[實用新型]一種可變剛度與阻尼的汽車饋能主動懸架系統

有效

• 申請號: 201420326032.6
• 申請日: 2014-06-18
• 公開（公告）號: CN203902200U
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發明（設計）人: 王軍年;葉濤;孫文;馬清芝;王慶年
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B60G17/015
• 分類號: B60G17/015;B60G17/08;B60G13/14
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 史霞

技術領域

本實用新型涉及一種汽車用懸架系統，更具體地說，特別涉及一種可變剛度與阻尼的汽車饋能主動懸架系統。

背景技術

汽車懸架系統對整車行駛平順性、操縱穩定性等性能有很大影響，因此，近年來懸架系統被廣泛研究。目前，懸架系統可分為被動懸架、半主動懸架和主動懸架三類。被動懸架是傳統的全機械結構懸架系統，其具有結構簡單、性能可靠、成本低，不需額外能量等優點，因而應用最為廣泛；但也有整車行駛平順性和操縱穩定性不能兼顧等缺點。半主動懸架用無源但參數可調的被動元件(一般為阻尼元件)替代執行機構的主動元件，能部分改善乘坐舒適性和操縱穩定性，其性能好于被動懸架，在控制品質上接近于主動懸架，且結構簡單、能量損耗小、成本低，是目前市場上中高端車型普遍應用的技術。主動懸架是目前最為先進的懸架技術，主動懸架包含一系列復雜的機械和電氣化結構，能實現理想懸架的設計目標，能兼顧整車行駛平順性和操縱穩定性的要求，但鑒于其成本極高、結構復雜，整車質量增加等缺點，因此目前僅在對價格和成本不敏感的高端車型上使用；而且主動懸架執行機構消耗大量能量，導致整車經濟性普遍較低。

磁流變阻尼器是實現(半)主動懸架系統阻尼實時可調的一種新型阻尼器。和傳統的液壓式阻尼器不同，磁流變液是一種智能材料，當無外加磁場作用時，呈現低粘度的牛頓流體特性；在強磁場作用下，可在短時間內(毫秒級)表觀粘度增加兩個數量級以上，呈現高粘度、低流動性的流體特性，并且這種變化是可逆、連續、可控的，采用這一材料制成的磁流變阻尼器具有阻尼力大、可調范圍寬、反應迅速等優點。直線電機結構緊湊、功率損耗小、快移速度高、加速度高、高速度性好；直線電機的動子(初級)和定子(次級)之間無直接接觸，定子及動子均為剛性部件，從而保證直線電機運動的靜音性(有效減少車輛噪音)以及整體機構核心運動部件的高剛性；綜合看，直線電機具有結構簡單、靈敏度高、定位精度高、工作安全可靠、反應速度快、隨動性好、免維修及運動噪聲低、壽命長等優點。

目前常用的主動懸架形式大多都是通過空氣彈簧、雙作用油缸和高速響應液力控制閥直接耦合等結構實現的，但它們都有反應慢、結構復雜、體積大、所需能量多等缺點；同時現有的直線電機主動懸架存在結構復雜、可靠性差、剛度調節困難等問題；也有一些主動懸架使用了磁流變阻尼器，但都不能實現剛度和阻尼的實時可調。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種可變剛度與阻尼的汽車饋能主動懸架結構，進一步的目的是自動調節阻尼和剛度，實現整車良好的操縱穩定性和平順性；進一步的目的是運用直線電機饋能機構作為阻尼器吸收沖擊振動能量。該系統能源消耗大幅降低，符合整車經濟性的要求；且控制結構簡單，工作穩定可靠，使用壽命長，能夠方便地應用到現有汽車懸架上，實現實時控制。

為解決上述問題，本實用新型采用如下技術方案：

一種可變剛度與阻尼的汽車饋能主動懸架系統，包括懸架變剛度機構、懸架饋能機構和主動懸架控制器；所述懸架變剛度機構包括布置在車身與獨立懸架的下擺臂或非獨立懸架的車橋之間的第一剛度彈簧、磁流變阻尼器和第二剛度彈簧；所述第一剛度彈簧和第二剛度彈簧串聯；所述懸架饋能機構包括依次雙向連接的直線電機、饋能電路和蓄電池，所述直線電機設在車身與獨立懸架的下擺臂或非獨立懸架的車橋之間；所述主動懸架控制器輸入車身振動信號和車橋或車輪振動信號，控制器輸出磁流變阻尼器控制信號和直線電機控制信號。

作為進一步的優選，所述磁流變阻尼器的活塞桿上端通過一連接法蘭與所述車身連接，所述第一剛度彈簧套在磁流變阻尼器外面且頂靠所述連接法蘭，在車身底面位于第一剛度彈簧的外面固定一套筒，所述磁流變阻尼器的下端連接一下支座且下支座位于套筒內滑動配合，所述第二剛度彈簧上端卡在下支座下端，第二剛度彈簧下端卡在一彈簧支座上，且所述彈簧支座鉸接在獨立懸架的下擺臂或非獨立懸架的車橋上。

作為進一步的優選，所述直線電機上部通過橡膠減震墊和環形壓板固定在所述車身的階梯孔處，所述直線電機穿過所述車身的階梯孔且直線電機下端鉸接在獨立懸架的下擺臂或非獨立懸架的車橋上。

作為進一步的優選，所述的饋能電路包含整流濾波電路和雙向DC/DC變換器，所述直線電機、整流濾波電路、雙向DC/DC變換器和蓄電池依次通過導線實現雙向連接。

作為進一步的優選，所述振動測量處理電路分為車身振動測量通道和車橋或車輪振動測量通道。