[发明专利]一种响应快捷阻尼连续可调的自适应半主动悬架系统

说明书

一、技术领域：

本发明涉及一种汽车用半主动悬架系统。尤其适用于中高级轿车用的 半主动悬架系统。也适用于其它各种机动车辆。

二、技术现状：

现代汽车的悬架系统中分为被动悬架、半主动悬架和主动悬架。传 统的被动悬架因其弹簧刚度和阻尼不能随车辆的载荷和道路状况及车辆 的行驶状态改变，故其不能满足人们对进一步提高车辆行驶平顺性和乘坐 舒适性的要求，所以人们开展了对可变弹簧刚度和可调阻尼的半主动悬架 和主动悬架的研究。主动悬架虽能较好地满足人们对其各项性能的调控， 但因其需要另配动力源，控制系统复杂，成本太高，加上车载质量的增加 和可靠性等因素的影响，在目前的技术条件下，限制了其商业价值。因此， 人们给予了半主动悬架更多的关注。

目前，现有技术中的半主动悬架有二种主要类型：一种是阻尼连续可 调型，另一种是离散阻尼值切换型。前者是悬架系统中减振器的阻尼值在 一定的范围内连续可调；后者的阻尼值只能在几个预设的离散点上切换。 阻尼连续可调型的主要技术支撑是可调阻尼减振器。可调阻尼减振器中， 一种技术比较成熟的是通过调节减振器的节流阀的开度来改变悬架系统 的阻尼特性，其调节一般由高速步进电机驱动节流阀芯来实现。它的主要 不足是响应时滞太大。其响应特性远不及离散阻尼值切换型。但离散阻尼 值切换型的主要技术支撑阀控技术还在发展之中，实际应用还不多见。

在现有的阻尼连续可调的半主动悬架中，也因其减振器结构复杂，控 制信号采集及处理系统也较复杂，其成本仍然不能为使用面最广的中高级 轿车接受，目前只在少量的豪华轿车和特种车辆采用。因此，研发出结构 简单，控制方式简便，响应快捷的阻尼可调的半主动悬架系统，是使半主 动悬架系统发挥效能服务大众的急需。

三、发明目的和解决方案：

本发明的目的就是针对现有的阻尼连续可调的半主动悬架中，控制方 式繁杂，控制信号采集和处理环节多，减振器结构复杂，响应时滞大，成 本仍然太高等缺陷，研发出的一种具有全新的控制方式，控制信号采集简 便，不需转换，无中间执行机构，响应快捷，生产成本接近于传统被动悬 架的阻尼连续可调的自适应半主动悬架系统。

本发明的解决方法是：悬架系统由弹性元件1，减振器2，动态调节 节流阀3，静态调节节流阀4，位移比例转换器5，位移标杆6，弹簧7、 8，防倾斜控制器9组合构成，将阻尼调节分为静态调节(根据车辆载荷 变化的调节)和动态调节(车辆行驶中根据道路状况和行驶状态的自动调 节)俩个部分来调节控制。在静态调节中，取车轮与车身的位移信号为其 控制信号，直接由固定于车桥或悬臂上的位移标杆6采集，该标杆直接伸 进一个下端封闭，上端有一可移动的活塞的位移比例转换器5之中，位移 比例转换器5的活塞上下腔充满了油液，当车轮与车身产生了静态位移， 位移标杆6即已伸进了位移比例转换器5的下腔，由伸进部分标杆所占有 的容积液体推动上端活塞上移，压缩弹簧7推动节流阀4的节流阀芯关小 节流口，提高阻尼力，使之与新的载荷相适应，位移标杆6的位移与位移 比例转换器5上部活塞位移的比例由它们的面积比确定；在动态调节中， 节流阀3的节流阀芯开度主要由减振器2的活塞上下腔压差控制：当车轮 碰到凸块时，会使减振器下腔产生压力脉冲，该脉冲同时作用在节流阀3 的节流阀芯下部端面上，迅捷地推动节流阀芯上移打开节流口，减小阻尼， 以利发挥弹性元件1的作用，减振器在较小阻尼状态下快速缩回，减轻凸 块对车身的冲击；当车轮跌向凹坑时，在弹性元件1的作用下，减振器2 的活塞上腔压力高于下腔，该压差同时作用在节流阀3的节流阀芯的上端 面上，使节流口关小，提高阻尼力，衰减弹性元件1产生的振幅；当车辆 急刹或急拐弯时由于惯性，车身会急速向前或向一侧倾斜，此时只要位移 标杆6的行程超出正常的调阻区，就会推动位移比例转换器5的活塞上移 关闭其上腔与减振器2活塞上腔的通道，而将其上腔的排油排至防倾斜控 制器9的下腔，推动其活塞上行，由活塞上腔的液体推动节流阀3的节流 阀芯关小开口，提高阻尼，提高悬架系统的刚度，减小车身的倾斜。尽管 在动态调节中，位移标杆6会同时移动，但由于位移标杆6与位移比例转 换器5的位移比例作用和作用在节流阀芯的弹簧刚度较小，其作用力相对 压差的作用力太小，可以忽略不计。

四、附图说明：

附图1是本发明的系统原理图。

五、实施方式：

本发明的具体实施方式是：当车辆负载增加时，固定于车桥或悬臂上 的位移标杆6直接伸进位移比例转换器5之中，由伸进部分标杆所占有的容 积液体推动其上端活塞上移，压缩弹簧7推动节流阀4的节流阀芯关小节流 口，提高阻尼力，使之与新的载荷相适应；在动态调节中，节流阀3的节流 阀芯开度主要由减振器2的活塞上下腔压差控制：当车轮碰到凸块时，会使 减振器下腔产生压力脉冲，该脉冲同时作用在节流阀3的节流阀芯下部端面 上，迅捷地推动节流阀芯上移打开节流口，减小阻尼，减振器在较小阻尼状 态下快速缩回，减轻凸块对车身的冲击；当车轮跌向凹坑时，在弹性元件1 的作用下，减振器2的上腔压力高于下腔，该压差同时作用在节流阀3的节 流阀芯的上端面上，使节流口关小，提高阻尼力，衰减弹性元件1产生的振 幅；当车辆急刹或急拐弯时由于惯性，车身会急速向前或向一侧倾斜，此时 只要位移标杆6的行程超出正常的调阻区，就会推动位移比例转换器5的活 塞上移关闭其上腔与减振器2的活塞上腔的通道，而将其上腔的排油排至防 倾斜控制器9的下腔，推动活塞上行，继而推动节流阀3的节流阀芯关小开 口，提高阻尼，提高悬架系统的刚度，减小车身的倾斜。