[發明專利]一種饋能式半主動懸架變阻尼系統與控制方法

有效

• 申請號: 201810777674.0
• 申請日: 2018-07-16
• 公開（公告）號: CN109130757B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 徐俊;蒲曉暉;李士盈;梅雪松
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B60G17/015
• 分類號: B60G17/015;B60G13/18;F03G7/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開了一種饋能式半主動懸架變阻尼系統與控制方法，使用饋能式半主動變阻尼系統代替傳統的油液式不可變阻尼器，該變阻尼系統包括饋能電機和滾珠絲杠機構組成的饋能作動器，由整流橋，DC?DC變換電路，儲能設備以及控制器組成的能量回收及阻尼控制電路。該控制方法可變阻尼系統根據路面激勵情況，以饋能作動器輸出轉矩為控制目標，電機電樞電流為控制對象，通過調節DC?DC變換電路開關管驅動PWM波的占空比實現阻尼的調節，同時實現能量回饋。本發明可實現車身振動能量回饋，提升汽車燃油經濟性的同時可實現作動器阻尼調節，響應速度快，可有效改善汽車乘坐舒適性。

技術領域

本發明屬于電動汽車底盤技術領域，具體涉及一種饋能式半主動懸架變阻尼系統與控制方法。

背景技術

懸架系統是車架與車橋之間的一切傳力連接裝置的總稱，是汽車行駛系統的重要組成部分，其主要作用是把路面作用于車輪上的垂直、縱向和側向反力以及由這些反力所造成的力矩傳遞到車架上，以保證汽車的行駛平順性。懸架系統中用于減振的裝置主要包括彈簧和阻尼器，阻尼器性能的優劣很大程度上決定了懸架系統的性能優劣。

目前使用最為廣泛的懸架系統阻尼器的阻尼大小不可調，通過將路面不平度引起的振動能量轉化為熱能散失。其劣勢在于，路面適應性較差，無法在各種路面條件下保證良好的減振效果，除此之外還造成了能量的浪費。電磁式半主動懸架以及主動懸架技術的發展較好地解決了路面適應性的問題，電磁式主動懸架使用電機作為阻尼執行器，根據汽車行駛的路面狀況調整懸架剛度和阻尼，來主動抵消由于路面不平引起的振動。半主動懸架可根據汽車行駛的路面狀況調節阻尼器阻尼值，保證乘坐舒適性和操控穩定性。和主動懸架相比，半主動懸架系統成本較低，實現較為簡單，且效果良好。

傳統懸架系統減振器使用油液作為傳熱介質，電磁式主動懸架/半主動懸架系統采用電機作為阻尼器，通過控制電機電樞電流大小實現對電磁阻尼的控制，同時當電機工作在發電機模式時，可以將懸架振動能量轉化為電能儲存起來。

發明內容

本發明的目的在于提供一種饋能式半主動懸架變阻尼系統與控制方法，本發明的阻尼器結構合理，阻尼調節方式科學有效，能夠較理想的實現阻尼值大小對路況的適應，有效地降低汽車行駛車身加速度，提升乘坐舒適性，并實現車身振動能量的回收。

本發明通過以下技術方案來實現上述目的：

一種饋能式半主動懸架變阻尼系統，包括電磁阻尼作動器模塊，用于產生可根據路面狀況調節的電磁阻尼值；

PWM產生模塊，用于產生占空比可調的PWM信號，驅動DC-DC電路；

阻尼控制電路模塊，用于調節阻尼作動器電磁阻尼值。

本發明進一步的改進在于，電磁阻尼作動器模塊包括外套筒，內套筒，饋能電機，滾珠絲杠，絲杠螺母，聯軸器，控制回路以及控制器；其中，內套筒的一端套裝在外套筒的一端內，外套筒的另一端與車身連接，內套筒的另一端與底盤連接，安裝在懸架系統中，饋能電機安裝于外套筒內，外套筒輸出軸與滾珠絲杠通過聯軸器連接，絲杠螺母安裝于內套筒前端，控制電路輸入端正極與饋能電機輸出端正極相連，饋能電機輸入端負極與控制電路負極相連，控制器通過控制電路控制饋能電機的啟停。

本發明進一步的改進在于，PWM產生模塊包括DSP微控制器，光耦驅動電路，以及光耦芯片；其中，DSP控制器PWM輸出引腳與光耦驅動電路輸入端相連，光耦驅動電路輸出端與光耦芯片信號端相連，光耦芯片VCC端與電源相連。

本發明進一步的改進在于，阻尼控制電路模塊包括整流橋B1，電容器C1、C2，電感L1，開關管M1，二極管D1，以及負載電池BAT1；其中，整流橋輸出端正負極與電容器C1相連，電感L1與電容器C2和電容器C1均并聯連接，開關管集電極與控制電路正極相連，開關管發射極與電感L1正極相連，開關管門極與PWM產生模塊光耦芯片輸出引腳相連，電池BAT1與電容器C2并聯。