车辆悬架系统及其工作方法、以及机动车的制作方法
【专利摘要】本公开提供了一种车辆悬架系统，包括：液压缸，连接在车轮总成与车身之间；压力调节单元；液压动力单元；液压回路，其连通液压缸、压力调节单元和液压动力单元；蓄能器，设置在液压回路中；控制单元，电连接压力调节单元和液压动力单元；油箱，连通压力调节单元和液压动力单元。本公开还提供了一种车辆悬架系统的工作方法，包括：车辆悬架系统中的模式选择开关发出模式命令；车辆悬架系统中的压力传感器将车辆悬架系统的液压回路中的压力与模式命令中的设定压力进行比较；车辆悬架系统中的控制器根据比较结果，启动打油过程使得液压回路中的压力达到设定压力。本公开还提供了一种机动车。本公开能够改变悬架系统的刚度参数。
【专利说明】车辆悬架系统及其工作方法、以及机动车
【技术领域】
[0001]本发明属于汽车结构领域，具体而言，涉及车辆悬架系统及其工作方法、以及机动车。
【背景技术】
[0002]悬架作为车桥与车架之间的传力装置，其作用力将对轮胎的接地性和车身振动产生影响，进而影响到整车的操稳性和行驶平顺性。
[0003]目前应用的被动悬架系统包括钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧和空气弹簧等，一般情况下，由于载荷变化所引起的车身高度变化以及行驶中的侧倾、俯仰等车身状态的变化也增加。然而相关技术的悬架在设计好之后，其刚度不会根据上述变化而变化。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供车辆悬架系统及其工作方法，以及机动车，以解决上述的问题。
[0005]在本发明的实施例中提供了一种车辆悬架系统，包括:液压缸，连接在车轮总成与车身之间；压力调节单元；液压动力单元；液压回路，其连通液压缸、压力调节单元和液压动力单元；蓄能器，设置在液压回路中；控制单元，电连接压力调节单元和液压动力单元；油箱，连通压力调节单元和液压动力单元。
[0006]优选的，压力调节单元包括:电磁阀和比例溢流阀，控制单元中的控制器分别电连接电磁阀的控制端和比例溢流阀的控制端，电磁阀连通在液压回路中的溢流阀与油箱之间，比例溢流阀连通在电磁阀与油箱之间。
[0007]优选的，液压动力单元包括:泵、手动溢流阀和电机，控制器电连接电机，电机枢轴连接泵，泵和溢流阀均连通在电磁阀与油箱之间，手动溢流阀连通泵的两端。
[0008]优选的，控制单元包括:压力传感器、模式选择开关、控制器和压力预警器，压力传感器，其电连接至控制器，用于比较液压回路中的压力与设定值，当液压回路中的压力不等于设定值时，向控制器输出第一信号；当液压回路中的压力等于设定值时，向控制器输出第二信号；模式选择开关，用于提供设定值，其电连接至控制器；压力预警器，用于对液压回路中的压力异常进行报警。
[0009]优选的，控制单元还包括继电器，控制器通过继电器电连接电磁阀的控制端，以及通过继电器电连接电机。
[0010]在本发明的实施例中还提供了一种车辆悬架系统的工作方法，包括:车辆悬架系统中的模式选择开关发出模式命令；车辆悬架系统中的压力传感器将车辆悬架系统的液压回路中的压力与模式命令中的设定压力进行比较；车辆悬架系统中的控制器根据比较结果，启动打油过程使得液压回路中的压力达到设定压力。
[0011]优选的，压力传感器将车辆悬架系统的液压回路中的压力与模式命令中的设定压力进行比较包括:压力传感器比较液压回路中的压力与设定值，当液压回路中的压力不等于设定值时，向控制器输出第一信号；当液压回路中的压力等于设定值时，向控制器输出第二信号。
[0012]优选的，打油过程包括:控制器在接收到第一信号时，打开电磁阀，将比例溢流阀调节至设定压力，并启动电机工作，驱动泵向液压回路打油；控制器在接收到第二信号时，使电机和电磁阀关闭。
[0013]优选的，控制器通过控制继电器的通断来控制电磁阀和电机的工作。
[0014]在本发明的实施例中还提供了一种机动车，其具有上述任一种车辆悬架系统。
[0015]本发明能够根据车辆行驶的不同状况以及驾驶员的主观要求，调节液压悬架系统的工作压力，从而改变悬架系统的刚度参数。
[0016]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
[0018]图1示出了根据本发明一个实施例的车辆悬架系统的示意图；
[0019]图2示出了根据本发明一个优选实施例的车辆悬架系统的示意图；
[0020]图3示出了根据本发明另一优选实施例的车辆悬架系统的示意图；
[0021]图4示出了根据本发明一个优选实施例的车辆悬架系统的工作流程图；
[0022]图5示出了根据本发明一个优选实施例的车辆悬架系统的工作流程图；
[0023]图6示出了根据本发明另一优选实施例的车辆悬架系统的工作流程图。
【具体实施方式】
[0024]下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
[0025]图1示出了根据本发明一个实施例的车辆悬架系统的示意图，该系统包括:液压缸100，连接在车轮总成与车身之间；压力调节单元200 ;液压动力单元300 ;液压回路400，其连通液压缸100、压力调节单元200和液压动力单元300 ;蓄能器500，设置在液压回路400中；控制单元600，电连接压力调节单元200和液压动力单元300 ;油箱700，连通压力调节单元200和液压动力单元300。
[0026]本发明在常规的悬架系统中增设了控制压力的压力调节单元，能够根据车辆行驶的不同状况以及驾驶员的主观要求，调节液压悬架系统的工作压力，从而改变悬架系统的刚度参数。
[0027]图2示出了根据本发明一个优选实施例的车辆悬架系统的示意图。
[0028]如图2所示，液压回路400包括第一支路402和第二支路404 ;液压缸包括多个液压缸112、114、116、118，其有杆腔支撑在车轮总成上，分为两组，第一组液压缸114、118分别连接在左侧各个车轮总成与车身之间，第二组液压缸112、116分别连接在右侧各个车轮总成与车身之间；第一支路402连通第一组液压缸114、118的无杆腔和第二组液压缸112、116的有杆腔，第二支路404连通第一组液压缸114、118的有杆腔和第二组液压缸112、116的无杆腔；多个蓄能器502、504，其分为两组，第一组蓄能器502设置在第一支路402中，第二组蓄能器504设置在第二支路404中。
[0029]图3示出了根据本发明另一优选实施例的车辆悬架系统的示意图。
[0030]如图3所示，液压回路400包括第一支路402和第二支路404 ;液压缸包括多个液压缸112、114、116、118，其无杆腔支撑在车轮总成上，分为两组，第一组液压缸114、118分别连接在左侧各个车轮总成与车身之间，第二组液压缸112、116分别连接在右侧各个车轮总成与车身之间；第一支路402连通第一组液压缸114、118的有杆腔和第二组液压缸112、116的无杆腔，第二支路404连通第一组液压缸114、118的无杆腔和第二组液压缸112、116的有杆腔；多个蓄能器502、504，其分为两组，第一组蓄能器502设置在第一支路402中，第二组蓄能器504设置在第二支路404中。
[0031]本公开的上述实施例列举了两种液压缸互联方式，但并不限定液压缸还可以采用其他的互联方式，从而满足用户的特定要求。
[0032]如图2和图3所示，压力调节单元200包括:电磁阀209和210和比例溢流阀206，控制单元600中的控制器610分别电连接电磁阀209和210的控制端和比例溢流阀206的控制端，电磁阀209和210连通在液压回路400中的液压缸100与比例溢流阀206之间，比例溢流阀206连通在电磁阀207和208与油箱700之间。电磁阀可以采用常闭电磁球阀。电磁阀209连通第一支路，电磁阀210连通第二支路。
[0033]如图2和图3所示，电磁阀包括两个电磁阀，第一电磁阀209设置在第一支路402中的第一组液压缸114和118与比例溢流阀206之间，第二电磁阀210串联设置在第二支路404中的第二组液压缸112和116与比例溢流阀206之间，泵330分别连通电磁阀209和 210。
[0034]比例溢流阀属于压力控制阀，用于控制系统中的压力，当系统压力等于或者大于其调定压力时才开启溢流，对系统压力具有维持恒定和对系统起过载保护作用。
[0035]比例溢流阀属于一种比例阀，比例阀是一种输出量与输入信号成比例的液压阀。按照给定的输入电信号连续按照比例地控制液流的压力。
[0036]本实施例给出了一种压力调节单元的实现结构，简单易行，效果良好。
[0037]如图2和图3所示，液压动力单元300包括:泵330、手动溢流阀340和电机320，控制器610电连接电机320，电机320枢轴连接泵330，泵330和比例溢流阀206均连通在电磁阀209和210与油箱700之间，手动溢流阀340连通泵330的两端。本实施例给出了一种液压动力单元的实现结构，简单易行，效果良好。手动溢流阀340可以预先手动地设定溢流压力，从而可以用来保护电机320，以防油管堵塞等引起的压力过高烧坏电机。该手动溢流阀340可以集成到电机320中。
[0038]压力调节单元200与液压动力单元300共用油箱700，使得从压力调节单元200中溢流的液压油可以循环供应给液压动力单元300。
[0039]如图2和图3所示，控制单元600包括:压力传感器612和614、模式选择开关622、控制器610和压力预警器632，压力传感器612和614，其电连接至控制器610，用于比较液压回路400中的压力与设定值，当液压回路400中的压力不等于设定值时，向控制器610输出第一信号；当液压回路400中的压力等于设定值时，向控制器610输出第二信号；模式选择开关622，用于提供设定值，其电连接至控制器610 ;压力预警器632用于对液压回路中的压力异常进行报警。
[0040]比例溢流阀206为调压阀，根据控制模块给定的输入信号，对应一个输出压力值，比如控制器接收到第一信号时，要求向系统液压回路中打油，且要求油压设定为2Mpa，达到此值时，比例溢流阀就维持压力在2Mpa，多余的油就溢流到油箱中。
[0041]本实施例给出了一种控制单元的实现结构，简单易行，效果良好。
[0042]本装置可以设置悬架系统软硬程度，例如设置三种模式分别由三个按钮控制，按下对应的按钮，都会使电机工作和对应的常闭电磁阀打开。设定值可以包括多个可选值，模式选择开关用于从多个可选值中选择一个。硬模式工作压力的设定值为3Mpa，中模式工作压力的设定值为2Mpa，软模式工作压力的设定值为IMpa。
[0043]压力传感器可以为多个。如图2和图3所示，压力传感器可以包括612和614，分别检测第一支路中的压力和第二支路中的压力。这种方式很容易地实现了多种软硬模式。
[0044]优选的，在泵330与液压回路400之间设置第一过滤器352，在泵330与油箱700之间设置第二过滤器354。
[0045]优选的，在液压缸与液压回路400之间设置阻尼阀230，在蓄能器与液压回路400之间设置阻尼阀240。
[0046]优选的，控制单元还包括继电器，控制器通过继电器电连接电磁阀的控制端，以及通过继电器电连接电机。
[0047]控制器的输出电压有可能与电磁阀的控制电压以及电机的控制电压不匹配，利用继电器可以在电压不匹配的情况下，实现控制器对电磁阀和电机的控制。
[0048]图2和图3的实施例实现了互联式车辆悬架系统，装有液压互联悬架的车辆虽然具有一定的抗侧倾能力，但为了能更好地实现这种能力，在互联悬架机构中增加一个主动控制部分、使得互联悬架的性能进一步提高。该车辆悬架系统增加了主动压力调节，可以抗侧倾同时提高车辆舒适性，有效地提高车辆稳定性。
[0049]在本发明的实施例中还提供了一种机动车，其具有上述任一种车辆悬架系统。
[0050]图4示出了根据本发明一个优选实施例的车辆悬架系统的工作流程图，包括:
[0051]步骤S10，车辆悬架系统中的模式选择开关发出模式命令；
[0052]步骤S20，车辆悬架系统中的压力传感器将车辆悬架系统的液压回路中的压力与模式命令中的设定压力进行比较；
[0053]步骤S30，车辆悬架系统中的控制器根据比较结果，启动打油过程使得液压回路中的压力达到设定压力。
[0054]本方法能够根据车辆行驶的不同状况以及驾驶员的主观要求，调节液压悬架系统的工作压力，从而改变悬架系统的刚度参数。
[0055]优选地，步骤S20包括:压力传感器比较液压回路中的压力与设定值，当液压回路中的压力不等于设定值时，向控制器输出第一信号；当液压回路中的压力等于设定值时，向控制器输出第二信号。
[0056]优选地，打油过程包括:控制器在接收到第一信号时，打开电磁阀，将比例溢流阀调节至设定压力，并启动电机工作，驱动泵向液压回路打油；控制器在接收到第二信号时，使电机和电磁阀关闭。
[0057]优选地，控制器通过控制继电器的通断来控制电磁阀和电机的工作。
[0058]图5示出了根据本发明一个优选实施例的车辆悬架系统的工作流程图，包括以下步骤:
[0059]步骤S102，在驾驶室的仪表盘附近可以加一个可调的选定模式按钮(即模式选择开关)，驾驶员根据行驶的不同路况，选择一个模式，此信号确定之后，给控制器一个命令。
[0060]步骤S104，由此压力可调结构经过压力对比之后，确定动作过程，即当液压回路中的压力不等于设定值时，向控制器输出第一信号。
[0061]步骤S106，控制器当接收到第一信号时，继电器工作。
[0062]步骤S108，启动电机开始工作以及电磁阀打开，进入打油过程。
[0063]步骤S110，常闭电磁阀打开，调节比例溢流阀，直流液压动力单元启动。
[0064]步骤S104，压力传感器保持对液压回路的检测，当液压回路中的压力等于设定值时，向控制器输出第二信号；
[0065]步骤S112，继电器工作；
[0066]步骤S114,电磁阀关闭，使比例溢流阀也停止工作。
[0067]步骤S114，电机关闭，液压动力单元停机，使得悬架系统压力保持一定。
[0068]本实施例克服了被动悬架无压力源而造成的损失，保证悬架系统的刚度可以根据车辆的行驶状况以及驾驶员的主观要求而改变。
[0069]图6示出了根据本发明另一优选实施例的车辆悬架系统的工作流程图。
[0070]步骤S212，选定软模式，压力设为IMPa。步骤S214，控制器610可以用于接收到软模式的第一信号时(即启动打油过程)，控制继电器闭合，使得电机320工作，驱动泵330向液压回路400打油，将比例溢流阀的压力设置到IMPA以及控制电磁阀(可以采用常闭电磁阀)打开，回路中的油压升高或降低。步骤S216，当控制器接收到第二信号后，压力等于软模式设定的IMPa，继电器断开，使电机320和电磁阀同时关闭，回路中压力即为软模式对应的预设压力IMPa。
[0071]步骤S222，选定中模式，压力设为2MPa。步骤S224，控制器610可以用于接收到中模式的第一信号时(即启动打油过程)，控制继电器闭合，使得电机320工作，驱动泵330向液压回路400打油，将比例溢流阀的压力设置到2MPA，以及控制电磁阀(可以采用常闭电磁阀)打开，回路中的油压升高或降低。步骤S226，当控制器接收到第二信号后，压力等于中模式设定的2MPa，继电器断开，使电机320和电磁阀同时关闭，回路中压力即为中模式对应的预设压力2MPa。
[0072]步骤S232，选定硬模式，压力设为3MPa。步骤S234，控制器610可以用于接收到硬模式的第一信号时(即启动打油过程)，控制时间继电器闭合，使得电机320工作，驱动泵330向液压回路400打油，将比例溢流阀的压力设置到3MPA，以及控制电磁阀(可以采用常闭电磁阀)打开，回路中的油压升高或降低。步骤S236，当控制器接收到第二信号后，压力等于硬模式设定的3MPa，继电器断开，使电机320和电磁阀同时关闭，回路中压力即为硬模式对应的预设压力3MPa。
[0073]本装置三种模式可以分别由三个按钮控制，按下对应的按钮，都会使电机工作和对应的常闭电磁阀打开。本优选实施例可以通过设定值很容易地提供多种软硬模式，能够很好地保证悬架系统的特征参数随车辆的使用工况以及驾驶员的主观要求而改变，能够同时兼顾汽车的舒适性与操纵稳定性。
[0074]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种车辆悬架系统,其特征在于,包括: 液压缸，连接在车轮总成与车身之间； 压力调节单元； 液压动力单元； 液压回路，其连通所述液压缸、所述压力调节单元和所述液压动力单元； 蓄能器，设置在所述液压回路中； 控制单元，电连接所述压力调节单元和所述液压动力单元； 油箱，连通所述压力调节单元和所述液压动力单元。
2.根据权利要求1所述的车辆悬架系统，其特征在于，所述压力调节单元包括:电磁阀和比例溢流阀，所述控制单元中的控制器分别电连接所述电磁阀的控制端和所述比例溢流阀的控制端，所述电磁阀连通在所述液压回路中的所述溢流阀与所述油箱之间，所述比例溢流阀连通在所述电磁阀与所述油箱之间。
3.根据权利要求2所述的车辆悬架系统，其特征在于，所述液压动力单元包括:泵、手动溢流阀和电机，所述控制器电连接所述电机，所述电机枢轴连接所述泵，所述泵和所述溢流阀均连通在所述电磁阀与所述油箱之间、所述手动溢流阀连通所述泵的两端。
4.根据权利要求3所述的车辆悬架系统，其特征在于，所述控制单元包括:压力传感器、模式选择开关、所述控制器和压力预警器， 所述压力传感器，其电连接至所述控制器，用于比较所述液压回路中的压力与设定值，当所述液压回路中的压力不等于所述设定值时，向所述控制器输出第一信号；当所述液压回路中的压力等于所述设定值时，向所述控制器输出第二信号； 所述模式选择开关，用于提供所述设定值，其电连接至所述控制器； 所述压力预警器，用于对液压回路中的压力异常进行报警。
5.根据权利要求4所述的车辆悬架系统，其特征在于，所述控制单元还包括继电器，所述控制器通过所述继电器电连接所述电磁阀的控制端，以及通过所述继电器电连接所述电机。
6.一种车辆悬架系统的工作方法，其特征在于，包括: 所述车辆悬架系统中的模式选择开关发出模式命令； 所述车辆悬架系统中的压力传感器将所述车辆悬架系统的液压回路中的压力与所述模式命令中的设定压力进行比较； 所述车辆悬架系统中的控制器根据比较结果，启动打油过程使得所述液压回路中的压力达到所述设定压力。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述压力传感器将所述车辆悬架系统的液压回路中的压力与所述模式命令中的设定压力进行比较包括: 所述压力传感器比较所述液压回路中的压力与设定值，当所述液压回路中的压力不等于所述设定值时，向所述控制器输出第一信号；当所述液压回路中的压力等于所述设定值时，向所述控制器输出第二信号。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，打油过程包括: 所述控制器在接收到所述第一信号时，打开电磁阀，将比例溢流阀调节至所述设定压力，并启动电机工作，驱动泵向所述液压回路打油； 所述控制器在接收到所述第二信号时，使所述电机和所述电磁阀关闭。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述控制器通过控制继电器的通断来控制所述电磁阀和所述电机的工作。
10.一种机动车，其特征在于具有上述权利要求1-5任一项所述的车辆悬架系统。
【文档编号】B60G21/06GK104228515SQ201410422835
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月25日 优先权日:2014年8月25日
【发明者】王立夫, 洪浩华, 张农, 倪杰, 李书霞, 彭鹏 申请人:常州万安汽车部件科技有限公司