度同步控制阀2，随方向盘I同步控制。流量随动阀3，随左/右悬缸内腔系统30之间的压差随动控制，对左/右悬缸内腔系统30的流量/压力进行补偿。
[0089]图21为本例——双通道侧向刚度半主动油气悬架系统结构图。
[0090]当方向盘I左转时，角度同步控制阀2对左/右外部控制回路40分别输出/输入控制流量Ql，左侧外部控制回路40压力升高，左侧储能器15吸收流量ql，左侧副油腔21增加流量QI，qI = Q1-qI;右侧外部控制回路40压力降低，右侧储能器15释放流量qr，右侧副油腔21减少流量Qr，Qr = Ql_qr，控制底盘产生向左的侧倾角度。流量随动阀3，根据角度同步控制阀2的左转操作所产生的左/右悬缸内腔系统30的压力变化，做出随动操作:对左/右悬缸内腔系统30分别输入/输出控制流量Q2，使左侧悬缸内腔系统30减少流量Q2，右侧悬缸内腔系统30增加流量Q2，以保持左/右悬缸内腔系统30之间的压力处于平衡状态。这样，角度同步控制阀2控制左/右外部控制回路40产生向左的侧倾角度Φ，流量随动阀3随动操作，控制左/右悬缸内腔系统30保持一致的压力和刚度。见图22，车辆左转时系统结构状态图。
[0091]当方向盘I右转时，角度同步控制阀2对左/右外部控制回路40分别输入/输出控制流量Ql，左侧外部控制回路40压力降低，左侧储能器15释放流量ql，左侧副油腔21减少流量Ql，Ql = Ql-ql，右侧外部控制回路40压力升高，右侧储能器15吸收流量qr，右侧副油腔21增加流量Qr，Qr = Ql_qr，控制底盘产生向右的侧倾角度。流量随动阀3，根据角度同步控制阀2的右转操作所产生的左/右悬缸内腔系统30的压力变化，做出随动操作:对左/右悬缸内腔系统30分别输出/输入控制流量Q2，使左侧悬缸内腔系统30增加流量Q2，右侧悬缸内腔系统30减少流量Q2，以保持左/右悬缸内腔系统30之间的压力处于平衡状态。这样，角度同步控制阀2控制左/右外部控制回路40产生向右的侧倾角度Φ，流量随动阀3随动操作，控制左/右悬缸内腔系统30保持一致的压力和刚度。见图23车辆左转时系统结构状态图。
[0092]角度同步控制阀2在“状态控制通道”对左/右外部控制回路40所进行的Ql流量控制，是一个过程控制。相应地，流量随动阀3在“压力/流量随动通道”对左/右悬缸内腔系统30所进行的Q2流量控制，也是一个同步伴随过程控制。在角度同步控制阀2对“状态控制通道”进行侧倾角度控制，产生的左/右悬挂缸的高度变化的过程中，流量随动阀3保持左/右悬缸内腔系统30之间的压力均衡、刚度一致。这种控制是一种等压、同步的随动控制。图19，为这一过程悬缸刚度特曲线。
[0093]车辆在直线行驶时，角度同步控制阀2对左/右两侧外部控制回路40不主动产生控制流量，流量随动阀3与左/右悬缸内腔系统30之间也没有控制流量。悬缸内腔系统30中，活塞杆内腔23与缸筒内腔22之间通过内控阀组12进行流量的交换；外部控制回路40中，储能器15与副油腔21之间通过控制阀16进行流量的交换。遇路面颠簸，左/右两侧外部控制回路40产生的压差被角度同步控制阀2截止。流量随动阀3内部包含阻尼截止阀，左/右悬缸内腔系统30之间产生的瞬间高压被阻尼截止阀衰减并截止。
[0094]车辆在转向行驶时，各系统及回路均处于工作状态。在“状态控制通道”中，角度同步控制阀2对左/右两个外部控制回路40进行流量的调整与分配，实现对底盘的姿态控制。在“压力/流量随动通道”中，流量随动阀3根据角度同步控制阀2的控制姿态，对左/右两个悬缸内腔系统30进行流量的补偿与调整，实现对底盘的侧向姿态控制以及对“状态控制通道”的力学响应。在方向盘不同转向角度的控制下，车辆的转向角度、侧倾角度、侧倾刚度就形成了一系列的对应状态，实现悬架系统侧倾刚度的半主动控制。
[0095]本例-双通道侧向刚度半主动油气悬架，首次提出了基于油气悬架侧向刚度半主动悬架控制方案以及新型基础悬挂缸部件结构。方案基于传统的机械液压技术，摒弃了复杂、昂贵的电子控制系统，在系统稳定性、可靠性、使用寿命等方面具有突出的优势，而且系统的控制容量得到大幅度提升，显著扩大了应用范围和使用价值。
[0096]将基础悬架结构，由钢板板簧、螺旋弹簧提升到油气悬架，重点是提出隔离式双气室悬挂缸结构，是控制方案获得突破的一个基础性条件。另一个重要的突破是解决了非电控条件下，油气悬挂缸变阻尼控制的系统性难题。由此，油气悬架的主动控制技术将不再依赖于复杂的电子控制系统，而依靠经典的机械/液压原理就可以实现经济、高效、大容量的底盘主动控制。本例是基于行程、状态与刚度的底盘半主动控制的方案架构，与目前建构的自动变阻尼控制技术结合将极大地扩展应用的领域和车型的范围。
[0097]之前的主动控制技术过度依赖于电子控制系统，忽视了对传统结构和技术的研究。从现有文献以及现有各类车型产品来看，本结构方案都是首次揭示了非电控条件下侧向刚度半主动控制悬架系统的完整结构方案，具有明显的创新特性和应用价值。
【主权项】
1.一种双通道侧向刚度半主动油气悬架，采用左右对称结构，包括方向盘、角度同步控制阀、流量随动阀、悬挂缸、储能器、控制阀及管路;所述悬挂缸，包括活塞杆、活塞、内控阀组、缸筒、密封座圈；所述缸筒、活塞杆及活塞在悬挂缸内部围成悬缸内腔;所述缸筒、密封座圈及活塞杆、活塞在悬挂缸腰部侧壁间围成副油腔;所述副油腔充注液压油，与悬缸内腔完全隔离;所述悬缸内腔通过活塞杆底部的内控阀组分隔为缸筒内腔和活塞杆内腔;所述缸筒内腔中充注液压油，活塞杆内腔中充注液压油和氮气;所述缸筒内腔和活塞杆内腔，通过内控阀组上的阻尼通道连通，形成完整的悬缸内腔系统;所述缸筒内腔底部设有外部控制接口 ；所述副油腔，在缸筒靠近密封座圈的位置设置连接口，通过管路外接储能器和控制阀，形成独立的外部控制回路;所述控制阀上设有外部控制接口；所述外部控制回路与悬缸内腔系统完全隔离，彼此独立;其特征在于:角度同步控制阀分别连接左/右悬挂缸外部控制回路的外部控制接口，形成以角度同步控制阀为核心的“状态控制通道”，连接、控制左/右悬挂缸的两个外部控制回路;流量随动阀分别连接左/右悬挂缸悬缸内腔系统的外部控制接口，形成以流量随动阀为核心的“压力/流量随动通道”，连接、控制左/右悬挂缸的两个悬缸内腔系统；“状态控制通道”/“压力/流量随动通道”之间以及所包含的外部控制回路/悬缸内腔系统之间彼此独立;所述角度同步控制阀随方向盘同步控制，流量随动阀随左/右悬缸内腔系统之间的压差随动控制。2.根据权利要求1所述双通道侧向刚度半主动油气悬架，其特征在于:缸筒内腔和活塞杆内腔，通过内控阀组上的阻尼通道连通，形成完整的悬缸内腔系统；副油腔，在缸筒靠近密封座圈的位置设置连接口，通过管路外接储能器和控制阀，形成独立的外部控制回路。3.根据权利要求1或2所述双通道侧向刚度半主动油气悬架，其特征在于:副油腔充注液压油，与悬缸内腔完全隔离。4.根据权利要求3所述双通道侧向刚度半主动油气悬架，其特征在于所述外部控制回路中的副油腔与悬缸内腔系统中的缸筒内腔形成双气室反压对置结构。5.根据权利要求1或2所述双通道侧向刚度半主动油气悬架，其特征在于所述悬缸内腔保持完整的内腔结构以及压力/流量关联，内控阀组作为缸筒内腔与活塞杆内腔之间变阻尼控制组件。
【专利摘要】本专利公布了一种双通道侧向刚度半主动油气悬架，采用左右对称结构，包括：方向盘、角度同步控制阀、流量随动阀、悬挂缸、储能器、控制阀及管路。悬挂缸包括：活塞杆、活塞、内控阀组、缸筒、密封座圈。悬挂缸内部包括副油腔和悬缸内腔，副油腔与悬缸内腔完全隔离。悬缸内腔包括缸筒内腔和活塞杆内腔，中间通过内控阀组连通，形成悬缸内腔系统。副油腔通过管路外接控制阀和储能器，形成外部控制回路。角度同步控制阀分别连接左右两个外部控制回路的控制阀，形成状态控制通道。流量随动阀分别连接左右两个悬缸内腔系统的缸筒内腔，形成压力/流量随动通道。两个控制通道间及所包含的控制回路/内腔系统间彼此独立。角度同步控制阀随方向盘同步控制，流量随动阀随左右悬缸内腔系统压力随动控制。
【IPC分类】F16F9/06, B60G17/048, B60G17/056, F16F9/58, F16F9/34, F16F9/512
【公开号】CN205298378
【申请号】
【发明人】张宏如
【申请人】张宏如
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2015年7月31日