[发明专利]一种分体作动式油气主动悬架及控制方法

说明书

本发明提供一种分体作动式油气主动悬架及控制方法。所述悬架包括：悬架控制器，液力式作动器，与悬架控制器电连接的电机式作动器和用于采集悬架系统运动状态信息的传感器，所述电机式作动器通过液压油管道与液力式作动器连接；悬架控制器基于传感器输出信号，按照一定的控制算法输出控制信号对电机式作动器进行控制，电机式作动器通过液压传递驱动液力式作动器动作，从而实现对悬架系统的主动控制。本发明保留传统被动油气悬架的液力式作动器，能够降低被动油气悬架的主动化改造成本与难度。在道路条件较好的行驶工况下，通过停止对伺服电机的控制上电，由液力式作动器对悬架系统进行被动控制，可降低功耗达到节能的目的。

技术领域

本发明属于汽车控制技术领域，具体涉及一种分体作动式油气主动悬架及控制方法。

背景技术

随着车辆电动化及智能化的飞速发展，人们对于车辆乘坐舒适性和操纵稳定性的需求标准也不断提高。对于在外形和重量等方面超过设计车辆限界和有着特殊用途的特种车辆及工程车辆而言，除需要考虑车载人体对振动的感知外，更需要考虑到特种用途对车辆行驶性能的更高要求，而车辆悬架系统的设计则是改善这一关键性能的重要一环。一般可根据车辆悬架系统的阻尼和刚度是否可调节变化将悬架系统分为被动悬架、半主动悬架和主动悬架。常见的被动悬架由弹簧和阻尼器等元件组成，其参数无法根据工况的变化进行调节，对于变工况的自适应性不佳；半主动悬架通常由刚度可调节的弹簧或阻尼可调的减振器组成，其系统在工作时一般根据簧载质量的加速度响应等反馈信号，应用控制律进行弹簧刚度系数和减振器阻尼系数的调节，从而使车辆悬架系统的特性能够实时变化。而主动悬架则采用有源可控装置作为悬架作动器，根据车辆运动姿态的输入及其主动控制策略，计算并发送出所需的悬架作动器控制信号，主动地调整和产生悬架控制力，始终使得悬架系统的性能处于最佳状态。因此，其相比传统的被动悬架和半主动悬架有着更好的自适应特性，相对前者在性能方面有着较大优势。目前常见的主动悬架类型主要包括空气主动悬架，电磁流变主动悬架和油气主动悬架。

对于特种车辆及工程车辆而言，油气悬架与板簧悬架的应用十分广泛。与板簧悬架相比，油气悬架由于刚度能够动态调节并能调节车身高度提高道路通过性，一定程度上能更好地满足车辆在复杂路况行驶条件下的性能需求。但被动油气悬架的刚度变化特性取决于蓄能器中的不可变充气压力，因此存在着刚度调节范围有限的情况，限制了车辆行驶性能的进一步提高，因此将主动悬架技术与油气悬架技术相结合有着巨大应用前景。现有主动油气悬架系统一般在被动油气悬架基础之上为蓄能器外接液压油源，经由控制器控制油源管路上的比例阀达到连续调节悬架系统刚度特性和主动控制的目的，虽然该系统具有单位储能比大、结构紧凑和刚性闭锁等优点，但液力式结构也存在着响应慢，蓄能效率低，结构复杂和维护困难等缺点。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种分体作动式油气主动悬架及控制方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

第一方面，本发明提供一种分体作动式油气主动悬架，包括：悬架控制器，液力式作动器，与悬架控制器电连接的电机式作动器和用于采集悬架系统运动状态信息的传感器，所述电机式作动器通过液压油管道与液力式作动器连接；悬架控制器基于传感器输出信号，按照一定的控制算法输出控制信号对电机式作动器进行控制，电机式作动器通过液压传递驱动液力式作动器动作，从而实现对悬架系统的主动控制。

进一步地，所述电机式作动器主要包括：与悬架控制器电连接的伺服电机，通过液压油管道与液力式作动器连接的活塞，所述伺服电机的输出轴通过减速器和传动机构与所述活塞交连。

进一步地，所述悬架还包括安装在连接电机式作动器和液力式作动器的液压油管道上的阻尼阀系。

进一步地，所述悬架还包括通过管路与电机式作动器液压油腔连接的液压油源，以及安装在液压油源出口管路上的电磁阀，所述电磁阀的控制端与悬架控制器电连接。