[发明专利]兼顾舒适与安全的自供能主动悬架参数确定方法及其应用

说明书

本发明公开一种汽车领域兼顾舒适与安全的自供能主动悬架参数确定方法及其应用、应用该参数确定方法设计的悬架以及该悬架的工作方法，先确定在舒适模式下的传统减振结构刚度、反共振减振结构刚度、反共振减振结构惯容、传统减振结构阻尼以及反共振减振结构阻尼这五个参数，再确定在安全模式下的传统减振结构阻尼、反共振减振结构阻尼参数这两个参数，同时兼顾汽车乘坐舒适性和行驶安全性这两种需求，能在初始模式、安全模式、舒适模式间切换，通过第二阻尼管及第四阻尼管内的油液进行流通开启及截断控制，对传统减振结构阻尼和反共振减振结构阻尼进行二级分级控制，使整个悬架可根据行驶工况进行安全模式和舒适模型的工作选择。

技术领域

本发明属于汽车领域，涉及应用于汽车的悬架，具体是自供能主动悬架结构的参数确定方法以及根据所确定的参数设计的自供能主动悬架，能有效改善汽车的乘坐舒适性及行驶安全性。

背景技术

悬架是汽车重要的结构与功能部件，对汽车的行驶平顺性和操纵稳定性有着重要的影响。按照悬架作动器工作能力来分，悬架可以分为被动悬架、主动悬架及半主动悬架三种。除作动器外，当前的主动悬架及半主动悬架还必须包含传感器、控制器形成的反馈控制系统，因此系统复杂程度及制造成本较高，目前还没有能实时控制的主动悬架及半主动悬架。

如图1所示，为汽车的原有被动悬架的工作原理图，所示的被动悬架是传统的一级减振被动悬架，利用弹性元件、阻尼元件实现汽车乘坐舒适性，原理图中，车轮的质量为m₁，车身的质量为m₂，车轮的等效刚度为k₁，悬架的刚度为k₂₀，悬架的阻尼为c₂₀，不平路面的垂直输入为q，车轮的垂直位移为z₁，车身的垂直位移为z₂。

为了利用弹性元件、阻尼元件以及惯容元件等被动元件比传统一级减振被动悬架获得更好的汽车乘坐舒适性及行驶安全性，中国发明专利申请号为202111311617.1、名称为“高度与刚度可调的自供能主动悬架及其工作方法”的文献中提出了一种自供能主动悬架，其结构如图2所示，在非簧载质量与簧载质量之间设置了包含有第一储油气室1、第一螺旋弹簧14和第一油缸17的传统减振结构，且第一油缸17的上腔室上部经第一可调节流阀29和第一油缸17的下腔室下部相连通；还设置了包含有第二储油气室21、第二螺旋弹簧27、第二油缸22以及惯容螺旋管29的反共振减振结构，且第二油缸22的上腔室上部经惯容螺旋管29、第二可调节流阀20、第二储油气室21与第二油缸22的下腔室下部相连通；在第一油缸17和第二油缸22的缸体上固定连接一个悬架第三质量18；通过车身高度与悬架刚度可调装置30控制第一储油气室1和第一油缸17的上、下两个油腔中的油压，可使汽车在好路上高速行驶时处于较低车身状态，获得较好的乘坐舒适性及较好的行驶安全性，而在坏路上行驶时处于高车身状态，又具有较大刚度，因此，在升高车身高度的同时增大了悬架刚度。但是，该自供能主动悬架方案存在的问题是：1、只提供了悬架的结构方案和工作方法，但要达到其描述的技术效果，必须依赖于各个部件的参数设定才能实现，而其没有提及悬架参数的确定方法；2、由于悬架空间有限及汽车轻量化要求，其中的悬架第三质量的取值是有限的，因此，在悬架第三质量取值有限的情况下，无法同时兼顾汽车乘坐舒适性和行驶安全性。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有自供能主动悬架没有提供参数确定方法、有限的悬架第三质量无法同时兼顾汽车乘坐舒适性和行驶安全性的问题，提出了一种兼顾汽车乘坐舒适性和行驶安全性的自供能主动悬架的参数确定方法，并且提出应用该参数确定方法来设计最佳的兼顾汽车乘坐舒适性和行驶安全性的自供能主动悬架的结构，以及该悬架的工作方法，根据汽车行驶工况的需要，满足其舒适模式或安全模式，以实现在悬架第三质量受限的情况下兼顾汽车乘坐舒适性和行驶安全性，提高汽车对行驶工况变化的适应性。