[發明專利]一種半主動懸架的車輛高度動態調節控制系統及方法

在審

• 申請號: 202210194533.2
• 申請日: 2022-03-01
• 公開（公告）號: CN114750556A
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 高澤鵬;秦博男;馬曈昕;薛濤;徐廣龍;宋慧新;肖潔
• 申請（專利權）人: 中國北方車輛研究所
• 主分類號: B60G17/015
• 分類號: B60G17/015;B60G17/016;B60G17/018;B60G17/019;B60G17/04;B60G17/044
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 楊瀟

本發明公開了一種半主動懸架的車輛高度動態調節控制系統及方法，控制系統包括氣泵馬達、繼電器開關組、供能蓄電池組、控制器、四個空氣氣囊、四個連通閥及四個充/放氣閥；四個空氣氣囊分別設置在車輛的前左、前右、后左和后右處，氣泵馬達通過四個充/放氣閥實現對四個空氣氣囊的充氣和放氣；繼電器開關組設在氣泵馬達與空氣氣囊連接的管路上，與充/放氣閥協同工作；四個連通閥分別設在同側、同軸兩個空氣氣囊之間的連接管路上；供能蓄電池組用于對氣泵馬達供能；控制器用于控制四個連通閥及四個充/放氣閥的開啟和關閉。本發明能夠適應行駛條件需求來對車輛高度進行動態調節。

技術領域

本發明涉及車輛懸架控制技術領域，具體涉及一種半主動懸架的車輛高度動態調節控制系統及方法。

背景技術

在實際行進過程中，車輛控制系統需要根據車速大小和道路條件的變化，以及駕駛員性能需求和車輛系統狀態的動態更新來進行綜合判定，從而在不同的駕駛條件下，根據具體的工況特征來對車輛高度進行動態調節，以通過按照控制需求來實現車輛姿態的平穩變化和系統性能的綜合優化。其中，車輛高度的調節過程涉及車輛靜態啟動、平穩行駛、高度行進、越野駕駛以及靜態側跪等功能和過程的實現，而在不同的階段下，車輛具體的調節目標高度也有所差別，因此控制系統需要根據性能的變化來實時調整控制目標，從而保證系統安全和功能性能需求。

而車輛的行駛環境往往存在差異，在不同環境下，車輛的性能需求也有所差異，需要在不同的工況條件下滿足不同的性能需求。同時，不同的性能需求往往不是單一的，單一性能的滿足會導致車輛整體性能的惡化。

在公路上高速行進時，車輛需要降低車身高度來降低風阻，從而提高抓地性能和能量利用效率，以此來保證燃油經濟性和操縱穩定性。而車輛在越野環境下行駛時，由于此時的道路環境較為惡劣和復雜，因此車輛需要提高車身高度來改善車輛的越野通過性能，同時也要通過調節高度來保證駕駛員的乘坐舒適性和所載貨物的完整性。而當車輛轉向時，車輛需要通過調節懸架剛度來實現車輛的抗側傾性能，同時需要調節懸架剛度來保持車輪與地面接觸，從而保證行駛過程中的行駛安全性和操縱穩定性。而不同的性能需求決定了傳統參數固定的被動懸架無法滿足實際的性能需求。

而空氣懸架系統作為半主動懸架系統的一種，通過對氣囊進行充/放氣操作可以對車輛高度進行動態調節。同時，如圖1所示，由于空氣氣囊的剛度呈非線性特性，因此在實際的調節過程中，可以通過氣囊短暫的充/放氣來調節車輛懸架的剛度大小，從而迅速達到理想的剛度值，從而滿足實際的性能需求。

傳統的半主動懸架高度調節系統按實際工況把高度調節系統分成了不同的固定檔位，由此導致車輛的固定的檔位下，只能調節固定高度以滿足特定的功能需求。此時的半主動懸架系統雖然可以調節高度，但其考慮的外部環境因素較少，此時的系統更接近于參數固定的被動懸架系統，其無法滿足實際車輛的性能需求。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種半主動懸架的車輛高度動態調節控制系統及方法，能夠適應行駛條件需求來對車輛高度進行動態調節。

本發明采用的技術方案如下：

一種半主動懸架的車輛高度動態調節控制系統，包括氣泵馬達、繼電器開關組、供能蓄電池組、控制器、四個空氣氣囊、四個連通閥及四個充/放氣閥；

四個空氣氣囊分別設置在車輛的前左、前右、后左和后右處，氣泵馬達通過四個充/放氣閥實現對四個空氣氣囊的充氣和放氣；所述繼電器開關組設置在氣泵馬達與空氣氣囊連接的管路上，與充/放氣閥協同工作；四個連通閥分別設置在前左空氣氣囊與前右空氣氣囊、后左空氣氣囊與后右空氣氣囊、前左空氣氣囊與后左空氣氣囊、前右空氣氣囊與后右空氣氣囊之間的連接管路上；所述供能蓄電池組用于對氣泵馬達供能；所述控制器用于控制四個連通閥及四個充/放氣閥的開啟和關閉。

進一步地，車身高度上升時，后軸兩側的空氣氣囊先充氣，前軸兩側的空氣氣囊后充氣；車身高度下降時，前軸兩側的空氣氣囊先放氣，后軸兩側的空氣氣囊后放氣。