CN120156560A - 主动悬挂系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及减振器技术领域，具体涉及一种主动悬挂系统。高压蓄能器的入口端连接至油箱；高压蓄能器的出口端连接第一压力控制阀的入口，第一压力控制阀的出口连接第一换向阀的第一阀口，以及第一溢流阀的入口，第一溢流阀的出口以及第一换向阀的第二阀口汇成第一回油支路连接至油箱；减振器的第一油口连接至第一换向阀的第三阀口，减振器的第二油口连接至第一换向阀的第四阀口；压力传感单元包括设置在高压蓄能器出口端的第一压力传感器、设置在第一溢流阀的入口端的第二压力传感器、设置在减振器第一油口油路上的第三压力传感器以及设置在减振器第二油口右路上的第四压力传感器；电子控制器连接各个压力传感器、第一压力控制阀及车辆传感器。

Description

主动悬挂系统

技术领域

本申请涉及减振器技术领域，尤其涉及一种主动悬挂系统。

背景技术

车辆行驶时车体振动对驾驶员和乘员造成的危害是不容忽视的，随着人们对物质生活的需求越来越高，车辆行驶时的舒适性越来越受到业内业外的关注。

车辆行驶时，轨面不平顺是引发振动的主要原因之一。当车辆经过轨道接头、道岔等不平顺区域时，会产生垂向冲击振动，这种振动会经轮对(车轮)、转向架(车桥)传递到车体上。同时，轮对与轨面的横向振动，也会通过转向架传递到车体上，导致车体产生复杂的振动响应。这些振动不仅影响车辆的平稳性，还会对车辆结构造成疲劳损伤，降低车辆的使用寿命。

为衰减振动能量，提升车辆行驶舒适性，目前广为使用的设计是在转向架和车轮间配置一系垂向油压减振器。这种减振器主要作用是缓冲车轮与轨道之间的冲击，减少高频振动向车体的传递，提升车辆行驶舒适性。目前广为使用的设计是在转向架和车轮间配置一系垂向油压减振器，在车体和转向架之间配置二系垂油压减振器，在车体和转向架之间配置二系横向油压减振器，在车体底架与转向架构架之间配置抗蛇形油压减振器。

油压减振器通过小孔阻尼原理，利用液压油流动的阻力产生阻尼力，抑制振动。然而，采用传统的小孔阻尼原理存在一定的局限性。由于其阻尼力的输出主要取决于液压油的流速和小孔的尺寸，难以根据车辆的实际振动状态精确调整阻尼力的大小。在不同的行驶工况下，车辆所需的阻尼力是不同的，例如在低速行驶时，需要较小的阻尼力以保证车辆的舒适性；而在高速行驶时，需要较大的阻尼力以提高车辆的稳定性。传统的小孔阻尼油压减振器无法满足这种动态调整的需求，因此不能精确输出实际需要的阻尼力，难以有效提高车辆的舒适性，尤其是在复杂路况和高速行驶等特殊工况下，其性能的不足更为明显。

发明内容

本发明至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一，提供一种能够更精确、有效调整减振器减振性能的主动悬挂系统。

为达到上述目的，第一方面本发明提供一种主动悬挂系统，包括：

其包括油箱、高压蓄能器、车辆传感器、电子控制单元及减振单元，所述油箱用于存储工作介质；所述车辆传感器用于检测车辆振动数据；所述高压蓄能器的入口端经电机和齿轮泵连接至油箱；

所述减振单元包括第一压力控制阀、第一换向阀、减振器、压力传感单元；

所述高压蓄能器的出口端连接第一压力控制阀的入口，所述第一压力控制阀的出口连接第一换向阀的第一阀口，以及第一溢流阀的入口，所述第一溢流阀的出口以及所述第一换向阀的第二阀口汇成第一回油支路连接至油箱；

所述减振器包括第一油口和第二油口，所述减振器的第一油口连接至第一换向阀的第三阀口，减振器的第二油口连接至第一换向阀的第四阀口；

所述压力传感单元包括设置在高压蓄能器出口端的第一压力传感器、设置在第一溢流阀的入口端的第二压力传感器、设置在减振器第一油口油路上的第三压力传感器以及设置在减振器第二油口右路上的第四压力传感器；

所述电子控制器连接压力传感单元的各个压力传感器、第一压力控制阀及车辆传感器；

所述电子控制器被配置为：

第一压力传感器检测数据超过设定值时，停止电机工作；

根据基于车辆传感器接收的车载信息中的外部振动的加速及幅值生成第一压力控制阀的开度控制数据，根据第二压力传感器的检测数据控制第一压力控制阀的开度；

控制第一换向阀的通路，以向第三压力传感器或第四压力传感器所在油路进行切换。

在第一方面的某些实现方式中，所述电子控制器被配置为：

根据第三压力传感器和第四压力传感器检测的压力值，以及车辆传感器检测的车辆运行数据，控制向减振器油腔的充油量。

本申请实施例中，车辆传感器能够实时检测车辆的振动数据，包括车体的加速度、位移以及速度等信息。这些数据被传输至电子控制单元(ECU)，ECU根据实时监测到的振动数据，快速计算出所需的阻尼力，并通过控制第一压力控制阀和第一换向阀的开度，精确调节减振器内的液压油流量和压力，从而实现对车辆振动的实时抑制。与传统被动悬挂系统相比，这种主动控制方式能够更精准地应对不同路况下的振动，有效减少车体的颠簸感，显著提升车辆的行驶舒适性。由于系统可以根据车辆的实际振动状态动态调整阻尼力，因此在不同的行驶工况下都能保持最佳的舒适性。例如，在经过颠簸路面时，系统能够迅速增大阻尼力，快速衰减车体的振动；而在平坦路面上，系统则会适当减小阻尼力，使车辆的悬挂系统保持一定的柔韧性，进一步提升乘坐的舒适性。这种动态调整能力是传统悬挂系统所无法实现的，极大地改善了乘客的乘坐体验。

在第一方面的某些实现方式中，还包括低压蓄能器，所述低压蓄能器设置在第一回油支路上，所述电子控制被配置为：根据第三压力传感器和第四压力传感器检测的压力值，控制低压蓄能器油液回流至减振器油腔。

本申请实施例中，通过在回油支路上设置低压蓄能器，能够暂存流回油箱的工作介质。当减振器工作时，液压油从减振器的油口流出，经过换向阀后进入回油支路。此时，低压蓄能器能够暂时存储这些回流的液压油。这种暂存功能一方面有效避免了液压油直接快速回流至油箱时可能产生的冲击和压力波动，使液压油的流动更加平稳；另一方面能够在减振器需要补充液压油时，将缓存的工作介质补充至减振器。

在第一方面的某些实现方式中，还包括单向阀，所述单向阀设置在低压蓄能器与油箱之间的油路上，能够由低压蓄能器向油箱的方向导通。

本申请实施例中，单向阀的核心功能是确保液压油只能从低压蓄能器流向油箱，而不能反向流动。在系统运行过程中，低压蓄能器会暂存从减振器回流的液压油，并在适当的时候将其释放回油箱。单向阀的存在有效防止了液压油从油箱反向流入低压蓄能器，避免了因液压油反向流动而导致的系统压力波动和部件损坏。

在第一方面的某些实现方式中，所述高压蓄能器的出油端还连接至少一路第二回油管路；

一路回油管路经安全阀连接至油箱；

和/或，

一路回油管路经手动卸荷阀连接至油箱。

本申请实施例中，安全阀是液压系统中重要的保护装置。当系统中压力超过设定的安全阈值时，安全阀会自动开启，将高压蓄能器中的液压油快速释放回油箱，从而防止系统压力过高导致的设备损坏。手动卸荷阀为系统提供了一种手动控制的卸荷机制。安全阀和手动卸荷阀的结构互为冗余，能够提升回油的可靠性。

在第一方面的某些实现方式中，还包括设置在回油管路上的压力表。

本申请实施例中，主动悬挂系统进一步优化了液压系统的监控功能，压力表安装在回油管路上，能够实时显示回油管路中的液压油压力。操作人员可以通过观察压力表的读数，直观地了解系统当前的工作状态。通过实时监测回油管路中的压力，压力表可以帮助操作人员及时发现压力异常情况，并及时做出处理。

在第一方面的某些实现方式中，还包括设置在油箱和齿轮泵之间的吸油过滤器。

本申请实施例中，吸油过滤器的主要功能是过滤液压油中的杂质和颗粒物。在液压系统运行过程中，液压油可能会因为各种原因混入杂质，如金属屑、灰尘、磨损颗粒等。这些杂质如果进入齿轮泵或其他关键部件，可能会导致部件磨损、堵塞或故障。吸油过滤器能够有效拦截这些杂质，确保进入齿轮泵的液压油保持较高的清洁度。

在第一方面的某些实现方式中，还包括设置在齿轮泵和高压蓄能器之间的高压过滤器。

本申请实施例中，高压过滤器作为液压系统中的第二道过滤防线，对液压油进行二次过滤。在液压油从齿轮泵流向高压蓄能器的过程中，高压过滤器能够进一步拦截可能混入的杂质和颗粒物。即使吸油过滤器已经过滤掉大部分杂质，液压油在流动过程中仍可能因系统振动或部件磨损而产生新的杂质。高压过滤器可以有效拦截这些新产生的杂质，确保进入高压蓄能器的液压油达到更高的清洁度标准。

在第一方面的某些实现方式中，包括设置在一节车厢上的多组减振单元，所述电子制动单元被配置为：根据车辆传感器采集的车辆运行数据，以及每组减振单元各个压力传感器的数据，独立控制各组减振单元。

在第一方面的某些实现方式中，所述多组减振单元包括垂向减振单元和横向减振单元，所述垂向减振单元中的减振器垂直车辆的运行方向设置，所述横向减振单元中的减振器平行车辆的运行方向设置。

本申请实施例中，通过设置垂向减振单元和横向减振单元，本发明的主动悬挂系统能够在多个维度上全面应对车辆的振动问题。垂向减振单元有效衰减车体的上下振动，而横向减振单元则抑制车体的侧倾和横向摆动，从而在整体上提升车辆的减振性能。结合电子控制单元(ECU)和车辆传感器，系统可以根据车辆的实际行驶状态动态调整各减振单元的阻尼力。例如，在车辆经过颠簸路面时，垂向减振单元会增大阻尼力以快速衰减振动；在车辆转弯时，横向减振单元会增大阻尼力以抑制侧倾。这种动态适应性使得系统能够在各种复杂工况下始终保持最佳的减振效果。

基于上述技术方案，本申请提供的主动悬挂系统，齿轮泵在电机的驱动下，将液压油从油箱抽送至高压蓄能器进行储存；通过第一压力传感器实时监测高压蓄能器内部压力，电子控制器根据检测值控制电机的启停，确保压力稳定在预设范围内；当压力超过第一设定值P1时，电机停机以避免过压；基于车载振动信号中的加速度和幅值，第一压力控制阀打开设定的开度，将适当压力的液压油输送至执行单元的减振器；通过伺服阀切换油路方向，在减振器两侧的第二压力传感器和第三压力传感器检测的压力超过第二设定值P2时，第一节流阀打开，实现少量的卸荷，防止过高压力对减振器或油路的损害，维持系统压力稳定，实现稳定的减振效果。

由上述技术方案可以看出，本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本申请实施方式的主动悬挂系统的整体结构示意图；

图2是根据本申请实施方式的电子控制单元的控制逻辑示意图；

图3是根据本申请实施方式的主动悬挂系统控制逻辑结构示意图；

以上各图中：

1.1吸油过滤器；1.2齿轮泵；1.3电机；1.4高压过滤器；1.5高压蓄能器；1.6压力表；1.7.1第一压力传感器；1.7.2第二压力传感器；1.7.3压力传感器；1.7.4压力传感器；1.8安全阀；1.9手动卸荷阀；1.10呼吸盖；1.12管路接头；1.11.1第一压力控制阀；1.11.2第二压力控制阀；1.11.3第三压力控制阀；1.13油箱；1.14.1第一溢流阀；1.14.2第二溢流阀；1.14.3第三溢流阀；1.15低压蓄能器；1.16单向阀；1.17管接头组件；

2执行单元；2.1减振器；2.2.1第三压力传感器；2.2.2第四压力传感器；2.2.3压力传感器Ⅶ；2.2.4压力传感器Ⅷ；2.3.1第一换向阀；2.3.2第二换向阀；

3.1横向减振器；3.2.1压力传感器Ⅸ；3.2.2压力传感器Ⅹ；3.3第三换向阀。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”“前'、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

为了解决现有技术中油压减振器无法精确控制阻尼力，影响车辆舒适性的技术问题。本申请提出一种蓄能及压力检测与控制的主动悬挂系统。其能够实时监测车辆的行驶状态，并根据这些状态信息动态调整悬挂参数。

参考图1至图3。

按结构对主动悬挂系统的部件单元进行分类，主动悬挂系统包括：油箱1.13、高压蓄能器1.5、车辆传感器、电子控制单元及减振单元。减振单元包括第一压力控制阀1.11.1、第一换向阀2.3.1、减振器2.1、压力传感单元。根据车辆的配置需要，减振单元可以配置多组，本实施例以一组减振单元的配置为例，来说明主动悬挂系统的结构。

按功能对主动悬挂系统的部件单元进行分类，该蓄能及压力检测与控制的主动悬挂系统包括：电子控制器、油源单元和执行单元；油源单元包括齿轮泵1.2、电机1.3、高压蓄能器1.5、第一压力传感器1.7.1、第二压力传感器1.7.2、第一压力控制阀1.11.1、第一溢流阀1.14.1和油箱1.13。

油箱1.13用于存储工作介质；工作介质是液压系统正常运行的关键组成部分，可以为液压油、阻尼液体等。

车辆传感器用于检测车辆振动数据。

高压蓄能器1.5的入口端经电机1.3和齿轮泵1.2连接至油箱1.13。电机1.3驱动齿轮泵1.2从油箱1.13抽取液压油进入高压蓄能器1.5。

高压蓄能器1.5的出口端连接第一压力控制阀1.11.1的入口，高压蓄能器1.5的出口通过第一压力控制阀1.11.1连接至第一换向阀2.3.1的入口；具体的，第一换向阀2.3.1具有四个阀口，其中，第一阀口和第二阀口位于靠近第一压力控制阀1.11.1的一侧，第三阀口和第四阀口位于靠近减振器的一侧。第一压力控制阀1.11.1的出口连接第一换向阀2.3.1的第一阀口，以及第一溢流阀1.14.1的入口，第一溢流阀1.14.1的出口以及第一换向阀2.3.1的第二阀口汇成第一回油支路连接至油箱1.13。

减振器2.1包括第一油口和第二油口，减振器2.1的第一油口连接至第一换向阀2.3.1的第三阀口，减振器2.1的第二油口连接至第一换向阀2.3.1的第四阀口。应理解，通过控制液压油的流动来衰减车辆行驶过程中的振动，从而提高车辆的行驶舒适性和操控稳定性。减振器2.1包括第一油口和第二油口分别连接至减振器2.1的两个油腔，两个油腔之间设置活塞。通过向两个油腔内分别充入工作介质，两个油腔之间的压力差变化，进而产生减振缓冲的效果。现有技术中，通过设置在活塞上的阻尼孔实现工作介质在两个油腔之间的流动，调节阻尼力。本申请实施例改进了这种调节方式。

压力传感单元包括设置在高压蓄能器1.5出口端的第一压力传感器、设置在第一溢流阀1.14.1的入口端的第二压力传感器、设置在减振器2.1第一油口油路上的第三压力传感器以及设置在减振器2.1第二油口右路上的第四压力传感器；

电子控制器连接压力传感单元的各个压力传感器、第一压力控制阀1.11.1及车辆传感器。

在前述实施方式中，第一压力控制阀1.11.1包括一个入口和两个出口，第一压力控制阀1.11.1的两个出口分别连接第一换向阀2.3.1和油箱1.13；其接回油箱1.13的回路上设置第一溢流阀1.14.1和第一换向阀2.3.1。

第一压力传感器1.7.1置于高压蓄能器1.5的管路上，第一压力传感器1.7.1检测高压蓄能器1.5的压力，电子控制器与电机1.3、第一压力传感器1.7.1电连接，当高压蓄能器1.5压力超过第一压力设定值P1时，表明高压蓄能器1.5内的工作介质冲入量达到饱和，电子控制器控制电机1.3停机，停止向高压蓄能器1.5内充油，对高压蓄能器1.5卸压。

第一换向阀2.3.1的一侧两端连接第一压力控制阀1.11.1和油箱1.13，另一侧两端连接执行单元2的减振器2.1的入口和出口，此处定义入口和出口是相对概念，在实际应用中，减振器2.1的两个油口均可以即作为入口也作为出口，例如，当工况检测需要向上方的油腔充油以实现减振效果时，位于上方的第一油口作为入口，此时，如果位于下方的油腔的油量过多，可能会通过第二油口经第一回油管路流回至油箱内。

第一溢流阀1.14.1和第二压力传感器1.7.2均连接在第一压力控制阀1.11.1出口与第一换向阀2.3.1之间。具体的，第一溢流阀1.14.1一端连接第一压力控制阀1.11.1的与第一换向阀2.3.1连接的出口端，另一端接入油箱1.13的入口。第二压力传感器1.7.2安装在第一压力控制阀1.11.1的出口管路中，用于检测该出口的压力；电子控制器与车辆传感器、第一压力传感器1.7.1、第二压力传感器1.7.2、第一压力控制阀1.11.1、第三压力传感器2.2.1和第四压力传感器2.2.2电连接或通信连接。第二压力传感器1.7.2检测的压力超过设定值时，第一压力控制阀1.11.1打开设定的开度，维持输出压力。结合根据第三压力传感器2.2.1和第四压力传感器2.2.2检测的压力值，以及车辆传感器检测的车辆运行数据，控制向减振器油腔的充油量。

在一种可能的实施方式中，电子控制器还被配置为：根据车载信息控制第一换向阀2.3.1切换两侧油路的导通方向。具体的说，电子控制单元连接第一换向阀2.3.1，能够控制第一换向阀2.3.1的连通通路，进而控制向减振器的哪一个油箱充油。例如，第二油口和第三油口连通时，向减振器的上部的油腔充油，第二油口和第四油口连通时，向减振器的下部的油腔充油。

在该实施方式中，电子控制器通过接收和分析车载信息中的振动数据、车速、道路状况以及其他外部输入参数，实时计算最优的第一换向阀2.3.1工作状态。根据计算结果，电子控制器发出控制信号驱动第一换向阀2.3.1切换两侧油路的导通方向，从而实现减振器2.1的工作模式调整。

应理解，电子控制器与车辆传感器电连接或通信连接，接收车载信息，基于车辆传感器接收的车载信息中的外部振动的加速及幅值生成第一压力控制阀1.11.1的开度数据，第一压力控制阀1.11.1基于该开度数据打开到设定的开度，以输出不同的压力值。例如，车辆传感器可以检测车辆的瞬时横向加速度和垂向加速度，可以反应车辆的横向冲击或纵向振动。当检测到冲击或振动时，可以打开第一压力控制阀1.11.1的开度，向减振器充油。

电子控制器与第三压力传感器2.2.1和第四压力传感器2.2.2电连接或通信连接，减振器2.1入口或出口的第三压力传感器2.2.1或第四压力传感器2.2.2的检测压力超过设定值时，即大于或等于第二设定值P2时，第一溢流阀1.14.1打开，对管路进行少量卸荷，使之维持在设定的油压下。

通过电子控制器与多传感器的协同工作，该系统能够实时调节压力，精确控制悬挂系统的阻尼特性，显著提升车辆的舒适性与操控性能。同时，通过蓄能器存储多余液压能，维持系统管路压力稳定。

本申请实施例中，车辆传感器能够实时检测车辆的振动数据，包括车体的加速度、位移以及速度等信息。这些数据被传输至电子控制单元(ECU)，ECU根据实时监测到的振动数据，快速计算出所需的阻尼力，并通过控制第一压力控制阀1.11.1和第一换向阀2.3.1的开度，精确调节减振器2.1内的液压油流量和压力，从而实现对车辆振动的实时抑制。与传统被动悬挂系统相比，这种主动控制方式能够更精准地应对不同路况下的振动，有效减少车体的颠簸感，显著提升车辆的行驶舒适性。由于系统可以根据车辆的实际振动状态动态调整阻尼力，因此在不同的行驶工况下都能保持最佳的舒适性。例如，在经过颠簸路面时，系统能够迅速增大阻尼力，快速衰减车体的振动；而在平坦路面上，系统则会适当减小阻尼力，使车辆的悬挂系统保持一定的柔韧性，进一步提升乘坐的舒适性。这种动态调整能力是传统悬挂系统所无法实现的，极大地改善了乘客的乘坐体验。

在第一方面的某些实现方式中，还包括低压蓄能器1.15，低压蓄能器1.15设置在第一回油支路上。

本申请实施例中，通过在第一回油支路上设置低压蓄能器1.15，能够暂存流回油箱1.13的工作介质。当减振器2.1工作时，液压油从减振器2.1的油口流出，经过换向阀后进入回油支路。此时，低压蓄能器能够暂时存储这些回流的液压油。这种暂存功能一方面有效避免了液压油直接快速回流至油箱1.13时可能产生的冲击和压力波动，使液压油的流动更加平稳；另一方面能够在减振器2.1需要补充液压油时，将缓存的工作介质补充至减振器2.1。

在第一方面的某些实现方式中，还包括单向阀，单向阀1.16设置在低压蓄能器与油箱1.13之间的油路上，能够由低压蓄能器1.15向油箱1.13的方向导通。

具体的说，低压蓄能器1.15连接在减振器2.1接入油箱1.13入口的管路上；单向阀1.16连接低压蓄能器1.15和油箱1.13入口之间，单向阀1.16被设置为从低压蓄能器1.15向油箱1.13的方向上单向导通。

在该实施方式中，低压蓄能器1.15安装于减振器2.1出口至油箱1.13入口的管路上，用于在减振器2.1回油时存储部分液压油，并在系统需要时提供回流支持，以维持系统的压力平衡。单向阀1.16设置在低压蓄能器1.15与油箱1.13之间，确保液压油只能单向流动，即从低压蓄能器1.15向油箱1.13方向导通，从而防止油箱中的液压油逆流至低压蓄能器1.15。

通过这一配置，低压蓄能器1.15可有效缓冲减振器2.1的回油压力波动，同时在必要时为系统提供额外的液压能支持。单向阀1.16的设计避免了液压油循环路径中的反向干扰，确保系统运行的稳定性和可靠性。

通过增加低压蓄能器1.15和单向阀1.16，系统在减振器2.1回油过程中的压力波动得到缓冲，提高了液压系统的稳定性。低压蓄能器1.15还能在需要时提供储能支持，有效提高系统的响应速度和能量利用效率。单向阀1.16的设置避免了油箱与低压蓄能器之间可能的液压干扰，确保了系统工作的一致性和可靠性。

本申请实施例中，单向阀1.16的核心功能是确保液压油只能从低压蓄能器1.15流向油箱1.13，而不能反向流动。在系统运行过程中，低压蓄能器1.15会暂存从减振器2.1回流的液压油，并在适当的时候将其释放回油箱1.13。单向阀1.16的存在有效防止了液压油从油箱1.13反向流入低压蓄能器1.15，避免了因液压油反向流动而导致的系统压力波动和部件损坏。

在一种可能的实施方式中，电子控制器被配置为，根据减振器2.1的两个油腔的压力情况来控制低压蓄能器1.15的动作。具体的，电子控制器检测第三压力传感器2.2.1和第四压力传感器2.2.2的压力值，当两个压力值反馈某一减振器的某一油腔需要补充油液时，若高压蓄能器1.5一端不能工作，可以控制低压蓄能器1.15油液回流至减振器油腔。

在第一方面的某些实现方式中，高压蓄能器1.5的出油端还连接至少一路回油管路；

一路回油管路经安全阀1.8连接至油箱1.13；

和/或，

一路回油管路经手动卸荷阀1.9连接至油箱1.13。

在第一方面的某些实现方式中，还包括设置在回油管路上的压力表1.6。

在一种可能的实施方式中，包括两条回油管路，油源单元1还包括：压力表1.6、安全阀1.8和手动卸荷阀1.9。其中，压力表1.6置于高压蓄能器1.5的出口管路上，安全阀1.8和手动卸荷阀1.9分别连接高压蓄能器1.5和油箱1.13。

在该实施方式中，压力表1.6安装在高压蓄能器1.5的出口管路上，用于实时显示高压蓄能器1.5内的压力值，便于操作人员监测系统的压力状态。安全阀1.81.8作为保护装置，在高压蓄能器1.5的压力异常升高至设定的安全值时，泄压以防止系统过载。手动卸荷阀1.91.9则用于系统维护或紧急情况下的手动泄压操作，操作人员通过手动卸荷阀1.91.9将高压蓄能器1.5中的液压油释放至油箱1.13，确保系统安全性和可操作性。

本申请实施例中，安全阀1.8是液压系统中重要的保护装置。当系统中压力超过设定的安全阈值时，安全阀1.8会自动开启，将高压蓄能器1.5中的液压油快速释放回油箱1.13，从而防止系统压力过高导致的设备损坏。手动卸荷阀1.9为系统提供了一种手动控制的卸荷机制。安全阀1.8和手动卸荷阀1.9的结构互为冗余，能够提升回油的可靠性。

本申请实施例中，主动悬挂系统进一步优化了液压系统的监控功能，压力表1.6安装在回油管路上，能够实时显示回油管路中的液压油压力。操作人员可以通过观察压力表的读数，直观地了解系统当前的工作状态。通过实时监测回油管路中的压力，压力表可以帮助操作人员及时发现压力异常情况，并及时做出处理。

通过增加压力表1.6，系统的实时压力监控能力得到增强，便于发现潜在问题并及时处理。安全阀1.8为系统提供了过压保护功能，确保液压系统在高压工作条件下的安全性。手动卸荷阀1.9为系统维护或紧急操作提供了便利性，提升了系统的可靠性和操作效率。

在第一方面的某些实现方式中，还包括设置在油箱1.13和齿轮泵1.2之间的吸油过滤器1.1。

在第一方面的某些实现方式中，还包括设置在齿轮泵1.2和高压蓄能器1.5之间的高压过滤器1.4。

在一种可能的实施方式中，还包括：吸油过滤器1.1和高压过滤器1.4。其中，吸油过滤器1.1置于油箱1.13和齿轮泵1.2之间；高压过滤器1.4置于齿轮泵1.2和高压蓄能器1.5之间。

在该实施方式中，吸油过滤器1.1安装在油箱1.13和齿轮泵1.2的连接管路中，用于对从油箱1.13抽取的液压油进行初步过滤，去除可能存在的杂质和污染物，确保进入齿轮泵1.2的液压油清洁，从而防止齿轮泵1.2因杂质引起的磨损或堵塞。

高压过滤器1.4则安装在齿轮泵1.2和高压蓄能器1.5的连接管路中，用于对液压系统中经过齿轮泵1.2加压后的液压油进行进一步过滤，去除可能的颗粒杂质或悬浮物，保护高压蓄能器1.5和后续管路中精密元件的正常运行，延长系统关键部件的使用寿命。

吸油过滤器1.1和高压过滤器1.4的协同作用，确保了液压油从油箱1.13到高压蓄能器1.5的传输过程中始终保持高度清洁，从而提升了系统的运行可靠性和稳定性。

本申请实施例中，吸油过滤器1.1的主要功能是过滤液压油中的杂质和颗粒物。在液压系统运行过程中，液压油可能会因为各种原因混入杂质，如金属屑、灰尘、磨损颗粒等。这些杂质如果进入齿轮泵1.2或其他关键部件，可能会导致部件磨损、堵塞或故障。吸油过滤器能够有效拦截这些杂质，确保进入齿轮泵1.2的液压油保持较高的清洁度。

本申请实施例中，高压过滤器1.4作为液压系统中的第二道过滤防线，对液压油进行二次过滤。在液压油从齿轮泵1.2流向高压蓄能器1.5的过程中，高压过滤器能够进一步拦截可能混入的杂质和颗粒物。即使吸油过滤器已经过滤掉大部分杂质，液压油在流动过程中仍可能因系统振动或部件磨损而产生新的杂质。高压过滤器可以有效拦截这些新产生的杂质，确保进入高压蓄能器1.5的液压油达到更高的清洁度标准。

在第一方面的某些实现方式中，包括多组减振单元。

在第一方面的某些实现方式中，多组减振单元包括垂向减振单元和横向减振单元，垂向减振单元中的减振器2.1垂直车辆的运行方向设置，横向减振单元中的减振器2.1平行车辆的运行方向设置。

在一种可能的实施方式中，减振器2.1为垂向油压减振器，可以包括一组或两组垂向油压减震器。

在该实施方式中，减振器2.1采用垂向油压减振器结构，其工作原理是通过液压油的流动阻尼来吸收和衰减车辆垂直方向上的振动。垂向油压减振器通常由缸体、活塞、活塞杆和内部液压油组成，当车辆行驶过程中因路面不平产生垂向冲击时，减振器2.1内的活塞相对于缸体移动，液压油通过活塞上的阻尼孔或阀门流动，从而产生阻尼力。

在一种可能的实施方式中，执行单元2包括并联在油箱1.13入口和低压蓄能器1.15出口两端的两组垂向减振器2.1和一组横向减振器3.1。

第二组垂向减振器的油路相应的包括；第二压力控制阀1.11.2(对应第一组油压减震器的第一压力控制阀1.11.1)、第二溢流阀1.14.2(对应第一组油压减震器的第一溢流阀1.14.1)、压力传感器1.7.3(对应第一组油压减震器的第二压力传感器1.7.2)、压力传感器Ⅶ2.2.3(对应第一组油压减震器的第三压力传感器2.2.1)、压力传感器Ⅷ2.2.4(对应第一组油压减震器的第四压力传感器2.2.2)和第二换向阀2.3.2(对应第一组油压减震器的第一换向阀2.3.1)，其连接方式和控制逻辑同第一组减振器2.1的连接关系和控制逻辑；横向减振器3.1的油路包括：第三压力控制阀1.11.3、第三溢流阀1.14.3、压力传感器1.7.4、压力传感器Ⅸ3.2.1、压力传感器Ⅹ3.2.2和第三换向阀3.3；其连接关系和控制逻辑同前述两减振器油路。

在该实施方式中，执行单元2包括两组减振器2.1和一组横向减振器3.1，通过并联方式连接在油箱1.13入口和低压蓄能器1.15出口之间。垂向减振器2.1主要用于吸收车辆在行驶过程中由路面不平引起的垂直方向振动，而横向减振器3.1则用于应对横向方向的冲击或振动，如快速转弯或侧风条件下的动态稳定控制。

参见图3，为单一组的油压减振器控制逻辑，对于设置两组垂向减振器和一组横向减振器的系统，可在油源单元和执行单元相应增加对应的压力控制阀、溢流阀、换向阀和压力传感器组。

本发明一实施例的蓄能及压力检测与控制的主动悬挂系统，详细说明如下：

蓄能及压力检测与控制的主动悬挂系统包括：电子控制器、油源单元1和执行单元2。油源单元1包括：齿轮泵1.2、电机1.3、高压蓄能器1.5、第一压力传感器1.7.1、第二压力传感器1.7.2、第一压力控制阀1.11.1、第一溢流阀1.14.1和油箱1.13。电机1.3驱动齿轮泵1.2转动以抽取油箱1.13的液压油到高压蓄能器1.5内。高压蓄能器1.5的出口通过第一压力控制阀1.11.1连接至第一换向阀2.3.1的入口；第一压力控制阀1.11.1的一个出口连接第一换向阀2.3.1，另一个出口接入油箱1.13的入口；第一压力传感器1.7.1被配置为检测高压蓄能器1.5的压力；电子控制器被配置为根据第一压力传感器1.7.1检测的高压蓄能器1.5的压力控制电机1.3的启动或停机；当第一压力传感器1.7.1检测的高压蓄能器1.5的压力超过第一压力设定值P1时，电子控制器控制电机1.3停机；第一换向阀2.3.1的一侧两端分别连接第一压力控制阀1.11.1的出口和油箱1.13的入口；另一侧两端分别连接执行单元2的减振器2.1的入口和出口；第一溢流阀1.14.1一端连接在第一压力控制阀1.11.1的与第一换向阀2.3.1连接的出口端，另一端接入油箱1.13的入口；第二压力传感器1.7.2连接在第一压力控制阀1.11.1的与第一换向阀2.3.1连接的出口端和第一溢流阀1.14.1的共接点，被配置为检测第一压力控制阀1.11.1的与第一换向阀2.3.1连接的出口端管路的压力；电子控制器还被控制为：接收车载信息，并根据车载信息中的外部振动的加速及幅值控制第一压力控制阀1.11.1的开度以输出不同的压力值，根据第二压力传感器1.7.2检测的压力控制第一压力控制阀1.11.1的开度；以及，根据减振器2.1的入口或出口的压力传感器Ⅲ2.2.1或压力传感器Ⅳ2.2.2的压力控制第一溢流阀1.14.1的导通；其中，当压力传感器Ⅲ2.2.1或压力传感器Ⅳ2.2.2检测的压力大于或等于第二压力设定值P2时，控制第一溢流阀1.14.1打开。

电机1.3得电后启动，带动齿轮泵1.2转动，齿轮泵将油箱1.13中的液压油抽取，经过过滤器1.1进入齿轮泵1.2，通过齿轮泵1.2后通过高压过滤器1.4进入高压蓄能器1.5中，压力表1.6实时显示蓄能器1.5的压力值，第一压力传感器1.7.1检测高压蓄能器1.5的压力，当高压蓄能器1.5压力达到一定值后，电子控制器关闭电机1.3。当高压蓄能器压力过高时可以通过安全阀1.8进行卸压，液压油回流至油箱中，也可以通过手动卸荷阀1.9进行卸压，液压油也回流至油箱中。

当需要执行单元2.1部分进行阻尼力控制时，电子控制器对第一压力控制阀1.11.1进行压力控制，输出需要的油压，第二压力传感器1.7.2对输出油压进行检测，高压油经过油管进入到换向阀2.3.1，换向阀可以向压力传感器Ⅲ2.2.1或压力传感器Ⅳ2.2.2所在油路进行切换。当油压进入压力传感器Ⅲ2.2.1侧时，压力传感器Ⅲ2.2.1就有压力值显示，当管理油压超过控制器的输出值时，电子控制器将打开第一溢流阀1.14.1，进行少量的卸荷，使之维持在设定的油压下。

执行单元只能一侧被控制，另一侧将与低压蓄能器1.15连接，多出或不足的由低压蓄能器1.15吸收或补充，单向阀1.16将维持蓄能器具有一定的压力，防止油箱中液压油进入。

本申请实施例中，通过设置垂向减振单元和横向减振单元，本发明的主动悬挂系统能够在多个维度上全面应对车辆的振动问题。垂向减振单元有效衰减车体的上下振动，而横向减振单元则抑制车体的侧倾和横向摆动，从而在整体上提升车辆的减振性能。结合电子控制单元(ECU)和车辆传感器，系统可以根据车辆的实际行驶状态动态调整各减振单元的阻尼力。例如，在车辆经过颠簸路面时，垂向减振单元会增大阻尼力以快速衰减振动；在车辆转弯时，横向减振单元会增大阻尼力以抑制侧倾。这种动态适应性使得系统能够在各种复杂工况下始终保持最佳的减振效果。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种主动悬挂系统，其特征在于，其包括油箱、高压蓄能器、车辆传感器、电子控制单元及减振单元，所述油箱用于存储工作介质；所述车辆传感器用于检测车辆振动数据；所述高压蓄能器的入口端经电机和齿轮泵连接至油箱；

所述减振单元包括第一压力控制阀、第一换向阀、减振器、压力传感单元；

所述高压蓄能器的出口端连接第一压力控制阀的入口，所述第一压力控制阀的出口连接第一换向阀的第一阀口，以及第一溢流阀的入口，所述第一溢流阀的出口以及所述第一换向阀的第二阀口汇成第一回油支路连接至油箱；

所述减振器包括第一油口和第二油口，所述减振器的第一油口连接至第一换向阀的第三阀口，减振器的第二油口连接至第一换向阀的第四阀口；

所述压力传感单元包括设置在高压蓄能器出口端的第一压力传感器、设置在第一溢流阀的入口端的第二压力传感器、设置在减振器第一油口油路上的第三压力传感器以及设置在减振器第二油口右路上的第四压力传感器；

所述电子控制器连接压力传感单元的各个压力传感器、第一压力控制阀及车辆传感器；

所述电子控制器被配置为：

第一压力传感器检测数据超过设定值时，停止电机工作；

根据基于车辆传感器接收的车载信息中的外部振动的加速及幅值生成第一压力控制阀的开度控制数据，根据第二压力传感器的检测数据控制第一压力控制阀的开度；

控制第一换向阀的通路，以向第三压力传感器或第四压力传感器所在油路进行切换。

2.根据权利要求1所述的主动悬挂系统，其特征在于，还包括低压蓄能器，所述低压蓄能器设置在第一回油支路上；

所述电子控制被配置为：根据第三压力传感器和第四压力传感器检测的压力值，控制低压蓄能器油液回流至减振器油腔。

3.根据权利要求2所述的主动悬挂系统，其特征在于，还包括单向阀，所述单向阀设置在低压蓄能器与油箱之间的油路上，能够由低压蓄能器向油箱的方向导通。

4.根据权利要求1所述的主动悬挂系统，其特征在于，所述电子控制器被配置为：

根据第三压力传感器和第四压力传感器检测的压力值，以及车辆传感器检测的车辆运行数据，控制向减振器油腔的充油量。

5.根据权利要求1所述的主动悬挂系统，其特征在于，所述高压蓄能器的出油端还连接至少一路第二回油管路；

一路回油管路经安全阀连接至油箱；

和/或，

一路回油管路经手动卸荷阀连接至油箱。

6.根据权利要求5所述的主动悬挂系统，其特征在于，还包括设置在回油管路上的压力表。

7.根据权利要求1所述的主动悬挂系统，其特征在于，还包括设置在油箱和齿轮泵之间的吸油过滤器。

8.根据权利要求1所述的主动悬挂系统，其特征在于，还包括设置在齿轮泵和高压蓄能器之间的高压过滤器。

9.根据权利要求1所述的主动悬挂系统，其特征在于，包括设置在一节车厢上的多组减振单元，所述电子制动单元被配置为：根据车辆传感器采集的车辆运行数据，以及每组减振单元各个压力传感器的数据，独立控制各组减振单元。

10.根据权利要求1所述的主动悬挂系统，其特征在于，所述多组减振单元包括垂向减振单元和横向减振单元，所述垂向减振单元中的减振器垂直车辆的运行方向设置，所述横向减振单元中的减振器平行车辆的运行方向设置。