[發明專利]一種饋能懸架系統的改進天棚控制方法

有效

• 申請號: 201610312324.8
• 申請日: 2016-05-11
• 公開（公告）號: CN105857003B
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 陳龍;汪佳佳;汪若塵;謝健;丁仁凱
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B60G13/14
• 分類號: B60G13/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于汽車節能減排領域，具體涉及一種饋能懸架系統的改進天棚控制方法。

背景技術

傳統被動懸架將懸架振動能量以熱能的形式全部耗散，且因為其固定的結構參數無法適應多變的路況限制了在車輛上的應用。半主動懸架的隔振性相比于被動懸架有較大的提高，但其適用范圍有限。主動懸架通過提供合適的作動力來積極適應路況，改善汽車動力學性能，但它需要大量的外部能源來提供作動力，增加了車輛燃油消耗，因此也沒有得到廣泛運用。近年來，許多學者開始聚焦于具有饋能潛力的電磁懸架，在實現懸架振動衰減的同時回收阻尼器耗散的能量，將其轉化為電能并加以儲存利用。

直線電機是旋轉電機在結構方面的一種變形，其結構簡單、效率高、電樞與定子無徑向力等優點已在各種領域廣泛應用發展，特別是車輛懸架方面。直線電機式電磁懸架既可以通過控制直線電機來實現車輛主動減振，又可以運用其特殊的構造回收振動能量，實現車輛隔振與饋能的雙重目的。

目前對直線電機式電磁懸架的天棚控制大多使得懸架處于被動減振和主動控制狀態，但這種控制策略會相對消耗更多的能量，無法更好地兼顧車輛動態性能和饋能，因此，基于最大限度降低能耗上，如何適時控制直線電機也能達到較好的隔振性成為懸架亟待解決的關鍵問題。

中國專利CN201410176613.0公開了一種饋能懸架系統與控制方法，通過對理想電磁阻尼力F_ref和饋能回路不含直流變換器情況下的電磁阻尼力F_N的對比，來判斷饋能電路中直流變換器的升壓、降壓模式，達到有效回收能量的目的。但其只探討了懸架饋能時對饋能電路的控制方法，未考慮到車輛動態性能的變化，控制較為單一，車輛在面對不同的路況時，不能實時調節懸架阻尼，乘坐舒適性較差。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明提出了一種饋能懸架系統的改進天棚控制方法，解決了車輛在面對不同的路況時，實時調節懸架阻尼，達到較好的乘坐舒適性的問題。

本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。

一種饋能懸架系統的改進天棚控制方法，包括以下步驟：

步驟1)，簧上質量加速度傳感器和簧下質量速度傳感器將采集到的簧上質量加速度信號和簧下質量加速度信號輸送到ECU控制器，ECU控制器將信號處理計算得到簧上質量的絕對速度和簧下質量的絕對速度以及簧上質量和簧下質量之間的相對速度

步驟2)，ECU控制器根據簧上質量的絕對速度和簧上質量與簧下質量之間的相對速度的方向判斷懸架工作模式：

若即簧上質量的絕對速度和簧上質量與簧下質量之間的相對速度的方向相反，即理想天棚阻尼力與直線電機可輸出的最大阻尼力方向相反，ECU控制器輸出信號，控制電源向直線電機的三相繞組中輸入電流，此時，同時把直線電機繞組線圈的實際電流信號輸入給控制電路，達到跟蹤控制直線電機電流情況的目的，使得直線電機輸出作動力,直線電機處于主動控制模式，消耗能量；

若即簧上質量的絕對速度和簧上質量與簧下質量之間的相對速度方向相同，即理想天棚阻尼力與直線電機可輸出的最大阻尼力方向相同，此時進一步判斷理想天棚阻尼力與直線電機可輸出的最大阻尼力之間的大小關系：

i.若理想天棚阻尼力小于等于直線電機可輸出的最大阻尼力，此時ECU控制器控制直線電機工作于半主動模式，此時，將直線電機的繞組線圈理想電流和實際電流信號輸入到控制電路來跟蹤控制電路負載；使直線電機輸出半主動阻尼力，同時通過饋能電路回收懸架的振動能量；

ii.若理想天棚阻尼力大于直線電機可輸出的最大阻尼力，此時ECU控制器控制直線電機工作于被動減振模式，直線電機輸出最大等效阻尼力同時通過饋能電路回收懸架的振動能量。

進一步，所述饋能懸架系統的結構為：在垂直方向上，彈簧和直線電機分別并聯在簧上質量和簧下質量之間，簧上質量和簧下質量上分別固定設有簧上質量加速度傳感器和簧下質量加速度傳感器，而簧上質量加速度傳感器和簧下質量加速度傳感器與ECU控制器間分別通過信號線連接。

進一步，所述直線電機為筒式永磁同步直線電機，直線電機的定子與車身連接，直線電機的動子與車輪連接。

本發明的有益效果為：利用直線電機既可工作于發電機模式，又可工作于電動機模式的原理，將直線電機集成到車輛懸架上。在懸架振動過程中，通過適時控制直線電機電流輸入輸出，使車輛在面對不同路況時可處于不同工作模式，進而在較低能耗的前提下獲得較優的乘坐舒適性。同時，由于直線電機的結構特性，當其處于發電機模式時，又可回收部分振動能量，實現懸架隔振與饋能的有機結合。