复合式悬架系统及车辆的制作方法

1.本技术涉及车辆领域，尤其涉及一种车辆悬架系统。


背景技术：

2.现代车辆对乘坐舒适性和操纵稳定性的需求日益提高，当前的被动悬架、半主动悬架系统和空气弹簧系统越发难以满足未来车辆对乘坐舒适性和操纵稳定性的需求。


技术实现要素：

3.本技术的多个方面提供一种复合式悬架系统及车辆，可实时主动调节悬架特性，并且在主动调节和半主动调节之间切换，提高车辆的乘坐舒适性和操纵稳定性。
4.本技术实施例提供一种复合式悬架系统，适用于车辆中。所述复合式悬架系统包括：阀体总成；至少一蓄能器，集成于所述阀体总成上，用以储存流体；以及多个调节单元，每一所述调节单元包含缓冲缸以及集成于所述阀体总成上的流体泵和多个阀系组，所述流体泵连接于所述蓄能器，所述多个阀系组包括连接于所述蓄能器和所述缓冲缸之间的第一阀系组和第二阀系组，以及连接于所述流体泵、第一阀系组和所述第二阀系组之间的第三阀系组和第四阀系组；其中，在半主动调节状态下，所述流体泵、所述第三阀系组和所述第四阀系组关闭，以通过所述第一阀系组和所述第二阀系组控制所述流体流向，调节所述缓冲缸的阻尼；以及在主动调节状态下，所述流体泵、所述第三阀系组或所述第四阀系组开启，以通过所述流体泵自所述蓄能器泵出所述流体，以及通过所述第三阀系组或所述第四阀系组协同所述第一阀系组和所述第二阀系组控制所述流体流向，调节所述阻尼和所述缓冲缸的活塞杆位置。
5.在本技术的一实施例中，每个所述阀系组包括单向阀和比例电磁阀。
6.在本技术的一实施例中，每2个所述调节单元共用同1个所述蓄能器。
7.在本技术的一实施例中，所述多个调节单元包括第一调节单元和第二调节单元，所述第一调节单元的流体泵和所述第二调节单元的流体泵连接于同一个所述蓄能器。
8.在本技术的一实施例中，所述缓冲缸还包括复原腔和压缩腔，其中所述第一阀系组连接于所述蓄能器和所述复原腔之间；所述第二阀系组连接于所述蓄能器和所述压缩腔之间；所述第三阀系组连接于所述流体泵和所述第二阀系组之间；所述第四阀系组连接于所述流体泵和所述第一阀系组之间。
9.在本技术的一实施例中，所述复合式悬架系统还包括控制模块，适于电性连接于外部的控制器局域网络总线，并且分别电性连接于所述流体泵和所述多个阀系组，用以控制所述流体泵的压力和所述多个阀系组的流量。
10.在本技术的一实施例中，所述复合式悬架系统还包括摄像头模块，电性连接于所述控制模块，用以识别所述车辆行驶路径的特征路面(如减速带、凹坑、井盖等)，并传送路面特征信号至所述控制模块。
11.在本技术的一实施例中，所述复合式悬架系统还包括高度传感器和加速度传感
器，分别电性连接于所述控制模块，其中所述高度传感器用以识别车辆悬架相对车身的高度变化，并传送高度变化信号至所述控制模块，所述加速度传感器用以识别车辆悬架竖向加速度变化，并传送加速度变化信号至所述控制模块，所述控制模块根据所述高度变化信号和所述加速度变化信号控制所述流体泵的压力和所述多个阀系组的流量。
12.本技术实施例还提供一种车辆，包括车架以及复合式悬架系统，其中所述复合式悬架系统设置于所述车架上，且所述复合式悬架系统包括：阀体总成；至少一蓄能器，集成于所述阀体总成上，用以储存流体；以及多个调节单元，每一所述调节单元包含缓冲缸以及集成于所述阀体总成上的流体泵和多个阀系组，所述流体泵连接于所述蓄能器，所述多个阀系组包括连接于所述蓄能器和所述缓冲缸之间的第一阀系组和第二阀系组，以及连接于所述流体泵、第一阀系组和所述第二阀系组之间的第三阀系组和第四阀系组；其中，在半主动调节状态下，所述流体泵、所述第三阀系组和所述第四阀系组关闭，以通过所述第一阀系组和所述第二阀系组控制所述流体流向，调节所述缓冲缸的阻尼；以及在主动调节状态下，所述流体泵、所述第三阀系组和所述第四阀系组开启，以通过所述流体泵自所述蓄能器泵出所述流体，以及通过所述第三阀系组或所述第四阀系组协同第一阀系组和所述第二阀系组控制所述流体流向，调节所述阻尼和所述缓冲缸的活塞杆位置。
13.在本技术实施例中，将多个阀系组、缓冲泵和蓄能器集成在阀体总成上，提高复合式悬架系统的集成度，使其在车体上的布置灵活性高(例如可布置在后备箱下底板处)，且对于安装空间的要求小。同时，本技术实施例的两个调节单元共用同一个蓄能器，整体上相较于现有技术的一对一的配置方式，减少两个蓄能器的使用，除了降低成本外，配合多个阀系组的应用还进一步的实现在半主动悬架和主动悬架之间灵活切换的操作方式，提高车辆的乘坐舒适性、操纵稳定性和安全性，并降低能耗。
附图说明
14.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
15.图1为本技术实施例的复合式悬架系统概要的整体结构图。
16.图2至图5为本技术实施例的复合式悬架系统的使用状态示意图。
17.图6为本技术实施例的缓冲调节方法的流程图。
具体实施方式
18.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术具体实施例及相应的附图对本技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
19.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
20.请参照图1。本技术实施例提供一种复合式悬架系统1，其适用于车辆2中，用以在不同路况下对行进中的车辆2提供减震作用，通过主动式和半主动式的缓冲调节模式，提高车辆的乘坐舒适性和安全性。
21.复合式悬架系统1包括阀体总成10、至少一个蓄能器20以及多个调节单元30。在本技术实施例中，采用一个蓄能器20对应于两个调节单元30的配置方式。在本实施例中，复合式悬架系统1包括两个蓄能器20、20’以及四个调节单元30，30’，四个调节单元30，30’一对一的对应于车辆2的车架上所配置的四个车轮的位置。并且，其中两个调节单元30共用其中一个蓄能器20，另外两个调节单元30’共同另一个蓄能器20’。例如对应于两个前轮的调节单元30共用同一个蓄能器20，以及对应于两个后轮的调节单元30’共用另一个蓄能器20’。可以理解的是，在本技术的一些实施例中，也可以是只在对应于车辆的两个前轮或两个后轮设置两个调节单元30，以及共用的一个蓄能器20。或者是，在本技术的其他实施例中，对于大型车辆来说，可以配置六个调节单元30和相对应的三个蓄能器20，依此类推。如此一来，可以减少调节单元30所对应的蓄能器20的使用数量，缩减复合式悬架系统1的整体尺寸。
22.在本实施例中，各个调节单元30包含缓冲缸310、流体泵320和多个阀系组330。流体泵320和多个阀系组330分别集成于阀体总成10上，且流体泵320通过管路分别连接于蓄能器20和多个阀系组330。由于蓄能器20、流体泵320和多个阀系组330皆集成于阀体总成10上，让阀体总成10可以依据不同需求，选择性的配置在车辆2上多个适当的安装位置上，让复合式悬架系统1在车辆2上的配置方式更具弹性。
23.缓冲缸310包括复原腔311、压缩腔312和活塞杆313。活塞杆313可以在复原腔311和压缩腔312之间往复位移。
24.多个阀系组330包括第一阀系组331、第二阀系组332、第三阀系组333和第四阀系组334，其中各个阀系组330包括比例电磁阀335和单向阀336。其中，依据工作任务的不同，第一阀系组331和第二阀系组332连接于缓冲缸310和蓄能器20之间，作为半主动调节状态下使用的阀系组，例如作为预设的阀系组，在常规工作状态下使用，即车辆2在较平坦路面或连续的粗糙路面行走时，依据车轮所受到的路面激励作用相对应的调节缓冲缸310的阻尼，以提升车辆2一般行走时的舒适应。第三阀系组333和第四阀系组334连接于第一阀系组331、第二阀系组332和流体泵320之间，作为主动调节状态下使用的阀系组，例如作为特征路面工况下协同第一阀系组331和第二阀系组332使用的阀系组，即车辆2在路面行走时经过减速带、凸起或凹坑等特征路面时，对应的调节缓冲缸310的阻尼和活塞杆313相对缓冲缸310的位置，使车辆2在通过这些特征路面时可以获得乘坐舒适性。以上为举例说明，但并不以此为限。
25.其中，第一阀系组331连接于蓄能器20和缓冲缸310的复原腔311之间。第二阀系组332连接于蓄能器20和缓冲缸310的压缩腔312之间。第三阀系组333连接于流体泵320和第二阀系组332之间。第四阀系组334连接于流体泵320和第一阀系组331之间。
26.此外，在本技术的一些实施例中，车辆内还设置有控制模块、摄像头模块、高度传感器、加速度传感器或其他传感器其及组合其中之一，其可以是属于复合式悬架系统的一部分，或者是属于车辆中的其他感测系统。为了方便说明，在本实施例中，复合式悬架系统1还包括控制模块40、摄像头模块50、高度传感器60和加速度传感器70。其中，摄像头模块50
电性连接于控制模块40，用于识别车辆的行驶路径上是否为特征路面(如减速带、凹坑、井盖等)，高度传感器60电性连接于控制模块40，用以识别悬架相对车身的高度变化，加速度传感器70电性连接于控制模块40，用于识别悬架竖向加速度变化，并传送特征路面信号、高度变化信号和竖向加速度信号至控制模块40，使控制模块40可以根据特征路面信号控制流体泵320和多个阀系组330中的第三阀系组333或第四阀系组334进行复合式悬架系统1的主动调节工作。并且，高度传感器60的数量和加速度传感器70的数量可以是但不局限于分别对应于调节单元30的设置数量，也就是一对一的对应于调节单元30。
27.控制模块40包括中央处理器或微处理器等系统控制元件，且控制模块40通过多条线束80分别连接至外部的控制器局域网络(controller area network，can)总线90、摄像头模块50、各个高度传感器60以及各个加速度传感器70，用以接收各个组件的输入信号。同时，控制模块40所输出的信号通过线束81分别连接至各个阀系组330中的比例电磁阀335和各个流体泵320。其中，控制模块40可以是但不局限于通过蓄电池b供电。蓄电池b通过线束82连接至直流变压器d，并升高电压后，通过线束83输送驱动电压至流体泵320和比例电磁阀335，以控制流体泵320和比例电磁阀335的运作。
28.以下通过一些应用场景的实施例，对本技术实施例所提供的复合式悬架系统的缓冲调节方法作进一步说明。同时，为了方便说明，在以下的实施例中，以图式中左上方的调节单元对应于车辆的左前轮，以及流体泵为液压泵，缓冲缸为液压缸作为举例说明，但并不以此为限。
29.请参阅图2、图3，复合式悬架系统1以半主动调节模式调节缓冲缸310的阻尼。例如在本技术的一实施例中，当左前轮的悬吊受路面位移激励d1影响时，可以通过控制模块40控制流体泵320、第三阀系组333和第四阀系组334不工作。此时复合式悬架系统1的管路中流体(例如油液)的流向如图2中管路t上的箭头所指引的方向。流体由缓冲缸310的压缩腔312经过管道、第二阀系组332和第一阀系组331流入复原腔311。同时，由于复原腔311和压缩腔312存在流体的体积差，使一部分流体流入蓄能器20。当受路面位移激励d2影响时，同样在流体泵320、第三阀系组333和第四阀系组334不工作的半主动调节状态下，复合式悬架系统1的管路中流体的流向如图3中管路t上的箭头所指引的方向。流体由缓冲缸310的复原腔311经过管道、第一阀系组331和第二阀系组332流入压缩腔312。同时，由于复原腔311和压缩腔312存在流体的体积差，使一部分流体从蓄能器20流出，并经过第二阀系组312补偿到压缩腔312，从而达到调节缓冲缸310的阻尼的目的。
30.请参阅图4、图5，复合式悬架系统1以主动调节模式调节缓冲缸310的阻尼和活塞杆313的位移。例如在本技术的一实施例中，控制模块40通过摄像头模块50识别车辆前方路面有凹坑时，例如识别到左前轮前方有凹坑。此时，控制模块40根据识别的凹坑深度，计算出此时左前轮悬吊所需的阻尼力和维持车身平稳所需的液压力，通过线束83控制流体泵320的压力，以及通过线束81控制第一阀系组331和第二阀系组332的比例电磁阀流量335，以及第三阀系组333的比例电磁阀335流量，以启动第三阀系组333协同第一阀系组331和第二阀系组332调节缓冲缸310的阻尼，以因应路面激励的作用力d1以及调节活塞杆313的位移距离，以提供反作用力d3来因应凹坑的高度差以及通过凹坑时的竖向加速度变化所带来的冲击。其流体的流向如图4中管路t上的箭头所指引的方向。其中，流体泵320从蓄能器20泵出流体，经过第三阀系组333和第二阀系组332及相对应的管路流入压缩腔312，以施加反
向力d3来减缓凹坑的高度差所造成的震动或晃动，以维持车身平稳。例如，若凹坑的深度为10公分(即高度变化为负值)，活塞杆313即朝向复原腔311位移，并在缓冲缸310外对应的伸出约10公分来抵消此路面高度的落差。在本技术实施例的另一种情况下，通过摄像头模块50的高速摄像头识别车辆前方路面有减速带或凸起等特征时，通过控制模块40根据识别的减速带或凸起的高度，计算出此时左前轮的悬吊所需的阻尼力和维持车身平稳所需的液压力。并且，通过线束83控制流体泵320的压力，以及通过线束81控制第一阀系组331和第二阀系组332的比例电磁阀流量335，以及第四阀系组334的比例电磁阀335流量，以启动第四阀系组334协同第一阀系组331和第二阀系组332调节缓冲缸310的阻尼，以因应路面激励的另一方向作用力d2以及调节活塞杆313的位移距离，以提供反作用力d4来因应减速带或凸起的高度差以及竖向加速度变化所带来的冲击。其流体的流向如图5中管路t上的箭头所指引的方向。其中，流体泵320从蓄能器20泵出流体，经过第四阀系组334和第一阀系组331及相对应的管路t流入复原腔311，以施加反向力d4来减缓减速带或凸起的高度差所造成的震动或晃动，以维持车身平稳。例如，若减速带的高度为20公分(即高度变化为正值)，活塞杆313即朝向压缩腔312位移，并在缓冲缸310外对应的内缩约20公分来抵消此路面高度的落差，以维持车身平稳。
31.请参阅图6。在本技术的一实施例提供一种复合式悬架系统的缓冲调节方法。首先，根据车辆的侧向加速度变化，对应的判断车辆的侧向加速度是否大于设定阈值(s100)。若是，关闭流体泵320、第三阀系组333和第四阀系组334(s101)，使复合式悬架系统1以半主动调节模式通过第一阀系组331和第二阀系组332控制缓冲缸310的阻尼，以维持车辆的动态平衡，提升操纵稳定性以及车辆转向或过弯时的乘坐舒适性和车身姿态。其中，对于缓冲缸310的阻尼的调节，是以第一阀系组331控制复原腔311内的流体通过第二阀系组332流入压缩腔312，以及通过蓄能器20补偿部分的流体至压缩腔312，以达到调节阻尼的目的；或者是以第二阀系组332控制缓冲缸310的压缩腔312内的流体通过第一阀系组331流入缓冲缸310的复原腔311，并使部分的流体流入蓄能器20，以达到调节阻尼的目的。
32.承上，若判断车辆的侧向加速度是否大于设定阈值的结果为否，进一步根据车辆的纵向加速度变化，对应的判断车辆的纵向加速度是否大于设定阈值(s110)。若是，关闭流体泵320、第三阀系组333和第四阀系组334(s111)，使复合式悬架系统1以半主动调节模式通过第一阀系组331和第二阀系组332控制缓冲缸310的阻尼，以维持车辆的动态平衡，提升操纵稳定性以及车辆加速或减速(包含瞬间加速或减速)时的乘坐舒适性和车身姿态。若否，通过摄像头模块50的高速摄像头，判断车辆的行驶路径上是否为具有障碍物的特征路面(s120)，其中障碍物可以是但不限于路面上的减速带、凸起、凹坑等。若否，关闭流体泵320、第三阀系组333和第四阀系组334(s121)，使复合式悬架系统1以半主动调节模式通过第一阀系组331和第二阀系组332控制缓冲缸310的阻尼，提升车辆乘坐舒适性。若是，开启流体泵320、第三阀系组333和第四阀系组334，使复合式悬架系统1以主动调节模式通过第三阀系组333或第四阀系组334协同第一阀系组331和第二阀系组332控制缓冲缸310的阻尼和活塞杆的位置313(s130)。
33.此外，复合式悬架系统1可通过控制模块40单独控制各个缓冲缸310，也可根据实际行驶场景协同控制各个缓冲缸310，提升车辆乘坐舒适性、操纵稳定性和安全性。
34.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员
来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。