CN112590482B - 车辆悬挂系统及其减震方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种车辆悬挂系统及其减震方法，所述车辆减震系统包括设于靠近车轮一侧的被动隔振装置、设于所述被动隔振装置上的飞轮减震装置、设于所述飞轮减震装置上的车身以及与所述被动隔振装置和所述飞轮减震装置电连接的控制系统，所述飞轮减震装置包括支撑所述车身且与所述被动隔振装置连接的第一平台、与所述第一平台远离车身一侧相连的至少三个第一飞轮以及与第一飞轮输出端电连接的双向逆变器，三个第一飞轮的中心轴均不平行，所述双向逆变器与所述车轮的驱动电机电连接，所述控制系统包括若干传感器以及与所述传感器和第一飞轮电连接的控制器。通过以上方式，可以消减被动隔振装置的带宽限制，消除车身的摆动，同时大大削弱线性震动。
Description
技术领域
本发明涉及车辆悬挂技术领域，特别是涉及一种车辆悬挂系统及其减震方法。
背景技术
行驶车辆由于路况的不确定性，其地盘和悬挂会一直承受路面高低不停所带来的冲击，这种冲击会转换为上下左右的震动和不同轴向方向的摇动。其中，车辆本身的摇动是造成乘客最大不适的因素。为了保持舒适度，车辆必须配备适当的悬挂，以减小线性和摇摆方向的震动。
传统内燃机的内部和悬挂系统结构图1所示。由于弹簧和阻尼悬挂系统的工作原理的限制，只能对一定频率以上的外部震动干扰有减弱作用，对超低频震动反而有放大作用。而且从理论上来讲就无法消除所有外界震动的影响。因而此系统对于低频的外部干扰消除效果较差。而道路干扰很多时候是以低频形式出现。另外，这种系统对于摇动震动的控制效果很弱，而对乘客舒适度影响最大的就是车辆的摇摆。最后，在外部震动消失之后，由于弹簧隔振系统欠阻尼的特性，系统会存在残余震荡，这将体现为车辆更多的摇动。
鉴于此，亟需提供一种新的车辆悬挂系统及其减震方法以解决现存缺陷。
发明内容
基于此，本发明提供一种车辆悬挂系统及其减震方法，解决车辆在路上摇动的问题。
本发明提供了一种车辆悬挂系统，设于车身和车轮之间，包括：
逆变器与所述车轮的驱动电机电连接，
所述控制系统包括若干传感器以及与所述传感器电连接的控制器，所述控制器与所述第一飞轮电连接。
优选的，三个所述第一飞轮的中心轴相交于一点。
优选的，三个所述第一飞轮的中心轴两两垂直设置。
优选的，所述飞轮减震装置还包括与所述被动隔振装置连接的第二飞轮，所述第二飞轮的中心轴与三个所述第一飞轮的中心轴相交于一点，所述第二飞轮与所述控制器电连接。
优选的，所述被动隔振装置包括第二平台、均匀设于所述第二平台一侧的若干隔振器、与所述隔振器一一串联的阻尼器，所述飞轮减震装置设于所述第二平台上，所述隔振器与所述车轮一一对应设置。
优选的，所述隔振器包括空气弹簧或钢弹簧。
本发明提供了一种减震方法，用于车辆悬挂系统，包括
采集被动隔振装置受到外界震动的第一传感信号；
根据所述第一传感信号控制所述被动隔振装置；
采集通过所述被动隔振装置后进入所述飞轮减震装置前的第二传感信号；
根据所述第二传感信号控制至少三个第一飞轮的转速。
优选的，所述减震方法还包括：
采集双向逆变器和车轮之间的第三传感信号，
根据所述第三传感信号控制第二飞轮的转速。
本发明的有益效果在于提供了一种车辆悬挂系统及其减震方法，所述车辆减震系统包括设于靠近所述车轮一侧的被动隔振装置、设于所述被动隔振装置上的飞轮减震装置、设于所述飞轮减震装置上的车身以及与所述被动隔振装置和所述飞轮减震装置电连接的控制系统，所述飞轮减震装置包括支撑所述车身且与所述被动隔振装置连接的第一平台、与所述第一平台远离所述车身一侧相连的至少三个第一飞轮以及与所述第一飞轮输出端电连接的双向逆变器，三个所述第一飞轮的中心轴均不平行，所述双向逆变器与所述车轮的驱动电机电连接，所述控制系统包括若干传感器以及与所述传感器电连接的控制器，所述控制器与所述第一飞轮电连接。通过以上方式，可以完全消减被动隔振装置的带宽限制，完全消除车身的摆动，同时大大削弱系统的线性震动。
附图说明
图1为本现有技术中的车辆悬挂系统结构示意图；
图2为本发明实施例的车辆悬挂系统的结构示意图；
附图说明：车辆悬挂系统100；被动隔振装置1；第二平台11；隔振器12；阻尼器13；飞轮减震装置2；第一平台21；第一飞轮22；双向逆变器23；第二飞轮24；车轮A；车身B。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
请参阅图2，其为本发明实施例的车辆悬挂系统。如图2所示，车辆悬挂系统100车辆悬挂系统100设于车身和车轮A之间，包括设于靠近车轮一侧的被动隔振装置1、设于所述被动隔振装置1上的飞轮减震装置2、设于所述飞轮减震装置2上的车身B以及与所述被动隔振装置1和所述飞轮减震装置2电连接的控制系统。
所述被动隔振装置1包括第二平台11、均匀设于所述第二平台11一侧的若干隔振器12、与所述隔振器12一一串联的阻尼器13，所述飞轮减震装置2设于所述第二平台11上。优选的，所述隔振器12包括空气弹簧或钢弹簧。所述飞轮减震装置2包括支撑所述车身B且与所述第二平台11连接的第一平台21、与所述第一平台21远离所述车身B一侧相连的至少三个第一飞轮22以及与所述第一飞轮22输出端电连接的双向逆变器(UPS)23，三个所述第一飞轮22的中心轴均不平行，所述双向逆变器23与所述车轮A的驱动电机的输入端电连接。所述控制系统包括若干传感器以及与所述传感器电连接的控制器，所述控制器与所述第一飞轮22电连接。若干所述传感器分别设于所述被动隔振装置1与车轮A接触一侧，用于检测车轮A震动的第一传感信号；还设于所述被动隔振装置1与所述飞轮减震装置2连接处，用于检测通过被动隔振装置1隔振后进入飞轮减震装置2中的传动的第二传感信号；以及设于所述双向逆变器23与所述车轮A的驱动电机连接处，用于检测外部供电系统或工作系统对车身B的冲击力的第三传感信号。优选的，三个所述第一飞轮22的中心轴相交于一点。优选的，三个所述第一飞轮22的中心轴两两垂直设置，便于解耦，有利于控制和计算。优选的，所述双向逆变器23为电力电子双向逆变器。
在本发明的飞轮减震装置2中，第一飞轮22内的电机对旋转中的第一飞轮做加减速运动时，第一飞轮定子和壳体需要对第一飞轮施加一个力矩，根据牛顿第三定律，第一飞轮外壳必须同时承受一个相反方向的力矩，这个力矩必须由与飞轮减震装置2连接的被动隔振装置1来承单。所以通过第一飞轮22的加减速，系统可以利用此原理，在第一飞轮的旋转轴(即中心轴)向方向产生相应的可控制转矩，来抵消经过了被动隔振装置1后对车身B在此方向上的传动力矩影响。由于车身B的震动是由外部力和转矩所导致的，维持平台在此轴向上的转动为零，就可以保持车身B在此轴向上维持静止。由于外部摇动震动有三个方向，所以系统设置三个第一飞轮22以满足三个角度轴上的震动隔绝需求。飞轮减震装置2配合被动隔振装置1使用，可以完全消减被动隔振装置1的带宽限制，完全消除车身B的摆动，同时大大削弱了线性震动。另外，将三个第一飞轮22与UPS电连接，飞轮减震装置2可以实现对外部的自由充放电，形成一套机械电池装置。配合电力电子双向逆变器UPS，可以将飞轮减震装置2改造为一个集成于车轮A上的UPS，从而实现对车轮A供电的局部电网稳定系统。
本发明的车辆悬挂系统100中飞轮减震装置2的减震效果主要是由第一飞轮22和/或第二飞轮24内的电机的转矩决定，而电机的转矩完全取决于电机与其驱动设计，可大可小，自由变换，本发明的车辆悬挂系统100对不同大小级别车身B的适应性强，且隔振效果好。
在一个可选的实施方式中，飞轮减震装置2还包括一台第二飞轮24，第二飞轮24可以与第二平台11连接，且控制器与第二飞轮24电连接用以控制第二飞轮24的转动。优选的，所述第二飞轮24的中心轴与三个所述第一飞轮22的中心轴相交于一点。通过设置第二飞轮24可以在以上三个第一飞轮22的基础上多加了一个自由度，使得对整个飞轮减震装置2的控制引入了一个零空间。也就是，可以在同时对三台第一飞轮22和一台第二飞轮24进行冲放电时，飞轮减震装置2对外部的转矩作用可以为零，配合UPS，可以为车轮A的驱动电机提供稳定的供电，且同时第二飞轮24能够抵消进入车轮A的驱动电机前的外部供电系统对车身B的冲击力。
本发明还提供了一种车辆悬挂系统100的减震方法，具体包括以下步骤：
步骤S1，采集被动隔振装置1受到车轮震动的第一传感信号；
步骤S2，根据所述第一传感信号控制所述被动隔振装置1；
步骤S3，采集通过所述被动隔振装置1后进入所述飞轮减震装置2前的第二传感信号；
步骤S4，根据所述第二传感信号控制至少三个第一飞轮的转速。
步骤S5，采集双向逆变器和车轮的驱动电机之间的第三传感信号，
步骤S6，根据所述第三传感信号控制第二飞轮的转速。
本发明的应用于车辆悬挂系统100的减震方法，通过车轮A震动的第一传感信号控制被动隔振装置1进行隔振，采集隔振后传动的第二传感信号，控制至少三个第一飞轮22的转速，进而调控至少三个第一飞轮22对与飞轮减震装置2连接的被动隔振装置1的反作用力，该反作用力与被动隔振装置1隔振后的传动力相抵消。由于本发明利用的是飞轮加减速时对外部产生的作用力矩，其对外部震动阻隔的控制带宽完全取决于旋转电机本身和其控制系统的带宽，在低频、中频与高频的性能均十分优异。同时由于飞轮内的电机的转矩完全取决于电机与其驱动设计，可大可小，自由变换，此隔振能力对不同大小级别车身B的适应性强。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (6)
1.一种车辆悬挂系统，设于车身和车轮之间，其特征在于，包括：
设于靠近所述车轮一侧的被动隔振装置、设于所述被动隔振装置上的飞轮减震装置、设于所述飞轮减震装置上的车身以及与所述被动隔振装置和所述飞轮减震装置电连接的控制系统，
所述飞轮减震装置包括支撑所述车身且与所述被动隔振装置连接的第一平台、与所述第一平台远离所述车身一侧相连的至少三个第一飞轮以及与所述第一飞轮输出端电连接的双向逆变器，三个所述第一飞轮的中心轴均不平行，所述双向逆变器与所述车轮的驱动电机电连接，
所述控制系统包括若干传感器以及与所述传感器电连接的控制器，所述控制器与所述第一飞轮电连接；
所述飞轮减震装置还包括与所述被动隔振装置连接的第二飞轮，所述第二飞轮的中心轴与三个所述第一飞轮的中心轴相交于一点，所述第二飞轮与所述控制器电连接。
2.如权利要求1所述的车辆悬挂系统，其特征在于，三个所述第一飞轮的中心轴相交于一点。
3.如权利要求1所述的车辆悬挂系统，其特征在于，三个所述第一飞轮的中心轴两两垂直设置。
4.如权利要求1所述的车辆悬挂系统，其特征在于，所述被动隔振装置包括第二平台、均匀设于所述第二平台一侧的若干隔振器、与所述隔振器一一串联的阻尼器，所述飞轮减震装置设于所述第二平台上，所述隔振器与所述车轮一一对应设置。
5.如权利要求4所述的车辆悬挂系统，其特征在于，所述隔振器包括空气弹簧或钢弹簧。
6.一种减震方法，包括权利要求1-5任一项所述的车辆悬挂系统，其特征在于，包括
采集被动隔振装置受到外界震动的第一传感信号；
根据所述第一传感信号控制所述被动隔振装置；
采集通过所述被动隔振装置后进入飞轮减震装置前的第二传感信号；
根据所述第二传感信号控制至少三个第一飞轮的转速；
采集双向逆变器和车轮之间的第三传感信号；
根据所述第三传感信号控制第二飞轮的转速。
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104158340A (zh) * | 2013-05-14 | 2014-11-19 | 上海新跃仪表厂 | 一种新型三轴集成微飞轮 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103273817A (zh) * | 2013-05-10 | 2013-09-04 | 江苏大学 | 一种左右贯通式蓄能悬架 |
| CN103587724B (zh) * | 2013-09-24 | 2016-04-13 | 南京航空航天大学 | 一种基于Stewart并联机构的六自由度隔振平台 |
| CN104373503B (zh) * | 2014-10-28 | 2016-03-16 | 上海卫星工程研究所 | 卫星飞轮用微振动会聚式隔振装置 |
| CN105857642A (zh) * | 2016-04-13 | 2016-08-17 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 基于折叠梁结构的航天器飞轮用多自由度被动隔振装置 |
| CN105947139A (zh) * | 2016-06-23 | 2016-09-21 | 北京动力京工科技有限公司 | 一体化飞轮减摇器及实现方法 |
| JP6840180B2 (ja) * | 2019-03-27 | 2021-03-10 | 本田技研工業株式会社 | 電動サスペンション装置 |
| CN111469996A (zh) * | 2020-05-15 | 2020-07-31 | 上海舟加科技有限公司 | 一种减摇陀螺 |
| CN111895039A (zh) * | 2020-09-03 | 2020-11-06 | 宋文琦 | 一种用于精密仪器运输的车载隔振平台 |
-
2020
- 2020-12-02 CN CN202011404940.9A patent/CN112590482B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104158340A (zh) * | 2013-05-14 | 2014-11-19 | 上海新跃仪表厂 | 一种新型三轴集成微飞轮 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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