本发明属于汽车悬架技术领域,具体涉及一种用于特种车辆的液压式半主动悬架及其控制方法。
背景技术:
现有的特种车辆,其底盘悬架采用板簧结构,悬架平衡时的高度不可调整,在紧急制动或急加速时,因特种车辆过高,导致剧烈的车身俯仰;而且特种车辆车重很大,惯性也很大,在转向时车身侧倾剧烈,在低附着系数路面上转向时甚至可能导致侧翻,以致于整车的平顺性、操纵稳定性和驾驶员的安全性降低。
目前应用在轿车及客车上的可调高度悬架技术有很多,主要有可调高度式空气悬架,液压式可调高度悬架等。
可调高度式空气悬架主要应用于客车和高档轿车上,可根据不同路面情况通过ecu控制气囊充放气实现高度调节,但因为空气悬架对工作环境要求过高,如果安装在特种车辆上,更换保养频率会大大增加,越野车况下,空气悬架的性能也会大大降低。
技术实现要素:
针对上述现有技术中存在的缺陷,本发明提供了一种特种车辆用液压式半主动悬架及其控制方法,车辆ecu可根据不同工况在紧急制动、急加速以及转向将要侧翻时调节各个悬架减震器高度,以提高车辆平顺性、操纵稳定性和驾驶员的安全性,并且在汽车直线稳定行驶时进行能量回收。结合说明书附图,本发明的技术方案如下:
一种特种车辆用液压式半主动悬架,包括由液压马达1、发电机2、蓄电池3、dc模块4、四组馈能调节阀单元与一一对应连接的四组减震器液压缸组成的馈能系统,以及由驱动电机17、液压泵18、液压源油箱19、滤油器20、低压蓄能器5、高压蓄能器6、四组自动调节阀单元与一一对应连接的四组减震器液压缸组成的自动调节系统;
所述馈能系统中,每组馈能调节阀单元包括两个分别与减震器液压缸的有杆腔和无杆腔对应连接的开关阀,两个开关阀分别正向连接一个单向阀后与压马达1的进液口相连,两个开关阀分别反向连接一个单向阀后与压马达1的出液口相连,液压马达1的执行端与发电机2的输入端相连,发电机2依次与dc模块4和蓄电池3电连接;
所述自动调节系统中,每组自动调节阀单元包括一个三位四通电磁阀和一个油箱,液压源油箱19依次连接滤油器20和液压泵18的进油口,低压蓄能器5连接在液压马达1的进液口处,高压蓄能器6连接在液压马达1的出液口处,液压泵18与发电机2机械连接,液压泵18的出油口与三位四通电磁阀的t口相连,三位四通电磁阀的b口和a口分别与减震器液压缸的无杆腔与有杆腔相连,三位四通电磁阀的p与油箱相连,所述三位四通电磁阀的三个工作位分别实现“tb/ap”、“0”和“ta/bp”状态。
进一步地,所述开关阀、驱动电机17和三位四通电磁阀分别与车辆ecu信号连接。
一种特种车辆用液压式半主动悬架的控制方法,包括馈能控制方法和主动调节控制方法;
所述馈能控制方法具体过程如下:
控制所述开关阀均处于联通状态,控制所述三位四通电磁阀均处于无液油流动的“0”状态,所述减震器液压缸在外部激励的作用下,减震器液压缸有杆腔或无杆腔内的液压油依次经对应连接的开关阀和导通的单向阀流入液压马达1进液口,经液压马达1出液口流出的液压油依次经导通的单向阀和对应连接的开关阀流回减震器液压缸的无杆腔或有杆腔内形成液压回路,与此同时,流经液压马达1的液压油的压力能依次经液压马达1和发电机2转化为电能,并经dc模块4稳流后流入蓄电池3,实现能量回收;
所述主动调节控制方法包括紧急制动控制方法、急加速控制方法、左转控制方法以及右转控制方法,其中:
所述紧急制动控制方法的具体控制过程如下:
控制所述开关阀均处于断开状态,控制所述三位四通电磁阀中,与车辆前端左右两侧对应的两组三位四通电磁阀均处于“tb/ap”状态,与车辆后端左右两侧对应的两组三位四通电磁阀均处于“ta/bp”状态,在驱动电机17的驱动下,液压源油箱19内的液油经滤油器20过滤后被泵入液压泵18,经液压泵18输出的液压油一方面分别流入车辆前端左右两侧的两组三位四通电磁阀的t口,并经车辆前端左右两侧的两组三位四通电磁阀的b口流入对应减震器液压缸的无杆腔,车辆前端左右两侧对应的减震器液压缸有杆腔内的液压油依次经对应连接的三位四通电磁阀的a口和p口流回对应的油箱,使车辆前端左右两侧对应的减震器液压缸的活塞杆向外伸出,以使车身前端上升;经液压泵18输出的液压油另一方面分别流入车辆后端左右两侧的两组三位四通电磁阀的t口,并经车辆前端左右两侧的两组三位四通电磁阀的a口流入对应减震器液压缸的有杆腔,车辆后端左右两侧对应的减震器液压缸无杆腔内的液压油依次经对应连接的三位四通电磁阀的b口和p口流回对应的油箱,使车辆后端左右两侧对应的减震器液压缸的活塞杆向内收缩,以使车身后端下降;
所述急加速控制方法的具体过程如下:
控制所述开关阀均处于断开状态,控制所述三位四通电磁阀中,与车辆前端左右两侧对应的两组三位四通电磁阀均处于“ta/bp”状态,与车辆后端左右两侧对应的两组三位四通电磁阀均处于“tb/ap”状态,在驱动电机17的驱动下,液压源油箱19内的液油经滤油器20过滤后被泵入液压泵18,经液压泵18输出的液压油一方面分别流入车辆前端左右两侧的两组三位四通电磁阀的t口,并经车辆前端左右两侧的两组三位四通电磁阀的a口流入对应减震器液压缸的有杆腔,车辆前端左右两侧对应的减震器液压缸无杆腔内的液压油依次经对应连接的三位四通电磁阀的b口和p口流回对应的油箱,使车辆前端左右两侧对应的减震器液压缸的活塞杆向内收缩,以使车身前端下降;经液压泵18输出的液压油另一方面分别流入车辆后端左右两侧的两组三位四通电磁阀的t口,并经车辆前端左右两侧的两组三位四通电磁阀的b口流入对应减震器液压缸的无杆腔,车辆后端左右两侧对应的减震器液压缸有杆腔内的液压油依次经对应连接的三位四通电磁阀的a口和p口流回对应的油箱,使车辆后端左右两侧对应的减震器液压缸的活塞杆向内收缩,以使车身后端上升;
所述左转控制方法的具体过程如下:
控制所述开关阀均处于断开状态,控制所述三位四通电磁阀中,与车辆左侧前后两端对应的两组三位四通电磁阀均处于“ta/bp”状态,与车辆右侧前后两端对应的两组三位四通电磁阀均处于“tb/ap”状态,在驱动电机17的驱动下,液压源油箱19内的液油经滤油器20过滤后被泵入液压泵18,经液压泵18输出的液压油一方面分别流入车辆左侧前后两端的两组三位四通电磁阀的t口,并经车辆前端左右两侧的两组三位四通电磁阀的a口流入对应减震器液压缸的有杆腔,车辆左侧前后两端对应的减震器液压缸无杆腔内的液压油依次经对应连接的三位四通电磁阀的b口和p口流回对应的油箱,使车辆左侧前后两端对应的减震器液压缸的活塞杆向内收缩,以使车身左侧下降;经液压泵18输出的液压油另一方面分别流入车辆右侧前后两端的两组三位四通电磁阀的t口,并经车辆右侧前后两端的两组三位四通电磁阀的b口流入对应减震器液压缸的无杆腔,车辆右侧前后两端对应的减震器液压缸有杆腔内的液压油依次经对应连接的三位四通电磁阀的a口和p口流回对应的油箱,使车辆右侧前后两端对应的减震器液压缸的活塞杆向外伸出,以使车身右侧上升;
所述右转控制方法的具体过程如下:
控制所述开关阀均处于断开状态,控制所述三位四通电磁阀中,与车辆左侧前后两端对应的两组三位四通电磁阀均处于“tb/ap”状态,与车辆右侧前后两端对应的两组三位四通电磁阀均处于“ta/bp”状态,在驱动电机17的驱动下,液压源油箱19内的液油经滤油器20过滤后被泵入液压泵18,经液压泵18输出的液压油一方面分别流入车辆左侧前后两端的两组三位四通电磁阀的t口,并经车辆前端左右两侧的两组三位四通电磁阀的b口流入对应减震器液压缸的有杆腔,车辆左侧前后两端对应的减震器液压缸有杆腔内的液压油依次经对应连接的三位四通电磁阀的a口和p口流回对应的油箱,使车辆左侧前后两端对应的减震器液压缸的活塞杆向外伸出,以使车身左侧上升;经液压泵18输出的液压油另一方面分别流入车辆右侧前后两端的两组三位四通电磁阀的t口,并经车辆右侧前后两端的两组三位四通电磁阀的a口流入对应减震器液压缸的无杆腔,车辆右侧前后两端对应的减震器液压缸无杆腔内的液压油依次经对应连接的三位四通电磁阀的b口和p口流回对应的油箱,使车辆右侧前后两端对应的减震器液压缸的活塞杆向内收缩,以使车身右侧下降;
上述主动调节控制方法中,当检测到车身被调节到指定姿态时,控制驱动电机1与三位四通电磁阀均断电不工作,使车身保持当前姿态。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
1、本发明所述特种车辆用液压式半主动悬架不仅能够抑制侧倾,还能够有效地降低车身俯仰,且调节时间较短,反应快速。
2、本发明所述特种车辆用液压式半主动悬架在汽车直线稳定行驶时能够进行能量回收,且回收效率高。
3、本发明所述特种车辆用液压式半主动悬架结构简单,安装方便,性能稳定。
4、本发明所述特种车辆用液压式半主动悬架对于使用环境要求不高,适应性强,维修养护周期长。
附图说明
图1为本发明所述特种车辆用液压式半主动悬架的馈能控制示意图;
图2为本发明所述特种车辆用液压式半主动悬架的紧急制动控制示意图;
图3为本发明所述特种车辆用液压式半主动悬架的急加速控制示意图;
图4为本发明所述特种车辆用液压式半主动悬架的左转控制示意图;
图5为本发明所述特种车辆用液压式半主动悬架的右转控制示意图;
图中:
1液压马达2发电机3蓄电池4dc模块
5低压蓄能器6高压蓄能器;
71第一单向阀一72第二单向阀一73第三单向阀一74第四单向阀一
81第一单向阀二82第二单向阀二83第三单向阀二84第四单向阀二
91第一开关阀一92第二开关阀一93第三开关阀一94第四开关阀一
101第一减震器缸体102第二减震器缸体103第三减震器缸体104第四减震器缸体
111第一减震器活塞杆112第二减震器活塞杆113第三减震器活塞杆114第四减震器活塞杆
121第一开关阀二122第二开关阀二123第三开关阀二124第四开关阀二
131第一单向阀三132第二单向阀三133第三单向阀三134第四单向阀三
141第一单向阀四142第二单向阀四143第三单向阀四144第四单向阀四
151第一三位四通电磁阀152第二三位四通电磁阀153第三三位四通电磁阀154第四三位四通电磁阀
161第一油箱162第二油箱163第三油箱164第四油箱
17驱动电机18液压泵19液压源油箱20滤油器。
具体实施方式
为清楚、完整地描述本发明所述技术方案及其具体工作过程,结合说明书附图,本发明的具体实施方式如下:
本发明公开了一种特种车辆用液压式半主动悬架,包括:液压马达1、发电机2、蓄电池3、dc模块4、蓄能器组件、馈能调节阀单元、自动调节阀单元、电机17、液压泵18、液压源油箱19、滤油器20和减震器液压缸。其中,所述液压马达1、发电机2、蓄电池3、dc模块4、馈能调节阀单元和减震器液压缸组成馈能系统,用于车辆在直线稳定行驶时进行能量回收;所述电机17、液压泵18、液压源油箱19、滤油器20、蓄能器组件和减震器液压缸组成自动调节系统,用于车辆在不同工况下对悬架减震器高度进行调节。
所述蓄能器组件由低压蓄能器5和高压蓄能器6组成;
所述减震器液压缸为馈能系统与自动调节系统共用组件,减震器液压缸分别包括:第一减震器液压缸、第二减震器液压缸、第三减震器液压缸和第四减震器液压缸,并依次对应控制车辆左前、右前、左后和右后位置对应的车身高度。
如图1所示,所述馈能系统包括:液压马达1、发电机2、蓄电池3、dc模块4、四组馈能调节阀单元和四组减震器液压缸;其中,所述馈能调节阀单元与减震器液压缸一一对应,每组馈能调节阀单元包括两个开关阀,分别为开关阀一和开关阀二,每个开关阀对应两个单向阀,其中,开关阀一对应连接单向阀一和单向阀二,开关阀二对应连接单向阀三和单向阀四。
所述馈能系统的具体组成及连接关系阐述如下:
在四组一一对应匹配连接的减震器液压缸与馈能调节阀单元中,每组减震器液压缸与馈能调节阀单元的连接方式均相同,其中:
第一减震器液压缸中,第一减震器缸体101的无杆腔出液口与第一开关阀二121的进液口管路连接,第一开关阀二121的出液口分别与第一单向阀三131反向管路连接,与第一单向阀四141正向管路连接,即液压油可以从第一单向阀三131的方向向第一开关阀二121的方向反向流动,而无法从第一开关阀二121的方向向第一单向阀三131的方向正向流动,且液压油可以从第一开关阀二121的方向向第一单向阀四141的方向正向流动,而无法从第一单向阀四141的方向向第一开关阀二121的方向反向流动;第一减震器缸体101的有杆腔出液口与第一开关阀一91的进液口管路连接,第一开关阀一91的出液口分别与第一单向阀一71反向管路连接,与第一单向阀二81正向管路连接,即液压油可以从第一单向阀一71的方向向第一开关阀一91的方向反向流动,而无法从第一开关阀一91的方向向第一单向阀一71的方向正向流动,且液压油可以从第一开关阀一91的方向向第一单向阀二81的方向正向流动,而无法从第一单向阀二81的方向向第一开关阀一91的方向反向流动;
第二减震器液压缸中,第二减震器缸体102的无杆腔出液口与第二开关阀二122的进液口管路连接,第二开关阀二122的出液口分别与第二单向阀三132反向管路连接,与第二单向阀四142正向管路连接,即液压油可以从第二单向阀三132的方向向第二开关阀二122的方向反向流动,而无法从第二开关阀二122的方向向第二单向阀三132的方向正向流动,且液压油可以从第二开关阀二122的方向向第二单向阀四142的方向正向流动,而无法从第二单向阀四142的方向向第二开关阀二122的方向反向流动;第二减震器缸体102的有杆腔出液口与第二开关阀一92的进液口管路连接,第二开关阀一92的出液口分别与第二单向阀一72反向管路连接,与第二单向阀二82正向管路连接,即液压油可以从第二单向阀一72的方向向第二开关阀一92的方向反向流动,而无法从第二开关阀一92的方向向第二单向阀一72的方向正向流动,且液压油可以从第二开关阀一92的方向向第二单向阀二82的方向正向流动,而无法从第二单向阀二82的方向向第二开关阀一92的方向反向流动;
第三减震器液压缸中,第三减震器缸体103的无杆腔出液口与第三开关阀二123的进液口管路连接,第三开关阀二123的出液口分别与第三单向阀三133反向管路连接,与第三单向阀四143正向管路连接,即液压油可以从第三单向阀三133的方向向第三开关阀二123的方向反向流动,而无法从第三开关阀二123的方向向第三单向阀三133的方向正向流动,且液压油可以从第三开关阀二123的方向向第三单向阀四143的方向正向流动,而无法从第三单向阀四143的方向向第三开关阀二123的方向反向流动;第三减震器缸体103的有杆腔出液口与第三开关阀一93的进液口管路连接,第三开关阀一93的出液口分别与第三单向阀一73反向管路连接,与第三单向阀二83正向管路连接,即液压油可以从第三单向阀一73的方向向第三开关阀一93的方向反向流动,而无法从第三开关阀一93的方向向第三单向阀一73的方向正向流动,且液压油可以从第三开关阀一93的方向向第三单向阀二83的方向正向流动,而无法从第三单向阀二83的方向向第三开关阀一93的方向反向流动;
第四减震器液压缸中,第四减震器缸体104的无杆腔出液口与第四开关阀二124的进液口管路连接,第四开关阀二124的出液口分别与第四单向阀三134反向管路连接,与第四单向阀四144正向管路连接,即液压油可以从第四单向阀三134的方向向第四开关阀二124的方向反向流动,而无法从第四开关阀二124的方向向第四单向阀三134的方向正向流动,且液压油可以从第四开关阀二124的方向向第四单向阀四144的方向正向流动,而无法从第四单向阀四144的方向向第四开关阀二124的方向反向流动;第四减震器缸体104的有杆腔出液口与第四开关阀一94的进液口管路连接,第四开关阀一94的出液口分别与第四单向阀一74反向管路连接,与第四单向阀二84正向管路连接,即液压油可以从第四单向阀一74的方向向第四开关阀一94的方向反向流动,而无法从第四开关阀一94的方向向第四单向阀一74的方向正向流动,且液压油可以从第四开关阀一94的方向向第四单向阀二84的方向正向流动,而无法从第四单向阀二84的方向向第四开关阀一94的方向反向流动。
上述单向阀中,第一单向阀二81、第一单向阀四141、第二单向阀二82、第二单向阀四142、第三单向阀二83、第三单向阀四143、第四单向阀二84和第四单向阀四144的另一端分别与液压马达1的进液口管路连接,第一单向阀一71、第一单向阀三131、第二单向阀一72、第二单向阀三132、第三单向阀一73、第三单向阀三133、第四单向阀一74和第四单向阀三134的另一端分别与液压马达1的出液口管路连接。
所述液压马达1与发电机2的输入端相连,所述发电机2与dc模块4电路连接,所述dc模块4两端分别与所述蓄电池3的两电极电路连接。
上述馈能系统中,第一开关阀一91、第一开关阀二121、第二开关阀一92、第二开关阀二122、第三开关阀一93、第三开关阀二123、第四开关阀一94以及第四开关阀二124均分别与车辆eac信号连接,第一开关阀一91、第一开关阀二121、第二开关阀一92、第二开关阀二122、第三开关阀一93、第三开关阀二123、第四开关阀一94以及第四开关阀二124的动作均由车辆ecu控制。
如图1所示,所述自动调节系统包括:驱动电机17、液压泵18、液压源油箱19、滤油器20、低压蓄能器5、高压蓄能器6、四组自动调节阀单元和四组减震器液压缸;其中,所述自动调节阀单元与减震器液压缸一一对应,每组自动调节阀单元包括一个三位四通电磁阀和一个油箱,分别为:第一三位四通电磁阀151和第一油箱161、第二三位四通电磁阀152和第二油箱162、第三三位四通电磁阀153和第三油箱163、第四三位四通电磁阀154和第四油箱164。
所述自动调节系统的具体组成及连接关系阐述如下:
所述液压源油箱19与滤油器20一端管路连接,滤油器20另一端与液压泵18的进油口管路连接;所述液压泵18与驱动电机17的输出端相连;所述低压蓄能器5安装在液压泵18的进液口处的管路上,所述高压蓄能器6安装在液压泵18出液口处的管路上。
所述液压泵18的出液口以相同的连接方式分别与四组自动调节阀单元中的三位四通电磁阀管路连接,且在四组一一对应匹配连接的减震器液压缸与自动调节阀单元中,每组减震器液压缸与自动调节阀单元的连接方式均相同,其中:
液压泵18的出液口与第一三位四通电磁阀151的t口管路连接,第一三位四通电磁阀151的p口与第一油箱161管路连接,第一减震器液压缸中,第一减震器缸体101的无杆腔出液口与第一三位四通电磁阀151的b口管路连接,第一减震器缸体101的有杆腔出液口与第一三位四通电磁阀151的a口管路连接;
液压泵18的出液口与第二三位四通电磁阀152的t口管路连接,第二三位四通电磁阀152的p口与第二油箱162管路连接,第二减震器液压缸中,第二减震器缸体102的无杆腔出液口与第二三位四通电磁阀152的b口管路连接,第二减震器缸体102的有杆腔出液口与第二三位四通电磁阀152的a口管路连接;
液压泵18的出液口与第三三位四通电磁阀153的t口管路连接,第三三位四通电磁阀153的p口与第三油箱163管路连接,第三减震器液压缸中,第三减震器缸体103的无杆腔出液口与第三三位四通电磁阀153的b口管路连接,第三减震器缸体103的有杆腔出液口与第三三位四通电磁阀153的a口管路连接;
液压泵18的出液口与第四三位四通电磁阀154的t口管路连接,第四三位四通电磁阀154的p口与第四油箱164管路连接,第四减震器液压缸中,第四减震器缸体104的无杆腔出液口与第四三位四通电磁阀154的b口管路连接,第四减震器缸体104的有杆腔出液口与第四三位四通电磁阀154的a口管路连接。
上述第一三位四通电磁阀151、第二三位四通电磁阀152、第三三位四通电磁阀153和第四三位四通电磁阀154的结构均相同,均分别有三个工作位,其中,以第一三位四通电磁阀151为例:
第一三位四通电磁阀151的第一工作位为“tb/ap”状态,此时,液压泵18将液压油经第一三位四通电磁阀151的t口泵入第一三位四通电磁阀151,并通过第一三位四通电磁阀151的b口泵入第一减震器缸体101的无杆腔内,第一减震器缸体101的有杆腔内的液压油经第一三位四通电磁阀151的a口泵入第一三位四通电磁阀151,并经第一三位四通电磁阀151的p口流回至第一油箱161,此时,第一减震器液压缸的第一减震器活塞杆111处于向外伸出状态;
第一三位四通电磁阀151的第二工作位为“0”状态,此时第一三位四通电磁阀151处于断电状态,此时,第一减震器液压缸与外部管路隔绝,第一减震器缸体101的有杆腔与无杆腔内均无液油流动,此时减震器活塞杆111不受外部液压系统控制,处于减震工作状态;
第一三位四通电磁阀151的第三工作位为“ta/bp”状态,此时,液压泵,18将液压油经第一三位四通电磁阀151的t口泵入第一三位四通电磁阀151,并通过第一三位四通电磁阀151的a口泵入第一减震器缸体101的有杆腔内,第一减震器缸体101的无杆腔内的液压油经第一三位四通电磁阀151的b口泵入第一三位四通电磁阀151,并经第一三位四通电磁阀151的p口流回至第一油箱161,此时,第一减震器液压缸的第一减震器活塞杆111处于向内收缩状态。
上述自动调节系统中,驱动电机17、第一三位四通电磁阀151、第二三位四通电磁阀152、第三三位四通电磁阀153和第四三位四通电磁阀154分别与车辆ecu信号连接,驱动电机17、第一三位四通电磁阀151、第二三位四通电磁阀152、第三三位四通电磁阀153和第四三位四通电磁阀154的动作均由车辆ecu控制。
根据上述特种车辆用液压式半主动悬架的具体组成结构及连接方式,本发明还提供了一种特种车辆用液压式半主动悬架的控制方法,包括:馈能控制方法和主动调节控制方法,其中,所述馈能控制方法是指车辆在无紧急制动、急加速或转向操作下直线稳定行驶时,对能量进行回收的方法;所述主动调节控制方法包括:紧急制动控制方法、急加速控制方法、左转控制方法以及右转控制方法。
一、所述馈能控制方法具体过程如下:
如图1所示,当车辆处于直线稳定行驶状态下,所述悬架进入馈能控制模式,此时,车辆ecu控制第一开关阀一91、第一开关阀二121、第二开关阀一92、第二开关阀二122、第三开关阀一93、第三开关阀二123、第四开关阀一94以及第四开关阀二124均打开并处于联通状态,车辆ecu控制第一三位四通电磁阀151、第二三位四通电磁阀152、第三三位四通电磁阀153和第四三位四通电磁阀154均处于第二工作位下的“0”状态;
当所述悬架受到地面发出的向上激励时,第一减震器液压缸中,第一减震器活塞杆111向内收缩,液压油经第一减震器缸体101的无杆腔排出,由于第一三位四通电磁阀151处于第二工作位下的“0”状态,故,液压油经第一开关阀二121流出,又由于第一开关阀二121与第一单向阀三131反向连接,而与第一单向阀四141正向连接,故,液压油经第一单向阀四141流出,并经管路流入液压马达1,经液压马达1流出的液压油分别流向第一单向阀一71和第一单向阀二81,由于第一开关阀一91与第一单向阀一71反向连接,而与第一单向阀二81正向连接,故,液压油经第一单向阀一71流向第一开关阀一91,并经第一开关阀一91流回至第一减震器缸体101的有杆腔,与此同时,液压马达1将流入液压油的压力势能转变为发电机2输入端的机械能,发电机2又将机械能转变为电能,经发电机2产生的电能通过dc模块4稳压处理后为蓄电池3充电,以实现能量回收。
与上述第一减震器液压缸相同地:第二减震器液压缸中,第二减震器活塞杆112向内收缩,液压油经第二减震器缸体102的无杆腔排出,然后依次经第二开关阀二122、第二单向阀四142、液压马达1、第二单向阀一72和第二开关阀一92流回至第二减震器缸体102的有杆腔,与此同时,流经液压马达1的液压油经发电机2转换成电能,并经dc模块4稳压处理后存入蓄电池3中,实现能量回收;第三减震器液压缸中,第三减震器活塞杆113向内收缩,液压油经第三减震器缸体103的无杆腔排出,然后依次经第三开关阀二123、第三单向阀四143、液压马达1、第三单向阀一73和第三开关阀一93流回至第三减震器缸体103的有杆腔,与此同时,流经液压马达1的液压油经发电机2转换成电能,并经dc模块4稳压处理后存入蓄电池3中,实现能量回收;第四减震器液压缸中,第四减震器活塞杆114向内收缩,液压油经第四减震器缸体104的无杆腔排出,然后依次经第四开关阀二124、第四单向阀四144、液压马达1、第四单向阀一74和第四开关阀一94流回至第四减震器缸体104的有杆腔,与此同时,流经液压马达1的液压油经发电机2转换成电能,并经dc模块4稳压处理后存入蓄电池3中,实现能量回收;
当所述悬架受到地面发出的向下激励时,第一减震器液压缸中,第一减震器活塞杆111向外伸出,液压油经第一减震器缸体101的有杆腔排出,由于第一三位四通电磁阀151处于第二工作位下的“0”状态,故,液压油经第一开关阀一91流出,又由于第一开关阀一91与第一单向阀一71反向连接,而与第一单向阀二81正向连接,故,液压油经第一单向阀二81流出,并经管路流入液压马达1,经液压马达1流出的液压油分别流向第一单向阀三131和第一单向阀四141,由于第一开关阀二121与第一单向阀三131反向连接,而与第一单向阀四141正向连接,故,液压油经第一单向阀二121流向第一开关阀一91,并经第一开关阀二121流回至第一减震器缸体101的无杆腔,与此同时,液压马达1将流入液压油的压力势能转变为发电机2输入端的机械能,发电机2又将机械能转变为电能,经发电机2产生的电能通过dc模块4稳压处理后为蓄电池3充电,以实现能量回收。
与上述第一减震器液压缸相同地:第二减震器液压缸中,第二减震器活塞杆112向外伸出,液压油经第二减震器缸体102的有杆腔排出,然后依次经第二开关阀一92、第二单向阀二82、液压马达1、第二单向阀三132和第二开关阀二122流回至第二减震器缸体102的无杆腔,与此同时,流经液压马达1的液压油经发电机2转换成电能,并经dc模块4稳压处理后存入蓄电池3中,实现能量回收;第三减震器液压缸中,第三减震器活塞杆113向外伸出,液压油经第三减震器缸体103的有杆腔排出,然后依次经第三开关阀一93、第三单向阀二83、液压马达1、第三单向阀三133和第三开关阀二123流回至第三减震器缸体103的无杆腔,与此同时,流经液压马达1的液压油经发电机2转换成电能,并经dc模块4稳压处理后存入蓄电池3中,实现能量回收;第四减震器液压缸中,第四减震器活塞杆114向外伸出,液压油经第四减震器缸体104的有杆腔排出,然后依次经第四开关阀一94、第四单向阀二84、液压马达1、第四单向阀三134和第四开关阀二124流回至第四减震器缸体104的无杆腔,与此同时,流经液压马达1的液压油经发电机2转换成电能,并经dc模块4稳压处理后存入蓄电池3中,实现能量回收。
二、所述主动调节控制方法
1、所述紧急制动控制方法具体过程如下:
如图2所示,当车辆紧急制动且车辆前俯角超过预设值时,所述悬架进入主动调节模式下的紧急制动控制状态,此时,车辆ecu控制第一开关阀一91、第一开关阀二121、第二开关阀一92、第二开关阀二122、第三开关阀一93、第三开关阀二123、第四开关阀一94以及第四开关阀二124均关闭并处于断开状态,车辆ecu控制悬架左前方位置对应的第一三位四通电磁阀151和悬架右前方位置对应的第二三位四通阀152处于第一工作位下的“tb/ap”状态,车辆ecu控制悬架左后方位置对应的第三三位四通电磁阀153和悬架右后方位置对应的第四三位四通阀154处于第三工作位下的“ta/bp”状态,车辆ecu控制驱动电机17开始工作。
在驱动电机17的驱动下,液压源油箱19内的液油经滤油器20过滤后被泵入液压泵18,由于低压蓄能器5安装在液压泵18的进油口处,高压蓄能器6安装在液压泵18的出油口处,故,液压泵18出油口处的压力大于进油口处的压力,经液压泵18泵出的液压油分别流向第一三位四通电磁阀151、第二三位四通电磁阀152、第三三位四通电磁阀153和第四三位四通电磁阀154。
流向第一三位四通电磁阀151的液压油经第一三位四通电磁阀151的t口流入,并经第一三位四通电磁阀151的b口流入第一减震器液压缸101无杆腔内,第一减震器液压缸101有杆腔内的液压油经第一三位四通电磁阀151的a口流入,并经第一三位四通电磁阀151的p口流回至第一油箱161;
流向第二三位四通电磁阀152的液压油经第二三位四通电磁阀152的t口流入,并经第二三位四通电磁阀152的b口流入第二减震器液压缸102无杆腔内,第二减震器液压缸102有杆腔内的液压油经第二三位四通电磁阀152的a口流入,并经第二三位四通电磁阀152的p口流回至第二油箱162;
流向第三三位四通电磁阀153的液压油经第三三位四通电磁阀153的t口流入,并经第三三位四通电磁阀153的a口流入第三门减震器液压缸103有杆腔内,第三减震器液压缸103无杆腔内的液压油经第三三位四通电磁阀153的b口流入,并经第三三位四通电磁阀153的p口流回至第三油箱163;
流向第四三位四通电磁阀154的液压油经第四三位四通电磁阀154的t口流入,并经第四三位四通电磁阀154的a口流入第四门减震器液压缸104有杆腔内,第四减震器液压缸104无杆腔内的液压油经第四三位四通电磁阀154的b口流入,并经第四三位四通电磁阀154的p口流回至第四油箱164;
在上述过程中,第一减震器液压缸的第一减震器活塞杆111和第二减震器液压缸的第二减震器活塞杆112均向外伸长,此时车身前端在第一减震器液压缸和第二减震器液压缸的作用下升高;而第三减震器液压缸的第三减震器活塞杆113和第四减震器液压缸的第四减震器活塞杆114均向内收缩,此时车身后端在第三减震器液压缸和第四减震器液压缸的作用下降低;当车辆ecu检测到车身被调节到指定姿态时,车身高度传感器向车辆ecu发出信号,车辆ecu控制驱动电机1、第一三位四通电磁阀151、第二三位四通电磁阀152、第三三位四通电磁阀153和第四三位四通电磁阀154均断电不工作,车身保持在现有姿态状态下,通过上述控制过程可有效减少或抵消车身因紧急制动造成的前俯,从而提高驾驶的平顺性。
2、所述急加速控制方法具体过程如下:
如图3所示,当车辆急加速且车辆后仰角超过预设值时,所述悬架进入主动调节模式下的急加速控制状态,此时,车辆ecu控制第一开关阀一91、第一开关阀二121、第二开关阀一92、第二开关阀二122、第三开关阀一93、第三开关阀二123、第四开关阀一94以及第四开关阀二124均关闭并处于断开状态,车辆ecu控制悬架左前方位置对应的第一三位四通电磁阀151和悬架右前方位置对应的第二三位四通阀152处于第三工作位下的“ta/bp”状态,车辆ecu控制悬架左后方位置对应的第三三位四通电磁阀153和悬架右后方位置对应的第四三位四通阀154处于第一工作位下的“tb/ap”状态,车辆ecu控制驱动电机17开始工作。
在驱动电机17的驱动下,液压源油箱19内的液油经滤油器20过滤后被泵入液压泵18,由于低压蓄能器5安装在液压泵18的进油口处,高压蓄能器6安装在液压泵18的出油口处,故,液压泵18出油口处的压力大于进油口处的压力,经液压泵18泵出的液压油分别流向第一三位四通电磁阀151、第二三位四通电磁阀152、第三三位四通电磁阀153和第四三位四通电磁阀154。
流向第一三位四通电磁阀151的液压油经第一三位四通电磁阀151的t口流入,并经第一三位四通电磁阀151的a口流入第一减震器液压缸101有杆腔内,第一减震器液压缸101无杆腔内的液压油经第一三位四通电磁阀151的b口流入,并经第一三位四通电磁阀151的p口流回至第一油箱161;
流向第二三位四通电磁阀152的液压油经第二三位四通电磁阀152的t口流入,并经第二三位四通电磁阀152的a口流入第二减震器液压缸102有杆腔内,第二减震器液压缸102无杆腔内的液压油经第二三位四通电磁阀152的b口流入,并经第二三位四通电磁阀152的p口流回至第二油箱162;
流向第三三位四通电磁阀153的液压油经第三三位四通电磁阀153的t口流入,并经第三三位四通电磁阀153的b口流入第三门减震器液压缸103无杆腔内,第三减震器液压缸103有杆腔内的液压油经第三三位四通电磁阀153的a口流入,并经第三三位四通电磁阀153的p口流回至第三油箱163;
流向第四三位四通电磁阀154的液压油经第四三位四通电磁阀154的t口流入,并经第四三位四通电磁阀154的b口流入第四门减震器液压缸104无杆腔内,第四减震器液压缸104有杆腔内的液压油经第四三位四通电磁阀154的a口流入,并经第四三位四通电磁阀154的p口流回至第四油箱164;
在上述过程中,第一减震器液压缸的第一减震器活塞杆111和第二减震器液压缸的第二减震器活塞杆112均向内收缩,此时车身前端在第一减震器液压缸和第二减震器液压缸的作用下降低;而第三减震器液压缸的第三减震器活塞杆113和第四减震器液压缸的第四减震器活塞杆114均向外伸出,此时车身后端在第三减震器液压缸和第四减震器液压缸的作用下升高;当车辆ecu检测到车身被调节到指定姿态时,车身高度传感器向车辆ecu发出信号,车辆ecu控制驱动电机1、第一三位四通电磁阀151、第二三位四通电磁阀152、第三三位四通电磁阀153和第四三位四通电磁阀154均断电不工作,车身保持在现有姿态状态下,通过上述控制过程可有效减少或抵消车身因急加速造成的后俯,从而提高驾驶的平顺性。
3、所述左转控制方法具体过程如下:
如图4所示,当车辆向左转向且因路面附着系数较低而有可能出现车辆侧翻时,所述悬架进入主动调节模式下的左转控制状态,此时,车辆ecu控制第一开关阀一91、第一开关阀二121、第二开关阀一92、第二开关阀二122、第三开关阀一93、第三开关阀二123、第四开关阀一94以及第四开关阀二124均关闭并处于断开状态,车辆ecu控制悬架左前方位置对应的第一三位四通电磁阀151和悬架左后方位置对应的第三三位四通电磁阀153处于第三工作位下的“ta/bp”状态,车辆ecu控制悬架右前方位置对应的第二三位四通阀152和悬架右后方位置对应的第四三位四通阀154处于处于第一工作位下的“tb/ap”状态,车辆ecu控制驱动电机17开始工作。
在驱动电机17的驱动下,液压源油箱19内的液油经滤油器20过滤后被泵入液压泵18,由于低压蓄能器5安装在液压泵18的进油口处,高压蓄能器6安装在液压泵18的出油口处,故,液压泵18出油口处的压力大于进油口处的压力,经液压泵18泵出的液压油分别流向第一三位四通电磁阀151、第二三位四通电磁阀152、第三三位四通电磁阀153和第四三位四通电磁阀154。
流向第一三位四通电磁阀151的液压油经第一三位四通电磁阀151的t口流入,并经第一三位四通电磁阀151的a口流入第一减震器液压缸101有杆腔内,第一减震器液压缸101无杆腔内的液压油经第一三位四通电磁阀151的b口流入,并经第一三位四通电磁阀151的p口流回至第一油箱161;
流向第二三位四通电磁阀152的液压油经第二三位四通电磁阀152的t口流入,并经第二三位四通电磁阀152的b口流入第二减震器液压缸102无杆腔内,第二减震器液压缸102有杆腔内的液压油经第二三位四通电磁阀152的a口流入,并经第二三位四通电磁阀152的p口流回至第二油箱162;
流向第三三位四通电磁阀153的液压油经第三三位四通电磁阀153的t口流入,并经第三三位四通电磁阀153的a口流入第三门减震器液压缸103有杆腔内,第三减震器液压缸103无杆腔内的液压油经第三三位四通电磁阀153的b口流入,并经第三三位四通电磁阀153的p口流回至第三油箱163;
流向第四三位四通电磁阀154的液压油经第四三位四通电磁阀154的t口流入,并经第四三位四通电磁阀154的b口流入第四门减震器液压缸104无杆腔内,第四减震器液压缸104有杆腔内的液压油经第四三位四通电磁阀154的a口流入,并经第四三位四通电磁阀154的p口流回至第四油箱164;
在上述过程中,第一减震器液压缸的第一减震器活塞杆111和第三减震器液压缸的第三减震器活塞杆113均向内收缩,此时车身左侧在第一减震器液压缸和第三减震器液压缸的作用下降低;而第二减震器液压缸的第二减震器活塞杆112和第四减震器液压缸的第四减震器活塞杆114均向外伸出,此时车身右侧在第二减震器液压缸和第四减震器液压缸的作用下升高;当车辆ecu检测到车身被调节到指定姿态时,车身高度传感器向车辆ecu发出信号,车辆ecu控制驱动电机1、第一三位四通电磁阀151、第二三位四通电磁阀152、第三三位四通电磁阀153和第四三位四通电磁阀154均断电不工作,车身保持在现有姿态状态下,通过上述控制过程可有效减少或抵消车身因左转造成的向右侧倾,能够避免车辆出现侧翻事故,从而提高车辆操纵的稳定性及驾驶的安全性。
4、所述右转控制方法具体过程如下:
如图5所示,当车辆向右转向且因路面附着系数较低而有可能出现车辆侧翻时,所述悬架进入主动调节模式下的左转控制状态,此时,车辆ecu控制第一开关阀一91、第一开关阀二121、第二开关阀一92、第二开关阀二122、第三开关阀一93、第三开关阀二123、第四开关阀一94以及第四开关阀二124均关闭并处于断开状态,车辆ecu控制悬架左前方位置对应的第一三位四通电磁阀151和悬架左后方位置对应的第三三位四通电磁阀153处于第三工作位下的“tb/ap”状态,车辆ecu控制悬架右前方位置对应的第二三位四通阀152和悬架右后方位置对应的第四三位四通阀154处于处于第一工作位下的“ta/bp”状态,车辆ecu控制驱动电机17开始工作。
在驱动电机17的驱动下,液压源油箱19内的液油经滤油器20过滤后被泵入液压泵18,由于低压蓄能器5安装在液压泵18的进油口处,高压蓄能器6安装在液压泵18的出油口处,故,液压泵18出油口处的压力大于进油口处的压力,经液压泵18泵出的液压油分别流向第一三位四通电磁阀151、第二三位四通电磁阀152、第三三位四通电磁阀153和第四三位四通电磁阀154。
流向第一三位四通电磁阀151的液压油经第一三位四通电磁阀151的t口流入,并经第一三位四通电磁阀151的b口流入第一减震器液压缸101无杆腔内,第一减震器液压缸101有杆腔内的液压油经第一三位四通电磁阀151的a口流入,并经第一三位四通电磁阀151的p口流回至第一油箱161;
流向第二三位四通电磁阀152的液压油经第二三位四通电磁阀152的t口流入,并经第二三位四通电磁阀152的a口流入第二减震器液压缸102有杆腔内,第二减震器液压缸102无杆腔内的液压油经第二三位四通电磁阀152的b口流入,并经第二三位四通电磁阀152的p口流回至第二油箱162;
流向第三三位四通电磁阀153的液压油经第三三位四通电磁阀153的t口流入,并经第三三位四通电磁阀153的b口流入第三门减震器液压缸103无杆腔内,第三减震器液压缸103有杆腔内的液压油经第三三位四通电磁阀153的a口流入,并经第三三位四通电磁阀153的p口流回至第三油箱163;
流向第四三位四通电磁阀154的液压油经第四三位四通电磁阀154的t口流入,并经第四三位四通电磁阀154的a口流入第四门减震器液压缸104有杆腔内,第四减震器液压缸104无杆腔内的液压油经第四三位四通电磁阀154的b口流入,并经第四三位四通电磁阀154的p口流回至第四油箱164;
在上述过程中,第一减震器液压缸的第一减震器活塞杆111和第三减震器液压缸的第三减震器活塞杆113均向外伸出,此时车身左侧在第一减震器液压缸和第三减震器液压缸的作用下升高;而第二减震器液压缸的第二减震器活塞杆112和第四减震器液压缸的第四减震器活塞杆114均向内收缩,此时车身右侧在第二减震器液压缸和第四减震器液压缸的作用下降低;当车辆ecu检测到车身被调节到指定姿态时,车身高度传感器向车辆ecu发出信号,车辆ecu控制驱动电机1、第一三位四通电磁阀151、第二三位四通电磁阀152、第三三位四通电磁阀153和第四三位四通电磁阀154均断电不工作,车身保持在现有姿态状态下,通过上述控制过程可有效减少或抵消车身因右转造成的向左侧倾,能够避免车辆出现侧翻事故,从而提高车辆操纵的稳定性及驾驶的安全性。
在上述主动调节控制方法中,所述车身高度传感器可以采用霍尔集成电路式高度传感器,或具有其同样功能的其他型号的传感器。所述车身高度传感器的作用是反馈车身姿态给车辆ecu,车辆ecu再通过反馈信号来调节车身姿态,构成闭环系统,以实现准确调节车身姿态。