[发明专利]液电集成式自供能主动悬架作动器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属于汽车悬架系统技术领域，具体涉及一种液电集成式自供能主动悬架作动器及其控制方法。

背景技术

车辆在行驶过程中，由于路面不平度等会造成车辆簧载质量与非簧载质量之间产生相对位移，从而导致车辆产生振动。而悬架系统是决定车辆运行动态性能的关键部件，它决定了车辆的行驶平顺性和乘坐舒适性。目前车辆悬架系统主要有被动悬架、半主动悬架和主动悬架。传统的被动悬架由于刚度阻尼等参数是固定不变的，因此汽车减振效果受到极大的限制，不能随路面激励变化而适时改变悬架减振性能，半主动悬架也由于只能唯一改变刚度或者阻尼，所以只能保证汽车在一种特定的道路状态和行驶速度下达到最佳性能，这就使汽车行驶平顺性和乘坐舒适性受到了一定的影响，而主动悬架是根据汽车的运动状态和路面情况，适时地调节悬架的参数，使其处于最佳减振状态，因此主动悬架与被动悬架和半主动悬架相比有更好的减振效果，越来越受到人们的广泛关注，但传统的主动悬架需要消耗大量的能量，高能耗一直是限制其在市场上推广的主要因素之一，而馈能型主动悬架为解决这一问题提供了科学的方法。目前，馈能型主动悬架主要包括：齿轮齿条式、滚珠丝杠式、直线电机式以及液电式。齿轮齿条式或滚珠丝杠式采用机械装置将直线运动转变为旋转运动的能量回收系统的缺点是受传动系统内部间隙的影响,易磨损，稳定性差，而且电机与传动系统都是固态连接，导致电机会随着系统振动不断改变旋转方向，使发电机不停正反转，不仅会造成大量的惯性损失，系统馈能效率低，而且会缩短发电机的使用寿命，系统可靠性差。直线电机式又具有支撑架构复杂、漏磁通大、馈能效率低制造成本相对较高等不足之处，而液电式具有响应平稳、成本低、性能稳定、可靠性高等优点，但目前液电式馈能型主动悬架由于含有液压管路、蓄能器、马达、电机等部件导致集成化程度低，限制了其在市场上的推广与应用。例如申请号为201510330250.6的中国专利公开了一种采用两个单向阀管路的液电馈能式减振器，主要由液压工作缸、第一单向阀和第二单向阀、蓄能器、液压马达、发电机、液压管路组成的液电馈能系统以及由储油缸筒、压缩阀和补偿阀组成的补油装置构成，但设计管路复杂，油液易泄漏，系统未能集成化。

同时，目前液电馈能减振器由于只考虑能量回收效率而忽视悬架系统减振效果，导致控制效果不佳。例如申请号为201010108889.7的中国专利公开了一种液电馈能式减振器，该液电馈能式减振器包括液压回路、工作室和活塞，该工作室由隔板分隔为活塞工作腔与蓄能发电腔两部分，其中：活塞位于活塞工作腔中，其通过活塞推杆与外部的上安装基座相连；液压马达位于蓄能发电腔中，其通过传动轴与外部的旋转发电机相连；蓄能器位于蓄能发电腔中，其位于隔板下方；液压回路与多个单向阀构成液压整流桥，液压回路采用在活塞外布置外接管路或将活塞设计成内外腔的形式。该液电馈能式减振器仅能工作在能量回馈的模式下，通过调整发电机的电流，进而调整发电机的电磁阻力矩，从而调整整个悬架系统的阻尼力，其实质完成的是半主动悬架的控制过程，由于没有主动控制力的输出，减震效果及其控制规律设计受到限制，同时也就会影响车辆行驶的平顺性以及操纵稳定性的提高程度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种结构简单、设计新颖合理、实现方便且成本低、能够使悬架作动器处于最佳的减振状态、更好地提高车辆行驶的平顺性和操作稳定性、实用性强、使用效果好、便于市场推广的液电集成式自供能主动悬架作动器。