一种双模式可切换的主动控制悬架的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车主动控制悬架领域，特别是具有以平顺性控制为主的主动悬架控制和以车身抗侧倾控制为主的主动互联悬架控制双模式控制系统，根据工况需要可在两种主动控制模式之间切换。
【背景技术】
[0002]其一，悬架系统的舒适性与操纵稳定性往往存在矛盾，较软的悬架能减小车身加速度，提高舒适性，但由此设计的高舒适性以牺牲悬架工作空间为代价，悬架动挠度增大，增加了撞击橡胶限位块的概率；转向行驶时，较软的悬架使车身姿态变化变大，侧倾角过大，对操纵稳定性不利。而反之，较硬的悬架能减小车轮动载提高附着安全性，减小悬架动挠度降低撞击限位块可能性，同时可以减小侧向力作用下的车身侧倾角，提高操纵稳定性，但却会带来舒适性降低的不利影响。为了更有效地发挥悬架的作用，模式一所述主动悬架代替被动悬架已成为车辆悬架发展的热门方向。
[0003]其二，汽车转向或受到侧向外力工况下，容易侧倾失去控制，甚至发生侧翻事故，伤亡率高。尤其是客车、商用车、工程机械、suv及皮卡等车辆，存在重心高，轮距相对于车体重心高度过窄，侧向载荷转移大等问题，在紧急变线、高速转弯或较大侧向力干扰的情况下将受到大的侧倾力矩，易发生侧翻，资料表明每年超过I万人死于车辆侧翻事故，约占交通事故总死亡人数的20%。
[0004]液压互联悬架将同轴左、右侧悬架的液压缸上、下腔用液压管路交叉相连，液压管路还连有高压蓄能器，被动式液压互联悬架能提供比普通被动悬架更大的侧倾刚度，有利于减小车身侧倾角，但仅靠被动互联，在紧急转向等大侧向力工况下其改善效果有限，需要主动互联控制介入。
[0005]其三，模式一所述主动悬架控制在普通被动悬架的基础上增加作动器，即在每侧的悬架处，与弹簧和减振器并联一电控液压伺服作动器，按照一定的控制策略实现力的主动控制输出，以车身加速度控制为主要目标，能有效提高舒适性，同时兼顾悬架动挠度和车轮动载荷，但对于受到侧向力引起的侧倾运动，尤其是较大侧向力引起大幅度侧倾，其控制效果有限。模式二所述主动互联悬架，该模式以车身侧倾角控制为目标，能利用被动互联悬架大的侧倾刚度，有利于降低控制能耗，该模式下的主动控制能实现车身侧倾角稳定到任意所需角度，控制车身侧倾运动，然而其仍有不足，在该模式下车辆的平顺性几乎和被动悬架一样，舒适性不如模式一所述主动悬架。
[0006]因此，针对模式一所述作动器独立控制的主动悬架与模式二所述的左、右侧液压缸腔室对角交叉互联的主动互联悬架各自优缺点，本发明设计了可在两种控制模式间自由切换的双模式主动控制悬架。
【发明内容】
[0007]分析可知，常见的主动悬架控制能有效提高平顺性的同时在一定范围内兼顾悬架动挠度以及与操稳有关的车轮动载荷，但相比互联悬架，主动悬架需要更多的作动器同时工作，控制器解耦复杂，且在抵抗侧向力引起的侧倾运动时效果不如模式二所述主动互联控制。而主动互联悬架虽然对舒适性的控制效果不如模式一，但在抗侧倾时，主动液压互联悬架则充分利用了互联后侧倾刚度的提高，且同一车轴仅需一个作动器即可实现主动抗侧倾控制，控制器不存在复杂的解耦，再者因主动互联控制以车身侧倾角为控制目标，通过合适的控制算法，可以使车身侧倾角对任意期望角度定值追踪控制，大幅度提高抗侧倾性能。
[0008]根据两种主动控制的各自优点，本发明提出了一种可在模式一所述主动悬架和模式二所述主动液压互联悬架之间切换的双模式主动控制悬架。即在抗侧倾时使用模式二所述主动互联模式，而在其他工况下使用模式一所述主动悬架模式，提高舒适性。通过本发明所述切换控制，既能提高平顺性，也能改善侧倾效果。
[0009]本发明涉及的双模式可切换主动控制悬架包括位于弹簧(15)、减振器(14)、非对称液压缸(I)、以及电控液压伺服阀(5)、蓄能器(3)、液压栗以及模式切换阀(12)。储能器为油气式，气体有预充压力，在蓄能器出口与连接管路之间有节流阀；液压缸位于车身和车轮之间，与悬架的弹簧、减振器并联，每个液压缸上、下腔通过管路与电控伺服阀相连，由电控伺服阀控制进入液压缸的流量和压力。
[0010]所述的双模式可切换主动控制悬架特征在于左、右两侧的液压缸还通过连接管路同时与模式切换阀相连，切换阀有两种工作状态:油路关闭和油路接通。当油路关闭时，左侧的管路和右侧的管路不相通，即左、右液压缸油液无法相通，该控制模式为模式一所述主动悬架控制，通过电控液压伺服阀动作实现各悬架处作动器作动力的独立控制；当切换阀油路接通时，左侧液压缸的上腔与右侧液压缸的下腔相连，右侧液压缸的下腔和左侧液压缸的上腔相连，此时为模式二所述液压互联模式，可通过电控液压伺服阀动作实现主动液压互联控制。
[0011]所述的双模式可切换主动控制悬架特征在于当进入常见的主动悬架模式时，左、右侧的电控液压伺服阀同时工作，控制左右侧液压缸作动力。
[0012]所述的双模式可切换主动控制悬架特征在于当进入主动互联悬架模式时，左右侧的电控液压伺服阀关闭其一，只通过一个伺服阀动作实现主动互联控制，降低能耗且简化控制器设计，只在流量大时让左、右伺服阀同时工作。
[0013]所述的双模式可切换主动控制悬架特征在于可根据侧向力(侧向加速度)的大小在模式一所述主动悬架与模式二所述主动互联悬架之间切换，当侧向力产生的侧向加速度小于切换阀值时，切换控制阀处于关闭状态，此时以车身加速度控制为主，提高行驶平顺性；当侧向力产生的侧向加速度达到切换阀值时，切换控制阀处于连通状态，此时以车身侧倾角控制为主，进行抗侧倾控制，通过相应的控制策略，还能实现车身侧倾角稳定到所需的固定值，大幅提尚抗侧倾性能，提尚稳定性。
【附图说明】
[0014]图1为双模式可切换的主动控制悬架局部示意图a，该图中切换阀阀芯(13)转至关闭状态，同一车轴的左、右侧液压缸不互联，左、右侧的电控液压伺服控制阀同时且独立工作，进入模式一所述常见的主动悬架控制，以提高平顺性为控制目标。
[0015]图2为双模式可切换的主动控制悬架局部示意图b，该图中切换阀阀芯(13)转至连通状态，同一车轴左、右侧液压缸交叉互联，即左侧液压缸上腔与右侧液压缸下腔连通，左侧液压缸下腔与右侧液压缸上腔连通，左、右侧的电控液压伺服控制阀只需一个动作，另一个关闭，进入模式二所述主动液压互联控制，以提高侧倾稳定性为目标。
[0016]图3为双模式可切换的主动控制悬