汽车、底盘及其自适应悬架系统
阅读说明：本技术 汽车、底盘及其自适应悬架系统 (Automobile, chassis and self-adaptive suspension system thereof ) 是由 张映明 高关中 于 2019-09-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种自适应悬架系统,包括悬架本体和设于所述悬架本体上方、用以支撑汽车轿厢并根据路面高度起伏调整汽车轿厢高度的悬臂；还包括用以检测路面高度起伏的高度位置传感器和驱动所述悬臂作升降运动的驱动部,以便于所述驱动部根据所述高度位置传感器的检测结果调整所述悬臂升降使汽车轿厢保持水平。本发明还公开一种包括上述自适应悬架系统的底盘和包括上述底盘的汽车。本发明所提供的自适应悬架系统能够调整汽车轿厢相对悬架本体的高度,是汽车轿厢处于水平状态,提高了驾驶的舒适性和安全性。(The invention discloses a self-adaptive suspension system, which comprises a suspension body and a cantilever, wherein the cantilever is arranged above the suspension body and used for supporting an automobile car and adjusting the height of the automobile car according to the fluctuation of the height of a road surface; the automobile suspension system is characterized by further comprising a height position sensor for detecting the height fluctuation of the road surface and a driving part for driving the cantilever to do lifting motion, so that the driving part adjusts the lifting of the cantilever according to the detection result of the height position sensor to enable the automobile car to keep horizontal. The invention also discloses a chassis comprising the self-adaptive suspension system and an automobile comprising the chassis. The self-adaptive suspension system provided by the invention can adjust the height of the car relative to the suspension body, so that the car is in a horizontal state, and the driving comfort and safety are improved.)
技术领域
本发明涉及车辆制造技术领域，具体涉及一种自适应悬架系统。本发明还涉及一种包括上述自适应悬架系统的底盘和包括上述底盘的汽车。
背景技术
减振是汽车设计制造过程中不容忽视的一个环节，汽车减振性能的好坏关系到驾驶的舒适性和安全性。
传统汽车通常采用带有液压缸或者弹簧的悬架系统进行减振，传统的悬架系统为硬性的钢结构系统。当路面出现高度波动时，汽车轿厢会产生上下摆动及左右的晃动，通过弹簧或者液压缸减缓这种上下摆动的速率实现减振，这种可称为被动悬架。但是当摆动幅度达到一定程度时，不仅极大限制驾驶的舒适度，车辆也存在倾覆或翻滚的风险，这种状况在越野条件下极易发生。
因此，如何提高驾驶的舒适度和安全性成为本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种自适应悬架系统，该自适应悬架系统能够对汽车轿厢的高度进行调节，使汽车轿厢保持水平状态，提高了汽车驾驶的舒适性和安全性。本发明的另一目的是提供一种包括上述自适应悬架系统的底盘。本发明的再一目的是提供一种包括上述底盘的汽车。
为实现上述目的，本发明提供一种自适应悬架系统，包括悬架本体和设于所述悬架本体上方、用以支撑汽车轿厢并根据路面高度起伏调整汽车轿厢高度的悬臂；
还包括用以检测路面高度起伏的高度位置传感器和驱动所述悬臂作升降运动的驱动部，以便于所述驱动部根据所述高度位置传感器的检测结果调整所述悬臂升降使汽车轿厢保持水平。
可选地，所述高度位置传感器和所述悬臂均为四个，四个所述高度位置触感器用以分别设于汽车的四个轮毂处，四个所述悬臂分设于所述悬架本体靠近四个轮毂的四方，任一所述悬臂连接一个所述驱动部，所述驱动部、所述高度位置传感器均用以连接至汽车的中控中心。
可选地，所述悬臂为气弹簧，所述驱动部为连接所述气弹簧的压缩机。
可选地，所述悬臂为液压杆，所述驱动部为连接所述液压杆的油泵。
可选地，所述悬架本体和所述悬臂之间设有用以带动所述悬臂沿所述悬架本体的前后方向运动的第一运动副，还包括用以驱动所述第一运动副带动所述悬臂运动的第一驱动电机和连接所述第一驱动电机的前后位置传感器。
可选地，所述悬架本体和所述悬臂之间设有用以带动所述悬臂沿所述悬架本体的左右方向运动的第二运动副，还包括用以驱动所述第二运动副带动所述悬臂运动的第二驱动电机和连接所述第二驱动电机的左右位置传感器。
本发明提供一种底盘，包括上述任一项所述的自适应悬架系统。
本发明还提供一种汽车，包括汽车轿厢和上述底盘，所述汽车轿厢设于所述底盘的上方且通过所述悬臂连接所述悬架本体。
可选地，还包括用以驱动轮毂转动的轮毂电机，所述轮毂电机的输出轴连接所述轮毂。
可选地，所述轮毂电机连接所述汽车的中控中心，还包括连接所述轮毂电机的储能单元，所述储能单元连接所述驱动部。
相对于上述背景技术，本发明所提供的自适应悬架系统包括悬架本体，悬架本体的上方设有用来支撑并调整汽车轿厢高度的悬臂，还包括检测路面高度起伏状况的高度位置传感器和根据高度位置传感器的检测结果驱动悬臂做升降运动，从而调整汽车轿厢始终保持水平或者近似水平的状态，有效避免汽车发生侧翻，提高驾驶的舒适性和安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供的具有自适应悬架系统的汽车的工作原理图。
其中：
①-能量输入、1-悬臂、2-驱动部、3-高度位置传感器、4-中控中心、5-储能单元、6-传感器接口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1，图1为本发明实施例所提供的具有自适应悬架系统的汽车的工作原理图。
其中①表示能量输入，既包括汽车发动机或者发电机输入的能量也包括制动产生的能量。本发明所提供的自适应悬架系统，包括悬架本体，悬架本体的上方设有又来支撑汽车轿厢的悬臂1，该悬臂1能够在驱动部2的驱动作用下做升降运动，自适应悬架系统还包括用来感应路面高度起伏变化的高度位置传感器3，当路面高度发生起伏时，高度位置传感器3检测到高度起伏值并将检测的结果发送给驱动部2，驱动部2驱动悬臂1上升或者下降对应的高度值保持汽车轿厢处于水平位置，防止发生侧翻，提高汽车驾驶的舒适性和安全性。
下面结合附图和具体实施例对本发明所提供自适应悬架系统进行更加详细的介绍。
在本发明所提供的一种具体实施例中，请参考图1，自适应悬架系统包括四个高度位置传感器3和四个悬臂1，四个高度位置传感器3分别用来安装至四个轮毂处，四个悬臂1则安装在悬架本体靠近四个轮毂的四个方向，四个悬臂1在悬架上方的位置可以构成一个矩形，从而相互协作共同完成对汽车轿厢的支撑，任意一个悬臂1还连接一个驱动悬臂1做升降运动的驱动部2，且四个高度位置传感器3和四个驱动部2用来连接至汽车的中控中心4，通过中控中心4实现对悬臂1的运动控制，高度位置传感器3通过传感器接口6连接中控中心4。
汽车在行驶过程中难免会遇见路面起伏不平的情况，轮毂随路面起伏运动，高度位置传感器3检测到起伏值并将起伏值传递给驱动部2，驱动部2接收高度位置传感器3的检测结果调整对应轮毂处的悬臂1座升降运动，四个悬臂1共同配合保持汽车轿厢在汽车行驶过程中始终保持水平或者近似水平状态，有效的防止汽车发生侧翻，同时提高驾驶的舒适性。
换句话说，悬臂1、高度位置传感器3和驱动部2是一一对应的，任意一个悬臂1的运动只由该悬臂1对应的驱动部2驱动，且该驱动部2由该悬臂1连接的高度位置传感器3控制，多个悬臂1能够同时进行升降运动，相互之间的运动独立，且悬臂1运动的结果又相互协调，共同调整维持汽车轿厢处于水平位置。
当然，上述实施例采用四个悬臂1为例对本发明所提供的自适应悬架系统的工作原理进行了说明，并不限定悬臂1和高度位置传感器3及驱动部2仅为四个。例如，当车身较长且轮毂较多时，可以在每一个轮毂处均设置一个高度位置传感器3，对应的，靠近该轮毂的悬架本体处安装有一个悬臂1，只要保持高度位置传感器3、悬臂1和驱动部2一一对应即可。
进一步来说，上述实施例中的悬臂1可以采用气弹簧，驱动部2则选用压缩机，气弹簧和压缩机相连接，通过压缩机向气弹簧泵入或抽出气体控制气弹簧的伸缩，进而控制汽车轿厢随气弹簧的伸缩进行升降。举例来说，当高度位置传感器3检测到轮毂下降了一定的高度值，此时需要气弹簧伸长相同的高度值进行补偿，而这个高度又对应了气弹簧一定的进气量，该进气量与压缩机的做功相互对应，因此只需调整压缩机的做功即可实现对气弹簧的伸缩量的控制，此对应关系预先存储在汽车的中控中心4，通过中控中心4完成各压缩机及对应气弹簧的控制。
在另一种具体实施例中，悬臂1优选采用液压杆，驱动部2则采用油泵，油泵和液压杆连接，向液压杆泵入或抽出油液，调节液压杆的伸缩，进而控制汽车轿厢随液压杆的伸缩而升降。举例来说，高度位置传感器3检测到汽车轮毂下降一定距离时，液压杆需要上升相同的距离对该距离进行补偿，保证汽车轿厢处于水平状态。液压杆的伸缩量与液压杆内油液的变化量相对应，而油液的变化量则对应了油泵泵入或抽出油量的多少，与油泵的做功对应。换句话说，只需将油泵的做功与液压杆的伸缩量的对应关系预先存储在汽车的中控中心4，即可通过中控中心4完成对各油泵乃至液压杆的控制。
当然，悬臂1和驱动部2还可以采用电动推杆等诸如此类的装置，只要能够实现对汽车轿厢的高度进行调节即可，此处不再展开赘述。
为了更好的保证汽车轿厢的平稳度，提高驾驶的舒适性和安全性，本发明在上述实施例的基础上做出了以下改进。在悬架本体和悬臂1之间设置第一运动副，第一运动副为移动副，用来带动悬臂1沿悬架本体的前后方向移动，还包括驱动第一运动副运动的第一驱动电机和连接第一驱动电机的前后位置传感器。前后位置传感器检测到汽车轿厢相对悬架本体的移动量，控制第一驱动电机驱动移动副移动，通过悬臂1带动汽车轿厢复位，保证汽车轿厢相对悬架本体前后位置不发生过大的变化。移动副可以采用直线导轨结构，直线导轨的导轨和第一驱动电机则可通过齿轮和齿条连接，导轨则和悬臂1连接。对于本领域普通技术人员来说，实现第一驱动电机带动第一运动副乃至悬臂1前后移动的方式还有多种，此处不再展开赘述。
更进一步的，在悬架本体和悬臂1之间还设置有第二运动副，第二运动副同样采用移动副，用来带动悬臂1沿悬架本体的左右方向移动，还包括驱动第二运动副运动的第二驱动电机和连接第二驱动电机的左右位置传感器。左右位置传感器检测到汽车轿厢相对悬架本体左右方向的移动量，控制第二驱动电机驱动移动副移动，通过悬臂1带动汽车轿厢复位，保证汽车轿厢相对悬架本体左右位置不发生过大的变化。第二运动副、第二驱动电机及与悬臂1的连接关系可以与第一运动副、第一驱动电机与悬臂1的连接关系相互参考，此处不再展开赘述。前后位置传感器和左右位置传感器可以都连接至汽车的中控中心4，方便中控中心4对汽车轿厢相对悬架本体的位置进行统一的调整。
至于上述实施例提供的高度位置传感器3、前后位置传感器和左右位置传感器及其控制方法均属于现有技术，本发明未对此作出具体改进，因此不再对上述多种传感器进行详细的介绍。
本发明提供一种底盘，包括上述实施例所述的自适应悬架系统，底盘的其它部分可以参考现有技术。
本发明还提供一种汽车，包括汽车轿厢和上述底盘，汽车轿厢则通过悬臂1安装在底盘的悬架本体上方，还包括驱动底盘的轮毂转动的轮毂电机，轮毂电机直接连接轮毂省略了传动机构，提高了传输效率。此外，轮毂电机连接汽车的中控中心4，该汽车还设有连接轮毂电机的储能单元5，储能单元5连接驱动悬臂1运动的驱动部2。上述汽车的中控中心4对轮毂电机采用四象限电机控制方法，以便于轮毂电机在不同的工况下处于发电或电动状态，通过储能单元5储存发电状态的能量供给驱动部2驱动悬臂1做升降运动，使能源利用达到最优。至于四象限电机控制方法则属于一种成熟的现有技术，本文不再展开具体介绍。
需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上对本发明所提供的汽车、底盘及其自适应悬架系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。