【技术实现步骤摘要】
一种多模式复合式馈能型悬架作动器及其控制方法
本专利技术属于汽车悬架系统
，尤其是涉及一种多模式复合式馈能型悬架作动器及其控制方法。
技术介绍
近年来空气悬架的发展得到了长足的进步，高档轿车和客车上越来越多的采用空气悬架，这是由于空气悬架刚度的非线性以及其通过调节车身高度的方式来改善车辆的平顺性，相比于其他类型的半主动悬架具有独特的优势，但是由于空气悬架在进行车身高度调节时需要通过空气压缩机进行充气，消耗了大量的能量。车辆在行驶的过程中，由于路面的不平度的激励使得车辆产生振动，从而导致的一系列问题是相关领域工作人员的研究重点。现有技术中由于空气悬架刚度的非线性以及其通过调节车身高度的方式来改善车辆的平顺性，相比于其他类型的半主动悬架具有独特的优势，但是由于空气悬架在进行车身高度调节时需要通过空气压缩机进行充气，消耗了大量的能量，集成空气弹簧跟直线电机，直线电机进行馈能，以此来减少悬架系统的能耗问题。但是没有考虑到直线电机作动器失效的问题，作动器如果失效，将对能量回收没任何作用。同时直线电机在空气弹簧内所占无效体积过大，将会间接导致这种复合半主动悬架体积增大。
技术实现思路
为了解决上述现有技术中的不足，本专利技术提供了一种多模式复合式馈能型悬架作动器及其控制方法，目的是提供一种能提高车辆的稳定性和平顺性，且对作动器产生的能量进行回收，减少汽车的耗能。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种多模式复合式馈能型悬架作动器及其控制方法，其特征在于：包括作动器...
【技术保护点】
1.一种多模式复合馈能悬架作动器，其特征在于：包括作动器本体和作动器控制系统，所述作动器本体包括滚珠丝杠机构和与滚珠丝杠串联在一起的空气弹簧，所述滚珠丝杠机构包括中空式活塞杆(3)，活塞杆内部有滚珠丝杠螺母(5)，滚珠丝杠(4)穿过滚珠丝杠螺母(5)，通过紧固螺母(6)将中空式活塞杆(3)、密封圈(7)与空气弹簧三者固定在一起，所述滚珠丝杠(4)的顶部通过加长螺母(22)与直流无刷电机(20)的轴相固连；所述空气弹簧机构包括空气弹簧气囊(10)，空气弹簧气囊(10)与空气弹簧上端盖(24)通过紧固螺母(12)与上法兰盘(11)相连，空气弹簧上端盖(24)与次级上端盖(29)通过螺纹连接，所述空气弹簧上端盖(10)设置有接线孔(26)，用于安装两个电磁阀，包括第一电磁阀(28)和第二电磁阀(18)，所述空气弹簧气囊(10)均匀设置了多个弯折部，所述弯折部设置有腰环(27)，所述空气弹簧气囊(10)与空气弹簧下端盖(30)通过紧固螺母(8)与下法兰盘(9)相连，空气弹簧下端盖(30)与次级下端盖(31)通过螺纹(23)连接；所述直流无刷电机(20)通过紧固螺母(14)将密封圈(15)与电机...
【技术特征摘要】
1.一种多模式复合馈能悬架作动器，其特征在于：包括作动器本体和作动器控制系统，所述作动器本体包括滚珠丝杠机构和与滚珠丝杠串联在一起的空气弹簧，所述滚珠丝杠机构包括中空式活塞杆(3)，活塞杆内部有滚珠丝杠螺母(5)，滚珠丝杠(4)穿过滚珠丝杠螺母(5)，通过紧固螺母(6)将中空式活塞杆(3)、密封圈(7)与空气弹簧三者固定在一起，所述滚珠丝杠(4)的顶部通过加长螺母(22)与直流无刷电机(20)的轴相固连；所述空气弹簧机构包括空气弹簧气囊(10)，空气弹簧气囊(10)与空气弹簧上端盖(24)通过紧固螺母(12)与上法兰盘(11)相连，空气弹簧上端盖(24)与次级上端盖(29)通过螺纹连接，所述空气弹簧上端盖(10)设置有接线孔(26)，用于安装两个电磁阀，包括第一电磁阀(28)和第二电磁阀(18)，所述空气弹簧气囊(10)均匀设置了多个弯折部，所述弯折部设置有腰环(27)，所述空气弹簧气囊(10)与空气弹簧下端盖(30)通过紧固螺母(8)与下法兰盘(9)相连，空气弹簧下端盖(30)与次级下端盖(31)通过螺纹(23)连接；所述直流无刷电机(20)通过紧固螺母(14)将密封圈(15)与电机安装座(16)连接在一起，所述电机安装座(16)与电机安装座上端盖(19)通过紧固螺栓(17)固定连接；所述作动器控制包括作动器控制器(37)和能量储存电路(48)，所述作动器控制器的输入端接有用于对非簧载质量的速度实时检测的非簧载质量速度传感器(33)，接有用于对簧载质量的速度实时检测的簧载质量速度传感器(32)、接有用于对路面等级实时检测的路面图像传感器(34)、接有用于对车辆行驶速度进行检测的车速传感器(36)、接有用于对空气弹簧内气压进行检测的气压传感器(35)，所述控制器(37)的输出端口接有滑动电阻调节模块(41)、进气电磁阀驱动电路(39)、减压电磁阀驱动电路(38)、控制空气压缩机(46)的继电器(40)，所述进气电磁阀驱动电路(39)与进气电磁阀(45)连接，所述减压电磁阀驱动电路(38)与减压电磁阀(44)连接，所述继电器(40)与空气压缩机(46)连接，所述无刷直流电机总线(47)通过能量储存电路(48)为蓄电池(49)充电，所述能量储存电路(48)包括整流电路(48-1)、与整流电路(48-1)输出端相连接的滑动电阻(48-2)与滑动电阻(48-2)输出端相连接充电的蓄电池充电电路(48-3)。
2.根据权利要求1所述的多模式复合馈能悬架作动器，其特征在于：所述能量储存电路(48)包括整流电路(48-1)、与整流电路(48-1)输出端相接的滑动电阻(48-2)和与滑动电阻(48-2)输出端相接且为车载蓄电池(49)充电的蓄电池充电电路(48-3)，所述直流无刷电机总线(47)的输出端与整流电路(48-1)的输入端相接，所述滑动电阻调节模块(41)和整流电路(48-1)的输出端与滑动电阻(48-2)连接。
3.根据权利要求1所述的多模式复合馈能悬架作动器，其特征在于：所述电机安装座(16)为圆筒形结构，所述直流无刷电机(20)焊接在电机安装座上端盖(19)的下端。
4.根据权利要求1所述的多模式复合馈能悬架作动器，其特征在于：所述整流电路(48-1)均为三相桥式整流电路。
5.根据权利要求1所述的多模式复合馈能悬架作动器，其特征在于：所述作动器控制器(37)为DSP数字信号处理器。
6.根据权利要求1所述的多模式复合馈能悬架作动器，所述空气弹簧(10)的上端套装有上法兰盘(11)，所述空气弹簧气囊(10)的下端套装有下法兰盘(9)，所述空气弹簧上端盖(24)与上法兰盘(11)以及空气弹簧下端盖(30)与下法兰盘(9)之间均通过紧固螺钉连接；所述接线孔(26)的出口处设置有橡胶密封圈(25)。
7.一种如权利要求1所述的馈能型多模式混合悬架作动器的控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1:数据采集及同步传输：采用簧载质量传感器(32)对簧载质量速度进行周期性检测，并将传感器采集到的簧载质量速度信号发送至控制器(37)，非簧载质量传感器(33)对非簧载质量速度进行周期性检测，并将传感器采集到的非簧载质量速度信号发送至控制器(37)，路面图像传感器(34)对车辆行驶时的路面进行实时检测，并将传感器采集到的信号发送至控制器(37)，气压传感器(35)对空气弹簧内的气压进行周期性检测，并将传感器采集到的空气弹簧内的气压信号发送至控制器(37)，车速传感器(36)对车辆行驶的车速进行周期性检测，并将传感器采集到的车辆行驶的车速信号发送至控制器(37)；
S2:分析路面类型：路面图像传感器(34)对车辆行驶时的路面进行实时检测，并将传感器采集到图像的信号发送至控制器(37)，控制器通过卷积神经网络算法，对路面进行分析，再通过大量被标记的路面样本数据库，对比分析出车辆行驶的路面类型，根据汽车在某些路面上以中、低速行驶时的滚动阻力系数阀值来将路面进行类型划分，定义滚动阻力系数为良好路面，定义滚动阻力系数为一般路面，定义滚动阻力系数为较差路面；根据滚动阻力系数划分路面类型，沥青或混泥土路面为良好路面，碎石路面、卵石路面、干燥的压紧土路为一般路面，雨后的压紧土路、泥泞土路、干砂路、湿砂路为较差路面，控制器(37)通过路面图像传感器(34)采集图像的信号，对路面进行分析，判断出路面类型；
S3:计算车辆悬架LQG控制下的理想阻尼力：所述作动器控制器(6)根据公式Fa,i＝-[q1vs,i+q2(vs,i-vu,i)+q3vu,iti]计算得到第次采样得到的簧载质量速度vs,i和非簧载质量速度vu,i对应的车辆悬架LQG控制下的理想阻尼力Fa,i，其中，q1为...
【专利技术属性】
技术研发人员：寇发荣，洪锋，何凌兰，张海亮，王思俊，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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