一种多模式电磁馈能式车辆主动悬架作动器及其控制方法_2

文档序号:9719128阅读:来源:国知局
/"即作动器控制器控制第一可控恒流 源电路的输出电流/丨,改变多个初级线圈的输入电流/!,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。
[0017] 上述的一种多模式电磁馈能式车辆主动悬架作动器的控制方法,其特征在于:步 骤Π 中所述作动器控制器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,得到比例电磁阀需要的输入电流^的具体过程 为:
[0018] 步骤一、作动器控制器根据公式
计算得到第i次采样得到的簧载质 量速度#对应的单独天棚控制下的阻尼力其中,Csky为单独天棚控制阻尼系数且Csky 的取值为1000~3000,i的取值为自然数;
[0019] 步骤二、作动器控制器根据公式
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;其中,Cg为单独地棚控制阻尼系数且Cg的取 值为200~800;
[0020]步骤三、作动器控制器根据公式
计算得到最终的混合天棚地棚 控制下的阻尼力F1,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;
[0021 ]步骤四、作动器控制器根据公式
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需要的输入电流/(;其中,bdPCj均为阻尼力拟 合系数,且bj的取值为200~1.2 X IO6,Cj的取值为-3 X IO6~-600,j的取值为0~6的整数。
[0022] 上述的一种多模式电磁馈能式车辆主动悬架作动器的控制方法,其特征在于:步 骤Π 中所述作动器控制器根据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a1进行分析处理,得到多个初级线圈需要的输入电流 /i的具体过程为:
[0023] 步骤A、作动器控制器根据公式对其第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;
[0024] 步骤B、作动器控制器根据公对其第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;
[0025] 步骤C、作动器控制器根据公式
计算得到多个初级 线圈需要的输入电流Ι?;其中,Kp为比例控制参数且心的取值为150 ,K1为积分控制参数且K1 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。
[0026] 本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0027] 1、本发明的多模式电磁馈能式车辆主动悬架作动器的结构简单,设计新颖合理, 实现方便且成本低。
[0028] 2、本发明提出了一种基于车身加速度的多模式切换控制的控制策略,具有高效、 响应速度快和实时性比较高的优点。
[0029] 3、当路面工况好时,车身加速度小于等于工作模式切换车身加速度阈值,本发明 的车辆主动悬架作动器能够工作在馈能半主动工作模式下;而路面工况较差,车身加速度 大于工作模式切换车身加速度阈值,本发明的车辆主动悬架作动器工作在主动耗能工作模 式下,馈能半主动工作模式与主动耗能工作模式独立进行,能够在实现节能的同时又提高 减振性能。
[0030] 4、本发明的车辆主动悬架作动器分成了永磁直线电机模块和可调阻尼减振器模 块两个部分,工作在馈能半主动工作模式下时,上吊耳和下吊耳由路面激励产生相对运动 后,永磁直线电机模块将会产生感应电动势,产生的感应电动势能够供车载蓄电池储能,实 现馈能;相反,工作在主动耗能工作模式下时,车载蓄电池给次级线圈供电,永磁直线电机 模块将会产生作动力,通过作动器控制器根据采集到的车身加速度信号输出控制信号,控 制永磁直线电机模块的输出作动力,实现了车辆悬架的主动控制。
[0031] 5、当永磁直线电机模块出现故障、发生失效时以及当作动器处于馈能模式下,本 发明的车辆主动悬架作动器仍然可以实现悬架系统的半主动控制,可调阻尼减振器模块中 比例电磁阀通过调节阻尼液通道的阻尼力,实现悬架系统的半主动控制。
[0032] 6、本发明中大活塞和小活塞通过阻尼液实现了作动力的线性放大作用,从而大大 减小了主动耗能工作模式下永磁直线电机模块所需输出的作动力,能够降低主动耗能工作 模式下的能耗,实现节能的目的。
[0033] 7、本发明的多模式电磁馈能式车辆主动悬架作动器的控制方法综合了所述车辆 主动悬架作动器的总体性能,提出了多模式切换,通过车身加速度比较来切换所述车辆主 动悬架作动器的工作控制模式,所述车辆主动悬架作动器在馈能半主动工作模式与主动耗 能工作模式之间切换,能够有效地延长车载蓄电池的使用寿命。
[0034] 8、本发明的车辆主动悬架作动器能够实现不论馈能半主动工作模式或者主动耗 能工作模式下都能实现悬架阻尼的改变,在实现馈能的前提下,不降低车辆悬架的性能,兼 顾了馈能与车辆悬架的性能。
[0035] 9、本发明的车辆主动悬架作动器的工作稳定性和可靠性高,不易发生故障,无需 经常维护维修。
[0036] 10、本发明的实用性强,使用效果好,便于推广使用。
[0037] 综上所述,本发明设计新颖合理,实现方便且成本低,工作稳定性和可靠性高,馈 能效率高,能够有效地延长车载蓄电池的使用寿命,能够适时地调节主动悬架的参数,使主 动悬架处于最佳的减振状态,实用性强。
[0038]下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0039] 图1为本发明多模式电磁馈能式车辆主动悬架作动器的结构示意图。
[0040] 图2为本发明作动器控制器与其它各部分的电路连接关系示意图。
[0041 ]附图标记说明:
[0042] 1 一上吊耳; 2-作动器上端盖; 3-活塞筒;
[0043] 4 一比例电磁阀; 5-直线电机上端盖; 6-初级线圈;
[0044] 7 一娃钢片; 8 一直线电机下端盖; 9 一下吊耳;
[0045] 10 一次级保护端盖; 11 一次级活塞杆; 12-永磁体;
[0046] 13-套筒; 14 一小活塞; 15-密封隔离板;
[0047] 16-大活塞; 17-密封圈; 18-减振器活塞杆;
[0048] 19 一作动器控制器; 20-加速度传感器; 21-上阻尼液腔;
[0049] 22-下阻尼液腔; 23-簧载质量速度传感器;
[0050] 24-非簧载质量速度传感器;25-阻尼液; 26-阻尼液通孔;
[0051 ] 27-阻尼液通道; 28-控制盒; 29-整流器;
[0052] 30-蓄电池充电电路; 31-第一可控恒流源电路;
[0053] 32-车载蓄电池; 33-第二可控恒流源电路。
【具体实施方式】
[0054] 如图1和图2所示,本发明的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19,所述作动器本体包括活塞筒3、永磁直线电机模块和可调阻尼减振 器模块,所述活塞筒3的顶部固定连接有作动器上端盖2,所述活塞筒3的底部固定连接有下 吊耳9;所述永磁直线电机模块包括设置在活塞筒3内下部的次级活塞杆11,以及套装在次 级活塞杆11中上部的直线电机上端盖5和套装在次级活塞杆11下部的直线电机下端盖8,所 述直线电机上端盖5和直线电机下端盖8均与活塞筒3内壁固定连接,所述直线电机上端盖5 和直线电机下端盖8之间设置有套装在次级活塞杆11外围且相互间隔设置的多块硅钢片7 和多个初级线圈6,所述次级活塞杆11的外壁上固定连接有永磁体12;所述可调阻尼减振器 模块包括从上到下穿过作动器上端盖2伸入活塞筒3内的减振器活塞杆18和设置在活塞筒3 内且罩在次级活塞杆11顶部的套筒13,所述减振器活塞杆18的顶部固定连接有上吊耳1,所 述套筒13固定连接在直线电机上端盖5顶部,所述套筒13的顶部固定连接有与活塞筒3的内 壁固定连接的密封隔离板15,所述作动器上端盖2、活塞筒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
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