专利名称：具有直线型和旋转型电磁致动器的主动车辆悬挂的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆悬挂。
背景技术：
在主动悬挂系统中，在车辆质量(簧载质量)与车轮总成质量(非簧载质量)之间引入控制力。美国专利6，945，541中提出了一种使用电磁马达的主动悬挂系统，该专利 通过引用包含于此。
发明内容
提供了一种车辆悬挂。更具体地，在一种或多种实施方式中，提供了一种包括致 动器系统的装置，致动器系统具有包括直线型电磁致动器和旋转型电磁致动器的致动器组 合，其中，致动器系统在车辆的簧载质量和非簧载质量之间提供力。在一些方面，旋转型电磁致动器配置作为位置源。在一些示例中，作为致动器组合 的相对功率效率的函数的位置命令也可以被提供至旋转型致动器。在其他的示例中，作为 车辆的悬挂位移的低通滤波版本的函数的位置命令也可以被提供至旋转型致动器。在一些实施方式中，装置还包括用于向致动器系统提供力命令的致动器系统。在 一种示例中，当车辆在第一套操作状况下操作时致动器系统根据第一套参数在致动器组合 之间分配力命令，且当车辆在第二套操作状况下操作时致动器系统根据第二套参数在致动 器组合之间分配力命令。在一些示例中，致动器系统根据频率在致动器组合之间分配力命令。在一些示例 中，致动器系统将低频力命令提供至旋转型致动器，将高频力命令提供至直线型致动器。提 供至致动器组合中的至少两个的力命令的频率范围可以在频率上具有一定程度的重叠。致动器系统还可以将频率成分低于交叉频率的力命令提供至第一致动器并且将 频率成分高于交叉频率的力命令提供至第二致动器。该交叉频率可以基于车辆的操作状况 而变化。在一些示例中，交叉频率在1到2Hz的范围内。在一些示例中，装置配置为基于与系统的物理组件相关联的参数将力命令在致动 器组合之间分配。在其他的示例中，装置配置为基于与车辆的操作相关联的参数将力命令 在致动器之间分配。在一种示例中，第一致动器为旋转型致动器且第二致动器为直线型致 动器。在一些方面，致动器系统还包括气压致动器。在一些实施方式中，旋转型致动器通 过弹簧作用。在多种方面，弹簧可以包括扭转弹簧，或者弹簧可以被分为两个部分并且旋转 型致动器连接至两个部分之间的公共点。在一些示例中，致动器组合中的至少一个联接至 多个非簧载质量。在一种示例中，至少一个致动器包括旋转型致动器。在另一个方面，提供了一种方法，包括根据与车辆的物理组件相关联的静态参数 或者与车辆的操作相关联的动态参数中的一个或两个，将由第一和第二电磁致动器提供在 车辆的簧载质量和非簧载质量之间的力进行分配。在该方法中，第一电磁致动器可以包括直线型致动器，且第二电磁致动器可以包括旋转型致动器。根据说明书和权利要求书，其他特征和优点将是很清楚的。
图1是包括悬挂系统的示例性的车辆的透视图。图2、5、6和7是示例性的悬挂系统的简图。图3是示例性的悬挂系统的1/4车辆示意图。图4是示出配置为用作位置源的旋转型致动器的框图。在不同的附图中，同样的附图标记表示同样的元件。
具体实施例方式首先如图1所示，乘用车的悬挂包括两个独立的前轮悬挂总成12和两个独立的后 轮悬挂总成14，每个悬挂总成均包括主动悬挂单元16和连接至车辆主体10的相应的车轮 总成。在示出的系统中，悬挂中的主动悬挂单元16通常定位在传统悬挂中液压阻尼器(例 如，减震器或支杆)的位置处，但是单元16的功能与液压阻尼器的功能很不一样。在示出的实施方式中，控制系统17与主动悬挂单元16相联接。控制系统17包括 控制主动悬挂单元16的操作的电路。在一些实施方式中，电路可以定在在车辆内部的任意 位置(例如，车辆前部、主动悬挂单元16的主体内、或其他位置)。例如，每个主动悬挂单元 16可以具有位于单元16内的其自己的电路。前悬挂可以配置为使用麦弗逊滑柱型配置中的主动悬挂单元16。前悬挂12的其 他组件可以包括在下球铰20处枢转地连接至前轮总成并且在下臂套管22a和22b处枢转 地连接至被悬挂主体10的下控制臂18 ；枢转地连接至前轮总成的转向节和相连的转向连 杆(未示出)的可调节转向横拉杆24 ；以及将被悬挂主体10与下控制臂连接起来的扭杆 弹簧26。致动器16的顶盖通常通过套管(未示出)枢转地连接至车辆的簧载质量。应当 注意，这里提到的各个组件在图1中的每个车轮总成中并不都是可见的或示出的。主动悬 挂单元16可以以多种方式连接至车辆，例如US 4，981，309、US 6945541和于2007年5月 30日公开的EP公开1790505中所说明的。上述美国专利和专利申请的整体内容通过引用 结合于此。后悬挂14的组件可以包括在下球铰30处枢转地连接至后轮总成并且在下臂套 管32a和32b处枢转地连接至被悬挂主体10的下控制臂28 ；在上球铰36处枢转地连接至 后轮总成并且在上臂套管38a和38b处枢转地连接至被悬挂主体10的上控制臂34 ；枢转地 连接后轮总成和被悬挂主体10以设置静态后轮前束角的可调节连杆40 ；以及扭杆弹簧26。 所有的控制臂套管轴通常平行于车辆主体10的前后中心线地延伸。应当注意，弹簧26也 可以是螺旋弹簧、空气弹簧、钢板弹簧或任何其他已知类型的弹簧元件。车辆也可以包括用于感测车辆状况的多个方面的一个或多个传感器42。可以感 测诸如车轮总成(非簧载质量)的运动和/或位置以及车辆主体(簧载质量)的运动和/ 或位置的车辆状况。可以使用加速度表、位置传感器、速度传感器或其他类型的运动传感器 来感测车辆的状态。此外，可以感测车辆的其他状况或周围环境。例如，可以使用激光、超 声波、雷达或任何其他已知的传感方法感测道路的垂直轮廓，可以感测外部环境温度，可以感测多种悬挂组件的温度，例如致动器16的温度和将电能提供给致动器16的功率电子器 件(即图2的功率放大器66和任何相关联的供能组件)的温度。将所感测的信息提供给 控制系统17。传感器42可以安装在车身主体10、车轮总成、悬挂单元16、功率放大器66或 控制系统17中的一个或多个上。图2为示例性的悬挂系统48的选定组件的简图。悬挂系统48可以代表前侧悬挂总成(例如，图1中的总成12)或后侧悬挂总成(例如，图1中的总成14)。悬挂系统48包 括主动悬挂单元16、控制系统17和车轮总成52。为了简化，仅示出摆轴型悬挂连杆的简图。 所选择的组件可以用于未明确示出的其他类型的悬挂连杆，例如麦弗逊滑杆式、双A臂式、 乃至多连杆独立悬挂。在一些实施方式中，主动悬挂单元16可以包括两个或更多个力和/或位置源，其 可以包括直线型电磁致动器(即致动器54)和旋转型电磁致动器(即致动器56)。在一些 实施方式中，诸如液压和气压致动器的其他类型的致动器可以与直线型和旋转型电磁致动 器中的一个或两个结合使用，或者可以取代直线型和旋转型电磁致动器中的一个或两个。 致动器54和56可以大致互相并联地布置(如图所示)，或者可以串联地操作。在一些实施 方式中，气压或气囊致动器可以与直线型、旋转型或直线旋转组合型电磁致动器结合使用。 例如，气压致动器可以用于偏置车辆总质量的大的变化，而直线型和/或旋转型致动器可 以用于提供动态力以在车辆运动时控制车辆主体的纵向位移、加速度等。如图2所示，主动悬挂单元16包括两个悬挂致动器54和56。直线型电磁致动器 54和旋转型电磁致动器56在簧载质量(1/4车辆主体10)和非簧载质量(车轮总成52)之 间提供主动控制力。直线型电磁致动器54可以是任何适合类型的直线型电磁致动器，例如 美国专利4，981，309中说明的。旋转型电磁致动器可以是任何适合类型的旋转型电磁致动 器，例如总部位于宾夕法尼亚州匹兹堡的Aerotech公司的AEROTECH S-130-60。悬挂系统 48也包括定位在致动器56和非簧载质量52之间的弹簧元件62以及定位在簧载质量10和 非簧载质量52之间的弹簧元件64。代表轮胎刚度的轮胎弹簧(未示出)位于非簧载质量 52和路面之间。如图2所大致示出的，致动器54和56的顶部联接至车辆主体10。致动器的底部 可以直接联接至车轮总成52 (即非簧载质量)，或者它们可以联接至诸如弹簧的一个或多 个其他组件(如下文所说明的)。致动器也可以通过连接杆或控制臂连接至车轮总成或其 他组件。例如，在图2所示的配置中，旋转型致动器56联接至弹簧元件62并且通过弹簧元 件62作用以提供力。特别地，旋转型致动器56可以利用旋转，通过调节与旋转型致动器56 和车轮总成52相连接的弹簧元件62的位移，来调节车辆簧载质量10与非簧载质量52之 间的力。弹簧元件62可以是被安装为使得其通过旋转接合而作用的螺旋弹簧或扭杆弹簧。 如果需要，变速齿轮箱56a还可以结合旋转型致动器56来使用。如果弹簧62为螺旋弹簧， 那么可以使用机构56b将旋转转换为直线运动。机构56b可以是牵引螺杆、滚珠螺杆、齿轮 齿条或其他杠杆机构布置。在一些配置中，主动悬挂系统48也包括弹簧元件64，弹簧元件64例如可以是扭杆 弹簧、螺旋弹簧或空气弹簧。弹簧元件64通常可以与弹簧元件62并联地布置(如图所示) 或如下文将结合图7更具体说明地串联地布置。弹簧元件64可以与致动器54和56结合 使用。例如，控制系统17可以命令致动器54和56来提供对弹簧元件64进行补充的力。
致动器54和56可以从诸如电池、发电机或交流发电机、电容、用于增压的电源转 换器、或任何其他已知的电力输送装置及其组合的电源接收电功率。在一些实施方式中，电 源可以位于控制系统17内。在一些实施方式中，电源可以独立地位于车辆中的其他位置。 在一些实施方式中，电源的元件可以分布在车辆各处。例如，电源的一些部分可以与悬挂致 动器在一起，而其他部分可以与车辆发动机或控制系统17在一起。控制系统17控制如何 将电能施加于各个致动器54和56以使得在车辆的簧载质量和非簧载质量之间产生力。例 如，在一种配置中，控制系统17将信号发送至驱动致动器54和56的一个或多个放大器66。 在一些实施方式中，每个致动器由各自的放大器驱动。
在操作中，控制系统17收集来自传感器42的数据并且基于所感测的车辆状况来 确定实现一定的系统性能所需要的力。然后控制系统17恰当地命令致动器54和56以在车 辆的簧载质量(例如，主体10)和非簧载质量(例如，车轮总成52)之间提供主动控制力。 如下面将要说明的，可以根据一个或多个系统参数确定该力以及在致动器54和56之间的 分配。当致动器54和56共同操作以在簧载质量和非簧载质量之间提供力时，相比于使 用单个致动器时所需要的，可以针对这些组件中的一个或两个来使用更小、更便宜、和/或 更高效的电磁致动器。这些更小的致动器也可以使用比单个致动器更少的总能量和/或比 单个致动器发热更少。系统重量也可以得到减轻。例如，一个致动器可以被优化以有效地 提供随着时间缓慢变化的强力，且第二个致动器可以被优化以有效地提供随着时间变化更 快的弱力。控制器17可以包括用于确定如何在多个致动器之间分配力的力分配系统17a。控 制器17首先确定为了以希望的方式控制主体运动所需要的簧载质量和非簧载质量之间的 总力。控制器17可以使用任何适合的控制法则来计算该需要的总力。然后，力分配系统 17a确定将总力中的哪些部分提供给各个致动器。力分配系统17a可以以多种方式在多个 致动器之间分配力。一些方法取决于物理系统的参数和组件的能力，这些随着时间通常是 静态的。例如，一个致动器可以能够仅在有限的(即较低的)频宽上输出大的力，而第二个 致动器可以能够在更宽的频宽上输出较小的力。考虑各个组件能力的分配系统通过以合理 的方式将单独的力命令发送到各个装置来划分需要的力。在一些实施方式中，力分配系统 17a命令第一致动器提供较低频率的力，并且命令第二致动器提供较高频率的力。替代地或额外地，分配系统17a可以以某些方式来考虑与车辆操作相关的动态系 统参数，从而确定如何分配力。例如，对于来自控制器的低频力请求，仅第一致动器接收输 出力的命令。但是，在特定点上，传感器可以确定第一致动器正在输出最大可用力。如果仍 然需要额外的力，则分配系统请求第二致动器输出力。在一些实施方式中，温度传感器可 以确定第一致动器正接近或超过其最高操作温度。在此情况下，力分配系统17a可以使用 温度信息来改变到第一致动器的力命令以将设备温度保持在希望的限制内。同时，力分配 系统可以改变到第二致动器的力命令以命令其输出更多力，以补偿第一致动器力输出的降 低。力分配系统17a也可以考虑其他的动态参数，例如道路状况、主动悬挂系统中多 个组件(即功率放大器、电源、控制器或已经提到的致动器)的温度、环境温度(在极端的 环境温度下操作可用输出力可能会减少)、转向角传感器输出、车轮总成的运动、车辆主体的运动、车速、以及主动悬挂系统的电源中的可用能量。力分配系统17a也可以单独或结合地考虑多个参数，例如诸如驱动每个致动器的电路放大器的瞬时输出功率能力、将电能提 供给致动器放大器的电源的能量储存能力、致动器的最大瞬时的或持续的输出力、或者两 个致动器的瞬时速度。力分配系统17a可以配置为在一些操作状况下使用一套参数，并且如果操作状态 改变则自动地切换至另一套参数。例如，在常规操作状况下，力分配系统可以将低频力命令 发送至第一致动器且将高频力命令发送至第二致动器。可以允许分配系统所使用的交叉频 率(其中交叉频率是这样的频率，低于该频率时，力命令主要被飞动到第一致动器，而高于 该频率时，力命令主要被发送到第二致动器)基于车辆的操作状况而改变。例如，交叉频率 可以根据致动器温度而改变。可以改变交叉频率以保持两个致动器的操作温度低于设定的 最大值。在交叉频率不足以保持致动温度低于设定的最大值的状况下，可以减小致动器请 求的总力。在另一个示例中，交叉频率可以根据方向盘输入来改变。例如，当检测到转向输 入且道路相对平滑时，可以暂时升高交叉频率直至不再存在转向输入。长时间的转向输入 表示操作处于持续的转向中。在这种状况下，分配系统可以将力分配至能够最好地提供持 续的力输出的致动器以防止主体倾侧。在一些配置下，旋转型致动器56与直线型致动器54组合。旋转型致动器，特别是 当它们通过诸如齿轮箱56a和/或滚珠螺杆类机构56b的转矩放大机构工作时，适于输出 持续的、准静态的力。在这种系统中，力分配系统17a可根据频率将瞬时需要的总力分配在 两个致动器上，其中低频力命令被发送至旋转型致动器56而高频力命令被发送至直线型 致动器54。这可以通过以下方式来实现对控制系统17提供的总力命令进行低通滤波并 将低通总力命令发送至致动器56，同时对控制器17提供的总力命令进行高通滤波并将高 通总力命令发送至致动器54。在一些实施方式中，滤波器的通带具有一定程度的重叠，所以 两个致动器在以滤波器对的交叉频率附近为中心的频率范围内均产生力。在一些实施方式 中，重叠的量可以是最小的。对于大多数车辆，交叉频率在1 3Hz的范围内，但是实施方 式并不限于尽在该范围内的交叉频率。一些实施方式可以使用低于或高于1 3Hz范围内 的频率的交叉频率。当旋转型致动器56以小于IHz到3Hz的频率提供希望的力时，与使用 单个直线型致动器而非直线型致动器和旋转型致动器的组合的系统相比，组合的系统如所 述地消耗的平均和瞬时功率明显降低。在一些实施方式中，交叉频率可以如前文所述地根据方向盘输入而改变。当(通 过例如方向盘输入)检测到持续的转向时，可以提高交叉频率以允许旋转型致动器提供更 多的所要求的持续力以防止侧倾。在一些配置中，力分配系统17a用来分配力的滤波器的通带可能有一些重叠，其 中在重叠范围内直线型致动器54和旋转型致动器56均能够接收力命令。在一些配置中， 力分配系统17a用来分配力的滤波器的通带可以具有很小的或最小的重叠；在该特定的频 率范围内直线型致动器54和旋转型致动器56都不接收力命令，从而使得仅允许弹簧元件 64提供力。例如，在一些实施方式中，低通滤波器的截止频率可以等于或高于高通滤波器 的截止频率。在一些实施方式中，低通滤波器的截止频率可以低于高通滤波器的截止频率。 在一些实施方式中，低通和高通滤波器的截止频率均为大约1 2Hz。在一些实施方式中，第三致动器(例如气压致动器)可以与旋转型致动器56和直线型致动器54结合使用。力分配系统17a可以使用额外的滤波器以在各个致动器之间进 一步分配力命令。例如，总力命令可以经过低通滤波并被提供至气压致动器。该滤波器的 截止频率可以在低于约0. 3Hz的范围中的任意值。力分配系统17a进一步使用截止频率与 用于气压滤波器的低通滤波器大致相同的高通滤波器，以及高通滤波器和低通滤波器(由 此形成带通滤波器)现在施加于第一致动器(例如旋转型致动器56)的总力命令。在一些配置中，力分配系统17a可以根据除频率之外的或额外的一个或多个其他参数将力命令分配至致动器54和56。可以使用的其他参数包括但不限于下述参数中的一 个或多个车辆负载、持续转弯、持续制动、在倾斜的弯路操作、以及任何系统组件的过热。在一些配置中，控制系统17和力分配系统17a可以配置为以冗余(或容错)模式 操作致动54和56。可以响应于触发事件而自动进入冗余模式。触发事件可以是感测到系 统组件(例如放大器、控制板、电源等)的错误状态、感测到致动器在某个位置处卡住、感测 到组件过热、确定车辆传感器失效、或以其他方式确认系统的任何其他可能导致系统不正 常操作的状况。在冗余操作模式下，控制系统17可以选择致动器54和56中的一个以主要 地在所有频率和/或状况下提供簧载质量和非簧载质量之间的全部主动力。在一些实现 中，致动器54或56中的一个保持备用，如果所选择的致动器不能正确地操作，则使用备用 的致动器。在一些实现中，致动器54和56中的一个或多个可以通过将致动器的电机引出 线短路来将其用作被动阻尼器。例如，可以将致动器中的一个的输入端短路以使其作为被 动阻尼器地操作，同时第二个致动器执行功能以提供对主体的控制。当在冗余模式下操作 时系统的实际配置可以取决于具体检测到什么样的错误。例如，如果一个放大器失效并且 该错误被检测到，那么可以将致动器连接到该放大器的输入端短路以提供阻尼，同时第二 个致动器操作以提供对主体的控制。根据实际检测的错误性质可能希望其他的配置。图3示出了一种示例性的悬挂系统的1/4车示意图90。如图所示，示意图90包括 簧载质量的表示92和非簧载质量的表示94。在簧载质量92和非簧载质量94之间是直线 型致动器54形成的力(标记为Fp)的表示98，以及旋转型致动器56形成的力(标记为Fs) 的表示96。示意图90也包括弹簧常数为Ks的弹簧元件62以及弹簧常数为Kp的弹簧元件 64。示意图90也包括簧载质量92和非簧载质量94之间的位移(P)(也被称为悬挂位移) 的代表100 (标记为PSusP。s)、弹簧元件62的位移(标记为Psp,)的代表102、以及由于旋转型 致动器56的位移(标记为Psa)的代表104。如果假设PSusP。s固定，且旋转型电机的直线_旋转转换机构56b处于中心并且弹 簧62处于其平衡位置，如果旋转电机输出转矩，其位移将改变，并且将压缩弹簧62。对于
1 SusPos 固定，(2) Fks = _Ks*PspkFs (t)由控制系统17和力分配系统17a确定，其中控制系统17确定Ft (t)(其中， Ft (t)由簧载质量和非簧载质量之间所需要的总力限定，等于和FS+FP)，力分配系统17a将 Ft(t)分别在旋转型和直线型致动器56和54之间分配。首先，说明一种根据频率分配力的 力分配系统17a，其中低频力命令被发送至旋转型致动器56且高频力命令被发送至直线型 致动器54。在该情况下，(3) Fs (t) = LPF (FT (t))
在另一种实施方式中，力分配系统17a可以使用多个致动器的功率效率的衡量来 分配力。在一些实施方式中，根据相对功率效率的分配与根据频率的分配力结合起来使用。 但是，在一些实施方式中，可以只根据致动器的相对功率效率来完成力分配。可以使用下面 的表达式来根据相对功率效率进行力分配(4)BS/(BS+BP)，其中， Bs为旋转型致动器56的功率效率，Bp为直线型致动器54的功率效率。功率效率 定义为输出力的平方除以输入功率的比值。下述公式为旋转型电机力命令(该命令考虑频 率和致动器的功率效率)的公式(5) Fs (t) = LPF (FT (t)) * [Bs/ (BS+BP)]类似的表达式可以用于施加于直线型致动器54的力
(6) Fp (t) = HPF (FT (t)) * [BP/ (BS+BP)]在一些实施方式中，可能希望使用旋转型致动器作为位置源而非力源。这可以通 过以下来轻易地实现使用适当的位置传感器(图3中传感器93)，并且在旋转型致动器到 伺服位置周围加一个伺服回路。(对于旋转型电机，可以通过感测电机旋转或者感测由旋转 型电机驱动的旋转-直线转换器56b的位移来感测位置。)图4中的框图示出更多细节。 如图所示，通过使用作为参照位置命令的位移命令PSA—e。m_d，与旋转型致动器56和位置传 感器93相联接的控制器106使得旋转型致动器56能够起位置源的作用。当旋转型致动器 56作为位置源操作时，有效力输出将与弹簧Ks的力相等。(7)Fs(t) = Fks = _Ks*Pspk。此外，可以通过公式1改写Psra，以得到(8)Fs(t) = -Ks* (Psuspos-Psa)对于希望旋转型致动器作为位置源来操作的实施方式，根据公式5推出的用于命 令旋转型致动器的公式可以写为(9) Psa c_md = [ [LPF (Ft) /KS] * [Bs/ (BS+BP) ] ] +PSusPos下面的公式10中示出一种进一步的加强，其允许旋转型致动器的位置命令追踪 低通悬挂随时间的位移。这提供了一种旋转致动器能够遵循并且有助于降低两个致动器互 相妨碍地工作所消耗的力，从而降低两个致动器(直线型和旋转型)的总功率消耗的位置 命令。(10) Psa c。Md = [LPF (Ft) /Ks] * [Bs/ (BS+BP) ] +LPF (PSusPos(t))在示例性的计算(公式5和公式6中使用)中，可以要求直线型致动器54和旋 转型致动器56在同样的频率范围内(大的重叠范围包括在低通滤波器的截止频率以下的 所有频率)提供力。在该频率范围内，存在两个致动器被命令为互相相对的可能性。为了 帮助避免或减少这种可能性，使用第二命令(低频位置参照输入)以命令旋转型致动器56 跟随悬挂位移(PSusP。s)的低通滤波版本。效果是旋转型致动器56将提供有效力Fs = Psa Co-and (t) *Ks，且直线型致动器 54 将提供力 Fp ⑴=F (t) -PSA Cofflffland (t) *Ks，其中 PSA—G。_d 如 公式10所示。图5至图7示出了几种替代的悬挂配置。例如，图5示出了悬挂系统110，其中弹簧 元件62为扭杆112。在该配置中，旋转型致动器56使得扭杆112扭转。扭杆弹簧112可以 如图所示地直接连接至悬挂连杆，或者可以使用杠杆臂连同如图7所示的额外的拉伸-压 缩连杆连接至车轮总成。如果需要，变速齿轮箱56a也可以与旋转型致动器56结合起来使用。扭杆112可以安装在车辆内任何适合的位置(例如，如图所示的纵向、横向等)。 在图6的悬挂系统120所示的配置中，弹簧元件62被划分为由公共点122连接的 第一部分62a和第二部分62b。旋转型致动器56连接至点122。在该配置中，旋转型致动器 56通过经由点122向第一部分62a和/或第二部分62b提供力，从而增加或减小簧载质量 和非簧载质量之间的力。如果需要，旋转型致动器56也可以与变速齿轮箱56a结合使用。 第一部分62a和第二部分62b的弹簧比率可以一样或不一样。在该配置中，额外的并联的 弹簧元件64(如图2和图6所示)与弹簧62的第一和第二部分成为一体。弹簧元件62可 以是螺旋弹簧元或扭杆弹簧。对于螺旋弹簧，可以使用旋转-直线运动转换机构56b以将 旋转型致动器56联接至点122。对于扭杆弹簧，带有或不带有齿轮箱56a的旋转型致动器 56可以直接联接至点122。图7示出了旋转型致动器56联接在稳定杆的两部分132a和132b之间的悬挂系 统130。在该配置中，旋转型致动器56提供在杆的各个部分之间的旋转位移以在车辆的簧 载质量和非簧载质量之间形成净力矩。悬挂系统130也示出单个旋转型致动器56可以与多 个车轮52 (即多个非簧载质量)联接。例如，可以连接在两个前轮或两个后轮52之间(例 如，如图所示地安装在一对车轮之间)的一个旋转型致动器56提供抵抗车辆主体侧倾运动 的转矩。在一些配置中，一个旋转型致动器56可以联接在前后轮之间以提供转矩，从而防 止车辆主体俯仰运动。在一些其他的配置中，单个旋转型致动器56可以联接至所有四个车 轮并且能够用于牵引、俯仰或侧倾控制。也可以使用其他适合的排列。其他实施方式也落在本发明的范围内。
权利要求
一种装置，包括致动器系统，其包括包含直线型电磁致动器和旋转型电磁致动器的致动器组合，其中，所述致动器系统在车辆的簧载质量和非簧载质量之间提供力。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述旋转型电磁致动器配置作为位置源。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，提供至所述旋转型致动器的位置命令是所述致 动器组合的相对功率效率的函数。
4.根据权利要求2所述的装置，其中，提供至所述旋转型致动器的位置命令是车辆的 悬挂位移的低通滤波版本的函数。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置还包括用于向所述致动器系统提供力 命令的力分配系统。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，当车辆在第一套操作状况下操作时所述致动器 系统根据第一套参数在所述致动器组合之间分配力命令，当车辆在第二套操作状况下操作 时所述致动器系统根据第二套参数在所述致动器组合之间分配力命令。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述致动器系统根据频率在所述致动器组合之 间分配力命令。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述致动器系统将低频力命令提供至所述旋转 型致动器，将高频力命令提供至所述直线型致动器。
9.根据权利要求7所述的装置，其中，提供至所述致动器组合中的至少两个的力命令 的频率范围在频率上具有一定程度的重叠。
10.根据权利要求7所述的装置，其中，所述致动器系统将频率成分低于交叉频率的力 命令提供至第一致动器并且将频率成分高于交叉频率的力命令提供至第二致动器。
11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述交叉频率能够基于车辆的操作状况而变化。
12.根据权利要求10所述的装置，其中，所述交叉频率在1到2Hz的范围内。
13.根据权利要求10所述的装置，其中，所述第一致动器为旋转型致动器且所述第二 致动器为直线型致动器。
14.根据权利要求1所述的装置，其配置为基于与系统的物理组件相关联的参数将力 命令在所述致动器组合之间分配。
15.根据权利要求1所述的装置，其配置为基于与车辆的操作相关联的参数将力命令 在所述致动器组合之间分配。
16.根据权利要求1所述的装置，其中，所述致动器系统还包括气压致动器。
17.根据权利要求1所述的装置，其中，所述旋转型致动器通过弹簧作用。
18.根据权利要求17所述的装置，其中，所述弹簧包括扭转弹簧。
19.根据权利要求17所述的装置，其中，所述弹簧被划分为两个部分，并且所述旋转型 致动器连接至所述两个部分之间的公共点。
20.根据权利要求1所述的装置，其中，所述致动器组合中的至少一个联接至多个非簧 载质量。
21.根据权利要求20所述的装置，其中，所述至少一个致动器包括旋转型致动器。
22.—种方法，包括根据与车辆的物理组件相关联的静态参数或者与车辆的操作相关联的动态参数中的 一个或两个，将由第一和第二电磁致动器提供在车辆的簧载质量和非簧载质量之间的力进 行分配。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述第一电磁致动器包括直线型致动器，且所 述第二电磁致动器包括旋转型致动器。
全文摘要
提供了一种车辆悬挂(12，14，48，110，120，130)。更具体地，在一种或多种实施方式中，提供了一种包括致动器系统(16)的装置，致动器系统(16)具有包括直线型电磁致动器(54)和旋转型电磁致动器(56)的致动器组合，其中，致动器系统(16)在车辆的簧载质量(10，92)和非簧载质量(52，94)之间提供力。
文档编号B60G17/02GK101848819SQ200880114893
公开日2010年9月29日 申请日期2008年11月5日 优先权日2007年11月12日
发明者D·A·巴斯科, S·N·布朗, U·V·厄梅特哈拉 申请人:伯斯有限公司