一種互聯(lián)式空氣懸架控制裝置、控制系統(tǒng)及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及車輛懸架領(lǐng)域，特別是一種互聯(lián)式空氣懸架控制裝置、控制系統(tǒng)及其 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在被動(dòng)懸架技術(shù)中，為了提高車輛的抗側(cè)傾性能，往往通過增加懸架的剛度或安 裝橫向穩(wěn)定桿來獲得；為了改善車輛啟動(dòng)與制動(dòng)時(shí)的俯仰，也多采用增加懸架的剛度的方 式，而較高的懸架剛度無疑會(huì)使得懸架變硬，有損車輛的乘坐舒適性。反之，若采用側(cè)傾剛 度及俯仰剛度較低的懸架，乘坐舒適性雖可得到提高，但車輛在轉(zhuǎn)彎及制動(dòng)狀態(tài)下的行駛 安全得不到保障。
[0003] 因此，主動(dòng)、半主動(dòng)懸架技術(shù)被越來越多的應(yīng)用于車輛側(cè)傾剛度控制問題上。目前 應(yīng)用較廣的是主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿技術(shù)，通過在橫向穩(wěn)定桿中添加電機(jī)，實(shí)時(shí)改變橫向穩(wěn)定桿 側(cè)傾剛度，從而調(diào)節(jié)車輛的側(cè)傾特性，但該結(jié)構(gòu)工藝成本較高，且有損懸架系統(tǒng)的魯棒性； 吉林大學(xué)郭孔輝等人在文獻(xiàn)《油氣耦連懸架系統(tǒng)的建模與仿真研宄》中，將油氣彈簧左右互 聯(lián)，并通過控制互聯(lián)模式開關(guān)調(diào)節(jié)側(cè)傾剛度，江蘇大學(xué)李仲興等在論文《Interlinked air suspension systems: the influence on ride comfort in testing and simulation〉〉中 提出將空氣懸架的空氣彈簧進(jìn)行側(cè)向互聯(lián)，并通過控制空氣彈簧間的電磁閥控制空氣彈簧 的連通與斷開，但上述兩種方法控制變量均較為單一，且僅涉及彈性元件互聯(lián)狀態(tài)控制，未 曾嘗試對(duì)減振元件進(jìn)行互聯(lián)狀態(tài)控制，對(duì)車輛綜合性能提升有限，對(duì)車輛俯仰特性的調(diào)節(jié) 亦未予考慮。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足而提供一種互聯(lián)式空氣懸架控制裝置、 控制系統(tǒng)及其方法，它將半主動(dòng)懸架技術(shù)引入互聯(lián)空氣懸架技術(shù)中，通過大幅提升可供選 擇的互聯(lián)空氣懸架的互聯(lián)模式，達(dá)到既能調(diào)節(jié)車輛側(cè)傾特性，又能調(diào)節(jié)車輛俯仰特性的效 果，并將減振器的互聯(lián)狀態(tài)融于半主動(dòng)控制范疇內(nèi)，大幅擴(kuò)大調(diào)節(jié)狀態(tài)集，從而在保證車輛 轉(zhuǎn)彎、起步、制動(dòng)性能的同時(shí)，進(jìn)一步提升車輛的行駛平順性。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種互聯(lián)式空氣懸架控制裝置，它包括第一空氣彈簧減振 器、第二空氣彈簧減振器、第三空氣彈簧減振器、第四空氣彈簧減振器，第一電磁閥、第二電 磁閥、第三電磁閥、第四電磁閥、第五電磁閥、第六電磁閥，氣動(dòng)連接管路若干，第一空氣彈 簧減振器與第二空氣彈簧減振器上部的空氣腔通過第一電磁閥連接；第三空氣彈簧減振器 與第四空氣彈簧減振器上部的空氣腔通過第四電磁閥連接；第一空氣彈簧減振器的上腔與 下腔通過第三電磁閥分別與第二空氣彈簧減振器的下腔與上腔連接；第三空氣彈簧減振器 的上腔與下腔通過第二電磁閥分別與第四空氣彈簧減振器的下腔與上腔相連；第一空氣彈 簧減振器的上腔與下腔通過第五電磁閥分別與第三空氣彈簧減振器的下腔與上腔相連；第 二空氣彈簧減振器的上腔與下腔通過第六電磁閥分別與第四空氣彈簧減振器的下腔與上 腔相連；各連接部分均采用螺紋連接。
[0006] 所述的空氣彈簧減振器包括吊耳、下吊耳、橡膠囊皮、空氣彈簧腔、空氣彈簧減振 器上腔、空氣彈簧減振器下腔、活塞、第一單向閥、第二單向閥、減振器外壁組成。吊耳連接 在空氣彈簧腔的上部，空氣彈簧腔的外圍有橡膠囊皮，空氣彈簧減振器上腔位于空氣彈簧 腔的下部，第一單向閥位于活塞上，空氣彈簧減振器下腔位于活塞的下方，下吊耳位于減振 器外壁的下方，第二單向閥位于活塞上。
[0007] 減振器外壁為圓柱體，減振器外壁也可以是四方體，四方體的減振器外壁能更好 的對(duì)活塞起導(dǎo)向作用。
[0008] -種互聯(lián)式空氣懸架控制控制系統(tǒng)，它包括方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、油門踏板傳感器、 制動(dòng)踏板行程傳感器、車速傳感器、車載電腦、驅(qū)動(dòng)模塊、第一電磁閥、第二電磁閥、第三電 磁閥、第四電磁閥、第五電磁閥、第六電磁閥，第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥、第四電 磁閥、第五電磁閥、第六電磁閥為作動(dòng)器模塊，方向盤轉(zhuǎn)角傳感器連接車載電腦，車速傳感 器、油門踏板傳感器、制動(dòng)踏板行程傳感器都分別與車載電腦相連接，車載電腦連接驅(qū)動(dòng)模 士夬，第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥、第四電磁閥、第五電磁閥、第六電磁閥分別連接 在驅(qū)動(dòng)模塊上。
[0009] 所述的互聯(lián)式空氣懸架控制流程，包括以下步驟：步驟Sl根據(jù)駕駛員的控制指令 確定車輛的行駛工況；步驟S2利用駕駛員的指令與傳感器采集的車輛行駛信息決策出懸 架的互聯(lián)模式，并將電磁閥控制指令發(fā)送到驅(qū)動(dòng)模塊，進(jìn)而可以將空氣懸架調(diào)至相應(yīng)的互 聯(lián)模式。
[0010] 所述的互聯(lián)模式判斷流程，包括以下步驟：步驟Si檢測駕駛員指令，判斷出車輛 的行駛工況，即根據(jù)駕駛員的意愿選擇正常駕駛工況或越野駕駛工況；步驟S2進(jìn)行互聯(lián)模 式?jīng)Q策：步驟S201利用車身傳感器檢測出車輛行駛過程中的狀態(tài)信息，如車輛的行駛速 度、油門踏板行程、制動(dòng)踏板行程、方向盤轉(zhuǎn)角信息；步驟S202與步驟S210根據(jù)步驟Sl的 結(jié)果選擇車輛的行駛工況；步驟S203根據(jù)步驟S201中的信息判斷出車輛的行駛狀態(tài)，即 起步、制動(dòng)、直線行駛、轉(zhuǎn)彎；步驟S204與S209根據(jù)前面的信息決策出懸架的互聯(lián)模式；步 驟S205與S208根據(jù)前面決策出的互聯(lián)模式，生成電磁閥控制信號(hào)；步驟S206根據(jù)控制信 號(hào)，生成電磁閥驅(qū)動(dòng)電壓；步驟S207中，電磁閥根據(jù)驅(qū)動(dòng)電壓打開或關(guān)閉，進(jìn)而可以使懸架 處于目標(biāo)互聯(lián)模式。
[0011] 空氣彈簧中的壓縮氣體腔是互聯(lián)空氣懸架的彈性元件，氣體減振器是阻尼元件， 彈性元件與減振器為一體式設(shè)計(jì)，以減少對(duì)車身空間的占用。
[0012] 空氣彈簧互聯(lián)管路連接相鄰空氣彈簧的壓縮氣體腔，其中部布置有電磁閥，電磁 閥打開，則互聯(lián)管路所連空氣彈簧聯(lián)通，壓縮氣體腔之間可發(fā)生氣體交換，從而減小懸架的 側(cè)傾剛度(左右空氣彈簧互聯(lián))或俯仰剛度(前后空氣彈簧互聯(lián))?？諝鈴椈苫ヂ?lián)狀態(tài)控制系 統(tǒng)包括信息采集系統(tǒng)、ECU、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和用于三者之間通訊的信號(hào)線。其中，信息采集系統(tǒng)包 括轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器，用于采集車輛轉(zhuǎn)向信息；還包括安置于車輛儀表盤附近的行駛模型 選擇按鈕，這一按鈕由駕駛員手動(dòng)操縱；執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括空氣彈簧互聯(lián)管路中的電磁閥及驅(qū) 動(dòng)模塊，該驅(qū)動(dòng)模塊可接受ECU傳遞的控制信息，并據(jù)此向各個(gè)電磁閥供電。
[0013] 減振器互聯(lián)管路可實(shí)現(xiàn)相鄰減振器的上腔與下腔聯(lián)通，通過電磁閥進(jìn)行交叉互 聯(lián)。減振器互聯(lián)狀態(tài)控制系統(tǒng)同樣包括信息采集系統(tǒng)、ECU、執(zhí)行機(jī)構(gòu)三部分，其中信息采集 系統(tǒng)與ECU兩