CN207241341U - 一种复合式馈能型半主动悬架作动器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种复合式馈能型半主动悬架作动器，该作动器包括作动器本体和监控装置，所述作动器本体包括空气弹簧机构和直线电机，所述空气弹簧机构包括空气弹簧、空气弹簧上端盖和空气弹簧下端盖，所述直线电机包括次级永磁体组件和初级线圈组件，所述监控装置包括数据处理控制器，所述数据处理控制器的输入端接有第一位移传感器、第二位移传感器和加速度传感器，以及压力传感器和高度传感器，所述数据处理控制器的输出端接有馈能电路、滑动电阻调节模块和第一电磁阀驱动电路，以及第二电磁阀驱动电路、空气压缩机和储气罐。本实用新型能提高车辆的稳定性和平顺性，且对作动器产生的能量进行回收，减少汽车的耗能。
Description
技术领域
本实用新型属于汽车悬架系统技术领域，尤其是涉及一种复合式馈能型半主动悬架作动器。
背景技术
车辆在行驶的过程中，由于路面的不平度的激励使得车辆产生振动。目前汽车广泛使用的是通过被动悬架(由减振器、弹性元件等组成)来实现衰减振动和承载车身的功能。但是，被动悬架的性能参数(刚度、阻尼)不能够根据车辆行驶过程中的实际工况进行实时调节，因此，被动悬架并不能够兼顾车辆的操稳性和平顺性，同时，被动悬架通过减振器、弹性元件将由汽车振动的能量转化为热能耗散在空气中，没有将其加以利用。由于被动悬架不能够根据车辆行驶的工况实时的调节悬架的减振效果，提高车辆的平顺性的缺点，近年来，相继提出了主动悬架和半主动悬架。主动悬架能够根据路面的不平度的激励以及车辆行驶工况实时的调节悬架的减振性能，并且主动悬架能够适应全部的路面激励和车辆行驶工况，但是，主动悬架存在高耗能的缺点，使得它的发展前景受到很大的限制。半主动悬架的优点在于其能够给悬架提供一定范围的阻尼力的同时还能够进行能量回收，但是由于半主动悬架只能改变悬架的刚度或阻尼中的一个参数，使得半主动悬架在实时调节时存在弊端，不能够适应全部路面及车辆行驶工况，在一定程度上限制了车辆操稳性和平顺性的进一步提高。近年来空气悬架的发展得到了长足的进步，高档轿车和客车上越来越多的采用空气悬架，这是由于空气悬架刚度的非线性以及其通过调节车身高度的方式来改善车辆的平顺性，相比于其他类型的半主动悬架具有独特的优势，但是由于空气悬架在进行车身高度调节时需要通过空气压缩机进行充气，消耗了大量的能量。公开号为CN102261417B的中国实用新型专利“容积连续变化的恒定内压空气弹簧附加气室及工作方法”公开了一种容积连续变化的恒定内压空气弹簧附加气室及工作方法，该空气弹簧附加气室的气室缸体用两个隔板分成A、B、C三个腔室，并在两个隔板设有电磁阀，并且采用了一个双次级直线电机来控制隔板的移动，使得空气弹簧的气室缸体三个腔室的体积发生改变，从而实现增大或降低弹簧系统刚度，还可以使得空气弹簧附加气室容积可变但内压保持恒定，提高车辆的行驶稳定性和乘坐舒适性。但是该方法并没有解决空气悬架的耗能问题，而且由于直线电机的存在使得耗能增多。因此，现如今，市面上还未出现一种直线电机与空气弹簧复合式馈能型半主动悬架作动器，能对汽车簧载质量与非簧载质量的高度和直线电机的电磁阻尼力进行调节，提高车辆的稳定性和平顺性，同时，对作动器产生的能量进行回收，减少汽车的耗能。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种复合式馈能型半主动悬架作动器，其结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好，能对汽车簧载质量与非簧载质量的高度和直线电机的电磁阻尼力进行调节，提高车辆的稳定性和平顺性，同时，对作动器产生的能量进行回收，减少汽车的耗能，实用性强。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种复合式馈能型半主动悬架作动器，其特征在于：包括作动器本体和对所述作动器本体进行监控的监控装置，所述作动器本体包括空气弹簧机构和设置在所述空气弹簧机构内的直线电机，所述空气弹簧机构包括空气弹簧、设置在空气弹簧上端的空气弹簧上端盖和设置在空气弹簧下端的空气弹簧下端盖，所述空气弹簧上均匀设置有多个弯折部，所述弯折部处设置有腰环，所述空气弹簧上端盖上设置有接线孔、用于安装第一电磁阀的第一通孔和用于安装第二电磁阀的第二通孔，所述直线电机包括次级永磁体组件和设置在所述次级永磁体组件外部的初级线圈组件，所述次级永磁体组件包括直线电机次级外壳和设置在直线电机次级外壳内的次级永磁体，所述次级永磁体包括多个沿直线电机次级外壳内壁均匀布设的永磁体，多个所述永磁体按照N极和S极间隔设置，所述初级线圈组件包括直线电机初级外壳以及多个均匀布设在直线电机初级外壳与直线电机次级外壳之间的初级线圈和初级硅钢片，多个初级线圈和多个初级硅钢片相互间隔设置，所述直线电机次级外壳为中空圆柱体，所述直线电机初级外壳为中空长方体，所述直线电机次级外壳的上端和下端分别设置有次级上端盖和次级下端盖，所述直线电机初级外壳的上端和下端分别设置有初级上端盖和初级下端盖，所述直线电机初级外壳通过固定架与空气弹簧下端盖固定连接；
所述监控装置包括数据处理控制器，所述数据处理控制器的输入端接有用于对簧载质量位移进行检测的第一位移传感器、用于对非簧载质量位移进行检测的第二位移传感器和用于对簧载质量加速度进行检测的加速度传感器，以及用于对储气罐的气压进行检测的压力传感器和对簧载质量与非簧载质量的高度差进行检测的高度传感器，所述数据处理控制器的输出端接有馈能电路、滑动电阻调节模块和第一电磁阀驱动电路，以及第二电磁阀驱动电路、空气压缩机和储气罐，所述第一电磁阀驱动电路与第一电磁阀连接，所述第二电磁阀驱动电路与第二电磁阀连接，所述空气压缩机与储气罐连接，所述初级线圈通过馈能电路为车载蓄电池充电，所述滑动电阻调节模块和馈能电路连接，所述馈能电路包括滑动电阻，所述滑动电阻由滑动电阻调节模块进行调节。
上述的一种复合式馈能型半主动悬架作动器，其特征在于：所述馈能电路还包括整流电路和为车载蓄电池充电的蓄电池充电电路，所述整流电路的输入端与初级线圈的输出端和数据处理控制器的输出端均相接，所述滑动电阻的一端与整流电路相接，所述蓄电池充电电路与滑动电阻的另一端和整流电路均相接。
上述的一种复合式馈能型半主动悬架作动器，其特征在于：所述整流电路包括N沟道增强型场效应管T1、N沟道增强型场效应管T2、N沟道增强型场效应管T3、N沟道增强型场效应管T4、N沟道增强型场效应管T5和N沟道增强型场效应管T6，所述N沟道增强型场效应管T1的漏极分三路，第一路与N沟道增强型场效应管T2的漏极相接，第二路与N沟道增强型场效应管T3的漏极相接，第三路为整流电路的一个输出端；所述N沟道增强型场效应管T1的源极分别两路，一路与初级线圈相接，另一路与N沟道增强型场效应管T4的漏极相接；所述N沟道增强型场效应管T2的源极分别两路，一路与初级线圈相接，另一路与N沟道增强型场效应管T5的漏极相接；所述N沟道增强型场效应管T3的源极分别两路，一路与初级线圈相接，另一路与N沟道增强型场效应管T6的漏极相接，所述N沟道增强型场效应管T4的源极分三路，第一路与N沟道增强型场效应管T5的源极相接，第二路与N沟道增强型场效应管T6的源极相接，第三路为整流电路的另一个输出端，所述N沟道增强型场效应管T1的栅极、所述N沟道增强型场效应管T2的栅极、所述N沟道增强型场效应管T3的栅极、所述N沟道增强型场效应管T4的栅极、所述N沟道增强型场效应管T5的栅极和所述N沟道增强型场效应管T6的栅极均与数据处理控制器相接。
上述的一种复合式馈能型半主动悬架作动器，其特征在于：所述滑动电阻为滑动电阻Re，所述滑动电阻Re的一端与整流电路的一个输出端相接；
所述蓄电池充电电路包括非极性电容C1、电感L1、N沟道增强型场效应管Q1和N沟道增强型场效应管Q2，所述非极性电容C1的一端分两路，一路与滑动电阻Re的另一端相接，另一路与电感L1的一端相接；所述非极性电容C1的另一端分三路，一路与整流电路的另一个输出端相接，另一路与N沟道增强型场效应管Q2的源极相接，第三路为蓄电池充电电路的一个输出端；所述电感L1的另一端分两路，一路与N沟道增强型场效应管Q1的源极相接，另一路与N沟道增强型场效应管Q2的漏极相接；所述N沟道增强型场效应管Q1的漏极为蓄电池充电电路的另一个输出端，所述N沟道增强型场效应管Q1的栅极和N沟道增强型场效应管Q2的栅极均与数据处理控制器相接。
上述的一种复合式馈能型半主动悬架作动器，其特征在于：所述空气弹簧的上端套装有上法兰盘，所述空气弹簧的下端套装有下法兰盘，所述空气弹簧上端盖与上法兰盘以及空气弹簧下端盖与下法兰盘之间均通过紧固螺钉连接；
所述接线孔的出口处设置有橡胶密封圈。
上述的一种复合式馈能型半主动悬架作动器，其特征在于：所述固定架与直线电机初级外壳通过螺栓固定连接；
所述次级上端盖焊接在空气弹簧上端盖的内侧面，所述固定架焊接在空气弹簧下端盖的内侧面。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、所采用的复合式馈能型半主动悬架作动器结构简单、设计合理且实现简便，投入成本较低。
2、所采用的作动器本体包括空气弹簧机构和直线电机，通过调节空气弹簧的高度来调节簧载质量和非簧载质量的高度差，从而调节汽车的车身高度，且通过改变直线电机的电磁阻尼力，达到改善汽车的操稳性和平顺性，调节方式简单，直线电机往复运动的特性适用于汽车悬架系统。
3、所采用的空气弹簧机构是通过调整空气弹簧充气或者放气来实现对空气弹簧的高度的调节进而实现车身高度的调节，改善汽车的行驶稳定性和乘坐舒适性。
4、所采用的直线电机与空气弹簧复合式馈能型半主动悬架作动器，通过改变馈能电路中的滑动电阻的电阻值，达到改变直线电机的电磁阻尼力，实现作动器的半主动控制，避免传统空气弹簧中采用改变节流口大小改变阻尼力，提高调节的便捷性。
5、所采用的直线电机与空气弹簧复合式馈能型半主动悬架作动器，是在传统空气弹簧的基础上集成了直线电机，当汽车车身振动时带动直线电机次级永磁体各个初级线圈产生相对运动，切割磁感线产生感应电动势，并通过馈能电路给车载蓄电池充电，实现振动能量的回收，且直线电机属于电磁式馈能，其馈能效率高，解决了空气悬架的耗能问题，实用性强。
6、所采用的直线电机与空气弹簧复合式馈能型半主动悬架作动器中直线电机只用于馈能，不需要反复的启动，延长了作动器的使用寿命，使得作动器工作可高，故障率低。
综上所述，本实用新型结构简单，设计合理且使用操作简便、使用效果好，能对汽车簧载质量与非簧载质量的高度和直线电机的电磁阻尼力进行调节，提高车辆的稳定性和平顺性，同时，对作动器产生的能量进行回收，减少汽车的耗能，实用性强。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型中作动器本体的结构示意图。
图2为本实用新型中监控装置的电路原理框图。
图3为本实用新型中数据处理控制器、初级线圈、馈能电路和车载蓄电池的电路连接关系示意图。
图4为本实用新型中馈能电路的电路原理图。
图5为本实用新型复合式馈能型半主动悬架作动器的控制方法流程框图。
附图标记说明:
1—空气弹簧上端盖； 2—上法兰盘； 3—空气弹簧；
4—腰环； 5—下法兰盘； 6—空气弹簧下端盖；
7—次级上端盖； 8—次级永磁体； 9—初级上端盖；
10—直线电机初级外壳； 11—初级线圈； 12—初级硅钢片；
13—螺栓； 14—固定架； 15—初级下端盖；
16—直线电机次级外壳； 17—次级下端盖；
18—第一电磁阀； 19—第二电磁阀； 20—橡胶密封圈；
21—接线孔； 22—数据处理控制器； 23—车载蓄电池；
24—馈能电路； 24-1—整流电路； 24-2—滑动电阻；
24-3—蓄电池充电电路； 25—第一位移传感器； 26—第二位移传感器；
27—加速度传感器； 28—第一电磁阀驱动电路；
29—第二电磁阀驱动电路； 30—空气压缩机；
31—储气罐； 32—压力传感器； 33—高度传感器；
34—滑动电阻调节模块。
具体实施方式
如图1、图2和图3所示的一种复合式馈能型半主动悬架作动器，包括作动器本体和对所述作动器本体进行监控的监控装置，所述作动器本体包括空气弹簧机构和设置在所述空气弹簧机构内的直线电机，所述空气弹簧机构包括空气弹簧3、设置在空气弹簧3上端的空气弹簧上端盖1和设置在空气弹簧3下端的空气弹簧下端盖6，所述空气弹簧3上均匀设置有多个弯折部，所述弯折部处设置有腰环4，所述空气弹簧上端盖1上设置有接线孔21、用于安装第一电磁阀18的第一通孔和用于安装第二电磁阀19的第二通孔，所述直线电机包括次级永磁体组件和设置在所述次级永磁体组件外部的初级线圈组件，所述次级永磁体组件包括直线电机次级外壳16和设置在直线电机次级外壳16内的次级永磁体8，所述次级永磁体8包括多个沿直线电机次级外壳16内壁均匀布设的永磁体，多个所述永磁体按照N极和S极间隔设置，所述初级线圈组件包括直线电机初级外壳10以及多个均匀布设在直线电机初级外壳10与直线电机次级外壳16之间的初级线圈11和初级硅钢片12，多个初级线圈11和多个初级硅钢片12相互间隔设置，所述直线电机次级外壳16为中空圆柱体，所述直线电机初级外壳10为中空长方体，所述直线电机次级外壳16的上端和下端分别设置有次级上端盖7和次级下端盖17，所述直线电机初级外壳10的上端和下端分别设置有初级上端盖9和初级下端盖15，所述直线电机初级外壳10通过固定架14与空气弹簧下端盖6固定连接；
所述监控装置包括数据处理控制器22，所述数据处理控制器22的输入端接有用于对簧载质量位移进行检测的第一位移传感器25、用于对非簧载质量位移进行检测的第二位移传感器26和用于对簧载质量加速度进行检测的加速度传感器27，以及用于对储气罐31的气压进行检测的压力传感器32和对簧载质量与非簧载质量的高度差进行检测的高度传感器33，所述数据处理控制器22的输出端接有馈能电路24、滑动电阻调节模块34和第一电磁阀驱动电路28，以及第二电磁阀驱动电路29、空气压缩机30和储气罐31，所述第一电磁阀驱动电路28与第一电磁阀18连接，所述第二电磁阀驱动电路29与第二电磁阀19连接，所述空气压缩机30与储气罐31连接，所述初级线圈11通过馈能电路24为车载蓄电池23充电，所述滑动电阻调节模块34和馈能电路24连接，所述馈能电路24包括滑动电阻24-2，所述滑动电阻24-2由滑动电阻调节模块34进行调节。
本实施例中，通过设置复合式结构即所述空气弹簧机构和所述直线电机，且通过调节空气弹簧的高度来调节簧载质量和非簧载质量的高度差，从而调节汽车的车身高度，且通过改变直线电机的电磁阻尼力，达到改善汽车的操稳性和平顺性，调节方式简单，直线电机往复运动的特性适用于汽车悬架系统。
本实施例中，所述空气弹簧机构是通过调整空气弹簧充气或者放气来实现对空气弹簧的高度的调节进而实现车身高度的调节，改善汽车的行驶稳定性和乘坐舒适性，所述空气弹簧安装高度可调，适用性强，另外，所述空气弹簧的刚度较低，使得汽车具有更好的平顺性；其次，所述空气弹簧能够降低动载荷，减少对路面的破坏。
本实施例中，通过设置腰环4，使得所述空气弹簧的弯折处不往外扩张，并防止所述空气弹簧的弯折处相互摩擦。
本实施例中，所述馈能电路24还包括整流电路24-1和为车载蓄电池23充电的蓄电池充电电路24-3，所述整流电路24-1的输入端与初级线圈11的输出端和数据处理控制器22的输出端均相接，所述滑动电阻24-2的一端与整流电路24-1相接，所述蓄电池充电电路24-3与滑动电阻24-2的另一端和整流电路24-1均相接。
本实施例中，通过改变馈能电路24中的滑动电阻24-2的电阻值，达到改变所述直线电机的电磁阻尼力，实现作动器的半主动控制，避免传统空气弹簧中采用改变节流口大小改变阻尼力，提高调节的便捷性。
本实施例中，在传统空气弹簧的基础上集成了直线电机，当汽车车身振动时带动所述直线电机中次级永磁体各个初级线圈产生相对运动，切割磁感线产生感应电动势，并通过馈能电路24给车载蓄电池23充电，实现振动能量的回收，且直线电机属于电磁式馈能，其馈能效率高，解决了空气悬架的耗能问题，实用性强。
本实施例中，所述直线电机只用于馈能，不需要反复的启动，延长了作动器的使用寿命，使得作动器工作可高，故障率低。
本实施例中，通过设置馈能电路24，使得所述直线电机中初级线圈11产生的感应电动势，产生的感应电动势通过整流电路24-1整流后，再经过滑动电阻24-2和蓄电池充电电路24-3给车载蓄电池23充电，实现能量的回收，减少汽车的消耗。
如图4所示，本实施例中，所述整流电路24-1包括N沟道增强型场效应管T1、N沟道增强型场效应管T2、N沟道增强型场效应管T3、N沟道增强型场效应管T4、N沟道增强型场效应管T5和N沟道增强型场效应管T6，所述N沟道增强型场效应管T1的漏极分三路，第一路与N沟道增强型场效应管T2的漏极相接，第二路与N沟道增强型场效应管T3的漏极相接，第三路为整流电路24-1的一个输出端；所述N沟道增强型场效应管T1的源极分别两路，一路与初级线圈11相接，另一路与N沟道增强型场效应管T4的漏极相接；所述N沟道增强型场效应管T2的源极分别两路，一路与初级线圈11相接，另一路与N沟道增强型场效应管T5的漏极相接；所述N沟道增强型场效应管T3的源极分别两路，一路与初级线圈11相接，另一路与N沟道增强型场效应管T6的漏极相接，所述N沟道增强型场效应管T4的源极分三路，第一路与N沟道增强型场效应管T5的源极相接，第二路与N沟道增强型场效应管T6的源极相接，第三路为整流电路24-1的另一个输出端，所述N沟道增强型场效应管T1的栅极、所述N沟道增强型场效应管T2的栅极、所述N沟道增强型场效应管T3的栅极、所述N沟道增强型场效应管T4的栅极、所述N沟道增强型场效应管T5的栅极和所述N沟道增强型场效应管T6的栅极均与数据处理控制器22相接。
如图4所示，本实施例中，所述滑动电阻24-2为滑动电阻Re，所述滑动电阻Re的一端与整流电路24-1的一个输出端相接；
所述蓄电池充电电路24-3包括非极性电容C1、电感L1、N沟道增强型场效应管Q1和N沟道增强型场效应管Q2，所述非极性电容C1的一端分两路，一路与滑动电阻Re的另一端相接，另一路与电感L1的一端相接；所述非极性电容C1的另一端分三路，一路与整流电路24-1的另一个输出端相接，另一路与N沟道增强型场效应管Q2的源极相接，第三路为蓄电池充电电路24-3的一个输出端；所述电感L1的另一端分两路，一路与N沟道增强型场效应管Q1的源极相接，另一路与N沟道增强型场效应管Q2的漏极相接；所述N沟道增强型场效应管Q1的漏极为蓄电池充电电路24-3的另一个输出端，所述N沟道增强型场效应管Q1的栅极和N沟道增强型场效应管Q2的栅极均与数据处理控制器22相接。
本实施例中，所述空气弹簧3的上端套装有上法兰盘2，所述空气弹簧3的下端套装有下法兰盘5，所述空气弹簧上端盖1与上法兰盘2以及空气弹簧下端盖6与下法兰盘5之间均通过紧固螺钉连接；
所述接线孔21的出口处设置有橡胶密封圈20。
本实施例中，所述固定架14与直线电机初级外壳10通过螺栓13固定连接；
所述次级上端盖7焊接在空气弹簧上端盖1的内侧面，所述固定架14焊接在空气弹簧下端盖6的内侧面。
本实施例中，具体实施时，车身振动带动空气弹簧上端盖1和空气弹簧下端盖6运动，空气弹簧上端盖1运动带动次级上端盖7、次级下端盖17、直线电机次级外壳16和次级永磁体8共同运动，空气弹簧下端盖6运动带动固定架14运动，固定架14带动直线电机初级外壳10、初级硅钢片12、初级线圈11、初级上端盖9和初级下端盖15共同运动，从而使得次级永磁体8与初级线圈11产生相对运动，初级线圈11切割磁感线产生感应电动势，产生的感应电动势通过整流电路24-1整流后，再经过滑动电阻24-2和蓄电池充电电路24-3给车载蓄电池23充电，实现能量的回收，减少汽车的消耗。
如图5所示，该复合式馈能型半主动悬架作动器的控制方法包括以下步骤：
步骤一、数据采集及同步传输：采用第一位移传感器25对簧载质量位移进行周期性检测，并将采集到的簧载质量位移发送至数据处理控制器22，第二位移传感器26对非簧载质量位移进行周期性检测，并将采集到的非簧载质量位移发送至数据处理控制器22，加速度传感器27对簧载质量加速度进行周期性检测，并将采集到的簧载质量加速度发送至数据处理控制器22，压力传感器32对储气罐31的气压进行周期性检测，并将采集到的气压发送至数据处理控制器22，高度传感器33对簧载质量与非簧载质量的高度差进行周期性检测，并将采集到的高度发送至数据处理控制器22，数据处理控制器22获得不同采样时刻的簧载质量位移、非簧载质量位移、簧载质量加速度、气压以及簧载质量与非簧载质量的高度差，其中，第i次采样得到的非簧载质量位移记作第i次采样得到的簧载质量位移记作第i次采样得到的簧载质量加速度记作ai，第i次采样得到的气压记作Pi，第i次采样得到的簧载质量与非簧载质量的高度差记作hi，i的取值为非零自然数；
步骤二、汽车启动阶段簧载质量与非簧载质量的高度差的调节：在汽车启动阶段，采用数据处理控制器22通过第一电磁阀驱动电路28控制第一电磁阀18关闭，同时，数据处理控制器22通过第二电磁阀驱动电路29控制第二电磁阀19打开，数据处理控制器22通过储气罐31为空气弹簧3进行充气，直至簧载质量与非簧载质量的高度差hi等于车辆空载时簧载质量与非簧载质量的高度差h0；其中，在储气罐31为空气弹簧3进行充气的过程中，数据处理控制器22根据第i次采样得到的气压Pi与气压设定值进行比较，当数据处理控制器22获取的第i次采样得到的气压Pi不符合气压设定值时，数据处理控制器22控制空气压缩机30为储气罐31加压直至气压设定值；
步骤三、汽车行驶阶段簧载质量与非簧载质量的高度差及电磁阻尼力的调节：在汽车行驶阶段，采用数据处理控制器22对簧载质量与非簧载质量的高度差进行调节，使得簧载质量与非簧载质量的高度差hi等于车辆空载时簧载质量与非簧载质量的高度差h0，同时，采用数据处理控制器22对直线电机的电磁阻尼力进行调节；
采用数据处理控制器22调节直线电机的电磁阻尼力的具体过程为：
步骤301、采用数据处理控制器22根据得到所述直线电机的电磁推力系数K0；其中，Pn为永磁体8的极对数，τ为永磁体8的极距，为永磁体8的永磁磁链；并采用数据处理控制器22根据公式得到第i次采样时的直线电机当前电磁阻尼力F0 i，其中，Ii为第i次采样时的所述初级线圈11的电流；
本实施例中，实际使用过程中，所述初级线圈11的电流通过电流互感器获取。
步骤302、所述数据处理控制器22采用模糊控制方法对数据处理控制器22得到的簧载质量速度、非簧载质量速度和簧载质量加速度进行分析处理得到第i次采样时的直线电机所需电磁阻尼力Fg i；
步骤303、数据处理控制器22将第i次采样时的直线电机当前电磁阻尼力F0 i与第i次采样时的直线电机所需电磁阻尼力Fg i进行比较，当F0 i不等于Fg i时，调节滑动电阻24-2的电阻值直至F0 i等于Fg i，具体过程为：
步骤3031、采用数据处理控制器22根据公式得到第i次采样时的非簧载质量速度v1 i，并采用数据处理控制器22根据公式得到第i次采样时的簧载质量速度v2 i；其中，为第i-1次采样得到的非簧载质量位移，为第i-1次采样得到的簧载质量位移；其中，t为采样时间；
步骤3032、采用数据处理控制器22根据公式得到第i次采样时的直线电机所需电磁阻尼系数Cg i；
步骤3033、采用数据处理控制器22根据公式得到第i次采样时的滑动电阻24-2所需电阻值Ri；其中，r为初级线圈11电阻值，Ke为直线电机的电磁反电动势系数，且Ke的取值范围为60V·s/m～70V·s/m；
步骤3034、根据步骤3033中得到的第i次采样时的滑动电阻24-2所需电阻值Ri，数据处理控制器22控制滑动电阻调节模块34对滑动电阻24-2的电阻值进行调节，直至第i次采样时的直线电机当前电磁阻尼力F0 i等于第i次采样时的直线电机所需电磁阻尼力Fg i；
步骤四、汽车停止行驶时簧载质量与非簧载质量的高度差的调节：在汽车停止行驶时，采用数据处理控制器22通过第一电磁阀驱动电路28控制第一电磁阀18打开，同时，数据处理控制器22通过第二电磁阀驱动电路29控制第二电磁阀19关闭，释放空气弹簧3中的气体，直至高度传感器33采集到的簧载质量与非簧载质量的高度差hi等于车辆空载时簧载质量与非簧载质量的高度差h0时，数据处理控制器22通过第一电磁阀驱动电路28控制第一电磁阀18关闭。
本实施例中，汽车行驶阶段时，数据处理控制器22将直线电机当前电磁阻尼力与直线电机所需电磁阻尼力进行比较，通过调节滑动电阻24-2的电阻值来改变直线电机当前电磁阻尼力，使得直线电机当前电磁阻尼力满足直线电机所需电磁阻尼力，实现对制动器的电磁阻尼力的调节，能够实时地调节复合式馈能型半主动悬架作动器的参数，使复合式馈能型半主动悬架作动器处于最佳的减振状态，保证车辆行驶稳定和乘坐舒适。
综上所述，本实用新型结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好，实现了汽车启动阶段簧载质量与非簧载质量的高度差的调节、汽车行驶阶段簧载质量与非簧载质量的高度差及电磁阻尼力的调节和汽车停止行驶时簧载质量与非簧载质量的高度差的调节，能实时对汽车簧载质量与非簧载质量的高度和直线电机的电磁阻尼力进行调节，提高车辆的稳定性和平顺性，实用性强。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (6)
1.一种复合式馈能型半主动悬架作动器，其特征在于：包括作动器本体和对所述作动器本体进行监控的监控装置，所述作动器本体包括空气弹簧机构和设置在所述空气弹簧机构内的直线电机，所述空气弹簧机构包括空气弹簧(3)、设置在空气弹簧(3)上端的空气弹簧上端盖(1)和设置在空气弹簧(3)下端的空气弹簧下端盖(6)，所述空气弹簧(3)上均匀设置有多个弯折部，所述弯折部处设置有腰环(4)，所述空气弹簧上端盖(1)上设置有接线孔(21)、用于安装第一电磁阀(18)的第一通孔和用于安装第二电磁阀(19)的第二通孔，所述直线电机包括次级永磁体组件和设置在所述次级永磁体组件外部的初级线圈组件，所述次级永磁体组件包括直线电机次级外壳(16)和设置在直线电机次级外壳(16)内的次级永磁体(8)，所述次级永磁体(8)包括多个沿直线电机次级外壳(16)内壁均匀布设的永磁体，多个所述永磁体按照N极和S极间隔设置，所述初级线圈组件包括直线电机初级外壳(10)以及多个均匀布设在直线电机初级外壳(10)与直线电机次级外壳(16)之间的初级线圈(11)和初级硅钢片(12)，多个初级线圈(11)和多个初级硅钢片(12)相互间隔设置，所述直线电机次级外壳(16)为中空圆柱体，所述直线电机初级外壳(10)为中空长方体，所述直线电机次级外壳(16)的上端和下端分别设置有次级上端盖(7)和次级下端盖(17)，所述直线电机初级外壳(10)的上端和下端分别设置有初级上端盖(9)和初级下端盖(15)，所述直线电机初级外壳(10)通过固定架(14)与空气弹簧下端盖(6)固定连接；
所述监控装置包括数据处理控制器(22)，所述数据处理控制器(22)的输入端接有用于对簧载质量位移进行检测的第一位移传感器(25)、用于对非簧载质量位移进行检测的第二位移传感器(26)和用于对簧载质量加速度进行检测的加速度传感器(27)，以及用于对储气罐(31)的气压进行检测的压力传感器(32)和对簧载质量与非簧载质量的高度差进行检测的高度传感器(33)，所述数据处理控制器(22)的输出端接有馈能电路(24)、滑动电阻调节模块(34)和第一电磁阀驱动电路(28)，以及第二电磁阀驱动电路(29)、空气压缩机(30)和储气罐(31)，所述第一电磁阀驱动电路(28)与第一电磁阀(18)连接，所述第二电磁阀驱动电路(29)与第二电磁阀(19)连接，所述空气压缩机(30)与储气罐(31)连接，所述初级线圈(11)通过馈能电路(24)为车载蓄电池(23)充电，所述滑动电阻调节模块(34)和馈能电路(24)连接，所述馈能电路(24)包括滑动电阻(24-2)，所述滑动电阻(24-2)由滑动电阻调节模块(34)进行调节。
2.按照权利要求1所述的一种复合式馈能型半主动悬架作动器，其特征在于：所述馈能电路(24)还包括整流电路(24-1)和为车载蓄电池(23)充电的蓄电池充电电路(24-3)，所述整流电路(24-1)的输入端与初级线圈(11)的输出端和数据处理控制器(22)的输出端均相接，所述滑动电阻(24-2)的一端与整流电路(24-1)相接，所述蓄电池充电电路(24-3)与滑动电阻(24-2)的另一端和整流电路(24-1)均相接。
3.按照权利要求2所述的一种复合式馈能型半主动悬架作动器，其特征在于：所述整流电路(24-1)包括N沟道增强型场效应管T1、N沟道增强型场效应管T2、N沟道增强型场效应管T3、N沟道增强型场效应管T4、N沟道增强型场效应管T5和N沟道增强型场效应管T6，所述N沟道增强型场效应管T1的漏极分三路，第一路与N沟道增强型场效应管T2的漏极相接，第二路与N沟道增强型场效应管T3的漏极相接，第三路为整流电路(24-1)的一个输出端；所述N沟道增强型场效应管T1的源极分别两路，一路与初级线圈(11)相接，另一路与N沟道增强型场效应管T4的漏极相接；所述N沟道增强型场效应管T2的源极分别两路，一路与初级线圈(11)相接，另一路与N沟道增强型场效应管T5的漏极相接；所述N沟道增强型场效应管T3的源极分别两路，一路与初级线圈(11)相接，另一路与N沟道增强型场效应管T6的漏极相接，所述N沟道增强型场效应管T4的源极分三路，第一路与N沟道增强型场效应管T5的源极相接，第二路与N沟道增强型场效应管T6的源极相接，第三路为整流电路(24-1)的另一个输出端，所述N沟道增强型场效应管T1的栅极、所述N沟道增强型场效应管T2的栅极、所述N沟道增强型场效应管T3的栅极、所述N沟道增强型场效应管T4的栅极、所述N沟道增强型场效应管T5的栅极和所述N沟道增强型场效应管T6的栅极均与数据处理控制器(22)相接。
4.按照权利要求3所述的一种复合式馈能型半主动悬架作动器，其特征在于：所述滑动电阻(24-2)为滑动电阻Re，所述滑动电阻Re的一端与整流电路(24-1)的一个输出端相接；
所述蓄电池充电电路(24-3)包括非极性电容C1、电感L1、N沟道增强型场效应管Q1和N沟道增强型场效应管Q2，所述非极性电容C1的一端分两路，一路与滑动电阻Re的另一端相接，另一路与电感L1的一端相接；所述非极性电容C1的另一端分三路，一路与整流电路(24-1)的另一个输出端相接，另一路与N沟道增强型场效应管Q2的源极相接，第三路为蓄电池充电电路(24-3)的一个输出端；所述电感L1的另一端分两路，一路与N沟道增强型场效应管Q1的源极相接，另一路与N沟道增强型场效应管Q2的漏极相接；所述N沟道增强型场效应管Q1的漏极为蓄电池充电电路(24-3)的另一个输出端，所述N沟道增强型场效应管Q1的栅极和N沟道增强型场效应管Q2的栅极均与数据处理控制器(22)相接。
5.按照权利要求1所述的一种复合式馈能型半主动悬架作动器，其特征在于：所述空气弹簧(3)的上端套装有上法兰盘(2)，所述空气弹簧(3)的下端套装有下法兰盘(5)，所述空气弹簧上端盖(1)与上法兰盘(2)以及空气弹簧下端盖(6)与下法兰盘(5)之间均通过紧固螺钉连接；
所述接线孔(21)的出口处设置有橡胶密封圈(20)。
6.按照权利要求1所述的一种复合式馈能型半主动悬架作动器，其特征在于：所述固定架(14)与直线电机初级外壳(10)通过螺栓(13)固定连接；
所述次级上端盖(7)焊接在空气弹簧上端盖(1)的内侧面，所述固定架(14)焊接在空气弹簧下端盖(6)的内侧面。
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