一種高低壓腔閉環(huán)氣路電控空氣懸架系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種高低壓腔閉環(huán)氣路電控空氣懸架系統(tǒng)，包括電磁閥、空壓機(jī)、高壓腔、低壓腔、空氣彈簧、壓力傳感器、高度傳感器、電子控制單元及連接管路。由于增加了低壓腔，形成氣路閉環(huán)空氣懸架系統(tǒng)，這樣不僅可以回收空氣彈簧排放出來的壓縮氣體，避免了放氣過程中的能量損失，而且改善了在充放過程中車身高度調(diào)節(jié)性能。通過系統(tǒng)電子控制單元的控制策略的實(shí)施，可以實(shí)現(xiàn)高壓腔壓力與低壓腔壓力始終在預(yù)定值范圍之內(nèi)，這樣一方面可以降低系統(tǒng)能量損耗，而且，還可以改善車身高度調(diào)節(jié)性能；也由于系統(tǒng)控制策略的實(shí)施，充氣、放氣、升壓這幾個(gè)過程不可以同時(shí)進(jìn)行，這樣也降低了氣體損耗。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種閉環(huán)氣路空氣懸架系統(tǒng)，尤其是涉及一種高低壓腔閉環(huán)氣路電控 空氣懸架系統(tǒng)。 一種高低壓腔閉環(huán)氣路電控空氣懸架系統(tǒng)

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著人們生活水平的日益提高，一方面要求汽車要有更好的行駛平順性、乘坐舒 適性和操作穩(wěn)定性，另一方面，由于自然資源日趨匱乏，汽車行業(yè)未來的發(fā)展也必須考慮節(jié) 能因素，最大限度的節(jié)能必然成為今后汽車生產(chǎn)追求的目標(biāo)。
[0003] 目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者的主要研究集中在開環(huán)空氣懸架系統(tǒng)。隨著國(guó)際能源的日益短 缺，汽車節(jié)能已經(jīng)成為大家關(guān)注的重要課題，國(guó)際上少數(shù)學(xué)者提出了這種閉環(huán)氣路系統(tǒng)。例 如，日本Shuuici Buma等學(xué)者的專利號(hào)為US4826141的美國(guó)專利"ELECTRONIC CONTROLLED AIR SUSPENSION SYSTEM"的主要內(nèi)容是提出了一個(gè)高、低壓腔閉環(huán)氣路空氣懸架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)， 并通過電子控制實(shí)現(xiàn)充放氣功能，將空氣彈簧排出的氣體用另外一個(gè)儲(chǔ)氣罐收集以達(dá)到節(jié) 能的目的，該方案中系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與控制系統(tǒng)均較復(fù)雜，不利于在車身空間的布置與控制系統(tǒng) 的開發(fā)。
[0004] 德國(guó)學(xué)者Christof Behmenburg等的專利號(hào)為US6685174B2的美國(guó)專利"CLOSED LEVEL CONTROL SYSTEM FORA VEHICLE"提出了高、低壓腔共用一個(gè)腔體的理念。通過啟動(dòng)空 氣泵實(shí)現(xiàn)從儲(chǔ)氣罐對(duì)空氣彈簧充氣、從空氣彈簧對(duì)儲(chǔ)氣罐放氣的兩個(gè)功能，它是將空氣彈 簧排出的氣體重新排放到儲(chǔ)氣罐，達(dá)到節(jié)能的目的，該方案提出的高、低壓腔共用一個(gè)腔體 的閉環(huán)氣路空氣懸架系統(tǒng)，需要頻繁啟動(dòng)空氣泵實(shí)現(xiàn)充放氣。
[0005] 杜群貴等人的專利申請(qǐng)?zhí)?011120058453. 1的中國(guó)專利"一種電控空氣懸架的 閉環(huán)氣路系統(tǒng)"，該實(shí)用新型在空氣彈簧放氣時(shí)空氣不會(huì)直接排入大氣，而是重新回到儲(chǔ)氣 罐，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的節(jié)能，同時(shí)也減少了噪聲。但此專利作者在另一篇文章"閉環(huán)空氣懸架 系統(tǒng)車高調(diào)節(jié)建模與能耗分析"當(dāng)中分析了放氣時(shí)車身位移變化曲線，此位移變化曲線較 陡峭，這是由于頻繁啟動(dòng)空壓機(jī)影響了車身高度調(diào)節(jié)性能，不利于汽車行駛平順性，而頻繁 啟動(dòng)空壓機(jī)也造成了不必要的能量損失，文中描述了儲(chǔ)氣罐中的壓力大小直接影響系統(tǒng)的 能量損耗。
[0006] 申請(qǐng)人:為江蘇大學(xué)的專利申請(qǐng)?zhí)?01310194507. 0的專利"一種增壓腔和高壓腔 集成性閉環(huán)氣路空氣懸架系統(tǒng)"、申請(qǐng)?zhí)?01310193954. 4的專利"一種帶多級(jí)自增壓機(jī)構(gòu) 的空氣彈簧閉環(huán)氣路系統(tǒng)"、申請(qǐng)?zhí)?01310194503. 2的專利"一種閉環(huán)空氣懸架系統(tǒng)的自 增壓機(jī)構(gòu)"、申請(qǐng)?zhí)?01310194370. 9的專利"一種帶自增壓機(jī)構(gòu)的閉環(huán)氣路空氣懸架系統(tǒng)"、 申請(qǐng)?zhí)?01310193981. 1的專利"高低壓腔閉環(huán)氣路空氣懸架系統(tǒng)自增壓裝置"等專利中只 提到如何將低壓腔中的氣體通過一系列裝置壓縮到高壓腔中，并沒有具體涉及到在這一過 程中對(duì)車身高度調(diào)節(jié)性能的影響。
[0007] 以上這些專利都涉及到了閉環(huán)空氣懸架系統(tǒng)的節(jié)能因素，但都沒有具體設(shè)計(jì)到對(duì) 車身高度調(diào)節(jié)的影響，更沒有提到由于控制策略的實(shí)施，可以進(jìn)一步降低系統(tǒng)的能量損耗； 而且閉環(huán)氣路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，可以進(jìn)一步地簡(jiǎn)化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是解決上述【背景技術(shù)】的不足，設(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)單的高低壓腔閉環(huán)氣路電 控空氣懸架系統(tǒng)，不僅可以避免不必要的能量損失而且可以提高車身高度調(diào)節(jié)性能。
[0009] 本發(fā)明采用的技術(shù)解決方案：包括電磁閥a、電磁閥b、電磁閥c、電磁閥d、放氣總 電磁閥e、電磁閥f、充氣總電磁閥h、空氣彈簧a、空氣彈簧b、空氣彈簧c、空氣彈簧d、高度 傳感器a、高度傳感器b、高度傳感器c、高度傳感器d、壓力傳感器a、壓力傳感器b、高壓腔、 低壓腔、空壓機(jī)、電子控制單元ECU、干燥器、過濾器。所述高壓腔并聯(lián)連接充氣總電磁閥h 的孔B與空壓機(jī)的出氣端，充氣總電磁閥h的另一端孔A分別并聯(lián)連接電磁閥a的孔A、電 磁閥b的孔A、電磁閥c的孔A、電磁閥d的孔A，電磁閥a的另一端孔B、電磁閥b的另一端 孔B、電磁閥c的另一端孔B、電磁閥d的另一端孔B分別連接空氣彈簧a、空氣彈簧b、空氣 彈簧c、空氣彈簧d，實(shí)現(xiàn)高壓腔對(duì)空氣彈簧充氣的功能。
[0010] 空氣彈簧a、空氣彈簧b、空氣彈簧C、空氣彈簧d分別連接電磁閥a的孔B、電磁閥 b的孔B、電磁閥c的孔B、電磁閥d的孔B，電磁閥a的另一端孔A、電磁閥b的另一端孔A、 電磁閥c的另一端孔A、電磁閥d的另一端孔A并聯(lián)連接到放氣總電磁閥e的孔A，放氣總 電磁閥e的另一端孔B連接低壓腔，實(shí)現(xiàn)放氣的功能。
[0011] 低壓腔通過放氣總電磁閥e并聯(lián)連接到電磁閥f的孔A與空壓機(jī)的進(jìn)氣端，電磁 閥f的另一端孔B通過與干燥器和過濾器連接于大氣，空壓機(jī)的出氣端連接高壓腔，實(shí)現(xiàn)升 壓的過程。
[0012] 壓力傳感器a與壓力傳感器b分別安裝在高壓腔端口與低壓腔的端口，實(shí)現(xiàn)檢測(cè) 高壓腔與低壓腔中壓力的作用；高度傳感器a、高度傳感器b、高度傳感器c和高度傳感器d 分別對(duì)應(yīng)安裝在空氣彈簧a、空氣彈簧b、空氣彈簧c和空氣彈簧d位置處，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)高度變 化。
[0013] 電子控制單元ECU的輸入信號(hào)為高度傳感器a、高度傳感器b、高度傳感器c、高度 傳感器d、壓力傳感器a、壓力傳感器b，輸出信號(hào)控制電磁閥a、電磁閥b、電磁閥c、電磁閥 d、放氣總電磁閥e、電磁閥f、充氣總電磁閥h、空壓機(jī)的打開與關(guān)閉。
[0014] 由于電子控制單元的控制策略的實(shí)施，實(shí)時(shí)控制高壓腔中壓力大小與低壓腔中壓 力大小，這樣不僅可以降低系統(tǒng)在車身高度調(diào)節(jié)過程中的能量損耗，還可以改善車身高度 調(diào)節(jié)性能；控制策略的實(shí)施，可以使充氣、放氣、升壓這三個(gè)過程不可同時(shí)進(jìn)行，這樣也可以 避免了不必要的氣體損耗。
[0015] 本發(fā)明的有益效果是：
[0016] 1、使用較少的電磁閥就可以實(shí)現(xiàn)高低壓腔氣路閉環(huán)空氣懸架系統(tǒng)充放氣功能，不 僅節(jié)約使用零件的使用成本，而且占用車身空間少。
[0017] 2、在控制過程中，充氣過程、放氣過程與升壓過程不可同時(shí)進(jìn)行，這樣可降低在車 身高度調(diào)節(jié)過程中的氣體損耗。
[0018] 3、由于增加了低壓腔，提高了系統(tǒng)在放氣過程中的車身高度調(diào)節(jié)性能。
[0019] 4、由于增加了低壓腔，不僅可以回收空氣彈簧排放出來的氣體，還避免了在放氣 過程中頻繁啟動(dòng)空壓機(jī)，這也節(jié)約了能量損耗。
[0020] 5、增加了電子控制策略，不僅可以使系統(tǒng)能量損失降低，還可以提高車身高度調(diào) 節(jié)性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1是商低壓腔閉環(huán)氣路空氣懸架系統(tǒng)不意圖。
[0022] 圖中，1.高度傳感器a ;2.空氣彈簧a ;3.電磁閥a ;4.電磁閥b ;5.電磁閥c ;6.電 磁閥d;7.放氣總電磁閥e;8.低壓腔；9.空氣彈簧d;10.高度傳感器d;ll.壓力傳感器 b;12.過濾器；13.干燥器；14.空氣彈簧c;15.高度傳感器c;16.高壓腔；17.壓力傳感 器a;18.電磁閥f;19.空壓機(jī)；20.充氣總電磁閥h;21.E⑶；22.空氣彈簧b;23.高度傳 感器b。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 如圖所示高低壓腔閉環(huán)氣路電控空氣懸架系統(tǒng)包含電磁閥a3、電磁閥b4、電磁 閥c5、電磁閥d6、放氣總電磁閥e7、電磁閥Π 8、充氣總電磁閥h20、空氣彈簧a2、空氣彈簧 b22、空氣彈簧cl4、空氣彈簧d9、高度傳感器al、高度傳感器b23、高度傳感器cl5、高度傳 感器dlO、壓力傳感器al7、壓力傳感器bll、高壓腔16、低壓腔8、空壓機(jī)19、電子控制單元 ECU21、干燥器13、過濾器12。
[0024] 所述高壓腔16并聯(lián)連接充氣總電磁閥h20的孔B與空壓機(jī)19的出氣端，充氣總 電磁閥h20的另一端孔A分別并聯(lián)連接電磁閥a3的孔A、電磁閥b4的孔A、電磁閥c5的孔 A、 電磁閥d6的孔A，電磁閥a3的另一端孔B、電磁閥b4的另一端孔B、電磁閥c5的另一端 孔B、電磁閥d6的另一端孔B分別連接空氣彈簧a2、空氣彈簧b22、空氣彈簧c 14、空氣彈簧 d9,實(shí)現(xiàn)充氣的功能。
[0025] 空氣彈簧a2、空氣彈簧b22、空氣彈簧cl4、空氣彈簧d9分別連接電磁閥a3的孔 B、 電磁閥b4的孔B、電磁閥c5的孔B、電磁閥d6的孔B，電磁閥a3的另一端孔A、電磁閥b4 的另一端孔A、電磁閥c5的另一端孔A、電磁閥d6的另一端孔A并聯(lián)連接到放氣總電磁閥 e7的孔A，放氣總電磁閥e7的另一端孔B連接低壓腔8,實(shí)現(xiàn)放氣的功能。
[0026] 低壓腔8通過放氣總電磁閥e7并聯(lián)連接到電磁閥Π 8的孔A與空壓機(jī)19的進(jìn)氣 端；低壓腔8通過放氣總電磁閥e7連接空壓機(jī)19的進(jìn)氣端，空壓機(jī)19的出氣端連接高壓 腔16,實(shí)現(xiàn)升壓的過程；電磁閥Π 8的孔A與空壓機(jī)19的進(jìn)氣端相連接的，電磁閥Π 8的 另一端孔B通過與干燥器13和過濾器12連接于大氣，空壓機(jī)19的出氣端連接高壓腔16， 實(shí)現(xiàn)由于系統(tǒng)氣體能量損失而進(jìn)行給系統(tǒng)補(bǔ)氣的過程。
[0027] 壓力傳感器al7與壓力傳感器bl 1分別安裝在高壓腔16端口與低壓腔8端口，實(shí) 時(shí)檢測(cè)高壓腔16與低壓腔8中壓力。高度傳感器al、高度傳感器b23、高度傳感器cl5和 高度傳感器dlO分別對(duì)應(yīng)安裝在空氣彈簧a2、空氣彈簧b22、空氣彈簧cl4和空氣彈簧d9 位置處，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)車身高度的變化。
[0028] 電子控制單元E⑶21的輸入信號(hào)為高度傳感器al、高度傳感器b23、高度傳感器 cl5、高度傳感器dlO、壓力傳感器al7、壓力傳感器bll ;輸出信號(hào)控制電磁閥a3、電磁閥 b4、電磁閥c5、電磁閥d6、放氣總電磁閥e7、電磁閥Π 8、充氣總電磁閥h20、空壓機(jī)19的打 開與關(guān)閉。
[0029] 在制定車身高度調(diào)節(jié)電子控制單元ECU21的控制策略過程中，充氣過程、放氣過 程、升壓過程與補(bǔ)氣過程是不可同時(shí)進(jìn)行的，這樣可以避免不必要的氣體損耗。
[0030] 電子控制單元E⑶21的控制策略具體控制過程如下：
[0031] 初始階段，壓力傳感器al7和壓力傳感器bll分別檢測(cè)高壓腔16中壓力與低壓腔 8中壓力，假設(shè)高壓腔16壓力與低壓腔8壓力不滿足一定要求，那么啟動(dòng)空壓機(jī)19,將低壓 腔8中的氣體升壓到高壓腔16中去；當(dāng)檢測(cè)到低壓腔8壓力已滿足預(yù)定值要求，但高壓腔 16中的壓力還沒有達(dá)到預(yù)定值，則需啟動(dòng)系統(tǒng)補(bǔ)氣過程程序，直到高壓腔16壓力與低壓腔 8壓力滿足一定要求，停止空壓機(jī)19運(yùn)行。高壓腔16壓力大小與低壓腔8壓力大小對(duì)系統(tǒng) 能量損耗有一定的影響，需將高壓腔16壓力與低壓腔8壓力控制在一定范圍內(nèi)。
[0032] 車身高度調(diào)節(jié)充氣、放氣階段：在高壓腔16壓力與低壓腔8壓力達(dá)到預(yù)定值時(shí)，這 時(shí)進(jìn)行車身高度調(diào)節(jié)，這樣可以避免放氣過程中頻繁啟動(dòng)空壓機(jī)19而損耗不必要的能量 損耗；另一方面，由于實(shí)時(shí)控制低壓腔8壓力大小，可以確保不會(huì)出現(xiàn)由于低壓腔8壓力過 高而出現(xiàn)放氣不成功，也正因?yàn)橛辛说蛪呵?壓力實(shí)時(shí)控制，提高了車身高度調(diào)節(jié)性能。
【權(quán)利要求】
1. 一種高低壓腔閉環(huán)氣路電控空氣懸架系統(tǒng)，其特征在于，包括電磁閥a、電磁閥b、電 磁閥c、電磁閥d、放氣總電磁閥e、電磁閥f、充氣總電磁閥h、空氣彈簧a、空氣彈簧b、空氣 彈簧c、空氣彈簧d、高度傳感器a、高度傳感器b、高度傳感器c、高度傳感器d、壓力傳感器 a、壓力傳感器b、高壓腔、低壓腔、空壓機(jī)、電子控制單元ECU、干燥器、過濾器；所述高壓腔 并聯(lián)連接充氣總電磁閥h的孔B與空壓機(jī)的出氣端，充氣總電磁閥h的另一端孔A分別并 聯(lián)連接電磁閥a的孔A、電磁閥b的孔A、電磁閥c的孔A、電磁閥d的孔A，電磁閥a的另一 端孔B、電磁閥b的另一端孔B、電磁閥c的另一端孔B、電磁閥d的另一端孔B分別連接空 氣彈簧a、空氣彈簧b、空氣彈簧c、空氣彈簧d ;空氣彈簧a、空氣彈簧b、空氣彈簧c、空氣彈 簧d分別連接電磁閥a的孔B、電磁閥b的孔B、電磁閥c的孔B、電磁閥d的孔B，電磁閥a 的另一端孔A、電磁閥b的另一端孔A、電磁閥c的另一端孔A、電磁閥d的另一端孔A并聯(lián) 連接到放氣總電磁閥e的孔A，放氣總電磁閥e的另一端孔B連接低壓腔；低壓腔通過放氣 總電磁閥e并聯(lián)連接到電磁閥f的孔A與空壓機(jī)的進(jìn)氣端，電磁閥f的另一端孔B通過與 干燥器和過濾器連接于大氣，空壓機(jī)的出氣端連接高壓腔。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高低壓腔閉環(huán)氣路電控空氣懸架系統(tǒng)，其特征在于所述空氣 彈簧a、空氣彈簧b、空氣彈簧c、空氣彈簧d分別設(shè)置有車身高度傳感器a、高度傳感器b、高 度傳感器c、高度傳感器d。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高低壓腔閉環(huán)氣路電控空氣懸架系統(tǒng)，其特征在于：所述高 壓腔與低壓腔處分別設(shè)置壓力傳感器a與壓力傳感器b。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的高低壓腔閉環(huán)氣路電控空氣懸架系統(tǒng)，其特征在于：所 述的電子控制單元ECU輸入信號(hào)為高度傳感器a、高度傳感器b、高度傳感器c、高度傳感器 d、壓力傳感器a、壓力傳感器b ;輸出信號(hào)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)電磁閥a、電磁閥b、電磁閥c、電磁閥 d、放氣總電磁閥e、電磁閥f、充氣總電磁閥h、空壓機(jī)的打開與關(guān)閉。
【文檔編號(hào)】B60G17/048GK203888566SQ201320677750
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月23日
【發(fā)明者】陳安柱, 蘇宏林, 王宜君, 陸從相 申請(qǐng)人:鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院