一種結合凸輪的電磁饋能式雙橫臂主動懸架的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種車輛雙橫臂主動懸架，尤其是采用電機作為作動器，具有饋能作用并有利于輪邊驅動系統(tǒng)布置的雙橫臂主動懸架。
【背景技術】
[0002]車輛懸架主要分為被動、半主動和主動懸架三大類。被動懸架因結構簡單，成本較低，被廣泛采用，但設計時只能折衷于某種特定路面和速度下達到最優(yōu)性能。半主動懸架結構相對簡單，成本相對較低，能根據(jù)路面和車速變化調整懸架阻尼參數(shù)，能在一定程度上改善懸架性能。主動懸架能在不同路面和車速下提供不同的主動力，其實質等同于實時調整懸架的剛度和阻尼參數(shù)，能最大程度改善懸架性能，但因結構復雜，能耗和成本較高，其應用和推廣受到很大的制約。
[0003]傳統(tǒng)主動懸架常采用空氣彈簧或磁/電流變液壓作動器的形式，其工作需要巨大的能量輸入，顯然不能滿足日益提高的排放和節(jié)能的要求。以磁/電流變液作為阻尼液的主動懸架結構復雜，且由振動回饋得到的液壓能量難以儲藏和應用。而傳統(tǒng)汽車蓄電池電壓低能量小，電動主動懸架的發(fā)展受到很大制約。在新能源汽車大力發(fā)展的今天，高壓電池能夠為電動作動器提供合適的能量來源，且同時能作為電動作動器再生電能的儲存單元。因此，電動主動懸架引起了廣泛的研究興趣。
[0004]目前，電動主動懸架的作動器主要有直線電機、電機結合齒輪齒條以及電機結合滾珠絲桿。直線電機式主動懸架結構相對簡單，但是作動器體積相對較大，而高性能電動車常采用分布式輪邊或輪轂驅動的形式，輪邊布置空間有限。電機和齒輪齒條式因齒輪齒條增速比不夠，常需要其他增速機構，或采用更大的電機。近年來，由于電機結合滾珠絲杠的作動器形式結構緊湊，且滾珠絲桿有較高的正傳動效率和逆效率，可采用體積較小轉速高的高功率密度電機，基于電機結合滾珠絲杠的饋能式主動懸架逐步開展起來。然而由于懸架連桿機構的運動非線性特性，即輪邊位移與滾珠絲杠行程呈非線性關系，輪邊在勻速運動時將引起電機轉子等一系列旋轉件的非勻速轉動，從而導致額外的輪邊力，給行駛平順性和懸架的主動控制帶來了不利影響。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型提出了一種結合凸輪的電磁饋能式雙橫臂主動懸架。以電機作為作動器，作動器上端通過橡膠減震器與車架相連，電機輸出軸通過絲杠螺母推桿和凸輪模塊與下橫臂相連。在車輪跳動過程中，傳感器信號輸入至整車控制器，整車控制器根據(jù)控制策略發(fā)出控制指令，并通過驅動電路放大后控制作動器發(fā)出作動力，減小不平路面對車輛振動系統(tǒng)產(chǎn)生的影響，進而改善車輛的舒適性、行駛安全性和懸架工作空間。該過程中，電機有時充當發(fā)電機將因不平路面產(chǎn)生的部分振動能量儲存于車載電源中，有時充當電動機消耗車載電源電能并發(fā)出主動力。
[0006]特別注意的是，本實用新型滾珠螺母與推桿一體化集成，通過凸輪模塊與下橫臂相連，通過設計凸輪型線可以控制輪邊位移與滾珠絲杠行程呈線性關系，從而消除懸架機構運動非線性給行駛平順性和懸架主動控制帶來的不利影響。
[0007]本實用新型的技術方案是:
[0008]—種結合凸輪的電磁饋能式雙橫臂主動懸架，包括第一彈性鉸、上橫臂、第一球鉸、轉向節(jié)、第二球鉸、下橫臂、第二彈性鉸、車架、橡膠減震器、電機、絲杠軸、一體化推桿-滾珠螺母總成、凸輪模塊、滾子。其中，上橫臂通過第一彈性鉸與車架相連，下橫臂通過第二彈性鉸與車架相連。轉向節(jié)通過第一球鉸和第二球鉸與上橫臂、下橫臂相連。電機通過橡膠減震器與車架固聯(lián)，電機軸與絲杠做成一體，即絲杠軸，絲杠軸轉動時帶動一體化推桿-滾珠螺母總成運動。一體化推桿-滾珠螺母總成通過滑鍵沿導軌只做豎直方向平動，導軌與電機機架固聯(lián)。一體化推桿-滾珠螺母總成下端通過滾子軸與滾子相連，滾子在凸輪模塊內可以沿凸輪型線滾動，凸輪模塊通過螺釘與下橫臂固聯(lián)。
[0009]在車輛運行過程中，上橫臂與轉向節(jié)可繞第一球鉸相對轉動，上橫臂與車架可繞第一彈性鉸相對轉動；下橫臂與轉向節(jié)可繞第二球鉸相對轉動，下橫臂與車架可繞第二彈性鉸相對轉動；電機絲杠軸轉動時通過滾珠絲杠結構帶動一體化推桿-滾珠螺母總成上下移動；一體化推桿-滾珠螺母總成通過滾子、凸輪模塊與下橫臂相連，從而在下橫臂擺動的同時，絲杠軸與滾珠螺母相對運動。
[0010]本實用新型的運動方式為:在車輛運行過程中，車輪跳動帶動懸架上下跳動，轉向節(jié)帶動下橫臂繞車架沿著第二彈性鉸軸線擺動，下橫臂擺動帶動一體化推桿-滾珠螺母總成運動。傳感器信號輸入至整車控制器，整車控制器根據(jù)控制策略發(fā)出控制信號，控制信號經(jīng)驅動電路放大后控制電機動作。電機帶動絲杠軸轉動，一體化推桿-滾珠螺母總成受絲杠軸驅動，在導軌滑鍵的導向作用下平動。一體化推桿-滾珠螺母總成通過凸輪模塊將作動力傳遞給下擺臂，從而實現(xiàn)懸架主動控制。
[0011]本實用新型將凸輪機構應用于推桿與下橫臂的連接位置，通過控制凸輪型線可以消除輪邊位移和滾珠螺母位移間的非線性關系，從而消除非線性對行駛平順性和懸架主動控制帶來的不利影響。凸輪模塊通過螺釘固聯(lián)在下橫臂上，方便拆卸更換。
[0012]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的卓越功效在于:
[0013](I) 一體化推桿-滾珠螺母總成與下橫臂通過凸輪模塊連接，從而可以控制輪邊位移與滾珠絲杠行程的關系，消除非線性因素給行駛平順性和主動控制的不利影響。
[0014](2)采用滾珠絲杠的連接形式，結構緊湊，凸輪模塊方便拆卸維修，降低成本。
[0015](3)根據(jù)主動懸架控制策略控制作動器作動，有效改善車輛乘坐舒適性、行駛安全性和懸架工作空間。
[0016](4)部分工況下作動器充當發(fā)電機，有效減少主動懸架能耗，某些工況甚至能夠回饋能量，增加新能源汽車續(xù)駛里程。
【附圖說明】<