减振器总成、车辆和车辆减震控制方法与流程

1.本发明涉及车辆减震技术领域，尤其涉及一种减振器总成、车辆和车辆减震控制方法。


背景技术：

2.现有专利cn1699781a《车辆半主动悬挂用阻尼主动可调的液压减振器》公开了一种阻尼主动可调的液压减振器，它包括由多个高速电磁开关阀和固定阻尼串接构成的阻尼控制单元并接组成液压可调阻尼控制阀。通过采用五个电磁阀进行串联及并联，可通过电磁阀的开启数量及开启顺序确定阻尼力的大小。在复原和压缩过程中，电磁阀的开度不一样。
3.但是实际控制过程中，由于复原和压缩过程时间非常短，电磁阀内部衔铁以及油液阻力，电磁阀阀芯不能快速地到达响应的位置，最终导致阻尼力的控制不能很精确；而且需要安装多个电磁阀，增加接线难度。
4.为此，亟需提供一种减振器总成、车辆和车辆减震控制方法以解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种减振器总成、车辆和车辆减震控制方法，加快响应速度，避免油液阻力的影响，提高对阻尼力的控制精度，降低接线难度。
6.为实现上述目的，提供以下技术方案：
7.减振器总成，包括：
8.减震器本体，包括内设有滑动腔室的工作缸体和滑动设置于所述滑动腔室内的活塞，所述活塞将所述滑动腔室分隔为复原腔室和压缩腔室；
9.第一外置管路，两端分别与所述复原腔室和所述压缩腔室连接；
10.数字式增量阀，设置于所述第一外置管路上；
11.蓄能器，与所述第一外置管路连通，且位于所述数字式增量阀远离所述复原腔室的一侧；
12.压缩补偿阀，设置于所述活塞，用于压缩时连通所述复原腔室和所述压缩腔室；
13.复原补偿阀，设置于第一外置管路上，且位于所述蓄能器靠近所述压缩腔室的一侧，用于复原时连通所述压缩腔室和所述蓄能器。
14.作为减振器总成的可选方案，还包括第二外置管路和设置于所述第二外置管路的压缩阀，所述第二外置管路并联设置于所述复原补偿阀的两端，且所述压缩阀的开启刚度大于所述压缩补偿阀的开启刚度。
15.作为减振器总成的可选方案，还包括复原阀，所述复原阀设置于所述活塞，用于复原时连通所述复原腔室和所述压缩腔室，所述复原阀的开启刚度大于所述复原补偿阀的开启刚度。
16.作为减振器总成的可选方案，所述数字式增量阀包括阀体以及同轴线设置于所述
阀体内的滑阀、滚珠丝杠和步进电机，所述阀体的进油口通过所述第一外置管路与所述复原腔室连通，所述阀体的出油口通过所述第一外置管路与所述蓄能器连通。
17.作为减振器总成的可选方案，所述数字式增量阀还包括位置传感器，所述位置传感器设置于所述阀体内，用于检测所述滑阀移动的距离。
18.作为减振器总成的可选方案，所述复原补偿阀包括第一单向阀，所述第一单向阀的出液端与所述压缩腔室连通，所述第一单向阀的进液端与所述蓄能器连通。
19.作为减振器总成的可选方案，所述压缩阀包括第二单向阀，所述第二单向阀的进液端与所述压缩腔室连通，所述第二单向阀的出液端与所述蓄能器连通。
20.车辆，包括如上所述的减振器总成。
21.作为车辆的可选方案，所述车辆的底盘与每个车轮之间均设置有所述减振器总成。
22.车辆减震控制方法，用于调节如上所述的减振器总成的阻尼力，包括以下步骤：
23.采集驾驶员的操作动作和位置传感器的信号；
24.根据收集的信号判定车辆的状态并计算车辆所需要的阻尼力；
25.启动步进电机使滑阀移动至设定位置。
26.与现有技术相比，本发明的有益效果：
27.本发明所提供的减振器总成，通过第一外置管路将减振器本体、数字式增量阀、蓄能器和复原补偿阀串联，在减震器本体的活塞上设置有压缩补偿阀，压缩时活塞下移，将压缩腔室内的液压油通过压缩补偿阀流向复原腔室、数字式增量阀和蓄能器，在第一外置管路靠近减震器本体的压缩腔室的一侧设置有复原补偿阀，复原时活塞上移，压缩腔室体积增大且内部压力减小，油液从复原腔室进入数字式增量阀再流经蓄能器，蓄能器内的液压油通过复原补偿阀流向压缩腔室，用于快速填充压缩腔室，活塞经过压缩和复原一个循环中，液压油从压缩腔室流向复原腔室，在经过蓄能器回流至压缩腔室，实现液压油的循环使用；采用数字式增量阀替换传统的电磁阀，通过控制器发送脉冲的方式来控制调节数字式增量阀的开度来控制从复原腔室流向蓄能器的流量，进而来调整减振器总成的阻尼力，不仅改善车辆的驾驶模式，而且控制精度更高，且不会受到油液阻力的影响，降低迟滞，提高响应速度，降低接线难度。
28.本发明所提供的车辆，包括减振器总成，用来调节车辆自身的驾驶舒适性，不仅改善车辆的驾驶模式，而且数字式增量阀控制精度更高，且不会受到油液阻力的影响，降低迟滞，提高响应速度。
29.本发明所提供的车辆减震控制方法，通过收集驾驶员的操作动作和位置传感器的信号来判断车辆的状态并计算车辆所需要的阻尼力，用来调节车辆自身的驾驶舒适性，降低迟滞，提高响应速度。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
31.图1为本发明实施例中减振器总成的结构示意图；
32.图2为本发明实施例中数字式增量阀的结构示意图。
33.附图标记：
34.1、减震器本体；2、第一外置管路；3、数字式增量阀；4、蓄能器；5、复原补偿阀；51、第一单向阀；52、第一固定阻尼；6、压缩补偿阀；7、第二外置管路；8、压缩阀；81、第二单向阀；82、第二固定阻尼；9、复原阀；
35.11、工作缸体；12、活塞；13、复原腔室；14、压缩腔室；15、活塞杆；
36.31、阀体；32、滑阀；33、滚珠丝杠；34、步进电机；35、进油口；36、出油口；37、位置传感器；38、油道。
具体实施方式
37.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
38.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
39.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
40.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
41.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接。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。
42.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。
43.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终
相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
44.在实际液压减振器控制过程中，由于复原和压缩过程时间非常短，电磁阀内部衔铁以及油液阻力，电磁阀阀芯不能快速的到达响应的位置，最终导致阻尼力的控制不能很精确。
45.为了加快响应速度，避免油液阻力的影响，提高对阻尼力的控制精度，本实施例提供一种减振器总成、车辆和车辆减震控制方法，以下结合图1至图2对本实施例的具体内容进行详细描述。
46.如图1所示，减振器总成包括减震器本体1、第一外置管路2、数字式增量阀3、蓄能器4、压缩补偿阀6和复原补偿阀5。其中减震器本体1包括内设有滑动腔室的工作缸体11和滑动设置于滑动腔室内的活塞12，活塞12将滑动腔室分隔为复原腔室13和压缩腔室14。第一外置管路2的两端分别与复原腔室13和压缩腔室14连接。数字式增量阀3设置于第一外置管路2上。蓄能器4与第一外置管路2连通，并且蓄能器4位于数字式增量阀3远离复原腔室13的一侧。压缩补偿阀6设置于活塞12上，用于压缩时连通复原腔室13和压缩腔室14。复原补偿阀5设置于第一外置管路2上，并且复原补偿阀5位于蓄能器4靠近压缩腔室14的一侧，用于复原时连通压缩腔室14和蓄能器4。
47.简而言之，本发明所提供的减振器总成，通过第一外置管路2将减振器本体、数字式增量阀3、蓄能器4和复原补偿阀5串联，在减震器本体1的活塞12上设置有压缩补偿阀6，压缩时活塞12下移，将压缩腔室14内的液压油通过压缩补偿阀6流向复原腔室13、数字式增量阀3和蓄能器4，在第一外置管路2靠近减震器本体1的压缩腔室14的一侧设置有复原补偿阀5，复原时活塞12上移，压缩腔室14体积增大且内部压力减小，油液从复原腔室13进入数字式增量阀3再流经蓄能器4，蓄能器4内的液压油通过复原补偿阀5流向压缩腔室14，用于快速填充压缩腔室14，活塞12经过压缩和复原一个循环中，液压油从压缩腔室14流向复原腔室13，在经过蓄能器4回流至压缩腔室14，实现液压油的循环使用；采用数字式增量阀3替换传统的电磁阀，通过控制器发送脉冲的方式来控制调节数字式增量阀3的开度来控制从复原腔室13流向蓄能器4的流量，进而来调整减振器总成的阻尼力，不仅改善车辆的驾驶模式，而且控制精度更高，且不会受到油液阻力的影响，降低迟滞，提高响应速度，降低接线难度。本发明所提供的减振器总成采用元器件较少，可靠性高，没有电磁比例阀的高频通断产生的噪声。
48.进一步地，减振器总成还包括第二外置管路7和设置于第二外置管路7的压缩阀8，第二外置管路7并联设置于复原补偿阀5的两端，且压缩阀8的开启刚度大于压缩补偿阀6的开启刚度。当处于激烈驾驶状态下，活塞12处于快速压缩状态时，压缩阀8和压缩补偿阀6均被打开，压缩腔室14内一部分液压油通过压缩补偿阀6流向复原腔室13，另一部分液压油压缩阀8流向蓄能器4，达到安全泄压的作用，保证减震器本体1的正常使用。在本实施例中各个零件通过孔、金属管路机械的刚性连接。
49.进一步地，减振器总成还包括复原阀9，复原阀9设置于活塞12，用于复原时连通复原腔室13和压缩腔室14，复原阀9的开启刚度大于复原补偿阀5的开启刚度。当处于激烈驾驶状态下，活塞12处于快速复原状态时，复原阀9和复原补偿阀5均被打开，不仅蓄能器4内的液压油通过复原补偿阀5流向压缩腔室14，而且复原腔室13内的液压油通过复原阀9快速
补充到压缩腔室14，避免压缩腔室14内真空度过高，保证减震器本体1的正常使用。
50.进一步地，数字式增量阀3包括阀体31以及同轴线设置于阀体31内的滑阀32、滚珠丝杠33和步进电机34，阀体31的进油口35通过第一外置管路2与复原腔室13连通，阀体31的出油口36通过第一外置管路2与蓄能器4连通。当活塞12处于压缩时，复原腔室13内的液压油从阀体31的进油口35流入数字式增量阀3，从数字式增量阀3的出油口36流向蓄能器4。
51.可以理解地，步进电机34本身就是一个数字式元件，这便于与计算机接口联接，简化了阀的结构，降低了成本。步进电机34没有累积误差，重复性好。当采用细分式驱动电路后，理论上可以达到任何等级的定位精度。步进电机34几乎没有滞环误差，因此整个阀的滞坏误差很小。步进电机34的控制信号为脉冲逻辑信号，因此整个阀的可靠性和抗干扰能力都比相应的比例阀和伺服阀好。数字式增量阀3对阀体31没有特别的要求，可以沿用现有比例阀或常规阀的阀体。
52.进一步地，数字式增量阀3还包括位置传感器37，位置传感器37设置于阀体31内，用于检测滑阀32移动的距离。具体地，由于滚珠丝杠33的一端与滑阀32连接，因此位置传感器37的发射端既可以朝向滚珠丝杠33，也可以朝向滑阀32，在此不做过多限制。
53.进一步地，复原补偿阀5包括第一单向阀51和第一固定阻尼52，第一单向阀51的出液端与压缩腔室14连通，第一单向阀51的进液端与蓄能器4连通，复原阀9为第三单向阀，第三单向阀的进液端朝向复原腔室13，第三单向阀的出液端朝向压缩腔室14，第三单向阀的弹簧刚度小于第一单向阀51的弹簧刚度。处于正常驾驶状态下，当活塞12处于复原阶段时，蓄能器4内的液压油经过第一固定阻尼52后打开第一单向阀51的阀芯，使液压油回流至压缩腔室14。
54.进一步地，压缩阀8包括第二单向阀81和第二固定阻尼82，第二单向阀81的进液端与压缩腔室14连通，第二单向阀81的出液端与蓄能器4连通，压缩补偿阀6为第四单向阀，第四单向阀的进液端朝向压缩腔室14，第四单向阀的出液端朝向复原腔室13，第四单向阀的弹簧刚度小于第二单向阀81的弹簧刚度。处于激烈驾驶状态下，压缩腔室14内的部分液压油通过第二单向阀81和第二固定阻尼82后流向蓄能器4。
55.在本实施例中还提供了一种车辆，该车辆包括上面提到的减振器总成。具体地，在车辆的底盘与每个车轮之间均设置有减振器总成。通过在底盘与每个车轮之间增设减振器总成，通过减振器总成的数字式增量阀3的开度进行调节减振器总成的阻尼力，增量阀为多级可调节近似于无级调节。
56.在本实施例中还提供了一种车辆减震控制方法，用于调节上面提到的减振器总成的阻尼力，该车辆减震控制方法包括以下步骤：
57.采集驾驶员的操作动作和位置传感器37的信号；
58.根据收集的信号判定车辆的状态并计算车辆所需要的阻尼力；
59.启动步进电机34使滑阀32移动至设定位置。
60.可以理解地，车辆减震控制方法的基本原理为：控制器实时通过can总线采集驾驶员的操作，同时采集各个位置传感器37的信号。控制器会根据收集的信号判定车辆的状态实时计算出所需求的阻尼力的大小，根据阻尼力大小计算出步进电机34或滚珠丝杠33应该所处的位置，进而控制车辆的振动。
61.示例性地，当驾驶员紧急制动时，为了抑制车身的俯仰运动，前后四个减振器同时
启动步进电机34，通过滚珠丝杠33将滑阀32的孔径减小，增大减振器的阻尼力，使俯仰减小。
62.当驾驶员行驶在粗糙路面时，为了抑制车身的振动，前后四个减振器会根据车身及路面的振动实时调节步进电机34的位置(滑阀32的开度)，按照需求调节阻尼力，使车身振动、悬架位移、及路面的接地性达到最佳。
63.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所说的特定实施例，对本领域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。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。