CN109080399B - 一种可实现自供能的混合电磁悬架及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明专利涉及一种可实现自供能的混合电磁悬架系统及其控制方法。包括直线电机与等效液压阻尼器缸体的集成结构，悬架弹簧，连接管路、液压整流桥、蓄能器、液压马达、旋转电机，通过液压整流桥和油路将工作缸的上腔和下腔连通、下腔和储油缸连通。其控制包括被动、半主动和主动三种模式，ECU根据接收的传感器信号对路面等级进行识别，根据得到的路面等级切换到相应模式对悬架进行控制，以获得各个路面等级下的最优悬架性能。本发明装置在路况良好的情况下，直线电机与等效液压阻尼器一起回收振动能量；路面较差的情况下，直线电机与等效液压阻尼器一起衰减悬架振动，同时等效液压阻尼器也回收振动能量，可实现自供能。

Description

一种可实现自供能的混合电磁悬架及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种可实现自供能的混合电磁悬架及其控制方法，属于汽车悬架技术领域。
背景技术
近些年，随着环境污染和能源短缺问题的日趋严重，汽车行业的节能减排势在必行。据可靠统计，车辆振动能量损耗占整车能量损耗的17.2％，为此，国内外专家学者将研究的重心放在了车辆振动能量回收上。传统被动悬架通过液压阻尼器的摩擦运动将这部分能量以热能的形式耗散掉，从而衰减振动，提高车辆的行驶平顺性。半主动悬架和主动悬架虽然较被动悬架的减振性能有所提升，但依旧无法回收振动能量，且主动悬架还需要额外消耗外界能量。如果可以将这些耗散的能量进行回收利用，便可以降低汽车的能耗，提高燃油经济性，从而达到节能减排的目的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可实现自供能的混合电磁悬架及其控制方法，既可以很好地改善悬架的行驶平顺性，同时又可以降低悬架的振动能量损耗，实现悬架的自供能。
为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案为：一种可实现自供能的混合电磁悬架，包括储油缸缸筒，所述储油缸缸筒内嵌套有工作缸缸筒，所述储油缸缸筒与所述工作缸缸筒上端通过防压盖固定在一起，所述储油缸缸筒外壁面与直线电机内套筒滑动副连接，所述直线电机内套筒上端安装直线电机内套筒上端盖，所述工作缸缸筒内设有活塞体，所述活塞体上固定有活塞杆，所述活塞杆同时穿过所述防压盖和所述直线电机内套筒上端盖后与所述直线电机内套筒上端盖固定连接在一起；所述直线电机内套筒位于直线电机外套筒内部，所述直线电机内套筒和所述直线电机外套筒之间安装有永磁体、铁芯和励磁线圈，所述工作缸缸筒筒底设有第一工作缸管路和第二工作缸管路，所述储油缸缸筒筒底设有储油缸管路，所述活塞杆上开有活塞杆管孔，所述活塞杆管孔一端与所述工作缸缸筒的有杆腔连通，所述活塞杆管孔另一端与所述第一工作缸管路连接在第一馈能单元管路上，所述第二工作缸管路和所述储油缸管路连接在第二馈能单元管路上。
上述方案中，所述第一馈能单元管路包括第一整流桥、第一蓄能器、第二蓄能器、第一液压马达、第一旋转电机、第一整流电路、第一升压电路、电池，所述第一整流桥包括第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀和第四单向阀,所述第一单向阀与第二方向阀方向相反；所述第三单向阀与第四单向阀方向相反；所述工作缸缸筒上腔通过活塞杆管孔连接在所述第二单向阀和第三单向阀之间的管路上；所述工作缸缸筒下腔通过第一工作缸管路连接在所述第一单向阀和第四单向阀之间的管路上；所述第一蓄能器连接在第一单向阀和第二单向阀之间的管路上；所述第二蓄能器连接在第三单向阀和第四单向阀之间的管路上；所述第一液压马达两端连接在第一蓄能器和第二蓄能器之间；所述第一液压马达、第一旋转电机、第一整流电路、第一升压电路、电池依次连接在一起。
上述方案中，所述第二馈能单元管路包括第二整流桥、第三蓄能器、第四蓄能器、第二液压马达、第二旋转电机、第二整流电路、第二升压电路和电池，所述第二整流桥包括第五单向阀、第六单向阀、第七单向阀和第八单向阀，所述第五单向阀与第六单向阀方向相反；所述第七单向阀与第八单向阀方向相反；所述工作缸缸筒下腔通过第二工作缸管路连接在第六单向阀和第七单向阀之间的管路上；所述储油缸缸筒通过储油缸管路连接在第五单向阀和第八单向阀之间的管路上；所述第三蓄能器连接在第五单阀和第六单向阀之间的管路上；所述第四蓄能器连接在第七单向阀和第八单向阀之间的管路上；所述第二液压马达两端连接在第三蓄能器和第四蓄能器之间；所述第二液压马达、第二旋转电机、第二整流电路、第二升压电路、电池依次连接在一起。
上述方案中，所述防压盖下方还安装有导向器，所述导向器位于所述储油缸缸筒与所述工作缸缸筒之间，所述导向器上安装有骨架油封。
上述方案中，所述永磁体沿轴向均匀布置在直线电机外套筒内侧，相邻的两个永磁体之间隔有铁芯，线圈衬套套装在直线电机内套筒的凹槽内，所述励磁线圈均匀缠绕在线圈衬套上，所述直线电机内套筒上端沿轴向开有一条走线槽。
本发明还提供一种可实现自供能的混合电磁悬架的控制方法，依据车辆在不同路面等级下的性能需求，划分三种悬架工作模式：被动模式、半主动模式和主动模式。
上述方案中，1)当检测到的路面等级为A级或B级路面时，混合电磁悬架选择工作在被动模式，2)当检测到的路面等级为C级路面时，混合电磁悬架选择工作在半主动模式，3)当检测到的路面等级为D、E或F级路面时，混合电磁悬架选择工作在主动模式。
上述方案中，所述路面等级先通过计算得出路面平整度指数IRI，然后通过对照路面不平度指数分类表来获得；所述路面平整度指数IRI的计算方法如下：
路面平整度指数
Figure BDA0001747625790000031
PSDROAD(ω)＝PSDACC(ω)·H(ω)
Figure BDA0001747625790000032
上式中：PSDROAD为路面功率谱密度：PSDACC(ω)为车身加速度功率谱密度，H(ω)为路面输入到车身加速度输出的传递函数，ω为圆周频率，m2为簧上质量，m1为簧下质量，k2为弹簧刚度，k1为轮胎刚度，c为减振器阻尼系数。
上述方案中，在主动模式下，根据检测到的实时路面等级，通过天棚控制器的自适应切换来满足车辆的动态性能。
上述方案中，所述天棚控制器的自适应切换过程为：S1：建立1/4车辆悬架模型，
Figure BDA0001747625790000033
其中，m2为簧上质量，m1为簧下质量，k2为弹簧刚度，k1为轮胎刚度，x0、 x1、x2分别为路面输入、簧下质量垂向位移和簧上质量垂向位移，F为作动器，包括直线电机和等效液压阻尼器两部分输出作用力，当采用改进天棚控制时，可表示为：
Figure BDA0001747625790000034
其中，cs为天棚阻尼，cp为被动阻尼。
S2：确定天棚控制器参数：选取不同的天棚阻尼值cs和被动阻尼值cp值可以获得不同的悬架性能，为了满足不同路面等级的性能需求，引入操纵稳定性加权系数wt和行驶平顺性加权系数wa，增大wt值，轮胎动载荷在综合评，价指标中的权重即增大，则可以获得较好的操纵稳定性；增大wa值，车身加速度在综合评价指标中的权重即增大，则可以获得较好的行驶平顺性；
Figure BDA0001747625790000041
其中，rms(a)为车身加速度均方根值，rms(f)为轮胎动载荷均方根值， rms(a)min和rms(a)max分别为车身加速度均方根值的最小值和最大值，rms(f)min和rms(f)max分别为轮胎动载荷均方根值的最小值和最大值；根据不同路面等级对车辆性能的需求，调整wt和wa取值构成相应性能需求下的综合评价指标J，通过优化算法求出使得该综合评价指标J最小即相应车辆性能最优的天棚阻尼值cs和被动阻尼值cp即为相应路面等级下的天棚控制器参数，依据得到的被动阻尼值cp即可计算出外接电阻所需要提供的电阻值。
本发明的有益效果：(1)本发明专利既解决了被动悬架参数无法调整的问题，又解决了主动悬架能耗较大的问题，可以根据行驶工况的需求，选择悬架的工作模式。并且由于直线电机与等效“液压阻尼器”并联的结构，使得悬架系统具有了Fail-Safe特性。其控制机构结构简单，具有有益的工程应用价值。(2) 本发明专利提供的混合电磁悬架依据路面等级进行了工作模式的划分，并进行了相应模式下的控制器设计，可以针对性地改善悬架在不同性工况下的性能。当车辆行驶在A级和B级路面上时，悬架工作在被动模式下，系统具有良好的馈能性；当车辆行驶在C级路面上时，悬架工作在半主动工况下，既可以改善车辆的乘坐舒适性，又可以实现能量回收，系统具有很好地综合性能；当车辆行驶在D级、 E级和F级路面上时，悬架工作在主动模式下，系统具有良好的动力学性能。不论悬架工作在“被动”、“半主动”还是“主动”模式下，管路中的液压油一直驱动液压马达转动，从而带动旋转电机旋转发电，综合直线电机回收的振动能量，系统可实现自供能。(3)本发明专利可以根据检测到的行驶路面等级，悬架可自适应地切换控制策略，保证悬架性能最优，无论工作在何种控制策略下，悬架均可实现振动能量回收，综合性能良好。
附图说明
下面结合附图和实施案例对本发明专利作进一步说明。
图1是一种自供能的混合电磁悬架结构示意图。
图2是该混合电磁悬架中直线电机和等效“液压阻尼器”集成图。
图3是图2中C-C向结构示意图。
图4是图2中A-A向结构示意图。
图5是混合电磁悬架控制流程图。
图6是混合电磁悬架工作原理图。
图7是混合电磁悬架压缩行程系统工作示意图。
图8是混合电磁悬架拉伸行程系统工作示意图。
图9是输入输出传递关系图。
图10是路面识别原理图。
图11是天棚阻尼cs和被动阻尼cp对车身加速度影响图。
图12是天棚阻尼cs和被动阻尼cp对轮胎动载荷影响图。
图13是天棚阻尼cs和被动阻尼cp对悬架动行程影响。
附图说明：1.上吊耳，2.活塞杆管孔，3.活塞杆，4.直线电机内套筒上端盖， 5.直线电机内套筒，6.防压盖，7.骨架油封，8.导向器，9.第一挡环，10.第一滑动轴承，11.上端盖，12.直线电机外套筒，13.永磁体，14.铁芯，15.励磁线圈，16.线圈衬套，17.储油缸缸筒，18.工作缸缸筒，19.活塞体，20.第二滑动轴承，21.第二挡环，22.下端盖，23.第三滑动轴承，24.第三挡环，25.支撑环， 26.第一工作缸管路，27.储油缸管路，28.下吊耳，29.第二工作缸管路，30.走线槽，31.第一单向阀，32.第二单向阀，33.第三单向阀，34.第四单向阀，35. 第一蓄能器，36.第二蓄能器，37.第一液压马达，38.第一旋转电机，39.第一整流电路，40.第一升压电路，41.电池，42.第二升压电路，43.第二整流电路，44. 第二旋转电机，45.第二液压马达，46.第三蓄能器，47.第四蓄能器，48.第五单向阀，49.第六单向阀，50.第七单向阀，51.第八单向阀
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施案例来对本发明专利作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
如图2、图3和图4所示，本实施例提供的可实现自供能的混合电磁悬架中，上吊耳1与活塞杆3上端相铰接，活塞杆3上端沿径向开有半深盲孔，沿轴向开有长深盲孔，下端沿径向开有通孔，三个孔连贯成一条管路2。活塞杆3穿过直线电机内套筒上端盖4且与之焊接，工作缸缸筒18通过防压盖6和导向器8安装在储油缸缸筒17内，且防压盖6与导向器8之间装有骨架油封7，工作缸缸筒底部设有第一工作缸管路26和第二工作缸管路29，分别穿过储油缸缸筒17 底部的圆孔，储油缸缸筒17底部设有一个储油缸管路27。直线电机内套筒5上端通过螺栓与直线电机内套筒上端盖4固连，下端通过滑动轴承20套装在储油缸缸筒17上，第二滑动轴承20下端装有第二挡环21。线圈衬套16套装在直线电机内套筒5外侧，励磁线圈15均匀缠绕在线圈衬套16上，并通过走线槽30 与外端电路连接。支撑环25套装在储油缸缸筒下端与之焊接，直线电机外套筒 12两端通过螺栓分别与上端盖11和下端盖22连接，上端盖11通过第一滑动轴承10套装在直线电机内套筒5外侧，第一滑动轴承10上端装有挡环第一挡环9，下端盖22通过第三滑动轴承23套装在储油缸缸筒17外侧，第三滑动轴承23 下端装有第三挡环24，且下端盖22通过螺栓与支撑环25固连。环形永磁体13 固定在直线电机外套筒12内侧，且每两个环形永磁体13之间隔有环形铁芯14。
如图1所示，第一单向阀31、第二单向阀32、第三单向阀33和第四单向阀 34依次连接构成第一整流桥，工作缸缸筒18上腔通过管路2连接在第二单向阀32和第三单向阀33之间的管路上，工作缸缸筒18下腔通过管嘴26连接在第一单向阀31和第四单向阀34之间的管路上，第一蓄能器35连接在第一、第二单向阀之间的管路上，第二蓄能器36连接在第三、第四单向阀之间的管路上，第一液压马达37、第一旋转电机38、第一整流电路39、第一升压电路40、电池 41依次连接构成第一馈能单元。第五单向阀48、第六单向阀49、第七单向阀50、第八单向阀51依次连接构成第二整流桥，工作缸缸筒18下腔通过管嘴29外接管路连接在第六、第七单向阀之间的管路上，储油缸缸筒17通过管嘴27外接管路连接在第五、第八单向阀之间的管路上；第三蓄能器46连接在第五、第六单向阀之间的管路上，第四蓄能器47连接在第七、第八单向阀之间的管路上，第二液压马达45、第二旋转电机44、第二整流电路43、第二升压电路42、电池 41依次连接构成第二馈能单元。上吊耳1与车身连接，下吊耳28与车轮连接，图1中其它部件布置在车身上，通过此方式完成一种可实现自供能的混合电磁悬架的安装。
如图5所示，所述一种可实现自供能的混合电磁悬架其控制方法为：根据不同的行驶路况需求，分为被动、半主动和主动三种工作模式。被动模式以馈能性为目标，直线电机用作发电机，进行能量回收，等效液压阻尼器以固定阻尼工作；半主动模式兼顾馈能性和动力学性能，直线电机回收振动能量，等效液压阻尼器根据行驶工况实时改变阻尼值，进行半主动控制；主动模式以动力学性能为控制目标，直线电机用作电动机，与等效液压阻尼器共同衰减悬架振动。
上述方案中，所述三种模式的判断条件为当前所行驶的路面等级，其原理如图6所示，即安装在车轮和车身上的加速度传感器将采集到的车轮和车身加速度信号输入ECU，ECU根据接收到的加速度信号以及行驶速度信号进行综合分析，判断当前行驶路面等级，若为A级或B级路面，则选择进入被动模式，此时直线电机的三相绕组中不通入电流，电机工作在发电机模式下，随悬架作“压缩-拉伸”运动，回收振动能量，悬架阻尼由等效液压阻尼器提供，该模式下悬架的动力学性能与被动悬架一致，但具有良好的馈能性。等效液压阻尼器的工作原理为：
当悬架受到路面冲击处于压缩状态时，其工作过程如图7所示：活塞体19 下压，工作缸缸筒18下腔内的油液排出，第四单向阀34和第六单向阀49打开，一部分油液流过第一整流桥、第一蓄能器35，驱动第一液压马达37转动，从而带动第一旋转电机38旋转发电，通过第一整流电路39和第一升压电路40将电能储存在电池41中，油液流经第二蓄能器36，第二单向阀32打开，油液排入工作缸缸筒18上腔；另一部分油液流过第二整流桥、第三蓄能器46，驱动第二液压马达45转动，从而带动第二旋转电机44旋转发电，通过第二整流电路43和第二升压电路42将电能储存在电池41中，油液流经第四蓄能器47，第八单向阀51打开，油液排入储油缸缸筒17内。当悬架处于伸张状态时，油液流动方向与压缩状态相反，工作过程类似，如图8所示。第一旋转电机38和第二旋转电机44在旋转发电的同时，由于其驱动阻力会阻碍液压马达转动，从而对油液流通产生阻力，通过调整两个旋转电机外接电阻的阻值可以调整相应液压回路的阻尼力。当悬架处于压缩状态时，将第一旋转电机38的外接电阻调整到基础值 (非常小)以降低其驱动阻力，从而减小第一液压马达37对油液的阻力，此时其功能相当于传统液压减振器中的“流通阀”；同时，将第二旋转电机44的外接电阻调整到极大值(非常大)以提高其驱动阻力，从而增大第二液压马达45 对油液的阻力，此时其功能相当于“压缩阀”，此时输出的阻尼力主要由“压缩阀”产生。悬架处于伸张状态时，将第一旋转电机38的外接电阻调整到极大值 (非常大)以提高其驱动阻力，从而增大第一液压马达37对油液的阻力，此时其功能相当于传统液压阻尼器中的“伸张阀”；同时，将第二旋转电机44的外接电阻调整到基础值(非常小)以降低其驱动阻力，从而减小第二液压马达45 对油液的阻力，此时其功能相当于“补偿阀”，此时输出的阻尼力主要由“伸张阀”产生。两个旋转电机的外接电阻阻值连续可调，其中基础值对应被动模式下的小阻值，极大值对应被动模式下的大阻值。
上述方案中，当ECU所判断行驶路面为C级路面时，悬架选择进入半主动模式，该模式下悬架系统采用改进天棚控制方法：
ECU根据接收到的实时车辆状态计算系统需要输出的天棚控制力，推导得出等效液压阻尼器需要提供的阻尼，然后通过调整两个旋转电机相应的外接电阻值实时改变等效液压阻尼器的阻尼值，从而实现半主动控制。所需要提供的阻尼值越大，则相应的旋转电机的外接电阻值就越大，反之，所需要提供的阻尼值越小，则相应的旋转电机的外接电阻值就越小。整个半主动控制过程中，直线电机工作在发电机状态下，不提供主动力，随悬架一起运动，回收振动能量。该模式下既提高了车辆的乘坐舒适性，又实现了能量回收，具有良好的综合性能
上述方案中，当ECU判断当前行驶路面为D级、E级和F级路面时，悬架选择进入主动模式，该模式下系统采用路面自适应控制方法：
路面自适应控制器接受ECU综合分析得出的路面等级信号，依据路面等级切换到相应的改进天棚控制器，改进天棚控制器再根据传感器检测到的车辆实时状态计算作动器需要输出的作用力，控制直线电机跟踪天棚阻尼力，等效液压阻尼器跟踪被动阻尼，从而实现主动控制。由于改进天棚控制器是根据相应的路面等级及控制目标来设计的，因而该主动模式下，可以保证混合电磁悬架在不同路况下动力学性能最优。
上述方案中所述路面识别方法具体为：
通过车辆悬架系统自带的加速度传感器，测量车辆行驶过程中的车身垂直加速度，然后通过车辆模型理论计算出所行驶路面的路面功率谱密度，通过推导路面功率谱密度与国际平整度指数之间的关系，则可以得到相应的路面不平度。该系统测量的数据为车辆的车身垂直加速度，由此计算得到的是垂向功率谱密度 (记为PSDACC)，要得到路面不平度信息，则需要得到路面功率谱密度(记为 PSDROAD),这两者之间的关系通过传递函数可以得到，传递关系如图9所示。
由图9可以得出路面功率谱密度计算方法：
PSDROAD(ω)＝PSDACC(ω)·H(ω)
传递函数H(ω)由1/4车辆模型推导得到，此处以被动悬架为例：
(1)1/4车辆的动力学微分方程为：
Figure BDA0001747625790000091
对上述公式进行傅里叶变换，并带入各幅频振幅可得：
Figure BDA0001747625790000092
由上式可以得出传递函数的模为：
Figure BDA0001747625790000093
由上述公式可以计算出路面功率谱密度。
(2)功率谱密度PSD与国际平整度指数IRI之间的关系
经过推导易得出功率谱密度PSD与平整度标准差之间的关系：
Figure BDA0001747625790000094
又中国交通部公路科学研究所得出的IRI与σ之间的关系如下：
Figure BDA0001747625790000095
可得路面功率谱密度与平整度指数之间的关系：
Figure BDA0001747625790000096
由上述公式，可以将得到的路面功率谱密度转化为平整度指数，然后对照路面不平度分类表中路面平整度指数的范围，可以判断出车辆行驶路面的等级，整个过程如图10所示。
上述方案中路面自适应控制方法具体为：
路面自适应控制本质上是不同路况下的改进天棚控制，且悬架只有在路面状况较差的情况下才进行主动控制，主要是D级、E级和F级路面。因此，主要针对这三种路面等级进行路面自适应控制器设计。由于三种路面等级下控制器的设计方法类似，此处以D级路面下改进天棚控制器的设计过程为例，阐述路面自适应控制器的设计过程：
1)建立1/4车辆悬架模型
Figure BDA0001747625790000101
其中，m2为簧上质量，m1为簧下质量，k2为弹簧刚度，k1为轮胎刚度，x0、 x1、x2分别为路面输入、簧下质量垂向位移和簧上质量垂向位移，F为作动器(包括直线电机和等效液压阻尼器两部分)输出作用力，当采用改进天棚控制时，可表示为：
Figure BDA0001747625790000102
其中，cs为天棚阻尼，cp为被动阻尼。
2)确定控制器参数
选取不同的cs和cp值可以获得不同的悬架性能，cs、cp值对悬架性能的影响如图11至图13所示，从图中可以看出：在确保悬架不会撞击限位块的条件下，增加天棚阻尼或是减小被动阻尼能够提高乘坐舒适性，但减小天棚阻尼或是增加被动阻尼能够提高轮胎接地性，这两者之间是矛盾的。为了满足不同工况下悬架对这两个性能的需求，引入加权系数wt和wa构成综合评价指标J：
Figure BDA0001747625790000103
其中，rms(a)为车身加速度均方根值，rms(f)为轮胎动载荷均方根值， rms(a)min和rms(a)max分别为车身加速度均方根值的最小值和最大值，rms(f)min和rms(f)max分别为轮胎动载荷均方根值的最小值和最大值。增大wt值，轮胎动载荷在综合评价指标中的权重即增大，则可以获得较好的操纵稳定性；增大wa值，车身加速度在综合评价指标中的权重即增大，则可以获得较好的行驶平顺性。通过调整wt和wa的值，可以获得不同路面条件下的最优综合性能。例如，在D 级路面下，更多地倾向于获得较好的操纵稳定性，因而选取wt＝0.7和wa＝0.3，通过遗传算法可以求出使得综合评价指标J最小的天棚阻尼值cs和被动阻尼值cp，将其设置为该路面条件下的控制器参数，使得车辆在该路面下性能最优。不同路面等级下加权系数的取值如表1所示。依据得到的被动阻尼值cp可以计算出外接电阻所需要提供的阻值。
表1不同路面等级下加权系数的取值表
路面等级 w<sub>t</sub> w <sub>a</sub>
D 0.7 0.3
E 0.6 0.4
F 0.4 0.6
通过上述方法可以分别获得E级和F级路面下的控制器参数以及相应的外接电阻值，进行预先设定，自此完成了主动模式下的路面自适应控制器设计。
采用本发明专利的有益效果是，依据路面等级进行了工作模式的划分，并进行了相应模式下的控制器设计，可以针对性地改善悬架在不同性工况下的性能。车辆行驶过程中可以实时检测路面状况，当路面等级为A级和B级时，路况较好，悬架工作在被动模式下，系统具有良好的馈能性；当路面等级为C级时，路况略差，悬架工作在半主动工况下，既可以改善车辆的乘坐舒适性，又可以实现能量回收，具有很好地综合性能；当路面等级为C级、D级和E级时，路况较差，悬架工作在主动模式下，系统具有良好的动力学性能。不论悬架工作在“被动”、“半主动”还是“主动”模式下，管路中的液压油一直驱动液压马达转动，从而带动旋转电机旋转发电，综合直线电机回收的振动能量，系统可实现自供能。
本发明专利既解决了被动悬架参数无法调整的问题，又解决了主动悬架能耗较大的问题。可以根据行驶工况的需求，选择悬架的工作模式。并且由于直线电机与等效“液压阻尼器”并联的结构，使得悬架系统具有了Fail-Safe特性。其控制机构结构简单，具有有益的工程应用价值。
所述实施实例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种可实现自供能的混合电磁悬架，其特征在于，包括储油缸缸筒(17)，所述储油缸缸筒(17)内嵌套有工作缸缸筒(18)，所述储油缸缸筒(17)与所述工作缸缸筒(18)上端通过防压盖(6)固定在一起，所述储油缸缸筒(17)外壁面与直线电机内套筒(5)滑动副连接，所述直线电机内套筒(5)上端安装直线电机内套筒上端盖(4)，所述工作缸缸筒(18)内设有活塞体(19)，所述活塞体(19)上固定有活塞杆(3)，所述活塞杆(3)同时穿过所述防压盖(6)和所述直线电机内套筒上端盖(4)后与所述直线电机内套筒上端盖(4)固定连接在一起；所述直线电机内套筒(5)位于直线电机外套筒(12)内部，所述直线电机内套筒(5)和所述直线电机外套筒(12)之间安装有永磁体(13)、铁芯(14)和励磁线圈(15)，所述工作缸缸筒(18)筒底设有第一工作缸管路(26)和第二工作缸管路(29)，所述储油缸缸筒(17)筒底设有储油缸管路(27)，所述活塞杆(3)上开有活塞杆管孔(2)，所述活塞杆管孔(2)一端与所述工作缸缸筒(18)的有杆腔连通，所述活塞杆管孔(2)另一端与所述第一工作缸管路(26)连接在第一馈能单元管路上，所述第二工作缸管路(29)和所述储油缸管路(27)连接在第二馈能单元管路上。
2.根据权利要求1所述的一种可实现自供能的混合电磁悬架，其特征在于，所述第一馈能单元管路包括第一整流桥、第一蓄能器(36)、第二蓄能器(35)、第一液压马达(37)、第一旋转电机(38)、第一整流电路(39)、第一升压电路(40)、电池(41)，所述第一整流桥包括第一单向阀(31)、第二单向阀(32)、第三单向阀(33)和第四单向阀(34),所述第一单向阀(32)与第二方向阀(31)方向相反；所述第三单向阀(33)与第四单向阀(34)方向相反；所述工作缸缸筒(18)上腔通过活塞杆管孔(2)连接在所述第二单向阀(32)和第三单向阀(33)之间的管路上；所述工作缸缸筒(18)下腔通过第一工作缸管路(26)连接在所述第一单向阀(31)和第四单向阀(34)之间的管路上；所述第一蓄能器(35)连接在第一单向阀(31)和第二单向阀(32)之间的管路上；所述第二蓄能器(36)连接在第三单向阀(33)和第四单向阀(34)之间的管路上；所述第一液压马达(37)两端连接在第一蓄能器(35)和第二蓄能器(36)之间；所述第一液压马达(37)、第一旋转电机(38)、第一整流电路(39)、第一升压电路(40)、电池(41)依次连接在一起。
3.根据权利要求1所述的一种可实现自供能的混合电磁悬架，其特征在于，所述第二馈能单元管路包括第二整流桥、第三蓄能器(46)、第四蓄能器(47)、第二液压马达(45)、第二旋转电机(44)、第二整流电路(43)、第二升压电路(42)和电池(41)，所述第二整流桥包括第五单向阀(48)、第六单向阀(49)、第七单向阀(50)和第八单向阀(51)，所述第五单向阀(48)与第六单向阀(49)方向相反；所述第七单向阀(50)与第八单向阀(51)方向相反；所述工作缸缸筒(18)下腔通过第二工作缸管路(29)连接在第六单向阀(49)和第七单向阀(50)之间的管路上；所述储油缸缸筒(17)通过储油缸管路(27)连接在第五单向阀(48)和第八单向阀(51)之间的管路上；所述第三蓄能器(46)连接在第五单阀(48)和第六单向阀(49)之间的管路上；所述第四蓄能器(47)连接在第七单向阀(50)和第八单向阀(51)之间的管路上；所述第二液压马达(45)两端连接在第三蓄能器(46)和第四蓄能器(47)之间；所述第二液压马达(45)、第二旋转电机(44)、第二整流电路(43)、第二升压电路(42)、电池(41)依次连接在一起。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种可实现自供能的混合电磁悬架，其特征在于，所述防压盖(6)下方还安装有导向器(8)，所述导向器(8)位于所述储油缸缸筒(17)与所述工作缸缸筒(18)之间，所述导向器(8)上安装有骨架油封(7)。
5.根据权利要求1或2后3所述的一种可实现自供能的混合电磁悬架，其特征在于，所述永磁体(13)沿轴向均匀布置在直线电机外套筒(12)内侧，相邻的两个永磁体之间隔有铁芯(14)，线圈衬套(16)套装在直线电机内套筒(5)的凹槽内，所述励磁线圈(15)均匀缠绕在线圈衬套(16)上，所述直线电机内套筒上端沿轴向开有一条走线槽(30)。
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