基于独立双通道的主动稳定杆液压系统的制作方法

本发明属于汽车液压系统技术领域，特别是一种独立分配前后稳定杆力矩的基于独立双通道的主动稳定杆液压系统。

背景技术：

主动式稳定杆能够实时调节反侧倾力矩的大小，实现车辆侧倾刚度的动态可变，在车辆行驶过程中及时调整车身姿态，提高乘坐的舒适性和车辆的安全性。

目前常见的主动式稳定杆主要有电机式和液压式。由于液压传动系统具有体积小、输出力矩大等优点，液压式主动稳定杆已经安装在某些品牌的汽车上。例如宝马、路虎的某些车型就已安装了液压式主动稳定杆。

但现有液压式主动稳定杆系统存在前后稳定杆力矩相同或相互制约的弊端，使车辆在行驶过程中，尤其在高速转向和路面不平工况下，不能独立分配前后稳定杆力矩的大小，车辆的乘坐舒适性和驾驶安全性方面存在可提升的空间。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于独立双通道的主动稳定杆液压系统，能独立分配前后稳定杆力矩，提高车辆的乘坐舒适性和驾驶安全性。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种基于独立双通道的主动稳定杆液压系统，包括与前桥液压缸101相通的前桥液压回路1和与后桥液压缸102相通的后桥液压回路2，所述前桥液压回路1通过油泵11与油箱12相通，所述后桥液压回路2也通过油泵11与油箱12相通。

本发明与现有技术相比，其显著优点：提高车辆的乘坐舒适性和驾驶安全性。因为：

1、本发明应用于液压式主动稳定杆系统中，克服被动式稳定杆扭转刚度固定的缺陷。该独立式双通道液压系统、控制器和稳定杆本体构成了整个液压式主动稳定杆系统。该主动稳定杆系统能够实时调节反侧倾力矩的大小，实现车辆侧倾刚度的动态可变，在车辆行驶过程中及时调整车身姿态，减小侧倾幅度，提高乘坐舒适性，另外车辆的侧倾角被控制在安全的范围内，降低车辆侧翻的风险，有效的提高了车辆的安全性。

2、本发明采用两个并联的单向阀将干油路分成了两个独立的支油路，单向阀不仅能够分割油路，还防止系统油压冲击对油泵的损坏。两个支油路分别为前桥液压回路和后桥液压回路，前桥液压回路中的油压大小和流动方向由前桥的比例溢流阀和方向控制阀控制；后桥液压回路中的油压大小和流动方向由后桥的比例溢流阀和方向控制阀控制；实现了车辆在高速转向和不平路面下前后桥液压回路的油压大小和流动方向完全独立控制的目的，突破现有技术中前后桥液压回路油压大小和流动方向相同或相互制约的弊端。

3、本发明前后桥液压回路分别安装前桥安全阀和后桥安全阀，保证了某一支路出现故障，只需要该支路中相关阀断电，另一支路仍可正常工作。这样保证了即使某一支路出现故障，该主动式稳定杆仍可以发挥其部分功能，避免了现有技术中一旦某支路出现故障，整个主动式稳定杆系统出现瘫痪的状态。

4、本发明在前后桥液压缸的第一/第二出油口处增加了四个自由式单向阀，保证了前后桥液压缸油压过低时及时从回油管或油箱中补充液压油，避免前后桥液压缸中形成空腔。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明基于独立双通道的主动稳定杆液压系统的结构示意图(图示为液压回路不工作时的状态)。

图2为图1所示系统在车辆直线行驶时(u>5km/h)的工作原理图。

图3为图1所示系统在液压缸推杆前进时的工作原理图。

图4为图1所示系统在液压缸推杆后退时的工作原理图。

图5为图1所示系统在故障状态时的工作原理图。

图中：

1前桥液压回路，2后桥液压回路，11油泵，12油箱；

21前桥单向阀，31前桥比例溢流阀，41前桥蓄能器，51前桥方向控制阀，61前桥安全阀，71前桥油压传感器，81前桥阀芯位置传感器，91/93前桥单向阀，101前桥液压缸；

22后桥单向阀，32后桥比例溢流阀，42后桥蓄能器，52后桥方向控制阀，62后桥安全阀，72后桥油压传感器，82后桥阀芯位置传感器，92/94后桥单向阀，102后桥液压缸；

51P前桥方向控制阀进油口，51T前桥方向控制阀回油口，51A前桥方向控制阀第一出油口，51B前桥方向控制阀第二出油口；

61P前桥安全阀进油口，61T前桥安全阀回油口，61A前桥安全阀第一出油口，61B前桥安全阀第二出油口；

101A前桥液压缸第一出油口，101B前桥液压缸第二出油口；

52P后桥方向控制阀进油口，52T后桥方向控制阀回油口，52A后桥方向控制阀第一出油口，52B后桥方向控制阀第二出油口；

62P后桥安全阀进油口，62T后桥安全阀回油口，62A后桥安全阀第一出油口，62B后桥安全阀第二出油口；

102A后桥液压缸第一出油口，102B后桥液压缸第二出油口。

具体实施方式

如图1所示，本发明基于独立双通道的主动稳定杆液压系统，包括与前桥液压缸101相通的前桥液压回路1和与后桥液压缸102相通的后桥液压回路2，所述前桥液压回路1通过油泵11与油箱12相通，所述后桥液压回路2也通过油泵11与油箱12相通。

如图1所示，所述前桥液压回路1包括三个前桥单向阀21、91、93、前桥比例溢流阀31、前桥蓄能器41、前桥方向控制阀51和前桥安全阀61；

所述前桥安全阀61的第一出油口61A与前桥液压缸101的第一出油口101A相通，其第二出油口61B与前桥液压缸101的第二出油口101B相通；

所述前桥安全阀61的进油口61P与前桥方向控制阀51的第一出油口51A相通，其回油口61T与前桥方向控制阀51的第二出油口51B相通；

所述前桥方向控制阀51的进油口51P与第一前桥单向阀21的出口相通，所述第一前桥单向阀21的入口与油泵11相通；

所述前桥方向控制阀51的回油口51T与油箱12相通；

前桥液压缸101的第一出油口101A通过第二前桥单向阀91与油箱12相通；

前桥液压缸101的第二出油口101B通过第三前桥单向阀93与油箱12相通；

所述前桥方向控制阀51的进油口51P通过前桥比例溢流阀31与油箱12相通。

还包括与前桥方向控制阀51的进油口51P相通的前桥油压传感器71和设置在前桥方向控制阀51的前桥阀芯位置传感器81。

还包括与第一前桥单向阀21的出口相通的前桥蓄能器41。

如图1所示，所述后桥液压回路2包括三个后桥单向阀22、92、94、后桥比例溢流阀32、后桥蓄能器42、后桥方向控制阀52和后桥安全阀62；

所述后桥安全阀62的第一出油口62A与后桥液压缸102的第一出油口102A相通，其第二出油口62B与后桥液压缸102的第二出油口102B相通；

所述后桥安全阀62的进油口62P与后桥方向控制阀52的第一出油口52A相通，其回油口62T与后桥方向控制阀52的第二出油口52B相通；

所述后桥方向控制阀52的进油口52P与第一后桥单向阀22的出口相通，所述第一后桥单向阀22的入口与油泵11相通；

所述后桥方向控制阀52的回油口52T与油箱12相通；

后桥液压缸102的第一出油口102A通过第二后桥单向阀92与油箱12相通；

后桥液压缸102的第二出油口102B通过第三后桥单向阀94与油箱12相通；

所述后桥方向控制阀52的进油口52P通过后桥比例溢流阀32与油箱12相通。

还包括与后桥方向控制阀52的进油口52P相通的后桥油压传感器72和设置在后桥安全阀62上的后桥阀芯位置传感器82。

还包括与第一后桥单向阀22的出口相通的后桥蓄能器42。

根据液压式主动稳定杆的作用及功能，相对应车辆的三种运行状态：直线行驶；转向行驶和故障状态。下面详细说明本发明的三种工作状态。

1、车辆直线行驶状态：

启动发动机，液压泵11就会将液压油输送到液压系统内。当液压系统被启动时，系统内建立约5bar的低压。

当车速小于5km/h时，液压系统不工作；此时前桥比例溢流阀31、后桥比例溢流阀32、前桥方向控制阀51、后桥方向控制阀52、前桥安全阀61和后桥安全阀62均处于断电状态。参考图1。油箱12中的液压油通过油泵11供入该液压系统中，此时前桥比例溢流阀31和后桥比例溢流阀32处于全开状态，油泵11供入的液压油经开启的前后桥比例溢流阀31/32流回到油箱12中。

当车速大于5km/h时，液压系统被启动，直至20km/h时可达到最大的工作状态。此时前桥比例溢流阀31和后桥比例溢流阀32通弱电，以保证液压系统内建立5bar的低压；前桥方向控制阀51、后桥方向控制阀52均处于断电状态；前桥安全阀61和后桥安全阀62开始通电。参考图2。油箱12中的液压油通过油泵11供入到液压系统中，该液压有分成两个支路，一条支路是前桥液压回路1，另一条支路是后桥液压回路2，两个支路相互独立。前桥液压回路1里的液压油最终经过开启的前桥比例溢流阀31流回到油箱中，后桥液压回路2里的液压油最终经过开启的后桥比例溢流阀32流回到油箱中。

2、转向行驶：

此时该独立双通道液压系统处于工作模式。前桥比例溢流阀31和后桥比例溢流阀32通电，前桥安全阀61和后桥安全阀62通电，前桥方向控制阀51和后桥方向控制阀52根据车辆的转向方向处于通电或断电状态。在转向状态下液压式主动稳定杆系统将采集到的车辆横向加速度、侧倾角及方向盘转角等信号输入该系统的控制单元中，控制单元包括上层控制、中间层控制和底层控制。上层控制主要是根据车辆的动态参数计算出主动式稳定杆需要提供的反侧倾力矩；中间层控制主要分析前后桥稳定杆的力矩分配；底层控制将前后桥的力矩大小转变为油压大小及方向控制，油压大小通过控制前桥比例溢流阀31和后桥比例溢流阀32的开度来实现；液压油的流动方向通过控制前桥方向控制阀51和后桥方向控制阀52的电信号来实现。

液压缸推杆前进时：前后桥液压缸101/102推杆前进时，前桥比例溢流阀31和后桥比例溢流阀32通强电，前桥安全阀61和后桥安全阀62通电，前桥方向控制阀51和后桥方向控制阀52断电。参考图3。前桥液压回路的高压油流入前桥方向控制阀51的进油口51P，从该前桥方向控制阀51的第一出油口51A流出，流入前桥安全阀61的进油口61P，从该前桥安全阀61的第一出油口61A口流出，流入前桥液压缸101的第一出油口101A，流经该前桥液压缸101，并从该前桥液压缸101的第二出油口101B流出，流入前桥安全阀61的第二出油口61B，从该前桥安全阀61的回油口61T流出，流入前桥方向控制阀51的第二出油口51B，从该前桥方向控制阀51的回油口51T流出，最后液压油流回到油箱12。后桥液压回路的高压油流入后桥方向控制阀52的进油口52P,从该后桥方向控制阀52的第一出油口52A流出，流入后桥安全阀62的进油口62P，从该后桥安全阀62的第一出油口62A流出，流入后桥液压缸102的第一出油口102A，流经该后桥液压缸102,并从该后桥液压缸102的第二出油口102B流出，流入后桥安全阀62的第二出油口62B，从该后桥安全阀62的回油口62T流出，流入后桥方向控制阀52的第二出油口52B从该后桥方向控制阀52的回油口52T口流出，最后液压油流回到油箱12。

液压缸推杆后退时：液压缸推杆后退时，前桥比例溢流阀31和后桥比例溢流阀32通强电，前桥安全阀61和后桥安全阀62通电，前桥方向控制阀51和后桥方向控制阀52通电。参考图4。前桥液压回路的高压油流入前桥方向控制阀51的进油口51P，从该前桥方向控制阀51的第一出油口51B流出，流入前桥安全阀61的进油口61T，从该前桥安全阀61的第二出油口61B流出，流入前桥液压缸101的第二出油口101B，流经该前桥液压缸101，并从该前桥液压缸101的第一出油口101A流出，流入前桥安全阀61的第一出油口61A，从该前桥安全阀61的进油口口61P流出，流入前桥方向控制阀51的第一出油口51A，从该前桥方向控制阀51的回油口51T口流出，最后液压油流回到油箱12。后桥液压回路的高压油流入后桥方向控制阀52的进油口52P，从该后桥方向控制阀52的第二出油口52B流出，流入后桥安全阀62的回油口62T，从该后桥安全阀62的第二出油口62B流出，流入后桥液压缸102的第二出油口102B，流经该后桥液压缸102，并从该后桥液压缸102的第一出油口102A流出，流入后桥安全阀62的第一出油口62A，从该后桥安全阀62的进油口62P流出，流入后桥方向控制阀52的第一出油口52A，从该后桥方向控制阀52的回油口52T流出，最后液压油流回到油箱12。

故障状态：当前桥油压传感器71、后桥油压传感器72、前桥阀芯位置传感器81和后桥阀芯位置传感器82中某一个或多个传感器监测到故障时，该支油路或整个液压系统就会进入故障模式。若整个液压系统进入故障模式，.此时前桥比例溢流阀31和后桥比例溢流阀32断电，前桥安全阀61和后桥安全阀62断电，前桥方向控制阀51和后桥方向控制阀52断电。参考图5。此时的液压油在液压系统内的循环模式与液压系统不工作时一样。

该独立式双通道液压系统的前桥液压缸101工作油压低或磨损泄露时，液压油可通过前桥第二单向阀91从回油路或油箱中流入前桥液压缸101的第一出油口101A，通过前桥第三单向阀93从回油路或油箱中流入前桥液压缸101的第二出油口101B，以防止前桥液压缸101中形成空腔。

该独立式双通道液压系统的后桥液压缸102工作油压低或磨损泄露时，液压油可通过后桥第二单向阀92从回油路或油箱中流入后桥液压缸102的第一出油口102A，通过后桥第三单向阀94从回油路或油箱中流入后桥液压缸102的第二出油口102B，以防止后桥液压缸102中形成空腔。

该独立式双通道液压系统的前桥液压回路1中前桥第一单向阀21出口处并联一个前桥蓄能器41，前桥蓄能器41不仅可吸收和缓冲前桥液压回路1的冲击压力，还能补偿系统的液压油泄露，保持系统油压恒定。

该独立式双通道液压系统的后桥液压回路2中后桥第一单向阀22出口处并联一个后桥蓄能器42，后桥蓄能器42不仅可吸收和缓冲后桥液压回路2的冲击压力，还能补偿系统的液压油泄露，保持系统油压恒定。