【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及汽车悬架，尤其涉及一种阻尼可调的液电型馈能悬架系统及其控制方法。
技术介绍
1、随着汽车技术和市场经济的快速提升，我国汽车保有量呈快速增长的趋势，造成巨大的能源消耗，通过研究发现保证车辆正常行驶所消耗的能量在总能量中的占比例很小，绝大部分能量未被充分利用，包括汽车行驶过程中由路面激励引起的垂向振动的能量。对于传统悬架而言，由于其通过油液摩擦将振动能量转化为热能耗散掉，会浪费大量能量，除此之外，传统被动悬架的刚度和阻尼不可调，无法兼顾汽车的平顺性和操稳性。主动悬架可以实现刚度和阻尼的调节，通过提前吸收或抵消由路面不平引起的车身振动，从而提高行驶平顺性。但主动悬架能耗大，成本高。液电型馈能悬架的发展较好地解决了上述问题，既可以将悬架振动能量回收储存起来，还可以通过调节系统的参数实现阻尼的调节。悬架的能量回收技术对新能源汽车有着积极的意义，对进一步促进悬架技术的发展有重要意义。
2、液电馈能悬架通过液压管路将液压系统与馈能系统连接，通过将路面的激励转化为液压缸的直线往复运动带动变排量液压马达单向旋转，进而带动电机将变排量液压马达的旋转机械能转化为电能，供汽车其他电器使用，提高能量利用率。同时，液电馈能悬架可以通过调节系统参数如负载电阻、变排量液压马达排量来实现半主动控制，实时调节悬架阻尼力大小，提高汽车行驶平顺性和操纵稳定性。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术的不足，提出了一种阻尼可调的液电型馈能悬架系统及其控制方法，其系统结构简单设计合理，工作稳定且可
2、一方面，为实现上述目的，本专利技术提供了一种阻尼可调的液电型馈能悬架系统，包括：
3、液压子系统：用于提供可根据需求情况调节的液压阻尼力值，将悬架上下运动的能量转化为变排量液压马达旋转的能量；
4、馈能子系统：用于回收振动能量，并将所述振动能量进行存储；
5、控制器：用于调节液电馈能悬架输出的阻尼力，实现最优控制。
6、优选地，所述液压子系统包括第一单向阀、第二单向阀、蓄能器、变排量液压马达、液压缸、液压活塞；其中，所述液压活塞嵌在所述液压缸内，液压缸两侧各设置两个接口，所述第一单向阀连接所述液压缸一侧两个接口，所述液压缸另一侧两个接口分别与所述第二单向阀、所述变排量液压马达连接，所述变排量液压马达与所述控制器连接。
7、优选地，所述第一单向阀输入口通过所述液压缸的接口一连接液压缸有杆腔，所述第一单向阀输出口通过所述液压缸的接口二连接液压缸无杆腔；其中，所述接口一与所述接口二位于所述液压缸的同一侧；所述第二单向阀的输入口通过所述液压缸的接口三连接所述液压缸无杆腔，所述第二单向阀的输出口连接所述蓄能器和所述变排量液压马达，所述变排量液压马达通过所述液压缸的接口四连接所述液压缸有杆腔；其中，所述接口三和所述接口四位于所述液压缸的同一侧，所述接口一、所述接口二同所述接口三、所述接口四处于不同侧。
8、优选地，所述馈能子系统包括发电机、负载电阻、电感以及蓄电池，所述发电机与变排量液压马达刚性连接，所述发电机通过所述负载电阻、所述电感与所述蓄电池连接，所述蓄电池通过二极管与稳压电路的输出端连接。
9、另一方面，为实现上述目的，本专利技术还提供了一种阻尼可调的液电型馈能悬架系统的控制方法，应用于阻尼可调的液电型馈能悬架系统，包括：
10、分别采集簧上质量加速度与簧下质量加速度，并将所述簧上质量加速度与所述簧下质量加速度输入至控制器中进行处理，基于灰狼优化算法确定最优天棚阻尼系数；
11、基于所述最优天棚阻尼系数，计算此时所需的变排量液压马达的排量，并通过所述变排量液压马达的排量，获取目标控制电压；
12、所述目标控制电压通过运放器进行放大，再利用达林顿管进行稳压，最终输出稳定的控制电压。
13、优选地，将所述簧上质量加速度与所述簧下质量加速度输入至控制器中进行处理的方法为：
14、
15、其中，csky为天棚阻尼系数，vsi为簧上质量速度，vxi为簧下质量速度，fmin为悬架减振器最小阻尼力。
16、优选地，基于所述灰狼优化算法确定最优天棚阻尼系数，包括：
17、s1、初始化所述天棚阻尼系数csky；
18、s2、计算所述灰狼优化算法的适应度函数f；
19、s3、设置灰狼群体大小n，迭代维数dim，迭代次数lter，并设置所述天棚阻尼系数csky的最大值ub和最小值lb；
20、s4、初始化狼群alpha、beta和delta的位置pos和对应得分score，初始化灰狼狼群的位置positions；
21、s5、检查所述灰狼狼群的位置是否超出边界：positions>ub、positions<lb；
22、s6、利用所述适应度函数f计算此时所述天棚阻尼系数csky的函数得分，然后分别更新所述狼群alpha、beta和delta的位置pos和对应得分score；
23、s7、分别更新所述灰狼群体的位置和灰狼的位置；
24、s8、重复所述s5-s7，直至达到最大迭代次数，获取所述最优天棚阻尼系数。
25、优选地，计算所述变排量液压马达的排量的方法为：
26、
27、其中，q为变排量液压马达的排量，csky为天棚阻尼系数，π为圆周率，kt为发电机转矩常数，ke为电机的反电动势常数，nv为变排量液压马达的容积效率，d为液压缸缸径，drod为液压缸活塞杆直径，nm为变排量液压马达的机械效率，rin为发电机内阻，rex为外接负载。
28、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：
29、本专利技术在液压减振缸的基础上，引入了馈能系统，可以高效地将汽车运动过程中的垂向运动转化为液压油的动能最后转化为电能存储在电池中，可以实现能量的回收；并在液压系统中引入变排量变排量液压马达，通过调节变排量液压马达的排量实现阻尼力的实时调节，提高汽车行驶的平顺性；主控制器输出的控制电压经过运放器和达林顿管，可以为变排量液压马达提供一个稳定的控制电压，响应速度快，结构可靠，稳定性强。
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1.一种阻尼可调的液电型馈能悬架系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的阻尼可调的液电型馈能悬架系统，其特征在于，所述液压子系统包括第一单向阀、第二单向阀、蓄能器、变排量液压马达、液压缸、液压活塞；其中，所述液压活塞嵌在所述液压缸内，液压缸两侧各设置两个接口，所述第一单向阀连接所述液压缸一侧两个接口，所述液压缸另一侧两个接口分别与所述第二单向阀、所述变排量液压马达连接，所述变排量液压马达与所述控制器连接。
3.根据权利要求2所述的阻尼可调的液电型馈能悬架系统，其特征在于，所述第一单向阀输入口通过所述液压缸的接口一连接液压缸有杆腔，所述第一单向阀输出口通过所述液压缸的接口二连接液压缸无杆腔；其中，所述接口一与所述接口二位于所述液压缸的同一侧；所述第二单向阀的输入口通过所述液压缸的接口三连接所述液压缸无杆腔，所述第二单向阀的输出口连接所述蓄能器和所述变排量液压马达，所述变排量液压马达通过所述液压缸的接口四连接所述液压缸有杆腔；其中，所述接口三和所述接口四位于所述液压缸的同一侧，所述接口一、所述接口二同所述接口三、所述接口四处于不同侧。
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5.一种阻尼可调的液电型馈能悬架系统的控制方法，应用于权利要求1-4任一项所述的阻尼可调的液电型馈能悬架系统，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，将所述簧上质量加速度与所述簧下质量加速度输入至控制器中进行处理的方法为：
7.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，基于所述灰狼优化算法确定最优天棚阻尼系数，包括：
8.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，计算所述变排量液压马达的排量的方法为：
...【技术特征摘要】
1.一种阻尼可调的液电型馈能悬架系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的阻尼可调的液电型馈能悬架系统，其特征在于，所述液压子系统包括第一单向阀、第二单向阀、蓄能器、变排量液压马达、液压缸、液压活塞；其中，所述液压活塞嵌在所述液压缸内，液压缸两侧各设置两个接口，所述第一单向阀连接所述液压缸一侧两个接口，所述液压缸另一侧两个接口分别与所述第二单向阀、所述变排量液压马达连接，所述变排量液压马达与所述控制器连接。
3.根据权利要求2所述的阻尼可调的液电型馈能悬架系统，其特征在于，所述第一单向阀输入口通过所述液压缸的接口一连接液压缸有杆腔，所述第一单向阀输出口通过所述液压缸的接口二连接液压缸无杆腔；其中，所述接口一与所述接口二位于所述液压缸的同一侧；所述第二单向阀的输入口通过所述液压缸的接口三连接所述液压缸无杆腔，所述第二单向阀的输出口连接所述蓄能器和所述变排量液压马达，所述变排量液压马达通过所述液压缸的接口四连接所述液压缸有...
【专利技术属性】
技术研发人员：武志斐，李文慧，康双元，邵睿鹏，唐宇飞，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：
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