天棚慣容懸架系統(tǒng)的模擬實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)及慣容裝置和控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種天棚慣容懸架系統(tǒng)的模擬實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)及慣容裝置和控制方法，天棚慣容懸架系統(tǒng)的模擬實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)由簧載質(zhì)量、彈簧、減振器、非簧載質(zhì)量、輪胎等效彈簧、連續(xù)可調(diào)慣容裝置、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和ECU組成；慣容裝置包括液壓缸、慣容調(diào)節(jié)閥和液體；本發(fā)明基于連續(xù)可調(diào)慣容裝置提供一種天棚慣容控制方法，以半主動(dòng)的方式模擬實(shí)現(xiàn)天棚慣容，其控制效果相當(dāng)于增大了簧載質(zhì)量，降低了車身偏頻，提高了車輛在空載時(shí)的平順性，使車輛具有更好的空、滿載適應(yīng)能力。
【專利說(shuō)明】
天棚慣容懸架系統(tǒng)的模擬實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)及慣容裝置和控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種天棚慣容控制懸架系統(tǒng)和控制方法及其適用于該控制懸架系統(tǒng) 中的慣容裝置，屬于天棚慣容控制懸架系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 車輛在空、滿載時(shí)簧載質(zhì)量變化較大，尤其是載貨汽車。車輛滿載時(shí)簧載質(zhì)量大， 車身偏頻低，具有較好的平順性;空載時(shí)簧載質(zhì)量小，車身偏頻高，平順性較差。為了使車輛 在空、滿載時(shí)都具有較好的平順性，需要保持空、滿載時(shí)的車身偏頻基本不變。
[0003] 由于車身偏頻與簧載質(zhì)量和彈簧剛度有關(guān)，因此，改變車身偏頻的方法有兩種，一 種是改變彈簧剛度，另一種是用"附加質(zhì)量"的方法虛擬改變簧載質(zhì)量。
[0004] 改變彈簧剛度，可以采用合適的非線性彈簧。目前汽車懸架中使用的非線性彈性 特性較為理想的彈性元件主要是空氣彈簧，它利用氣體的可壓縮性來(lái)改變剛度。裝有空氣 彈簧的車輛在空、滿載的情況下車身高度基本保持不變，車身偏頻變化不大，可以在一定程 度上提高車輛的平順性。空氣彈簧雖然能夠保持車輛空、滿載時(shí)的車身偏頻基本不變，但研 究表明，空載工況下空氣彈簧車輛的平順性還是要明顯低于滿載工況。
[0005] 利用"附加質(zhì)量"的方法虛擬增加簧載質(zhì)量也可以降低車身偏頻。目前一種結(jié)構(gòu)較 為簡(jiǎn)單的方法是在傳統(tǒng)懸架的簧載質(zhì)量與非簧載質(zhì)量之間增加一個(gè)慣容器，形成一種彈 簧-阻尼-慣容器三元件并聯(lián)結(jié)構(gòu)的懸架。中國(guó)專利200910103050.1公開(kāi)了一種具有運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn) 換螺旋飛輪的車輛懸架，這種懸架實(shí)際上就是一種彈簧-阻尼-慣容器三元件并聯(lián)的車輛懸 架，中國(guó)專利201020565333.6公開(kāi)了一種慣性質(zhì)量蓄能式直升機(jī)機(jī)身反共振隔振裝置，該 裝置也是一種彈簧-阻尼-慣容器三元件并聯(lián)的懸架。上述的三元件并聯(lián)懸架利用慣容器在 簧載質(zhì)量上虛擬增加"附加質(zhì)量"，達(dá)到降低車身偏頻和加速度低頻峰值的目的，但這也同 時(shí)也增加了非簧載質(zhì)量，導(dǎo)致車身加速度的高頻峰值嚴(yán)重惡化。而且，由于慣容器的慣容是 恒定不變的，因此，它并不能適應(yīng)空、滿載等工況的變化。
[0006] 天棚慣容的思想是設(shè)想將慣容器裝在慣性參考系與簧載質(zhì)量之間，它會(huì)產(chǎn)生一個(gè) 與簧載質(zhì)量加速度方向相反的慣性力，力的大小等于天棚慣容系數(shù)與簧載質(zhì)量加速度的乘 積。與彈簧-阻尼-慣容器三元件并聯(lián)的車輛懸架控制簧載質(zhì)量和非簧載質(zhì)量的相對(duì)加速度 不同，天棚慣容直接控制簧載質(zhì)量的絕對(duì)加速度，而與車輪的絕對(duì)加速度無(wú)關(guān)。因此，天棚 慣容可以有效抵消一部分簧載質(zhì)量的加速度，從而減小簧載質(zhì)量的加速度，提高車輛的平 順性。事實(shí)上，天棚慣容相當(dāng)于只增加了車輛的簧載質(zhì)量，而不會(huì)增加非簧載質(zhì)量，這有利 于降低車身偏頻，提高車輛的平順性，但同時(shí)又不會(huì)使非簧載質(zhì)量的振動(dòng)狀況惡化。然而， 天棚慣容要求慣容器必須與慣性參考系相連，但在車輛懸架系統(tǒng)中，慣容器不可能與慣性 參考系相連，這使得天棚慣容不能被真實(shí)地實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是:第一，提供一種天棚慣容控制懸架系統(tǒng)及其控制方法，以半主動(dòng) 的方式模擬實(shí)現(xiàn)天棚慣容，模擬增大簧上質(zhì)量，達(dá)到降低車身偏頻、提高空載時(shí)平順性的目 的，使車輛具有更好的空、滿載適應(yīng)能力。第二，提供一種應(yīng)用于上述天棚慣容控制懸架系 統(tǒng)的連續(xù)可調(diào)慣容裝置，克服慣容器裝置提供的慣容恒定不變的缺點(diǎn)，克服有級(jí)可調(diào)慣容 裝置不能連續(xù)調(diào)節(jié)慣容的缺點(diǎn)。
[0008] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明解決該技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種天棚慣容懸 架系統(tǒng)的模擬實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，包括簧載質(zhì)量、彈簧、減振器、非簧載質(zhì)量、輪胎等效彈簧、連續(xù)可 調(diào)慣容裝置、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和ECU;所述彈簧、所述減振器和所述連續(xù)可調(diào)慣容裝置設(shè)置在簧載 質(zhì)量與非簧載質(zhì)量之間；所述簧載質(zhì)量和所述非簧載質(zhì)量上分別設(shè)有加速度傳感器，所述 加速度傳感器與所述ECU連接，所述ECU通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述連續(xù)可調(diào)慣容裝置連接。
[0009] 本發(fā)明還提供了一種天棚慣容懸架系統(tǒng)的模擬實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制方法，包括如下步 驟：
[0010] 步驟1:在天棚慣容懸架系統(tǒng)中優(yōu)化天棚慣容系數(shù)bsky的值；
[0011] 步驟2:通過(guò)加速度傳感器分別獲取非簧載質(zhì)量加速度$，簧載質(zhì)量加速度烏并傳 送給ECU;
[0012] 步驟3:E⑶根據(jù)獲取的高、4值，按下式計(jì)算連續(xù)可調(diào)慣容裝置動(dòng)態(tài)慣容系數(shù)b的 大??；
[0013]
[0014]式中：bmax和bmin分別為可調(diào)慣容裝置的最大和最小慣容系數(shù)。
[0015]步驟4:ECU按照動(dòng)態(tài)慣容系數(shù)b的大小控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)與調(diào)節(jié)連續(xù)可調(diào)慣容裝 置，從而連續(xù)調(diào)節(jié)慣容模擬實(shí)現(xiàn)天棚慣容。
[0016] 上述方案中，一種連續(xù)可調(diào)慣容裝置，包括液壓缸和慣容調(diào)節(jié)閥，所述液壓缸包括 缸筒和活塞，所述活塞將所述缸筒分成左右兩個(gè)腔;所述慣容調(diào)節(jié)閥包括閥體和閥芯，所述 閥芯將所述閥體分為左右兩個(gè)腔，所述慣容調(diào)節(jié)閥內(nèi)還設(shè)有螺旋通道，所述螺旋通道將閥 體左右兩個(gè)腔連通，并且所述螺旋通道的長(zhǎng)度會(huì)隨著所述閥體和所述閥芯相對(duì)位移的變化 而變化;所述缸筒左右兩個(gè)腔的筒壁上各設(shè)有一個(gè)開(kāi)口 B，所述閥體左右兩個(gè)腔的閥壁上各 設(shè)有一個(gè)開(kāi)口 A，所述缸筒上的兩個(gè)開(kāi)口 B與所述閥體上的兩個(gè)開(kāi)口 A通過(guò)管路連接在一起。
[0017] 進(jìn)一步地，所述缸筒上的兩個(gè)開(kāi)口 B相對(duì)所述活塞為常開(kāi);所述閥體上的兩個(gè)開(kāi)口 A相對(duì)所述閥芯為常開(kāi)。
[0018] 進(jìn)一步地，所述閥體具有兩個(gè)直徑不同的內(nèi)圓面，分別為大內(nèi)圓面和小內(nèi)圓面，所 述閥芯的外表面與閥體的小內(nèi)圓面相配合將閥體分為左右兩個(gè)腔，閥芯的外表面上設(shè)有螺 旋槽，被小內(nèi)圓面包圍的螺旋槽形成螺旋通道將閥體的左右兩個(gè)腔連通。
[0019] 優(yōu)選的，上述方案中的螺旋槽為定螺距螺旋槽或變螺距螺旋槽。
[0020] 進(jìn)一步地，所述閥體還可以選用另外一種替代方案，包括具有兩個(gè)直徑不同的內(nèi) 圓面，分別為大內(nèi)圓面和小內(nèi)圓面，所述閥芯的外表面與閥體的小內(nèi)圓面相配合將閥體分 為左右兩個(gè)腔，所述閥體的小內(nèi)圓面上設(shè)置有螺旋槽，被閥芯的外表面包圍的螺旋槽形成 螺旋通道將閥體的左右兩個(gè)腔連通。
[0021] 優(yōu)選的，所述螺旋槽仍舊可以選用定螺距螺旋槽或變螺距螺旋槽。
[0022] 本發(fā)明提供的一種連續(xù)可調(diào)慣容裝置具有可以連續(xù)調(diào)節(jié)慣容的特點(diǎn)，比慣容器和 有級(jí)可調(diào)慣容器具有大得多的慣容調(diào)節(jié)范圍。本發(fā)明基于連續(xù)可調(diào)慣容裝置提供一種天棚 慣容控制方法，以半主動(dòng)的方式模擬實(shí)現(xiàn)天棚慣容，其控制效果相當(dāng)于增大了簧載質(zhì)量，降 低了車身偏頻，提高了車輛在空載時(shí)的平順性，使車輛具有更好的空、滿載適應(yīng)能力。此外， 本發(fā)明提供的天棚慣容控制方法只需要加速度傳感器即可，不需速度及位移傳感器，因此， 可以大幅降低半主動(dòng)懸架的硬件成本。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為天棚慣容懸架系統(tǒng)。
[0024]圖2為天棚慣容懸架系統(tǒng)的半主動(dòng)模擬實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)。
[0025]圖3為連續(xù)可調(diào)慣容裝置示意圖。
[0026] 圖4為外螺旋式慣容調(diào)節(jié)閥示意圖。
[0027] 圖5為內(nèi)螺旋式慣容調(diào)節(jié)閥示意圖。
[0028]圖6為直線電機(jī)式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖。
[0029] 圖7為旋轉(zhuǎn)電機(jī)式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖。
[0030] 圖8為車身加速度均方根值對(duì)比圖。
[0031 ]圖9為懸架動(dòng)行程均方根值對(duì)比圖。
[0032]圖10為輪胎動(dòng)載荷均方根值對(duì)比圖。
[0033]圖中，1-天棚慣容2-簧載質(zhì)量3-彈簧4-減振器5-非簧載質(zhì)量6-輪胎等效彈 簧7-加速度傳感器8-連續(xù)可調(diào)慣容裝置9-驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)10-E⑶11-缸筒12-開(kāi)口 B 13-活 塞14-活塞桿B 15-液壓管16-液壓缸17-慣容調(diào)節(jié)閥18-開(kāi)口A 19-閥體20-螺旋槽 21-閥芯22-活塞桿A 23-閥體大內(nèi)圓面24-閥體小內(nèi)圓面25-液體26-直線電機(jī)磁芯 27-直線電機(jī)28-軸承29-軸承座30-水平軌道31-閥體底座32-絲桿33-底座34-聯(lián)軸 器35-電機(jī)座36-旋轉(zhuǎn)電機(jī)
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0035] 圖1是天棚慣容懸架系統(tǒng)，包括天棚慣容1、簧載質(zhì)量2、彈簧3、減振器4、非簧載質(zhì) 量5和輪胎等效彈簧6。所述彈簧3和減振器4設(shè)置在簧載質(zhì)量2與非簧載質(zhì)量5之間；所述天 棚慣容1設(shè)置在慣性參考系和簧載質(zhì)量2之間。所述天棚慣容1會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與簧載質(zhì)量加速 度方向相反的慣性力，力的大小等于天棚慣容系數(shù)與簧載質(zhì)量加速度的乘積，因此，天棚慣 容可以有效抵消一部分簧載質(zhì)量的加速度，從而減小簧載質(zhì)量的加速度，提高車輛的平順 性。
[0036] 圖2是天棚慣容懸架系統(tǒng)的半主動(dòng)模擬實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，包括簧載質(zhì)量2、彈簧3、減振器 4、非簧載質(zhì)量5、輪胎等效彈簧6、加速度傳感器7、連續(xù)可調(diào)慣容裝置8、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)9和E⑶10。 所述彈簧3、減振器4和連續(xù)可調(diào)慣容裝置8設(shè)置在簧載質(zhì)量2與非簧載質(zhì)量5之間。兩個(gè)所述 的加速度傳感器7分別設(shè)置在簧載質(zhì)量2和非簧載質(zhì)量5上，采集簧載質(zhì)量和非簧載質(zhì)量的 加速度信號(hào)并傳至ECU10，ECU10根據(jù)天棚慣容控制方法，控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)9驅(qū)動(dòng)連續(xù)可調(diào)慣容 裝置8,從而連續(xù)調(diào)節(jié)慣容模擬實(shí)現(xiàn)天棚慣容。
[0037] 設(shè)天棚慣容1的慣容系數(shù)為bsky，兩個(gè)加速度傳感器7采集到的簧載質(zhì)量和非簧載 質(zhì)量加速度信號(hào)分別為4和劣，則一種天棚慣容控制方法包括以下步驟：
[0038] 步驟1:在天棚慣容懸架系統(tǒng)中優(yōu)化bsky的值；
[0039] 步驟2:獲取非簧載質(zhì)量加速度備，簧載質(zhì)量加速度％
[0040] 步驟3:ECU10根據(jù)獲取的為、4信號(hào)，按下式計(jì)算連續(xù)可調(diào)慣容裝置(8)動(dòng)態(tài)慣容 系數(shù)b的大??；
[0041]
[0042] 步驟4:ECU(10)按照動(dòng)態(tài)慣容系數(shù)b的大小控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(9)驅(qū)動(dòng)和調(diào)節(jié)連續(xù)可調(diào) 慣容裝置(8)，模擬實(shí)現(xiàn)天棚慣容。
[0043]圖3是所述連續(xù)可調(diào)慣容裝置，包括液壓缸16、慣容調(diào)節(jié)閥17和液體25,所述液壓 缸16和慣容調(diào)節(jié)閥17中充滿液體。所述液壓缸16包括缸筒11和活塞13，所述缸筒11和活塞 13分別作為第一和第二兩個(gè)獨(dú)立可移動(dòng)的端點(diǎn)，在使用時(shí)可以連接到一個(gè)系統(tǒng)中用來(lái)控制 機(jī)械力，所述缸筒11兩端的筒壁上各設(shè)有一個(gè)開(kāi)口B12,所述開(kāi)口B12的設(shè)置原則是不能被 活塞所覆蓋(即，缸筒11上的兩個(gè)開(kāi)口B12相對(duì)所述活塞13為常開(kāi)）。圖3所示的實(shí)施例中，液 壓缸16的活塞桿B14采用了雙出活塞桿的形式，但并不限于此，也可以采用單活塞桿和浮動(dòng) 活塞的形式或雙缸筒的形式，或者是只要能夠驅(qū)動(dòng)液體流動(dòng)的其它的類似形式都是可以 的。
[0044] 圖4是慣容調(diào)節(jié)閥的實(shí)施例一，包括閥體19、閥芯21及螺旋通道，所述閥體19具有 兩個(gè)直徑不同的內(nèi)圓面，分別為大內(nèi)圓面23和小內(nèi)圓面24,所述閥芯21的外表面與閥體19 的小內(nèi)圓面24相配合將閥體19分為左右兩個(gè)腔，閥芯21的外表面上設(shè)有螺旋槽20,被閥體 小內(nèi)圓面24包圍的螺旋槽形成螺旋通道將閥體的左右兩個(gè)腔連通;所述閥體19兩端各設(shè)置 一個(gè)開(kāi)口 A18，使得液壓缸16的液體25可以經(jīng)閥體19的一個(gè)開(kāi)口 A18流進(jìn)，再經(jīng)過(guò)螺旋通道 從閥體19的另一開(kāi)口A18流出，所述開(kāi)口A18的設(shè)置原則是不能被閥芯21所覆蓋(即，所述閥 體19上的兩個(gè)開(kāi)口 A18相對(duì)所述閥芯21為常開(kāi)）；所述閥體19上的兩個(gè)開(kāi)口 A18，通過(guò)兩根液 壓管15分別與所述缸筒11上的兩個(gè)開(kāi)口 12相連通;所述閥體19和閥芯21分別作為第一和第 二兩個(gè)獨(dú)立可移動(dòng)的端點(diǎn)，在使用時(shí)可以通過(guò)連續(xù)調(diào)節(jié)和控制這兩個(gè)端點(diǎn)的相對(duì)位移，來(lái) 連續(xù)調(diào)節(jié)和控制螺旋通道的長(zhǎng)度及通道中液體的質(zhì)量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)慣容的連續(xù)調(diào)節(jié)與控 制。
[0045] 對(duì)于圖3所示的連續(xù)可調(diào)慣容裝置，設(shè)Si是活塞13的有效橫截面積，Μ是閥芯21的 有效橫截面積，P是液體25的密度，D是閥芯21的直徑，d是活塞桿A直徑，r h是螺旋槽20的半 徑，P是螺旋槽20的螺距，w是閥芯21的寬度，X是兩個(gè)端點(diǎn)（閥體19和閥芯21)的相對(duì)位移，則 可調(diào)慣容系數(shù)B(x)為
[0046]
[0047] 由上式可知，可調(diào)慣容系數(shù)B(x)與兩個(gè)端點(diǎn)（閥體19和閥芯21)相對(duì)位移相關(guān)。
[0048] 圖5是慣容調(diào)節(jié)閥的實(shí)施例二，兩個(gè)實(shí)施例的不同之處在于，實(shí)施例一中所述的螺 旋槽20設(shè)在了閥芯21外表面上，而實(shí)施例二所述的螺旋槽20設(shè)在了缸筒小內(nèi)圓面24上。
[0049] 對(duì)于實(shí)施例一和二，所述的螺旋槽20的截面形狀設(shè)計(jì)成半圓形是為了便于加工， 其截面形狀并不限于半圓形，也可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)成其它形狀，而且螺旋槽20可以設(shè)計(jì)成 定螺距的，也可以是變螺距的。
[0050] 圖4和5所示的裝置中，慣容調(diào)節(jié)閥17的活塞桿A22采用了雙出活塞桿的形式，但并 不限于此，也可以采用單活塞桿和浮動(dòng)活塞的形式或雙缸筒的形式等。
[0051 ]圖6是連續(xù)可調(diào)慣容裝置的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的實(shí)施例一，所述慣容調(diào)節(jié)閥17的閥體19與 直線電機(jī)27的機(jī)身固定安裝在一起，直線電機(jī)磁芯26帶動(dòng)慣容調(diào)節(jié)閥17的活塞桿A22直線 運(yùn)動(dòng)，使閥芯21相對(duì)于閥體19運(yùn)動(dòng)，從而調(diào)節(jié)與控制慣容調(diào)節(jié)閥17的慣容系數(shù)大小。
[0052]圖7是連續(xù)可調(diào)慣容裝置驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的實(shí)施例二。底座33上固定安裝有水平軌道30， 兩個(gè)軸承座29和一個(gè)電機(jī)座35。閥體底座31內(nèi)裝有與絲桿32配合的螺母，并且安裝在水平 軌道30上，可以沿水平軌道30滑動(dòng)。絲桿32兩端均裝有軸承并分別固定在兩個(gè)軸承座29上。 電機(jī)座35上固定安裝有旋轉(zhuǎn)電機(jī)36,其中電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器34連接絲桿32。慣容調(diào)節(jié)閥17的 閥體19被固定安裝在閥體底座31上，活塞桿A22的左右兩端分別被固定在左右兩個(gè)軸承座 上。旋轉(zhuǎn)電機(jī)36通過(guò)聯(lián)軸器34帶動(dòng)絲桿32旋轉(zhuǎn)，絲桿32通過(guò)螺母帶動(dòng)閥體底座31水平移動(dòng)， 使閥芯21相對(duì)于閥體19運(yùn)動(dòng)，從而調(diào)節(jié)與控制慣容調(diào)節(jié)閥17的慣容系數(shù)大小。
[0053]為了比較分析半主動(dòng)天棚慣容控制懸架的控制效果，采用振幅為0.1m，頻率為0~ 100Hz的正弦波作為路面速度輸入。半主動(dòng)天棚慣容控制懸架均為空載，即簧載質(zhì)量m2 = 500kg，采用天棚慣容控制方法模擬將簧載質(zhì)量分別增加500kg和1000kg，即bsky分別等于 500kg、1000kg。傳統(tǒng)懸架空載時(shí)，簧載質(zhì)量m2 = 500kg，傳統(tǒng)懸架滿載時(shí)，簧載質(zhì)量m2 = 1500kg。半主動(dòng)天棚慣容控制懸架和傳統(tǒng)懸架的彈簧剛度k、阻尼系數(shù)c、非簧載質(zhì)量m、輪 胎剛度kt均相等。圖8~10是半主動(dòng)天棚慣容控制懸架與空、滿載的傳統(tǒng)懸架的均方根值對(duì) 比圖。
[0054]從圖8可以看出，空載時(shí)車身偏頻為1.99Hz，滿載時(shí)車身偏頻為1.19Hz，可見(jiàn)，傳統(tǒng) 懸架空、滿載時(shí)車身偏頻變化較大，同時(shí)，空載時(shí)車身加速度均方根值的低頻峰值比滿載時(shí) 高47.0%，說(shuō)明傳統(tǒng)懸架空載時(shí)平順性較差。對(duì)于空載工況時(shí)的半主動(dòng)天棚慣容控制懸架， 天棚慣容b sky為500kg時(shí)，其車身偏頻為1.58Hz，車身加速度低頻峰值較傳統(tǒng)懸架空載時(shí)減 小了53.4%，車身加速度高頻峰值較傳統(tǒng)懸架空載時(shí)減小了 12.3% ;天棚慣容bsky為1000kg 時(shí)，車身偏頻為1.26Hz，車身加速度低頻峰值較傳統(tǒng)懸架空載時(shí)減小了69.3 %，車身加速度 高頻峰值較傳統(tǒng)懸架空載時(shí)減小了7.5 %?？梢?jiàn)，對(duì)于半主動(dòng)天棚慣容控制懸架，車身偏頻 的空、滿載變化較小，并且其車身加速度均方根值的低頻峰值要明顯低于空載時(shí)的傳統(tǒng)懸 架對(duì)應(yīng)的均方根值，說(shuō)明天棚慣容控制方法能有效提高空載時(shí)的平順性。由圖9可知，半主 動(dòng)天棚慣容控制懸架動(dòng)行程均方根值的峰值大于空載時(shí)的傳統(tǒng)懸架，且小于滿載時(shí)的傳統(tǒng) 懸架，說(shuō)明在不撞擊限位塊的前提下半主動(dòng)天棚慣容控制懸架比傳統(tǒng)懸架有更高的懸架工 作空間的利用率。從圖10可以看出，半主動(dòng)天棚慣容控制懸架的輪胎動(dòng)載荷均方根值的低 頻峰值要低于滿載時(shí)的傳統(tǒng)懸架，但高頻峰值比空載時(shí)的傳統(tǒng)懸架略有惡化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種天棚慣容懸架系統(tǒng)的模擬實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于，包括簧載質(zhì)量(2)、彈簧(3)、 減振器(4)、非簧載質(zhì)量(5)、輪胎等效彈簧(6)、連續(xù)可調(diào)慣容裝置(8)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(9)和ECU (10);所述彈簧(3)、所述減振器(4)和所述連續(xù)可調(diào)慣容裝置(8)設(shè)置在簧載質(zhì)量(2)與非 簧載質(zhì)量(5)之間；所述簧載質(zhì)量(2)和所述非簧載質(zhì)量(5)上分別設(shè)有加速度傳感器(7)， 所述加速度傳感器(7)與所述ECU(IO)連接，所述ECU(IO)通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(9)與所述連續(xù)可調(diào) 慣容裝置(8)連接。2. -種天棚慣容懸架系統(tǒng)的模擬實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟： 步驟1:在天棚慣容懸架系統(tǒng)中優(yōu)化天棚慣容系數(shù)bsky的值； 步驟2:通過(guò)加速度傳感器(7)分別獲取非簧載質(zhì)量加速度與，簧載質(zhì)量加速度4并傳送 給ECU(IO); 步驟3:ECU(10)根據(jù)獲取的爲(wèi)、.％值，按下式計(jì)算連續(xù)可調(diào)慣容裝置(8)的動(dòng)態(tài)慣容系 數(shù)b的大小；式中：bmax和bmin分別為可調(diào)慣容裝置的最大和最小慣容糸數(shù)； 步驟4:ECU(10)按照動(dòng)態(tài)慣容系數(shù)b的大小控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(9)驅(qū)動(dòng)和調(diào)節(jié)連續(xù)可調(diào)慣容 裝置(8)，模擬實(shí)現(xiàn)天棚慣容。3. -種連續(xù)可調(diào)慣容裝置，其特征在于，包括液壓缸（16)和慣容調(diào)節(jié)閥（17)，所述液壓 缸（16)包括缸筒（11)和活塞（13)，所述活塞（13)將所述缸筒（11)分成左右兩個(gè)腔;所述慣 容調(diào)節(jié)閥（17)包括閥體（19)和閥芯（21)，所述閥芯（21)將所述閥體（19)分為左右兩個(gè)腔， 所述慣容調(diào)節(jié)閥（17)內(nèi)還設(shè)有螺旋通道，所述螺旋通道將閥體（19)左右兩個(gè)腔連通，并且 所述螺旋通道的長(zhǎng)度會(huì)隨著所述閥體(19)和所述閥芯(21)相對(duì)位移的變化而變化;所述缸 筒（11)左右兩個(gè)腔的筒壁上各設(shè)有一個(gè)開(kāi)口 B(12)，所述閥體（19)左右兩個(gè)腔的閥壁上各 設(shè)有一個(gè)開(kāi)口 A(18)，所述缸筒（11)上的兩個(gè)開(kāi)口 B( 12)與所述閥體（19)上的兩個(gè)開(kāi)口 A (18)通過(guò)管路連接在一起。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種連續(xù)可調(diào)慣容裝置，其特征在于，所述缸筒（11)上的兩個(gè) 開(kāi)口 B(12)相對(duì)所述活塞（13)為常開(kāi);所述閥體（19)上的兩個(gè)開(kāi)口 A(18)相對(duì)所述閥芯(21) 為常開(kāi)。5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種連續(xù)可調(diào)慣容裝置，其特征在于，所述閥體（19)具有 兩個(gè)直徑不同的內(nèi)圓面，分別為大內(nèi)圓面(23)和小內(nèi)圓面(24)，所述閥芯(21)的外表面與 閥體（19)的小內(nèi)圓面(24)相配合將閥體（19)分為左右兩個(gè)腔，閥芯(21)的外表面上設(shè)有螺 旋槽(20)，被小內(nèi)圓面(24)包圍的螺旋槽形成螺旋通道將閥體(19)的左右兩個(gè)腔連通。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種連續(xù)可調(diào)慣容裝置，其特征在于，所述螺旋槽(20)為定螺 距螺旋槽或變螺距螺旋槽。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種連續(xù)可調(diào)慣容裝置，其特征在于，所述螺旋槽(20)的截面 形狀設(shè)計(jì)成半圓形。8. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種連續(xù)可調(diào)慣容裝置，其特征在于，所述閥體（19)具有 兩個(gè)直徑不同的內(nèi)圓面，分別為大內(nèi)圓面(23)和小內(nèi)圓面(24)，所述閥芯(21)的外表面與 閥體（19)的小內(nèi)圓面（24)相配合將閥體（19)分為左右兩個(gè)腔，所述閥體（19)的小內(nèi)圓面 (24)上設(shè)置有螺旋槽(20)，被閥芯(21)的外表面包圍的螺旋槽形成螺旋通道將閥體（19)的 左右兩個(gè)腔連通。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種連續(xù)可調(diào)慣容裝置，其特征在于，所述螺旋槽(20)為定螺 距螺旋槽或變螺距螺旋槽。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種連續(xù)可調(diào)慣容裝置，其特征在于，所述螺旋槽(20)的截 面形狀設(shè)計(jì)成半圓形。
【文檔編號(hào)】B60G17/04GK105946498SQ201610300526
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月9日
【發(fā)明人】張孝良, 黃振興, 聶佳梅, 何海, 陳龍
【申請(qǐng)人】江蘇大學(xué)