悬架系统及其控制方法、车辆与流程

文档序号:32697586发布日期:2022-12-27 21:32阅读:49来源:国知局
悬架系统及其控制方法、车辆与流程

1.本公开涉及汽车领域,尤其涉及一种悬架系统及其控制方法、车辆。


背景技术:

2.悬架系统是汽车的车架(或承载式车身)与车桥(或车轮)之间的一切传力连接装置的总称,其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭,并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力,并减少由此引起的震动,以保证汽车能平顺地行驶。
3.然而,在汽车的车身因收到侧向力而发生侧倾时,其内部的悬架系统的侧倾刚度增加较大,影响乘坐舒适性。


技术实现要素:

4.为克服相关技术中存在的问题,本公开提供了一种悬架系统及其控制方法、车辆。
5.根据本公开的第一方面,提供了一种悬架系统,所述悬架系统包括:
6.驱动装置;
7.连杆机构,所述连杆机构包括动力输入端和动力输出端,所述动力输入端与所述驱动装置连接,所述动力输出端用于连接一个轮边总成;
8.其中,所述连杆机构配置为,用于将所述动力输入端接收到的所述驱动装置提供的驱动力转化为所述动力输出端的输出力,所述输出力具有垂向分量。
9.本公开的一些实施例中,所述连杆机构包括连接杆和第一控制臂,所述连接杆的一端构成所述动力输入端,所述连接杆的另一端与所述第一控制臂的第一端转动连接,所述第一控制臂的第二端构成所述动力输出端,所述第一控制臂上设置有转动连接部,所述转动连接部用于将所述第一控制臂转动连接于车架或车身。
10.本公开的一些实施例中,所述连接杆沿水平方向延伸,所述驱动装置向所述连接杆提供水平方向的驱动力。
11.本公开的一些实施例中,所述连接杆上设置有缓冲装置,所述缓冲装置用于对所述连接杆在沿其轴线方向上的运动进行缓冲。
12.本公开的一些实施例中,所述第一控制臂包括呈夹角设置的第一臂部和第二臂部,所述第一臂部的一端为所述第一控制臂的所述第一端,所述第二臂部的第一端为所述第一控制臂的所述第二端,所述转动连接部设置于所述第一臂部的另一端和所述第二臂部的另一端的交接处。
13.本公开的一些实施例中,所述第一臂部与所述第二臂部相互垂直,所述连接杆和所述第二臂部均沿水平方向延伸。
14.本公开的一些实施例中,所述悬架系统还包括减振器,所述减振器的一端与所述第二臂部转动连接,所述减振器的另一端用于连接车身。
15.本公开的一些实施例中,所述驱动装置包括缸体以及设置于所述缸体内的第一活塞和第二活塞,所述缸体固定于车架或车身,所述第一活塞和所述第二活塞将所述缸体的
内腔分隔为三个相互隔离的内腔单元,各所述内腔单元的容积变化用以驱动所述第一活塞和所述第二活塞运动,所述驱动装置具有相对的第一侧和第二侧,所述驱动装置的第一侧和第二侧均设置一个所述连杆机构,所述第一活塞和所述第二活塞分别与两侧的所述连杆机构连接。
16.本公开的一些实施例中,所述缸体呈沿水平方向延伸的长形结构,所述第一活塞和所述第二活塞沿水平方向间隔设置于所述缸体内,并能够沿所述缸体的延伸方向运动。
17.本公开的一些实施例中,所述驱动装置包括液压控制系统,所述液压控制系统用于向各所述内腔单元提供液压油,并改变各所述内腔单元内的液压油量,以驱动所述第一活塞和所述第二活塞运动。
18.本公开的一些实施例中,所述驱动装置具有多个工作模式,所述多个工作模式包括:
19.第一工作模式,用于控制所述第一活塞和所述第二活塞固定不动;
20.第二工作模式,用于控制所述第一活塞和所述第二活塞沿所述缸体移动,且所述第一活塞与所述第二活塞之间的间距保持不变;
21.第三工作模式,用于控制所述第一活塞和所述第二活塞做相互靠近或相互远离的相对运动;
22.第四工作模式,用于控制所述第一活塞和所述第二活塞自由移动。
23.本公开的一些实施例中,所述悬架系统包括:
24.第二控制臂,所述第二控制臂的第一端用于连接轮边总成,所述第二控制臂的第二端用于连接车架或车身。
25.根据本公开的第二方面,提供了一种悬架系统的控制方法,所述悬架系统的控制方法包括:
26.获取车辆的状态信息和/或路面信息;
27.基于所述车辆的状态信息和/或路面信息,控制所述驱动装置驱动所述连杆机构动作,以改变所述输出力的大小和/或方向。
28.本公开的一些实施例中,所述获取车辆的状态信息和/或路面信息,包括:
29.获取所述车辆接收到的控制指令,所述控制指令包括油门控制指令、转向控制指令和/或制动控制指令,将所述控制指令作为所述车辆的状态信息;和/或,
30.获取所述车辆的车身运动状态信息,所述车身运动状态信息包括车身的垂直方向、水平方向和/或倾斜方向的速度信息,将所述车辆的车身运动状态信息作为所述车辆的状态信息;和/或,
31.获取车辆行驶路面的路面谱信息,将所述路面谱信息作为所述路面信息。
32.本公开的一些实施例中,所述驱动装置具有第一工作模式,当所述驱动装置处于所述第一工作模式时,控制所述驱动装置中的缸体内的第一活塞和第二活塞固定不动,以使得所述输出力保持不变。
33.本公开的一些实施例中,所述基于所述车辆的状态信息和/或路面信息,控制所述驱动装置驱动所述连杆机构动作,以改变所述输出力的大小和/或方向,包括:
34.根据所述车辆的状态信息和/或路面信息确定所述车辆匀速行驶于平坦路面时,控制所述驱动装置处于所述第一工作模式。
35.本公开的一些实施例中,所述驱动装置具有第二工作模式,当所述驱动装置处于所述第二工作模式时,控制所述驱动装置中的缸体内的第一活塞和第二活塞沿所述缸体移动,且所述第一活塞与所述第二活塞之间的间距保持不变,以增大施加于所述第一活塞和所述第二活塞移向的车轮的输出力的向下垂直分量,并增大施加于所述第一活塞和所述第二活塞远离的车轮的输出力的向上垂直分量。
36.本公开的一些实施例中,所述基于所述车辆的状态信息和/或路面信息,控制所述驱动装置驱动所述连杆机构动作,以改变所述输出力的大小和/或方向,包括:
37.根据所述车辆的状态信息和/或路面信息确定所述车辆的一侧车轮经过凸起或凹陷时,或者确定所述车辆转向时,控制所述驱动装置处于所述第二工作模式。
38.本公开的一些实施例中,所述驱动装置具有第三工作模式,当所述驱动装置处于所述第三工作模式时,控制所述驱动装置中的缸体内的第一活塞和第二活塞做相互靠近的相对运动,以同时增大两侧车轮的输出力的向上垂直分量,或者控制所述第一活塞和第二活塞做相互远离的相对运动,以同时增大两侧车轮的输出力的向下垂直分量。
39.本公开的一些实施例中,所述基于所述车辆的状态信息和/或路面信息,控制所述驱动装置驱动所述连杆机构动作,以改变所述输出力的大小和/或方向,包括:
40.根据所述车辆的状态信息和/或路面信息确定所述车辆加速行驶、制动或者行驶于非平坦路面时,控制所述驱动装置处于所述第三工作模式。
41.本公开的一些实施例中,所述驱动装置具有第四工作模式,当所述驱动装置处于所述第四工作模式时,控制所述驱动装置中的缸体内的第一活塞和第二活塞自由运动。
42.本公开的一些实施例中,所述基于所述车辆的状态信息和/或路面信息,控制所述驱动装置驱动所述连杆机构动作,以改变所述输出力的大小和/或方向,包括:
43.根据所述车辆的状态信息和/或路面信息确定所述车辆的一侧车轮经过凸起或凹陷时,或者确定所述车辆转向时,控制所述驱动装置处于所述第四工作模式。
44.根据本公开的第三方面,提供了一种车辆,包括如上所述的悬架系统,或者采用如上所述的悬架系统的控制方法。
45.本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:在驱动装置与轮边总成之间设置连杆机构,通过连杆机构将驱动装置提供的驱动力转化为输出至轮边总成的输出力,且输出力具有垂向分量,以改变轮胎接地点的垂向力,如此,当车身因收到侧向力而发生侧倾时,能够通过驱动装置经连杆机构调节轮胎接地点的垂向力,而不会影响悬架系统的侧倾刚度,保证车辆的乘坐舒适性。另外,该悬架系统省去了稳定杆,通过驱动装置和连杆机构配合调节轮胎接地点的垂向力,结构简单,节约成本。
46.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和解释性的,并不能限制本公开。
附图说明
47.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。
48.图1是一种悬架系统的结构示意图;
49.图2是图1所示悬架系统的稳定杆结构示意图;
50.图3是图2所示稳定杆的受力示例图;
51.图4是安装稳定杆和未安装稳定杆时悬架系统的侧倾刚度对比示意图;
52.图5是根据一示例性实施例示出的悬架系统的结构示意图;
53.图6是根据一示例性实施例示出的悬架系统中的驱动装置的结构示意图;
54.图7是根据一示例性实施例示出的悬架系统中第一活塞和第二活塞同步向左移动时的输出力示意图;
55.图8是根据一示例性实施例示出的悬架系统中第一活塞和第二活塞同步向右移动时的输出力示意图;
56.图9是根据一示例性实施例示出的悬架系统中第一活塞和第二活塞做相互靠近的相对运动时的输出力示意图;
57.图10是根据一示例性实施例示出的悬架系统中第一活塞和第二活塞做相互远离的相对运动时的输出力示意图;
58.图11是根据一示例性实施例示出的悬架系统的控制方法流程图。
59.图中:
60.1-副车架;2-控制臂;3-减振器;4-弹簧;5-轮边总成;6-稳定杆;
61.61-稳定杆;611-被动稳定杆支撑;612-稳定杆杆体;62-稳定杆拉杆;
62.10-驱动装置;11-第一活塞;12-第二活塞;13-缸体;131-第一内腔单元;132-第二内腔单元;133-第三内腔单元;14-液压控制系统;20-连杆机构;201-动力输入端;202-动力输出端;21-连接杆;22-第一控制臂;221-第一臂部;222-第二臂部;223-转动连接部;30-第二控制臂;40-缓冲装置;50-减振器;100-轮边总成;200-副车架。
具体实施方式
63.这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
64.悬架系统主要分为被动悬架系统和主动悬架系统。
65.被动悬架系统对于车辆转向时侧向力产生的车身侧倾,依赖弹簧和稳定杆来进行控制,同时稳定杆还起到分配前后侧倾刚度,从而达到调节整车转向趋势的作用,对于操控稳定性也有重要作用。侧倾指的是车身向一侧倾斜,例如,车辆在水平面上时垂直于水平面的中轴线记为第一轴线,则当车辆发生侧倾时,其第一轴线与铅垂线之间具有夹角。侧倾刚度指的是侧倾角单位增量所对应的由一个车轴(左、右车轮中心的连线)悬架施加到汽车簧上质量的恢复力偶矩的增量。
66.图1示出一种悬架系统的结构示意图,如图1所示,该悬架系统包括副车架1、控制臂2(共5根)、减振器3、弹簧4、轮边总成5和稳定杆6组成。其中,减振器3为传统被动减振器,弹簧2为螺旋弹簧。
67.副车架1通过衬套连接于车身,控制臂2连接副车架1和轮边总成5,减振器3连接车身和其中一根控制臂2,弹簧4同样连接车身和其中一根控制臂2。稳定杆6通过衬套和支架安装在副车架1上,通过连杆连接轮边总成5。
68.如此,控制臂2、副车架1和轮边总成5组成了具有垂向运动单自由度运动机构,垂向运动由弹簧4支撑,起到承载作用,减振器3为阻尼元件,能够迅速衰减来自路面垂向振动激励。由于舒适性的需求,悬架支撑重量的垂向振动偏频通常控制在1~1.7之间,换算到轮边总成的垂向刚度范围通常为25~40n/mm,但是在转向时由于侧向加速度的作用,车身产生侧倾角,为了避免车身侧倾过大,需要使用稳定杆6来增加轮心刚度,一般达到50~100n/mm即提升侧倾刚度,才能满足整车需求。
69.其他独立悬架,如麦弗逊悬架、三连杆(qudral-link和central-link)悬架、e型多连杆(sla)悬架,集成连杆(intergral-link)悬架等,均需要采用稳定杆来增加侧倾刚度。
70.图2示出一种被动稳定杆的结构示意图,如图2所示,被动稳定杆包括稳定杆61以及设置于稳定杆两端的稳定杆拉杆62,其中,稳定杆61包括稳定杆杆体612以及设置于稳定杆杆体612上的被动稳定杆支撑611,被动稳定杆支撑611通常与副车架或车身固定连接,并通过衬套与稳定杆杆体612连接,稳定杆杆体612可以绕衬套中心线旋转。稳定杆杆体612通常采用弹簧钢制作,可以承受一定程度的扭转和弯曲。
71.当车辆转弯时,侧向加速度产生离心力,作用于汽车质心,从而使车身产生扭转和左右轮载荷转移。同时内侧车轮下降,外侧车轮上抬,稳定杆61的受力如图3所示,由于稳定杆自身具有一定扭转刚度,从而产生阻止车身扭转的反力。
72.图4示出安装稳定杆和未安装稳定杆时悬架系统的侧倾刚度对比示意图,图4中虚线为未安装稳定杆时的侧倾刚度曲线,实线为安装稳定杆时的侧倾刚度曲线。由图4可以看出,安装稳定杆可以大大增加悬架系统的侧倾刚度,从而降低转弯时车身的侧倾角。被动稳定杆的侧倾刚度与连杆作用杠杆比、稳定杆直径以及稳定杆衬套刚度相关。因而在既定的悬架系统中,一种被动稳定杆的稳定杆直径只能对应一种侧倾刚度,即静态刚度。
73.稳定杆还可以为主动稳定杆,主动稳定杆通常包括间隔设置的第一杆部和第二杆部,第一杆部和第二杆部之间通过伺服机构连接,伺服机构可以使第一杆部和第二杆部之间实现断开和结合。这样可以在单侧车轮过坎或者过坑时对另一侧车轮不产生影响,在转向时,通过伺服机构使第一杆部和第二杆部结合,从而调高侧倾刚度。
74.主动稳定杆还可以采用两个电机分别控制第一杆部和第二杆部,通过电机来调整第一杆部和第二杆部的相对扭转速度和相对固定,从而达到动态调整侧倾刚度的目的,同时也可以控制车身纵倾。
75.上述稳定杆,无论是被动稳定杆还是主动稳定杆,均是和轮边总成5或者控制臂2连接,从而使两侧轮跳(轮胎跳动)相互影响,当两侧轮胎同向跳动时,稳定杆对轮心垂向刚度基本没有影响,反向跳动时,则使稳定杆产生扭转运动,从而使悬架系统刚度增加,悬架系统刚度的增加会影响乘坐的舒适性。
76.主动悬架包括主动减振器和空气弹簧,其中主动减振器分为两种,一种与传统减振器类似,仅仅可以通过控制单元来针对实际行驶工况调节阻尼力水平,还是属于阻尼元件;另一种则加入了做功系统,减振器可以通过液压单元来产生力进行做功,对路面激励进行反作用,从而达到提高舒适性和操控性的目标。空气弹簧则主要可以实现弹簧刚度和载荷的变化,从而可以实现不同载荷状态下保持簧载质量的垂向振动频率以及抬高车身的作用,从而可以提升舒适性和通过性。
77.一实施例中,主动悬架相较于图1所示的被动悬架,主要区别在于,采用空气弹簧
取代螺旋弹簧,采用主动减振器取代被动减振器,增加储气筒,液压伺服机构以及空气压缩机。同时取消稳定杆,其功能由主动减振器完成。在车辆直线行驶过程中,主动减振器根据路面振动激励调节阻尼,液压伺服机构可以不参与工作;在车辆弯道行驶时,侧向力使车身产生侧倾,液压伺服机构使外侧主动减振器加长,可以瞬时增加侧倾刚度,同时空气弹簧也可以参与工作,增加侧倾刚度;在车辆进行直线行驶和弯道行驶中,由加速,制动,转向输入等不同工况,采用其他的控制策略。
78.上述主动悬架在车身产生侧倾时,也需要增加侧倾刚度,从而也会影响乘坐的舒适性。
79.基于此,本公开提供了一种悬架系统,在驱动装置与轮边总成之间设置连杆机构,通过连杆机构将驱动装置提供的驱动力转化为输出至轮边总成的输出力,且输出力具有垂向分量,以改变轮胎接地点的垂向力,如此,当车身因收到侧向力而发生侧倾时,能够通过驱动装置经连杆机构调节轮胎接地点的垂向力,而不会影响悬架系统的侧倾刚度,保证车辆的乘坐舒适性。
80.本公开一示例性实施例提供了一种悬架系统,如图5所示,该悬架系统包括相连接的驱动装置10和连杆机构20,驱动装置10用于向连杆机构20提供驱动力,以驱动连杆机构20运动,连杆机构20用于将驱动装置10提供的驱动力转化为输出力并输出至轮边总成100。
81.其中,连杆机构20包括动力输入端201和动力输出端202,动力输入端201与驱动装置10连接,动力输出端202用于连接一个轮边总成100,例如,动力输出端202与轮边总成100转动连接,例如通过衬套或者球销铰接于轮边总成100。连杆机构20配置为,用于将动力输入端201接收到的驱动装置10提供的驱动力转化为动力输出端202的输出力,输出力具有垂向分量。可以理解的,此处所述的输出力的垂直分量指的是输出力在垂直于轮胎接触面的方向上的分量,该垂直分量用于向轮胎提供向上的举升力,或者向轮胎提供向下的下压力,垂直分量的方向例如为图5中所示的a方向。
82.本实施例中,在驱动装置10与轮边总成100之间设置连杆机构20,通过连杆机构20将驱动装置10提供的驱动力转化为输出至轮边总成100的输出力,且输出力具有垂向分量,以改变轮胎接地点的垂向力。如此,当车身因收到侧向力而发生侧倾时,能够通过驱动装置10经连杆机构20调节轮胎接地点的垂向力,改变的是连杆机构20的形态,而不会影响悬架系统的侧倾刚度,保证车辆的乘坐舒适性。另外,该悬架系统省去了稳定杆,通过驱动装置10和连杆机构20配合调节轮胎接地点的垂向力,结构简单,节约成本。
83.连杆机构20例如可以为双曲柄机构、曲柄摇杆机构、曲柄滑块机构等,还可以是各机构单元的组合,本公开对此不作限制,能够通过连杆机构20的形态变换实现对输出力的垂向分量的方向以及大小的调节即可。
84.可以理解的,本实施例中,连杆机构20用于与一个轮边总成100连接,通常车辆中具有四个轮边总成100,则每一个轮边总成100均对应连接一个连杆机构20。驱动装置10可以是只驱动一个连杆机构20运动,也可以是同时驱动多个连杆机构20。
85.本公开一示例性实施例提供一种悬架系统,如图5所示,悬架系统包括驱动装置10和连杆机构20。连杆机构20包括连接杆21和第一控制臂22,连接杆21的一端构成动力输入端201,连接杆21的另一端与第一控制臂22的第一端转动连接,第一控制臂22的第二端构成动力输出端202,第一控制臂22上设置有转动连接部223,转动连接部223用于将第一控制臂
22转动连接于车架或车身。
86.其中,车架例如为承载悬架系统的副车架200,车身例如为承载式车身的车身钢板上。第一控制臂22通过转动连接部223连接于车架或车身上,由于车架、车身为相对固定的结构,因此,转动连接部223的位置也相对固定,从而在第一控制臂22转动时,将第一控制臂22的第一端的力传递至第二端,以通过第一控制臂22的第二端将输出力施加于轮边总成100。
87.通常悬架系统中设置有上、下控制臂,本实施例中,将一控制臂构成连杆机构20的一部分,从而在保证向轮边总成100提供具有垂向分量的输出力的同时,简化结构,降低成本。
88.继续参考图5,悬架系统还包括第二控制臂30,第二控制臂30的第一端用于连接轮边总成100,第二控制臂30的第二端用于连接车架或车身,第二控制臂30位于第一控制臂22上方,第一控制臂22、第二控制臂30、车架以及轮边总成100构成具有垂向运动单自由度运动机构。
89.转动连接部223例如可以为衬套、球销等结构,当然,转动连接部223也可以为其他转动连接结构,能够将第一控制臂22转动连接于车架或车身即可,本公开对此不作限制。
90.一实施例中,如图5所示,连接杆21沿水平方向延伸,驱动装置10向连接杆21提供水平方向的驱动力。本实施例中,将连接杆21设置为水平杆,一方面能够减小悬架系统在垂向的尺寸,使得悬架系统的结构更加紧凑,另一方面,由于车辆的轮胎通常为左右相对布置,则连杆机构20也为左右相对布置,如此,可将驱动装置10设置在相对布置的两个连杆机构20之间,从而方便驱动装置10可同时驱动相对的两个连杆机构20动作。
91.为进一步提高车辆的乘坐舒适性,如图5所示,连接杆21上设置有缓冲装置40,缓冲装置40用于对连接杆21在沿其轴线方向上的运动进行缓冲,避免车辆颠簸,以保证乘坐舒适性。缓冲装置40例如可以为弹簧、阻尼器等能够对运动形成缓冲作用的结构。示例性地,缓冲装置40为弹簧,当连接杆21运动时,弹簧能够在运动方向上提供弹力以及在运动方向上进行伸缩,以保证舒适性。弹簧可以采用空气弹簧,空气弹簧还可以实现刚度的变化,以适应不同的载荷状态。
92.其中,连接杆21可以包括第一连接杆部和第二连接杆部,第一连接杆部的一端与第一控制臂22的第一端连接,第一连接杆部的另一端连接缓冲装置40的一端,第二连接杆部的一端与驱动装置10连接,第二连接杆部的另一端连接缓冲装置40的另一端,第一连接杆部、第二连接杆部以及缓冲装置40的轴线重合,以保证相互之间进行轴线方向的力的传输而不会发生径向错动。
93.一实施例中,如图5所示,第一控制臂22包括呈夹角设置的第一臂部221和第二臂部222,第一臂部221的一端为第一控制臂22的第一端,第二臂部222的第一端为第一控制臂22的第二端,转动连接部223设置于第一臂部221的另一端和第二臂部222的另一端的交接处。例如,第一臂部221的另一端以及第二臂部222的另一端均与转动连接部223侧面连接。
94.相较于相关技术中的二力杆结构控制臂、三角臂结构控制臂,本实施例中,将第一控制臂22设置成弯折结构,一方面能够减小悬架系统在垂向的尺寸,使得悬架系统的结构更加紧凑,另一方面,通过设置第一臂部221与第二臂部222之间的角度,使得输出力具有更多的垂向分量。
95.示例性地,参考图5所示,第一臂部221与第二臂部222相互垂直,连接杆21和第二臂部222均沿水平方向延伸,从而在连接杆21沿水平方向运动时,第一控制臂22施加于轮边总成100上的输出力为垂向力,从而提高力的传输效率。以图5中左侧的连杆机构20为例,当连接杆21向左运动时,第一控制臂22的第一端受到向左的驱动力,则第一控制臂22的第二端向轮边总成100施加向下的输出力;而当连接杆21向右运动时,第一控制臂22的第一端受到向右的驱动力,则第一控制臂22的第二端向轮边总成100施加向上的输出力。右侧的连杆机构20的运动方式类似,在此不再赘述。
96.一实施例中,悬架系统还包括减振器50,减振器50的一端与第二臂部222转动连接,减振器50的另一端用于连接车身,通过设置减振器50来衰减来自路面垂直振动激励,从而进一步提高舒适性。
97.本公开一示例性实施例提供一种悬架系统,如图5所示,悬架系统包括相连接的驱动装置10和连杆机构20,如图6所示,驱动装置10包括缸体13以及设置于缸体13内的第一活塞11和第二活塞12,缸体13固定于车架或车身,第一活塞11和第二活塞12将缸体13的内腔分隔为三个相互隔离的内腔单元,各内腔单元的容积变化用以驱动第一活塞11和第二活塞12运动,驱动装置10具有相对的第一侧和第二侧,驱动装置10的第一侧和第二侧均设置一个连杆机构20,第一活塞11和第二活塞12分别与两侧的连杆机构20连接,例如,第一活塞11通过第一活塞杆与一侧的连杆机构20连接,第二活塞12通过第二活塞杆与另一侧的连杆机构20连接。
98.本实施例中,通过一个缸体13内两个活塞的动作即可实现对两个连杆机构20的驱动,例如,可通过改变各内腔单元内的流体量即可驱动两个活塞的动作,从而进一步简化悬架系统的结构和控制,降低成本。其中的流体例如可以为气体或者液体,响应速度快,从而可适应瞬态工况。
99.作为示例,驱动装置10包括液压控制系统14,液压控制系统14用于向各内腔单元提供液压油,并改变各内腔单元内的液压油量,以驱动第一活塞11和第二活塞12运动,液压控制系统14例如包括液压泵和输油管路,输油管路与各个内腔单元连通,液压泵通过输油管路向各个内腔单元内输送液压油以及从各个内腔单元中抽出液压油,从而改变各内腔单元内的液压油量。采用液压控制系统,其工作频率能够达到60hz以上,从而提高悬架系统的响应速度。
100.一实施例中,如图6所示,缸体13呈沿水平方向延伸的长形结构,第一活塞11和第二活塞12沿水平方向间隔设置于缸体13内,并能够沿缸体13的延伸方向运动。为方便描述,将三个相互隔离的内腔单元由左至右记为第一内腔单元131、第二内腔单元132和第三内腔单元133,对于左侧的连杆机构20,当减小第一内腔单元131的容积并增大第二内腔单元132的容积时,可驱动第一活塞11向左运动,第一活塞11带动连接杆21向左运动,第一控制臂22的第一端受到向左的驱动力,则第一控制臂22的第二端向轮边总成100施加向下的输出力。当增大第一内腔单元131的容积并减小第二内腔单元132的容积时,可驱动第一活塞11向右运动,第一活塞11带动连接杆21向右运动,第一控制臂22的第一端受到向右的驱动力,则第一控制臂22的第二端向轮边总成100施加向上的输出力。右侧的连杆机构20的动作类似,在此不再赘述。
101.本实施例中,驱动装置10可设置多个工作模式,多个工作模式可包括第一工作模
式、第二工作模式、第三工作模式和第四工作模式。当驱动装置处于第一工作模式时,控制第一活塞11和第二活塞12固定不动,从而使得施加于两侧的车轮的输出力保持不变。
102.如图7和图8所示,当驱动装置10处于第二工作模式时,控制第一活塞11和第二活塞12沿缸体13移动,且第一活塞11与第二活塞12之间的间距保持不变,第一活塞11和第二活塞12的运动方向如图7和图8中箭头所示。如图7所示,若第一活塞11和第二活塞12同步向左移动,则左侧轮边总成100受到下压的输出力,右侧轮边总成100受到举升的输出力,如图8所示,若第一活塞11和第二活塞12同步向右移动,则左侧轮边总成100受到举升的输出力,右侧轮边总成100受到下压的输出力。
103.如图9和图10所示,当驱动装置10处于第三工作模式时,控制第一活塞11和第二活塞12做相互靠近或相互远离的相对运动,第一活塞11和第二活塞12的运动方向如图9和图10中箭头所示。如图9所示,当第一活塞11和第二活塞12做相互靠近的相对运动时,左侧轮边总成100和右侧轮边总成100均受到举升的输出力,如图10所示,当第一活塞11和第二活塞12做相互远离的相对运动时,左侧轮边总成100和右侧轮边总成100均受到下压的输出力。
104.当驱动装置10处于第四工作模式时,控制第一活塞11和第二活塞12自由移动。可以理解的是,此处所述的自由运动,指的是第一活塞11不受第二活塞12的位置限制,第二活塞12也不受第一活塞11的位置限制,两者均可运动至缸体13内的任意位置。
105.本实施例中,可根据车辆的行驶状况以及路面情况选择不同的工作模式(后面有具体介绍),以使得驱动装置的工作模式与当前车辆的工况更加匹配,另外,驾驶员也可以根据实际情况手动选择驱动装置的工作模式。
106.本公开一示例性实施例还提供了一种悬架系统的控制方法,该悬架系统的控制方法例如可用于控制如上所述的悬架系统,如图11所示,悬架系统的控制方法包括:
107.s100、获取车辆的状态信息和/或路面信息。
108.该步骤中,车辆的状态信息和路面信息能够反应出车辆当前的工况。其中,车辆的状态信息可以通过检测装置进行检测,也可根据驾驶员对中控台、方向盘等的操控动作确定。路面信息例如可通过路面图像识别、路面扫描等方式确定。
109.s200、基于车辆的状态信息和/或路面信息,控制驱动装置驱动连杆机构动作,以改变输出力的大小和/或方向。
110.本实施例中,根据车辆当前的工况,控制驱动装置驱动连杆机构动作,以改变连杆机构的形态,进而改变输出至轮边总成上的输出力的大小和/或方向,以使得轮边总成的受力与当前的车辆姿态更加适配,进而提高乘坐舒适度。
111.步骤s100中,可根据检测装置检测的信息、驾驶员的操控动作等来获取车辆的状态信息。一实施例中,可获取车辆接收到的控制指令,控制指令包括油门控制指令、转向控制指令和/或制动控制指令,将控制指令作为车辆的状态信息。例如,当驾驶员踩油门时,则可以确定车辆处于加速行驶状态,当驾驶员踩刹车时,则可以确定车辆处于制动状态,当驾驶员向左打方向盘时,可以确定车辆处于左转状态,当驾驶员向右打方向盘时,可以确定车辆处于右转状态。
112.另一实施例中,可获取车辆的车身运动状态信息,车身运动状态信息包括车身的垂直方向、水平方向和/或倾斜方向的速度信息,速度信息例如可以包括线速度信息和角速
度信息,将车辆的车身运动状态信息作为车辆的状态信息。例如,当检测到水平向前的加速度时,则可以确定车辆处于加速行驶状态,当检测到水平向后的加速度时,则可以确定车辆处于制动状态,当检测到左倾的加速度时,可以确定车辆处于左转状态,当检测到右倾的加速度时,可以确定车辆处于右转状态。
113.步骤s100中,可根据路面图像识别、路面扫描等方式确定路面信息,示例性地,可获取车辆行驶路面的路面谱信息,将路面谱信息作为路面信息。通过对路面谱信息进行分析,即可获知当前路面情况,例如当前路面是否平坦、是否有凸起、是否有凹陷等。
114.如前所述,驱动装置具有多个工作模式,如此,可根据车辆的状态信息和/或路面信息控制驱动装置在不同的工作模式之间切换。
115.一实施例中,驱动装置具有第一工作模式,当驱动装置处于第一工作模式时,控制驱动装置中的缸体内的第一活塞和第二活塞固定不动,以使得输出力保持不变。示例性地,当根据车辆的状态信息和/或路面信息确定车辆匀速行驶于平坦路面时,控制驱动装置处于第一工作模式。在该工况下,无需控制连杆机构动作,当车身发生极小侧倾时,可由减振器和缓冲装置负责衰减。
116.一实施例中,驱动装置具有第二工作模式,当驱动装置处于第二工作模式时,控制驱动装置中的缸体内的第一活塞和第二活塞沿缸体移动,且第一活塞与第二活塞之间的间距保持不变,以增大施加于第一活塞和第二活塞移向的车轮的输出力的向下垂直分量,并增大施加于第一活塞和第二活塞远离的车轮的输出力的向上垂直分量。在该实施例中,由于第一活塞和第二活塞为同步移动,因此施加于第一活塞和第二活塞移向的车轮的输出力的向下垂直分量的增量,与施加于第一活塞和第二活塞远离的车轮的输出力的向上垂直分量的增量相等。
117.示例性地,根据车辆的状态信息和/或路面信息确定车辆的一侧车轮经过凸起或凹陷时,或者确定车辆转向时,控制驱动装置处于第二工作模式。例如,根据车辆的状态信息和/或路面信息确定车辆的第一车轮经过凸起时,控制增大施加于第一车轮的输出力的向上垂直分量,如此,将第一车轮举升,以保持车身的稳定。例如,第一车轮为左前轮,则对于左前轮和右前轮之间的驱动装置,第一活塞和第二活塞均向右侧同步运动,从而将左前轮提起。
118.根据车辆的状态信息和/或路面信息确定车辆的第二车轮经过凹陷时,控制增大施加于第二车轮的输出力的向下垂直分量,如此,将第二车轮下压,以保持车身的稳定。例如,第二车轮为左前轮,则对于左前轮和右前轮之间的驱动装置,第一活塞和第二活塞均向左侧同步运动,从而将左前轮下压。
119.根据车辆的状态信息和/或路面信息确定车辆转向时,控制增大施加于转向外侧车轮的输出力的向下垂直分量,并控制增大施加于转向内侧车轮的输出力的向上垂直分量,如此,将内侧车轮下压,外侧车轮上抬,以减少车身侧倾。例如,当车辆左转时,驱动第一活塞和第二活塞均向左侧同步运动,当车辆右转时,则驱动第一活塞和第二活塞均向右侧同步运动。
120.一实施例中,驱动装置具有第三工作模式,当驱动装置处于第三工作模式时,控制驱动装置中的缸体内的第一活塞和第二活塞做相互靠近的相对运动,以同时增大两侧车轮的输出力的向上垂直分量,或者控制第一活塞和第二活塞做相互远离的相对运动,以同时
增大两侧车轮的输出力的向下垂直分量。
121.示例性地,根据车辆的状态信息和/或路面信息确定车辆加速行驶、制动或者行驶于非平坦路面时,控制驱动装置处于第三工作模式。
122.例如,当确定车辆加速行驶时,控制增大施加于左前轮和右前轮的输出力的向上垂直分量,还可以控制增大施加于左后轮和右后轮的输出力的向下垂直分量,如此,使得左前轮和右前轮支撑力减小,左后轮和右后轮支撑力增加,从而抵消加速引起的轴荷后移。示例性地,对于左前轮和右前轮之间的驱动装置,第一活塞和第二活塞做相互靠近的相对运动,从而减小缓冲装置例如弹簧的预载;对于左后轮和右后轮之间的驱动装置,第一活塞和第二活塞做相互远离的相对运动,从而增加缓冲装置例如弹簧的预载。可以理解的,此处所述的左右前后为以驾驶员作为参考的方位,驾驶员左手边前侧的轮胎为左前轮,左手边后侧的轮胎为左后轮,右手边前侧的轮胎为右前轮,右手边后侧的轮胎为右后轮。
123.当确定车辆制动时,控制增大施加于左前轮和右前轮的输出力的向下垂直分量,还可以控制增大施加于左后轮和右后轮的输出力的向上垂直分量,如此,使得左前轮和右前轮支撑力增加,左后轮和右后轮支撑力减小,从而抵消加速引起的轴荷前移。示例性地,对于左前轮和右前轮之间的驱动装置,第一活塞和第二活塞做相互远离的相对运动,从而增加缓冲装置例如弹簧的预载;对于左后轮和右后轮之间的驱动装置,第一活塞和第二活塞做相互靠近的相对运动,从而减小缓冲装置例如弹簧的预载。
124.当确定车辆行驶于非平坦路面时,控制增大施加于各车轮的输出力的向下垂直分量,如此,将车身抬高,例如,控制第一活塞和第二活塞做相互靠近的相对运动,以增加车轮附加于地面的垂向力,从而抬高车身。
125.一实施例中,驱动装置具有第四工作模式,当驱动装置处于第四工作模式时,控制驱动装置中的缸体内的第一活塞和第二活塞自由运动,使得第一活塞和第二活塞均可运动至缸体内的任意位置,以灵活调整两侧车轮所受输出力的大小和方向。
126.示例性地,当确定车辆的一侧车轮经过凸起或凹陷时,或者确定车辆转向时,控制驱动装置处于第四工作模式,以使得车轮的位姿与当前工况更加适配。尤其当车辆发生瞬态回转时,例如麋鹿测试等极限工况时,控制驱动装置处于第四工作模式,可以调整单轴侧倾刚度以及前后侧倾刚度分配,使整车侧向力建立为最优模式,且能够调整轮胎附着力,进而提高操控性。
127.本公开一示例性实施例提供一种车辆,该车辆例如可以为燃油汽车、电动汽车或者油电混动汽车,该车辆包括如上所述的悬架系统,或者采用如上所述的悬架系统的控制方法。
128.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后,将容易想到本发明的其它实施方案。本技术旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
129.应当理解的是,本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
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