CN112078317A - 电磁式主动悬架 - Google Patents

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CN112078317A CN201910508165.2A CN201910508165A CN112078317A CN 112078317 A CN112078317 A CN 112078317A CN 201910508165 A CN201910508165 A CN 201910508165A CN 112078317 A CN112078317 A CN 112078317A
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谷玉川
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何家兴
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Abstract

一种电磁式主动悬架，包括悬架总成、电磁式作动器、减速器、摇臂及推拉杆，所述电磁式作动器的输出轴与所述减速器的输入端相连，且能够带动所述减速器的输入端转动，所述减速器的输出端与所述摇臂的一端相连，且能够带动所述摇臂转动，所述摇臂的另一端与所述推拉杆可转动连接，所述推拉杆的另一端与所述悬架总成可转动连接。本发明的电磁式主动悬架可将悬架总成的簧上质量和簧下质量之间近似的直线运动和电磁式作动器的旋转运动相互转化，通过控制簧上质量和簧下质量之间的相对运动，实现汽车舒适性能和操稳性能的提升。该电磁式主动悬架结构简单、成本较低，不仅具备电磁式作动器响应快的优点，且系统效率较高，可回收汽车垂向振动的能量。

Description

电磁式主动悬架
技术领域
本发明涉及汽车悬架，特别是涉及一种电磁式主动悬架。
背景技术
在悬架总成研发领域，由螺旋弹簧和常规减振器构成的传统被动悬架仅能平衡某一或某些工况下的平顺性能和操稳性能，其他工况下的平顺性能和操稳性能仅能妥协接受；由螺旋弹簧和可调减振器构成的半主动悬架可在不同工况下实时调节减振器阻尼力，改善整车平顺性能和操稳性能，但因仅可调整阻尼力特性而不能输出主动作动力，其悬架性能改善效果有限；由空气弹簧和可调减振器构成的主动悬架可在不同工况下实时调节减振器阻尼力和车身高度，改善整车平顺性能和操稳性能，但作为主动悬架作动器的空气弹簧响应相对较慢，其悬架性能改善效果有限；具备液压作动器的主动悬架可在不同工况下实时调节悬架主动控制力，但液压系统复杂，成本较高，且系统效率相对较低。
前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种结构简单、响应较快、系统效率较高且能有效改善悬架性能的电磁式主动悬架。
本发明提供的电磁式主动悬架，包括悬架总成、电磁式作动器、减速器、摇臂及推拉杆，所述电磁式作动器的输出轴与所述减速器的输入端相连，且能够带动所述减速器的输入端转动，所述减速器的输出端与所述摇臂的一端相连，且能够带动所述摇臂转动，所述摇臂的另一端与所述推拉杆可转动连接，所述推拉杆的另一端与所述悬架总成可转动连接。
进一步地，所述悬架总成为麦弗逊悬架总成，所述麦弗逊悬架总成包括弹簧减振器总成、转向节和下摆臂总成，所述推拉杆的另一端与所述弹簧减振器总成或所述下摆臂总成相连。
进一步地，所述悬架总成为虚铰麦弗逊悬架总成，所述虚铰麦弗逊悬架总成包括弹簧减振器总成、转向节、第一摆臂总成和第二摆臂总成，所述推拉杆的另一端与所述弹簧减振器总成、所述第一摆臂总成和所述第二摆臂总成中的一个相连。
进一步地，所述悬架总成为双横臂悬架总成，所述双横臂悬架总成包括弹簧减振器总成、转向节、上摆臂总成、下叉形臂和下摆臂总成，所述推拉杆的另一端与所述弹簧减振器总成、所述上摆臂总成、所述下叉形臂和所述下摆臂总成中的一个相连。
进一步地，所述悬架总成为虚铰双横臂悬架总成，所述虚铰双横臂悬架总成包括弹簧减振器总成、转向节、上摆臂总成、下叉形臂、第一下摆臂总成和第二下摆臂总成，所述推拉杆的另一端与所述弹簧减振器总成、所述上摆臂总成、所述下叉形臂、所述第一下摆臂总成和所述第二下摆臂总成中的一个相连。
进一步地，所述悬架总成为四连杆悬架总成，所述四连杆悬架总成包括减振器总成、转向节、弹簧、纵摆臂总成、第一横摆臂总成、第二横摆臂总成和第三横摆臂总成，所述推拉杆的另一端与所述减振器总成、所述转向节、所述纵摆臂总成、所述第一横摆臂总成、所述第二横摆臂总成和所述第三横摆臂总成中的一个相连。
进一步地，所述悬架总成为五连杆悬架总成，所述五连杆悬架总成包括弹簧减振器总成、转向节、第一摆臂总成、第二摆臂总成、第三摆臂总成、第四摆臂总成和第五摆臂总成，所述推拉杆的另一端与所述弹簧减振器总成、所述转向节、所述第一摆臂总成、所述第二摆臂总成、所述第三摆臂总成、所述第四摆臂总成和所述第五摆臂总成中的一个相连。
进一步地，所述悬架总成为H臂悬架总成，所述H臂悬架总成包括减振器总成、转向节、弹簧、第一摆臂总成、第二摆臂总成、第三摆臂总成和H臂总成，所述推拉杆的另一端与所述减振器总成、所述转向节、所述第一摆臂总成、所述第二摆臂总成、所述第三摆臂总成和所述H臂总成中的一个相连。
进一步地，所述电磁式主动悬架还包括副车架总成，所述电磁式作动器的外壳和所述减速器的外壳固定在一起，且所述电磁式作动器和所述减速器固定于所述副车架总成。
进一步地，所述电磁式作动器的输出轴与所述减速器的输入端固连或通过弹性联轴器连接，所述减速器的输出端与所述摇臂的一端固连或通过弹性联轴器连接，所述摇臂的另一端与所述推拉杆通过橡胶衬套或球铰连接，所述推拉杆的另一端与所述悬架总成通过橡胶衬套或球铰连接。
本发明提供的电磁式主动悬架，通过将电磁式作动器和减速器连接在一起，并通过连接于减速器和悬架总成之间的摇臂和推拉杆，可以将悬架总成的簧上质量和簧下质量之间近似的直线运动和电磁式作动器的旋转运动相互转化。当汽车行驶于不平路面时，电磁式作动器输出的转矩经过减速器减速增扭和摇臂、推拉杆的传递作用于悬架总成，转化为簧上质量和簧下质量之间的垂向力，从而控制簧上质量和簧下质量之间的相对运动，实现车轮垂向轮跳和车身姿态的独立控制，提升汽车舒适性能和操稳性能；簧上质量和簧下质量之间的垂向力可沿相反的传递路径传递至电磁式作动器，作为电磁式作动器的转矩输入，使电磁式作动器工作于发电工况，回收汽车垂向振动的能量。该电磁式主动悬架结构简单、成本较低，不仅具备电磁式作动器响应快的优点，且系统效率较高，可回收汽车垂向振动的能量。
附图说明
图1为本发明提供的电磁式主动悬架的第一实施例的结构示意图，本实施例中的悬架总成为麦弗逊悬架。
图2为图1的电磁式主动悬架从另一个角度看的结构示意图。
图3为图1中悬架总成的结构示意图。
图4为本发明提供的电磁式主动悬架的第二实施例的结构示意图，本实施例中的悬架总成为虚铰麦弗逊悬架。
图5为图4的电磁式主动悬架从另一个角度看的结构示意图。
图6为图4中悬架总成的结构示意图。
图7为本发明提供的电磁式主动悬架的第三实施例的结构示意图，本实施例中的悬架总成为双横臂悬架。
图8为图7的电磁式主动悬架从另一个角度看的结构示意图。
图9为图7中悬架总成的结构示意图。
图10为本发明提供的电磁式主动悬架的第四实施例的结构示意图，本实施例中的悬架总成为虚铰双横臂悬架。
图11为图10的电磁式主动悬架从另一个角度看的结构示意图。
图12为图10中悬架总成的结构示意图。
图13为本发明提供的电磁式主动悬架的第五实施例的结构示意图，本实施例中的悬架总成为四连杆悬架。
图14为图13的电磁式主动悬架从另一个角度看的结构示意图。
图15为图13中悬架总成的结构示意图。
图16为本发明提供的电磁式主动悬架的第六实施例的结构示意图，本实施例中的悬架总成为五连杆悬架。
图17为图16的电磁式主动悬架从另一个角度看的结构示意图。
图18为图16中悬架总成的结构示意图。
图19为本发明提供的电磁式主动悬架的第七实施例的结构示意图，本实施例中的悬架总成为H臂悬架。
图20为图19的电磁式主动悬架从一第二角度看的结构示意图。
图21为图19的电磁式主动悬架从一第三角度看的结构示意图。
图22为图19中悬架总成的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
第一实施例
如图1及图2所示，本发明实施例提供的电磁式主动悬架包括悬架总成10、电磁式作动器20、减速器30、摇臂40、推拉杆50以及副车架总成60。
请一并参阅图3，本实施例的悬架总成10为麦弗逊悬架总成，其包括弹簧减振器总成10a、转向节10b和下摆臂总成10c。弹簧减振器总成10a包括减振器和承载弹簧。电磁式作动器20可以是同步电机、异步电机或开关磁阻电机等，这些电机的壳体通常为圆柱形，但这些电机的壳体形状也可以根据空间或安装布置等原因基于圆柱形结构在局部位置有所调整。减速器30可以是单级/多级直/斜齿轮减速器、行星齿轮减速器、谐波齿轮减速器、摆线针轮减速器等或它们之间的组合。这些减速器的壳体通常为圆柱形，但这些减速器的壳体形状也可以根据空间或安装布置等原因基于圆柱形结构在局部位置有所调整。摇臂40本质为梁结构，其形状可以根据刚度需求进行设计以实现特定的弯曲刚度，或者根据零部件可能存在的运动干涉而进行设计，摇臂40可以是直杆状结构，也可以是不规则的空间状杆状结构。本实施例中的摇臂40大致为L型。推拉杆50本质为二力杆结构，其形状可以根据零部件可能存在的运动干涉而进行设计，推拉杆50可以是直杆状结构，也可以是弧形、镰刀形或与之形状相似的杆状结构。本实施例中的推拉杆50为直杆。副车架总成60为由钢、铝或合金等组成的框形结构、井形结构或者蝶形结构。
请继续参阅图1及图2，本实施例的电磁式作动器20的壳体和减速器30的壳体固连(例如通过螺栓连接)，它们整体固连于副车架总成60上。电磁式作动器20的输出轴与减速器30的输入端相连，且能够带动减速器30的输入端转动，减速器30的输出端与摇臂40的一端相连，且能够带动摇臂40转动，摇臂40的另一端与推拉杆50可转动连接，推拉杆50的另一端与悬架总成10可转动连接。
具体地，电磁式作动器20的输出轴与减速器30的输入端通过键连接、花键连接、法兰连接等方式固连或通过弹性联轴器连接，使减振器30的输入端能够与电磁作动器20的输出轴一起转动。减速器30的输出端与摇臂40的一端通过键连接、花键连接、法兰连接等方式固连或通过弹性联轴器连接，使摇臂40能够与减振器30的输出端一起转动。图示的实施例中，减速器30的输出端与摇臂40通过键连接，其连接部位的轴线大致沿汽车Y向(即汽车宽度方向)或与汽车Y向间形成一锐角。摇臂40的另一端与推拉杆50的一端通过橡胶衬套等方式弹性连接或通过球铰连接。在图示的实施例中，摇臂40的另一端与推拉杆50的一端通过球铰连接，其连接部位的轴线(即球销的轴线)大致沿汽车Y向或与汽车Y向形成一锐角。推拉杆50的另一端与麦弗逊悬架总成10的弹簧减振器总成10a或下摆臂总成10c通过橡胶衬套等方式弹性连接或通过球铰连接。在图示的实施例中，推拉杆50的另一端通过球铰与弹簧减振器总成10a的减振器外壳上的一固定支架连接，其连接部位的轴线大致沿汽车Y向或与汽车Y向形成一锐角。需要说明的是，本发明实施例中的元件方向并不限于图示的方向，例如减速器30的输出端与摇臂40的连接部位的轴线也可以沿汽车X向或与汽车X向间形成一锐角，摇臂40的另一端与推拉杆50的连接部位的轴线也可以沿汽车X向或与汽车X向形成一锐角，推拉杆50的另一端与弹簧减振器总成10a的连接部位的轴线也可以沿汽车X向或与汽车X向形成一锐角。另外，上面所述的两个元件之间的连接方式并不限于图示的实施例，其可根据需要选择如橡胶衬套等弹性连接方式，以实现电磁式主动悬架传动系统所需的刚度和阻尼，通过匹配系统特定的刚度、阻尼实现传动机构的冲击保护或系统的振动噪声性能。
综上所述，本实施例的电磁式主动悬架通过将电磁式作动器20和减速器30连接在一起，并通过连接于减速器30和悬架总成10之间的摇臂40和推拉杆50，可以将麦弗逊悬架总成的簧上质量和簧下质量之间近似的直线运动和电磁式作动器20的旋转运动相互转化。当汽车行驶于不平路面时，电磁式作动器20输出的转矩经过减速器30减速增扭和摇臂40、推拉杆50的传递作用于悬架总成10，转化为簧上质量和簧下质量之间的垂向力，从而控制簧上质量和簧下质量之间的相对运动，实现车轮垂向轮跳和车身姿态的独立控制，提升汽车舒适性能和操稳性能；簧上质量和簧下质量之间的垂向力可沿相反的传递路径传递至电磁式作动器20，作为电磁式作动器20的转矩输入，使电磁式作动器20工作于发电工况，回收悬架总成10的振动能量。结合适当的控制策略，该电磁式主动悬架可按需提升整车的舒适性能、操稳性能、实现特定场景功能，该电磁式主动悬架具备电磁式作动器20响应快的优点，系统效率较高，可回收汽车垂向振动的能量。
进一步地，本实施例的电磁式主动悬架可通过将摇臂40设计成具备一定弯曲刚度的梁结构，或在转动连接位置设计弹性连接，以低成本方式实现系统所需的刚度和阻尼，使系统具有较好的冲击缓冲和振动噪声性能；本实施例的电磁式主动悬架可结合具体的应用需求，采用不同的电机类型实现目标转矩控制性能或效率需求；本实施例的电磁式主动悬架中传动机构的传动比可在推拉杆50长度、摇臂40长度、连接点位置以及减速器30速比之间匹配优化，设计自由度大；本实施例的电磁式主动悬架中电磁式作动器20和减速器30的布置位置可能受底盘空间限制，但电磁式主动悬架所需匹配的(电机)转矩/(悬架垂向)力、(电机)转速/(悬架垂向)速度关系，可在系统传动机构的设计中匹配实现；本实施例的电磁式主动悬架中电磁式作动器20和减速器30可根据转矩、转速要求，综合考虑体积、重量和效率等因素进行集成优化。
第二实施例
如图4及图5所示，本发明实施例提供的电磁式主动悬架包括悬架总成11、电磁式作动器20、减速器30、摇臂40、推拉杆50以及副车架总成60。
请一并参阅图6，本实施例的悬架总成11为虚铰麦弗逊悬架总成，其包括弹簧减振器总成11a、转向节11b、第一摆臂总成11c、以及第二摆臂总成11d。弹簧减振器总成11a连接于转向节11b的上部的车身之间，弹簧减振器总成11a包括减振器和承载弹簧。第一摆臂总成11c和第二摆臂总成11d连接于转向节11b的下部和副车架总成60之间。
电磁式作动器20可以是同步电机、异步电机或开关磁阻电机等，这些电机的壳体通常为圆柱形，但这些电机的壳体形状也可以根据空间或安装布置等原因基于圆柱形结构在局部位置有所调整。减速器30可以是单级/多级直/斜齿轮减速器、行星齿轮减速器、谐波齿轮减速器、摆线针轮减速器等或它们之间的组合。这些减速器的壳体通常为圆柱形，但这些减速器的壳体形状也可以根据空间或安装布置等原因基于圆柱形结构在局部位置有所调整。摇臂40本质为梁结构，其形状可以根据刚度需求进行设计以实现特定的弯曲刚度，或者根据零部件可能存在的运动干涉而进行设计，摇臂40可以是直杆状结构，也可以是不规则的空间状杆状结构。本实施例的摇臂40为弧线状。推拉杆50本质为二力杆结构，其形状可以根据零部件可能存在的运动干涉而进行设计，推拉杆50可以是直杆状结构，也可以是弧形、镰刀形或与之形状相似的杆状结构。本实施例的推拉杆50为直线状。副车架总成60为由钢、铝或合金等组成的框形结构、井形结构或者蝶形结构。
请继续参阅图4及图5，本实施例的电磁式作动器20的壳体和减速器30的壳体固连(例如通过螺栓连接)，它们整体固连于副车架总成60上。电磁式作动器20的输出轴与减速器30的输入端相连，且能够带动减速器30的输入端转动，减速器30的输出端与摇臂40的一端相连，且能够带动摇臂40转动，摇臂40的另一端与推拉杆50可转动连接，推拉杆50的另一端与悬架总成10可转动连接。
具体地，电磁式作动器20的输出轴与减速器30的输入端通过键连接、花键连接、法兰连接等方式固连或通过弹性联轴器连接，使减振器30的输入端能够与电磁作动器20的输出轴一起转动。减速器30的输出端与摇臂40的一端通过键连接、花键连接、法兰连接等方式固连或通过弹性联轴器连接，使摇臂40能够与减振器30的输出端一起转动。图示的实施例中，减速器30的输出端与摇臂40通过键连接，其连接部位的轴线大致沿汽车Y向或与汽车Y向间形成一锐角。摇臂40的另一端与推拉杆50的一端通过橡胶衬套等方式弹性连接或通过球铰连接，在图示的实施例中，摇臂40的另一端与推拉杆50的一端通过球铰连接，其连接部位的轴线大致沿汽车Y向或与汽车Y向之间形成一锐角。推拉杆50的另一端与虚铰麦弗逊悬架总成的弹簧减振器总成11a、第一摆臂总成11c和第二摆臂总成11d中的一个通过橡胶衬套等方式弹性连接或通过球铰连接。在图示的实施例中，推拉杆50的另一端通过球铰与弹簧减振器总成11a的减振器外壳上的一固定支架连接，其连接部位的轴线大致沿汽车Y向或与汽车Y向之间形成一锐角。需要说明的是，本发明实施例中的元件方向并不限于图示的方向，例如减速器30的输出端与摇臂40的连接部位的轴线也可以沿汽车X向或与汽车X向间形成一锐角，摇臂40的另一端与推拉杆50的连接部位的轴线也可以沿汽车X向或与汽车X向形成一锐角，推拉杆50的另一端与弹簧减振器总成11a的连接部位的轴线也可以沿汽车X向或与汽车X向形成一锐角。另外，上面所述的两个元件之间的连接方式并不限于图示的实施例，其可根据需要选择如橡胶衬套等弹性连接方式，以实现电磁式主动悬架传动系统所需的刚度和阻尼，通过匹配系统特定的刚度、阻尼实现传动机构的冲击保护或系统的振动噪声性能。
综上所述，本实施例的电磁式主动悬架通过将电磁式作动器20和减速器30连接在一起，并通过连接于减速器30和悬架总成11之间的摇臂40和推拉杆50，可以将虚铰麦弗逊悬架总成的簧上质量和簧下质量之间近似的直线运动和电磁式作动器20的旋转运动相互转化。当汽车行驶于不平路面时，电磁式作动器20输出的转矩经过减速器30减速增扭和摇臂40、推拉杆50的传递作用于悬架总成11，转化为簧上质量和簧下质量之间的垂向力，从而控制簧上质量和簧下质量之间的相对运动，实现车轮垂向轮跳和车身姿态的独立控制，提升汽车舒适性能和操稳性能；簧上质量和簧下质量之间的垂向力可沿相反的传递路径传递至电磁式作动器20，作为电磁式作动器20的转矩输入，使电磁式作动器20工作于发电工况，回收悬架总成11的振动能量。结合适当的控制策略，该电磁式主动悬架可按需提升整车的舒适性能、操稳性能、实现特定场景功能，该电磁式主动悬架具备电磁式作动器20响应快的优点，系统效率较高，可回收汽车垂向振动的能量。
进一步地，本实施例的电磁式主动悬架可通过将摇臂40设计成具备一定弯曲刚度的梁结构，或在转动连接位置设计弹性连接，以低成本方式实现系统所需的刚度和阻尼，使系统具有较好的冲击缓冲和振动噪声性能；本实施例的电磁式主动悬架可结合具体的应用需求，采用不同的电机类型实现目标转矩控制性能或效率需求；本实施例的电磁式主动悬架中传动机构的传动比可在推拉杆50长度、摇臂40长度、连接点位置以及减速器30速比之间匹配优化，设计自由度大；本实施例的电磁式主动悬架中电磁式作动器20和减速器30的布置位置可能受底盘空间限制，但电磁式主动悬架所需匹配的(电机)转矩/(悬架垂向)力、(电机)转速/(悬架垂向)速度关系，可在系统传动机构的设计中匹配实现；本实施例的电磁式主动悬架中电磁式作动器20和减速器30可根据转矩、转速要求，综合考虑体积、重量和效率等因素进行集成优化。
第三实施例
如图7及图8所示，本发明实施例提供的电磁式主动悬架包括悬架总成12、电磁式作动器20、减速器30、摇臂40、推拉杆50以及副车架总成60。
请一并参阅图9，本实施例的悬架总成12为双横臂悬架总成，其包括弹簧减振器总成12a、转向节12b、上摆臂总成12c、下叉形臂12d和下摆臂总成12e。弹簧减振器总成12a包括减振器和承载弹簧，且弹簧减振器总成12a的底部与下叉形臂12d的顶部相连。上摆臂总成12c通过球铰与转向节12b可转动连接，其连接部位的轴线大致沿汽车Z向。下叉形臂12d通过橡胶衬套与下摆臂总成12e可转动连接，其连接部位的轴线大致沿汽车X向。下摆臂总成12e的两端分别与转向节12b和副车架总成60连接。
电磁式作动器20可以是同步电机、异步电机或开关磁阻电机等，这些电机的壳体通常为圆柱形，但这些电机的壳体形状也可以根据空间或安装布置等原因基于圆柱形结构在局部位置有所调整。减速器30可以是单级/多级直/斜齿轮减速器、行星齿轮减速器、谐波齿轮减速器、摆线针轮减速器等或它们之间的组合。这些减速器的壳体通常为圆柱形，但这些减速器的壳体形状也可以根据空间或安装布置等原因基于圆柱形结构在局部位置有所调整。摇臂40本质为梁结构，其形状可以根据刚度需求进行设计以实现特定的弯曲刚度，或者根据零部件可能存在的运动干涉而进行设计，摇臂40可以是直杆状结构，也可以是不规则的空间状杆状结构。本实施例的摇臂40大致为直杆。推拉杆50本质为二力杆结构，其形状可以根据零部件可能存在的运动干涉而进行设计，推拉杆50可以是直杆状结构，也可以是弧形、镰刀形或与之形状相似的杆状结构。本实施例的推拉杆50为直杆。副车架总成60为由钢、铝或合金等组成的框形结构、井形结构或者蝶形结构。
请继续参阅图7及图8，本实施例的电磁式作动器20的壳体和减速器30的壳体固连(例如通过螺栓连接)，它们整体固连于副车架总成60上。电磁式作动器20的输出轴与减速器30的输入端相连，且能够带动减速器30的输入端转动，减速器30的输出端与摇臂40的一端相连，且能够带动摇臂40转动，摇臂40的另一端与推拉杆50可转动连接，推拉杆50的另一端与悬架总成10可转动连接。
具体地，电磁式作动器20的输出轴与减速器30的输入端通过键连接、花键连接、法兰连接等方式固连或通过弹性联轴器连接，使减振器30的输入端能够与电磁作动器20的输出轴一起转动。减速器30的输出端与摇臂40的一端通过键连接、花键连接、法兰连接等方式固连或通过弹性联轴器连接，使摇臂40能够与减振器30的输出端一起转动。图示的实施例中，减速器30的输出端与摇臂40通过键连接，其连接部位的轴线大致沿汽车Y向或与汽车Y向间形成一锐角。摇臂40的另一端与推拉杆50的一端通过橡胶衬套等方式弹性连接或通过球铰连接，在图示的实施例中，摇臂40的另一端与推拉杆50的一端通过球铰连接，其连接部位的轴线大致沿汽车Y向或与汽车Y向间形成一锐角。推拉杆50的另一端与双横臂悬架总成的弹簧减振器总成12a、上摆臂总成12c、下叉形臂12d和下摆臂总成12e中的一个通过橡胶衬套等方式弹性连接或通过球铰连接。在图示的实施例中，推拉杆50的另一端通过球铰与下叉形臂12d上的一固定支架连接，其连接部位的轴线大致沿汽车Y向或与汽车Y向间形成一锐角。需要说明的是，本发明实施例中的元件方向并不限于图示的方向，例如减速器30的输出端与摇臂40的连接部位的轴线也可以沿汽车X向或与汽车X向间形成一锐角，摇臂40的另一端与推拉杆50的连接部位的轴线也可以沿汽车X向或与汽车X向形成一锐角，推拉杆50的另一端与下叉形臂12d的连接部位的轴线也可以沿汽车X向或与汽车X向形成一锐角。另外，上面所述的两个元件之间的连接方式并不限于图示的实施例，其可根据需要选择如橡胶衬套等弹性连接方式，以实现电磁式主动悬架传动系统所需的刚度和阻尼，通过匹配系统特定的刚度、阻尼实现传动机构的冲击保护或系统的振动噪声性能。
综上所述，本实施例的电磁式主动悬架通过将电磁式作动器20和减速器30连接在一起，并通过连接于减速器30和悬架总成12之间的摇臂40和推拉杆50，可以将双横臂悬架总成的簧上质量和簧下质量之间近似的直线运动和电磁式作动器20的旋转运动相互转化。当汽车行驶于不平路面时，电磁式作动器20输出的转矩经过减速器30减速增扭和摇臂40、推拉杆50的传递作用于悬架总成12，转化为簧上质量和簧下质量之间的垂向力，从而控制簧上质量和簧下质量之间的相对运动，实现车轮垂向轮跳和车身姿态的独立控制，提升汽车舒适性能和操稳性能；簧上质量和簧下质量之间的垂向力可沿相反的传递路径传递至电磁式作动器20，作为电磁式作动器20的转矩输入，使电磁式作动器20工作于发电工况，回收悬架总成12的振动能量。结合适当的控制策略，该电磁式主动悬架可按需提升整车的舒适性能、操稳性能、实现特定场景功能，该电磁式主动悬架具备电磁式作动器20响应快的优点，系统效率较高，可回收汽车垂向振动的能量。
进一步地，本实施例的电磁式主动悬架可通过将摇臂40设计成具备一定弯曲刚度的梁结构，或在转动连接位置设计弹性连接，以低成本方式实现系统所需的刚度和阻尼，使系统具有较好的冲击缓冲和振动噪声性能；本实施例的电磁式主动悬架可结合具体的应用需求，采用不同的电机类型实现目标转矩控制性能或效率需求；本实施例的电磁式主动悬架中传动机构的传动比可在推拉杆50长度、摇臂40长度、连接点位置以及减速器30速比之间匹配优化，设计自由度大；本实施例的电磁式主动悬架中电磁式作动器20和减速器30的布置位置可能受底盘空间限制，但电磁式主动悬架所需匹配的(电机)转矩/(悬架垂向)力、(电机)转速/(悬架垂向)速度关系，可在系统传动机构的设计中匹配实现；本实施例的电磁式主动悬架中电磁式作动器20和减速器30可根据转矩、转速要求，综合考虑体积、重量和效率等因素进行集成优化。
第四实施例
如图10及图11所示，本发明实施例提供的电磁式主动悬架包括悬架总成13、电磁式作动器20、减速器30、摇臂40、推拉杆50以及副车架总成60。
请一并参阅图12，本实施例的悬架总成13为虚铰双横臂悬架总成，其包括弹簧减振器总成13a、转向节13b、上摆臂总成13c、下叉形臂13d、第一下摆臂总成13e和第二下摆臂总成13f。弹簧减振器总成13a包括减振器和承载弹簧，且弹簧减振器总成13a的底部与下叉形臂13d的顶部相连。上摆臂总成13c通过球铰与转向节13b可转动连接，其连接部位的轴线大致沿汽车Z向。下叉形臂13d通过橡胶衬套与第一下摆臂总成13e可转动连接，其连接部位的轴线大致沿汽车X向。第一下摆臂总成13e的两端分别与转向节13b和副车架总成60连接，且第一下摆臂总成13e与转向节13b的连接部位的轴线大致沿汽车Z向，第一下摆臂总成13e与副车架总成60的连接部位的轴线与汽车X向之间形成一锐角。第二下摆臂总成13f的两端分别与转向节13b和副车架总成60连接，且第二下摆臂总成13f与转向节13b的连接部位的轴线大致沿汽车Z向，第二下摆臂总成13f与副车架总成60的连接部位的轴线与汽车Y向之间形成一锐角。
电磁式作动器20可以是同步电机、异步电机或开关磁阻电机等，这些电机的壳体通常为圆柱形，但这些电机的壳体形状也可以根据空间或安装布置等原因基于圆柱形结构在局部位置有所调整。减速器30可以是单级/多级直/斜齿轮减速器、行星齿轮减速器、谐波齿轮减速器、摆线针轮减速器等或它们之间的组合。这些减速器的壳体通常为圆柱形，但这些减速器的壳体形状也可以根据空间或安装布置等原因基于圆柱形结构在局部位置有所调整。摇臂40本质为梁结构，其形状可以根据刚度需求进行设计以实现特定的弯曲刚度，或者根据零部件可能存在的运动干涉而进行设计，摇臂40可以是直杆状结构，也可以是不规则的空间状杆状结构。本实施例的摇臂40大致为直杆。推拉杆50本质为二力杆结构，其形状可以根据零部件可能存在的运动干涉而进行设计，推拉杆50可以是直杆状结构，也可以是弧形、镰刀形或与之形状相似的杆状结构。本实施例的推拉杆50为直杆。副车架总成60为由钢、铝或合金等组成的框形结构、井形结构或者蝶形结构。
请继续参阅图10及图11，本实施例的电磁式作动器20的壳体和减速器30的壳体固连(例如通过螺栓连接)，它们整体固连于副车架总成60上。电磁式作动器20的输出轴与减速器30的输入端相连，且能够带动减速器30的输入端转动，减速器30的输出端与摇臂40的一端相连，且能够带动摇臂40转动，摇臂40的另一端与推拉杆50可转动连接，推拉杆50的另一端与悬架总成10可转动连接。
具体地，电磁式作动器20的输出轴与减速器30的输入端通过键连接、花键连接、法兰连接等方式固连或通过弹性联轴器连接，使减振器30的输入端能够与电磁作动器20的输出轴一起转动。减速器30的输出端与摇臂40的一端通过键连接、花键连接、法兰连接等方式固连或通过弹性联轴器连接，使摇臂40能够与减振器30的输出端一起转动。图示的实施例中，减速器30的输出端与摇臂40通过键连接，其连接部位的轴线大致沿汽车Y向或与汽车Y向间形成一锐角。摇臂40的另一端与推拉杆50的一端通过橡胶衬套等方式弹性连接或通过球铰连接，在图示的实施例中，摇臂40的另一端与推拉杆50的一端通过球铰连接，其连接部位的轴线大致沿汽车Y向或与汽车Y向间形成一锐角。推拉杆50的另一端与虚铰双横臂悬架总成的弹簧减振器总成13a、上摆臂总成13c、下叉形臂13d、第一下摆臂总成13e和第二下摆臂总成13f中的一个通过橡胶衬套等方式弹性连接或通过球铰连接。在图示的实施例中，推拉杆50的另一端通过球铰与下叉形臂13d上的一固定支架连接，其连接部位的轴线大致沿汽车Y向或与汽车Y向间形成一锐角。需要说明的是，本发明实施例中的元件方向并不限于图示的方向，例如减速器30的输出端与摇臂40的连接部位的轴线也可以沿汽车X向或与汽车X向间形成一锐角，摇臂40的另一端与推拉杆50的连接部位的轴线也可以沿汽车X向或与汽车X向形成一锐角，推拉杆50的另一端与下叉形臂13d的连接部位的轴线也可以沿汽车X向或与汽车X向形成一锐角。另外，上面所述的两个元件之间的连接方式并不限于图示的实施例，其可根据需要选择如橡胶衬套等弹性连接方式，以实现电磁式主动悬架传动系统所需的刚度和阻尼，通过匹配系统特定的刚度、阻尼实现传动机构的冲击保护或系统的振动噪声性能。
综上所述，本实施例的电磁式主动悬架通过将电磁式作动器20和减速器30连接在一起，并通过连接于减速器30和悬架总成13之间的摇臂40和推拉杆50，可以将虚铰双横臂悬架总成的簧上质量和簧下质量之间近似的直线运动和电磁式作动器20的旋转运动相互转化。当汽车行驶于不平路面时，电磁式作动器20输出的转矩经过减速器30减速增扭和摇臂40、推拉杆50的传递作用于悬架总成13，转化为簧上质量和簧下质量之间的垂向力，从而控制簧上质量和簧下质量之间的相对运动，实现车轮垂向轮跳和车身姿态的独立控制，提升汽车舒适性能和操稳性能；簧上质量和簧下质量之间的垂向力可沿相反的传递路径传递至电磁式作动器20，作为电磁式作动器20的转矩输入，使电磁式作动器20工作于发电工况，回收悬架总成13的振动能量。结合适当的控制策略，该电磁式主动悬架可按需提升整车的舒适性能、操稳性能、实现特定场景功能，该电磁式主动悬架具备电磁式作动器20响应快的优点，系统效率较高，可回收汽车垂向振动的能量。
进一步地，本实施例的电磁式主动悬架可通过将摇臂40设计成具备一定弯曲刚度的梁结构，或在转动连接位置设计弹性连接，以低成本方式实现系统所需的刚度和阻尼，使系统具有较好的冲击缓冲和振动噪声性能；本实施例的电磁式主动悬架可结合具体的应用需求，采用不同的电机类型实现目标转矩控制性能或效率需求；本实施例的电磁式主动悬架中传动机构的传动比可在推拉杆50长度、摇臂40长度、连接点位置以及减速器30速比之间匹配优化，设计自由度大；本实施例的电磁式主动悬架中电磁式作动器20和减速器30的布置位置可能受底盘空间限制，但电磁式主动悬架所需匹配的(电机)转矩/(悬架垂向)力、(电机)转速/(悬架垂向)速度关系，可在系统传动机构的设计中匹配实现；本实施例的电磁式主动悬架中电磁式作动器20和减速器30可根据转矩、转速要求，综合考虑体积、重量和效率等因素进行集成优化。
第五实施例
如图13及图14所示，本发明实施例提供的电磁式主动悬架包括悬架总成14、电磁式作动器20、减速器30、摇臂40、推拉杆50以及副车架总成60。
请一并参阅图15，本实施例的悬架总成14为四连杆悬架总成，其包括减振器总成14a、转向节14b、弹簧14c、纵摆臂总成14d、第一横摆臂总成14e、第二横摆臂总成14f、以及第三横摆臂总成14g。其中，减振器总成14a、纵摆臂总成14d、第一横摆臂总成14e、第二横摆臂总成14f、以及第三横摆臂总成14g均与转向节14b相连，第一横摆臂总成14e和第二横摆臂总成14f与转向节14b的上部相连，第三横摆臂总成14g与转向节14b的下部相连，且第一横摆臂总成14e和第二横摆臂总成14f分别位于减振器总成14a的前后两侧，弹簧14c位于第三横摆臂总成14g上。
电磁式作动器20可以是同步电机、异步电机或开关磁阻电机等，这些电机的壳体通常为圆柱形，但这些电机的壳体形状也可以根据空间或安装布置等原因基于圆柱形结构在局部位置有所调整。减速器30可以是单级/多级直/斜齿轮减速器、行星齿轮减速器、谐波齿轮减速器、摆线针轮减速器等或它们之间的组合。这些减速器的壳体通常为圆柱形，但这些减速器的壳体形状也可以根据空间或安装布置等原因基于圆柱形结构在局部位置有所调整。摇臂40本质为梁结构，其形状可以根据刚度需求进行设计以实现特定的弯曲刚度，或者根据零部件可能存在的运动干涉而进行设计，摇臂40可以是直杆状结构，也可以是不规则的空间状杆状结构。本实施例的摇臂40大致为L型。推拉杆50本质为二力杆结构，其形状可以根据零部件可能存在的运动干涉而进行设计，推拉杆50可以是直杆状结构，也可以是弧形、镰刀形或与之形状相似的杆状结构。本实施例的推拉杆为直杆。副车架总成60为由钢、铝或合金等组成的框形结构、井形结构或者蝶形结构。
请继续参阅图13及图14，本实施例的电磁式作动器20的壳体和减速器30的壳体固连(例如通过螺栓连接)，它们整体固连于副车架总成60上。电磁式作动器20的输出轴与减速器30的输入端相连，且能够带动减速器30的输入端转动，减速器30的输出端与摇臂40的一端相连，且能够带动摇臂40转动，摇臂40的另一端与推拉杆50可转动连接，推拉杆50的另一端与悬架总成10可转动连接。
具体地，电磁式作动器20的输出轴与减速器30的输入端通过键连接、花键连接、法兰连接等方式固连或通过弹性联轴器连接，使减振器30的输入端能够与电磁作动器20的输出轴一起转动。减速器30的输出端与摇臂40的一端通过键连接、花键连接、法兰连接等方式固连或通过弹性联轴器连接，使摇臂40能够与减振器30的输出端一起转动。图示的实施例中，减速器30的输出端与摇臂40通过键连接，其连接部位的轴线大致沿汽车Y向或与汽车Y向间形成一锐角。摇臂40的另一端与推拉杆50的一端通过橡胶衬套等方式弹性连接或通过球铰连接，在图示的实施例中，摇臂40的另一端与推拉杆50的一端通过球铰连接，其连接部位的轴线大致沿汽车Y向或与汽车Y向间形成一锐角。推拉杆50的另一端与四连杆悬架总成的减振器总成14a、转向节14b、纵摆臂总成14d、第一横摆臂总成14e、第二横摆臂总成14f、以及第三横摆臂总成14g中的一个通过橡胶衬套等方式弹性连接或通过球铰连接。在图示的实施例中，推拉杆50的另一端通过球铰与第二横摆臂总成14f连接，其连接部位的轴线大致沿汽车X向或与汽车X向间形成一锐角。需要说明的是，上面所述的两个元件之间的连接方式并不限于图示的实施例，其可根据需要选择如橡胶衬套等弹性连接方式，以实现电磁式主动悬架传动系统所需的刚度和阻尼，通过匹配系统特定的刚度、阻尼实现传动机构的冲击保护或系统的振动噪声性能。
综上所述，本实施例的电磁式主动悬架通过将电磁式作动器20和减速器30连接在一起，并通过连接于减速器30和悬架总成14之间的摇臂40和推拉杆50，可以将四连杆悬架总成的簧上质量和簧下质量之间近似的直线运动和电磁式作动器20的旋转运动相互转化。当汽车行驶于不平路面时，电磁式作动器20输出的转矩经过减速器30减速增扭和摇臂40、推拉杆50的传递作用于悬架总成14，转化为簧上质量和簧下质量之间的垂向力，从而控制簧上质量和簧下质量之间的相对运动，实现车轮垂向轮跳和车身姿态的独立控制，提升汽车舒适性能和操稳性能；簧上质量和簧下质量之间的垂向力可沿相反的传递路径传递至电磁式作动器20，作为电磁式作动器20的转矩输入，使电磁式作动器20工作于发电工况，回收悬架总成14的振动能量。结合适当的控制策略，该电磁式主动悬架可按需提升整车的舒适性能、操稳性能、实现特定场景功能，该电磁式主动悬架具备电磁式作动器20响应快的优点，系统效率较高，可回收汽车垂向振动的能量。
进一步地，本实施例的电磁式主动悬架可通过将摇臂40设计成具备一定弯曲刚度的梁结构，或在转动连接位置设计弹性连接，以低成本方式实现系统所需的刚度和阻尼，使系统具有较好的冲击缓冲和振动噪声性能；本实施例的电磁式主动悬架可结合具体的应用需求，采用不同的电机类型实现目标转矩控制性能或效率需求；本实施例的电磁式主动悬架中传动机构的传动比可在推拉杆50长度、摇臂40长度、连接点位置以及减速器30速比之间匹配优化，设计自由度大；本实施例的电磁式主动悬架中电磁式作动器20和减速器30的布置位置可能受底盘空间限制，但电磁式主动悬架所需匹配的(电机)转矩/(悬架垂向)力、(电机)转速/(悬架垂向)速度关系，可在系统传动机构的设计中匹配实现；本实施例的电磁式主动悬架中电磁式作动器20和减速器30可根据转矩、转速要求，综合考虑体积、重量和效率等因素进行集成优化。
第六实施例
如图16及图17所示，本发明实施例提供的电磁式主动悬架包括悬架总成15、电磁式作动器20、减速器30、摇臂40、推拉杆50以及副车架总成60。
请一并参阅图18，本实施例的悬架总成15为五连杆悬架总成，其包括弹簧减振器总成15a、转向节15b、第一摆臂总成15c、第二摆臂总成15d、第三摆臂总成15e、第四摆臂总成15f以及第五摆臂总成15g。弹簧减振器总成15a、第一摆臂总成15c、第二摆臂总成15d、第三摆臂总成15e、第四摆臂总成15f以及第五摆臂总成15g均与转向节15b相连。第一摆臂总成15c和第二摆臂总成15d与转向节15b的上部相连，第三摆臂总成15e、第四摆臂总成15f和第五摆臂总成15g与转向节15b的下部相连，且第一摆臂总成15c和第二摆臂总成15d均位于弹簧减振器总成15a的前方。
电磁式作动器20可以是同步电机、异步电机或开关磁阻电机等，这些电机的壳体通常为圆柱形，但这些电机的壳体形状也可以根据空间或安装布置等原因基于圆柱形结构在局部位置有所调整。减速器30可以是单级/多级直/斜齿轮减速器、行星齿轮减速器、谐波齿轮减速器、摆线针轮减速器等或它们之间的组合。这些减速器的壳体通常为圆柱形，但这些减速器的壳体形状也可以根据空间或安装布置等原因基于圆柱形结构在局部位置有所调整。摇臂40本质为梁结构，其形状可以根据刚度需求进行设计以实现特定的弯曲刚度，或者根据零部件可能存在的运动干涉而进行设计，摇臂40可以是直杆状结构，也可以是不规则的空间状杆状结构。本实施例的摇臂40为直杆。推拉杆50本质为二力杆结构，其形状可以根据零部件可能存在的运动干涉而进行设计，推拉杆50可以是直杆状结构，也可以是弧形、镰刀形或与之形状相似的杆状结构。本实施例的推拉杆50为直杆。副车架总成60为由钢、铝或合金等组成的框形结构、井形结构或者蝶形结构。
请继续参阅图16及图17，本实施例的电磁式作动器20的壳体和减速器30的壳体固连(例如通过螺栓连接)，它们整体固连于副车架总成60上。电磁式作动器20的输出轴与减速器30的输入端相连，且能够带动减速器30的输入端转动，减速器30的输出端与摇臂40的一端相连，且能够带动摇臂40转动，摇臂40的另一端与推拉杆50可转动连接，推拉杆50的另一端与悬架总成10可转动连接。
具体地，电磁式作动器20的输出轴与减速器30的输入端通过键连接、花键连接、法兰连接等方式固连或通过弹性联轴器连接，使减振器30的输入端能够与电磁作动器20的输出轴一起转动。减速器30的输出端与摇臂40的一端通过键连接、花键连接、法兰连接等方式固连或通过弹性联轴器连接，使摇臂40能够与减振器30的输出端一起转动。图示的实施例中，减速器30的输出端与摇臂40通过键连接，其连接部位的轴线大致沿汽车Y向或与汽车Y向间形成一锐角。摇臂40的另一端与推拉杆50的一端通过橡胶衬套等方式弹性连接或通过球铰连接，在图示的实施例中，摇臂40的另一端与推拉杆50的一端通过球铰连接，其连接部位的轴线大致沿汽车Y向或与汽车Y向间形成一锐角。推拉杆50的另一端与五连杆悬架总成的弹簧减振器总成15a、转向节15b、第一摆臂总成15c、第二摆臂总成15d、第三摆臂总成15e、第四摆臂总成15f以及第五摆臂总成15g中的一个通过橡胶衬套等方式弹性连接或通过球铰连接。在图示的实施例中，推拉杆50的另一端通过球铰与转向节15b的一朝向副车架总成60的管状部位连接，其连接部位的轴线大致沿汽车Y向或与汽车Y向间形成一锐角。需要说明的是，上面所述的两个元件之间的连接方式并不限于图示的实施例，其可根据需要选择如橡胶衬套等弹性连接方式，以实现电磁式主动悬架传动系统所需的刚度和阻尼，通过匹配系统特定的刚度、阻尼实现传动机构的冲击保护或系统的振动噪声性能。
综上所述，本实施例的电磁式主动悬架通过将电磁式作动器20和减速器30连接在一起，并通过连接于减速器30和悬架总成15之间的摇臂40和推拉杆50，可以将五连杆悬架总成的簧上质量和簧下质量之间近似的直线运动和电磁式作动器20的旋转运动相互转化。当汽车行驶于不平路面时，电磁式作动器20输出的转矩经过减速器30减速增扭和摇臂40、推拉杆50的传递作用于悬架总成15，转化为簧上质量和簧下质量之间的垂向力，从而控制簧上质量和簧下质量之间的相对运动，实现车轮垂向轮跳和车身姿态的独立控制，提升汽车舒适性能和操稳性能；簧上质量和簧下质量之间的垂向力可沿相反的传递路径传递至电磁式作动器20，作为电磁式作动器20的转矩输入，使电磁式作动器20工作于发电工况，回收悬架总成15的振动能量。结合适当的控制策略，该电磁式主动悬架可按需提升整车的舒适性能、操稳性能、实现特定场景功能，该电磁式主动悬架具备电磁式作动器20响应快的优点，且系统效率较高，可回收汽车垂向振动的能量。
进一步地，本实施例的电磁式主动悬架可通过将摇臂40设计成具备一定弯曲刚度的梁结构，或在转动连接位置设计弹性连接，以低成本方式实现系统所需的刚度和阻尼，使系统具有较好的冲击缓冲和振动噪声性能；本实施例的电磁式主动悬架可结合具体的应用需求，采用不同的电机类型实现目标转矩控制性能或效率需求；本实施例的电磁式主动悬架中传动机构的传动比可在推拉杆50长度、摇臂40长度、连接点位置以及减速器30速比之间匹配优化，设计自由度大；本实施例的电磁式主动悬架中电磁式作动器20和减速器30的布置位置可能受底盘空间限制，但电磁式主动悬架所需匹配的(电机)转矩/(悬架垂向)力、(电机)转速/(悬架垂向)速度关系，可在系统传动机构的设计中匹配实现；本实施例的电磁式主动悬架中电磁式作动器20和减速器30可根据转矩、转速要求，综合考虑体积、重量和效率等因素进行集成优化。
第七实施例
如图19至图21所示，本发明实施例提供的电磁式主动悬架包括悬架总成16、电磁式作动器20、减速器30、摇臂40、推拉杆50以及副车架总成60。
请一并参阅图22，本实施例的悬架总成16为H臂悬架总成，其包括减振器总成16a、转向节16b、弹簧16c、第一摆臂总成16d、第二摆臂总成16e、第三摆臂总成16f以及H臂总成16g。第一摆臂总成16d、第二摆臂总成16e、第三摆臂总成16f和H臂总成16g均与转向节16b相连，减振器总成16a和弹簧16c与H臂总成16g相连。
电磁式作动器20可以是同步电机、异步电机或开关磁阻电机等，这些电机的壳体通常为圆柱形，但这些电机的壳体形状也可以根据空间或安装布置等原因基于圆柱形结构在局部位置有所调整。减速器30可以是单级/多级直/斜齿轮减速器、行星齿轮减速器、谐波齿轮减速器、摆线针轮减速器等或它们之间的组合。这些减速器的壳体通常为圆柱形，但这些减速器的壳体形状也可以根据空间或安装布置等原因基于圆柱形结构在局部位置有所调整。摇臂40本质为梁结构，其形状可以根据刚度需求进行设计以实现特定的弯曲刚度，或者根据零部件可能存在的运动干涉而进行设计，摇臂40可以是直杆状结构，也可以是不规则的空间状杆状结构。本实施例的摇臂40大致为L型。推拉杆50本质为二力杆结构，其形状可以根据零部件可能存在的运动干涉而进行设计，推拉杆50可以是直杆状结构，也可以是弧形、镰刀形或与之形状相似的杆状结构。本实施例的推拉杆50为直杆。副车架总成60为由钢、铝或合金等组成的框形结构、井形结构或者蝶形结构。
请继续参阅图19至图21，本实施例的电磁式作动器20的壳体和减速器30的壳体固连(例如通过螺栓连接)，它们整体固连于副车架总成60上。电磁式作动器20的输出轴与减速器30的输入端相连，且能够带动减速器30的输入端转动，减速器30的输出端与摇臂40的一端相连，且能够带动摇臂40转动，摇臂40的另一端与推拉杆50可转动连接，推拉杆50的另一端与悬架总成10可转动连接。
具体地，电磁式作动器20的输出轴与减速器30的输入端通过键连接、花键连接、法兰连接等方式固连或通过弹性联轴器连接，使减振器30的输入端能够与电磁作动器20的输出轴一起转动。减速器30的输出端与摇臂40的一端通过键连接、花键连接、法兰连接等方式固连或通过弹性联轴器连接，使摇臂40能够与减振器30的输出端一起转动。图示的实施例中，减速器30的输出端与摇臂40通过键连接，其连接部位的轴线大致沿汽车Y向或与汽车Y向间形成一锐角。摇臂40的另一端与推拉杆50的一端通过橡胶衬套等方式弹性连接或通过球铰连接，在图示的实施例中，摇臂40的另一端与推拉杆50的一端通过球铰连接，其连接部位的轴线大致沿汽车Y向或与汽车Y向间形成一锐角。推拉杆50的另一端与H臂悬架总成的减振器总成16a、转向节16b、第一摆臂总成16d、第二摆臂总成16e、第三摆臂总成16f、以及H臂总成16g中的一个通过橡胶衬套等方式弹性连接或通过球铰连接。在图示的实施例中，推拉杆50的另一端通过球铰与H臂总成16g连接，其连接部位的轴线大致沿汽车Y向或与汽车Y向间形成一锐角。需要说明的是，上面所述的两个元件之间的连接方式并不限于图示的实施例，其可根据需要选择如橡胶衬套等弹性连接方式，以实现电磁式主动悬架传动系统所需的刚度和阻尼，通过匹配系统特定的刚度、阻尼实现传动机构的冲击保护或系统的振动噪声性能。
综上所述，本实施例的电磁式主动悬架通过将电磁式作动器20和减速器30连接在一起，并通过连接于减速器30和悬架总成16之间的摇臂40和推拉杆50，可以将H臂悬架总成的簧上质量和簧下质量之间近似的直线运动和电磁式作动器20的旋转运动相互转化。当汽车行驶于不平路面时，电磁式作动器20输出的转矩经过减速器30减速增扭和摇臂40、推拉杆50的传递作用于悬架总成16，转化为簧上质量和簧下质量之间的垂向力，从而控制簧上质量和簧下质量之间的相对运动，实现车轮垂向轮跳和车身姿态的独立控制，提升汽车舒适性能和操稳性能；簧上质量和簧下质量之间的垂向力可沿相反的传递路径传递至电磁式作动器20，作为电磁式作动器20的转矩输入，使电磁式作动器20工作于发电工况，回收悬架总成16的振动能量。结合适当的控制策略，该电磁式主动悬架可按需提升整车的舒适性能、操稳性能、实现特定场景功能，该电磁式主动悬架具备电磁式作动器20响应快的优点，系统效率较高，可回收汽车垂向振动的能量。
进一步地，本实施例的电磁式主动悬架可通过将摇臂40设计成具备一定弯曲刚度的梁结构，或在转动连接位置设计弹性连接，以低成本方式实现系统所需的刚度和阻尼，使系统具有较好的冲击缓冲和振动噪声性能；本实施例的电磁式主动悬架可结合具体的应用需求，采用不同的电机类型实现目标转矩控制性能或效率需求；本实施例的电磁式主动悬架中传动机构的传动比可在推拉杆50长度、摇臂40长度、连接点位置以及减速器30速比之间匹配优化，设计自由度大；本实施例的电磁式主动悬架中电磁式作动器20和减速器30的布置位置可能受底盘空间限制，但电磁式主动悬架所需匹配的(电机)转矩/(悬架垂向)力、(电机)转速/(悬架垂向)速度关系，可在系统传动机构的设计中匹配实现；本实施例的电磁式主动悬架中电磁式作动器20和减速器30可根据转矩、转速要求，综合考虑体积、重量和效率等因素进行集成优化。
在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电磁式主动悬架，其特征在于，其包括悬架总成(10、11、12、13、14、15、16)、电磁式作动器(20)、减速器(30)、摇臂(40)及推拉杆(50)，所述电磁式作动器(20)的输出轴与所述减速器(30)的输入端相连，且能够带动所述减速器(30)的输入端转动，所述减速器(30)的输出端与所述摇臂(40)的一端相连，且能够带动所述摇臂(40)转动，所述摇臂(40)的另一端与所述推拉杆(50)可转动连接，所述推拉杆(50)的另一端与所述悬架总成(10、11、12、13、14、15、16)可转动连接。
2.如权利要求1所述的电磁式主动悬架，其特征在于，所述悬架总成(10、11、12、13、14、15、16)为麦弗逊悬架总成，所述麦弗逊悬架总成包括弹簧减振器总成(10a)、转向节(10b)和下摆臂总成(10c)，所述推拉杆(50)的另一端与所述弹簧减振器总成(10a)或所述下摆臂总成(10c)相连。
3.如权利要求1所述的电磁式主动悬架，其特征在于，所述悬架总成(10、11、12、13、14、15、16)为虚铰麦弗逊悬架总成，所述虚铰麦弗逊悬架总成包括弹簧减振器总成(11a)、转向节(11b)、第一摆臂总成(11c)和第二摆臂总成(11d)，所述推拉杆(50)的另一端与所述弹簧减振器总成(11a)、所述第一摆臂总成(11c)和所述第二摆臂总成(11d)中的一个相连。
4.如权利要求1所述的电磁式主动悬架，其特征在于，所述悬架总成(10、11、12、13、14、15、16)为双横臂悬架总成，所述双横臂悬架总成包括弹簧减振器总成(12a)、转向节(12b)、上摆臂总成(12c)、下叉形臂(12d)和下摆臂总成(12e)，所述推拉杆(50)的另一端与所述弹簧减振器总成(12a)、所述上摆臂总成(12c)、所述下叉形臂(12d)和所述下摆臂总成(12e)中的一个相连。
5.如权利要求1所述的电磁式主动悬架，其特征在于，所述悬架总成(10、11、12、13、14、15、16)为虚铰双横臂悬架总成，所述虚铰双横臂悬架总成包括弹簧减振器总成(13a)、转向节(13b)、上摆臂总成(13c)、下叉形臂(13d)、第一下摆臂总成(13e)和第二下摆臂总成(13f)，所述推拉杆(50)的另一端与所述弹簧减振器总成(13a)、所述上摆臂总成(13c)、所述下叉形臂(13d)、所述第一下摆臂总成(13e)和所述第二下摆臂总成(13f)中的一个相连。
6.如权利要求1所述的电磁式主动悬架，其特征在于，所述悬架总成(10、11、12、13、14、15、16)为四连杆悬架总成，所述四连杆悬架总成包括减振器总成(14a)、转向节(14b)、弹簧(14c)、纵摆臂总成(14d)、第一横摆臂总成(14e)、第二横摆臂总成(14f)和第三横摆臂总成(14g)，所述推拉杆(50)的另一端与所述减振器总成(14a)、所述转向节(14b)、所述纵摆臂总成(14d)、所述第一横摆臂总成(14e)、所述第二横摆臂总成(14f)和所述第三横摆臂总成(14g)中的一个相连。
7.如权利要求1所述的电磁式主动悬架，其特征在于，所述悬架总成(10、11、12、13、14、15、16)为五连杆悬架总成，所述五连杆悬架总成包括弹簧减振器总成(15a)、转向节(15b)、第一摆臂总成(15c)、第二摆臂总成(15d)、第三摆臂总成(15e)、第四摆臂总成(15f)和第五摆臂总成(15g)，所述推拉杆(50)的另一端与所述弹簧减振器总成(15a)、所述转向节(15b)、所述第一摆臂总成(15c)、所述第二摆臂总成(15d)、所述第三摆臂总成(15e)、所述第四摆臂总成(15f)和所述第五摆臂总成(15g)中的一个相连。
8.如权利要求1所述的电磁式主动悬架，其特征在于，所述悬架总成(10、11、12、13、14、15、16)为H臂悬架总成，所述H臂悬架总成包括减振器总成(16a)、转向节(16b)、弹簧(16c)、第一摆臂总成(16d)、第二摆臂总成(16e)、第三摆臂总成(16f)和H臂总成(16g)，所述推拉杆(50)的另一端与所述减振器总成(16a)、所述转向节(16b)、所述第一摆臂总成(16d)、所述第二摆臂总成(16e)、所述第三摆臂总成(16f)和所述H臂总成(16g)中的一个相连。
9.如权利要求1所述的电磁式主动悬架，其特征在于，所述电磁式主动悬架还包括副车架总成(60)，所述电磁式作动器(20)的外壳和所述减速器(30)的外壳固定在一起，且所述电磁式作动器(20)和所述减速器(30)固定于所述副车架总成(60)。
10.如权利要求1所述的电磁式主动悬架，其特征在于，所述电磁式作动器(20)的输出轴与所述减速器(30)的输入端固连或通过弹性联轴器连接，所述减速器(30)的输出端与所述摇臂(40)的一端固连或通过弹性联轴器连接，所述摇臂(40)的另一端与所述推拉杆(50)通过橡胶衬套或球铰连接，所述推拉杆(50)的另一端与所述悬架总成(10、11、12、13、14、15、16)通过橡胶衬套或球铰连接。
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CN115384252A (zh) * 2021-05-25 2022-11-25 广州汽车集团股份有限公司 一种能够调整车轮垂向力的后悬架结构及具有其的汽车

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