CN111993852B - 一种双高度及压力控制的空气悬架电控*** - Google Patents

一种双高度及压力控制的空气悬架电控*** Download PDF

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Abstract

本发明公开一种双高度及压力控制的空气悬架电控***，包括控制器、高度传感器、压力传感器、空气弹簧和电磁阀。车辆空载或轻载时采用驱动桥左、右压力传感器控制空气悬架姿态，解决了空载或轻载时可能出现的空气悬架电控***无法正常工作的问题；车辆满载或重载时采用驱动桥左、右高度传感器控制空气悬架姿态，解决了由于重载时车辆左右载荷不同导致的左右空气悬架高度不同、车辆歪斜的问题；通过高度传感器或压力传感器控制空气悬架姿态，降低制造及装配精度要求，装配完成后无需进行调整，节省大量人力物力。

Description

一种双高度及压力控制的空气悬架电控***
技术领域
本发明属于汽车底盘技术领域，尤其是空气悬架技术领域，具体是一种双高度及压力控制的空气悬架电控***。
背景技术
空气悬架主要由弹性元件、阻尼原件、导向原件和高度控制***组成，其结构如图1所示：空气弹簧是弹性元件，主要承载垂直载荷。减振器是阻尼原件，主要衰减车辆振动。推力杆是空气悬架的导向机构，承受和传递纵向和横向的力和力矩。高度控制***包括控制器、电磁阀、高度传感器，主要用于调整空气悬架姿态。
现有空气悬架高度控制***工作原理：控制器根据高度传感器检测的空气弹簧的高度差控制电磁阀充气或放气来调整空气悬架姿态。如图1所示，在驱动桥左右各匹配一个高度传感器2，在控制器1中设定车辆高度值，高度传感器2实时测量左右空气弹簧3的当前高度，与储存在控制器1中的设定高度相比较，当空气弹簧3当前高度与设定高度的高度差超过一定范围±a时，控制器1激发电磁阀4，执行打开或关闭阀门的动作充气或放气，直到两侧高度与设定高度相比在一定范围±a内；当两侧当前高度与设定高度的高度差均在一定范围±a时，若两侧高度差超过一定范围±b，继续执行打开或关闭阀门的动作充气或放气，直到两侧高度差在一定范围±b内。
现有技术高度传感器2通过高度传感器连接机构连接车架与车桥，当空气弹簧3高度变化时高度传感器连接机构7带动高度传感器2转动，空气弹簧3高度信号被转换为角度信号并通过高度传感器2转换为电信号反馈给控制器，从而实现空气弹簧3的高度控制。
在车辆处于空载或轻载状态时，当控制器1读取到左侧的高度传感器读数H左和右侧的高度传感器右读数H右差值超过设定的允许差值b，即H左-H右＞b：控制器1发出指令给电磁阀4对左侧的空气弹簧进行放气、对右侧的空气弹簧进行充气。由于此时后桥簧载质量低，单侧空气弹簧便可支撑起簧载质量，左侧的空气弹簧放气后簧载质量由右侧的空气弹簧支撑，左侧的空气弹簧高度H左不会降低，控制器1仍判断H左-H右＞b，一直执行对左侧的空气弹簧进行放气、对右侧的空气弹簧进行充气操作。导致空气***陷入死循环，***无法正常使用。
由此可以看出，通过左右高度传感器读数控制驱动桥左右空气弹簧高度，同时限定了左右高度传感器读数差值在设定允许范围之内，对制造、装配及调整要求较高，装配调整耗时长；同时，在车辆空载或轻载时，如左右高度传感器装配精度不足会出现一侧空气弹簧一直充气、另外一侧空气弹簧一直放气导致空气悬架电控***无法正常工作。
发明内容
针对背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种解决现有技术装调耗时长、装配精度不足时导致空气悬架电控***无法正常工作等问题的双高度及压力控制的空气悬架电控***。
为达到上述目的，本发明设计的双高度及压力控制的空气悬架电控***，其特征在于：
包括控制器、高度传感器、压力传感器、空气弹簧和电磁阀；
所述控制器分别与高度传感器、压力传感器、电磁阀电连接；所述电磁阀与所述空气弹簧连接；
所述高度传感器、压力传感器分别实时检测空气弹簧的高度和气压，并将数据传递给控制器；
所述控制器将实时检测到的高度和气压与控制器内设定的高度值和压力值进行比较：当当前压力值高于设定值时，根据高度差控制电磁阀对空气弹簧进行充气或放气来调整空气悬架姿态，当当前压力值低于设定压力值时，根据压力差控制电磁阀对空气弹簧进行充气或放气来调整空气悬架姿态。
优选的，当车辆空载或轻载时，控制器根据当前压力差控制电磁阀对空气弹簧进行充气或放气来调整空气悬架姿态；车辆满载或重载时，控制器根据当前高度差控制电磁阀对空气弹簧进行充气或放气来调整空气悬架姿态。
进一步优选的，控制器中空气弹簧的高度设定值为空气弹簧的正常高度；控制器中空气弹簧的压力设定值为轻载时空气弹簧的压力值。
优选的，所述高度传感器包括设在左侧悬架的第一高度传感器和设在右侧悬架的第二高度传感器；所述压力传感器包括设在左侧悬架的第一压力传感器和设在右侧悬架的第二压力传感器；在左、右两侧的悬架上均设有空气弹簧，左右两侧的空气弹簧均与所述电磁阀连接。
进一步优选的，设：控制器中空气弹簧的高度设定值为空气弹簧的正常高度H0；控制器中空气弹簧的压力设定值为轻载时空气弹簧的压力值P0；第一高度传感器的测量值为H左，第二高度传感器的测量值为H右，第一压力传感器的测量值为P左，第二压力传感器的测量值为P右；
1)当H左–H0＞a，控制器控制电磁阀对左侧的空气弹簧进行放气；当H左–H0＜-a，则控制器控制电磁阀对左侧的空气弹簧进行充气，直到|H左–H0|＜a；
2)当P左＞P0且H左–H右＞b，控制器控制电磁阀对右侧的空气弹簧进行充气，直到|H左–H右|＜b；
3)当P左＞P0且H左–H右＜-b，控制器控制电磁阀对右侧的空气弹簧进行放气，直到|H左–H右|＜b
4)当P左≤P0且P左–P右＞c，控制器控制电磁阀对右侧的空气弹簧进行充气，直到|P左–P右|＜c；
5)当P左≤P0且P左–P右＜-c，控制器控制电磁阀对右侧的空气弹簧进行放气，直到|P左–P右|＜c。
其中，a为同侧空气弹簧与正常高度的允许偏差，b为左、右两侧空气弹簧允许的高度差，c为左、右两侧空气弹簧允许的压力差。
优选的，0＜a≤20mm。
优选的，0＜b≤20mm。
优选的，0＜c≤100Kpa。
本发明的有益效果是：(1)通过高度传感器或压力传感器控制空气悬架姿态，降低制造及装配精度要求，装配完成后无需进行调整，节省大量人力物力；
(2)车辆空载或轻载时采用驱动桥左、右压力传感器控制空气悬架姿态，解决了空载或轻载时可能出现的空气悬架电控***无法正常工作的问题；
(3)车辆满载或重载时采用驱动桥左、右高度传感器控制空气悬架姿态，解决了由于重载时车辆左右载荷不同导致的左右空气悬架高度不同、车辆歪斜的问题。
附图说明
图1是现有空气悬架结构示意图
图2是本发明的结构示意图
图中：控制器1、电磁阀2、第一高度传感器3、第二高度传感器4、第一压力传感器5、第二压力传感器6、空气弹簧7。
具体实施方式
下面通过图1～图2以及列举本发明的一些可选实施例的方式，对本发明的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图2所示，本发明设计的双高度及压力控制的空气悬架电控***，包括控制器1、高度传感器、压力传感器、空气弹簧7和电磁阀2；所述高度传感器包括设在左侧悬架的第一高度传感器3和设在右侧悬架的第二高度传感器4；所述压力传感器包括设在左侧悬架的第一压力传感器5和设在右侧悬架的第二压力传感器6；在左、右两侧的悬架上均设有一个空气弹簧7，两个空气弹簧7均与所述电磁阀5连接。
以4*2牵引车为例，假设车辆空载时后桥轴荷为3000kg，此时空气弹簧7的气压为100KPa；车辆带挂轻载时后桥轴荷为6000kg，此时空气弹簧7的气压为250Kpa。在控制器1中设置压力阈值参数P0＝250Kpa，空气弹簧7正常高度H0＝300mm，正常高度允许偏差a＝±10mm，左右空气弹簧允许高度差值b＝±15mm，左、右两侧的空气弹簧7允许压力差值c＝±50Kpa：
1)、控制器1对比第一高度传感器3读数H左与设定的空气弹簧正常高度H0，如果H左–H0＞10mm，则控制器1控制电磁阀2对左侧的空气弹簧进行放气，如果H左–H0＜-10mm，则控制器1控制电磁阀2对左侧的空气弹簧进行充气，直到-10mm＜H左–H0＜10mm。
2)、控制器1对比第一压力传感器5读数P左与设定压力阈值参数P0，如果P左＞P0，即P左＞250Kpa；则控制器1按照左、右两侧的空气弹簧高度差进行控制：
2.1)、如果H左–H右＞15mm，则控制器1控制电磁阀2对右侧的空气弹簧进行充气，直到-15mm＜H左–H右＜15mm；
2.2)、如果H左–H右＜-15mm，则控制器1控制电磁阀2对右侧的空气弹簧进行放气，直到-15mm＜H左–H右＜15mm。
3)、控制器1对比第一压力传感器5读数P左与设定压力阈值参数P0，如果P左≤P0即P左≤250Kpa，则控制器1按照左、右两侧的空气弹簧压力差进行控制：
3.1)、如果P左–P右＞50KPa，则控制器1控制电磁阀2对右侧的空气弹簧进行充气，直到-50KPa＜H左–H右＜50KPa；
3.2)、如果P左–P右＜-50KPa则控制器2控制电磁阀2对右侧的空气弹簧进行放气，直到-50KPa＜H左–H右＜50KPa。
压力阈值参数P0、空气弹簧正常高度H0、正常高度允许偏差a、左右空气弹簧允许高度差值b、左右空气弹簧允许压力差值c可根据车辆及空气悬架的不同型式设定不同值；也就是说它们可根据所匹配车辆的不同要求设定，实车可通过标定对该参数进行修改。
本领域技术人员容易理解，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不以限制本发明，凡在本发明的精神和原则下所做的任何修改、组合、替换、改进等均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种双高度及压力控制的空气悬架电控***，其特征在于：
包括控制器、高度传感器、压力传感器、空气弹簧和电磁阀；
所述控制器分别与高度传感器、压力传感器、电磁阀电连接；所述电磁阀与所述空气弹簧连接；
所述高度传感器、压力传感器分别实时检测空气弹簧的高度和气压，并将数据传递给控制器；
所述控制器将实时检测到的高度和气压与控制器内设定的高度值和压力值进行比较：当当前压力值高于设定值时，根据高度差控制电磁阀对空气弹簧进行充气或放气来调整空气悬架姿态，当当前压力值低于设定压力值时，根据压力差控制电磁阀对空气弹簧进行充气或放气来调整空气悬架姿态；
所述高度传感器包括设在左侧悬架的第一高度传感器和设在右侧悬架的第二高度传感器；所述压力传感器包括设在左侧悬架的第一压力传感器和设在右侧悬架的第二压力传感器；在左、右两侧的悬架上均设有空气弹簧，左右两侧的空气弹簧均与所述电磁阀连接；
设：控制器中空气弹簧的高度设定值为空气弹簧的正常高度H0；控制器中空气弹簧的压力设定值为轻载时空气弹簧的压力值P0；第一高度传感器的测量值为H左，第二高度传感器的测量值为H右，第一压力传感器的测量值为P左，第二压力传感器的测量值为P右；
1)当H左–H0＞a，控制器控制电磁阀对左侧的空气弹簧进行放气；当H左–H0＜-a，则控制器控制电磁阀对左侧的空气弹簧进行充气，直到|H左–H0|＜a；
2)当P左＞P0且H左–H右＞b，控制器控制电磁阀对右侧的空气弹簧进行充气，直到|H左–H右|＜b；
3)当P左＞P0且H左–H右＜-b，控制器控制电磁阀对右侧的空气弹簧进行放气，直到|H左–H右|＜b；
4)当P左≤P0且P左–P右＞c，控制器控制电磁阀对右侧的空气弹簧进行充气，直到|P左–P右|＜c；
5)当P左≤P0且P左–P右＜-c，控制器控制电磁阀对右侧的空气弹簧进行放气，直到|P左–P右|＜c；
其中，a为同侧空气弹簧与正常高度的允许偏差，b为左、右两侧空气弹簧允许的高度差，c为左、右两侧空气弹簧允许的压力差。
2.根据权利要求1所述的双高度及压力控制的空气悬架电控***，其特征在于：当车辆空载或轻载时，控制器根据当前压力差控制电磁阀对空气弹簧进行充气或放气来调整空气悬架姿态；车辆满载或重载时，控制器根据当前高度差控制电磁阀对空气弹簧进行充气或放气来调整空气悬架姿态。
3.根据权利要求1或2所述的双高度及压力控制的空气悬架电控***，其特征在于：控制器中空气弹簧的高度设定值为空气弹簧的正常高度；控制器中空气弹簧的压力设定值为轻载时空气弹簧的压力值。
4.根据权利要求1所述的双高度及压力控制的空气悬架电控***，其特征在于：0＜a≤20mm。
5.根据权利要求1所述的双高度及压力控制的空气悬架电控***，其特征在于：0＜b≤20mm。
6.根据权利要求1所述的双高度及压力控制的空气悬架电控***，其特征在于：0＜c≤100Kpa。
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