车辆减震系统及车辆的制作方法

1.本技术涉及汽车技术领域，尤其涉及一种车辆减震系统及车辆。


背景技术：

2.车辆减震系统可以在车辆行驶中进行减震。传统的空气弹簧式减震系统、液压式减震系统多为被动式，存在着响应速度慢等问题，无法根据车身状态对减震系统的高度、阻尼及刚度进行主动调整，从而车辆在行驶中会产生较大的颠簸感，乘坐舒适度降低。
3.因此，有必要提供一种改进的车辆减震系统及车辆以解决上述问题。


技术实现要素：

4.本技术提供一种提高响应速度的车辆减震系统及车辆。
5.本技术公开了一种车辆减震系统，包括：
6.悬架，设于车辆的车身下方；
7.电磁减震器，包括缸筒、第一线圈、活塞、第二线圈以及至少一个第三线圈，所述活塞可活动地设于所述缸筒内，所述第一线圈固定于所述缸筒靠近所述车身的一端；所述活塞的一端连接于所述悬架，另一端设置有所述第二线圈；所述第三线圈固定于所述缸筒；
8.供电单元，与所述第一线圈、所述第二线圈和所述第三线圈连接，用于向所述第一线圈、所述第二线圈和所述第三线圈提供电源；
9.检测单元，用于检测车身状态，产生相应的车身状态信号；及
10.控制单元，与所述检测单元和所述供电单元连接，用于接收来自所述检测单元的车身状态信号，根据所述车身状态信号，控制所述供电单元提供给所述第一线圈、所述第二线圈和所述第三线圈的电流的方向及大小，使所述第二线圈分别与所述第一线圈和所述第三线圈产生相互作用的磁力，以调节所述悬架的高度、刚度和阻尼。
11.进一步地，所述检测单元包括加速度传感器，所述加速度传感器用于检测车轮的振动加速度；所述控制单元用于根据所述车轮的所述振动加速度，分别确定提供给所述第一线圈、所述第二线圈和所述第三线圈的电流的方向与大小。
12.进一步地，所述控制单元用于若所述车轮的所述振动加速度大于加速度阈值，调节所述供电单元提供给所述第一线圈与所述第二线圈的电流，以调节所述悬架的高度。
13.进一步地，所述检测单元还包括高度传感器，所述高度传感器用于检测所述悬架的高度位移；所述控制单元用于根据所述悬架的高度位移，分别确定提供给所述第一线圈、所述第二线圈和所述第三线圈的电流的方向与大小。
14.进一步地，所述控制单元用于若所述悬架的高度位移大于高度位移阈值，调节所述供电单元提供给所述第一线圈与所述第二线圈的电流，以调节所述悬架的高度。
15.进一步地，所述控制单元用于若所述振动加速度不大于所述加速度阈值且所述悬架的高度位移不大于所述高度位移阈值，调节所述供电单元提供给所述第三线圈的电流，以调节所述悬架的阻尼和刚度。
16.进一步地，所述控制单元用于接收来自用户的模式选择信号，所述模式选择信号包括舒适模式选择信号与运动模式选择信号；
17.所述控制单元用于若接收到所述舒适模式选择信号，控制所述供电单元提供给所述第三线圈的电流小于第一电流阈值，使所述第三线圈与所述第二线圈之间的吸引力或排斥力小于第一磁性力阈值。
18.进一步地，所述控制单元用于若接收到所述运动模式选择信号，控制所述供电单元提供给所述第三线圈的电流大于第二电流阈值，使所述第三线圈与所述第二线圈之间的吸引力或排斥力大于第二磁性力阈值，所述第二电流阈值大于等于所述第一电流阈值，所述第二磁性力阈值大于等于所述第一磁性力阈值。
19.进一步地，所述第一线圈与所述第二线圈内均设置有铁芯。
20.本技术还公开了一种车辆，包括：
21.车身；
22.如上所述的车辆减震系统。
23.本技术提出的车辆减震系统及车辆，通过在电磁减震器设置若干组电磁线圈，电磁线圈通电产生互相作用的电磁力实现悬架的高度、阻尼与刚度的快速调整。结合供电单元、检测单元以及控制单元，可以提高响应速度，并且根据车身状态调整悬架的高度、阻尼与刚度，使车辆减震系统更加智能化，从而提升了乘坐舒适性。
24.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本说明书。
附图说明
25.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本说明书的实施例，并与说明书一起用于解释本说明书的原理。
26.图1是本技术车辆减震系统的一个实施例的结构示意图。
27.附图标号说明：10、悬架；20、电磁减震器；21、缸筒；22、第一线圈；23、活塞杆；24、第二线圈；25、第三线圈；26、铁芯；27、电磁屏蔽罩；30、供电单元；31、电源；32、线圈驱动器；40、检测单元；41、加速度传感器；50、控制单元；60、车身；70、车轮。
具体实施方式
28.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本说明书相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本说明书的一些方面相一致的装置和方法的例子。
29.在本说明书使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本说明书。在本说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
30.应当理解，尽管在本说明书可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱
离本说明书范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”。
31.接下来对本说明书实施例进行详细说明。
32.如图1所示，本技术提供了一种车辆减震系统，包括：悬架10、电磁减震器20、供电单元30、检测单元40以及控制单元50。悬架10设于车辆的车身60下方。
33.电磁减震器20包括缸筒21、第一线圈22、活塞23、第二线圈24以及至少一个第三线圈25。第一线圈22固定于缸筒21靠近车身60的一端。活塞23可活动地设于缸筒21内，其一端连接于悬架10，另一端设置有第二线圈24。第三线圈25固定于缸筒21，且位于第一线圈22的下方。
34.第一线圈22与第二线圈24内均设置有铁芯26。铁芯26可以把线圈周围的磁感线集中起来在铁芯26中流通，使线圈的磁通量增大。铁芯26被第一线圈22与第二线圈24的磁场磁化，磁化后的铁芯26也变成一个磁体，且与其所围绕的线圈磁性一致。铁芯26与线圈两个磁场互相叠加，使线圈的磁性大大增强。
35.供电单元30与第一线圈22、第二线圈24和第三线圈25连接，用于向第一线圈22、第二线圈24和第三线圈25提供电源。具体地，供电单元30包括相互连接的电源31与线圈驱动器32，电源31供电给线圈驱动器32。线圈驱动器32与第一线圈22、第二线圈24和第三线圈25分别连接，可以提供不同方向及大小的电流给第一线圈22、第二线圈24和第三线圈25，以驱动第一线圈22、第二线圈24和第三线圈25产生相应的磁力。
36.检测单元40用于检测车身状态，产生相应的车身状态信号。车身状态包括颠簸状态、平稳状态、俯仰状态、侧倾状态等。控制单元50与检测单元40和供电单元30连接，用于接收来自检测单元40的车身状态信号，根据车身状态信号，控制供电单元30提供给第一线圈22、第二线圈24和第三线圈25的电流的方向及大小，使第二线圈24分别与第一线圈22和第三线圈25产生相互作用的磁力，以调节悬架10的高度、刚度和阻尼。
37.当第一线圈22与第二线圈24通电后，控制单元50控制第一线圈22与第二线圈24的电流方向以使二者所产生的磁场方向相反，第一线圈22与第二线圈24会产生相互的排斥力。此时，第一线圈22中的铁芯26与第二线圈24中的铁芯26同极相对。
38.控制单元50控制第一线圈22与第二线圈24的电流大小以改变二者之间排斥力的大小。由于活塞23一端设置有第二线圈24，另一端与悬架10相连接，因此活塞23随着第二线圈24所受的力的变化而在缸筒21中上下运动。悬架10可以伴随着活塞23的运动而运动，改变高度以适应不同路况下的离地间隙要求，提升乘车舒适性。
39.对应于车辆的四个车轮70，本技术提出的车辆减震系统设置有四个电磁减震器20。当车辆中四个第一线圈22与四个第二线圈24之间的排斥力大小之和等于车身60的重量时，车辆的悬架10高度达到平衡。
40.若增大第一线圈22或第二线圈24的电流，第一线圈22与第二线圈24之间的排斥力增大，第二线圈24远离第一线圈22，活塞23向下运动，带动悬架10的高度降低，车辆的离地间隙减小。若减小第一线圈22或第二线圈24的电流，第一线圈22与第二线圈24之间的排斥力减小，第二线圈24靠近第一线圈22，活塞23向上运动，带动悬架10的高度升高，车辆的离地间隙增大。
41.第三线圈25通电后与第二线圈24之间也会产生相互作用的磁力。控制单元50控制第二线圈24与第三线圈25的电流的方向与大小，使第三线圈25对第二线圈24产生不同大小的吸引力或排斥力。若第二线圈24与第三线圈25的磁场方向相同，二者之间产生吸引力。若第二线圈24与第三线圈25的磁场方向相反，二者之间产生排斥力。
42.若增大第二线圈24或第三线圈25的电流，第三线圈25对第二线圈24的吸引力或排斥力增大，阻碍活塞23在缸筒21内上下运动，使悬架10的上下移动变得更加困难，增大了悬架10的阻尼与刚度。若减小第二线圈24或第三线圈25的电流，第三线圈25对第二线圈24的吸引力或排斥力减小，方便了活塞23在缸筒21内上下运动，使悬架10的上下移动变得更加容易，减小了悬架10的阻尼与刚度。
43.具体地，在本实施例中，第三线圈25的数量为两个。通过设置两个第三线圈25，可以使第二线圈24沿上下方向的受力范围增大，从而增加活塞23的可移动行程，使悬架10的高度、阻尼与刚度的调整范围更广。此外，两个第三线圈25中电流的大小与方向可以根据控制单元50的指令分别进行调整，使不同的第三线圈25作用于第二线圈24的力也不同。来自不同的第三线圈25的不同大小的吸引力或排斥力的叠加可以使得第二线圈24的运动位置更加准确精细，悬架10的阻尼与刚度的调整更加灵活多变。在其他一些实施例中，第三线圈25的数量可以为三个或更多。
44.控制单元50除了可以调整第一线圈22、第二线圈24和第三线圈25中电流的方向与大小，还可以调整电流的变化斜率。若电流的变化斜率大，电流变化速度快，悬架10的高度、刚度与阻尼可以得到更为快速的调整。若电流的变化斜率小，电流变化速度慢，悬架10的高度、刚度与阻尼可以得到更为轻柔的调整。
45.电磁减震器20还包括罩设于缸筒21外侧的电磁屏蔽罩27，防止第一线圈22、第二线圈24和第三线圈25产生的磁力线外泄。电磁屏蔽罩27由金属制成。
46.可以理解的是，本技术提出的车辆减震系统可以包括多个供电单元30与多个控制单元50，分别对四个电磁减震器20进行单独供电与控制。也可以仅包括一个供电单元30与一个控制单元50，“四合一”实现对四个电磁减震器20的控制。
47.由于四个电磁减震器20分别可以独立工作，车辆可以根据路况信息或用户的模式选择来动态实时调整每个电磁减震器20，以确保车身姿态为需要的状态、驾驶平稳状态为用户所需要的模式状态。因此，在设计车辆时，可以取消辅助调整车身的横向稳定杆，降低车辆制造成本，减轻车身重量。
48.本技术提出的车辆减震系统通过线圈通电产生的电磁力实现悬架10的高度、阻尼与刚度的快速调整。结合供电单元30、检测单元40以及控制单元50，快速预判车辆所需要的悬架高度、减震阻尼力与悬架刚度。由于电磁信号的响应速度在理论上接近光速，所以车辆减震系统的响应速度极快，可以实现瞬间的信号采集与传递，并使电磁线圈产生相应的电磁力，满足车辆行驶动态性能需求。
49.在本实施例中，检测单元40包括加速度传感器41。加速度传感器41设置于悬架10靠近车轮70的一侧，且与控制单元50电连接，用于检测车轮70的振动加速度。车轮70的振动加速度反映了车轮70在行驶状态下的颠簸情况。控制单元50用于根据车轮70的振动加速度，分别确定提供给第一线圈22、第二线圈24和第三线圈25的电流的方向与大小。
50.在本实施例中，检测单元40还包括高度传感器。高度传感器设置于悬架10上，且与
控制单元50电连接，用于检测悬架10的高度位移。悬架10的高度位移反映了悬架10在行驶状态下相对路面的位置变化。控制单元50用于根据悬架10的高度位移，分别确定提供给第一线圈22、第二线圈24和第三线圈25的电流的方向与大小。
51.控制单元50用于若车轮70的振动加速度大于加速度阈值，调节供电单元30提供给第一线圈22与第二线圈24的电流，以调节悬架10的高度。控制单元50用于若悬架10的高度位移大于高度位移阈值，调节供电单元30提供给第一线圈22与第二线圈24的电流，以调节悬架10的高度。
52.如此，车辆在行驶过程中若处于较为颠簸的路况，如路面上出现大坑或凸起，车轮70的振动加速度与悬架10的高度位移中任一项大于其设定阈值，控制单元50就会对第一线圈22与第二线圈24的电流进行调整，优先调整悬架10的高度以对抗来自路面冲击的力，使悬架10的高度快速适应颠簸路况。
53.控制单元50用于若振动加速度不大于加速度阈值且悬架10的高度位移不大于高度位移阈值，调节供电单元30提供给第三线圈25的电流，以调节悬架10的阻尼和刚度。
54.如此，车辆在行驶过程中若处于较为平稳的路况，车轮70的振动加速度与悬架10的高度位移均不大于其设定阈值，控制单元50就会对第三线圈25的电流进行优先调整，通过控制悬架10的阻尼与刚度对车辆姿态进行细微的调整，使车辆在平稳路况下能保持更好的稳定性，提高乘坐舒适性。
55.在一些实施例中，检测单元40可以检测车身角度位移，产生车身角度位移信号。在一些实施例中，检测单元40包括安装在车身60上的陀螺仪传感器，输出车身角度位移信号。控制单元50根据车身角度位移信号，分别确定提供给位于多个车轮70的多个电磁减震器20的第一线圈22、第二线圈24和第三线圈25的电流的方向与大小，以使悬架10各处的高度、阻尼与刚度得到调整与平衡，当车辆由于加速、减速、转向等原因出现俯仰和侧倾时，将车身60始终保持在较为平稳的状态，提高车辆的操纵稳定性。
56.在一些实施例中，检测单元40用于测定车轮70的水平高度，通过不同侧的车轮70的水平高度的差值，来判定车辆是否处于俯仰或侧倾状态。若前侧和后侧的车轮70的水平高度的差值大于设定阈值，判定车辆处于俯仰状态。若左侧和右侧的车轮70的水平高度的差值大于设定阈值，判定车辆处于侧倾状态。控制单元50根据车轮70的水平高度的差值，确定位于多个车轮70的多个电磁减震器20的第一线圈22、第二线圈24和第三线圈25的电流的方向与大小，使车身60达到平衡状态。
57.可以理解的是，以上控制方式仅给出了示例性参考，在车辆减震系统实际设计与应用过程中，控制单元50的智能算法可以多样化设置，结合车辆所具备的各类传感器，进行更为复杂灵活的处理，以使车辆减震系统的调节方式更加智能，能够妥善处理不同路况。
58.本技术提出的车辆减震系统还可以根据用户驾驶模式的选择，来自动调整悬架10的风格。控制单元50用于接收来自用户的模式选择信号，模式选择信号包括舒适模式选择信号与运动模式选择信号。
59.控制单元50用于若接收到舒适模式选择信号，控制供电单元30提供给第三线圈25的电流小于第一电流阈值，使第三线圈25与第二线圈24之间的吸引力或排斥力小于第一磁性力阈值。此时，活塞23的运动行程增大，悬架10的刚度与阻尼减小，来自路面的震动冲击得到有效缓冲，避免承受过大的冲击载荷，乘客的体验更为舒适。
60.控制单元50用于若接收到运动模式选择信号，控制供电单元30提供给第三线圈25的电流大于第二电流阈值，使第三线圈25与第二线圈24之间的吸引力或排斥力大于第二磁性力阈值。第二电流阈值大于等于第一电流阈值，第二磁性力阈值大于等于第一磁性力阈值。此时，活塞23的运动行程减小，悬架10的刚度与阻尼增大，对车身60的支撑性能增强，弯道反应慢，在转弯时车辆的侧倾程度减小，可以达到猛烈驾车的要求。
61.可以理解的是，本技术所指的用户驾驶模式并不局限于舒适模式与运动模式，实际设计与应用过程中，还可包括如山地模式、泥泞模式、赛车模式等多种驾驶模式，可根据需要进行控制单元50的设计。
62.本技术提出的车辆减震系统及车辆，通过在电磁减震器设置若干组电磁线圈，电磁线圈通电产生互相作用的电磁力实现悬架10的高度、阻尼与刚度的快速调整。结合供电单元30、检测单元40以及控制单元50，快速预判车辆所需要的悬架高度、减震阻尼力与刚度，提高响应速度，使车辆减震系统更加灵活，提升了乘坐舒适性。
63.并且，仅需控制一组电磁力参数(电磁减震器20中各线圈的大小及方向)即可同时实现悬架10高度、刚度与阻尼的全部调节，简化了结构设计与操作流程，使控制单元50的算法留有更大的设计空间，使车辆行驶更加智能化。
64.上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
65.以上所述仅是本技术的较佳实施方式而已，并非对本技术做任何形式上的限制，虽然本技术已以较佳实施方式揭露如上，然而并非用以限定本技术，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本技术技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施方式，但凡是未脱离本技术技术方案的内容，依据本技术的技术实质对以上实施方式所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本技术技术方案的范围内。

技术特征：
1.一种车辆减震系统，其特征在于，包括：悬架，设于车辆的车身下方；电磁减震器，包括缸筒、第一线圈、活塞、第二线圈以及至少一个第三线圈，所述活塞可活动地设于所述缸筒内，所述第一线圈固定于所述缸筒靠近所述车身的一端；所述活塞的一端连接于所述悬架，另一端设置有所述第二线圈；所述第三线圈固定于所述缸筒；供电单元，与所述第一线圈、所述第二线圈和所述第三线圈连接，用于向所述第一线圈、所述第二线圈和所述第三线圈提供电源；检测单元，用于检测车身状态，产生相应的车身状态信号；及控制单元，与所述检测单元和所述供电单元连接，用于接收来自所述检测单元的车身状态信号，根据所述车身状态信号，控制所述供电单元提供给所述第一线圈、所述第二线圈和所述第三线圈的电流的方向及大小，使所述第二线圈分别与所述第一线圈和所述第三线圈产生相互作用的磁力，以调节所述悬架的高度、刚度和阻尼。2.根据权利要求1所述的车辆减震系统，其特征在于，所述检测单元包括加速度传感器，所述加速度传感器用于检测车轮的振动加速度；所述控制单元用于根据所述车轮的所述振动加速度，分别确定提供给所述第一线圈、所述第二线圈和所述第三线圈的电流的方向与大小。3.根据权利要求2所述的车辆减震系统，其特征在于，所述控制单元用于若所述车轮的所述振动加速度大于加速度阈值，调节所述供电单元提供给所述第一线圈与所述第二线圈的电流，以调节所述悬架的高度。4.根据权利要求2所述的车辆减震系统，其特征在于，所述检测单元还包括高度传感器，所述高度传感器用于检测所述悬架的高度位移；所述控制单元用于根据所述悬架的高度位移，分别确定提供给所述第一线圈、所述第二线圈和所述第三线圈的电流的方向与大小。5.根据权利要求4所述的车辆减震系统，其特征在于，所述控制单元用于若所述悬架的高度位移大于高度位移阈值，调节所述供电单元提供给所述第一线圈与所述第二线圈的电流，以调节所述悬架的高度。6.根据权利要求4所述的车辆减震系统，其特征在于，所述控制单元用于若所述振动加速度不大于所述加速度阈值且所述悬架的高度位移不大于所述高度位移阈值，调节所述供电单元提供给所述第三线圈的电流，以调节所述悬架的阻尼和刚度。7.根据权利要求1所述的车辆减震系统，其特征在于，所述控制单元用于接收来自用户的模式选择信号，所述模式选择信号包括舒适模式选择信号与运动模式选择信号；所述控制单元用于若接收到所述舒适模式选择信号，控制所述供电单元提供给所述第三线圈的电流小于第一电流阈值，使所述第三线圈与所述第二线圈之间的吸引力或排斥力小于第一磁性力阈值。8.根据权利要求7所述的车辆减震系统，其特征在于，所述控制单元用于若接收到所述运动模式选择信号，控制所述供电单元提供给所述第三线圈的电流大于第二电流阈值，使所述第三线圈与所述第二线圈之间的吸引力或排斥力大于第二磁性力阈值，所述第二电流阈值大于等于所述第一电流阈值，所述第二磁性力阈值大于等于所述第一磁性力阈值。9.根据权利要求1所述的车辆减震系统，其特征在于，所述第一线圈与所述第二线圈内
均设置有铁芯。10.一种车辆，其特征在于，包括：车身；如权利要求1-9中任一项所述的车辆减震系统。

技术总结
本申请提供一种车辆减震系统及车辆，车辆减震系统包括悬架、电磁减震器、供电单元、检测单元及控制单元。悬架设于车身下方。电磁减震器包括缸筒、第一线圈、活塞、第二线圈以及至少一个固定于缸筒的第三线圈。活塞可活动地设于缸筒内。第一线圈固定于缸筒靠近车身的一端。活塞的一端连接于悬架，另一端设置有第二线圈。供电单元向线圈提供电源。检测单元检测车身状态，产生相应的车身状态信号。控制单元接收车身状态信号，控制供电单元提供给线圈的电流的方向及大小，使第二线圈分别与第一线圈和第三线圈产生相互作用的磁力，以调节悬架的高度、刚度和阻尼。本申请的车辆减震系统及车辆提升了响应速度与乘车舒适性。提升了响应速度与乘车舒适性。提升了响应速度与乘车舒适性。


技术研发人员：许大万
受保护的技术使用者：浙江吉利控股集团有限公司
技术研发日：2023.06.09
技术公布日：2023/9/9