车架高度的需求。通过上述空气悬架系统的控制方法控制的空气悬架系统能够在任意行驶工况下调整车架高度。

Description

一种空气悬架系统的控制方法及空气悬架系统
技术领域
本发明涉及车辆零部件技术领域，尤其涉及一种空气悬架系统的控制方法及空气悬架系统。
背景技术
由于装备空气悬架系统的车辆能够获得较低的固有振动频率，同时通过空气悬架系统的气囊的充放气控制，能够在载荷变化的情况下获得基本不变的车架高度和车架振动偏频，而且空气悬架系统还能够升降车架高度以满足不同行驶工况的需求，因此，目前空气悬架系统在汽车上得到广泛应用。
目前，车辆一般设置有多个高度档位，用户能够通过设定高度档位来调整车架的高度，从而保证车辆行驶过程中的安全性和舒适性。当车辆停放或行驶于平缓路面时，由于车架的高度不会频繁变化，因此车辆能够通过高度传感器实时监测车架的高度，即高度传感器能够监测充放气过程中及充放气前后的车架的高度，从而便于根据用户的设定调整车架的高度。当车辆行驶于颠簸路面时，由于车架的高度频繁变化，虽然空气悬架系统能够通过滤波等方式获得近似的当前静态车架高度值，静态车架高度值为车辆停放或行驶于平缓路面时的车架高度，即静态车架高度值为车架基本保持不动时的高度，但通过滤波等方式获得近似的当前静态车架高度值的误差较大，因此不便于通过高度传感器监测的方式调整车架的高度，现有技术中的空气悬架系统在车辆行驶于颠簸路面时禁止对气囊充放气，即在现有技术中，当车辆行驶于颠簸路面时，车架的高度无法调整，但当车辆行驶于颠簸路面时，用户仍会有调整车架高度的需求以提高车辆行驶过程中的安全性和舒适性。基于上述，现有技术中无法满足当车辆处于任意行驶工况时用户均能够调整车架高度的需求。
因此，上述问题亟待解决。
发明内容
本发明的目的在于提供一种空气悬架系统的控制方法及空气悬架系统，以满足当车辆处于任意行驶工况时用户均能够调整车架高度的需求。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明一方面提供了一种空气悬架系统的控制方法，包括：
通过四个高度传感器分别检测车架的左前方、左后方、右前方及右后方的高度值；
当四个高度值中的最大值和最小值的差值小于或等于第一预设值时，将四个高度值的平均值与预设高度值比较；
若所述平均值与所述预设高度值的差值超过第二预设值，对所述车架进行静态高度调节，以所述平均值为当前车架高度，对分别位于所述车架的左前方、左后方、右前方及右后方的四个气囊进行至少一轮充气或放气，通过四个所述高度传感器实时监测所述车架的高度；
当四个高度值中的最大值和最小值的差值大于第一预设值时，将上次静态高度调节后的车架高度值与所述预设高度值比较；
若上次静态高度调节后的所述车架高度值与所述预设高度值的差值超过第二预设值，对所述车架进行动态高度调节，对分别位于所述车架的左前方、左后方、右前方及右后方的四个所述气囊进行至少一轮充气或放气，通过第一压力传感器检测储气筒的压力，使所述储气筒对任意一个所述气囊进行一次充气或放气后的压力变化值满足要求。
作为优选，所述对所述车架进行静态高度调节包括：
给定第一预设调节高度，所述第一预设调节高度被选取为所述车架单次可调节的最大高度；
若所述平均值与所述预设高度值的差值小于或等于所述第一预设调节高度，对分别位于所述车架的左前方、左后方、右前方及右后方的四个气囊进行一轮充气或放气；
若所述平均值与所述预设高度值的差值大于所述第一预设调节高度，对分别位于所述车架的左前方、左后方、右前方及右后方的四个气囊进行两轮以上的充气或放气，除最后一轮外其余每轮充气或放气所调节的所述车架的高度等于所述第一预设调节高度。
作为优选，所述对所述车架进行动态高度调节包括：
通过上次高度调节后的所述车架高度值查图表获得本次高度调节前的所述气囊的有效截面面积A1，并计算本次高度调节前的所述气囊的体积V1；
给定第二预设调节高度，所述第二预设调节高度被选取为所述车架单次可调节的最大高度；
若上次静态高度调节后的所述车架高度值与所述预设高度值的差值小于或等于所述第二预设调节高度，对分别位于所述车架的左前方、左后方、右前方及右后方的四个气囊进行一轮充气或放气，根据所述预设高度值查图表获得本次高度调节后的所述气囊的有效截面面积A2，并计算本次高度调节后的所述气囊的体积V2；
若上次静态高度调节后的所述车架高度值与所述预设高度值的差值大于所述第二预设调节高度，对分别位于所述车架的左前方、左后方、右前方及右后方的四个气囊进行两轮以上的充气或放气，除最后一轮外其余每轮充气或放气所调节的所述车架的高度等于所述第二预设调节高度，对于除最后一轮外其余每轮充气或放气，根据上次高度调节后的所述车架高度值加上或减去所述第二预设调节高度查图表获得本次高度调节后的所述气囊的有效截面面积A2，并计算本次高度调节后的所述气囊的体积V2，对于最后一轮充气或放气，根据所述预设高度值查图表获得本次高度调节后的所述气囊的有效截面面积A2，并计算本次高度调节后的所述气囊的体积V2；
通过第二压力传感器获取本次高度调节前的所述气囊的压力Pf1，本次高度调节后的所述气囊的压力Pf2满足A1(Pf1-Pair)＝A2(Pf2-Pair)，其中，Pair为大气压；
由此可得：
Figure BDA0003716542040000041
通过理想气体方程可得：
Figure BDA0003716542040000042
其中，n1和n2分别为本次高度调节前后的所述气囊内空气的物质的量，T1和T2分别为上次高度调节过程和本次高度调节过程的环境温度，n1通过Pf1V1＝n1RT1计算得到；
当对所述气囊进行充气时，充气前后的所述气囊内空气的物质的量的变化量为：
Figure BDA0003716542040000043
当对所述气囊进行放气时，放气前后的所述气囊内空气的物质的量的变化量为：
Figure BDA0003716542040000044
本次高度调节前的储气筒内空气的物质的量nh1通过Ph1Vh＝nh1RT2计算得到，其中，本次高度调节前的储气筒压力Ph1通过第一压力传感器获取，Vh为储气筒体积；
当对所述气囊进行充气时，充气后的储气筒压力Ph2为：
Figure BDA0003716542040000045
当对所述气囊进行放气时，放气后的储气筒压力Ph2为：
Figure BDA0003716542040000046
作为优选，所述气囊的有效截面面积和所述车架高度值的曲线图通过标定试验获得。
作为优选，空气悬架系统包括高压储气筒和低压储气筒，所述高压储气筒被配置为向所述气囊充气，所述低压储气筒被配置为接收所述气囊内的空气，所述空气悬架系统的控制方法还包括：
当所述高压储气筒的压力低于最低高压储气筒压力时，空气压缩机将所述低压储气筒内的空气传输至所述高压储气筒；
当所述低压储气筒的压力低于最低低压储气筒压力时，空气压缩机停止将所述低压储气筒内的空气传输至所述高压储气筒，并将外界空气传输至所述高压储气筒。
作为优选，所述空气悬架系统的控制方法还包括：
当所述低压储气筒的压力高于最高低压储气筒压力时，将所述低压储气筒内的空气传输至外界，直至所述低压储气筒的压力等于所述最低低压储气筒压力。
作为优选，所述空气悬架系统的控制方法还包括：
当需要更换车辆零件时，将所述低压储气筒内的空气传输至外界；
将所述高压储气筒内的空气经所述低压储气筒传输至外界；
依次将四个所述气囊内的空气经所述低压储气筒传输至外界。
本发明另一方面还提供了一种基于上述的空气悬架系统的控制方法的空气悬架系统，所述空气悬架系统包括：
四个气囊，分别位于所述车架的左前方、左后方、右前方及右后方，四个所述气囊均能够与第一气路连通；
高压储气筒和低压储气筒，所述高压储气筒和所述低压储气筒均能够与所述第一气路连通，所述高压储气筒被配置为向所述气囊充气，所述低压储气筒被配置为接收所述气囊内的空气；及
两个第一压力传感器，两个所述第一压力传感器被配置为分别检测所述高压储气筒和所述低压储气筒的压力。
作为优选，所述空气悬架系统还包括第二压力传感器，所述第二压力传感器被配置为检测所述第一气路的压力。
作为优选，所述高压储气筒和所述第一气路之间设置有第一单向阀，所述第一单向阀被配置为使空气由所述高压储气筒向所述气囊单向流通，所述低压储气筒和所述第一气路之间设置有第二单向阀，所述第二单向阀被配置为使空气由所述气囊向所述低压储气筒单向流通。
作为优选，所述空气悬架系统还包括空气压缩机，所述空气压缩机设置于所述高压储气筒远离所述第一气路的一侧，所述空气压缩机与所述低压储气筒远离所述第一气路的一侧之间并联有第二气路和第三气路，所述第三气路与外界连通，所述第三气路上设置有第三单向阀，所述第三单向阀被配置为使空气由外界向所述空气压缩机单向流通。
作为优选，所述空气压缩机与所述高压储气筒之间设置有第四单向阀，所述第四单向阀被配置为使空气由所述空气压缩机向所述高压储气筒单向流通。
本发明的有益效果：在本发明中，当四个高度值中的最大值和最小值的差值小于或等于第一预设值时，判断此时车辆停放或行驶在平稳的路面，对分别位于车架的左前方、左后方、右前方及右后方的四个气囊进行至少一轮充气或放气，每轮充气或放气前后高度传感器均能够监测车架的高度，以保证调整后的车架的高度等于用户设定的预设高度值，当四个高度值中的最大值和最小值的差值大于第一预设值时，判断此时车辆行驶于颠簸的路面，本发明通过第一压力传感器监测一次充气后的高压储气筒的压力变化或一次放气后的低压储气筒的压力变化来监测一轮充气或一轮放气后的车架的高度变化，从而使得空气悬架系统即使在车辆行驶于颠簸的路面时也能够对车架的高度进行调整，并且能够保证调整后的车架的高度等于用户设定的预设高度值。即，本发明能够满足当车辆处于任意行驶工况时用户均能够调整车架高度的需求。通过上述空气悬架系统的控制方法控制的空气悬架系统能够在任意行驶工况下调整车架高度。
附图说明
图1是本发明实施例中的空气悬架系统的结构示意图；
图2是本发明实施例中的空气悬架系统的控制方法的流程图；
图3是本发明实施例中的气囊的有效截面面积和车架高度值的曲线图。
图中：
110、气囊；121、高压储气筒；122、低压储气筒；131、第一气路；132、第二气路；133、第三气路；141、第一压力传感器；142、第二压力传感器；151、第一单向阀；152、第二单向阀；153、第三单向阀；154、第四单向阀；160、空气压缩机；170、控制阀；180、节流阀；190、高度传感器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
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”、“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所示，本实施例提供一种空气悬架系统，空气悬架系统包括四个气囊110、高压储气筒121、低压储气筒122及两个第一压力传感器141，四个气囊110分别位于车架的左前方、左后方、右前方及右后方，四个气囊110均能够与第一气路131连通，高压储气筒121和低压储气筒122均能够与第一气路131连通，高压储气筒121被配置为向气囊110充气，低压储气筒122被配置为接收气囊110内的空气，两个第一压力传感器141被配置为分别检测高压储气筒121和低压储气筒122的压力。当高压储气筒121对四个气囊110进行一轮充气后，车架的高度能够上升一段距离，当低压储气筒122对四个气囊110进行一轮放气后，车架的高度能够下降一段距离，从而能够实现对车架的高度的调整。
请参阅图2，本实施例提供了一种空气悬架系统的控制方法，空气悬架系统的控制方法能够控制对上述空气悬架系统的气囊110充气或放气，空气悬架系统的控制方法包括：
通过四个高度传感器190分别检测车架的左前方、左后方、右前方及右后方的高度值；
当四个高度值中的最大值和最小值的差值小于或等于第一预设值时，将四个高度值的平均值与预设高度值比较；
若平均值与预设高度值的差值超过第二预设值，对车架进行静态高度调节，以平均值为当前车架高度，对分别位于车架的左前方、左后方、右前方及右后方的四个气囊110进行至少一轮充气或放气，通过四个高度传感器190实时监测车架的高度；
当四个高度值中的最大值和最小值的差值大于第一预设值时，将上次静态高度调节后的车架高度值与预设高度值比较；
若上次静态高度调节后的车架高度值与预设高度值的差值超过第二预设值，对车架进行动态高度调节，对分别位于车架的左前方、左后方、右前方及右后方的四个气囊110进行至少一轮充气或放气，通过第一压力传感器141检测储气筒的压力，使储气筒对任意一个气囊110进行一次充气或放气后的压力变化值满足要求。
在本实施例中，当四个高度值中的最大值和最小值的差值小于或等于第一预设值时，判断此时车辆停放或行驶在平稳的路面，对分别位于车架的左前方、左后方、右前方及右后方的四个气囊110进行至少一轮充气或放气，每轮充气或放气前后高度传感器190均能够监测车架的高度，以保证调整后的车架的高度等于用户设定的预设高度值，当四个高度值中的最大值和最小值的差值大于第一预设值时，判断此时车辆行驶于颠簸的路面，本实施例通过第一压力传感器141监测一次充气后的高压储气筒121的压力变化或一次放气后的低压储气筒122的压力变化来监测一轮充气或一轮放气后的车架的高度变化，从而使得空气悬架系统即使在车辆行驶于颠簸的路面时也能够对车架的高度进行调整，并且能够保证调整后的车架的高度等于用户设定的预设高度值。即，本实施例能够满足当车辆处于任意行驶工况时用户均能够调整车架高度的需求。
具体地，本实施例中的空气悬架系统设定有第一预设值，通过将四个高度传感器190检测的数值的平均值与第一预设值比较，以判断车辆的行驶工况，当车辆停放或行驶在平稳的路面时，本实施例能够根据四个高度传感器190检测的数值的平均值和用户设定的预设高度值的差值判断对四个气囊110进行充气或放气的轮数，当四个高度传感器190检测的数值的平均值和用户设定的预设高度值的差值较小时，对四个气囊110进行一轮充气或放气即可使车架的高度调整至等于预设高度值，对四个气囊110进行一轮充气或放气所调整的车架的高度的变化值等于四个高度传感器190检测的数值的平均值和用户设定的预设高度值的差值，当四个高度传感器190检测的数值的平均值和用户设定的预设高度值的差值较大时，需要对四个气囊110进行两轮以上的充气或放气，其中，除最后一轮充气或放气外，其余每轮充气或放气所调整的车架的高度的变化值相等，最后一轮充气或放气所调整的车架的高度的变化值等于车架原高度加上或减去已调整的车架的高度的变化值与预设高度值的差值。
当车辆行驶于颠簸的路面时，由于此时车架的高度频繁变化，因此无法根据高度传感器190计算当前车架高度，但由于车辆在由平稳路面行驶至颠簸路面时未调整其高度，因此由平稳路面行驶至颠簸路面的车辆的当前车架高度等于其在平稳路面经过静态高度调节后的车架高度，即本实施例中当车辆行驶于颠簸的路面时，以车辆上次静态高度调节后的车架高度值为其当前车架高度，可以理解的是，当车辆行驶于颠簸的路面时，本实施例能够根据车辆上次静态高度调节后的车架高度值和用户设定的预设高度值的差值判断对四个气囊110进行充气或放气的轮数，由于调整前后车架的高度的变化值不便检测，因此本实施例中将对每轮充气或放气所调整的车架的高度的检测转换为对高压储气筒121或低压储气筒122的压力变化值的检测，根据每轮充气或放气所调整的车架的高度的变化的理论值，确定该轮充气或放气中高压储气筒121对任意一个气囊110进行一次充气或低压储气筒122对任意一个气囊110进行一次放气后的压力变化值，通过第一压力传感器141检测高压储气筒121或低压储气筒122实际的压力变化值，本实施例通过使高压储气筒121实际的压力变化值等于根据每轮充气所调整的车架的高度的变化的理论值确定的该轮充气中高压储气筒121对任意一个气囊110进行一次充气后的理论压力变化值，或使低压储气筒122实际的压力变化值等于根据每轮放气所调整的车架的高度的变化的理论值确定的该轮放气中低压储气筒122对任意一个气囊110进行一次放气后的理论压力变化值，来保证即使当车辆行驶于颠簸的路面时也能够对车架的高度进行调整，并且能够保证调整后的车架的高度等于用户设定的预设高度值。
其中，对四个气囊110进行一轮充气或放气指的是高压储气筒121依次对四个气囊110进行一次充气或低压储气筒122对四个气囊110进行一次放气。
可以理解的是，当车辆由颠簸路面行驶至平稳路面后，本实施例能够通过高度传感器190对车架的高度进行校正，以精准地保证车架的高度等于用户设定的预设高度值。
由于每对四个气囊110进行一轮充气或放气便能够对车架的高度进行一次调整，而基于前文所述，本实施例中述及的对四个气囊110进行一轮充气或放气指的是高压储气筒121依次对四个气囊110进行一次充气或低压储气筒122对四个气囊110进行一次放气，即对车架的高度进行一次调整是通过依次调整车架的左前方、左后方、右前方及右后方的高度实现的，而调整过程中车架的左前方、左后方、右前方及右后方中的任意一个的高度的变化值不宜过大，以保证车辆行驶的安全性和舒适性，因此上文述及的对车架进行静态高度调节包括：
给定第一预设调节高度，第一预设调节高度被选取为车架单次可调节的最大高度；
若平均值与预设高度值的差值小于或等于第一预设调节高度，对分别位于车架的左前方、左后方、右前方及右后方的四个气囊110进行一轮充气或放气；
若平均值与预设高度值的差值大于第一预设调节高度，对分别位于车架的左前方、左后方、右前方及右后方的四个气囊110进行两轮以上的充气或放气，除最后一轮外其余每轮充气或放气所调节的车架的高度等于第一预设调节高度。
即，调整过程中车架的左前方、左后方、右前方及右后方中的任意一个的高度的变化值小于或等于第一预设调节高度，以保证车辆行驶的安全性和舒适性，当平均值与预设高度值的差值小于或等于第一预设调节高度时，对四个气囊110进行一轮充气或放气即可使车架的高度调整至等于预设高度值，其中，一轮充气或放气过程中车架的左前方、左后方、右前方及右后方中的任意一个的高度的变化值均等于上述平均值与预设高度值的差值，当平均值与预设高度值的差值大于第一预设调节高度时，对四个气囊110进行两轮以上的充气或放气，其中，除最后一轮外的其余每轮充气或放气过程中车架的左前方、左后方、右前方及右后方中的任意一个的高度的变化值均等于第一预设调节高度，而最后一轮充气或放气过程中车架的左前方、左后方、右前方及右后方中的任意一个的高度的变化值等于上述平均值加上或减去已调整的车架的高度的变化值与预设高度值的差值，该差值小于或等于第一预设调节高度。
为根据每轮充气或放气所调整的车架的高度的变化的理论值确定该轮充气或放气中储气筒对任意一个气囊110进行一次充气或放气后的理论压力变化值，本实施例中的对车架进行动态高度调节包括：
通过上次高度调节后的车架高度值查图表获得本次高度调节前的气囊110的有效截面面积A1，并计算本次高度调节前的气囊110的体积V1；
给定第二预设调节高度，第二预设调节高度被选取为车架单次可调节的最大高度；
若上次静态高度调节后的车架高度值与预设高度值的差值小于或等于第二预设调节高度，对分别位于车架的左前方、左后方、右前方及右后方的四个气囊110进行一轮充气或放气，根据预设高度值查图表获得本次高度调节后的气囊110的有效截面面积A2，并计算本次高度调节后的气囊110的体积V2；
若上次静态高度调节后的车架高度值与预设高度值的差值大于第二预设调节高度，对分别位于车架的左前方、左后方、右前方及右后方的四个气囊110进行两轮以上的充气或放气，除最后一轮外其余每轮充气或放气所调节的车架的高度等于第二预设调节高度，对于除最后一轮外其余每轮充气或放气，根据上次高度调节后的车架高度值加上或减去第二预设调节高度查图表获得本次高度调节后的气囊110的有效截面面积A2，并计算本次高度调节后的气囊110的体积V2，对于最后一轮充气或放气，根据预设高度值查图表获得本次高度调节后的气囊110的有效截面面积A2，并计算本次高度调节后的气囊110的体积V2；
通过第二压力传感器142获取本次高度调节前的气囊110的压力Pf1，本次高度调节后的气囊110的压力Pf2满足A1(Pf1-Pair)＝A2(Pf2-Pair)，其中，Pair为大气压；
由此可得：
Figure BDA0003716542040000141
通过理想气体方程可得：
Figure BDA0003716542040000142
其中，n1和n2分别为本次高度调节前后的气囊110内空气的物质的量，T1和T2分别为上次高度调节过程和本次高度调节过程的环境温度，n1通过Pf1V1＝n1RT1计算得到；
当对气囊110进行充气时，充气前后的气囊110内空气的物质的量的变化量为：
Figure BDA0003716542040000143
当对气囊110进行放气时，放气前后的气囊110内空气的物质的量的变化量为：
Figure BDA0003716542040000144
本次高度调节前的储气筒内空气的物质的量nh1通过Ph1Vh＝nh1RT2计算得到，其中，本次高度调节前的储气筒压力Ph1通过第一压力传感器141获取，Vh为储气筒体积；
当对气囊110进行充气时，充气后的储气筒压力Ph2为：
Figure BDA0003716542040000145
当对气囊110进行放气时，放气后的储气筒压力Ph2为：
Figure BDA0003716542040000146
具体地，当对气囊110进行充气时，根据
Figure BDA0003716542040000147
能够计算充气后的高压储气筒121的压力，其中，
Figure BDA0003716542040000151
当对气囊110进行放气时，根据
Figure BDA0003716542040000152
能够计算充气后的低压储气筒122的压力，其中，
Figure BDA0003716542040000153
其中，初始时的上次高度调节后的车架高度值指的是上次静态高度调节后的车架高度值。
可以理解的是，对车架进行动态高度调节时会给定第二预设调节高度，第二预设调节高度被选取为车架单次可调节的最大高度，以保证车辆在颠簸路面上行驶的安全性和舒适性，当上次静态高度调节后的车架高度值与预设高度值的差值小于或等于第二预设调节高度时，对四个气囊110进行一轮充气或放气即可使车架的高度调整至等于预设高度值，其中，一轮充气或放气过程中车架的左前方、左后方、右前方及右后方中的任意一个的高度的变化值均等于上述静态高度调节后的车架高度值与预设高度值的差值，即直接以预设高度值为准，通过查图表获得高度调节后的气囊110的有效截面面积A2，当上次静态高度调节后的车架高度值与预设高度值的差值大于第二预设调节高度时，对四个气囊110进行两轮以上的充气或放气，其中，通过上次静态高度调节后的车架高度值查图表获得第一轮充气或放气过程中的A1，以上次静态高度调节后的车架高度值加上或减去第二预设调节高度为第一轮充气或放气后的车架高度，并以此查图表获得第一轮充气或放气后的A2，对于后续每轮充气或放气，上次高度调节后的车架高度值指的是上轮充气或放气后的车架高度，同时，除最后一轮外，每轮充气或放气前均通过上轮充气或放气后的车架高度加上或减去第二预设高度查图表获得该轮充气或放气后的A2，对于最后一轮充气或放气，则是直接以预设高度值为准，通过查图表获得最后一轮充气或放气后的A2。
可以理解的是，本实施例中的气囊110为圆柱形，因此当获得气囊110的有效截面面积后，便能够根据圆柱的体积计算公式计算气囊110的体积，当然，在其它可选的实施例中，气囊110也可为球形或其它形状，本实施例中对此不作具体限制。
优选地，本实施例中的气囊110的有效截面面积和车架高度值的曲线图通过标定试验获得，本实施例中的气囊110的有效截面面积和车架高度值的曲线图如图3所示，当然，在其它可选的实施例中，当气囊110的形状、高压储气筒121的型号及低压储气筒122的型号与本实施例不同时，气囊110的有效截面面积和车架高度值的曲线图也可为与本实施例不同的其它曲线图，本实施例中对此不作具体限制。
在本实施例中，通过上述空气悬架系统的控制方法控制的空气悬架系统能够在任意行驶工况下调整车架高度。
可以理解的是，本实施例中的四个气囊110处均设置有高度传感器190，四个高度传感器190分别检测车架的左前方、左后方、右前方及右后方的高度。
基于前文所述，本实施例中的空气悬架系统包括高压储气筒121和低压储气筒122，高压储气筒121被配置为向气囊110充气，低压储气筒122被配置为接收气囊110内的空气，空气悬架系统的控制方法还包括：
当高压储气筒121的压力低于最低高压储气筒压力时，空气压缩机160将低压储气筒122内的空气传输至高压储气筒121；
当低压储气筒122的压力低于最低低压储气筒压力时，空气压缩机160停止将低压储气筒122内的空气传输至高压储气筒121，并将外界空气传输至高压储气筒121。
即，本实施例中既能够通过低压储气筒122向高压储气筒121补充空气，还能够通过外界环境向高压储气筒121补充空气。
由于本实施例中通过将气囊110内的空气传输至低压储气筒122的方式对气囊110放气，为避免低压储气筒122因压力过高而发生损坏，本实施例中的空气悬架系统的控制方法还包括：
当低压储气筒122的压力高于最高低压储气筒压力时，将低压储气筒122内的空气传输至外界，直至低压储气筒122的压力等于最低低压储气筒压力。
当车辆需要更换零件时，需要将空气悬架系统的所有空气排空，为此，本实施例中的空气悬架系统的控制方法还包括：
当需要更换车辆零件时，将低压储气筒122内的空气传输至外界；
将高压储气筒121内的空气经低压储气筒122传输至外界；
依次将四个气囊110内的空气经低压储气筒122传输至外界。
即，本实施例中的低压储气筒122内的空气直接排入外界，而高压储气筒121内的空气和四个气囊110内的空气均是通过低压储气筒122排入外界。
基于上文述及的内容，本实施例中的空气悬架系统还包括第二压力传感器142，第二压力传感器142被配置为检测第一气路131的压力。在本实施例中，任意一个气囊110均通过控制阀170与第一气路131连接，控制阀170能够控制气囊110与第一气路131连通或断开，以使四个气囊110中只有一个能够与第一气路131连通，本实施例中的第二压力传感器142能够通过检测第一气路131的压力来检测与第一气路131连通的气囊110的压力。
进一步地，高压储气筒121和第一气路131之间设置有第一单向阀151，第一单向阀151被配置为使空气由高压储气筒121向气囊110单向流通，以保证空气不会由气囊110流向高压储气筒121，低压储气筒122和第一气路131之间设置有第二单向阀152，第二单向阀152被配置为使空气由气囊110向低压储气筒122单向流通，以保证空气不会由低压储气筒122流向气囊110。
可以理解的是，高压储气筒121和第一气路131之间也设置有控制阀170，低压储气筒122和第一气路131之间也设置有控制阀170，以保证高压储气筒121和低压储气筒122中只有一个能够与第一气路131连通。
示例性地，本实施例中的第一气路131上设置有节流阀180，节流阀180能够控制充气或放气时空气流通的速度。
优选地，本实施例中的空气悬架系统还包括空气压缩机160，空气压缩机160设置于高压储气筒121远离第一气路131的一侧，空气压缩机160与低压储气筒122远离第一气路131的一侧之间并联有第二气路132和第三气路133，第三气路133与外界连通，第三气路133上设置有第三单向阀153，第三单向阀153被配置为使空气由外界向空气压缩机160单向流通，低压储气筒122内的空气能够通过第三气路133排入外界，同时，低压储气筒122内的空气能够通过第二气路132传输至高压储气筒121。
可以理解的是，第二气路132和第三气路133上也均设置有控制阀170，以便于控制第二气路132和第三气路133的通断。
在本实施例中，空气压缩机160与高压储气筒121之间设置有第四单向阀154，第四单向阀154被配置为使空气由空气压缩机160向高压储气筒121单向流通，以保证空气不会由高压储气筒121流向空气压缩机160。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，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。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种空气悬架系统的控制方法，其特征在于，包括：
通过四个高度传感器(190)分别检测车架的左前方、左后方、右前方及右后方的高度值；
当四个高度值中的最大值和最小值的差值小于或等于第一预设值时，将四个高度值的平均值与预设高度值比较；
若所述平均值与所述预设高度值的差值超过第二预设值，对所述车架进行静态高度调节，以所述平均值为当前车架高度，对分别位于所述车架的左前方、左后方、右前方及右后方的四个气囊(110)进行至少一轮充气或放气，通过四个所述高度传感器(190)实时监测所述车架的高度；
当四个高度值中的最大值和最小值的差值大于第一预设值时，将上次静态高度调节后的车架高度值与所述预设高度值比较；
若上次静态高度调节后的所述车架高度值与所述预设高度值的差值超过第二预设值，对所述车架进行动态高度调节，对分别位于所述车架的左前方、左后方、右前方及右后方的四个所述气囊(110)进行至少一轮充气或放气，通过第一压力传感器(141)检测储气筒的压力，使所述储气筒对任意一个所述气囊(110)进行一次充气或放气后的压力变化值满足要求。
2.根据权利要求1所述的空气悬架系统的控制方法，其特征在于，所述对所述车架进行静态高度调节包括：
给定第一预设调节高度，所述第一预设调节高度被选取为所述车架单次可调节的最大高度；
若所述平均值与所述预设高度值的差值小于或等于所述第一预设调节高度，对分别位于所述车架的左前方、左后方、右前方及右后方的四个气囊(110)进行一轮充气或放气；
若所述平均值与所述预设高度值的差值大于所述第一预设调节高度，对分别位于所述车架的左前方、左后方、右前方及右后方的四个气囊(110)进行两轮以上的充气或放气，除最后一轮外其余每轮充气或放气所调节的所述车架的高度等于所述第一预设调节高度。
3.根据权利要求1所述的空气悬架系统的控制方法，其特征在于，所述对所述车架进行动态高度调节包括：
通过上次高度调节后的所述车架高度值查图表获得本次高度调节前的所述气囊(110)的有效截面面积A1，并计算本次高度调节前的所述气囊(110)的体积V1；
给定第二预设调节高度，所述第二预设调节高度被选取为所述车架单次可调节的最大高度；
若上次静态高度调节后的所述车架高度值与所述预设高度值的差值小于或等于所述第二预设调节高度，对分别位于所述车架的左前方、左后方、右前方及右后方的四个气囊(110)进行一轮充气或放气，根据所述预设高度值查图表获得本次高度调节后的所述气囊(110)的有效截面面积A2，并计算本次高度调节后的所述气囊(110)的体积V2；
若上次静态高度调节后的所述车架高度值与所述预设高度值的差值大于所述第二预设调节高度，对分别位于所述车架的左前方、左后方、右前方及右后方的四个气囊(110)进行两轮以上的充气或放气，除最后一轮外其余每轮充气或放气所调节的所述车架的高度等于所述第二预设调节高度，对于除最后一轮外其余每轮充气或放气，根据上次高度调节后的所述车架高度值加上或减去所述第二预设调节高度查图表获得本次高度调节后的所述气囊(110)的有效截面面积A2，并计算本次高度调节后的所述气囊(110)的体积V2，根据所述预设高度值查图表获得本次高度调节后的所述气囊(110)的有效截面面积A2，并计算本次高度调节后的所述气囊(110)的体积V2；
通过第二压力传感器(142)获取本次高度调节前的所述气囊(110)的压力Pf1，本次高度调节后的所述气囊(110)的压力Pf2满足A1(Pf1-Pair)＝A2(Pf2-Pair)，其中，Pair为大气压；
由此可得：
Figure FDA0003716542030000031
通过理想气体方程可得：
Figure FDA0003716542030000032
其中，n1和n2分别为本次高度调节前后的所述气囊(110)内空气的物质的量，T1和T2分别为上次高度调节过程和本次高度调节过程的环境温度，n1通过Pf1V1＝n1RT1计算得到；
当对所述气囊(110)进行充气时，充气前后的所述气囊(110)内空气的物质的量的变化量为：
Figure FDA0003716542030000033
当对所述气囊(110)进行放气时，放气前后的所述气囊(110)内空气的物质的量的变化量为：
Figure FDA0003716542030000034
本次高度调节前的储气筒内空气的物质的量nh1通过Ph1Vh＝nh1RT2计算得到，其中，本次高度调节前的储气筒压力Ph1通过第一压力传感器(141)获取，Vh为储气筒体积；
当对所述气囊(110)进行充气时，充气后的储气筒压力Ph2为：
Figure FDA0003716542030000035
当对所述气囊(110)进行放气时，放气后的储气筒压力Ph2为：
Figure FDA0003716542030000036
4.根据权利要求3所述的空气悬架系统的控制方法，其特征在于，所述气囊(110)的有效截面面积和所述车架高度值的曲线图通过标定试验获得。
5.根据权利要求1所述的空气悬架系统的控制方法，其特征在于，空气悬架系统包括高压储气筒(121)和低压储气筒(122)，所述高压储气筒(121)被配置为向所述气囊(110)充气，所述低压储气筒(122)被配置为接收所述气囊(110)内的空气，所述空气悬架系统的控制方法还包括：
当所述高压储气筒(121)的压力低于最低高压储气筒压力时，空气压缩机(160)将所述低压储气筒(122)内的空气传输至所述高压储气筒(121)；
当所述低压储气筒(122)的压力低于最低低压储气筒压力时，空气压缩机(160)停止将所述低压储气筒(122)内的空气传输至所述高压储气筒(121)，并将外界空气传输至所述高压储气筒(121)。
6.根据权利要求5所述的空气悬架系统的控制方法，其特征在于，所述空气悬架系统的控制方法还包括：
当所述低压储气筒(122)的压力高于最高低压储气筒压力时，将所述低压储气筒(122)内的空气传输至外界，直至所述低压储气筒(122)的压力等于所述最低低压储气筒压力。
7.根据权利要求5所述的空气悬架系统的控制方法，其特征在于，所述空气悬架系统的控制方法还包括：
当需要更换车辆零件时，将所述低压储气筒(122)内的空气传输至外界；
将所述高压储气筒(121)内的空气经所述低压储气筒(122)传输至外界；
依次将四个所述气囊(110)内的空气经所述低压储气筒(122)传输至外界。
8.一种基于权利要求1-7任意一项所述的空气悬架系统的控制方法的空气悬架系统，其特征在于，所述空气悬架系统包括：
四个气囊(110)，分别位于所述车架的左前方、左后方、右前方及右后方，四个所述气囊(110)均能够与第一气路(131)连通；
高压储气筒(121)和低压储气筒(122)，所述高压储气筒(121)和所述低压储气筒(122)均能够与所述第一气路(131)连通，所述高压储气筒(121)被配置为向所述气囊(110)充气，所述低压储气筒(122)被配置为接收所述气囊(110)内的空气；及
两个第一压力传感器(141)，两个所述第一压力传感器(141)被配置为分别检测所述高压储气筒(121)和所述低压储气筒(122)的压力。
9.根据权利要求8所述的空气悬架系统，其特征在于，所述空气悬架系统还包括第二压力传感器(142)，所述第二压力传感器(142)被配置为检测所述第一气路(131)的压力。
10.根据权利要求8所述的空气悬架系统，其特征在于，所述高压储气筒(121)和所述第一气路(131)之间设置有第一单向阀(151)，所述第一单向阀(151)被配置为使空气由所述高压储气筒(121)向所述气囊(110)单向流通，所述低压储气筒(122)和所述第一气路(131)之间设置有第二单向阀(152)，所述第二单向阀(152)被配置为使空气由所述气囊(110)向所述低压储气筒(122)单向流通。
11.根据权利要求8所述的空气悬架系统，其特征在于，所述空气悬架系统还包括空气压缩机(160)，所述空气压缩机(160)设置于所述高压储气筒(121)远离所述第一气路(131)的一侧，所述空气压缩机(160)与所述低压储气筒(122)远离所述第一气路(131)的一侧之间并联有第二气路(132)和第三气路(133)，所述第三气路(133)与外界连通，所述第三气路(133)上设置有第三单向阀(153)，所述第三单向阀(153)被配置为使空气由外界向所述空气压缩机(160)单向流通。
12.根据权利要求11所述的空气悬架系统，其特征在于，所述空气压缩机(160)与所述高压储气筒(121)之间设置有第四单向阀(154)，所述第四单向阀(154)被配置为使空气由所述空气压缩机(160)向所述高压储气筒(121)单向流通。
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