[发明专利]一种容积无级可调的空气弹簧及其控制方法

摘要

本发明公开了一种容积无级可调的空气弹簧及其控制方法，包括与车架固定连接的盖板、气囊、固定于车轴弹簧座上的底座、填充于底座内腔中的活塞、连杆、曲轴及电动机，所述气囊的上封口与盖板过盈配合，下封口与底座过盈配合且活塞以上空间贯通下封口，所述活塞的活塞销通过连杆与曲轴的曲轴销相连，所述电动机控制曲轴转动并通过连杆带动活塞在底座中往复运动改变气囊的容积。本发明中曲轴、连杆及活塞机构直接安装在底座内腔，在步进电机驱动下活塞可以在底座内腔沿轴向上下往复移动，活塞所扫过的容积等于空气弹簧容积变化量，无需外部再设置附气室就可以实现空气弹簧容积，节约了有限的悬架安装空间。

主权项

1.一种容积无级可调的空气弹簧的控制方法，其特征在于：空气弹簧包括与车架固定连接的盖板、气囊、固定于车轴弹簧座上的底座、填充于底座内腔中的活塞、连杆、曲轴及电动机，所述气囊的上封口与盖板过盈配合，下封口与底座过盈配合且活塞以上空间贯通下封口，所述活塞的活塞销通过连杆与曲轴的曲轴销相连，所述电动机控制曲轴转动并通过连杆带动活塞在底座中往复运动改变气囊的容积；所述曲轴通过齿轮传动与电动机的输出轴配合，且曲轴转角θ与输出轴转角α满足如下关系：其中：Z1为主动轮齿数，Z2为从动轮齿数；所述气囊的统计变化量ΔV与曲轴转角θ满足如下关系式：其中，Aeff为活塞头部上表面的几何面积，R为曲轴半径，λ为曲轴连杆比；控制方法包括以下步骤：(1)在车辆行驶过程中，采集空气弹簧内部气压和车辆行驶速度；(2)根据气压和车速找到车身垂向加速度最小时所对应的空气弹簧容积，计算得到的空气弹簧容积与当前空气弹簧容积之差即为ΔV，根据ΔV与曲轴转角θ的关系算出曲轴转角θ，根据曲轴转角θ与电动机输出轴转角α间的关系，得到电动机输出轴转角α，根据α控制电动机输出轴的转动角度；(3)控制电动机逆时针或顺时针转动使曲轴旋转带动连杆推动活塞向上或下动作，以此调节活塞上部空间连通气囊内部的容积。