本發(fā)明屬于汽車技術(shù)領(lǐng)域，涉及汽車懸掛技術(shù)，尤其是一種可能量回收與路感主動(dòng)調(diào)整的懸架系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

由于能源消耗及環(huán)境保護(hù)問題，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電氣化成為汽車行業(yè)的發(fā)展共識(shí)。鑒于目前電池本身能力的限制，電動(dòng)汽車或者混合動(dòng)力汽車純電續(xù)駛里程往往受到很大的制約。因此，盡可能回收一切在汽車行駛過程中被轉(zhuǎn)化成熱能耗散掉的能量并將其轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)在動(dòng)力電池中，是在現(xiàn)有電池技術(shù)的背景下，提升電動(dòng)車或者混合動(dòng)力車純電續(xù)駛里程的有效手段。

懸架系統(tǒng)對(duì)于實(shí)現(xiàn)較好的汽車平順性起著重要作用。傳統(tǒng)的液壓減震通過調(diào)整控制閥的空隙來達(dá)到調(diào)整液壓減震器阻尼的作用，這其中液壓相應(yīng)比較慢，且阻尼可調(diào)節(jié)系數(shù)不連續(xù)，往往無法達(dá)到最佳的調(diào)整效果。在液壓減震器往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中，大量的由于路面不平傳導(dǎo)而來的機(jī)械能通過做功的方式被轉(zhuǎn)化成液壓減震器油的熱能，最后耗散在空氣中。

本文提出的可能量回收的主動(dòng)電磁懸架，既可用來回收隨著路面不平而上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的液壓減震器的動(dòng)能，這部分能量在傳統(tǒng)液壓減震器中往往被轉(zhuǎn)化成熱能耗散掉，同時(shí)也可以根據(jù)路面情況、駕駛員的駕駛習(xí)慣以及預(yù)先設(shè)定好的控制算法，時(shí)時(shí)調(diào)整懸架的阻尼系數(shù)，達(dá)到最佳的車輛平順性的效果。

在本發(fā)明中，發(fā)電機(jī)被用來取代原來的傳統(tǒng)液壓減震器中的液壓部分，通過控制發(fā)電機(jī)中磁場強(qiáng)度的大小，來控制最后傳導(dǎo)到車身的懸架的作用力，實(shí)現(xiàn)滿足駕駛意圖的車輛平順性。

公開于該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本發(fā)明的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種用于車輛的能量可回收的主動(dòng)電磁懸架系統(tǒng)，從而克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于車輛的能量可回收的主動(dòng)電磁懸架系統(tǒng)，包括：

傳統(tǒng)懸架模塊，該傳統(tǒng)懸架模塊包括螺旋彈簧、液壓減震器和磁鐵；能量回收模塊，該能量回收模塊包括滾珠絲杠機(jī)構(gòu)和發(fā)電機(jī)模塊；路面探測模塊，該路面探測模塊包括前視攝像頭；以及控制單元模塊。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，螺旋彈簧的上端與滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的輸入推桿相連接，螺旋彈簧的下端直接與轉(zhuǎn)向節(jié)相連接，當(dāng)螺旋彈簧往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，螺旋彈簧將帶動(dòng)所述滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，將螺旋彈簧上端的往復(fù)運(yùn)動(dòng)作為滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的輸入，螺旋彈簧上端的往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；滾珠絲杠的螺母上安裝有永磁鐵，作為發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，發(fā)電機(jī)模塊包括定子與轉(zhuǎn)子，定子是繞組固定在發(fā)電機(jī)模塊內(nèi)部的線圈。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，減震器模塊包括雙桶式減震器和電磁吸合系統(tǒng)，電磁吸合系統(tǒng)一端與減震器相連，另一端與滾珠絲杠輸入端的下端相連。當(dāng)路面探測模塊以及控制單元模塊的綜合指令指示不需要液壓減震系統(tǒng)介入時(shí)，磁鐵被施加輸入電流，通過電磁力使兩塊磁鐵相互分開，從而僅由能量回收模塊介入工作。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，當(dāng)較大的路面不平度輸入到路面探測模塊時(shí)，傳統(tǒng)懸架模塊和能量回收模塊同時(shí)工作，以通過阻尼作用來盡快衰減過大的路面不平度導(dǎo)致的車身振動(dòng)。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，路面探測模塊包括前視攝像頭，其用來探測路面的情況。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，控制單元模塊能夠獲得輸入信息，輸入信息包括最初駕駛模式的選擇以及路面探測模塊輸入的路面情況，根據(jù)輸入信息，控制單元能夠產(chǎn)生輸出，該輸出能夠控制發(fā)電機(jī)模塊的輸入電流，從而控制發(fā)電機(jī)內(nèi)部磁場的大小。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，當(dāng)路面探測模塊輸入的路面情況為路面平整時(shí)，輸出能夠減小發(fā)電機(jī)模塊的輸入電流，當(dāng)路面探測模塊輸入的路面情況為路面不平整時(shí)，輸出能夠增大發(fā)電機(jī)模塊的輸入電流。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，當(dāng)所述駕駛模式選擇為平順性為主時(shí)，所述輸出能夠增大所述發(fā)電機(jī)模塊的輸入電流，當(dāng)所述駕駛模式選擇為越野性為主時(shí)，所述輸出能夠減小所述發(fā)電機(jī)模塊的輸入電流。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

(1)采用發(fā)電機(jī)模塊，將原本液壓減震器的往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過滾珠絲杠轉(zhuǎn)變?yōu)轵?qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)的輸入，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，使得原本通過熱能耗散掉的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能而存儲(chǔ)在動(dòng)力電池中，因此能夠延長電動(dòng)車的續(xù)駛里程。

(2)通過對(duì)于發(fā)電機(jī)內(nèi)部磁場的時(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，來帶動(dòng)懸架系統(tǒng)的阻尼調(diào)節(jié)，以提升車輛的駕駛平順性。

(3)本發(fā)明公開的可能量回收的主動(dòng)懸掛系統(tǒng)能夠提供系統(tǒng)探測與報(bào)警功能，當(dāng)控制單元通過懸架系統(tǒng)上的位移傳感器探測到懸架系統(tǒng)且未按照控制邏輯的要求來調(diào)節(jié)系統(tǒng)的阻尼參數(shù)時(shí)，可以將故障信息傳遞給控制單元，并反應(yīng)在儀表盤上。

(4)本發(fā)明公開的可能量回收的主動(dòng)懸掛系統(tǒng)還能夠提供故障備份系統(tǒng)，當(dāng)故障診斷系統(tǒng)診斷出懸架系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)，磁鐵會(huì)按照初始狀態(tài)吸合，液壓減震器介入工作，以確保一定的駕駛平順性。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的一種可能量回收的主動(dòng)懸架系統(tǒng)的示意圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的整車控制系統(tǒng)模塊功能架構(gòu)圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的路面探測模塊示意圖。

主要附圖標(biāo)記說明：1—控制單元模塊；2—路面探測模塊；3—螺旋彈簧；4—電磁鐵吸合系統(tǒng)；5—液壓減震器；6—滾珠；7—滾珠絲杠機(jī)構(gòu)；8—電機(jī)定子；9—發(fā)電機(jī)模塊；10—推桿。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受具體實(shí)施方式的限制。

除非另有其它明確表示，否則在整個(gè)說明書和權(quán)利要求書中，術(shù)語“包括”或其變換如“包含”或“包括有”等等將被理解為包括所陳述的元件或組成部分，而并未排除其它元件或其它組成部分。

如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一種可能量回收的主動(dòng)懸掛系統(tǒng)的示意圖。該可能量回收的主動(dòng)懸掛系統(tǒng)包括：傳統(tǒng)懸架模塊、能量回收模塊、路面探測模塊2以及控制單元模塊1。其中，傳統(tǒng)懸架模塊包括螺旋彈簧3、液壓減震器5和磁鐵；能量回收模塊包括滾珠絲杠機(jī)構(gòu)7和發(fā)電機(jī)模塊9；路面探測模塊2包括前視攝像頭。

螺旋彈簧3的上端與滾珠絲杠機(jī)構(gòu)7的輸入推桿10相連接，螺旋彈簧3的下端直接與轉(zhuǎn)向節(jié)相連接。滾珠絲杠的螺母上安裝有永磁鐵，作為發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子。發(fā)電機(jī)模塊9包括定子8與轉(zhuǎn)子，定子8是繞組固定在發(fā)電機(jī)模塊內(nèi)部的線圈。當(dāng)螺旋彈簧3往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，螺旋彈簧3將帶動(dòng)滾珠絲杠機(jī)構(gòu)7的運(yùn)動(dòng)。螺旋彈簧3上端的往復(fù)運(yùn)動(dòng)作為滾珠絲杠機(jī)構(gòu)7的輸入，螺旋彈簧3上端的往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)滾珠絲杠機(jī)構(gòu)7的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過對(duì)于發(fā)電機(jī)內(nèi)部磁場的切割，形成電動(dòng)勢，相應(yīng)的機(jī)械能被轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存在電池中。發(fā)電機(jī)模塊9通過控制線路與控制單元模塊1相連接，接受控制單元1的指令。圖2和圖3分別為整車控制系統(tǒng)模塊功能架構(gòu)圖和路面探測模塊示意圖。

因此，控制單元模塊1能夠獲得輸入信息，輸入信息包括最初駕駛模式的選擇以及路面探測模塊2輸入的路面情況，根據(jù)輸入信息，控制單元模塊1能夠產(chǎn)生輸出，該輸出能夠控制發(fā)電機(jī)模塊9的輸入電流，從而控制發(fā)電機(jī)內(nèi)部磁場的大小。當(dāng)路面探測模塊2輸入的路面情況為路面平整時(shí)，輸出能夠增大發(fā)電機(jī)模塊9的輸入電流，當(dāng)路面探測模塊2輸入的路面情況為路面不平整時(shí)，輸出能夠減小發(fā)電機(jī)模塊9的輸入電流?？刂茊卧K1通過對(duì)內(nèi)部繞組電流的控制來控制形成的磁場強(qiáng)度，時(shí)時(shí)輸出合適的反作用力，精準(zhǔn)消除路面不平度對(duì)車身的影響，從而提升車輛行駛的平順性。

液壓減震器包括雙桶式減震器和電磁吸合系統(tǒng)4，電磁吸合系統(tǒng)4的一端與液壓減震器相連，另一端與滾珠絲杠輸入端的下端相連。當(dāng)路面探測模塊2以及控制單元模塊1的綜合指令指示不需要液壓減震系統(tǒng)介入時(shí)，磁鐵被施加輸入電流，通過電磁力使兩塊磁鐵相互分開，從而僅由能量回收模塊介入工作。當(dāng)較大的路面不平度被輸入到路面探測模塊2時(shí)，傳統(tǒng)懸架模塊和能量回收模塊同時(shí)工作，以通過阻尼作用來盡快衰減過大的路面不平度導(dǎo)致的車身振動(dòng)。路面探測模塊2包括前視攝像頭，其用來探測路面的情況，并通過對(duì)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的調(diào)整來實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)阻尼的調(diào)整。

本發(fā)明的可能量回收的主動(dòng)懸掛系統(tǒng)具體工作過程如下：

當(dāng)車輛在路上行使時(shí)，路面的不平會(huì)通過懸掛系統(tǒng)下端的螺旋彈簧3向上傳導(dǎo)到滾珠絲杠，此時(shí)車輛懸架的往復(fù)運(yùn)動(dòng)會(huì)變成滾珠絲杠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。永磁鐵安裝在滾珠絲杠螺母上，隨著滾珠絲杠的旋轉(zhuǎn)，其上的螺母隨之旋轉(zhuǎn)，而該旋轉(zhuǎn)的螺母可以作為發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子。通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)切割線圈繞組，導(dǎo)致磁通量變化，產(chǎn)生電動(dòng)勢，進(jìn)行發(fā)電。具體而言，控制單元模塊1需要的輸入信息，包括駕駛模式的選擇以及路面探測模塊2輸入的情況，結(jié)合預(yù)先設(shè)計(jì)的控制邏輯控制策略，輸出發(fā)電機(jī)模塊9的輸入電流，控制發(fā)電機(jī)內(nèi)部磁場的大小，確定是以回收能量/駕駛平順性為主，還是以越野駕駛感受為主。如果是以能量回收/駕駛平順性為主的話，將勵(lì)磁電流調(diào)制最大，這種情況下，滾珠絲杠機(jī)構(gòu)7在發(fā)電機(jī)內(nèi)部切割磁感線時(shí)可以得到最大的電動(dòng)勢，同時(shí)，對(duì)滾珠絲杠機(jī)構(gòu)7的反作用力最大，從而最大程度地抵消路面不平對(duì)于車身的沖擊。如果追求越野駕駛感覺的話，理論上說，可以將發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流調(diào)為零，這樣路面的不平度由于沒有電磁反作用力的緣故，將全部作用到車身上與懸架相連的部分。當(dāng)路面激勵(lì)過大時(shí)，也可通過對(duì)傳統(tǒng)液壓減震器介入與否的控制，通過提升系統(tǒng)阻尼的方法，消除過大的路面不平度對(duì)系統(tǒng)的沖擊?？刂茊卧K1會(huì)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的駕駛模式以及路面探測模塊探測到的情況決定發(fā)電機(jī)內(nèi)部勵(lì)磁電流的大小，同時(shí)通過對(duì)磁鐵的控制，決定傳統(tǒng)的液壓減震器部分是否介入工作。

優(yōu)選地，本發(fā)明能夠提供故障診斷系統(tǒng)，當(dāng)某個(gè)部件失效發(fā)生故障時(shí)，可以將故障信息傳遞給電控單元。

優(yōu)選地，本發(fā)明還能夠提供故障報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)故障診斷系統(tǒng)診斷出系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，報(bào)警裝置啟動(dòng)，第一時(shí)間給駕駛員提供報(bào)警。

本發(fā)明的可能量回收的電磁主動(dòng)懸掛系統(tǒng)中也包含了失效保護(hù)方案。

正常狀態(tài)下，磁鐵磁性相反，相互吸引，確保當(dāng)電路出現(xiàn)故障時(shí)，也保證磁鐵部分是相互吸引的，液壓部分仍然可以介入工作。僅當(dāng)路面探測模塊2以及控制單元模塊1的綜合指令不需要液壓減震系統(tǒng)介入時(shí)，會(huì)給磁鐵設(shè)定輸入電流，通過電磁力使兩塊磁鐵相互分開，僅由能量可回收部分介入工作。

本發(fā)明的能量可回收的主動(dòng)懸架系統(tǒng)主要應(yīng)用在新能源汽車上，以懸架往復(fù)運(yùn)動(dòng)能量回收最大化為目標(biāo)，通過對(duì)懸架系統(tǒng)阻尼的主動(dòng)調(diào)整，達(dá)到最佳的駕駛平順性體驗(yàn)。

前述對(duì)本發(fā)明的具體示例性實(shí)施方案的描述是為了說明和例證的目的。這些描述并非想將本發(fā)明限定為所公開的精確形式，并且很顯然，根據(jù)上述教導(dǎo)，可以進(jìn)行很多改變和變化。對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行選擇和描述的目的在于解釋本發(fā)明的特定原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本發(fā)明的各種不同的示例性實(shí)施方案以及各種不同的選擇和改變。本發(fā)明的范圍意在由權(quán)利要求書及其等同形式所限定。