[发明专利]一种可改变悬挂系统的刚度及阻尼特性的主动式悬架系统

说明书

本发明公开了一种可改变悬挂系统的刚度及阻尼特性的主动式悬架系统，其包括车架和车轴，车架和车轴之间连接有悬架控制臂，还包括传感器、电控单元、主动驱动模块，主动驱动模块包括多个与悬架控制臂直接或通过减速机构连接的驱动电机；驱动电机的电机壳体与车架固接，驱动电机的电机主轴与悬架控制臂固接，或者驱动电机的电机壳体与悬架控制臂固接，驱动电机的电机主轴与车架固接；驱动电机与电控单元电连接，电控单元与传感器电连接。本发明通过在现有的悬架系统运动件上增加驱动电机，并使其输出端与车架/车身连接，然后根据车辆行驶工况及道路条件及时调整驱动电机的电机扭矩和主轴转角从而实现了根据路况实时改变悬挂系统的刚度及阻尼特性。

技术领域

本发明涉及一种主动式悬架系统，属于机动车悬架系统技术领域，尤其涉及一种可改变悬挂系统的刚度及阻尼特性的主动式悬架系统。

背景技术

悬架是现代汽车上的主要总成之一。它把车架(或车身)与车轴(或车轮)弹性的连接起来。其主要功能是传递作用在车轮与车架(或车身)之间的一切力和力矩，并缓和不平路面对车架(或车身)的冲击和振动，以保证车辆的正常行驶。随着汽车电气化、智能化的发展，汽车的乘坐舒适性和操控稳定性越来越受到各汽车厂商的重视，主动控制悬架可根据车辆行驶工况及道路条件，通过改变悬挂系统的刚度及阻尼特性，起到控制车身振动和减缓不平路面对车辆的冲击，增进汽车操纵稳定性、乘坐舒适性等性能。

发明内容

本发明提供了一种可改变悬挂系统的刚度及阻尼特性的主动式悬架系统，其不仅结构简单，而且能够控制车身振动和减缓不平路面对车辆的冲击，增进汽车操纵稳定性、乘坐舒适性等性能。

为解决上述技术问题，本发明采用了这样一种可改变悬挂系统的刚度及阻尼特性的主动式悬架系统，其包括车架和车轴，所述车架和所述车轴之间连接有悬架控制臂，所述悬架控制臂一端与所述车轴铰接，另一端与所述车架铰接，还包括传感器，用于采集道路状况及车辆工况数据信息；电控单元，用于分析传感器采集的数据信息并根据该数据信息控制主动驱动模块的驱动力矩和输出扭矩；主动驱动模块，用于保证悬架系统的刚度和阻尼的最优匹配；所述主动驱动模块包括多个与所述悬架控制臂直接连接或通过减速机构连接的驱动电机；所述驱动电机的电机壳体与所述车架固接，所述驱动电机的电机主轴(可直接或通过减速机构)与所述悬架控制臂固接，或者所述驱动电机的电机壳体与所述悬架控制臂固接，所述驱动电机的电机主轴(可直接或通过减速机构)与所述车架固接；所述驱动电机与所述电控单元电连接，所述电控单元与所述传感器电连接。

在本发明的一种优选实施方案中，所述驱动电机的电机壳体通过弹性铰接件固接在所述悬架控制臂上；所述电机壳体与所述弹性铰接件的内圈过盈配合连接；所述弹性铰接件的外圈与所述悬架控制臂固接；所述驱动电机的输出端(可直接或通过减速机构)与车架固接。

在本发明的一种优选实施方案中，利于主动驱动模块保证悬架系统的刚度和阻尼的方法如下：侧倾、转向工况：通过传感器感知该工况，通过电控单元控制车辆左右两侧的悬架驱动电机旋转驱动方向，使其产生的抗扭力矩以抵抗车身的侧倾力矩，减小侧身侧倾角，实现两侧悬架的对扭以抵抗车辆侧倾；不平路面行驶工况：通过传感器感知该工况，通过电控单元控制增加悬架压缩侧电机的输出力矩，同时控制输出力矩随电机输出轴转动角度的增加而迅速增大，以实现悬架的非线性特性，提供更好的刚度、阻尼特性。

在本发明的一种优选实施方案中，车辆悬架系统的刚度与主动驱动模块的电机扭矩和电机主轴转角的关系为：

其中：K-悬架系统刚度，a-转换系数，ΔM-电机扭矩，L₂-电机的中性轴线到轮胎接触点的水平距离，Δα-电机主轴转角。

本发明的有益效果是：本发明通过在现有的悬架系统运动件上增加驱动电机，并使其输出端与车架/车身连接，然后根据车辆行驶工况及道路条件及时调整驱动电机的电机扭矩和主轴转角从而实现了根据路况实时改变悬挂系统的刚度及阻尼特性，起到控制车身振动和减缓不平路面对车辆的冲击，增进汽车操纵稳定性、乘坐舒适性等性能。