一种缓冲块高度动态控制系统及控制方法与流程

1.本发明属于汽车零部件技术领域，具体涉及一种缓冲块高度动态控制系统及方法。


背景技术：

2.汽车减震器总成上所用缓冲块，目的是防止当车轮受到垂向大冲击时，减轻减震器对塔顶带来的冲击。缓冲块与减震器缸筒之间的接触间隙，关系到车辆本身的舒适性以及操控性，接触间隙较大，可以给减震器压缩产生的冲击力提供较长的缓冲时间，可以提高车辆的舒适性，接触间隙较小，可以提高悬架系统刚度，提升车辆本身的操控性，因此，接触间隙的设定，关系到车辆本身的设定，舒适性和操控性不会完全兼顾。
3.中国专利“减振器、减振系统和车辆”，公开号cn205780521u，授权公告日2016.12.07，公开了一种减振器、减振系统和车辆，减振器包括减振器筒体，封闭在减振器筒体一端的防尘端盖，穿过该防尘端盖安装在减振器筒体上的活塞杆，防尘端盖的轴向外端面上和缓冲块的轴向内端面上安装有间隙调节机构。
4.上述专利通过在缓冲块与减震器缸筒之间设置一种间隙调节机构来调节缓冲块的压止高度，其间隙调节机构是通过螺纹副进行调节，实现缓冲块接触间隙的调整。但是，通过螺纹副来调节缓冲块的接触间隙，不能实现车辆的自适应调节，在车辆应对不同的工况时，都是同一种接触间隙，无法兼顾车辆的舒适性和操控性。
5.中国专利“减震器和车辆”，公开号cn111828530a，公开日2020.10.27，公开了一种减震器，包括储油缸、工作缸和活塞杆，所述活塞杆的一端连接有活塞阀，且所述活塞杆连接有所述活塞阀的一端置于所述工作缸内，所述活塞阀将所述工作缸分为上工作腔和下工作腔；所述工作缸置于所述储油缸内，所述储油缸和所述下工作腔能够通过底阀连通；所述活塞杆上连接有位移自适应阀，且所述位移自适应阀置于所述上工作腔内，所述位移自适应阀通过所述活塞杆与所述下工作腔连通，所述减震器通过所述底阀、所述活塞阀和所述位移自适应阀的配合能够产生不同的阻尼力。
6.上述专利通过在缸筒内设置一个位移自适应阀，也可以理解为调节阻尼的阀来实现不同路面的调节能力，提高舒适性。但是，其结构复杂成本较高，后期维护困难。


技术实现要素：

7.针对背景技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种可以直接调节缓冲块与接触间隙、达到自适应的缓冲块高度动态控制系统及方法。
8.为了达到上述目的，本发明设计的缓冲块高度动态控制系统，其特征在于，包括：
9.液压缸，安装在减震器上支撑座上，缓冲块与液压缸活塞杆连接；减震器活塞杆依次穿过缓冲块和所述液压缸与减震器上支撑座连接；
10.液压泵，接收整车ecu的指令调节，控制液压缸动作；
11.垂向加速度传感器，监测左右轮胎的垂向跳动情况，并将监测到的垂向加速度信
号传递给整车ecu；
12.横摆角速度传感器，获取车辆的横摆角速度信息，并将监测到的横摆角速度信号传递给整车ecu；
13.整车ecu，分析计算垂向加速度传感器和横摆角速度传感器传递的信号是否达到设定阈值，若达到阈值，发送油压控制信号给液压泵控制液压缸动作调节缓冲块与减震器缸筒之间的间隙。
14.优选的，所述垂向加速度传感器安装在轮边任意合适位置。
15.进一步优选的，所述垂向加速度传感器安装在左右轮边三角臂外点附近。
16.优选的，所述横摆角速度传感器集成在车身电子稳定系统内，安装位置在前机舱。
17.本发明设计的缓冲块高度动态控制方法，其特征在于：
18.获取并通过车轮的垂向加速度信息和车辆的横摆角速度信息判断车辆状态，若：
19.垂向加速度达到设定的垂向加速度阈值，则，增大缓冲块与减震器缸筒之间的间隙；
20.横摆角速度达到设定的横摆角速度阈值，则，减小缓冲块与减震器缸筒之间的间隙。
21.优选的，当横摆角速度与垂向加速度都达到设定阈值时，根据横摆角速度信息控制缓冲块与减震器缸筒之间的间隙。如此，防止车辆本身结构的突然变化，给乘客带来额外的不适感。
22.优选的，通过控制固定在减震器上支撑座上的液压缸调节缓冲块与减震器缸筒之间的间隙；缓冲块与液压缸的活塞杆连接。
23.优选的，通过垂向加速度传感器获取车轮的垂向加速度信息。
24.优选的，通过横摆角速度传感器获取车辆的横摆角速度信息。
25.本发明的有益效果是：本发明将缓冲块通过液压缸与减震器上支撑座连接，
26.获取并通过车轮的垂向加速度信息和车辆的横摆角速度信息，并判断垂向加速度、横摆角速度是否达到设定阈值，若达到阈值，发送油压控制信号给液压泵控制液压缸活塞杆的上下移动，液压缸活塞杆带动缓冲块的上下移动，从而调节缓冲块与减震器缸筒之间的间隙。
27.本发明通过垂向加速度传感器以及横摆角速度传感器的设定，能够判断车辆是处于冲坑工况还是转弯工况；通过整车ecu控制活塞杆的上下移动，能够根据不同的工况匹配不同大小的缓冲块接触间隙，使车辆兼顾舒适性与操控性。
28.本发明可以根据不同的工况，自适应调节缓冲块与减震器之间的接触间隙，因此兼顾车辆的操控性和舒适性。
附图说明
29.图1是本发明的结构示意图
30.图2是本发明的控制逻辑图
具体实施方式
31.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。
32.如图1所示，本发明设计的缓冲块高度动态控制系统，包括液压缸，液压泵，垂向加速度传感器，横摆角速度传感器，整车ecu；
33.液压缸1由三部分组成：液压缸体1.1、液压缸活塞杆1.2、液压缸安装座1.3。液压缸体1.1与减振器上支撑座2固定，缓冲块3通过液压缸安装座1.3与液压缸活塞杆1.2连接，液压缸体1.1内有液压油，液压缸体1.1上、下腔油压不同，驱动液压缸活塞杆1.2上下运动，液压缸活塞杆1.2的运动带动缓冲块3的运动，以此达到在不同工况下，缓冲块3与减震器缸筒4有不同的接触间隙。
34.液压泵，接收整车ecu的指令调节，控制液压缸动作；液压泵调整液压缸1上下腔体的液压，实现液压缸活塞杆1.2的上下移动；液压缸活塞杆1.2上下移动带动缓冲块3的移动，进而能够调整缓冲块3与减震器缸筒4的接触间隙。
35.垂向加速度传感器，监测左右轮胎的垂向跳动情况，并将监测到的垂向加速度信号传递给整车ecu；
36.横摆角速度传感器，获取车辆的横摆角速度信息，并将监测到的横摆角速度信号传递给整车ecu；
37.整车ecu，分析计算垂向加速度传感器和横摆角速度传感器传递的信号是否达到设定阈值，若达到阈值，发送油压控制信号给液压泵控制液压缸动作调节缓冲块与减震器缸筒之间的间隙。
38.如图1和图2所示，本发明设计的缓冲块高度动态控制方法，
39.在左右轮边三角臂外点附近安装垂向加速度传感器，监测左右轮胎的垂向跳动情况，将监测到的垂向加速度信号传递给整车ecu；
40.在整车上安装横摆角速度传感器，当车辆有转向操作后，即可读取到车辆的横摆角速度信息，将监测到的横摆角速度信号传递给整车ecu。横摆角速度传感器可以集成在esc(车身电子稳定系统)内，安装位置在前机舱，一般在纵梁内侧；
41.对于横摆角速度传感器与垂向加速度传感器，两者之间没有信号的传递，横摆角速度对应的是侧向力工况(转弯工况)，垂向加速度传感器对应车辆过坎工况(车轮垂向跳动工况)，不同的工况对应各自传感器的介入。
42.整车ecu分析计算两个传感器传递的信号是否达到设定阈值，若达到阈值，发送油压控制信号给液压泵。对于阈值的设定，不同车型可以设定不同大小的阈值，需根据车辆风格进行设定，在车辆前期开发过程中，通过调校试验进行阈值的调试。
43.当车辆遇到过坑或过坎冲击时，轮胎受到路面的激励，会上下跳动，在轮胎上跳过程中，减震器缸筒4会被压缩，直至减震器缸筒4接触缓冲块3，进而压缩缓冲块3，如果减震器缸筒4与缓冲块3的接触间隙过小，路面的大冲击会更多的传递到缓冲块3，进而传递给车身；因此，此工况应设置较大的缓冲块接触间隙，这样，减震器可以更多的释放路面冲击，减震器缸筒4传递到缓冲块3的冲击力会减小，车辆过坑会更加舒适。
44.通过三角臂外点的垂向加速度传感器，可以直接体现出轮胎受到路面垂向激励的大小，轮胎受到垂向激励后，垂向加速度传感器将垂向加速度信号传递给整车ecu，可以设
定垂向加速度阈值a，若路面激励超过阈值a，则整车ecu发送与垂向加速度信号相匹配的电信号给液压泵，液压泵根据不同大小的电信号，相应控制液压缸1上下腔体的压力差，控制液压活塞杆1.2向上移动，液压活塞杆1.2带动缓冲块3向上移动，进而使减振器缸筒4与缓冲块3之间接触间隙变大，使得路面激励更多的被减振器在压缩过程释放，减小缓冲块3传递到车身的冲击力，提高车辆过坑的舒适性。
45.当车辆在转弯工况下，由于侧向力的作用，车辆会发生侧倾，侧倾越大，会给乘客带来不安全感，车辆的操控性越差。
46.因此通过横摆角速度传感器，能够监测到车辆是否发生转弯，并能够监测到转速的大小。当车辆发生转弯后，横摆角速度传感器监测到当前的横摆角速度信号，将横摆角速度信号传递给整车ecu，可以设定横摆角速度阈值b，若横摆角速度超过阈值b，则整车ecu发送与横摆角速度相匹配的电信号给液压泵，液压泵根据不同大小的电信号控制液压缸1上下腔体的压力差，控制液压缸活塞杆1.2向下移动，进而带动缓冲块3向下移动，减小减振器缸筒4与缓冲块3的接触间隙，较小的的接触间隙，能够提升车辆的侧倾角刚度，减小侧倾工况下的载荷转移，减小车辆在转弯工况下的侧倾，提高车辆的操控性。
47.如此，本发明获取并通过车轮的垂向加速度信息和车辆的横摆角速度信息判断车辆状态，若：垂向加速度达到设定的垂向加速度阈值，则，增大缓冲块与减震器缸筒之间的间隙；横摆角速度达到设定的横摆角速度阈值，则，减小缓冲块与减震器缸筒之间的间隙。
48.然而，对于正常客户驾驶车辆时，在转弯工况，如果路况不好，有坑洼，一般车速较低，低车速下，车辆侧向力较小；如果路况好，车速较高，此时侧向力较大。如果客户在转弯情况，对于坑洼路面，如果告诉转弯通过，会给客户的安全带来影响。
49.基于上述背景下，在前期车辆调试过程中，对于阈值设定的大小会考虑转弯工况与过坑工况同时出现的工况，横摆角速度阈值设定需大些，在接近车辆急转弯工况时介入。
50.当横摆角速度传感器与垂向加速度传感器都达到设定阈值时，此工况只有在急转弯过程中过坑出现。此工况，横摆角速度先达到阈值，待过坑后，横摆角速度与垂向加速度均达到阈值，此时，ecu只采用横摆角速度的信号，根据横摆角速度信号对液压缸进行控制。此目的是在两个工况同时出现时，防止车辆本身结构的突然变化，给乘客带来额外的不适感。
51.优选的，垂向加速度传感器位置的设定可放置在轮边任意合适位置，不一定拘泥与三角臂外点。。
52.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。