CN113847379B - 一种减振器阻尼调节系统和方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种减振器阻尼调节系统和方法，涉及车辆减振技术领域。本减振器阻尼调节系统中的每一减振器均包括工作缸筒和储油缸筒，两者之间形成一容纳腔，容纳腔内填充有油液且至少部分未被填满以形成补偿腔，调节单元包括调节模块和储存有调节气体的储存罐，控制单元用于获取路况信息，并根据路况信息确定对应补偿腔所需的理论气体压力，还用于监测对应补偿腔的实际气体压力，并根据对应的实际气体压力与对应理论气体压力的大小关系，控制调节模块调节储存罐与对应补偿腔之间的调节气体的流动状态，以调节实际气体压力。本申请提供的减振器阻尼调节系统解决了相关技术中可以多级调节阻尼力的减振器制作成本高、维修困难、通用性差的问题。

Description

一种减振器阻尼调节系统和方法

技术领域

本申请涉及车辆减振技术领域，特别涉及一种减振器阻尼调节系统和方法。

背景技术

目前，为了使车架与车身的振动迅速衰减，改善汽车行驶过程中的平顺性和舒适性，因此，在汽车悬架系统上一般都会装有减振器，汽车减振器实际上类似于一个振动阻尼器，减振器在汽车中不仅用在悬挂上，在其它的位置也有应用，例如用于驾驶室、车座、方向盘等，也可作为缓冲器用在车辆保险杠上。

减振器从阻尼材料的角度可以分为液压和充气两种类型，其中，液压式减振器的工作原理是当车身受到振动而出现相对运动时，减振器内的活塞则开始上下移动，减振器腔内的油液便反复地从一个腔经过不同的孔隙流入另一个腔内，此时孔壁与油液间的摩擦和油液分子间的内摩擦对振动形成阻尼力，使汽车振动能量转化为油液热能，再由减振器吸收散发到大气中，主要是将振动的能量通过摩擦作用转化为热量，起到减振的作用。充气式减振器的工作原理是当车轮上下跳动时，减振器的工作活塞在油液中做往复运动，使得工作活塞的上腔和下腔之间产生油压差，压力油便推开压缩阀和伸张阀而来回流动，由于阀对于压力油产生较大的阻尼力，使得振动衰减。相比于液压式减振器，充气式减振器是一种新型的减振器，在目前的应用中比较多。

汽车在行驶的过程中会面对较多不同的路况，而对于不同的路况，若采用同一阻尼力进行减振，则效果不好，因此，在相关技术中，出现了较多多级调节的减振器，其可以对阻尼力实现多级调节，实现多级调节的手段基本上均为对减振器的内部结构进行一定程度的改进，以使其从单一阻尼力变成可调多级阻尼力，保证汽车行驶过程中的整车舒适性。但是，减振器作为汽车使用过程中非常容易损坏的配件，因此，目前可以实现多级调节的减振器一般内部结构比较复杂，配件较多，对配件之间的配合要求也比较高，因此在一定程度上更加容易损坏，复杂的结构也导致损坏后很难维修，成本高，一般需要重新更换，而新的减振器本身的成本也很高，总体来说，使得其通用性比较差。

发明内容

本申请实施例提供一种减振器阻尼调节系统和方法，以解决相关技术中可以多级调节阻尼力的减振器制作成本高、维修困难、通用性差的问题。

第一方面，提供了一种减振器阻尼调节系统，其包括：

四个间隔设置的减振器，每一所述减振器均包括从外至内设置的工作缸筒和储油缸筒，所述工作缸筒和储油缸筒之间形成一容纳腔，所述容纳腔内填充有油液且至少部分未被填满以形成补偿腔；

调节单元，其包括调节模块和储存有调节气体的储存罐，所述调节模块分别与所述储存罐和所有的所述补偿腔均连通；

控制单元，其用于获取路况信息，并根据所述路况信息确定对应所述补偿腔所需的理论气体压力，所述控制单元还用于监测对应所述补偿腔的实际气体压力，并根据对应的所述实际气体压力与对应所述理论气体压力的大小关系，控制所述调节模块调节所述储存罐与对应所述补偿腔之间的所述调节气体的流动状态，以使每一所述实际气体压力与对应所述理论气体压力之间的差值均不大于预设差值。

一些实施例中，所述控制单元包括：

第一监测模块，其用于监测每一所述补偿腔内的实际气体压力；

第二监测模块，其用于获取所述路况信息；

电磁控制模块，其与调节模块、第一监测模块和第二监测模块均相连，所述电磁控制模块用于根据所述路况信息确定对应所述补偿腔所需的理论气体压力，还用于根据对应的所述实际气体压力与对应所述理论气体压力的大小关系，控制所述调节模块调节所述储存罐与对应所述补偿腔之间的所述调节气体的流动状态，以使每一所述实际气体压力与对应所述理论气体压力之间的差值均不大于预设差值。

一些实施例中，所述调节模块包括：

第一驱动组件，其用于接收发动机产生的废气，并将接收的所述废气转化为机械能；

第二驱动组件，其分别与所述储存罐和所有的所述补偿腔通过多根传输管道连通，且每一所述传输管道上均设有与所述电磁控制模块相连的控制开关，所述第二驱动组件用于在所述第一驱动组件的驱动下与所述控制开关共同调节所述储存罐与每一所述补偿腔之间的所述调节气体的流动状态。

一些实施例中，所述调节模块还包括一驱动转轴，所述驱动转轴依次穿设所述第一驱动组件和第二驱动组件，并用于所述第一驱动组件和第二驱动组件之间的动力传递。

一些实施例中，所述驱动转轴上还设有离合器，所述离合器设于所述第一驱动组件和第二驱动组件之间。

一些实施例中，所述第一驱动组件为涡轮，所述第二驱动组件为压缩机，所述调节气体为氮气。

一些实施例中，所述第一监测模块为气压传感器，所述第二监测模块为摄像头。

一些实施例中，所述预设差值的取值范围为0.2～0.3psi。

第二方面，提供了一种减振器阻尼调节方法，其步骤包括：

获取路况信息，根据所述路况信息确定每一补偿腔所需的理论气体压力；

监测每一所述补偿腔的实际气体压力，判断对应的所述实际气体压力是否小于对应所述理论气体压力，若是，则将储存罐内的调节气体输送至对应的所述补偿腔，若否且大于对应所述理论气体压力，则将对应的所述补偿腔内的调节气体输送回所述储存罐，直至所述实际气体压力与理论气体压力之间的差值不大于预设差值。

一些实施例中，所述根据所述路况信息确定每一补偿腔所需的理论气体压力，包括：

根据所述路况信息判断路况的类型，若所述路况为大冲击路况，则靠近驾驶室的两个减振器对应的所述理论气体压力的取值范围为43.5～50.7psi，远离所述驾驶室的两个所述减振器对应的所述理论气体压力的取值范围为72.5～79.7psi，若所述路况为随机路况，则靠近所述驾驶室的两个所述减振器对应的所述理论气体压力的取值范围为50.7～58psi，远离所述驾驶室的两个所述减振器对应的所述理论气体压力的取值范围为79.7～87psi，若所述路况为常用路况，则靠近所述驾驶室的两个所述减振器对应的所述理论气体压力的取值范围为58～65.25psi，远离所述驾驶室的两个所述减振器对应的所述理论气体压力的取值范围为87～94.2psi。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请实施例提供了一种减振器阻尼调节系统，其根据汽车所处的实际路况，确定对应补偿腔所需的理论气体压力，再根据监测到的对应补偿腔的实际气体压力，根据监测到的对应的实际气体压力与对应理论气体压力的大小关系，控制调节模块调节储存罐与对应补偿腔之间的调节气体的流动状态，以使每一实际气体压力与对应理论气体压力之间的差值均不大于预设差值，保证汽车在不同路况行驶时，均具有较好的操控性与乘坐舒适性，且相比传统的可以实现多级调节的减振器，本减振器阻尼调节系统不需要对减振器的内部结构进行改进，在一定程度上尽可能避免了减振器的损坏概率，也降低了损坏后维修和更换的成本，增加了使用通用性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的减振器阻尼调节系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的减振器阻尼调节系统的调节模块的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的减振器阻尼调节系统的减振器的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的减振器阻尼调节方法的流程示意图；

图中：1-减振器，10-工作缸筒，11-储油缸筒，12-补偿腔，2-调节单元，20-调节模块，200-第一驱动组件，201-第二驱动组件，202-驱动转轴，203-离合器，21-储存罐，30-第一监测模块，31-控制开关。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种减振器阻尼调节系统，其能解决相关技术中可以多级调节阻尼力的减振器制作成本高、维修困难、通用性差的问题。

参见图1和图3所示，本减振器阻尼调节系统主要包括四个间隔设置的减振器1、调节单元2和控制单元，其中，四个减振器1其中的两个对称设于汽车的前半部区域，剩余两个则对称设于汽车的后半部区域，每一减振器1均包括从外至内设置的工作缸筒10和储油缸筒11，工作缸筒10和储油缸筒11之间形成一容纳腔，容纳腔内填充有油液且至少部分未被填满以形成补偿腔12，调节单元2包括调节模块20和储存有调节气体的储存罐21，调节模块20分别与储存罐21和所有的补偿腔12均连通。控制单元用于获取路况信息，并根据路况信息确定对应补偿腔12所需的理论气体压力，控制单元还用于监测对应补偿腔12的实际气体压力，并根据对应的实际气体压力与对应理论气体压力的大小关系，控制调节模块20调节储存罐21与对应补偿腔12之间的调节气体的流动状态，以使每一实际气体压力与对应理论气体压力之间的差值均不大于预设差值。

进一步的，控制单元主要包括第一监测模块30、第二监测模块和电磁控制模块三个主要模块，第一监测模块30用于监测每一补偿腔12内的实际气体压力，第二监测模块用于获取路况信息，电磁控制模块则分别与调节模块20、第一监测模块30和第二监测模块均相连，电磁控制模块用于根据路况信息确定对应补偿腔12所需的理论气体压力，还用于根据对应的实际气体压力与对应理论气体压力的大小关系，控制调节模块20调节储存罐21与对应补偿腔12之间的调节气体的流动状态，以使每一实际气体压力与对应理论气体压力之间的差值均不大于预设差值。这里的流动状态具体包括三种状态，第一种状态为调节气体从储存罐21流至对应的补偿腔12，第二种状态为调节气体从对应的补偿腔12回流至储存罐21内，第三种状态为储存罐21与对应的补偿腔12之间停止调节气体的相互流动。

进一步的，调节模块20主要包括第一驱动组件200和第二驱动组件201，其中，第一驱动组件200用于接收发动机产生的废气，并将接收的废气转化为机械能，不仅实现了节能减排，还实现了二次利用，第二驱动组件201分别与储存罐21和所有的补偿腔12通过多根传输管道连通，其中，第二驱动组件201与储存罐21连通的管道为主管道，而与所有的补偿腔12连通的管道为分管道，其相比于与储存罐21连通的主管道管径要小一些，每一传输管道上均设有与电磁控制模块相连的控制开关31，这里的控制开关31为双向控制开关31，第二驱动组件201用于在第一驱动组件200的驱动下与控制开关31共同调节储存罐21与每一补偿腔12之间的调节气体的流动状态。

进一步的，第一驱动组件200优选为涡轮，第二驱动组件201优选为压缩机，调节气体为氮气，也可以为其他合适的稀有气体，第一监测模块30为气压传感器，第二监测模块为摄像头。

具体的，根据汽车行驶过程中遇到的不同的路况，这些路况可以分为三类：大冲击路况、随即路况和常用路况，其中，大冲击路况一般是指具有较多坑洼，且坑洼深度较大较多的路段，随即路况一般是指具有连续不平路面的路段，其坑洼相对较少，深度也较浅，常用路况一般是指正常平整的路面，即正常的公路。当在不同路况上行驶时，由于路况的影响，对车辆的操纵性和乘车舒适性均有较大的影响，为了保证汽车在不同的路况上行驶时均对车辆具有较好的操纵性以及乘车舒适性，因此，会对应调节各个减振器的阻尼力的大小。

具体的，利用控制单元获取路况信息，并根据路况信息对所处的路况进行评估分类，以确定此时位于不同位置的减振器的合适阻尼力，阻尼力与气体压力的大小对应，因此，即确定位于不同位置的减振器的补偿腔所需的理论气体压力。通过调节实际气体压力可以调节对应减振器的阻尼力，且对于不同路况，位于不同位置的减振器的阻尼力的增加或减小需求是同步的，但是对于不同路况，位于汽车前半部的减振器对应的理论气体压力与位于汽车后半部的减振器对应的理论气体压力是不一样的，而由于均通过压缩机连接着同一储存罐21。

因此，当判断对应的实际气体压力小于对应理论气体压力时，此时，控制单元通过电磁控制模块控制各个传输管道上的控制开关31开启，随后控制单元驱动涡轮工作，涡轮进一步驱动压缩机运转，压缩机工作后通过先加压后的储存罐21内的调节气体，再输送至各个对应的补偿仓内，当位于前半部的补偿仓内的实际气体压力与理论气体压力之间的差值不大于预设差值时，则关闭对应传输管道上的控制开关31，停止进气，其他还没达到的继续进气，直至与对应的理论气体压力之间的差值不大于预设差值为止，此时则关闭所有的控制开关31，从设计的角度出发，一般连接储存罐与压缩机之间的传输管道上不设置控制开关31。其中，预设差值的取值范围为0.2～0.3psi。

本减振器阻尼调节系统通过根据路况的不同，灵活改变减振器补偿仓的实际气体压力，从而调节了减振器的阻尼力，为汽车提供了很好的乘车舒适性的体验，也保障了汽车无论处于任何路况均具有较好的操作性，一般，在评价汽车的舒适性时，在常用路况和大冲击路况下，均以前轴和后轴的纵向加速度和垂向加速度来评价，而对于随即路况，则一般采用不同频率下的功率谱密度来评价，具体的试验结果如下表1、表2和表3所示：

表1过单个小冲击时的前后轴加速度峰值

表2过单个大冲击时的前后轴加速度峰值

表3不同频率下的功率谱密度(g²/Hz)

从上表1和表2可知，在一定范围内，在常用路况下，气压越高舒适性越好，在大冲击路况和随机工况下，气压越低舒适性越好，因此，通过调节补偿仓内的实际气体压力，可以很好的调节减振器的阻尼力，从而调节汽车的舒适性。另外，上述表格中的高、中和低气压状态是在三种不同路况对应的不同位置的减振器的气压范围而言进行划分。

进一步的，参见图2所示，调节模块20具体还包括一驱动转轴202，驱动转轴202依次穿设第一驱动组件200和第二驱动组件201，并用于第一驱动组件200和第二驱动组件201之间的动力传递。驱动转轴202上还设有离合器203，离合器203设于第一驱动组件200和第二驱动组件201之间，其主要用于控制第一驱动组件200和第二驱动组件201之间的动力传输连接或断开。

本申请还提供了一种减振器阻尼调节方法，参见图4所示，其步骤包括：

获取路况信息，根据路况信息确定每一补偿腔12所需的理论气体压力；

监测每一补偿腔12的实际气体压力，判断对应的实际气体压力是否小于对应理论气体压力，若是，则将储存罐21内的调节气体输送至对应的补偿腔12，若否且大于对应理论气体压力，则将对应的补偿腔12内的调节气体输送回储存罐21，直至实际气体压力与理论气体压力之间的差值不大于预设差值。

进一步的，根据路况信息确定每一补偿腔12所需的理论气体压力，其具体步骤包括：

根据路况信息判断路况的类型，若路况为大冲击路况，则靠近驾驶室的两个减振器1对应的理论气体压力的取值范围为43.5～50.7psi，远离驾驶室的两个减振器1对应的理论气体压力的取值范围为72.5～79.7psi，若路况为随机路况，则靠近驾驶室的两个减振器1对应的理论气体压力的取值范围为50.7～58psi，远离驾驶室的两个减振器1对应的理论气体压力的取值范围为79.7～87psi，若路况为常用路况，则靠近驾驶室的两个减振器1对应的理论气体压力的取值范围为58～65.25psi，远离驾驶室的两个减振器1对应的理论气体压力的取值范围为87～94.2psi。

其中，上述减振器阻尼调节方法的各步骤与上述减振器阻尼调节系统的具体结构均一一对应，其详细步骤和实现过程在此处不再一一赘述。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种减振器阻尼调节系统，其特征在于，其包括：

四个间隔设置的减振器(1)，每一所述减振器(1)均包括从外至内设置的工作缸筒(10)和储油缸筒(11)，所述工作缸筒(10)和储油缸筒(11)之间形成一容纳腔，所述容纳腔内填充有油液且至少部分未被填满以形成补偿腔(12)；

调节单元(2)，其包括调节模块(20)和储存有调节气体的储存罐(21)，所述调节模块(20)包括第一驱动组件(200)和第二驱动组件(201)，第一驱动组件(200)用于接收发动机产生的废气，并将接收的所述废气转化为机械能，所述第二驱动组件(201)分别与所述储存罐(21)和所有的所述补偿腔(12)通过多根传输管道连通；

控制单元，其包括第一监测模块(30)、第二监测模块和电磁控制模块，所述第一监测模块(30)用于监测每一所述补偿腔(12)内的实际气体压力，所述第二监测模块用于获取路况信息，所述电磁控制模块与调节模块(20)、第一监测模块(30)和第二监测模块均相连，所述电磁控制模块用于根据所述路况信息确定对应所述补偿腔(12)所需的理论气体压力，还用于根据对应的所述实际气体压力与对应所述理论气体压力的大小关系，控制所述调节模块(20)调节所述储存罐(21)与对应所述补偿腔(12)之间的所述调节气体的流动状态，以使每一所述实际气体压力与对应所述理论气体压力之间的差值均不大于预设差值；其中，

每一所述传输管道上均设有与所述电磁控制模块相连的控制开关(31)，所述第二驱动组件(201)用于在所述第一驱动组件(200)的驱动下与所述控制开关(31)共同调节所述储存罐(21)与每一所述补偿腔(12)之间的所述调节气体的流动状态。

2.如权利要求1所述的一种减振器阻尼调节系统，其特征在于：所述调节模块(20)还包括一驱动转轴(202)，所述驱动转轴(202)依次穿设所述第一驱动组件(200)和第二驱动组件(201)，并用于所述第一驱动组件(200)和第二驱动组件(201)之间的动力传递。

3.如权利要求2所述的一种减振器阻尼调节系统，其特征在于：所述驱动转轴(202)上还设有离合器(203)，所述离合器(203)设于所述第一驱动组件(200)和第二驱动组件(201)之间。

4.如权利要求2所述的一种减振器阻尼调节系统，其特征在于：所述第一驱动组件(200)为涡轮，所述第二驱动组件(201)为压缩机，所述调节气体为氮气。

5.如权利要求1所述的一种减振器阻尼调节系统，其特征在于：所述第一监测模块(30)为气压传感器，所述第二监测模块为摄像头。

6.如权利要求1所述的一种减振器阻尼调节系统，其特征在于：所述预设差值的取值范围为0.2～0.3psi。

7.一种如权利要求1所述的减振器阻尼调节系统的减振器阻尼调节方法，其特征在于，其步骤包括：

获取路况信息，根据所述路况信息确定每一补偿腔(12)所需的理论气体压力；

监测每一所述补偿腔(12)的实际气体压力，判断对应的所述实际气体压力是否小于对应所述理论气体压力，若是，则将储存罐(21)内的调节气体输送至对应的所述补偿腔(12)，若否且大于对应所述理论气体压力，则将对应的所述补偿腔(12)内的调节气体输送回所述储存罐(21)，直至所述实际气体压力与理论气体压力之间的差值不大于预设差值。

8.如权利要求7所述的一种减振器阻尼调节方法，其特征在于，所述根据所述路况信息确定每一补偿腔(12)所需的理论气体压力，包括：

根据所述路况信息判断路况的类型，若所述路况为大冲击路况，则靠近驾驶室的两个减振器(1)对应的所述理论气体压力的取值范围为43.5～50.7psi，远离所述驾驶室的两个所述减振器(1)对应的所述理论气体压力的取值范围为72.5～79.7psi，若所述路况为随机路况，则靠近所述驾驶室的两个所述减振器(1)对应的所述理论气体压力的取值范围为50.7～58psi，远离所述驾驶室的两个所述减振器(1)对应的所述理论气体压力的取值范围为79.7～87psi，若所述路况为常用路况，则靠近所述驾驶室的两个所述减振器(1)对应的所述理论气体压力的取值范围为58～65.25psi，远离所述驾驶室的两个所述减振器(1)对应的所述理论气体压力的取值范围为87～94.2psi。

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