[發(fā)明專利]一種基于搖臂懸架的壓力-位移綜合控制系統(tǒng)及控制方法

有效

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• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111852965B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 薛濤;楊勇;金昊龍;宋慧新;徐廣龍;陳宇
• 申請（專利權(quán)）人: 中國北方車輛研究所
• 主分類號: F15B11/028
• 分類號: F15B11/028;B60G17/018;B60G17/019;B60G17/056
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 楊瀟;廖輝

1.一種基于搖臂懸架的壓力-位移綜合控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括搖臂懸架、液壓系統(tǒng)、角位移傳感器、壓力傳感器及控制器；

所述控制器輸入端與角位移傳感器和壓力傳感器連接，控制器輸出端與液壓系統(tǒng)連接；所述角位移傳感器和壓力傳感器和搖臂懸架連接；所述液壓系統(tǒng)與搖臂懸架連接；控制器通過角位移傳感器采集到的搖臂懸架的搖臂位置和壓力傳感器采集到的油腔壓力，判斷搖臂懸架的狀態(tài)：處于承載腔靜載壓力增大方向或者承載腔靜載壓力減小方向；控制器根據(jù)搖臂懸架的狀態(tài)控制液壓系統(tǒng)推動搖臂旋轉(zhuǎn)到設(shè)定的目標(biāo)位置并協(xié)同調(diào)節(jié)承載腔壓力調(diào)整到目標(biāo)壓力值，所述目標(biāo)壓力值為實時整車姿態(tài)下各懸架承載腔所需靜載壓力值，若所需靜載壓力值小于設(shè)定閾值時，則目標(biāo)壓力值為設(shè)定閾值，所述設(shè)定閾值為在保證推動力的同時防止跨越垂直位置時因承載腔的改變造成的位移突變的壓力值，由此完成壓力-位移綜合控制。

2.如權(quán)利要求1所述的基于搖臂懸架的壓力-位移綜合控制系統(tǒng)，其特征在于，所述液壓系統(tǒng)包括液壓泵、壓力-位移控制回路和負(fù)載反饋回路；

所述壓力-位移控制回路包括雙向電磁換向閥、左單向比例電磁換向閥、右單向比例電磁換向閥；雙向電磁換向閥的四個油口分別與右單向比例電磁換向閥進(jìn)油口、左單向比例電磁換向閥進(jìn)油口、定差減壓閥出油口和油箱連接；左單向比例電磁換向閥出油口與搖臂懸架左上方、右下方的油腔連接；右單向比例電磁換向閥出油口與搖臂懸架右上方、左下方的油腔連接；

所述負(fù)載反饋回路包括差壓式溢流閥、定差減壓閥、負(fù)載壓力傳感梭閥、安全閥；差壓式溢流閥進(jìn)油口與液壓泵出油口連接，差壓式溢流閥出油口與定差減壓閥進(jìn)油口、油箱連接，差壓式溢流閥控制油路與定差減壓閥控制油路連接；負(fù)載壓力傳感梭閥的三個油口分別與定差減壓閥控制油口、左單向比例電磁換向閥出油口、右單向比例電磁換向閥出油口連接。

3.一種基于搖臂懸架的壓力-位移綜合控制方法，其特征在于，采用如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，所述控制方法步驟如下：

步驟一，設(shè)定搖臂目標(biāo)位置作為位置閉環(huán)控制的目標(biāo)值，同時采集整車各搖臂實時位置以此解算整車實時姿態(tài)，并計算對應(yīng)此實時姿態(tài)下各懸架承載腔所需靜載壓力值，并以此作為壓力閉環(huán)控制的目標(biāo)壓力值；當(dāng)所需靜載壓力值小于設(shè)定閾值時，則目標(biāo)壓力值為設(shè)定閾值，所述設(shè)定閾值為在保證推動力的同時防止跨越垂直位置時因承載腔的改變造成的位移突變的壓力值；

步驟二，當(dāng)搖臂懸架狀態(tài)處于向承載腔靜載壓力增大方向時，控制器以接收到的角位移、油腔承載腔和非承載腔的壓力值為反饋值，控制液壓系統(tǒng)對非承載腔比例充油，推動搖臂順時針或者逆時針旋轉(zhuǎn)到達(dá)設(shè)定的目標(biāo)位置，完成位置閉環(huán)控制；同時，通過控制液壓系統(tǒng)對承載腔進(jìn)行比例放油，將承載腔壓力控制在目標(biāo)壓力值，完成壓力閉環(huán)控制；

當(dāng)搖臂懸架狀態(tài)處于向承載腔靜載壓力減小方向時，控制器以接收到的角位移、油腔承載腔和非承載腔的壓力值為反饋值，控制液壓系統(tǒng)對承載腔比例充油，推動搖臂向設(shè)定的目標(biāo)位置順時針或者逆時針旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行位置閉環(huán)控制；同時，通過控制液壓系統(tǒng)對非承載腔比例放油，將非承載腔壓力控制在設(shè)定閾值；搖臂到達(dá)設(shè)定的目標(biāo)位置后，控制器控制液壓系統(tǒng)對承載腔和非承載腔單獨進(jìn)行比例充油或者放油，將承載腔和非承載腔的壓力調(diào)整到目標(biāo)壓力值，完成壓力閉環(huán)控制。

4.如權(quán)利要求3所述的基于搖臂懸架的壓力-位移綜合控制方法，其特征在于，液壓系統(tǒng)包括液壓泵、壓力-位移控制回路和負(fù)載反饋回路；

所述壓力-位移控制回路包括雙向電磁換向閥、左單向比例電磁換向閥、右單向比例電磁換向閥；雙向電磁換向閥的四個油口分別與右單向比例電磁換向閥進(jìn)油口、左單向比例電磁換向閥進(jìn)油口、定差減壓閥出油口和油箱連接；左單向比例電磁換向閥出油口與搖臂懸架左上方、右下方的油腔連接；右單向比例電磁換向閥出油口與搖臂懸架右上方、左下方的油腔連接；

所述負(fù)載反饋回路包括差壓式溢流閥、定差減壓閥、負(fù)載壓力傳感梭閥、安全閥；差壓式溢流閥進(jìn)油口與液壓泵出油口連接，差壓式溢流閥出油口與定差減壓閥進(jìn)油口、油箱連接，差壓式溢流閥控制油路與定差減壓閥控制油路連接；負(fù)載壓力傳感梭閥的三個油口分別與定差減壓閥控制油口、左單向比例電磁換向閥出油口、右單向比例電磁換向閥出油口連接；

液壓系統(tǒng)對承載腔、非承載腔比例充油或放油的過程如下：

當(dāng)搖臂懸架狀態(tài)處于向承載腔靜載壓力增大方向順時針旋轉(zhuǎn)，控制器將雙向電磁換向閥打到左位，并控制左單向比例電磁換向閥閥口大小對非承載腔進(jìn)行比例充油；同時，控制器通過控制右單向比例電磁換向閥閥口大小對承載腔進(jìn)行比例放油；

當(dāng)搖臂懸架狀態(tài)處于向承載腔靜載壓力增大方向逆時針旋轉(zhuǎn)，控制器將雙向電磁換向閥打到右位，并控制右單向比例電磁換向閥閥口大小對非承載腔進(jìn)行比例充油；同時，控制器通過控制左單向比例電磁換向閥閥口大小對承載腔進(jìn)行比例放油；

當(dāng)搖臂懸架狀態(tài)處于向承載腔靜載壓力減小方向順時針旋轉(zhuǎn)，控制器將雙向電磁換向閥打到左位，并控制左單向比例電磁換向閥閥口大小對承載腔進(jìn)行比例充油；同時，通過控制右單向比例電磁換向閥閥口大小對非承載腔進(jìn)行比例放油，將非承載腔壓力控制在設(shè)定閾值；搖臂到達(dá)目標(biāo)位置后，關(guān)閉右單向比例電磁換向閥，控制雙向電磁換向閥方向和左單向比例電磁換向閥開口大小對承載腔放油或者充油，直至將承載腔壓力調(diào)整為目標(biāo)壓力值；承載腔壓力調(diào)整完畢后，關(guān)閉左單向比例電磁換向閥，通過控制雙向電磁換向閥方向和右單向比例電磁換向閥開口大小對非承載腔放油或者充油，直至將非承載腔壓力也調(diào)整為目標(biāo)壓力值；

當(dāng)搖臂懸架狀態(tài)處于向承載腔靜載壓力減小方向逆時針旋轉(zhuǎn)，控制器將雙向電磁換向閥打到右位，并控制右單向比例電磁換向閥閥口大小對承載腔進(jìn)行比例充油；同時，通過控制左單向比例電磁換向閥閥口大小對非承載腔進(jìn)行比例放油，將非承載腔壓力控制在設(shè)定閾值；搖臂到達(dá)目標(biāo)位置后，關(guān)閉左單向比例電磁換向閥，控制雙向電磁換向閥方向和右單向比例電磁換向閥開口大小對承載腔放油或者充油，直至將承載腔壓力調(diào)整為目標(biāo)壓力值；承載腔壓力調(diào)整完畢后，關(guān)閉右單向比例電磁換向閥，通過控制雙向電磁換向閥方向和左單向比例電磁換向閥開口大小對非承載腔放油或者充油，直至將非承載腔壓力也調(diào)整為目標(biāo)壓力值。