CN211737864U - 电磁悬架弹簧 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于车辆的电磁悬架弹簧，包括：固定至车辆的车身的第一电磁铁总成；固定至车辆的底盘控制臂并且与第一电磁铁总成相对布置的第二电磁铁总成；以及电连接至第一电磁铁总成和第二电磁铁总成的电子控制单元，其中，电子控制单元构造成控制通过第一电磁铁总成和第二电磁铁总成的电流的大小和/或方向，以分别调节由第一电磁铁总成产生的第一电磁场和由第二电磁铁总成产生的第二电磁场的强度和/或方向，从而调节所述车身与所述底盘控制臂之间的阻尼以及所述车身和所述底盘控制臂的操纵性。

Description

电磁悬架弹簧

技术领域

本实用新型涉及一种电磁悬架弹簧。

背景技术

现有技术中，汽车悬架弹簧大部分使用金属螺旋弹簧，也有少部分使用叶片式弹簧或空气弹簧。对于金属螺旋弹簧及叶片弹簧，一旦结构确定后，弹簧刚度无法进行调节；对于空气弹簧而言，其刚度可实时调节，但需要较大的布置空间。因此，如果存在一种弹簧，既能实现刚度快速灵活调节，又能使布置空间尽可能小，则对汽车性能及布置更为有利。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本申请提出一种用于车辆的电磁悬架弹簧，包括：固定至车辆的车身的第一电磁铁总成；固定至车辆的底盘控制臂并且与所述第一电磁铁总成相对布置的第二电磁铁总成；以及电连接至所述第一电磁铁总成和所述第二电磁铁总成的电子控制单元，其特征在于，所述电子控制单元构造成控制通过所述第一电磁铁总成和所述第二电磁铁总成的电流的大小和/或方向，以分别调节由所述第一电磁铁总成产生的第一电磁场和由所述第二电磁铁总成产生的第二电磁场的强度和/或方向，进而调节所述车身与所述底盘控制臂之间的阻尼以及所述车身和所述底盘控制臂的操纵性。

根据可选的实施方式，所述电子控制单元构造成改变所述第一电磁铁总成与所述第二电磁铁总成之间的作用力的分布，以使得所述第一电磁铁总成能够沿从所述第一电磁铁总成到所述第二电磁铁总成的方向线性运动或围绕所述第二电磁铁总成转动。

根据可选的实施方式，所述电子控制单元构造成动态地调节所述车身与所述底盘控制臂之间的阻尼以及所述车身和所述底盘控制臂的操纵性。

根据可选的实施方式，所述第一电磁铁总成包括：第一安装盘，周向等间距地布置在所述第一安装盘上的多个第一外侧电磁棒单元，以及周向等间距地布置在所述第一安装盘上并且与所述多个第一外侧电磁棒单元相比更靠近所述第一安装盘的中心的多个第一内侧电磁棒单元。

根据可选的实施方式，所述第二电磁铁总成包括：第二安装盘，周向等间距地布置在所述第二安装盘上的多个第二外侧电磁棒单元，以及周向等间距地布置在所述第二安装盘上并且与所述多个第二外侧电磁棒单元相比更靠近所述第二安装盘的中心的多个第二内侧电磁棒单元。

根据可选的实施方式，所述第一外侧电磁棒单元的数量与所述第二外侧电磁棒单元的数量相同，并且每个所述第一外侧电磁棒单元布置成与对应的所述第二外侧电磁棒单元对准，以及所述第一内侧电磁棒单元的数量与所述第二内侧电磁棒单元的数量相同，并且每个所述第一内侧电磁棒单元布置成与对应的所述第二内侧电磁棒单元对准。

根据可选的实施方式，所述电子控制单元构造成使通过每个所述第一外侧电磁棒单元的电流和通过与所述第一外侧电磁棒单元对准的所述第二外侧电磁棒单元的电流大小相等且方向相反，并且构造成使通过每个所述第一内侧电磁棒单元的电流和通过与所述第一内侧电磁棒单元对准的所述第二内侧电磁棒单元的电流大小相等且方向相反。

根据可选的实施方式，所述多个第一外侧电磁棒单元布置在所述第一安装盘上的多个第一外侧沉孔中，所述多个第一内侧电磁棒单元布置在所述第一安装盘上的多个第一内侧沉孔中，所述多个第二外侧电磁棒单元布置在所述第二安装盘上的多个第二外侧沉孔中，并且所述多个第二内侧电磁棒单元布置在所述第二安装盘上的多个第二内侧沉孔中。

根据可选的实施方式，所述电子控制单元构造成独立地或共同地控制流过每个所述第一外侧电磁棒单元、每个所述第一内侧电磁棒单元、每个所述第二外侧电磁棒单元和每个所述第二内侧电磁棒单元的电流的大小和/或方向，以控制由每个所述第一外侧电磁棒单元、每个所述第一内侧电磁棒单元、每个所述第二外侧电磁棒单元和每个所述第二内侧电磁棒单元产生的电磁场的强度。

根据可选的实施方式，所述第一外侧电磁棒单元的直径不同于所述第一内侧电磁棒单元的直径，并且所述第二外侧电磁棒单元的直径不同于所述第二内侧电磁棒单元的直径。

根据可选的实施方式，所述第一外侧电磁棒单元的长度不同于所述第一内侧电磁棒单元的长度，并且所述第二外侧电磁棒单元的长度不同于所述第二内侧电磁棒单元的长度。

本申请通过采用电磁铁同级互斥的原理提供悬架系统所需要的弹力，从而节省布置空间，因为无需引入电动机等额外设备。本申请通过调节各电磁棒单元通电电流来调节各电磁棒单元的电磁场强度，进而调节相对的电磁棒单元之间的互斥力。本申请通过电子控制单元控制各电磁棒单元的电流大小，实现电磁悬架弹簧的平动和转动，从而实时调节车辆底盘的操控性。

附图说明

下面是参考附图对实施方式的描述，其中：

图1是根据本申请的电磁悬架弹簧的立体图；

图2a是图1的电磁悬架弹簧的第一电磁铁总成的立体图；

图2b是图1的电磁悬架弹簧的第二电磁铁总成的立体图；

图3a是图2a的第一电磁铁总成的分解立体图；

图3b是图2b的第二电磁铁总成的分解立体图；

图4是图1的电磁悬架弹簧的第一电磁铁总成的平面图；

图5是图1的电磁悬架弹簧的电子控制单元的框图；以及

图6是示出图1的电磁悬架弹簧的运动的立体图。

具体实施方式

图1在立体图中示意性地示出根据本申请的电磁悬架弹簧的立体图。电磁悬架弹簧10包括固定至车辆的车身的第一电磁铁总成1，固定至车辆的底盘控制臂并且与第一电磁铁总成1相对布置的第二电磁铁总成2，以及电连接至第一电磁铁总成1和第二电磁铁总成2的电子控制单元(ECU)3。

图2a在立体图中示意性地示出图1的电磁悬架弹簧的第一电磁铁总成。第一电磁铁总成1包括第一安装盘11，周向等间距地布置在第一安装盘11上的多个第一外侧电磁棒单元12，以及周向等间距地布置在第一安装盘11上并且与多个第一外侧电磁棒单元12相比更靠近第一安装盘11的中心的多个第一内侧电磁棒单元13。

图2b在立体图中示意性地示出图1的电磁悬架弹簧的第二电磁铁总成。第二电磁铁总成2包括第二安装盘21，周向等间距地布置在第二安装盘21上的多个第二外侧电磁棒单元22，以及周向等间距地布置在第二安装盘21上并且与多个第二外侧电磁棒单元22相比更靠近第二安装盘21的中心的多个第二内侧电磁棒单元23。每个第一外侧电磁棒单元12布置成与对应的第二外侧电磁棒单元22对准，并且每个第一内侧电磁棒单元13布置成与对应的第二内侧电磁棒单元23对准。

图3a在分解立体图中示出图2a的第一电磁铁总成。第一安装盘11包括周向等间距地布置在第一安装盘11上的多个第一外侧沉孔14，以及周向等间距地布置在第一安装盘11上并且与多个第一外侧沉孔14相比更靠近第一安装盘11的中心的多个第一内侧沉孔15。每个第一外侧电磁棒单元12布置在对应的第一外侧沉孔14中，并且每个第一内侧电磁棒单元13布置在对应的第一内侧沉孔15中。各电磁棒单元可以通过适当的安装方式(例如螺纹连接、焊接、过盈配合连接和粘接剂连接等)布置在对应的沉孔中。

图3b在分解立体图中示出图2b的第二电磁铁总成。第二安装盘21包括周向等间距地布置在第二安装盘21上的多个第二外侧沉孔24，以及周向等间距地布置在第二安装盘21上并且与多个第二外侧沉孔24相比更靠近第二安装盘21的中心的多个第二内侧沉孔25。每个第一外侧电磁棒单元22布置在对应的第二外侧沉孔24中，并且每个第二内侧电磁棒单元23布置在对应的第二内侧沉孔25中。各电磁棒单元可以通过适当的安装方式(例如螺纹连接、焊接、过盈配合连接和粘接剂连接等)布置在对应的沉孔中。

在本实施方式中，第一外侧电磁棒单元12的数量与第二外侧电磁棒单元22的数量相同，并且第一内侧电磁棒单元13的数量与第二内侧电磁棒单元23的数量相同。此外，在本实施方式中，第一外侧电磁棒单元12的数量与第一内侧电磁棒单元13的数量相同，并且第二外侧电磁棒单元22的数量与第二内侧电磁棒单元23的数量相同。然而，在其它实施方式中，第一外侧电磁棒单元12的数量可以与第一内侧电磁棒单元13的数量不同，并且第二外侧电磁棒单元22的数量可以与第二内侧电磁棒单元23的数量不同。

在本实施方式中，第一外侧电磁棒单元12的直径大于第一内侧电磁棒单元13，并且第二外侧电磁棒单元22的直径大于第二内侧电磁棒单元23，以更有效地利用第一安装盘11和第二安装盘21的空间。类似地，在本实施方式中，第一外侧电磁棒单元12的长度不同于第一内侧电磁棒单元13的长度，并且第二外侧电磁棒单元22的长度不同于第二内侧电磁棒单元23的长度。然而，直径和长度均相同的第一外侧电磁棒单元12、第二外侧电磁棒单元22、第一内侧电磁棒单元13和第二内侧电磁棒单元23也在本申请的技术方案的范围内。

图4在平面图中示出图1的电磁悬架弹簧的第一电磁铁总成。相对的各对内侧电磁棒单元在电子控制单元3中的编号依次为A_in、B_in……H_in，并且相对的各对外侧电磁棒单元在电子控制单元3中的编号依次为A_out、B_out……H_out。

图5在框图中示出图1的电磁悬架弹簧的电子控制单元。在本实施方式中，通过第一电磁铁总成1中的各第一内侧电磁棒单元13的电流分别为U_I(A_in)、U_I(B_in)……U_I(H_in)，并且通过第一电磁铁总成1中的各第一外侧电磁棒单元12的电流分别为U_I(A_out)、U_I(B_out)……U_I(H_out)。通过第二电磁铁总成2中的各第二内侧电磁棒单元22的电流分别为D_I(A_in)、D_I(B_in)……D_I(H_in)，并且通过第二电磁铁总成2中的各第二外侧电磁棒单元23的电流分别为D_I(A_out)、D_I(B_out)……D_I(H_out)。以第一外侧电磁棒单元12为例，其通电后将产生电磁场。所有第一外侧电磁棒单元12和所有第一内侧电磁棒单元13产生的电磁场一起构成第一电磁铁总成1的电磁场，其与以相同方式由第二电磁铁总成2产生的电磁场相互作用。电子控制单元3用于控制U_I(A_in)、U_I(B_in)……U_I(H_in)、U_I(A_out)、U_I(B_out)……U_I(H_out)、D_I(A_in)、D_I(B_in)……D_I(H_in)和D_I(A_out)、D_I(B_out)……D_I(H_out)的大小和/或方向，以分别调节由第一电磁铁总成1产生的第一磁场和由第二电磁铁总成2产生的第二磁场的强度和/或方向。根据磁场同极互斥的原理，第一电磁铁总成1和第二电磁铁总成2受到方向相反的磁场力作用，以实现对车身的支撑效果并且在车身与底盘控制臂之间产生阻尼。

图6在立体图中示出图1的电磁悬架弹簧的运动。当通过第一电磁铁总成1和第二电磁铁总成2的各内侧电磁棒单元和各外侧电磁棒的电流大小相等时，电磁悬架弹簧可以产生沿图中Z方向的电磁斥力，以使得第一电磁铁总成1和第二电磁铁总成2产生沿图中Z方向的平动趋势。当通过第一电磁铁总成1和第二电磁铁总成2的各内侧电磁棒单元和各外侧电磁棒的电流大小不同时，由于第一电磁铁总成和第二电磁铁总成2中的各对电磁棒单元之间的斥力电磁大小不同，即第一电磁铁总成1与第二电磁铁总成2之间的作用力的分布不均匀，因此电磁悬架弹簧可以产生对应的旋转趋势，例如图中所示的围绕图中X方向的旋转趋势或围绕图中Y方向的旋转趋势。如此，本申请的电磁悬架弹簧可以实现平动和转动，以便可以动态地调节车身与底盘控制臂之间的阻尼以及车身和底盘控制臂的操纵性。

为了说明和描述的目的，已经提供了实施方式的前述描述。并不旨在穷举或将实施方式限制于所描述的变型。对于本领域的技术人员来说，许多修改和变化将是显然的。已经选择和描述了实施方式，以便最佳地说明原理和实际应用，从而使本领域技术人员能够根据其各种实施方式以及适用于其预期用途的各种修改来理解实施方式。在实施方式的框架内，以上指定的部件和特征可以在指定的不同实施方式之间组合。

Claims (9)

1.一种用于车辆的电磁悬架弹簧，其特征在于，包括：

固定至车辆的车身的第一电磁铁总成(1)；

固定至车辆的底盘控制臂并且与所述第一电磁铁总成相对布置的第二电磁铁总成(2)；以及

电连接至所述第一电磁铁总成和所述第二电磁铁总成的电子控制单元(3)，

其中，所述电子控制单元构造成控制通过所述第一电磁铁总成和所述第二电磁铁总成的电流的大小和/或方向，以分别调节由所述第一电磁铁总成产生的第一电磁场和由所述第二电磁铁总成产生的第二电磁场的强度和/或方向，进而调节所述车身与所述底盘控制臂之间的阻尼以及所述车身和所述底盘控制臂的操纵性。

2.根据权利要求1所述的电磁悬架弹簧，其特征在于，所述第一电磁铁总成包括：

第一安装盘(11)，

周向等间距地布置在所述第一安装盘上的多个第一外侧电磁棒单元(12)，以及

周向等间距地布置在所述第一安装盘上并且与所述多个第一外侧电磁棒单元相比更靠近所述第一安装盘的中心的多个第一内侧电磁棒单元(13)。

3.根据权利要求2所述的电磁悬架弹簧，其特征在于，所述第二电磁铁总成包括：

第二安装盘(21)，

周向等间距地布置在所述第二安装盘上的多个第二外侧电磁棒单元(22)，以及

周向等间距地布置在所述第二安装盘上并且与所述多个第二外侧电磁棒单元相比更靠近所述第二安装盘的中心的多个第二内侧电磁棒单元(23)。

4.根据权利要求3所述的电磁悬架弹簧，其特征在于，

所述第一外侧电磁棒单元的数量与所述第二外侧电磁棒单元的数量相同，并且每个所述第一外侧电磁棒单元布置成与对应的所述第二外侧电磁棒单元对准，以及

所述第一内侧电磁棒单元的数量与所述第二内侧电磁棒单元的数量相同，并且每个所述第一内侧电磁棒单元布置成与对应的所述第二内侧电磁棒单元对准。

5.根据权利要求3或4所述的电磁悬架弹簧，其特征在于，

所述电子控制单元构造成使通过每个所述第一外侧电磁棒单元的电流和通过与所述第一外侧电磁棒单元对准的所述第二外侧电磁棒单元的电流大小相等且方向相反，并且构造成使通过每个所述第一内侧电磁棒单元的电流和通过与所述第一内侧电磁棒单元对准的所述第二内侧电磁棒单元的电流大小相等且方向相反。

6.根据权利要求3或4所述的电磁悬架弹簧，其特征在于，

所述多个第一外侧电磁棒单元布置在所述第一安装盘上的多个第一外侧沉孔(14)中，

所述多个第一内侧电磁棒单元布置在所述第一安装盘上的多个第一内侧沉孔(15)中，

所述多个第二外侧电磁棒单元布置在所述第二安装盘上的多个第二外侧沉孔(24)中，并且

所述多个第二内侧电磁棒单元布置在所述第二安装盘上的多个第二内侧沉孔(25)中。

7.根据权利要求3或4所述的电磁悬架弹簧，其特征在于，

所述电子控制单元构造成独立地或共同地控制流过每个所述第一外侧电磁棒单元、每个所述第一内侧电磁棒单元、每个所述第二外侧电磁棒单元和每个所述第二内侧电磁棒单元的电流的大小和/或方向，以控制由每个所述第一外侧电磁棒单元、每个所述第一内侧电磁棒单元、每个所述第二外侧电磁棒单元和每个所述第二内侧电磁棒单元产生的电磁场的强度。

8.根据权利要求3或4所述的电磁悬架弹簧，其特征在于，

所述第一外侧电磁棒单元的直径不同于所述第一内侧电磁棒单元的直径，并且

所述第二外侧电磁棒单元的直径不同于所述第二内侧电磁棒单元的直径。

9.根据权利要求3或4所述的电磁悬架弹簧，其特征在于，

所述第一外侧电磁棒单元的长度不同于所述第一内侧电磁棒单元的长度，并且

所述第二外侧电磁棒单元的长度不同于所述第二内侧电磁棒单元的长度。

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