筒（3)和密封隔离板（15)围成的空间为上阻尼液 腔(21)，所述减振器活塞杆（18)的底部固定连接有位于上阻尼液腔(21)内的大活塞（16)， 所述密封隔离板(15)、套筒（13)和直线电机上端盖(5)围成的空间为下阻尼液腔(22)，所述 次级活塞杆(11)的顶部固定连接有位于下阻尼液腔(22)内的小活塞（14)，所述上阻尼液腔 (21)和下阻尼液腔(22)内均设置有阻尼液(25)，所述次级活塞杆(11)的底部固定连接有次 级保护端盖（10)，所述密封隔离板（15)上设置有阻尼液通孔(26)，所述活塞筒(3)内壁上设 置有从上到下连通上阻尼液腔(21)和下阻尼液腔(22)的阻尼液通道(27)，所述阻尼液通道 (27)上连接有比例电磁阀（4);所述作动器控制器（19)的输入端接有用于对车身加速度进 行检测的加速度传感器(20 )、用于对簧载质量速度进行检测的簧载质量速度传感器(23)和 用于对非簧载质量速度进行检测的非簧载质量速度传感器(24)，所述活塞筒(3)的外壁上 设置有控制盒(28)，所述作动器控制器（19)设置在控制盒(28)内，所述控制盒(28)内还设 置有整流器(29)、用于为车载蓄电池(32)充电的蓄电池充电电路(30)、用于为初级线圈（6) 提供稳定的输入电流的第一可控恒流源电路(31)和用于为比例电磁阀(4)提供稳定的输入 电流的第二可控恒流源电路(33)，所述蓄电池充电电路(30)接在整流器(29)与车载蓄电池 (32)之间，所述第一可控恒流源电路(31)和第二可控恒流源电路(33)均与车载蓄电池(32) 的输出端和作动器控制器（19)的输出端连接，多个所述初级线圈（6)串联后与第一可控恒 流源电路(31)的输出端连接，所述比例电磁阀（4)与第二可控恒流源电路(33)的输出端连 接，所述整流器(29)的输入端与多个串联后的初级线圈(6)连接。2. 按照权利要求1所述的一种多模式电磁馈能式车辆主动悬架作动器，其特征在于:所 述作动器上端盖(2)的底部设置有套装在减振器活塞杆(18)上的密封圈（17)。3. 按照权利要求1所述的一种多模式电磁馈能式车辆主动悬架作动器，其特征在于:所 述阻尼液通孔(26)的数量为2~10个。4. 按照权利要求1所述的一种多模式电磁馈能式车辆主动悬架作动器，其特征在于:所 述上吊耳(1)通过螺纹连接的方式与减振器活塞杆(18)的顶部固定连接。5. -种对如权利要求1所述的多模式电磁馈能式车辆主动悬架作动器进行控制的方 法，其特征在于该方法包括以下步骤： 步骤I、加速度传感器(20)对车身加速度进行实时检测，簧载质量速度传感器(23)对簧 载质量速度进行实时检测，非簧载质量速度传感器(24)对非簧载质量速度进行实时检测； 作动器控制器（19)对加速度传感器(20)检测到的车身加速度信号、簧载质量速度传感器 (23)检测到的簧载质量速度信号和非簧载质量速度传感器(24)检测到的非簧载质量速度 信号进行周期性采样； 步骤Π、作动器控制器(19)将其第i次采样得到的车身加速度a1与预先设定的工作模式 切换车身加速度阈值进行比较，当车身加速度a1小于等于工作模式切换车身加速度阈值 时，所述作动器控制器（19)不输出对所述永磁直线电机模块的控制信号，所述车辆主动悬 架作动器工作在馈能半主动工作模式下，具体的工作过程为：车身振动带动上吊耳（1)运 动，上吊耳（1)带动大活塞（16)运动，大活塞（16)通过阻尼液(25)带动小活塞（14)和次级活 塞杆（I 1)运动，多个初级线圈（6)与次级活塞杆（I 1)发生相对运动，多个初级线圈（6)切割 磁感线产生感应电动势，产生的感应电动势通过整流器(29)整流后，再经过蓄电池充电电 路(30)给车载蓄电池(32)充电；同时，所述作动器控制器（19)根据混合天棚地棚控制的方 法对其采样得到的簧载质量速度信号和非簧载质量速度信号进行分析处理，得到比例电磁 阀（4)需要的输入电流 <，即作动器控制器（19)控制第二可控恒流源电路(33)的输出电流 改变比例电磁阀（4)的输入电流巧，进而调节比例电磁阀（4)的开度，调节阻尼液通道 (27)的阻尼力，进而实现对所述车辆主动悬架作动器阻尼力大小的实时调节； 当车身加速度31大于工作模式切换车身加速度阈值时，所述作动器控制器（19)输出对 所述永磁直线电机模块的控制信号，所述车辆主动悬架作动器工作在主动耗能工作模式 下，具体的工作过程为:首先，所述作动器控制器(19)控制第二可控恒流源电路(33)的输出 电流/;为将比例电磁阀(4)的开度调节到最大时需要的输入电流，使阻尼液通道(27)的阻 尼力变为最小，减小所述永磁直线电机模块主动响应时所需的主动力;然后，所述作动器控 制器（19)根据PID控制的方法对其第i-Ι次采样得到的车身加速度信号a 1+1和第i次采样得 到的车身加速度信号a1进行分析处理，得到多个初级线圈(6)需要的输入电流/丨，即作动器 控制器（19)控制第一可控恒流源电路(31)的输出电流/丨，改变多个初级线圈（6)的输入电 流乃,进而调节所述永磁直线电机模块的主动响应力大小，所述永磁直线电机模块产生的 主动响应力传递给车身。6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于:步骤Π中所述作动器控制器(19)根据混合 天棚地棚控制的方法对其采样得到的簧载质量速度信号和非簧载质量速度信号进行分析 处理，得到比例电磁阀(4)需要的输入电流A的具体过程为： 步骤一、作动器控制器（19)根据公式计算得到第i次采样得到的簧载质 量速度太'对应的单独天棚控制下的阻尼力Fsky1;其中，Csky为单独天棚控制阻尼系数且C sky 的取值为1000~3000，i的取值为自然数； 步骤二、作动器控制器（19)根据公式计算得到第i次采样得到的非簧载质 量速度i·/对应的单独地棚控制下的阻尼力Fg1;其中，Cg为单独地棚控制阻尼系数且C g的取 值为200~800; 步骤三、作动器控制器（19)根据公式F1 = CtFskyH^Fg1计算得到最终的混合天棚地棚控制 下的阻尼力Fi，其中，α为天棚控制的比例权值且α的取值为0.6~1，β为地棚控制的比例权 值且β的取值为〇~〇. 5，α+β = 1; 步骤四、作动器控制器（19)根据公式计算得到混合天棚 地棚控制下的阻尼力F1所对应的比例电磁阀（4)需要的输入电流厂；其中，h和Cj均为阻尼 力拟合系数，且bj的取值为200~1.2 X 106, Cj的取值为-3 X IO6~-600，j的取值为O~6的整 数。7.按照权利要求5所述的方法，其特征在于:步骤Π中所述作动器控制器（19)根据PID 控制的方法对其第i-Ι次采样得到的车身加速度信号a1+1和第i次采样得到的车身加速度信 号a 1进行分析处理，得到多个初级线圈(6)需要的输入电流/丨的具体过程为： 步骤A、作动器控制器（19)根据公式epFaH-am对其第i-Ι次采样得到的车身加速度 a1+1和预先设定的理想车身加速度&"作差，得到第i-Ι次采样时车身加速度a 1+1与预先设定 的理想车身加速度am的偏差θη ;其中，i的取值为大于1的自然数，am的取值为0~0.5; 步骤B、作动器控制器（19)根据公对其第i次采样得到的车身加速度a1和预 先设定的理想车身加速度am作差，得到第i次采样时车身加速度a1与预先设定的理想车身加 速度a m的偏差ei;其中，i的取值为自然数，am的取值为0~0.5; 步骤C、作动器控制器（19)根据公式计算得到多个初级 线圈（6)需要的输入电流/?.其中，Kp为比例控制参数且&的取值为150，ΚΑ积分控制参数 且Ki的取值为5，Kd为微分控制参数且Kd的取值为0.6，k的取值为0~i的整数。
【专利摘要】本发明公开了一种多模式电磁馈能式车辆主动悬架作动器，包括作动器本体和作动器控制器，作动器本体包括活塞筒、永磁直线电机模块、可调阻尼减振器模块、作动器上端盖和下吊耳；永磁直线电机模块包括次级活塞杆、直线电机上端盖、直线电机下端盖、多块硅钢片、多个初级线圈和永磁体；可调阻尼减振器模块包括减振器活塞杆、套筒、上吊耳、密封隔离板、大活塞、小活塞、阻尼液通道和比例电磁阀；作动器控制器的输入端接有加速度传感器、簧载质量速度传感器和非簧载质量速度传感器；本发明还公开了一种多模式电磁馈能式车辆主动悬架作动器的控制方法。本发明馈能效率高，能够有效延长车载蓄电池的使用寿命，使主动悬架处于最佳减振状态。
【IPC分类】B60G17/015
【公开号】CN105480043
【申请号】CN201510941785
【发明人】寇发荣, 陈龙
【申请人】西安科技大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月17日