CN208714876U - 一种车身高度调节系统、悬架装置、汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车身高度调节系统、悬架装置、汽车，其中，车身高度调节系统包括用于安装在各个车轮的悬架上以调节车身高度的液压缸，以及用于驱动所述液压缸运动的液压动力单元；所述液压动力单元包括储油箱、控制器、以及连通所述储油箱和所述液压缸的液压管路；所述液压管路上设置有液压泵、驱动阀、以及泄压阀；所述液压泵、驱动阀、以及泄压阀均与所述控制器电连接；所述液压泵的下游液压管路上还设置有溢流阀；所述控制器，用于根据接收到的车辆控制信号，控制所述液压泵、驱动阀、以及泄压阀的开关，进行车身高度调节。本实用新型结构简单，集成度高,占用空间小，生产制造与维护的成本较低，且便于控制，完全适用于中低端汽车市场。

Description

一种车身高度调节系统、悬架装置、汽车

技术领域

本实用新型涉及自动化控制领域，尤其涉及一种车身高度调节系统、悬架装置、汽车。

背景技术

现有的汽车车身高度调节大多采用空气弹簧实现,其控制原理为：首先控制器利用汽车前轴和后轴的车身高度传感器输出信号判断出车身高度,然后采用空压机(空气压缩机的简称)制造压缩空气，并通过相应电磁阀的控制，将压缩空气分配到空气弹簧中，以此来改变车身高度，使得车身始终保持在同一水平高度(平衡位置)，同时使车辆的悬架系统具有接近理想的动态弹性特性。

但空气弹簧由于气囊的存在，所占据的体积较大，再加上还需要与之配套使用的空气压缩机、储气罐等部件，使得空气弹簧对于整车布置的空间要求较高。除此之外，空气弹簧对于气密性要求高，生产制造加工精度要求高，系统结构复杂，出现故障的几率与频率较高，因此导致生产制造与维护的成本高。基于此，采用空气弹簧调节车身高速的技术无法较好地运用于中低端汽车市场。

实用新型内容

基于此，本实用新型提供了一种车身高度调节系统、悬架装置、汽车，基于液压系统实现车身的高度调节，系统结构简单、集成度高，相较于空气弹簧，生产制造与维护的成本低，能够较好地适用于中低端汽车市场。

本实用新型提出的车身高度调节系统，包括用于安装在各个车轮的悬架上以调节车身高度的液压缸，以及用于驱动所述液压缸运动的液压动力单元；

所述液压动力单元包括储油箱、控制器、以及连通所述储油箱和所述液压缸的液压管路；

所述液压管路上设置有液压泵、驱动阀、以及泄压阀；所述液压泵、驱动阀、以及泄压阀均与所述控制器电连接；

所述液压泵的下游液压管路上还设置有溢流阀；

所述控制器，用于根据接收到的车辆控制信号，控制所述液压泵、驱动阀、以及泄压阀的开关，进行车身高度调节。

作为一种可实施方式，所述驱动阀和泄压阀均为常闭阀；

进行车身高度升高调节时，控制器控制液压泵和驱动阀处于开启状态，液压泵将液压油从储油箱中泵出，液压油通过液压管路与驱动阀到达液压缸，驱动车身高度升高；

进行车身高度降低调节时，控制器控制液压泵处于关闭状态，并控制驱动阀和泄压阀处于开启状态；在车身自重作用下，液压缸中的液压油通过驱动阀和泄压阀回到储油箱，车身高度降低。

作为一种可实施方式，所述液压管路上还设置有压力传感器；

所述压力传感器与所述控制器电连接；

所述压力传感器用于采集所述液压管路上的压力信息，并将其采集到的压力信息发送至所述控制器。

作为一种可实施方式，所述液压管路包括升压管道和泄压管道；

所述储油箱通过升压管道连通所述液压缸；

从所述储油箱至所述液压缸之间的升压管道上，依次设置有液压泵、溢流阀、单向阀、以及驱动阀；

所述泄压管道，一端与所述单向阀与所述驱动阀之间的升压管道连通，另一端连通储油箱；

所述泄压阀设置在所述泄压管道上。

作为一种可实施方式，所述液压缸包括左前轮液压缸、右前轮液压缸、左后轮液压缸以及右后轮液压缸；

所述储油箱通过升压管道分别与左前轮液压缸、右前轮液压缸、左后轮液压缸以及右后轮液压缸连通。

作为一种可实施方式，所述左前轮液压缸和右前轮液压缸通过升压管道连通；所述左后轮液压缸和右后轮液压缸通过升压管道连通；

所述驱动阀包括前轴驱动阀和后轴驱动阀；

所述前轴驱动阀设置在连通所述左前轮液压缸和右前轮液压缸的升压管道上；

所述后轴驱动阀设置在连通所述左后轮液压缸和右后轮液压缸的升压管道上。

作为一种可实施方式，所述驱动阀包括左前轴驱动阀、右前轴驱动阀、左后轴驱动阀、以及右后轴驱动阀；

所述左前轴驱动阀设置所述左前轮液压缸连接的升压管道上；

所述右前轴驱动阀设置所述右前轮液压缸连接的升压管道上；

所述左后轴驱动阀设置所述左后轮液压缸连接的升压管道上；

所述右后轴驱动阀设置所述右后轮液压缸连接的升压管道上。

作为一种可实施方式，所述左前轮液压缸和右前轮液压缸的截面为圆环形；

所述左后轮液压缸和右后轮液压缸的截面为圆形。

本实用新型提供的悬架装置，用于安装在汽车车身上，包括悬架横臂、第一减震器、第二减震器、第一螺旋弹簧、第二螺旋弹簧以及上述任一项所述的车身高度调节系统；

所述车身高度调节系统中的左前轮液压缸和右前轮液压缸，分别与所述第一减震器和第一螺旋弹簧同轴装配，用于连接所述第一螺旋弹簧与第一减震器；

所述车身高度调节系统中的左后轮液压缸和右后轮液压缸，与所述第二螺旋弹簧同轴装配，用于连接所述第二螺旋弹簧与车身；

所述第二减震器连接车身与悬架横臂。

本实用新型提供的一种汽车，包括上述悬架装置。

与现有技术相比，本技术方案具有以下优点：

本实用新型提供的车身身高度调节系统、悬架装置、汽车，通过设置液压缸以及用于驱动液压缸运动的液压动力单元，实现车身高度调节的单独控制。相对于传统的依赖空气弹簧的车身高度调节系统，其结构简单，而且控制器可以集成于液压泵中，集成度高,占用空间小，生产制造与维护的成本较低，且便于控制，完全适用于中低端汽车市场。

附图说明

图1为本实用新型实施例一提供的车身高度调节系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例二提供的车身高度调节系统的结构示意图；

图3为本实用新型实施例三提供的车身高度调节系统的结构示意图；

图4为本实用新型实施例四提供的车身高度调节系统的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的车身高度调节系统中的控制器的外部接口示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的部分实施例，而不是全部实施例。

参见图1，本实用新型实施例一提供的车身高度调节系统，包括用于安装在各个车轮的悬架上以调节车身高度的液压缸20，以及用于驱动液压缸20运动的液压动力单元。具体地，该液压动力单元包括储油箱10、控制器15、以及连通储油箱10和液压缸20的液压管路。液压管路上设置有液压泵11、驱动阀12、以及泄压阀13；液压泵11的下游液压管路上还设置有溢流阀14。

液压泵11、驱动阀12、以及泄压阀13均与控制器15电连接。控制器15连接整车CAN总线，用于从整车CAN总线中获取车辆控制信息，通过控制液压泵11、驱动阀12、以及泄压阀13的开关，进行车身高度调节。控制器15也可以连接车身的其他硬件信号线，以获取车辆档位信息、车速信息、车门开关状态、发动机工作状态、车身前轴高度、车身后轴高度、侧向加速度等信息，生成举升液压压力信号、车身举升状态信号、警报信号等，控制车身高度调节。

实施例一中的驱动阀12和泄压阀13均为常闭阀。使用时，储油箱10中存储有足够的液压油，由液压泵11将储油箱10中的液压油抽出，产生压力。

具体的车身高度调节过程如下：

进行车身高度升高调节时，控制器15开启液压泵11和驱动阀12，泄压阀13处于关闭状态；液压泵11将液压油从储油箱10中泵出，液压油通过液压管路与驱动阀12到达液压缸20，当液压缸20中的压力达到一定程度时，车身高度升高，实现车身高度升高调节。

进行车身高度降低调节时，控制器15开启泄压阀13，液压泵11和驱动阀12处于关闭状态。在车身自重作用下，液压缸20中的液压油通过驱动阀12和泄压阀13回到储油箱10，车身高度降低，实现车身高度升高调节。

如图1所示的车身高度调节系统，泄压阀13所在的液压管路连接驱动阀12的下游液压管路，也可以连接驱动阀12的上游液压管路。在泄压阀13所在的液压管路连接驱动阀12的上游液压管路时(即泄压阀13连接在驱动阀12与液压泵11之间)，进行车身高度升高调节的控制不变，只需要在进行车身高度降低调节时，控制器15开启泄压阀13和驱动阀12即可实现泄压。

进一步地，参见图2，本实用新型实施例二提供的车身高度调节系统，在实施例一的基础上增加了单向阀16。液压管路分为位于左侧的升压管道和位于右侧的泄压管道，储油箱10通过升压管道连通液压缸20，从储油箱10至液压缸20之间的升压管道上，依次设置有液压泵11、溢流阀14、单向阀16、以及驱动阀12；泄压管道一端与位于单向阀16和驱动阀12之间的升压管道连通，另一端连通储油箱10，泄压阀13设置在泄压管道上。

实施例二提供的车身高度调节系统，通过设置单向阀16，可实现升压和泄压的完全分流。具体的车身高度调节过程如下：

进行车身高度升高调节时，控制器15开启液压泵11和驱动阀12，泄压阀13处于关闭状态；液压泵11将液压油从储油箱10中泵出，液压油通过升压管道经过单向阀16和驱动阀12到达液压缸20，当液压缸20中的压力达到一定程度时，车身高度升高，实现车身高度升高调节。

进行车身高度降低调节时，控制器15开启泄压阀13和驱动阀12，液压泵11处于关闭状态。在车身自重作用下，液压缸20中的液压油通过驱动阀12和泄压阀13回到储油箱10，车身高度降低，实现车身高度升高调节。

由于单向阀16的存在，液压缸20中的液压油通过驱动阀12后只能从泄压阀13所在的泄压管道回到储油箱10，避免了从液压泵11所在的升压管道回到储油箱10。

参见图3，本实用新型实施例三提供的车身高度调节系统，为每一个车轮单独分配了液压缸，可以对前后轮分开进行高度调节。

如图3所示，本实用新型实施例三提供的车身高度调节系统，在上述实施例二的基础上，设置了左前轮液压缸21、右前轮液压缸22、左后轮液压缸23以及右后轮液压缸24；储油箱10通过升压管道分别与左前轮液压缸21、右前轮液压缸22、左后轮液压缸23以及右后轮液压缸连通24。同时，设置了前轴驱动阀121和后轴驱动阀122，对前后轮分开进行驱动。

其中，左前轮液压缸21和右前轮液压缸22通过升压管道连通，前轴驱动阀121设置在连通左前轮液压缸21和右前轮液压缸22的升压管道上。左后轮液压缸23和右后轮液压缸24通过升压管道连通，后轴驱动阀122设置在连通左后轮液压缸23和右后轮液压缸24的升压管道上。

其车身高度调节过程如下：

进行车身高度升高调节时，控制器15通过整车CAN中的相关信号判断是否满足升高条件，如满足，则输出控制信号，使得液压泵11工作，前轴驱动阀121开启，后轴驱动阀122开启(若只需要调节前轴车身或者后轴车身，开启对应一端驱动阀即可)，泄压阀13处于常闭状态。此时，液压泵11将液压油从储油箱10中泵出，产生压力，一部分液压油通过升压管道与前轴驱动阀121到达左前轮液压缸21和右前轮液压缸22，另一部分液压油通过升压管道与后轴驱动阀122到达左后轮液压缸22和右后轮液压缸23。当4个液压缸中的压力达到一定程度时，车身高度升高，实现高度升高调节。

进行车身高度降低调节时，控制器15通过整车CAN中的相关信号判断是否满足降低条件，如满足，则输出控制信号，使前轴驱动阀121开启，后轴驱动阀122开启(若只需要调节前轴车身或者后轴车身，开启对应一端驱动阀即可)，泄压阀13开启，液压泵11处于关闭状态。此时在车身自重作用下，左前轮液压缸21和右前轮液压缸22中的液压油通过前轴驱动阀121和泄压阀13回到储油箱10中。左后轮液压缸23、右后轮液压缸24中的液压油通过后轴驱动阀122和泄压阀13回到储油箱10中。四个液压缸中压力减小，车身高度降低，实现车身高度降低调节。

本实用新型实施例四提供的车身高度调节系统，在实施例二的基础上，为每一个车轮单独分配了液压缸以及对应的驱动阀，可以对各个角度的车身高度单独进行调节。

参见图4，本实用新型实施例四提供的车身高度调节系统，在上述实施例二的基础上，设置了左前轮液压缸21、右前轮液压缸22、左后轮液压缸23以及右后轮液压缸24；储油箱10通过升压管道分别与左前轮液压缸21、右前轮液压缸22、左后轮液压缸23以及右后轮液压缸连通24。同时，设置了左前轴驱动阀1211、右前轴驱动阀1212、左后轴驱动阀1221、以及右后轴驱动阀1222；左前轴驱动阀1211设置左前轮液压缸21连接的升压管道上，右前轴驱动阀1212设置右前轮液压缸22连接的升压管道上，左后轴驱动阀1221设置左后轮液压缸23连接的升压管道上，右后轴驱动阀1222设置右后轮液压缸24连接的升压管道上。

作为一种可实施方式，左前轮液压缸21和右前轮液压缸22可采用截面为圆环形的液压缸实现。左后轮液压缸23和右后轮液压缸24可采用截面为圆形的液压缸实现。

其车身高度调节过程如下：

进行车身高度升高调节时，控制器15通过整车CAN中的相关信号判断是否满足升高条件，如满足，则输出控制信号，使得液压泵11工作，左前轴驱动阀1211开启、右前轴驱动阀1212开启、左后轴驱动阀1221开启、以及右后轴驱动阀1222开启(若只需要调节一侧车身，开启对应一端驱动阀即可)，泄压阀13处于常闭状态。此时，液压泵11将液压油从储油箱10中泵出，产生压力，液压油分别通过升压管道与左前轴驱动阀1211、右前轴驱动阀1212、左后轴驱动阀1221、以及右后轴驱动阀1222到达左前轮液压缸21、右前轮液压缸22、左后轮液压缸23以及右后轮液压缸24。当4个液压缸中的压力达到一定程度时，车身高度升高，实现高度升高调节。

进行车身高度降低调节时，控制器15通过整车CAN中的相关信号判断是否满足降低条件，如满足，则输出控制信号，使左前轴驱动阀1211开启、右前轴驱动阀1212开启、左后轴驱动阀1221开启、以及右后轴驱动阀1222开启(若只需要调节一侧车身，开启对应一端驱动阀即可)，泄压阀13开启，液压泵11处于关闭状态。此时在车身自重作用下，左前轮液压缸21、右前轮液压缸22、左后轮液压缸23以及右后轮液压缸24液压油通过泄压管道回到储油箱10中。左后轮液压缸23、右后轮液压缸24中的液压油分别通过左前轴驱动阀1211、右前轴驱动阀1212、左后轴驱动阀1221、以及右后轴驱动阀1222和泄压阀13回到储油箱10中。四个液压缸中压力减小，车身高度降低，实现车身高度降低调节。

需要说明的是，实施例三和实施例四中的升压管道和泄压管道均属于液压管路，可以采用普通的液压管道实现。此处只是为了更加清楚的说明油路的走向，加以区分说明，对管路本身不做限定。

进一步地，如图3和图4所示，液压管路上还设置有压力传感器17。压力传感器17与控制器15电连接；压力传感器17用于采集液压管路上的压力信息，并将其采集到的压力信息发送至控制器15。

上述实施例一至四中的控制器15主要包括电源模块、开关采集模块、CAN通讯模块、执行器驱动模块、压力采集模块等，其外部接口如图5所示。

其中，控制器由点火开关控制供电。开关采集模块集成有上升和下降两个开关的信号采集，以及当车身上升或下降时会点亮对应的开关指示灯以提示车辆高度调节状态。

CAN通讯模块用于从CAN总线上获取系统主要控制信息，以及发送车身高度调节功能相关信息。主要获取信号包括车辆档位信息、车速信息、车门开关状态、发动机工作状态、车身前轴高度、车身后轴高度、侧向加速度等，主要发送信号为举升液压压力信号、车身举升状态信号、警报信号等。

执行器驱动模块用于驱动执行机构，执行机构包括液压动力单元中的液压泵、驱动阀、泄压阀。压力采集模块连接压力传感器，用于液压动力单元中压力采集，以监控液压动力单元中压力变化，防止出现异常问题。

控制器的工作过程如下：在车辆点火后，控制器开始工作。当需要车身高度调节时，控制器从车辆CAN总线获取相关控制信息，包括车辆档位信息、车速信息、车门开关状态、发动机工作状态、车身前轴高度、车身后轴高度、侧向加速度等，以上信息用于判断是否满足调节条件，如满足，则输出对应控制信号至执行机构(液压泵继电器、前轴驱动阀、后轴驱动阀、泄压阀)，执行机构执行对应动作，以完成车身高度调节。

该控制器的主要功能包括：高度升高功能，高度下降功能，高度自动调整功能，提示报警功能，控制器通过CAN总线获取的车身高度及车门状态等信息控制相应的电磁阀及液压泵完成高度升高降低及自动调整。同时如果系统自身检测到错误，会通过CAN总线向仪表发生报警。控制器可以单独控制车身前轴及后轴高度的调节。

本实用新型实施例五还提供了一种悬架装置，用于安装在汽车车身上，包括悬架横臂、第一减震器、第二减震器、第一螺旋弹簧、第二螺旋弹簧以及上述任一实施例所述的车身高度调节系统。车身高度调节系统中的左前轮液压缸和右前轮液压缸，分别与第一减震器和第一螺旋弹簧同轴装配，用于连接第一螺旋弹簧与第一减震器；车身高度调节系统中的左后轮液压缸和右后轮液压缸，与第二螺旋弹簧同轴装配，用于连接第二螺旋弹簧与车身；第二减震器连接车身与悬架横臂。

本实用新型实施例六还提供了一种汽车，包括车身以及车轮，还包括实施例五所述的悬架装置，车身和车轮通过该悬架装置连接。

本实施例提供的汽车，基于一套液压缸系统，在每个车轮的悬架上安装一套液压缸。其中前轮悬架采用截面为圆环形的液压缸，该液压缸固定于减震器上，与螺旋弹簧、减震器三者同轴装配，用于连接螺旋弹簧与减震器。后轮悬架采用截面为圆形的液压缸，该液压缸固定于车身上，与螺旋弹簧同轴装配。减震器则独立于液压缸与弹簧，单独连接车身与悬架横臂。考虑整车空间布置，液压动力单元可以设计安放在车身行李箱。

上述实施例中的控制器可以集成于液压泵中，相对于依赖空气弹簧的车身高度调节系统，本实用新型提供的车身高度调节系统，结构简单，集成度高,占用空间小，生产制造与维护的成本较低，且便于控制。此外，大部分控制信息可以通过车身CAN总线获取，减少车身电器的复杂度。基于CAN总线的信息通过液压动力单元来调节车身的高度，可以实现车身高度的单独控制，当系统出现故障时，还可以通过汽车仪表器件进行报警。

本实用新型虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种车身高度调节系统，其特征在于，包括用于安装在各个车轮的悬架上以调节车身高度的液压缸，以及用于驱动所述液压缸运动的液压动力单元；

所述液压动力单元包括储油箱、控制器、以及连通所述储油箱和所述液压缸的液压管路；

所述液压管路上设置有液压泵、驱动阀、以及泄压阀；所述液压泵、驱动阀、以及泄压阀均与所述控制器电连接；

所述液压泵的下游液压管路上还设置有溢流阀；

所述控制器，用于根据接收到的车辆控制信号，控制所述液压泵、驱动阀、以及泄压阀的开关，进行车身高度调节。

2.根据权利要求1所述的车身高度调节系统，其特征在于，所述驱动阀和泄压阀均为常闭阀；

进行车身高度升高调节时，控制器控制液压泵和驱动阀处于开启状态，液压泵将液压油从储油箱中泵出，液压油通过液压管路与驱动阀到达液压缸，驱动车身高度升高；

进行车身高度降低调节时，控制器控制液压泵处于关闭状态，并控制驱动阀和泄压阀处于开启状态；在车身自重作用下，液压缸中的液压油通过驱动阀和泄压阀回到储油箱，车身高度降低。

3.根据权利要求1或2所述的车身高度调节系统，其特征在于，所述液压管路上还设置有压力传感器；

所述压力传感器与所述控制器电连接；

所述压力传感器用于采集所述液压管路上的压力信息，并将其采集到的压力信息发送至所述控制器。

4.根据权利要求1或2所述的车身高度调节系统，其特征在于，所述液压管路包括升压管道和泄压管道；

所述储油箱通过升压管道连通所述液压缸；

从所述储油箱至所述液压缸之间的升压管道上，依次设置有液压泵、溢流阀、单向阀、以及驱动阀；

所述泄压管道，一端与所述单向阀与所述驱动阀之间的升压管道连通，另一端连通储油箱；

所述泄压阀设置在所述泄压管道上。

5.根据权利要求4所述的车身高度调节系统，其特征在于，所述液压缸包括左前轮液压缸、右前轮液压缸、左后轮液压缸以及右后轮液压缸；

所述储油箱通过升压管道分别与左前轮液压缸、右前轮液压缸、左后轮液压缸以及右后轮液压缸连通。

6.根据权利要求5所述的车身高度调节系统，其特征在于，所述左前轮液压缸和右前轮液压缸通过升压管道连通；所述左后轮液压缸和右后轮液压缸通过升压管道连通；

所述驱动阀包括前轴驱动阀和后轴驱动阀；

所述前轴驱动阀设置在连通所述左前轮液压缸和右前轮液压缸的升压管道上；

所述后轴驱动阀设置在连通所述左后轮液压缸和右后轮液压缸的升压管道上。

7.根据权利要求5所述的车身高度调节系统，其特征在于，所述驱动阀包括左前轴驱动阀、右前轴驱动阀、左后轴驱动阀、以及右后轴驱动阀；

所述左前轴驱动阀设置所述左前轮液压缸连接的升压管道上；

所述右前轴驱动阀设置所述右前轮液压缸连接的升压管道上；

所述左后轴驱动阀设置所述左后轮液压缸连接的升压管道上；

所述右后轴驱动阀设置所述右后轮液压缸连接的升压管道上。

8.根据权利要求5所述的车身高度调节系统，其特征在于，所述左前轮液压缸和右前轮液压缸的截面为圆环形；

所述左后轮液压缸和右后轮液压缸的截面为圆形。

9.一种悬架装置，用于安装在汽车车身上，其特征在于，包括悬架横臂、第一减震器、第二减震器、第一螺旋弹簧、第二螺旋弹簧以及权利要求5至8任一项所述的车身高度调节系统；

所述车身高度调节系统中的左前轮液压缸和右前轮液压缸，分别与所述第一减震器和第一螺旋弹簧同轴装配，用于连接所述第一螺旋弹簧与第一减震器；

所述车身高度调节系统中的左后轮液压缸和右后轮液压缸，与所述第二螺旋弹簧同轴装配，用于连接所述第二螺旋弹簧与车身；

所述第二减震器连接车身与悬架横臂。

10.一种汽车，其特征在于，包括权利要求9所述的悬架装置。