[发明专利]一种内置电磁阀式半主动阻尼连续可调减振器及控制方法

权利要求书

1.一种内置电磁阀式半主动阻尼连续可调减振器，包括减振器本体和减振器控制系统，其特征在于，所述减振器本体包括工作缸筒(14)、储油缸筒(1)、减振器防尘罩(40)、底阀总成、活塞总成、电磁阀总成，所述储油缸筒(1)半包围在工作缸筒(14)外，所述储油缸筒(1)的上端口和工作缸筒(14)之间用固定密封圈(16)密封连接，所述工作缸筒(14)顶盖中间设置有穿过工作缸筒(14)以及减振器防尘罩(40)的活塞杆(38)，所述工作缸筒(14)与活塞杆(38)之间采用O型密封圈(17)连接，所述活塞杆(38)外侧与工作缸筒(14)以及储油缸筒(1)组成一个封闭结构，所述工作缸筒(14)与储油缸筒(1)内部均设置有液压油，所述减振器防尘罩(40)覆盖在工作缸筒(14)的外部且与活塞杆(38)固定连接，所述活塞杆(38)与上吊耳(41)之间螺纹连接，所述储油缸筒(1)底部与下吊耳(18)用下吊耳紧固螺母(2)固定连接；

所述工作缸筒(14)底部通过压缩阀(3)、补偿阀(20)及底阀紧固螺母(19)形成底阀总成，所述活塞杆(38)底部为活塞底座(5)，所述活塞底座(5)上安装有由紧固螺母(21)连接的活塞杆下端盖(23)，所述活塞杆下端盖(23)两侧分布有伸长阀(22)和流通阀(4)，所述活塞底座(5)、活塞杆下端盖(23)、紧固螺母(21)、伸长阀(22)和流通阀(4)构成活塞总成；

所述的电磁阀总成包括设置在活塞杆(38)空腔下的电磁阀外接线(37)，所述电磁阀外接线(37)下部设置有中空的阀盖(36)，所述阀盖(36)覆盖于中空的调节机构(35)之上，所述活塞底座(5)与中空通孔结构的电磁阀外壳(28)连接，所述电磁阀外壳(28)顶部从内向外依次设置电磁阀导磁段(15)和电磁线圈(31)，所述电磁阀外壳(28)的内侧底部固定有卡圈(6)，所述卡圈(6)的上部固定卡紧流通环(25)，所述流通环(25)上部活动设置有内部为圆柱状凹槽的溢流阀块(9)，所述圆柱状凹槽内配合连接有向上延伸的先导阀芯(10)，所述圆柱状凹槽和先导阀芯(10)的配合处安装有先导支撑弹簧(26)，所述先导阀芯(10)另一端套装在外部设有先导阀弹簧(29)的阀芯后座(27)内，所述先导阀弹簧(29)另一端内部套装有调节螺钉支座(32)，所述调节螺钉支座(32)内部连接调节螺钉(33)一端，所述调节螺钉(33)另一端伸入两块所述调节机构(35)中间，所述先导阀弹簧(29)外侧设置有衔铁柱(13)，所述衔铁柱(13)内部超出先导阀弹簧(29)的上部向内收缩靠近先导阀芯(10)；

减振器控制系统包括减振器控制器(39)、视觉神经系统、电磁阀驱动电路，电磁阀、电磁阀减振器，所述活塞杆(38)顶部中空部分装有减振器控制器(39)，所述减振器控制器输入端接有用于对非簧载质量速度进行实时检测的非簧载质量速度传感器、用于对簧载质量速度进行实时检测的簧载质量速度传感器、车身速度传感器、用于对电磁阀减振器输出阻尼力进行实时检测的力传感器和路面输入的垂直位移传感器、轮胎的垂直位移传感器、视觉神经系统的输出端，其中视觉神经系统输入端接有路面扫描仪传感器。

2.如权利要求1所述的一种内置电磁阀式半主动阻尼连续可调减振器，其特征在于，所述电磁阀外壳(28)的侧壁分别均匀开有三个电磁阀外壳节流孔(45)和三个电磁阀外壳流通孔，所述溢流阀块(9)分别设置三个径向孔(7)和轴向孔(8)，所述径向孔(7)和轴向孔(8)依次相隔60°。

3.如权利要求1所述的一种内置电磁阀式半主动阻尼连续可调减振器，其特征在于，溢流阀块(9)与先导阀芯(10)构成上腔(30)，此上腔(30)上部与衔铁柱(13)以及电磁阀外壳(28)之间的缝隙相连通，溢流阀块(9)与流通环(25)内部空间以及活塞总成构成活塞阀上腔(42)，溢流阀块(9)和流通环(25)外部均与电磁阀外壳(28)相通，活塞杆(38)、电磁阀外壳(28)、活塞总成与工作缸筒(14)构成复原腔(12)。

4.如权利要求1所述的一种内置电磁阀式半主动阻尼连续可调减振器，其特征在于，所述先导阀芯(10)的节流位置设置成半锥段a和半锥段b。

5.如权利要求1所述的一种内置电磁阀式半主动阻尼连续可调减振器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤Ⅰ、路面识别技术的数据采集与同步传输：路面扫描仪对路面行驶工况进行实时扫描，视觉系统通过深度学习进行图像拟合获取路面纹理信息，进而把路面划分为A,B,C,D四种等级，其中A,B,C为较好的路面，D级为路面波动比较大的路面；

步骤Ⅱ、减振器混合控制方法：分别采集路面输入的垂直位移z₀、轮胎的垂直位移z_w、车身的垂直位移z_b，同时输入到减振器控制器中，通过计算来选取混合控制的阻尼系数c，其中c＝αC_S-(1-α)C_g，其中C_S、C_g表示实际天棚、地棚阻尼系数；α表示阻尼分配系数，其取值范围为0-1；

步骤Ⅲ、车速传感器对车速进行采集，所述减振器控制器对其第i次采样得到的车速信号v_i大小进行分析处理，减振器控制器分别对车身速度、非簧载质量速度、簧载质量速度进行周期性采样；并将第i次采样得到的非簧载质量速度记作将第i次采样得到的簧载质量速度记作其中，i的取值为非零自然数；根据步骤Ⅰ所识别的A、B、C、D四种路面对阻尼器进行半主动控制如下：

步骤1、先导阀芯进行半主动控制的具体过程为：

步骤11、减振器控制器计算的大小；

步骤12、减振器控制器将的计算结果与0进行大小比较，当时，判断出减振器处于半主动工作模式；

步骤2、当路面位A、B、C三种路面工况时减振器的控制过程为：

步骤21、当车速v_i40km/h时，车速较低，主要以舒适性为主，α的取值限定在[0.5,1],则天棚控制多一些，利用公式通过控制线圈回路中的电阻，进而改变电流大小，改变衔铁的磁通量，从而输出一个可控的电磁力实现减振器的半主动控制，进而调节比例电磁的开度，使得先导阀芯的位置处于a段，此时的减振器阻尼较小一些处于‘硬’阻尼状态；

步骤22、当车速v_i40km/h时,车速处于中高速，主要以安全性为主，α的取值限定在(0,0.5),则地棚控制多一些，利用公式通过控制线圈回路中的电阻，进而改变电流大小，改变衔铁的磁通量，从而输出一个可控的电磁力实现减振器的半主动控制，进而调节比例电磁的开度，使得先导阀芯的位置处于b段，此时的减振器阻尼较小一些处于‘软’阻尼状态；

步骤3、其中，当路面位D种路面工况时减振器的控制过程为：

步骤31、当车速vi40km/h时，车速较低，主要以舒适性为主，α的取值限定在[0.5,1],则天棚控制多一些，同时利用公式通过控制线圈回路中的电阻，进而改变电流大小，改变衔铁的磁通量，从而输出一个可控的电磁力实现减振器的半主动控制，进而调节比例电磁的开度，使得先导阀芯的位置处于b段，此时的减振器阻尼较小一些处于‘软’阻尼状态；

步骤32、当车速vi40km/h时,车速处于中高速，主要以安全性为主，α的取值限定在[0,0.5],则地棚控制多一些，同时利用公式通过控制线圈回路中的电阻，进而改变电流大小，改变衔铁的磁通量，从而输出一个可控的电磁力实现减振器的半主动控制，进而调节比例电磁的开度，使得先导阀芯的位置处于a段，此时的减振器阻尼较小一些处于‘硬’阻尼状态；其中Φ₂衔铁上方的磁通量；μ₁、μ₀分别为空气磁导率、油液的相对磁导率，D₂、D₃分别为磁通量发生变化处的直径；

步骤Ⅳ、当突然断电的情况下，先导阀芯的重力和先导阀弹簧的弹力使得先导阀芯处于a段以下，此时先导阀芯的阻尼力处于最大。