一种抑制俯仰及能量回收的悬架系统及其控制方法

本发明属于汽车节能，具体涉及一种抑制俯仰及能量回收的悬架系统及其控制方法。

背景技术：

1、液压空气悬架系统，又名油气悬架，广泛应用于飞机起落架、矿用车、装甲车、重型车辆及乘用车等领域，其特点是：更舒适的运输体验、更优异的抗侧倾能力、更短的刹车距离和更易维护的便利性。

2、由于液体的压强具有较好的稳定性，液压能在悬架系统中具有广泛应用，相比于飞轮储能和蓄电池储能，液压能具有以下优势：一、液压能具有更高的功率密度，在车辆起步和加速阶段可以提供更大扭矩；二、液压系统由于其物理特性，能够提供更长的能量储存时间，并且液压系统的实现难度小、维护成本低、泛用场景广。

3、在特殊工况下，汽车在行驶过程中的车身姿态会产生显著的变化。举例来说，当汽车进行急加速时，受到惯性的影响，车身前端会出现明显抬升现象；反之，在执行紧急制动或持续制动操作时，车身前端会出现明显的点头现象。这些现象是因为车辆受到外部力的作用而产生的反应，同时抑制悬架系统俯仰的振动能量也未被较好利用，影响着车辆的稳定性、舒适性和能源效率。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种抑制俯仰及能量回收的悬架系统及其控制方法。

2、本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

3、一种抑制俯仰及能量回收的悬架系统，包括：

4、油气活塞缸，所述油气活塞缸的上出气口通过2/2电磁阀a连接储气罐的一个进气口；油气活塞缸的下出气口通过流量控制阀a连接制动活塞；油气活塞缸的进气口通过2/2电磁阀b连接储气罐的一个出气口；油气活塞缸有杆腔的一端与制动踏板和油门踏板机械连接，与制动踏板连接的支路上设有压力变送器；油气活塞缸的无杆腔内充满油液，油气活塞通过弹簧与油气活塞缸的缸壁连接；油气活塞缸的无杆腔通过流量控制阀d、流量控制阀e分别与前车轴上的两个液压空气悬架的无杆腔连接；

5、双向定量液压泵，所述油气活塞缸无杆腔的一端通过双向定量液压泵与油箱连接；所述油箱分别通过流量控制阀b、流量控制阀c与前车轴上的两个液压空气悬架的无杆腔连接；

6、储气罐，其设有4个进气口和3个出气口，其中3个进气口分别与空气压缩机、流量控制阀f、流量控制阀g连接，流量控制阀f、流量控制阀g分别与前车轴上的两个液压空气悬架的有杆腔连接；其中2个出气口分别与流量控制阀h、流量控制阀i与前车轴上的两个液压空气悬架的无杆腔连接；

7、电子控制单元ecu分别与空气压缩机、流量控制阀a、流量控制阀b、流量控制阀c、流量控制阀d、流量控制阀e、流量控制阀f、流量控制阀g、流量控制阀h、流量控制阀i、2/2电磁阀a、2/2电磁阀b、压力变送器、制动踏板和油门踏板信号连接。

8、上述技术方案中，所述油气活塞缸的无杆腔内设有油压传感器、有杆腔内设有气压传感器。

9、上述技术方案中，所述流量控制阀f、流量控制阀g与两个液压空气悬架的有杆腔之间分别连接有单向阀a和单向阀b。

10、上述技术方案中，所述出气口与流量控制阀h、流量控制阀i之间分别连有单向阀c、单向阀d。

11、上述技术方案中，所述油气活塞缸无杆腔的一端与双向定量液压泵之间连接有单向阀e。

12、一种抑制俯仰及能量回收的悬架系统的控制方法，在车辆不同的工作模式，进行储能和车身姿态的调整；

13、车辆在制动模式时，控制2/2电磁阀a导通，储气罐给油气活塞缸的有杆腔供给高压气体，一部分高压气体推动制动活塞运动，另一部分高压气体推动油气活塞向无杆腔方向移动；然后控制流量控制阀d、流量控制阀e的流量，向液压空气悬架系统的无杆腔进油，液压空气悬架系统的有杆腔受到其无杆腔内的液体压力，此时，控制流量控制阀g导通，液压空气悬架系统有杆腔内的高压气体分别给储气罐进气，使得液压空气悬架系统外筒的高度相对于车轴升高，实现制动工况下的车身姿态调节，有效抑制点头动作；在制动工况结束后，控制流量控制阀b、流量控制阀c导通，控制油液流向油箱内，使得液压空气悬架系统外筒的高度相对于车轴下降，同时，控制流量控制阀h、流量控制阀i导通，控制高压气体进入液压空气悬架系统的有杆腔内，使车辆恢复正常行驶姿态；

14、车辆在加速模式时，控制流量控制阀h、流量控制阀i导通，储气罐中经空气压缩机压缩以及油气活塞缸有杆腔内回收的高压气体通过单向阀c、单向阀d，再经过流量控制阀h、流量控制阀i控制流入液压空气悬架系统有杆腔的气体流量，液压空气悬架系统无杆腔受到其有杆腔内的气体压力，此时，控制流量控制阀b、流量控制阀c导通，将多余的油液输送到油箱，使液压空气悬架系统外筒的高度相对于车轴降低，实现加速工况下车身姿态调节，有效抑制车辆抬头动作；在加速工况结束后，控制流量控制阀f、流量控制阀g导通，将多余的高压气体回收至储气罐，同时驱动双向定量液压泵工作，控制流量控制阀d、流量控制阀e导通，控制油液进入液压空气悬架系统无杆腔内，使得此时液压空气悬架系统外筒的高度相对于车轴上升，从而车辆恢复正常行驶状态。

15、进一步地，车辆进行单次正常制动，在高压气体推动油气活塞向无杆腔方向移动时，若油气活塞缸内的油压超过预设油压值且气压值未超过预设气压值，双向定量液压泵不工作且不将油气活塞缸有杆腔内的部分高压气体输送回储气罐，但液压空气悬架系统有杆腔内的高压气体经过单向阀a、单向阀b分别向储气罐进气，从而实现高压气体的循环利用。

16、进一步地，车辆进行连续多次正常制动及紧急制动，若油气活塞缸内的油压未超过预设油压值且气压超过预设气压值时，控制2/2电磁阀a关闭、2/2电磁阀b导通，将油气活塞缸有杆腔内部分高压气体输送回储气罐，直至油气活塞缸有杆腔内部分高压气体气压值不超过预设气压值，并且液压空气悬架系统有杆腔内的高压气体经过单向阀a、单向阀b分别向储气罐进气，实现高压气体的循环利用；同时，驱动双向定量液压泵工作，向油气活塞缸的无杆腔内供油，直至进油之后的油压值超过预设油压值的30％时，立即停止泵油。

17、本发明的有益效果为：本发明在车辆制动时，通过油气活塞缸以及多种阀互相配合，将液压空气悬架系统排出的高压气体输送至储气罐，从而实现储能，为调节液压空气悬架系统作气体储备，同时也有效抑制了车辆点头动作；将制动模式区分为正常制动、紧急制动，当车辆处于正常制动时，双向定量液压泵不工作且不用将油气活塞缸有杆腔内部分高压气体输送回储气罐，降低能量的损耗，当车辆进行连续多次正常制动或者紧急制动后，立即将油气活塞缸有杆腔内部分高压气体输送回储气罐，直至油气活塞缸有杆腔内部分高压气体气压值不超过预设气压值，并且液压空气悬架系统有杆腔内的高压气体分别向储气罐进气实现高压气体的循环利用，同时驱动双向定量液压泵工作向油气活塞缸的无杆腔内供油，降低能量的损耗，提高了能量的利用率；当车辆处于加速模式时，液压空气悬架系统无杆腔受到其有杆腔内的气体压力，将多余的油液输送到油箱，从而实现油液的循环利用，同时也有效抑制了车辆抬头动作。具体为：

18、(1)本发明通过油气活塞缸以及多种阀互相配合对车辆制动、加速时的能量进行回收，利用储气罐、油箱实现储能；本发明利用较少的传动部件，降低了能量损耗，提高了能量利用效率；

19、(2)本发明根据油气活塞缸有杆腔的气压值是否超过预设气压值分为正常制动、紧急制动，区分了不同的制动模式，在驱动双向定量液压泵向油气活塞缸泵油时，也可实现对车辆的轻微制动，在实现能量回收的同时，在一定程度上也提高了制动效果；

20、(3)本发明既能利用储气罐对液压空气悬架系统进行调节，也能通过油箱对液压空气悬架系统进行调节，利用电子控制单元ecu控制气路和油路中的各种阀，从而抑制车辆制动时的点头动作与车辆加速时的抬头动作。