[发明专利]轮毂驱动电动汽车用带多层附加气室的空气悬架控制方法

说明书

一种轮毂驱动电动汽车用带多层附加气室的空气悬架控制方法，其中带多层附加气室的空气悬架系统包括前悬架系统和后悬架系统两组共四个带多层附加气室的空气弹簧；每组空气弹簧包含一个主气室和一个附加气室两个气室，主气室为膜式柔性橡胶气囊结构，附加气室为刚性多层结构；主气室和附加气室之间用气体管道连结，气体管道上设置一个孔径可调的节流阻尼孔；通过对节流阻尼孔的孔径以及多层附加气室中开关阀开闭状态组合的控制，可实现空气弹簧刚度和阻尼的改变，中央控制器通过计算不同工况下所需的最佳附加气室开关阀开闭状态组合和节流阻尼孔孔径来进行车辆悬架动力学控制，包括车身高度控制、平顺性控制、侧倾控制和俯仰控制。

技术领域

本发明主要涉及空气悬架控制领域，特指一种轮毂驱动电动汽车用带多层附加气室的空气悬架控制方法。

背景技术

随着汽车工业的发展，以节能环保为主题的各种新型车辆成为汽车行业的一个热门领域，基于轮毂电机驱动的电动汽车就作为一类有代表性的新能源车辆而受到广泛关注，由于其分布式的动力结构和节能的动力来源，大大降低了车辆能耗。然而，由于其驱动系统安装在轮毂处，不仅占用了大量空间还使得簧下质量大幅增加，导致了车辆平顺性变差，具体表现为车辆受到路面不平冲击时，其抗俯仰、抗侧倾特性较其他同级别的车辆更差。抗俯仰、抗侧倾特性不仅影响到车辆的舒适性，严重时甚至会影响到行车安全，特别是抗侧倾特性差的车辆行车过程中更容易发生侧翻事故，造成难以挽回的人员伤害。

空气弹簧作为一种以气体为介质的弹性元件，因其具有较为理想的非线性特性，常作为缓冲元件安装到车辆悬架系统中，即空气悬架。然而，普通空气悬架也具有结构单一，难以实现悬架性能的控制等局限性。悬架的控制是指悬架的特性如刚度特性、阻尼特性能够根据不同的实际情况进行调整，使悬架能够更加适应实际工况，以获得更加优异的悬架性能。能够通过控制实现悬架刚度及阻尼调节的悬架也称为半主动悬架。综上，为了提高轮毂驱动电动汽车的性能，可以提出一种能够实现性能控制的空气悬架系统，并提出控制方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于：针对轮毂驱动电动汽车平顺性、抗俯仰、抗侧倾特性等方面存在的缺陷，提出一种可靠性高、适用性强，且能有效改善车辆抗俯仰、抗侧倾特性及平顺性的带多层附加气室空气悬架系统并给出控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

提供一种轮毂驱动电动汽车用带多层附加气室的空气悬架系统，主要包括前悬架系统和后悬架系统两组共四个带多层附加气室的空气弹簧。每个空气弹簧包含一个主气室和一个附加气室，其中主气室为膜式柔性橡胶气囊结构，属于弹簧的承载部件，其下端活塞接受来自地面传到轮胎的力作用，上端弹簧盖板支撑着车身质量；而附加气室为刚性多层结构，由多层空腔组成；主气室和附加气室之间用气体管道相联结，气体管道上设置一个孔径可调的节流阻尼孔，其本质上是一个内径可调的高精度电磁阀；每个空气弹簧的控制器能同时对节流阻尼孔和开关阀进行独立控制；每个空气弹簧安装有测量活塞位移的传感器，位移传感器与中央控制器相连；中央控制器分别与每个空气弹簧的控制器连接。

所述空气悬架系统中每个空气弹簧位于气体管道上的节流阻尼孔的内径是可改变的，通过控制器可以实现其内径的高精度连续调节。节流阻尼孔对流过气体有限制作用，使得所述空气弹簧具有空气阻尼特性。节流阻尼孔的内径调节由控制器的电信号控制，通过调整节流阻尼孔的内径大小可以改变弹簧阻尼特性。

所述空气悬架系统中空气弹簧的刚性多层附加气室由多层空腔组成，不同空腔之间通过开关阀串联连接。每个开关阀的开闭都由控制器独立控制，当两层空腔之间的开关阀处于开启状态时，两空腔之间相互连通，空腔容积视为一个整体；通过不同开关阀开闭状态的组合，可以获得不同的附加气室容积。