專利名稱：主動與半主動懸架用能量回饋型電磁阻尼裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種車輛上使用的減振裝置。
背景技術(shù)：
公開號為CN1559819A的專利提供了一種車輛懸架用能量回饋型電磁減振裝置，它是為了克服現(xiàn)有車輛懸架結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、耗能大的缺陷而研制的一種結(jié)構(gòu)簡單而且能把振動能轉(zhuǎn)化為電能進(jìn)行回饋的電磁減振裝置，其內(nèi)部采用直線電機(jī)提供減振用的阻尼力。由于小型直線電機(jī)提供的阻尼力過小而使車輛懸架用能量回饋型電磁減振裝置無法用于大型車輛的減振，然而使用大型直線電機(jī)提供較大的阻尼力時(shí)，由于其體積過大而不便于固定在車輛的簧上質(zhì)量處，所以就必須提供新的電磁減振裝置來代替車輛懸架用能量回饋型電磁減振裝置用于大型車輛的減振。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有的車輛懸架用能量回饋型電磁減振裝置提供的阻尼力小而無法用于大型車輛減振的問題，從而提供了一種主動與半主動懸架用能量回饋型電磁阻尼裝置。本實(shí)用新型通過下述方案實(shí)現(xiàn)主動與半主動懸架用能量回饋型電磁阻尼裝置，它包括電力變換器、能量存儲單元、控制電路和傳感器，電力變換器直流側(cè)的正極接線端和負(fù)極接線端分別連接能量存儲單元的正極和負(fù)極，控制電路的輸出端連接在電力變換器的控制輸入端，傳感器的輸出端連接控制電路輸入端；它還包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)、行星減速器、滾珠絲杠和絲杠螺母，旋轉(zhuǎn)電機(jī)中定子繞組的三個(gè)交流接線端連接電力變換器的三個(gè)交流接線端，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的力矩輸出軸與行星減速器的輸入輪同軸連接，行星減速器的輸出輪與滾珠絲杠同軸連接，絲杠螺母套在滾珠絲杠上。
本實(shí)用新型的減振裝置在應(yīng)用時(shí)，把旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子固定連接在車輛的簧下質(zhì)量處，把絲杠螺母的力矩輸出端固定在車輛的簧上質(zhì)量處；本實(shí)用新型利用滾珠絲杠絲母裝置把旋轉(zhuǎn)電機(jī)輸出的圓周運(yùn)動變?yōu)橹本€運(yùn)動，以此來代替車輛懸架用能量回饋型電磁減振裝置中的直線電機(jī)，當(dāng)車體發(fā)生振動時(shí)，使旋轉(zhuǎn)電機(jī)工作在電動機(jī)(此時(shí)為主動懸架)或發(fā)電機(jī)(此時(shí)為半主動懸架)狀態(tài)，通過有效的控制策略來控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)輸出功率的大小，從而調(diào)整減振所需阻尼力的大小，以達(dá)到減小或消除車輛振動的目的。本實(shí)用新型能夠提供更大的阻尼力用于大型車輛的減振，而且體積小、更易控制。本實(shí)用新型的減振器同樣也不需耗能而且能把電能反饋回車輛的蓄電池，而且它提高了懸架的減振性能，節(jié)約了能源，并降低了懸架的成本。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是具體實(shí)施方式
二和三的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一參見圖1，本具實(shí)施方式由旋轉(zhuǎn)電機(jī)1、行星減速器2、滾珠絲杠3、絲杠螺母4、電力變換器5、能量存儲單元6、控制電路7和傳感器8組成，電力變換器5直流側(cè)的正極接線端和負(fù)極接線端分別連接能量存儲單元6的正極和負(fù)極，控制電路7的輸出端連接在電力變換器5的控制輸入端，傳感器8的輸出端連接控制電路7輸入端，旋轉(zhuǎn)電機(jī)1中定子繞組的三個(gè)交流接線端連接電力變換器5的三個(gè)交流接線端，旋轉(zhuǎn)電機(jī)1的力矩輸出軸與行星減速器2的輸入輪同軸連接，行星減速器2的輸出輪與滾珠絲杠3同軸連接，絲杠螺母4套在滾珠絲杠3上。所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)1可以為永磁直流電機(jī)、無刷直流電機(jī)、感應(yīng)電機(jī)或開關(guān)磁阻電機(jī)；所述電力變換器5可以工作在整流或逆變兩種狀態(tài)當(dāng)減振處于主動懸架狀態(tài)時(shí)，利用控制電路7使電力變換器5處于逆變狀態(tài)，使其將能量存儲單元6中的電能提供給旋轉(zhuǎn)電機(jī)1；當(dāng)減振處于半主動懸架狀態(tài)時(shí)，通過絲杠螺母4、滾珠絲杠3和行星減速器2把車輛的振動轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動并把振動能量轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)電機(jī)1的電能輸出，同時(shí)利用控制電路7使電力變換器5處于整流狀態(tài)，使其將旋轉(zhuǎn)電機(jī)1輸出的電能回饋到能量存儲單元6中，通過控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)1在發(fā)電狀態(tài)的輸出功率大小，從而間接控制衰減力的大小，以達(dá)到減振的目的；所述能量存儲單元6為蓄電池或超級電容器。
具體實(shí)施方式
二參見圖1和圖2，本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是所述電力變換器5為三相橋式整流/逆變電路5-1，旋轉(zhuǎn)電機(jī)1中定子繞組的三個(gè)交流接線端分別連接三相橋式整流/逆變電路5-1的三個(gè)交流接線端，三相橋式整流/逆變電路5-1的直流側(cè)正極接線端連接能量存儲單元6的正極接線端，三相橋式整流/逆變電路5-1的直流側(cè)負(fù)極接線端連接能量存儲單元6的負(fù)極接線端。在本具體實(shí)施方式
中，通過控制電路7使三相橋工作在整流狀態(tài)或逆變狀態(tài)，利用三相橋來實(shí)現(xiàn)整流和逆變比較簡單且易實(shí)現(xiàn)。其它組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
三參見圖1和圖2，本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方式
二的不同點(diǎn)是所述傳感器8包括載荷傳感器8-1、加速度傳感器8-2和位移傳感器8-3，所述控制電路7由驅(qū)動電路7-1和單片機(jī)7-2組成，單片機(jī)7-2的三個(gè)輸入端分別連接載荷傳感器8-1、加速度傳感器8-2和位移傳感器8-3的輸出端，單片機(jī)7-2的輸出端連接驅(qū)動電路7-1的輸入端，驅(qū)動電路7-1的六個(gè)控制輸出端分別連接三相橋式整流/逆變電路5-1的六個(gè)控制信號輸入端。其它組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
二相同。本具體實(shí)施方式
在應(yīng)用時(shí)，載荷傳感器8-1用于拾取車輛的載重量大小的信號，加速度傳感器8-2用于拾取車輛的簧上質(zhì)量相對于簧下質(zhì)量運(yùn)動的加速度信號，也就是拾取振動的加速度信號，位移傳感器8-3拾取用于判斷車輛振動的方向(如簧上質(zhì)量是向下還是向上運(yùn)動)的信號。根據(jù)車輛載重量大小、振動加速度和振動方向，通過控制電路7來調(diào)節(jié)三相橋式整流/逆變電路5-1向能量存儲單元6蓄能的功率，從而調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)電機(jī)1的輸出力矩的大小，也就相當(dāng)于改變了減振器中阻尼力的大小，從而使減振效果更好。本實(shí)用新型懸架振動主動控制的基本思想是利用傳感器連續(xù)檢測車體、車軸的響應(yīng)(位移、速度、加速度等)，將這些響應(yīng)作為控制器的輸入，用控制器的輸出去控制動作機(jī)構(gòu)，在車體和車軸間施加力或力矩，以滿足一定的振動性能指標(biāo)要求?？刂齐娐?采用脈寬調(diào)制方式控制三相橋內(nèi)功率晶體管的斷與通，采用由傳感器拾取車身絕對速度、或車身對車軸的相對速度、車身的加速度等信號，經(jīng)單片機(jī)7-2發(fā)出指令執(zhí)行實(shí)時(shí)控制。
權(quán)利要求1.主動與半主動懸架用能量回饋型電磁阻尼裝置，它包括電力變換器(5)、能量存儲單元(6)、控制電路(7)和傳感器(8)，電力變換器(5)直流側(cè)的正極接線端和負(fù)極接線端分別連接能量存儲單元(6)的正極和負(fù)極，控制電路(7)的輸出端連接在電力變換器(2)的控制輸入端，傳感器(8)的輸出端連接控制電路(7)輸入端；其特征在于它還包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)(1)、行星減速器(2)、滾珠絲杠(3)和絲杠螺母(4)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)(1)中定子繞組的三個(gè)交流接線端連接電力變換器(5)的三個(gè)交流接線端，旋轉(zhuǎn)電機(jī)(1)的力矩輸出軸與行星減速器(2)的輸入輪同軸連接，行星減速器(2)的輸出輪與滾珠絲杠(3)同軸連接，絲杠螺母(4)套在滾珠絲杠(3)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動與半主動懸架用能量回饋型電磁阻尼裝置，其特征在于所述能量存儲單元(6)為蓄電池或超級電容器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動與半主動懸架用能量回饋型電磁阻尼裝置，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)(1)為永磁直流電機(jī)、無刷直流電機(jī)、感應(yīng)電機(jī)或開關(guān)磁阻電機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動與半主動懸架用能量回饋型電磁阻尼裝置，其特征在于所述電力變換器(5)為三相橋式整流/逆變電路(5-1)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)(1)中定子繞組的三個(gè)交流接線端分別連接三相橋式整流/逆變電路(5-1)的三個(gè)交流接線端，三相橋式整流/逆變電路(5-1)的直流側(cè)正極接線端連接能量存儲單元(6)的正極接線端，三相橋式整流/逆變電路(5-1)的直流側(cè)負(fù)極接線端連接能量存儲單元(6)的負(fù)極接線端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的主動與半主動懸架用能量回饋型電磁阻尼裝置，其特征在于所述傳感器(8)包括載荷傳感器(8-1)、加速度傳感器(8-2)和位移傳感器(8-3)，所述控制電路(7)由驅(qū)動電路(7-1)和單片機(jī)(7-2)組成，單片機(jī)(7-2)的三個(gè)輸入端分別連接載荷傳感器(8-1)、加速度傳感器(8-2)和位移傳感器(8-3)的輸出端，單片機(jī)(7-2)的輸出端連接驅(qū)動電路(7-1)的輸入端，驅(qū)動電路(7-1)的六個(gè)控制輸出端分別連接三相橋式整流/逆變電路(5-1)的六個(gè)控制信號輸入端。
專利摘要主動與半主動懸架用能量回饋型電磁阻尼裝置，它涉及一種車輛上使用的減振裝置，它是為了解決現(xiàn)有的車輛懸架用能量回饋型電磁減振裝置提供的阻尼力小而無法用于大型車輛減振的問題。本實(shí)用新型的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1的三相電源的輸出端連接在電力變換器2的三相電流輸入端上，旋轉(zhuǎn)電機(jī)1的力矩輸出軸與行星減速器2的輸入輪同軸連接，2的輸出輪與滾珠絲杠3同軸連接，絲杠螺母4套在3上。當(dāng)車體發(fā)生振動時(shí)，使旋轉(zhuǎn)電機(jī)工作在電動機(jī)(此時(shí)為主動懸架)或發(fā)電機(jī)(此時(shí)為半主動懸架)狀態(tài)，通過有效的控制策略來控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)輸出功率的大小，從而調(diào)整減振所需阻尼力的大小，以達(dá)到減小或消除車輛振動的目的。本實(shí)用新型能夠提供更大的阻尼力用于大型車輛的減振，而且體積小、更易控制。
文檔編號B60G13/18GK2853475SQ200520021970
公開日2007年1月3日 申請日期2005年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月17日
發(fā)明者寇寶泉, 李立毅, 謝大綱, 白相林 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)