【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及汽车电控主动悬架领域，尤其是涉及一种双模式液压悬架系统及其控制方法。
技术介绍
1、传统被动悬架系统由于刚度阻尼参数固定，其性能始终无法兼顾车辆操纵稳定性性与平顺性的需求。电控悬架系统由于其参数可调，引起广泛关注。然而，时滞问题是影响可控悬架性能的重要因素之一，而且可能带来严重的安全问题。引起时滞的因素包括信号采集过程中的时滞、信号传输中的时滞、计算的时滞以及作动器建立控制作用的时滞。
2、现有的悬架系统及其控制方法采用集中式主动液压悬架，可以通过四个液压缸共用一个动力源实现主动悬架的功能，达到节省成本、降低能耗的效果，或者采用半主动模式，应对较小的垂向、纵向以及侧倾加速度等工况，但是现有技术目前没有很好的切换主动和半主动模式的方法，导致车身的平顺性和操纵稳定性不强。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了提供主动力以进一步提高车身的平顺性和操纵稳定性而提供的一种双模式液压悬架系统及其控制方法。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、一种双模式液压悬架系统，系统包括四个相同的子系统、ecu以及与ecu控制器连接的控制模块，所述四个相同的分别为左前子系统、右前子系统、左后子系统和右后子系统，每个子系统对应一个车轮，所述子系统包括悬架弹簧、双作用液压缸、单向电磁阻尼阀、伺服阀和高压蓄能器，所述控制模块包括高压蓄能器端压力传感器、低压蓄能器端压力传感器、单向导通阀、单向液压泵、电机、低压蓄能器；
4、每个子
5、进一步地，所述高压蓄能器端压力传感器连接高压蓄能器，所述低压蓄能器端压力传感器连接低压蓄能器。
6、进一步地，对应部分的车身和车轮之间连接悬架弹簧和双作用液压缸。
7、本专利技术还提出一种双模式液压悬架系统的控制方法，基于上述的一种双模式液压悬架系统，方法具体包括低频波形路面工况、侧倾工况、制动工况和加速工况下的控制方法；
8、四种的控制方法具体为：
9、低频波形路面工况下，左前子系统对应的车轮被抬高，此时ecu控制器检测车身状态，当采集信号或采集信号的数学组合大于设计阈值时，系统进入主动模式，ecu控制器将控制信号传递给左前子系统的伺服阀，左前子系统的伺服阀切换为下位，单向液压泵通过左前子系统的伺服阀增加左前子系统的双作用液压缸有杆腔油量，左前子系统的双作用液压缸无杆腔液压油通过左前子系统的伺服阀下位回油，系统通过提供主动压缩力降低左前侧车身；
10、侧倾工况下，内侧的车身有抬高趋势，此时ecu控制器检测车身状态，当采集信号或采集信号的数学组合大于设计阈值时，系统进入主动模式，ecu控制器将控制信号传递给左前子系统和左后子系统的伺服阀以及右前子系统和右后子系统的伺服阀，左前子系统和左后子系统的伺服阀切换为上位，右前子系统和右后子系统的伺服阀切换为下位，单向液压泵通过左前子系统和左后子系统的伺服阀增加对应的左前子系统和左后子系统的双作用液压缸无杆腔油量，左前子系统和左后子系统的双作用液压缸的有杆腔通过对应的伺服阀上位回油；同时，单向液压泵通过右前子系统和右后子系统的伺服阀下位增加对应的右前子系统和右后子系统的双作用液压缸有杆腔油量，右前子系统和右后子系统的双作用液压缸无杆腔通过对应的伺服阀下位回油；
11、制动工况下，前桥车身有降低趋势，后桥车身有抬高趋势，此时ecu控制器检测车身状态，当采集信号或采集信号的数学组合大于设计阈值时，系统进入主动模式，ecu控制器将控制信号传递给左前子系统和右前子系统的伺服阀以及左后子系统和右后子系统的伺服阀，左前子系统和右前子系统的伺服阀切换为上位，左后子系统和右后子系统的伺服阀切换为下位，单向液压泵通过左前子系统和右前子系统的伺服阀向增加对应的左前子系统和右前子系统的双作用液压缸无杆腔油量，左前子系统和右前子系统的双作用液压缸的有杆腔通过对应的伺服阀上位回油；同时，单向液压泵通过左后子系统和右后子系统的伺服阀下位增加对应的左后子系统和右后子系统的双作用液压缸有杆腔油量，左后子系统和右后子系统的双作用液压缸无杆腔通过对应的伺服阀下位回油；
12、加速工况下，前桥车身有抬高趋势，后桥车身有降低趋势，此时ecu控制器检测车身状态，当采集信号或采集信号的数学组合大于设计阈值时，系统进入主动模式，ecu控制器将控制信号传递给左前子系统和右前子系统的伺服阀以及左后子系统和右后子系统的伺服阀，左前子系统和右前子系统的伺服阀切换为下位，左后子系统和右后子系统的伺服阀切换为上位。
13、进一步地，一个子系统的伺服阀切换为下位时，该子系统的双作用液压缸的无杆腔通过无杆腔单向电磁阻尼阀与单向液压泵回油口的低压蓄能器连接；该子系统的双作用液压缸的有杆腔通过有杆腔单向电磁阻尼阀与单向液压泵出油口的该子系统的高压蓄能器连接。
14、进一步地，一个子系统的伺服阀切换为上位时，该子系统的双作用液压缸的无杆腔通过无杆腔单向电磁阻尼阀与单向液压泵出油口的高压蓄能器相连；该子系统的双作用液压缸的有杆腔通过有杆腔单向电磁阻尼阀与单向液压泵进油口的该子系统的低压蓄能器连接。
15、进一步地，所述方法还包括低频波形路面工况、侧倾工况和制动工况下的半主动控制方法，四种工况中，若采集信号或采集信号的数学组合不大于设计阈值，则进入半主动模式，ecu控制器根据设计的阻尼力控制规律调整单向电磁阻尼阀的开度，实现阻尼力调节。
16、进一步地，所述半主动模式中，伺服阀位于中位，若ecu控制器检测到高压蓄能器压力p1与低压蓄能器压力p2的压差δp<pa，则ecu控制器输出电机的控制信号，控制单向液压泵工作，向高压蓄能器中充入油液，其中pa为根据系统参数预先设定的阈值，当δp＝pa，单向液压泵停止工作。
17、进一步地，一个子系统的伺服阀位于中位时，该子系统的双作用液压缸分别通过两个单向电磁阻尼阀连接，同时，该子系统的双作用液压缸与液压泵出油口的该子系统的高压蓄能器连接。
18、进一步地，所述高压蓄能器压力p1基于高压蓄能器端压力传感器得到，所述低压蓄能器压力p2基于低压蓄能器端压力传感器得到，所述高压蓄能器端压力传感器和低压蓄能器端压力传感器跟踪分别对应的高压蓄能器和低压蓄能器的压力。
19、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
20、本专利技术的半主动控制方法对四个液压缸进行阻尼力独立控制，并在主动模式下利用集中式电机-液压泵控制进行主动力控制，通过半主动悬架与主动悬架的切换，降低系统成本与能耗，同时提高车身的平顺性和操纵稳定性。此外，该系统通过提前建立并跟踪控制高压蓄能器与低压蓄能器的差压，能够在半主动模式向主动模式切换时本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种双模式液压悬架系统，其特征在于，系统包括四个相同的子系统、ECU以及与ECU控制器连接的控制模块，所述四个相同的分别为左前子系统、右前子系统、左后子系统和右后子系统，每个子系统对应一个车轮，所述子系统包括悬架弹簧、双作用液压缸、单向电磁阻尼阀、伺服阀和高压蓄能器，所述控制模块包括高压蓄能器端压力传感器(7)、低压蓄能器端压力传感器(8)、单向导通阀(9)、单向液压泵(10)、电机(11)、低压蓄能器(12)；
2.根据权利要求1所述的一种双模式液压悬架系统，其特征在于，所述高压蓄能器端压力传感器(7)连接高压蓄能器，所述低压蓄能器端压力传感器(8)连接低压蓄能器(12)。
3.根据权利要求1所述的一种双模式液压悬架系统，其特征在于，每个子系统中，对应部分的车身和车轮之间连接悬架弹簧和双作用液压缸。
4.一种双模式液压悬架系统的控制方法，其特征在于，基于权利要求1～3中任一项所述的一种双模式液压悬架系统，方法具体包括低频波形路面工况、侧倾工况、制动工况和加速工况下的控制方法；
5.根据权利要求4所述的一种双模式液压悬架系统的控
6.根据权利要求5所述的一种双模式液压悬架系统的控制方法，其特征在于，一个子系统的伺服阀切换为上位时，该子系统的双作用液压缸的无杆腔通过无杆腔单向电磁阻尼阀与单向液压泵(10)出油口的高压蓄能器相连；该子系统的双作用液压缸的有杆腔通过有杆腔单向电磁阻尼阀与单向液压泵(10)进油口的该子系统的低压蓄能器(12)连接。
7.根据权利要求4所述的一种双模式液压悬架系统的控制方法，其特征在于，所述方法还包括低频波形路面工况、侧倾工况和制动工况下的半主动控制方法，四种工况中，若采集信号或采集信号的数学组合不大于设计阈值，则进入半主动模式，ECU控制器根据设计的阻尼力控制规律调整单向电磁阻尼阀的开度，实现阻尼力调节。
8.根据权利要求7所述的一种双模式液压悬架系统的控制方法，其特征在于，所述半主动模式中，伺服阀位于中位，若ECU控制器检测到高压蓄能器压力p1与低压蓄能器压力p2的压差Δp<pa，则ECU控制器输出电机(11)的控制信号，控制单向液压泵(10)工作，向高压蓄能器中充入油液，其中pa为根据系统参数预先设定的阈值，当Δp＝pa，单向液压泵(10)停止工作。
9.根据权利要求8所述的一种双模式液压悬架系统的控制方法，其特征在于，一个子系统的伺服阀位于中位时，该子系统的双作用液压缸分别通过两个单向电磁阻尼阀连接，同时，该子系统的双作用液压缸与液压泵(10)出油口的该子系统的高压蓄能器连接。
10.根据权利要求8所述的一种双模式液压悬架系统的控制方法，其特征在于，所述高压蓄能器压力p1基于高压蓄能器端压力传感器(7)得到，所述低压蓄能器压力p2基于低压蓄能器端压力传感器(8)得到，所述高压蓄能器端压力传感器(7)和低压蓄能器端压力传感器(8)跟踪分别对应的高压蓄能器和低压蓄能器(12)的压力。
...【技术特征摘要】
1.一种双模式液压悬架系统，其特征在于，系统包括四个相同的子系统、ecu以及与ecu控制器连接的控制模块，所述四个相同的分别为左前子系统、右前子系统、左后子系统和右后子系统，每个子系统对应一个车轮，所述子系统包括悬架弹簧、双作用液压缸、单向电磁阻尼阀、伺服阀和高压蓄能器，所述控制模块包括高压蓄能器端压力传感器(7)、低压蓄能器端压力传感器(8)、单向导通阀(9)、单向液压泵(10)、电机(11)、低压蓄能器(12)；
2.根据权利要求1所述的一种双模式液压悬架系统，其特征在于，所述高压蓄能器端压力传感器(7)连接高压蓄能器，所述低压蓄能器端压力传感器(8)连接低压蓄能器(12)。
3.根据权利要求1所述的一种双模式液压悬架系统，其特征在于，每个子系统中，对应部分的车身和车轮之间连接悬架弹簧和双作用液压缸。
4.一种双模式液压悬架系统的控制方法，其特征在于，基于权利要求1～3中任一项所述的一种双模式液压悬架系统，方法具体包括低频波形路面工况、侧倾工况、制动工况和加速工况下的控制方法；
5.根据权利要求4所述的一种双模式液压悬架系统的控制方法，其特征在于，一个子系统的伺服阀切换为下位时，该子系统的双作用液压缸的无杆腔通过无杆腔单向电磁阻尼阀与单向液压泵(10)回油口的低压蓄能器(12)连接；该子系统的双作用液压缸的有杆腔通过有杆腔单向电磁阻尼阀与单向液压泵(10)出油口的该子系统的高压蓄能器连接。
6.根据权利要求5所述的一种双模式液压悬架系统的控制方法，其特征在于，一个子系统的伺服阀切换为上位时，该子系统的双作用液压缸的无杆腔通过无杆腔单向...
【专利技术属性】
技术研发人员：孟德建，梁家鸣，张立军，朱哲慧，尚成付，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：
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