油封总成62的下端固定连接。活塞总成64与活塞杆63固定连接，下副弹簧52的下 端与活塞总成64的上端固定连接。阻尼器6的固定座65与阻尼器6的外壳61固定连接，固定 座65与轮胎3固定连接。
[0018] 当车辆静止时，主弹簧5承受车身1的重力，令车身1保持在一定高度。当车辆行驶 时，阻尼器外壳62通过弹簧盘带动主弹簧2上下运动，在车身与轮胎之间形成与相对位移成 正比的弹性作用力。
[0019] 当车辆行驶时，来自轮胎的振动带动阻尼器6的固定座65上下运动。阻尼器6的活 塞杆63带动活塞64上下运动，阻尼器内的油液通过活塞64上的阻尼孔，在活塞杆63与外壳 62之间形成与相对速度成正比的阻尼作用力。
[0020] 当车辆静止时，上副弹簧51和下副弹簧52产生反向推力，令活塞63停留在阻尼器6 的中间位置。当阻尼器6的活塞杆63与外壳61相对运动时，上副弹簧51和下副弹簧52在活塞 杆63和外壳61之间形成变化的弹性力，综合体现为副弹簧5作用，即在活塞杆63和外壳62之 间形成与相对位移成正比的弹性作用力。
[0021 ]活塞杆63带动螺母总成47上下运动，滑动键48防止螺母总成47绕阻尼器外壳61转 动。螺母总成47带动滚珠丝杆45旋转，滚珠丝杆45带动飞轮组42和电机41的转子转动，飞轮 组41的惯性作用在滚珠丝杆45上，在滚珠丝杆45与螺母总成47之间产生与相对加速度成正 比的惯性作用力F b。
[0022] 通过加速度传感器7采集车身或轮胎加速度信号，输入控制器8，控制器8计算得到 电机的目标主动转矩值，对电机41施加电流，令电机41的转子和外壳之间产生所需的主动 转矩，主动转矩通过电机41输出轴施加到滚珠丝杆45上，在滚珠丝杆45与螺母总成47之间 产生与控制目标对应的主动作动力Fa。
[0023] 若电机41施加转矩r = 战(式中p为滚珠丝杆45的导程，Xs为车身位移），则主 动惯容器的输出力为：
:式中J为飞轮组41的总转动惯量，&，即 通过控制电机41输出转矩达到车身加速度补偿效果。
[0024] 若电机41施加转矩吏襄，贝IJ主动惯容器的输出力为：
即通过控制电机41输出转矩达到车轮加 速度补偿效果。
[0025] 定义车身1质量Ms、轮胎3质量Mu、轮胎3刚度Kt、主动惯容器4惯容系数b、主动惯容 器4主动作动力Fa、副弹簧5刚度k、阻尼器6阻尼系数c、路面位移q、轮胎3位移 Xu、主动惯容器 4下支点位移xb、车身1位移xs。
[0026] 将车身加速度、轮胎动位移、悬架动行程的均方根值除以传统悬 架的相应指标，得到归一化目标，再将各目标乘以相应的权重系数，定义优化公式。
[0027] 式中：
以改善车身加速度为主要目标，式中权重系数分别取为α=0.5、β=0.35、γ =0.15，分别 经计算得到主动和被动悬架的最优参数组，以最优参数组计算20m/s车速通过Β级路面的平 顺性指标振动响应均方根值，比较可知:相较于无补偿的被动惯容悬架，主动惯容悬架在车 身加速度和悬架动行程方面有较大程度改善，轮胎动位移方面则略有不足;相较于传统被 动悬架则在车身加速度和悬架动行程方面优势更为明显。
[0028] 下表为本发明的主动惯容式动力吸振悬架与其他两种形式悬架的对比结果，证明 本发明的主动惯容式动力吸振悬架能明显改善车辆舒适性。
[0029] 以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可 以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范 围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【主权项】
1. 车辆主动惯容式动力吸振悬架，其特征在于，包括主弹簧、主动惯容器、副弹簧和阻 尼器； 所述主弹簧的上支点与车身连接，所述主弹簧的下支点与轮胎连接； 所述主动惯容器的上支点与车身连接，所述主动惯容器的下支点分别与所述副弹簧和 所述阻尼器的上支点连接； 所述副弹簧的下支点分别与所述阻尼器的下支点和轮胎连接。2. 如权利要求1所述的车辆主动惯容式动力吸振悬架，其特征在于，所述主动惯容器包 括惯容器和主动作动器； 所述惯容器的上支点与所述主动作动器的上支点连接，所述惯容器的下支点与所述主 动作动器的下支点连接； 所述主动惯容器通过所述惯容器产生与主动惯容器两端的相对加速度成正比例的不 可控惯性力，通过所述主动作动器产生受电机输出转矩控制的主动作动力。3. 如权利要求2所述的车辆主动惯容式动力吸振悬架，其特征在于，所述主动作动力与 车身加速度或轮胎加速度成反比例。4. 如权利要求1-3任一项所述的车辆主动惯容式动力吸振悬架，其特征在于，所述主动 惯容器包括电机、飞轮组、轴承、悬架上支座、滚珠丝杆、惯容器外壳、螺母总成和滑动键;所 述副弹簧包括上副弹簧和下副弹簧;所述阻尼器包括阻尼器外壳、油封总成、活塞杆、活塞 总成和固定座； 所述悬架上支座与车身弹性连接;所述电机的输出轴与所述飞轮组以及所述滚珠丝杆 的上端固定连接，所述电机的外壳与所述悬架上支座固定连接，所述滚珠丝杆与所述轴承 内圈固定，所述轴承外圈与所述悬架上支座固定，所述悬架上支座与所述惯容器外壳同轴 固定连接，所述惯容器外壳与所述阻尼器外壳同轴滑动，所述主弹簧的上端与所述悬架上 支座连接，所述主弹簧的下端通过弹簧盘与所述阻尼器外壳连接； 所述螺母总成外周与所述滑动键固定连接，所述螺母总成下端与所述上副弹簧的上端 固定，所述螺母总成下端与所述阻尼器的活塞杆固定连接； 所述阻尼器的油封总成与所述阻尼器外壳固定连接，所述上副弹簧的下端与所述阻尼 器的油封总成的上端固定连接，所述下副弹簧的上端与所述油封总成的下端固定连接，所 述活塞总成与所述活塞杆固定连接，所述下副弹簧的下端与所述活塞总成的上端固定连 接，所述阻尼器的固定座与所述阻尼器外壳固定连接，所述固定座与轮胎固定连接。5. 如权利要求4所述的车辆主动惯容式动力吸振悬架，其特征在于，所述活塞杆中空， 所述滚珠丝杆能在所述活塞杆内腔中移动。
【专利摘要】本发明公开了一种车辆主动惯容式动力吸振悬架，包括主弹簧、主动惯容器、副弹簧和阻尼器；主弹簧的上支点与车身连接，主弹簧的下支点与轮胎连接；主动惯容器的上支点与车身连接，主动惯容器的下支点分别与副弹簧和阻尼器的上支点连接；副弹簧的下支点分别与阻尼器的下支点和轮胎连接。本发明的车身与主弹簧形成一对车身单自由度振动环节，在共振频率附近形成一个共振峰，同时，主动惯容器、副弹簧和阻尼器形成一套主动式动力吸振器，当车辆行驶时，主动动力吸振器与车身振动环节产生调谐作用，有效削减共振频率附近的振动幅值，主动作动器实时输出主动作动力，削减轮胎振动能量，拓宽悬架减振频域，能明显改善车辆舒适性。
【IPC分类】B60G17/06, B60G15/00
【公开号】CN105539046
【申请号】CN201610100492
【发明人】葛正, 王维锐
【申请人】浙江大学台州研究院
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年2月24日