[发明专利]智能液压悬架单元及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种车辆结构总成，特别涉及一种智能液压悬架单元及其控制方法。

背景技术

悬架是车架与车轮之间的一切传力连接装置的总称，是汽车重要的组成部分，它把路面作用于车轮的支承力、牵引力、制动力和侧向反力以及这些力所产生的力矩传递到车架上，以保证汽车正常行驶。悬架装置的性能直接影响到汽车的行驶安全，而翻车事故已成为严重交通事故的原因之一。

根据阻尼和刚度与车辆行驶条件的关联性，悬架可分为被动悬架、半主动悬架和主动悬架。被动悬架的刚度和阻尼系数按照经验设计，存在很大的局限性，主动悬架根据路面状况和车辆运动状态的变化进行动态自适应调节，使悬架处于最优运动状态，但是存在能源消耗大的缺点。半主动悬架只考虑改变悬架的阻尼，几乎不需要消耗车辆动力，但是其控制特性较差，当路面状况较差时，不能保证悬架处于最优运动状态。

悬架的可靠性直接影响到汽车的行驶安全，传统悬架装置不能对自身工作状态进行检测，只有当故障发生才能发现，但这造成的后果是不堪设想的，例如，液压缸作为液压悬架装置的核心部件，系统不能实时获取反映其运行状态的参数，对密封圈磨损、爬行现象、缓冲机构失效、缸体和活塞的疲劳失效和磨损失效不能及时做出判定，不能及时对失效液压介质做出响应。

发明内容

本发明的目的是针对已有技术中存在的缺陷，提供一种智能液压悬架单元及其控制方法。本发明实现半主动控制和主动控制，通过配置数字节流阀和蓄能器实现半主动控制，通过配置数字方向阀、液压泵和油箱实现主动控制。并对液压缸、数字方向阀和数字方向阀的运行状态进行检测，检测液压缸运行过程中的油品、效率、摩擦力及振动参数，检测数字方向阀和数字节流阀运行过程中的油品、阀芯受力、泄漏及振动参数。

本发明为液压悬架单元，包括：液压缸、数字节流阀、蓄能器、数字方向阀、运动参数检测模块、控制器、液压泵、油箱，所述车辆悬架系统由数个悬架单元组成，其特征在于所述液压缸缸体为圆柱形，两个活塞将缸体分为三个腔，三个腔分别通过三个油口与外部油路相连，活塞杆将两活塞刚性连接，有杆腔和无杆腔之间的活塞上安装有沿圆周方向均匀分布的单向阀，使有杆腔油液可以进入无杆腔，车轮支架固定在活塞杆外伸端，车架支架固定在缸体末端，活塞杆通过车轮支架与车轮连接，缸体通过车架支架与车架连接，活塞沿缸体轴线作往复直线移动，产生车架相对于车轮的运动，液压缸内部还集成有传感器组和无线发射装置，传感器组包括活塞杆传感器组、加速度传感器以及多功能传感器组，活塞杆传感器组包括位移传感器和力传感器，活塞杆传感器组与液压缸活塞杆相连，加速度传感器与液压缸缸盖相连，多功能传感器用于检测压力、流量以及油品，多功能传感器组包含三个多功能传感器，分别与液压缸的A、B、C腔相连，传感器组通过无线发射装置发射信号。

所述数字节流阀内集成有传感器组和无线发射装置，传感器组包括阀芯传感器组、加速度传感器以及多功能传感器组，阀芯传感器组包括位移传感器和力传感器，阀芯传感器组与数字节流阀阀芯相连，加速度传感器与数字节流阀阀体相连，多功能传感器用于检测压力、流量以及油品，多功能传感器组包含两个多功能传感器，分别与数字节流阀的A、B口相连，传感器组通过无线发射装置发射信号。

所述数字方向阀内集成有传感器组和无线发射装置，传感器组包括阀芯传感器组、加速度传感器以及多功能传感器组，阀芯传感器组包括位移传感器和力传感器，阀芯传感器组与数字方向阀阀芯相连，加速度传感器与数字方向阀阀体相连，多功能传感器用于检测压力、流量以及油品，多功能传感器组包含四个多功能传感器，分别与数字方向阀的P、A、B、T口相连，传感器组通过无线发射装置发射信号。

所述蓄能器为通用隔膜式蓄能器，液压泵作为高压油源，与数字方向阀的P口相连形成高压油路，油箱作为流体存储器，与数字方向阀的T口相连形成回油油路。

所述液压缸C腔与数字节流阀A口连通形成第三液压油路，液压缸A腔与数字方向阀A口连通形成第一液压油路，液压缸B腔与数字方向阀B口连通形成第二液压油路，液压缸C腔、蓄能器、数字节流阀和和第三液压油路组成半主动回路，液压缸A腔、液压缸B腔、数字方向阀、第一液压油路、第二液压油路、液压泵和油箱组成主动回路。