专利名称：电机蓄能式主动悬架的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车辆电控悬架，尤其是采用电机作动器并具有电磁蓄能作用的主动悬架。
背景技术：
车辆悬架从控制力的角度可分为被动、半主动和主动悬架三大类。目前汽车上普遍采用被动悬架，由于系统无外部能量输入，弹簧刚度和减振器阻尼系数不可调，不能随外部路面状况而改变，设计时只能保证在一种特定道路和速度下达到性能最优折中。由于这种固有的缺陷，使基于经典隔振理论的传统被动悬架很难适应各种不同的道路状况，因而减振性能有限。随着高速公路网的发展，汽车车速有了很大的提高，传统被动悬架限制了汽车性能的进一步提高。
近来，利用电磁开关阀连续调节阻尼的电磁阀减振器技术在国外已得到较多的应用，但电磁阀的响应性、可靠性和噪声问题仍然是有待解决的问题。目前，国内外正在开展磁流变减振器的研究，它能通过电磁场直接改变磁流变液体的粘度来连续调节减振器阻尼，因而较以往电磁阀减振器响应迅速、工作可靠且噪声降低。但采用电磁阀减振器或磁流变减振器的阻尼可调式电控悬架本质上仍是半主动系统，由于没有主动控制力的输入，其控制律的设计将受到限制，从而必然影响到行驶平顺性和操纵稳定性的改善程度。
采用主动悬架能保证在各种不同的行驶条件下悬架性能最优，从而明显改善各种行驶条件下的行驶平顺性和操纵稳定性。其实质就是在车轮和车身之间充当一个隔振或吸振器，使路面输入经车轮传导的随机振动机械能尽可能被抵消或吸收，以便阻碍振动机械能继续向车身传递。因此，主动悬架系统中作动器的设计是影响主动控制实现的重要环节，目前采用的主动悬架作动器大多为液力式结构，其工作原理是通过控制液压缸中的压力控制阀，使活塞两侧产生不同的压差，推动活塞产生抽动来跟踪车身的运动。其缺点是结构复杂、可靠性差、响应慢、能耗大、成本高，因而实用推广困难。Nissan公司根据蓄能减振原理开发了利用振动能量来压制振动的新型蓄能式减振器，象半主动悬架一样，它能大大减少额外功率的需求。其主要特征是压力控制阀同小型蓄能器和液压油缸相结合，不平路面的振动输入被蓄能器吸收，使系统所需流量相对减少，车身隔振由液力系统的主动阻尼和被动阻尼共同完成，因而能耗较以往有所降低。但这种系统由于采用液压结构，蓄能效率低，响应速度慢，且在液压油缸的缸筒与活塞环、活塞杆与油封之间都存在着较大的摩擦阻尼，因而减振效果受到限制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是为克服现有液力式主动悬架存在的结构复杂、可靠性差、响应慢、能耗大、成本高等缺陷，考虑到电气执行机构的综合性能优于液压系统，故提供一种采用电机作动器并具有电磁蓄能作用的电机蓄能式主动悬架，以实现高性能、低功耗、稳定可靠、便于推广的目的。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是由于受车辆悬架安装空间的限制，要达到预定的推力和行程，直接采用永磁直流直线电机作动器显然难以实现。为提高推力体积比，宜采用滚珠螺旋传动式永磁直流无刷电机作动器，其主要特点是1)可直接将转动变为直线运动，传动比易于调节，推力体积比大；2)响应快，效率高，随动性好，可实现无刷无间隙运行；3)适应性强，抗振动冲击，工作稳定可靠，免维护长寿命；4)易于数字控制，输出特性受温度影响较小，可实现精确的位移、速度和加速度控制；5)散热快，可长时间堵转工作而不致烧坏，且能量易于回收利用；6)无电气接触火花，安全防爆，低噪声和电磁干扰。电机蓄能式主动悬架的工作原理是将悬架动挠度传感器所得编码信号和电机转子位置传感器所得脉冲信号输入微处理器，经无刷电机换相逻辑、电磁蓄能控制算法和主动悬架控制律处理后，通过驱动及蓄能电路和车载电源电路，实时控制电机作动器的电动、反接制动或再生制动状态，以主动缓冲和衰减由路面不平引起的、并由车轮传导至车身的冲击和振动，同时还将再生制动电能回收再利用。
本发明的有益效果是主动悬架作动器采用电机传动系统代替液压传动系统，改善了原有液力式主动悬架的诸多缺陷，使主动悬架的推广应用成为可能。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明总体结构的单轮模型图。
图2是本发明中电机作动器的装配结构图。
图3是本发明中主动控制律的算法流程图。
图4是本发明中电子控制系统的电路原理图。
具体实施例方式
以下将结合附图对本发明作进一步描述。
1.在图1所示实施例中，本发明总体结构的单轮模型(二自由度的1/4车体模型)由簧上质量(或车身)(1)、簧下质量(或车轮)(2)、悬架弹簧(3)、电机作动器(4)、驱动及蓄能电路(5)、微处理器(6)、悬架动挠度传感器(7)、车载电源电路(8)等部分组成，其中悬架弹簧、电机作动器和悬架动挠度传感器并联安装在车身与车轮间。其工作原理是将悬架动挠度传感器所得编码信号和电机转子位置传感器所得脉冲信号输入微处理器，经无刷电机换相逻辑、电磁蓄能控制算法和主动悬架控制律处理后，通过驱动及蓄能电路和车载电源电路，实时控制电机作动器的电动、反接制动或再生制动状态，以主动缓冲和衰减由路面不平引起的、并由车轮传导至车身的冲击和振动，同时还将再生制动电能回收再利用。
2.在图2所示实施例中，本发明中电机作动器的主要结构由永磁直流无刷电机(41)、滚珠丝杠(42)、螺母座(43)、螺母罩(44)、复原缓冲块(45)、压缩缓冲块(46)、缓冲块座(47)和吊环(48)等部分组成。其中永磁直流无刷电机(41)主要由螺杆顶盖(411)、角接触球轴承(412)、转子位置传感器(413)、圆筒机壳(414)、磁钢转子(415)、电枢定子(416)、轴承座(417)、I/O接口(418)等部分组成。螺杆顶盖的螺杆部分分段设有棱柱和螺纹头，顶盖下端凸缘过盈嵌入圆筒机壳上端口，与角接触球轴承外圈端面压紧，顶盖法兰在轴向通过数只沉孔螺钉与圆筒机壳上端联接，联接处采用粘接剂防松；角接触球轴承成对面对面排列，分别外套在磁钢转子的两端部，起支承磁钢转子作用；电枢定子铁心内嵌绕组并过盈嵌入圆筒机壳，电枢定子上端与角接触球轴承间为转子位置传感器，绕组和传感器的I/O接口导线通过圆筒机壳的出线孔引出；轴承座内嵌角接触球轴承，轴承座上端过盈嵌入圆筒机壳下端口，并在径向通过数只沉孔螺钉紧固，联接处采用粘接剂防松；轴承座下端与螺母罩上端口通过细牙螺纹联接，联接处采用粘接剂防松，使螺母罩上端面与机壳下端面保持压紧状态，以便将来自压缩缓冲块的冲击载荷直接传递给圆筒机壳和螺杆顶盖；磁钢转子的导磁轴外壁粘贴永磁瓦，转子与定子间为环状气隙层；螺母罩孔口下端设有凸角，与压缩缓冲块内孔上端的倒角相配，起导向作用；螺母座上端过盈嵌入转子下端口，并在径向通过数个沉孔螺钉紧固，螺母座法兰与滚珠螺母法兰在轴向通过数只螺钉紧固联接，联接处采用粘接剂防松；滚珠丝杠由滚珠螺母(421)和滚珠螺杆(422)组成，滚珠螺杆上端部设有螺纹孔，下端部分段设有棱柱和螺纹头，通过缓冲块座底部棱孔与弹簧垫圈和螺母联接紧固；复原缓冲块由橡胶体(451)和导向垫圈(452)组成，导向垫圈上端部凸缘嵌入腰鼓形橡胶体内孔，且接触端面处粘接成一体，联接螺钉通过复原缓冲块内孔与滚珠螺杆上端部螺纹孔联接，螺纹孔内设置起防松作用的弹簧垫圈，使导向垫圈下端面与滚珠螺杆上端面保持压紧状态；压缩缓冲块由橡胶体(461)和导向支承环(462)组成，圆台形橡胶体由两半部分粘接而成，橡胶体上端内孔设有倒角，导向支承环嵌入橡胶体内孔中部，且支承环外部凸缘两端面与橡胶体接触端面处相互粘接成一体，支承环内孔与滚珠螺杆滑动配合，缓冲块下端过盈嵌入缓冲块座上端口；缓冲块座下端两支撑与吊环外圈角焊联接；吊环内/外圈之间嵌有橡胶衬套。
电机作动器的工作原理是螺杆顶盖的螺杆部分通过橡胶衬套与车身联接，吊环内圈通过螺栓与车桥联接，这样有利于减轻簧下质量和减小对电机的振动冲击，从而进一步改善悬架性能和延长使用寿命。在车辆行驶过程中，电机作动器随路面不平作复原和压缩运动，滚珠螺杆在电机空心转子内沿轴向作上下平动，带动滚珠螺母和电机转子作正反转动，电机根据控制指令工作于电动或制动状态，从而主动缓冲和衰减由路面不平引起的、并由车轮传导至车身的冲击和振动。在遇到较大的路面冲击时，电机作动器工作于缓冲行程，当复原缓冲行程时，复原缓冲块的导向垫圈下端面碰撞螺母座上端面，导向垫圈沿螺钉杆滑动，使橡胶体受力压缩；当压缩缓冲行程时，压缩缓冲块上端面碰撞螺母罩下端面，使橡胶体受力压缩，导向支承环沿滚珠螺杆滑动，以防橡胶体受压失稳后嵌入滚珠螺杆，造成压缩受阻及橡胶体破坏。
电机作动器的结构特征是为提高动态响应、减小体积重量，应尽量选用大导程、小惯量、小轴向间隙的滚珠丝杠。永磁直流无刷电机(又称永磁方波同步电机，兼有直流电机调速方便和交流电机运行可靠的优点)的结构形式应选用负载和转速非周期变化工作定额，转矩伺服控制运行方式，封闭机壳表面室外风冷冷却方式，抗振、耐热、防尘和防溅水防护型式；为减小转子转动惯量，提高电机动态特性和工作效率，采用细长形电机结构；为充分利用电机的轴向长度，采用可插入滚珠螺杆的凸极式空心转子结构；为提高转矩控制效果，要求电枢电路断路状态时的被动转矩尽量小；为减小因齿槽效应和磁通畸变引起的转矩波动，提高低速稳定性，采用斜齿槽定子结构或斜磁钢转子结构；为提高工作效率、增大转矩输出和简化驱动电路，绕组采用三相全桥星形联结二二导通方式和矩形波电流驱动方式，并采用每极每相整数槽绕组；由于经常处在低速过载工况的电机损耗主要为铜损，为减小铜损提高效率，应提高电压减小电流，但同时也应考虑电压的安全极限和绝缘问题；转子位置传感器采用锁零式霍尔开关集成电路；转子滚动轴承应能承受双向轴向载荷，可选一对面对面排列的角接触球轴承；为获得方波磁链以减小因谐波引起的转矩波动，以及提高转矩体积比、磁稳定性和抗电枢反应退磁能力，转子永磁瓦选用高剩磁高内禀矫顽力型钕铁硼，径向磁化，磁稳定处理，并适当增大气隙或提高磁路饱和程度；为提高导磁性和强韧性，转子导磁轴选用10#优质碳素结构钢管，导磁部分加工成型后须进行磁性退火处理；为提高导磁性和减小铁损，定子铁心冲片选用无取向冷轧硅钢片叠压而成，加工成型后还须进行磁性退火处理；为提高非磁性、强韧性和散热性，以及轻量化要求，机壳选用高强度硬铝冷拉圆管，表面进行阳极氧化处理；为提高绕组的耐热性，线圈选用耐高温型漆包圆铜线。
3.在图3所示实施例中，本发明中主动控制律的算法流程为1)为避免电机频繁启动转向，提高电机效率和寿命，降低系统能耗，以及避免高频噪声和边带重叠问题，在采样器之前设置带通滤波器，在频带以外的信号，由于带通滤波器的截止作用，主动控制被屏蔽，转入被动电磁阻尼控制，即电机最大再生制动状态；带通滤波器的上下限频带[fl，fh]应覆盖簧上质量mb和簧下质量mw的固有频率、以及影响乘坐舒适性的椅面水平和垂直方向最敏感频率范围。2)由车载变化(空载至满载)引起悬架动挠度的零点漂移se，可在每次关闭车门(变载)及行车时段t(油耗或换座)后，通过所测悬架动挠度(sb-sw)的统计均值来修正，其精度由每次采样数据组中的数据个数n决定；为消除悬架自由行程外的缓冲限位干扰，提高测量精度，可采用防干扰平均值法取采样数据组中满足|sb-sw|≤lf/2(lf为悬架自由行程)的连续数据段求平均。3)为进一步降低系统能耗，根据影响乘坐舒适性的下限截止车身加速度abd，可设置下限截止悬架动挠度δsd=(mb-ksse/g)abd/ks(ks为悬架等效静刚度，为减小计算量，δsd可取常值)；为减小悬架缓冲行程内的冲击载荷，可设置上限截止悬架动挠度万δsu＝lf/2在上下限区外，同样使悬架转入被动电磁阻尼控制。4)为简化控制程序和减小传输时滞，这里采用主动悬架刚度分段控制算法，其主要特点是通过适时控制作动器的输出力，使悬架复合刚度随振动输入量的大小而改变，尽量增大悬架自由行程内的动挠度，而尽量减小进入悬架限位行程(碰撞缓冲块)的几率，以便充分利用悬架有限的自由行程来减小车身加速度，同时也有利于减小轮胎动载荷；其次，还须通过选取适当的主动隔振衰减率kd，来综合优化行驶平顺性(车身加速度、悬架动挠度)和操纵稳定性(轮胎动载荷)指标。5)由主动悬架刚度分段控制算法和蓄能减振原理，可得主动悬架电磁蓄能控制算法为①当主动控制力Fa与被动电磁阻尼力Fp同向且|Fa|≤|Fp|(即主动控制电流Ia与被动电磁感应电流Ip同向且|Ia|≤|Ip|)时，使电机处于再生制动状态，即电枢电路接通蓄能电路，并按Ia向车载电源电路充电②其余控制工况下，使电机处于电动状态或反接制动状态，即电枢电路接通驱动电路，并按Ia由车载电源电路供电。
算法流程图中所指计算公式的具体表达如下式(1)Ip=-2πKTphR(s·b-s·w)]]>式(2)Ia=kdph2πηtKT-[ks(sb-sw-se)+(mb-ksse/g)(s·b-s·w)2lf+2(sb-sw)]]]>式(3)Ia=kdph2πηtKT[ks(sb-sw-se)-(mb-ksse/g)(s·b-s·w)2lf-2(sb-sw)]]]>算法流程图中所指符号参数的物理意义和计量单位如下t-悬架动挠度信号采样间隔的行车延时(s)；se-悬架动挠度信号采样的零点漂移(m)；n-悬架动挠度信号采样所选第k组连续数据的个数；k-程序循环次数kd-主动隔振衰减率；(sb-sw)-车身与车轮的相对位移(m) -车身与车轮的相对速度(m/s)[fl，fh]-带通滤波器的上下限频带(Hz)；δsu，δsd-分别为上下限截止悬架动挠度(m)；Ia，Ip-分别为电机的主动控制电流和被动电磁感应电流(A)；R-电机的等效电阻(Ω)；Imax-电机主动控制电流的最大限额(A)；KT-电机的等效转矩常数(N·m/A)；ph-滚珠丝杠的导程(m)；ηt-滚珠丝杠的传动效率；g-重力加速度(9.8m/s2)；ks-悬架等效静刚度(N/m)；mb-簧上空载质量(kg)；lf-悬架自由行程(m)。
4.在图4所示实施例中，本发明中电子控制系统的主要结构由微处理器接口电路(1)、驱动及蓄能电路(2)、系统保护电路(3)、传感器接口电路(4)和车载电源电路(5)等部分组成。其电路原理是微处理器通过捕捉三相无刷电机转子位置传感器的三路脉冲信号，来检测转子磁极位置信息，并根据换相逻辑关系得出换相控制信号；同时，微处理器通过捕捉绝对式光电编码器的编码信号，来检测悬架动挠度信息，并根据主动悬架控制律得出转矩控制信号，再经脉宽调制后得到PWM信号。微处理器根据电磁蓄能控制算法判断无刷电机当前的工作状态①当无刷电机处于电动状态或反接制动状态时，发出控制字，经光电隔离和功率放大后，使驱动功率开关管开通、蓄能功率开关管关断；同时将PWM信号和换相控制信号逻辑与(也即通过调节PWM信号的占空比，来改变三相逆变桥中功率开关管的导通顺序和时间)，得到微处理器的六路驱动控制信号输出，经光电隔离、功率放大和三相逆变桥后，输出三路驱动功率信号至无刷电机，实现对无刷电机的换相、转向、PWM调速和反接制动控制。②当无刷电机处于再生制动状态时，发出控制字，经光电隔离和功率放大后，使驱动功率开关管和三相逆变桥的功率开关管全部关断、蓄能功率开关管开通；同时微处理器将PWM信号和蓄能功率开关信号逻辑与(也即通过调节PWM信号的占空比，来改变蓄能功率开关管的导通时间)，得到微处理器的一路蓄能控制信号输出，经光电隔离、功率放大和蓄能功率开关，实现对无刷电机的PWM调速和再生制动控制。再生制动控制过程为无刷电机的三相再生制动电能经三相逆变桥的续流二极管整流后，向蓄能电感充电，当电压检测器检测到蓄能电感两端的电压接近其电阻压降时(表明蓄能电感充电结束)，发出控制字，经光电隔离和功率放大后，使蓄能功率开关管关断，再生制动电压与蓄能电感放电电压叠加升压，经二极管向蓄能电容和蓄电池充电，当电流检测器检测到蓄能电感电路的电流接近零时(表明蓄能电容充电结束)，再次控制蓄能功率开关管开通；重复上述充放电过程，并控制充放电时间历程，使再生制动电流符合主动控制电流，这样就能将无刷电机的三相再生制动电能按主动控制电流的大小逐步泵升至蓄能电容和蓄电池。为提高转矩控制的精度和动态响应，通过电流检测器检测无刷电机的三相电枢电流，再反馈给微处理器进行A/D转换、电流环数字处理和控制信号输出，从而实现无刷电机的电流反馈控制。
微处理器接口电路的结构特征是为减小计算时滞、提高系统可靠性、实现无刷电机的全数字控制和主动悬架的高速实时响应，采用车载电机控制用16位定点数字信号处理器(DSP采用多总线的哈佛结构，具备独立的程序空间和数据空间，允许同时存取和执行多条数据和指令，具有高速的数据处理能力，可实现矢量控制、直接转矩控制、自适应控制等智能控制算法)，其具有二路独立信号输入输出、硬件故障诊断与处理(立即切换至电机能耗制动模式)、故障代码存储与分析、系统容错和保护等功能。
驱动及蓄能电路的结构特征是主要包括三相逆变桥(六路MOSFET功率开关管及续流二极管)、驱动功率开关(一路MOSFET功率开关管及续流二极管)、蓄能功率开关(一路MOSFET功率开关管及续流二极管)、功率放大(三极管功放电路)、电压检测器、电流检测器、蓄能电容、蓄能电感、二极管等部件。为提高工作效率、增大转矩输出和减小转矩波动，电枢绕组采用三相全桥星形联结二二导通方式和矩形波电流驱动方式。为提高电流和电压检测的精度、线性度、动态响应和信号隔离，采用磁场平衡式霍尔电流检测器(LEM模块)和磁场平衡式霍尔电压检测器。
系统保护电路的结构特征是主要由电路隔离电路、信号隔离电路、驱动保护电路三部分组成。电路隔离电路选用内部带有隔离变压器的电压模块，将驱动电压与控制电压隔离开，分成多套电压供电系统，当驱动电路发生异常时，避免通过电源部分影响到控制电路，实现对控制电路的保护。信号隔离电路主要是将控制和驱动电路之间的控制和驱动信号通过光电隔离器进行信号隔离，实现不同电压之间的信号传输。驱动保护电路主要有过流保护、欠压保护、过热保护、死区调节等功能，在系统的运行过程中，通过检测当前系统的运行状态，如有异常情况发生时，就会锁住后继PWM信号的输出，同时启动DSP的电源驱动保护，使所有的EV模块输出引脚被硬件置为高阻态，实现对控制系统的保护。
传感器接口电路的结构特征是悬架动挠度(相对悬架自由行程中点的位移)信号的检测采用绝对式光电编码器(所发编码信号不受电源通断的影响，通电后可立即从循环码盘的编码图案中得出绝对位置信息)，为提高动态响应和缩小安装空间，选用旋转式编码器，所测转角位移量通过换算可得悬架动挠度的直线位移量。旋转式编码器安装时，将其机座固定在车架上，再将其轴伸与悬架下摆臂的转轴相连；也可将组合码盘直接安装在无刷电机内，替代霍尔式转子位置传感器，以简化安装和降低成本。传感器转角分辨率为π/2n-1(n为码盘位数)，直线分辨率为πl/2n-1(l为悬架下摆臂轴至作动器吊环间距)。
车载电源电路的结构特征是采用车载三相交流同步发电机经三相桥式整流电路与蓄电池及蓄能电容联接。由于经常处在低速过载工况的电机损耗主要为铜损，为减小铜损提高效率，应提高电压减小电流，但同时也应考虑电压的安全极限和绝缘问题，故选发电机额定电压为42V，蓄电池额定电压为36V。蓄电池的优点是能量密度高、电极电压一般不随充电量不同而改变，但其缺点是功率密度较低、充电速度慢、效率较低、寿命较短、低温性差；相反，蓄能电容虽然能量密度较低、电极电压随充电量增大而升高，但具有很高的功率密度，能在瞬时提供很大的电流和功率，并具有充放电快(电容量越小，充放电速度越快)、效率高、寿命长、低温性好等优点；蓄电池与蓄能电容并联使用，可避免蓄电池以较大的瞬间峰值电流充放电，从而显著提高驱动及蓄能效率，且大大延长蓄电池的使用寿命。
权利要求
1.一种车辆主动悬架，在车轮和车身之间充当一个隔振或吸振器，使路面输入经车轮传导的随机振动机械能尽可能被抵消或吸收，以便阻碍振动机械能继续向车身传递；其特征是总体结构主要由簧上质量(或车身)、簧下质量(或车轮)、悬架弹簧、电机作动器、驱动及蓄能电路、微处理器、悬架动挠度传感器、车载电源电路八大部分组成，其中的悬架弹簧、电机作动器和悬架动挠度传感器并联安装在车身与车轮间；工作原理是将悬架动挠度传感器所得编码信号和电机转子位置传感器所得脉冲信号输入微处理器，经无刷电机换相逻辑、电磁蓄能控制算法和主动悬架控制律处理后，通过驱动及蓄能电路和车载电源电路，实时控制电机作动器的电动、反接制动或再生制动状态，以主动缓冲和衰减由路面不平引起的、并由车轮传导至车身的冲击和振动，同时还将再生制动电能回收再利用。
2.根据权利要求1所述的车辆主动悬架，其特征是电机作动器的结构主要由永磁直流无刷电机、滚珠丝杠、螺母座、螺母罩、复原缓冲块、压缩缓冲块、缓冲块座、吊环八部分组成，工作原理是螺杆顶盖的螺杆部分通过橡胶衬套与车身联接，吊环内圈通过螺栓与车桥联接；在车辆行驶过程中，电机作动器随路面不平作复原和压缩运动，滚珠螺杆在电机空心转子内沿轴向作上下平动，带动滚珠螺母和电机转子作正反转动，电机根据控制指令工作于电动或制动状态；在遇到较大的路面冲击时，电机作动器工作于缓冲行程，当复原缓冲行程时，复原缓冲块的导向垫圈下端面碰撞螺母座上端面，导向垫圈沿螺钉杆滑动，使橡胶体受力压缩；当压缩缓冲行程时，压缩缓冲块上端面碰撞螺母罩下端面，使橡胶体受力压缩，导向支承环沿滚珠螺杆滑动。
3.根据权利要求1所述的车辆主动悬架，其特征是主动控制律的流程主要由敏感频率的带通滤波、悬架动挠度零点漂移的修正、上下限截止悬架动挠度的设置、主动悬架刚度分段控制算法和电磁蓄能控制算法五部分组成，刚度分段控制算法的原理是通过适时控制作动器的输出力，使悬架复合刚度随振动输入量的大小而改变，尽量增大悬架自由行程内的动挠度，而尽量减小进入悬架限位行程(碰撞缓冲块)的几率，以便充分利用悬架有限的自由行程来减小车身加速度，同时也有利于减小轮胎动载荷，其次还须通过选取适当的主动隔振衰减率，来综合优化行驶平顺性和操纵稳定性指标；电磁蓄能控制算法的原理是通过对主动控制电流与被动电磁感应电流方向和大小的比较，控制电枢电路分别与驱动电路或蓄能电路接通。
4.根据权利要求1所述的车辆主动悬架，其特征是电子控制系统的结构主要由微处理器接口电路、驱动及蓄能电路、系统保护电路、传感器接口电路、车载电源电路五部分组成，电路原理是微处理器根据悬架动挠度信息和无刷电机转子位置信息，进行主动悬架控制律和无刷电机换相控制逻辑处理，分别得到转矩控制信号和换相控制信号，转矩控制信号再经脉宽调制后得到PWM信号；另外，根据电磁蓄能控制算法判断无刷电机当前的工作状态(电动状态、反接制动状态或再生制动状态)，通过控制驱动功率开关管、蓄能功率开关管和三相逆变桥的功率开关管的导通顺序和时间，实现对无刷电机的换相、转向、PWM调速、反接制动和再生制动控制；电机再生制动时，通过控制蓄能电感充放电的时间历程，使再生制动电流符合主动控制电流，就能将无刷电机的三相再生制动电能按主动控制电流的大小逐步泵升至蓄能电容和蓄电池。
全文摘要
一种采用电机作动器并具有电磁蓄能作用的电机蓄能式主动悬架。它采用电机传动系统代替液压传动系统，改善了原有液力式主动悬架的诸多缺陷，使主动悬架的推广应用成为可能。其工作原理是将悬架动挠度传感器所得编码信号和电机转子位置传感器所得脉冲信号输入微处理器，经无刷电机换相逻辑、电磁蓄能控制算法和主动悬架控制律处理后，通过驱动及蓄能电路和车载电源电路，实时控制电机作动器的电动、反接制动或再生制动状态，以主动缓冲和衰减由路面不平引起的、并由车轮传导至车身的冲击和振动，同时还将再生制动电能回收再利用。
文档编号B60G17/015GK1626370SQ20031010917
公开日2005年6月15日 申请日期2003年12月8日 优先权日2003年12月8日
发明者曹民, 杨玉珍, 王熙 申请人:上海汇众汽车制造有限公司, 杨玉珍, 王熙