一种动态车身高度调节系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种涉及车辆悬架的动态车身高度调节系统及方法，包含压缩缸、高度调节装置、顶杆、高度传感器、放气电磁阀和控制器，当车身高度需要升高时，控制器发出正转电信号至高度调节装置，高度调节装置与顶杆之间的上下距离变小直至高度调节装置下端面碰触到顶杆上端面，使高度调节装置连同大活塞一起向上运动，压缩空气进入空气弹簧，为空气弹簧补气，车身高度升高；当车身高度需要降低时，控制器输出反转信号至高度调节装置，高度调节装置与顶杆之间的上下距离变大，同时控制放气电磁阀对空气弹簧进行放气操作，车身高度降低；在车辆行驶过程中主动地控制充放气，保证车辆舒适性与操稳性，节约能量，无需附加空气压缩机和储气罐。

System and method for regulating dynamic body height

The present invention relates to a vehicle suspension dynamic vehicle body height adjustment system and method, comprising a compression cylinder, a height adjusting device, a push rod, a height sensor, the discharge valve and the controller, when the height of the body to rise, the controller sends forward electrical signal to a height adjusting device, adjusting the height between the device and the top rod on the smaller distance until the height adjusting device of the lower end face of the top end of the touch rod, a height adjusting device with large piston upward movement, compressed air into the air spring, air spring Qi, body height increased; when the height of the body needs to be reduced, the controller output signal to the inversion height adjusting device, adjusting the height between device and a top rod on the distance becomes larger, while controlling the discharge valve for discharging operation of air spring, the body height is reduced; in the car In the process of driving, the utility model can control the charging and discharging to ensure the comfort and the stability of the vehicle, and save energy.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及车辆悬架中的空气弹簧领域，具体是一种能够对车辆车身高度进行调节的系统。
技术介绍
空气弹簧由于减振特性优良、高度方便可调，被广泛的应用于汽车悬架上。通过调节空气弹簧高度即实现车身高度的调节。车身高度调节分为静态车身高度调节和动态车身高度调节，其中静态指在车辆停车时进行车身高度调节，动态是指在车辆行驶过程中进行车身高度调节。但无论动态调节还是静态调节，现有的空气弹簧高度调节都需要通过控制器控制气体压缩机将空气压缩进储气罐，同时控制充放气电磁阀对空气弹簧进行充放气操作，因此经常需要启动压缩机将空气压缩至储气罐，空气压缩机能耗较大，同时压缩机、储气罐等占用较大空间。
技术实现思路
本专利技术针对现有车辆车身高度调节技术的不足，提供了一种动态车身高度调节系统及其方法，无需压缩机和储气罐，利用车辆悬架振动能量，在车辆行驶过程中控制空气弹簧高度，动态调节车身高度，保证车辆舒适性与操稳性。本专利技术一种动态车身高度调节系统采用的技术方案是：包含压缩缸、高度调节装置、顶杆、高度传感器、放气电磁阀和控制器，压缩缸的缸体上端固定连接车辆簧上质量，压缩缸的缸体是倒T型的空腔结构，下段的内径大于上段的内径，压缩缸下段的内腔下端密封连接能够沿压缩缸下段内壁上下移动的大活塞，压缩缸上段的内腔中密封连接能够沿压缩缸上段内壁上下移动的小活塞，大活塞和小活塞之间形成的下方油腔中充满液压油，小活塞和压缩缸顶端之间形成的上方气室中设有回位弹簧，外部空气通过进气单向阀进入所述上方气室，所述上方气室通过出气单向阀连接空气弹簧；大活塞的下端连接高度调节装置，高度调节装置的正下方设有固定连接在车辆簧下质量上的顶杆；空气弹簧的出气口经放气电磁阀连通外部空气，高度传感器上端固定连接簧上质量上、下端固定连接簧下质量；放气电磁阀、高度传感器和高度调节装置分别连接控制器，控制器调节高度调节装置与顶杆之间的上下距离。所述高度调节装置由内外同轴嵌套的外转子电机、内调节环和外调节环组成，最外部的外调节环底部是敞口，顶部是封口，其顶部固定连接大活塞顶端；外调节环内部是内调节环，内调节环通过外壁设有的两条沿轴线方向的凸台和外调节环内壁上的凹槽间隙配合；内调节环E2的顶部是敞口，底部是封口，在内调节环内部是外转子电机，外转子电机的定子上端与外调节环顶部固定连接，外转子电机的转子外壁与内调节环内壁之间通过螺纹连接。本专利技术一种动态车身高度调节系统的调节方法采用的技术方案是包含以下步骤：（1）当车身高度需要升高时，控制器发出正转电信号至高度调节装置，高度调节装置与顶杆之间的上下距离变小直至高度调节装置下端面碰触到顶杆上端面，使高度调节装置连同大活塞一起向上运动；当上方气室的压缩空气压力超过外界空气的压力时，进气单向阀关闭，当上方气室的压缩空气压力超过空气弹簧内气体的压力时，出气单向阀被压缩空气顶开，压缩空气进入空气弹簧，为空气弹簧补气，车身高度升高，（2）当车身高度需要降低时，控制器输出反转信号至高度调节装置，高度调节装置与顶杆之间的上下距离变大，同时控制放气电磁阀对空气弹簧进行放气操作，车身高度降低。本专利技术相对现在技术具有的优点是：1、本专利技术利用车辆悬架振动能量，在车辆行驶过程中，通过控制器控制对空气弹簧补气的快慢程度，将空气压缩至空气弹簧中，同时通过控制放气电磁阀对空气弹簧进行放气操作，能够主动地控制充放气，从而控制空气弹簧高度，保证车辆舒适性与操稳性，节约能量，无需附加空气压缩机和储气罐，可以取代传统的由压缩机、储气罐组成的车身高度调节装置。2、本专利技术能够连续计算目标车身高度并利用悬架震动的能量为空气弹簧充气，当悬架震动幅度较小时，控制器可以控制放气电磁阀打开，给空气弹簧放气，降低车身高度，提高车辆的操稳性；当悬架震动幅度较大时，控制器控制高度调节装置中的外转子电机旋转，使内调整环沿轴向向外运动，使高度调节装置整体高度变大，更容易被触发补气，从而往空气弹簧内更多的补气，提高车身高度避免悬架撞击限位块，从而提高车辆通过性与舒适性。附图说明图1为本专利技术一种动态车身高度调节系统的结构示意图；图2为图1中调节装置E放大的主视剖面图；图3为图2中的俯视剖面图；图4为图1所示系统在升高车身高度时的过程图；图中：A.进气单向阀；B.出气单向阀；C.放气电磁阀；CO控制器；D0.压缩缸；D1.大活塞；D3.液压油；D2.小活塞；D4.回位弹簧；E.高度调节装置；E1.外转子电机；E2.内调节环；E3.外调节环；F.顶杆；G.高度传感器；H1.簧上质量；H2.簧下质量；KT.空气弹簧；ZN.阻尼器。具体实施方式如图1所示，车辆悬架中的空气弹簧KT与阻尼器ZN并联，共同安装在车辆的簧下质量H2与簧上质量H1中间。本专利技术一种动态车身高度调节系统包含压缩缸D0、高度调节装置E、顶杆F、高度传感器G、放气电磁阀C和控制器CO。其中，压缩缸D0的缸体上端固定连接于车辆簧上质量H1，压缩缸D0的下端连接高度调节装置E，高度调节装置E的正下方设有顶杆F，并且顶杆F固定连接在车辆簧下质量H2上，顶杆F和高度调节装置E之间具有一定的间隙。压缩缸D0的缸体是倒T型的空腔结构，下段的内径大于上段的内径。在压缩缸D0的缸体内腔中由下至上依次设有大活塞D1、液压油D3、小活塞D2和回位弹簧D4。压缩缸D0下段的内腔下端是大活塞D1，大活塞D1与压缩缸D0下段之间密封连接，大活塞D1既是压缩缸D0的底盖，又能够沿压缩缸D0下段的内壁上下移动。高度调节装置E的上端固定连接大活塞D1，并且大活塞D1的外径小于大活塞D1的外径。顶杆F位于高度调节装置E的正下方，顶杆F的外径小于大活塞D1的外径。在空气弹簧KT正常工作不需要充气时，顶杆F的上端面与高度调节装置E的下端面不接触，顶杆F与高度调节装置E之间具有一定的间隙。压缩缸D0上段的内腔中设有小活塞D2，小活塞D2与压缩缸D0上段内壁之间密封连接，小活塞D2能够沿压缩缸D0上段的内壁上下移动。在大活塞D1和小活塞D2之间形成一个密封的下方油腔，在这个下方油腔中充满液压油D3。小活塞D2和压缩缸D0顶端之间形成一个密封的上方气室，小活塞D2的上端固定连接回位弹簧D4的下端，回位弹簧D4的上端固定连接于簧上质量H1。在上方气室的侧壁上开有一个进气口和一个出气口，进气口连接进气单向阀A，外部空气K可通过进气单向阀A进入上方气室，出气口通过出气单向阀B连接空气弹簧KT，上方气室中的气体可通过出气单向阀B进入空气弹簧KT中。压缩缸D0、高度调节装置E以及顶杆F三者的中心轴共线，也与大活塞D1、小活塞D2和回位弹簧D4的中心轴共线。空气弹簧KT的出气口经放气电磁阀C连通外部空气K，放气电磁阀C经信号线连接控制器CO，放气电磁阀C可以接收控制器CO的电信号并由控制器CO控制其开闭，放气电磁阀C在通电时电磁阀打开，断电后电磁阀关闭。高度传感器G与空气弹簧KT和阻尼器ZN并联连接，即高度传感器G上端固定在簧上质量H1上，下端固定在簧下质量H2上。高度传感器G经信号线连接控制器CO，可以将将簧上质量H1相对于簧下质量H2上下两端的高度差转化为电信号并输入控制器CO中。控制器CO固定在簧上质量H1上，分别经信号线连接高度传感器G、放气电磁阀C，经控制线连接高度调节装置E，控制高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动态车身高度调节系统，其特征是：包含压缩缸（D0）、高度调节装置（E）、顶杆（F）、高度传感器（G）、放气电磁阀（C）和控制器（CO），压缩缸（D0）的缸体上端固定连接车辆簧上质量（H1），压缩缸（D0）的缸体是倒T型的空腔结构，下段的内径大于上段的内径，压缩缸（D0）下段的内腔下端密封连接能够沿压缩缸（D0）下段内壁上下移动的大活塞（D1），压缩缸（D0）上段的内腔中密封连接能够沿压缩缸（D0）上段内壁上下移动的小活塞（D2），大活塞（D1）和小活塞（D2）之间形成的下方油腔中充满液压油（D3），小活塞（D2）和压缩缸（D0）顶端之间形成的上方气室中设有回位弹簧（D4），外部空气通过进气单向阀（A）进入所述上方气室，所述上方气室通过出气单向阀（B）连接空气弹簧；大活塞（D1）的下端连接高度调节装置（E），高度调节装置（E）的正下方设有固定连接在车辆簧下质量（H2）上的顶杆（F）；空气弹簧（KT）的出气口经放气电磁阀（C）连通外部空气，高度传感器（G）上端固定连接簧上质量（H1）、下端固定连接簧下质量（H2）；放气电磁阀（C）、高度传感器（G）和高度调节装置（E）分别连接控制器（CO），控制器（CO）调节高度调节装置（E）与顶杆（F）之间的上下距离。...

【技术特征摘要】
1.一种动态车身高度调节系统，其特征是：包含压缩缸（D0）、高度调节装置（E）、顶杆（F）、高度传感器（G）、放气电磁阀（C）和控制器（CO），压缩缸（D0）的缸体上端固定连接车辆簧上质量（H1），压缩缸（D0）的缸体是倒T型的空腔结构，下段的内径大于上段的内径，压缩缸（D0）下段的内腔下端密封连接能够沿压缩缸（D0）下段内壁上下移动的大活塞（D1），压缩缸（D0）上段的内腔中密封连接能够沿压缩缸（D0）上段内壁上下移动的小活塞（D2），大活塞（D1）和小活塞（D2）之间形成的下方油腔中充满液压油（D3），小活塞（D2）和压缩缸（D0）顶端之间形成的上方气室中设有回位弹簧（D4），外部空气通过进气单向阀（A）进入所述上方气室，所述上方气室通过出气单向阀（B）连接空气弹簧；大活塞（D1）的下端连接高度调节装置（E），高度调节装置（E）的正下方设有固定连接在车辆簧下质量（H2）上的顶杆（F）；空气弹簧（KT）的出气口经放气电磁阀（C）连通外部空气，高度传感器（G）上端固定连接簧上质量（H1）、下端固定连接簧下质量（H2）；放气电磁阀（C）、高度传感器（G）和高度调节装置（E）分别连接控制器（CO），控制器（CO）调节高度调节装置（E）与顶杆（F）之间的上下距离。2.根据权利要求1所述一种动态车身高度调节系统，其特征是：所述高度调节装置（E）由内外同轴嵌套的外转子电机（E1）、内调节环（E2）和外调节环（E3）组成，最外部的外调节环（E3）底部是敞口，顶部是封口，其顶部固定连接大活塞（D1）顶端；外调节环（E3）内部是内调节环（E2），内调节环（E2）通过外壁设有的两条沿轴线方向的凸台和外调节环（E3）内壁上的凹槽间隙配合；内调节环（E2）的顶部是敞口，底部是封口，在内调节环（E2）内部是外转子电机（E1），外转子电机（E1）的定子上端与外调节环（E3）顶部固定连接，外转子电机（E1）的转子外壁与内调节环（E2）内壁之间通过螺纹连接。3.根据权利要求1所述一种动态车身高度调节系统，其特征是：高度调节装置（E）和顶杆（F）的外径均小于大活塞（D1）的外径。4.根据权利要求1所述一种动态车身高度调节系统，其特征是：小活塞（D2）的上端固定连接回位弹簧（D4）的下端，回位弹簧（D4）的上端固定连接于簧上质量（H1）。...

【专利技术属性】
技术研发人员：江洪，王子豪，王玉杰，薛红涛，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32