[发明专利]一种空气弹簧容积调节机构及其控制方法

说明书

本发明公开一种空气弹簧的容积调节机构及其控制方法，空气弹簧的容积调节机构包括固定渐开型面板、旋转渐开型面板、中心转轴、主动齿轮、从动齿轮、驱动电机，驱动电机依次带动齿轮组、旋转中心轴、旋转渐开型面板做顺时针或逆时针旋转运动，即可改变空气弹簧的工作容积，达到改变空气弹簧的刚度的目的。并基于多智能体的协同控制策略，系统智能体根据工况选择与其对应的目标函数,并通过人工智能鱼群算法优化出当前各空气弹簧所需的最佳容积，各悬架子智能体协同配合并控制各电机转动角度，控制各个悬架在工作过程中空气弹簧处于最佳容积，以适应车辆各种行驶工况，达到改善悬架系统综合性能的目的。

技术领域

本发明涉及车辆悬架系统弹性元件技术，具体涉及一种空气弹簧容积调节机 构及其控制方法。

背景技术

空气弹簧是利用密封空气的气压和可压缩性实现静态承载和动态回弹的作 用，与传统的螺旋弹簧和钢板弹簧相比，空气弹簧悬架具有非线性特性，可使车 辆悬架频率偏频和车身高度均可以保持不变等优点。由于车辆工况和道路环境复 杂，能够主动调节功能的空气弹簧比普通空气弹簧更能适应整车性能要求，如何 开发能主动控制的空气弹簧结构及其控制方法受到广大工程技术人员的广泛关 注。

目前，比较常见的方法是通过改变空气弹簧工作容积来调控空气弹簧的力学 特性，譬如专利号CN103244597B提出了空气弹簧外置若干附加气室，不同的附 加气室与空气弹簧主气室通过通断组合实现不同的空气弹簧实际工作体积，以此 实现刚度的多级调节。

然而，实际的路面不平度对车轮的激励是随机激励，并且还有车载、车速、 行驶方向等因素的改变，有级调节并不能够精确的适应各种工况，只有无级调节 才能更好地适应各种工况。譬如专利CN102261416B提出一种附加气室的无级调 节机构，然而现有的无级调节机构因在车辆行驶过程中易受纵向力而导致附加气 室的容积波动，所以一般只能使用管路将主气室与附加气室相连，不能根据安装 的需求来合理分配车辆的安装空间。

为了综合考虑调节性能和安装空间，就需要设计一种能够根据实际安装需求 的附加气室的无级调节机构。

发明内容

发明目的：

本发明的目的在于解决现有技术中存在的不足，提供一种空气弹簧容积调节 机构及其控制方法。

技术方案：本发明的一种空气弹簧容积调节机构，包括附加气室和安装于附 加气室底端的下底座，所述附加气室内设有固定渐开型面板、旋转渐开型面板和 旋转中心轴，旋转中心轴沿附加气室的中轴线方向竖直设立，旋转渐开型面板的 内侧边沿旋转中心轴竖直安装，固定渐开型面板固定竖直安装于附加气室外筒壁 的内表面，且与附加气室下底座上表面垂直安装，同时与旋转中心轴竖直紧密相 切，固定渐开型面板与旋转渐开型面板相互嵌套，并将附加气室内腔区分为工作 空间和非工作空间；所述下底座的内腔中设有与旋转中心轴相连的驱动电机，驱 动电机驱动旋转中心轴做顺时针或逆时针转动，进而带动旋转渐开型面板做顺时 针或逆时针转动，最终改变空气弹簧的工作容积。

其中，附加气室中的旋转渐开型面板在旋转过程中受空气阻力作用较小，方 便调节空气弹簧容积；同时因附加气室内旋转渐开型面板和固定渐开型面板竖直 安装，附加气室内部压力波动对旋转轴保持在特定的位置影响小；此外，结构简 单，不易发生故障，有效可靠的实现了容积的连续可调。

进一步的，附加气室的顶端覆盖有上盖板，上盖板上开设有连通孔，连通孔 连接主气室和附加气室中的工作空间；所述附加气室外壁上开设有贯通孔，贯通 孔连接附加气室非工作空间与大气(内贴合的时候贯通孔的位置也能满足大气与 附加气室非工作区间连同。

进一步的，所述下底座内腔中还包括主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮与驱动 电机的输出轴相连，主动齿轮与从动齿轮相啮合，从动齿轮与旋转中心轴的底端 相连，旋转中心轴的底端穿出附加气室内腔并延伸至下底座内腔中。