本发明专利技术公开了一种电磁馈能式车辆主动悬架作动器，包括作动器本体和作动器控制器，作动器本体包括电磁式直线电机模块和可变阻尼减振器模块，电磁式直线电机模块包括初级线圈、初级铁芯片和次级活塞杆，可变阻尼减振器模块包括减振器活塞杆、活塞、活塞筒和阻尼油，减振器活塞杆为内部中空的活塞杆，初级铁芯片为多个且布设在减振器活塞杆的内壁上，初级线圈缠绕在多个初级铁芯片之间的间隙内，活塞上设置有节流孔，活塞上连接有节流孔大小调节阀片和节流孔大小调节电机；本发明专利技术还公开了一种电磁馈能式车辆主动悬架作动器的控制方法。本发明专利技术工作稳定可靠，馈能效率高，能够有效地延长车载蓄电池的使用寿命，能够使主动悬架处于最佳的减振状态。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于汽车悬架系统
，具体涉及一种电磁馈能式车辆主动悬架作动 器及其控制方法。
技术介绍
车辆悬架性能的好坏直接影响车辆的乘坐舒适性、行驶安全性。随着人们对车辆 舒适性和安全性的要求越来越高，由于传统被动悬架是以摩擦的形式将振动能量转变为热 能耗散掉，从而产生阻尼力来衰减汽车的振动，其刚度阻尼等参数一旦确定是固定不变的， 不能随着车辆行驶工况的改变而实时变化，只能保证汽车在一种特定的道路状态和行驶速 度下达到最佳性能，而同时又必须兼顾平顺性和操纵稳定性要求，所以，只能确定一个尽量 满足各方面要求的折中方案，这就使汽车行驶平顺性和乘坐舒适性受到了一定的影响。显 然，传统的被动悬架己经不能满足人们的需求，这就需要一种新型的车辆悬架，而主动悬架 的诞生洽洽能够满足这种需要。 主动悬架是一个由传感器和有源控制器组成的闭环控制系统，根据车辆的运动状 况和路面状况主动做出反应，来抑制车身的振动和摆动，该悬架既无固定的刚度又无固定 的阻尼系数，可以随着道路条件的变化和行驶需要的不同要求而自动地改变弹簧刚度和减 振器阻尼系数，适时地调节悬架的参数，使悬架始终处于最佳的减振状态和行驶姿态。 主动悬架系统的核心关键部件一一作动器，它协同传感器和控制器共同组成振动 主动控制系统，其作用是将控制器输出的电量等信号转变为应变、位移、力等机械量，以实 现对控制对象的应变驱动、位移驱动、力驱动的目的。其性能的优劣对车辆主动悬架控制的 实现起着决定性的作用，所以日益得到研究者们的高度重视。目前，对于主动悬架作动器的 研究大致分为三类，一是空气主动悬架作动器，二是液压主动悬架作动器，三是电磁主动悬 架作动器，而空气和液压作动器都存在着结构复杂、泄漏密封、重量重和成本高及安全可靠 性等诸多方面的问题，为保证主动悬架的良好性能，作动器必须具有灵敏度高、稳定可靠、 能耗低、位移大等特点，而随着电磁学理论的不断完善以及大功率电子器件性能的不断提 升，同时其价格也日趋低廉，采用电磁方式来实现主动悬架力发生器，正好满足了以上要 求，并已经取得了良好的效果。尤其是电磁直线作动器有很多优点：简单结构紧凑、响应时 间短、控制精度高、无接触摩擦、无润滑、适应频带宽、输出位移和输出力较大、可控性好，与 此同时，电磁主动悬架还具有将能量回收的潜力，这也与当前提倡的"节能、环保"这一主题 相吻合。 但是，现有技术中的能量自供式主动悬架作动器还存在结构复杂、响应慢、可靠性 差、能耗大、成本高等缺陷，而且，尤其是当作动器失效时，既不能实现提高车辆乘坐舒适 性、操作稳定性的目标，反而又可能使行驶情况恶化，鉴于此，设计了一种新型的电磁直线 作动器，不仅能发挥一般电磁作动器的作用，而且，当作动器失效时，可以起到被动减振器 的作用，从而衰减由地面不平经车轮传至车身的振动，可谓一举两得。 例如申请号为201210266690.6的中国专利公开了一种电磁悬架，该电磁悬架提供 一种电磁悬架装置，其采用在定子的外周侧配置绕组并且在转子的内周侧配置永磁铁的线 性电动机，在第一活塞杆与第二活塞杆之间的间隙部配置配线。由此，避免配线与第二活塞 杆的接触，保护配线。其结果是，能够确保电磁悬架装置的电气系统的可靠性。但该专利技术没 有考虑到当电磁作动器发生失效时，悬架性能将会变得非常的恶劣，整车的操稳性和平顺 性变差，严重时会影响行驶安全性;而且没有考虑在提高平顺性的情况下尽可能的达到馈 能节能这一主题。 另外，现有技术中的能量自供式主动悬架作动器的控制方法往往偏重主动悬架的 某一方面性能，没有综合能量自供式主动悬架作动器的总体性能，导致作动器在工作过程 中主动控制效果不明显，在能量回馈模式与主动控制模式之间转换速度过于频繁，造成系 统严重的迟滞效应，对蓄电池的寿命也有较大的影响;而且，现有技术中对作动器的控制方 法还有待改善，现有技术还不能够使主动悬架处于最佳的减振状态。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种结构简 单、实现方便且成本低、馈能效率高、能够有效地延长车载蓄电池的使用寿命、工作稳定性 和可靠性高、实用性强的电磁馈能式车辆主动悬架作动器。 为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种电磁馈能式车辆主动悬架 作动器，其特征在于:包括作动器本体和作动器控制器，所述作动器本体包括电磁式直线电 机模块和可变阻尼减振器模块，所述电磁式直线电机模块包括初级线圈、初级铁芯片和次 级活塞杆，所述可变阻尼减振器模块包括减振器活塞杆、活塞、活塞筒和阻尼油，所述活塞 筒的上部连接有活塞筒上端盖，所述活塞筒的下部连接有活塞筒下端盖和下吊耳，所述减 振器活塞杆穿过活塞筒上端盖伸入活塞筒内部，所述减振器活塞杆为内部中空的活塞杆， 所述初级铁芯片的数量为多个且从上到下均匀布设在减振器活塞杆的内壁上，所述初级线 圈缠绕在多个初级铁芯片之间的间隙内，所述减振器活塞杆的上端连接有活塞杆上端盖， 所述活塞杆上端盖上连接有上吊耳，所述减振器活塞杆的下端连接有活塞杆下端盖，所述 次级活塞杆的下端连接在活塞筒下端盖上，所述次级活塞杆的上端穿过活塞杆下端盖伸入 到减振器活塞杆内中上部，所述次级活塞杆的外表面上包裹有铜皮，所述活塞筒内部套装 有下端抵在活塞筒下端盖顶部、上端位于活塞筒中部的套筒，所述套筒的顶部设置有卡合 连接在活塞筒内部且套装在减振器活塞杆上的下密封圈，所述活塞筒上端盖的底部设置有 卡合连接在活塞筒内部且套装在减振器活塞杆上的上密封圈，所述阻尼油填充在活塞筒 内上密封圈与下密封圈之间的空间内，所述活塞套装在减振器活塞杆上且位于活塞筒内上 密封圈与下密封圈之间的空间内，所述活塞上设置有供阻尼油通过的节流孔，所述活塞上 转动连接有节流孔大小调节阀片，所述活塞上固定连接有用于带动节流孔大小调节阀片转 动的节流孔大小调节电机，所述节流孔大小调节电机的输出轴上固定连接有第一齿轮，所 述节流孔大小调节阀片上设置有与第一齿轮啮合的齿;所述作动器控制器的输入端接有用 于对作动器的输入电流进行检测的电流传感器、用于对作动器受力大小进行检测的力传感 器、用于对减振器活塞杆速度大小进行检测的速度传感器、用于对簧载质量位移进行检测 的簧载质量位移传感器和用于对非簧载质量位移进行检测的非簧载质量位移传感器，所述 活塞筒的外壁上设置有控制盒，所述作动器控制器设置在控制盒内，所述控制盒内还设置 有整流器、用于为车载蓄电池充电的蓄电池充电电路和用于为初级线圈提供稳定的输入电 流的可控恒流源电路，所述蓄电池充电电路接在整流器与车载蓄电池之间，所述可控恒流 源电路与车载蓄电池的输出端和作动器控制器的输出端连接，所述初级线圈与可控恒流源 电路的输出端连接，所述整流器的输入端与初级线圈连接。 上述的一种电磁馈能式车辆主动悬架作动器，其特征在于:所述上吊耳与活塞杆 上端盖螺纹连接。 上述的一种电磁馈能式车辆主动悬架作动器，其特征在于:所述次级活塞杆的下 端螺纹连接在活塞筒下端盖上。 上述的一种电磁馈能式车辆主动悬架作动器，其特征在于:所述活塞通过螺栓与 减振器活塞杆固定连接。 本专利技术还提供了一种能够适时地调节主动悬架的参数、使主动悬架处于最佳的减 振状态、能够更好地凸显作本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电磁馈能式车辆主动悬架作动器，其特征在于：包括作动器本体和作动器控制器(20)，所述作动器本体包括电磁式直线电机模块和可变阻尼减振器模块，所述电磁式直线电机模块包括初级线圈(19)、初级铁芯片(13)和次级活塞杆(10)，所述可变阻尼减振器模块包括减振器活塞杆(12)、活塞(14)、活塞筒(5)和阻尼油(18)，所述活塞筒(5)的上部连接有活塞筒上端盖(3)，所述活塞筒(5)的下部连接有活塞筒下端盖(8)和下吊耳(9)，所述减振器活塞杆(12)穿过活塞筒上端盖(3)伸入活塞筒(5)内部，所述减振器活塞杆(12)为内部中空的活塞杆，所述初级铁芯片(13)的数量为多个且从上到下均匀布设在减振器活塞杆(12)的内壁上，所述初级线圈(19)缠绕在多个初级铁芯片(13)之间的间隙内，所述减振器活塞杆(12)的上端连接有活塞杆上端盖(2)，所述活塞杆上端盖(2)上连接有上吊耳(1)，所述减振器活塞杆(12)的下端连接有活塞杆下端盖(11)，所述次级活塞杆(10)的下端连接在活塞筒下端盖(8)上，所述次级活塞杆(10)的上端穿过活塞杆下端盖(11)伸入到减振器活塞杆(12)内中上部，所述次级活塞杆(10)的外表面上包裹有铜皮，所述活塞筒(5)内部套装有下端抵在活塞筒下端盖(8)顶部、上端位于活塞筒(5)中部的套筒(7)，所述套筒(7)的顶部设置有卡合连接在活塞筒(5)内部且套装在减振器活塞杆(12)上的下密封圈(6)，所述活塞筒上端盖(3)的底部设置有卡合连接在活塞筒(5)内部且套装在减振器活塞杆(12)上的上密封圈(4)，所述阻尼油(18)填充在活塞筒(5)内上密封圈(4)与下密封圈(6)之间的空间内，所述活塞(14)套装在减振器活塞杆(12)上且位于活塞筒(5)内上密封圈(4)与下密封圈(6)之间的空间内，所述活塞(14)上设置有供阻尼油(18)通过的节流孔，所述活塞(14)上转动连接有节流孔大小调节阀片(15)，所述活塞(14)上固定连接有用于带动节流孔大小调节阀片(15)转动的节流孔大小调节电机(17)，所述节流孔大小调节电机(17)的输出轴上固定连接有第一齿轮(16)，所述节流孔大小调节阀片(15)上设置有与第一齿轮(16)啮合的齿；所述作动器控制器(20)的输入端接有用于对作动器的输入电流进行检测的电流传感器(21)、用于对作动器受力大小进行检测的力传感器(22)、用于对减振器活塞杆(12)速度大小进行检测的速度传感器(23)、用于对簧载质量位移进行检测的簧载质量位移传感器(24)和用于对非簧载质量位移进行检测的非簧载质量位移传感器(25),所述活塞筒(5)的外壁上设置有控制盒(26)，所述作动器控制器(20)设置在控制盒(26)内，所述控制盒(26)内还设置有整流器(27)、用于为车载蓄电池(28)充电的蓄电池充电电路(29)和用于为初级线圈(19)提供稳定的输入电流的可控恒流源电路(30)，所述蓄电池充电电路(29)接在整流器(27)与车载蓄电池(28)之间，所述可控恒流源电路(30)与车载蓄电池(28)的输出端和作动器控制器(20)的输出端连接，所述初级线圈(19)与可控恒流源电路(30)的输出端连接，所述整流器(27)的输入端与初级线圈(19)连接。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：寇发荣，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。